Avaliação de biomarcadores séricos do estresse oxidativo e do potencial antioxidante em pacientes renais crônicos submetidos ao tratamento hemodialítico

Abstract

No Brasil, o número de indivíduos com doença renal crônica (DRC) em terapia dialítica no ano de 2017 foi de aproximadamente 127 mil indivíduos; dentre estes, 92% realizavam hemodiálise (HD). A HD tem como principal objetivo a remoção dos solutos urêmicos e assim a redução dos sintomas relacionados à síndrome urêmica, melhorando a qualidade de vida do indivíduo com DRC. No entanto, aumentam as evidências de que a HD seja um fator exacerbante do estresse oxidativo, via aumento na produção de espécies reativas de oxigênio devido à ativação de leucócitos estimulada pela diálise ou pelo tipo de membrana utilizada, bem como via remoção dialítica de compostos antioxidantes solúveis em água e de baixo peso molecular. No entanto, a literatura reporta resultados contraditórios em relação às alterações em biomarcadores de lesão oxidativa e atividade antioxidante em indivíduos submetidos à HD. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações na capacidade antioxidante total, nas atividades de enzimas antioxidantes e nos níveis de biomarcadores de danos oxidativos no soro de indivíduos saudáveis e de indivíduos com DRC, antes (pré-HD) e após (pós-HD) uma sessão de HD. Foram selecionados 40 indivíduos saudáveis, sem DRC ou qualquer outra patologia, doadores de sangue do Hemonúcleo Regional de Araraquara para compor o grupo controle, e 40 indivíduos com DRC que realizam HD no Centro Regional de Hemodiálise de Araraquara. Amostras de soro foram utilizadas para determinação dos marcadores bioquímicos, biomarcadores de lipoperoxidação (substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, TBARS) e de danos oxidativos em proteínas (proteínas carboniladas, PCO), estimativa de produtos finais de glicação avançada (AGEs, advanced glycation end products) incluindo pentosidina, atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), glutationa peroxidase (GSH-Px) e paraoxonase 1 (PON 1) e a capacidade antioxidante total. Observamos um aumento significativo nos níveis séricos de creatinina e ureia (13,8 e 4,5 vezes, respectivamente) de indivíduos na condição pré-HD em relação aos indivíduos do grupo controle. Também foram observados aumentos nos níveis de ácido úrico, potássio e glicose em soro de indivíduos pré-HD em relação aos indivíduos controle. Após uma sessão de HD, houve diminuição nos níveis séricos de creatinina (65%), ureia (70%), ácido úrico (72%), potássio (27%) e de glicose (40%), em comparação aos valores em soro de indivíduos pré-HD. Os níveis de proteínas totais, albumina, colesterol total, colesterolHDL e colesterol-LDL encontram-se diminuídos no soro de indivíduos pré-HD, no entanto, ainda dentro dos valores de referência; ao final da HD foi observado um discreto aumento nestes biomarcadores. Indivíduos com DRC, antes e após a sessão de HD, apresentam níveis de colesterol-VLDL acima dos valores de referência. Foram observados aumentos nos níveis séricos de TBARS (65%), PCO (51%), AGEs fluorescentes (8,9 vezes) e pentosidina (22,5 vezes) em indivíduos na condição pré-HD, em comparação aos valores em soro de indivíduos do grupo controle, sugerindo a presença de um quadro de estresse oxidativo. Uma sessão de HD reduziu os níveis séricos de TBARS, AGEs e pentosidina, em 28%, 31% e 64%, respectivamente. As atividades das enzimas antioxidantes CAT, GSH-Px e PON 1 encontram-se diminuídas no soro de indivíduos com DRC, antes e após a sessão de HD, em comparação com o grupo controle. É interessante salientar que, mesmo sendo observado um quadro de estresse oxidativo em indivíduos com DRC, há também um aumento na capacidade antioxidante total no soro de indivíduos com DRC na condição pré-HD, em comparação aos indivíduos do grupo controle. Considerando que este aumento na capacidade antioxidante foi revertido após a sessão de HD, podemos sugerir que tal aumento na condição pré-HD seja devido ao acúmulo de moléculas antioxidantes no soro como uma consequência da insuficiência renal, incluindo o ácido úrico. O estabelecimento de estresse oxidativo em indivíduos com DRC pode ter relação com diversos fatores, tais como o acúmulo de solutos urêmicos, presença de doenças relacionas (diabetes mellitus, hipertensão), presença de inflamação crônica e diminuição nas defesas antioxidantes. De acordo com nossos resultados, uma sessão de HD não foi capaz de exacerbar o estresse oxidativo em indivíduos com DRC, pelo contrário, podemos sugerir que a HD contribui tanto para a remoção de solutos urêmicos como também para diminuir os níveis de biomarcadores de dano oxidativo nestes indivíduos.

