Bioaktivní jídlo a cvičení při chronickém onemocnění ledvin

Bioaktivní jídlo a cvičení u chronického onemocnění ledvin: Zacílení na mitochondrie

Denise Mafra^1,2a kol

Abstraktní

Chronické onemocnění ledvin(CKD), která postihuje 10 až 15 procent populace, je spojena s řadou komplikací – jako jsou kardiovaskulární onemocnění, křehkost, infekce, poruchy svalů a kostí a předčasné stárnutí – které by mohly souviset se změnami mitochondriálních funkcí. počet, distribuce, struktura a funkce. Vzhledem k tomu, že mitochondriální biogeneze, bioenergetika a dynamické mitochondriální sítě přímo nebo nepřímo regulují četné intra- a extracelulární funkce, mitochondrie se ukázaly jako důležitý cíl pro intervence zaměřené na prevenci nebo zlepšení léčby komplikací u CKD (Chronické onemocnění ledvin). V tomto přehledu diskutujeme možnou roli bioaktivních potravinových sloučenin a cvičení v modulaci narušené mitochondriální funkce v uremickém prostředí.

KLÍČOVÁ SLOVA

chronické onemocnění ledvin, cvičení, mitochondriální funkce, výživa

Cistanche-kidney

Cistanche-ledvina

1|ÚVOD

Mitochondrie se kromě své klíčové metabolické funkce (produkce ATP a termogeneze) podílejí na intracelulární signalizaci, syntéze klíčových biomolekul, programované buněčné smrti (apoptóze) a dalších buněčných procesech. Za tímto účelem jsou mitochondrie řízeny sadou mechanismů adaptivní kontroly kvality, které optimalizují počet mitochondrií (mitochondriální biogeneze; MB), distribuci a funkci. Tyto kontrolní mechanismy zahrnují syntézu proteinů kódovaných jádrem a jsou přísně regulovány intra- a extracelulárními signálními cestami.

Mitochondriální dysfunkce je spojena se zvýšeným oxidačním stresem a metabolickými poruchami a může prostřednictvím těchto a dalších mechanismů přispívat k patofyziologii chronických invalidizujících onemocnění, jako je např.chronické onemocnění ledvin(CKD). Studie prokázaly mitochondriálně specifické účinky bioaktivních sloučenin a fyzického cvičení; potenciálnímu dopadu takových intervencí na mitochondriální dysfunkci u CKD se však dosud věnovala malá pozornost. V tomto přehledu diskutujeme mitochondriální dysfunkci v kontextu CKD a představujeme potenciální terapeutické strategie využívající bioaktivní sloučeniny a cvičení k modulaci mitochondriální funkce, která by mohla snížit komplikace a zlepšit zdraví a kvalitu života pacientů s CKD.

2|FYZIOLOGIE MITOCHONDRIE

Dvě membrány, vnější a vnitřní, mitochondrií, tvoří dva samostatné vodné kompartmenty, matrici a mezimembránový prostor. Vnitřní mitochondriální membrána obsahuje enzymové komplexy systému oxidativní fosforylace (OXPHOS). Metabolické systémy podílející se na rozkladu glukózy a mastných kyselin, jako je Krebsův cyklus a oxidace, jsou umístěny v matrici mitochondrií.6 I když jsou mitochondrie uzavřeny v membránách a jsou definovány jako samostatné organely, neměly by být považovány za jednotlivé entity, ale spíše za spleť dynamických a vzájemně propojených membrán tvořících mitochondriální síť. Fúze a štěpení mitochondrií jsou neustále probíhající děje, které vedou k dynamickému větvení této mitochondriální sítě. Mitochondrie jsou kromě jádra jediné organely, které obsahují genetický materiál, mitochondriální DNA (mtDNA), což je dvouvláknová kruhová molekula o velikosti přibližně 16,5 kb, která obsahuje 37 genů kódujících 13 podjednotek komplexu OXPHOS, kromě komplexu II. mtDNA také kóduje 22 transferových RNA a dvě ribozomální RNA. I když mitochondrie drží svou vlastní DNA, malá velikost mtDNA činí mitochondrie vysoce závislými na jaderném genomu jejich hostitelské buňky. Mitochondriální genomový aparát skutečně nekontroluje proteom organely, protože jaderný genom kóduje velkou většinu všech mitochondriálních proteinů (až ~103) začleněných do mitochondrií. Dříve neznámé rysy exprese, funkce a regulace mitochondriálních genů naznačují, že mitochondriální transkriptom a proteom jsou mnohem složitější, než se dříve myslelo.