In Brazil, the number of individuals with chronic kidney disease (CKD) under dialysis in 2017 was approximately 127,000 individuals; among these, 92% underwent hemodialysis (HD). HD has as main objective the removal of uremic solutes and thus the reduction of the symptoms related to the uremic syndrome, therefore improving the quality of life of individuals with CKD. However, there is increasing evidence that HD is an exacerbating factor of oxidative stress, due to an increase in the production of reactive oxygen species due to the activation of leukocytes stimulated by the dialysis or due to the type of membrane used, as well as via dialytic removal of antioxidant compounds, water-soluble and with low molecular weight. However, literature reports contradictory results regarding the changes in biomarkers of oxidative damage and antioxidant activity in individuals submitted to HD. The objective of this study was to evaluate the changes in the total antioxidant capacity, activities of antioxidant enzymes, and the levels of biomarkers of oxidative damage in serum of healthy individuals and patients with CKD, before (pre-HD) and after (post-HD) one HD session. Forty healthy individuals without clinical history of CKD or any other pathology were selected from the Hemonúcleo Regional de Araraquara, SP to compose the control group; and 40 patients with CKD undergoing HD were selected from the Centro Regional de Hemodiálise. Serum samples were used for the analysis of biochemical markers, biomarkers of lipid peroxidation (TBARS, thiobarbituric acid reactive substances) and protein oxidative damage (PCO, protein carbonyls), estimation of fluorescent advanced glycation end products (AGEs), activities of the antioxidant enzymes catalase (CAT), glutathione peroxidase (GSH-Px) and paraoxonase 1 (PON 1) and the total antioxidant capacity. It was observed a significant increase in the serum levels of creatinine and urea (13.8 and 4.5 times, respectively) of individuals in the pre-HD condition in comparison to individuals of control group. Increases in serum levels of uric acid, potassium, and glucose were also observed in pre-HD individuals, when compared to controls. After one HD session, serum levels of creatinine (65%), urea (70%), uric acid (72%), potassium (27%), and glucose (40%) were decreased, when compared to serum levels of pre-HD subjects. The levels of total protein, albumin, cholesterol, HDLcholesterol, and LDL-cholesterol were decreased in the serum of pre-HD subjects; however, they are still within the reference values; a slight increase was observed in these biomarkers at the end of the HD. Individuals with CKD, before and after one HD session, presented the VLDL-cholesterol levels above the reference values. Increases in serum levels of TBARS (64%), PCO (51%), fluorescent AGEs (8,9-fold), and pentosidine (22,5-fold) were found in individuals in the pre-HD condition, in comparison to serum values of these biomarkers in controls, suggesting the development of oxidative stress. One HD session reduced the serum levels of TBARS, AGEs, and pentosidine, by 28%, 31%, and 64%, respectively. The activities of the antioxidant enzymes CAT, GSH-Px, and PON 1 were decreased in serum of individuals with CKD, before and after the HD session, when compared to the control group. It is interesting to emphasize that, even CKD patients having changes associated to a condition of oxidative stress, the total antioxidant capacity was increased in serum of CKD patients in pre-HD condition, in comparison to controls. Considering that this increase in antioxidant capacity was reversed after the HD section, it can be suggested that such increase in the pre-HD condition was due to the accumulation of antioxidant molecules in serum as a consequence of the kidney failure, including uric acid. The establishment of oxidative stress in individuals with CKD may be related to several factors, such as the accumulation of uremic solutes, the presence of related diseases (diabetes mellitus, hypertension), the presence of chronic inflammation, and a decrease in the antioxidant defenses. According to our results, one HD session was not sufficient to exacerbate the oxidative stress in individuals with CKD, on the contrary, we can suggest that HD contributes to the removal of uremic solutes and also to decrease the levels of biomarkers of oxidative damage in these individuals.