Treat Kidney disease--Cistanche acteoside

2,1|Mitochondriální biogeneze

Tvorba nových mitochondrií je ovlivněna stresem z prostředí, jako je cvičení, oxidační stres, hypoxie, hormony, zánět, kalorická restrikce a buněčné dělení/diferenciace. Mitochondriální biogeneze zahrnuje koordinovanou replikaci a transkripci mtDNA a mnohočetné faktory odvozené od jádra.2 Některé z nejdůležitějších faktorů podílejících se na MB jsou znázorněny na obrázku 1. Aktivátor receptoru aktivovaného peroxisomovým proliferátorem (PPAR)‐1 (PGC‐1) slouží jako hlavní regulátor MB a reaguje na fyziologické (jako je cvičení a kalorická restrikce) a patologické (jako je oxidační stres a zánět) stavy. PGC‐1 se nachází v cytoplazmě a translokuje se po fosforylaci – AMP aktivovanou proteinkinázou (AMPK), sirtuinem‐1 (SIRT‐1), PPAR‐ a cAMP‐responzivním proteinem vázajícím na element (CREB) – do jádra, kde interaguje s dalšími transkripčními faktory, jako jsou nukleární respirační faktory (Nrf‐1), Nrf‐2 a mitochondriální transkripční faktor A (TFAM), čímž zvyšuje jejich aktivitu. PGC‐1, další transkripční faktor, sdílí podobnou molekulární strukturu a funkci s PGC‐1, včetně vazby na jaderný receptor a aktivace transkripce, a také reguluje MB prostřednictvím sdílených mechanismů s PGC‐1, jako je aktivace Nrf‐1.2 Jaderné respirační faktory (Nrf‐1/ Nrf‐2) jsou spojeny s expresí více mitochondriálních proteinů, jako jsou komplexní proteiny OXPHOS, enzymy biosyntézy hemu a proteiny zapojené do mitochondriálního importu jaderně kódovaných pod[1]jednotek. Transkripce Nrf‐1 je regulována také PPAR‐ ve svalu cvičených potkanů, což je mechanismus, který zvyšuje MB prostřednictvím upregulace AMP‐aktivované proteinkinázy (AMPK) a Nrf‐1/Nrf‐2, které integrují jejich účinky na jaderné geny MB s podporou replikace a transkripce TFAM. Posledně jmenovaný je multifunkční protein, který patří do skupiny proteinů s vysokou mobilitou (HMG), které se vyznačují schopností ohýbat, obalovat a odvíjet mtDNA bez sekvenční specifity, ale s preferenční interakcí s některými identifikovanými oblastmi.

Tumor supresorový protein p53 je znám jako „strážce mitochondriálního genomu“ a má schopnost modulovat expresi mitochondriálních i jaderných genů.25,26 Metabolický stres vede k aktivaci p53 jeho klíčovým modulátorem PGC‐1 a spouští zastavení buněčného cyklu, clearance reaktivních forem kyslíku (ROS) nebo apoptóza.

2,2|Bioenergetický

Bioenergetické aktivity zahrnují procesy OXPHOS, ke kterým dochází v invaginacích krist vnitřní mitochondriální membrány, kde redukovaný nikotinamid adenindinukleotid (NADH) a FADH2 produkovaný v mitochondriální matrici z Krebsova cyklu předávají elektrony do elektronového transportního řetězce komplexy I‐ V. Protonové pumpy (komplexy I, III a IV) uvolňují protony do mezimembránového prostoru pro syntézu adenosin 5′‐trifosfátu (ATP), klíčového energetického zdroje buňky, prostřednictvím fosforylace ADP pomocí ATP syntáza. Tyto složky pracují paralelně s uncoupling proteiny (UCP), které odvádějí generované teplo pro termogenezi. Během přenosu elektronů některé respirační komplexy uvolňují elektrony do kyslíku a vytvářejí superoxidový anion (O2 •). V důsledku toho jsou mitochondrie hlavním zdrojem produkce ROS, což je nevyhnutelný proces; při dysfunkci bioenergetiky se však oxidační stres zvyšuje.

Mitochondriální sítě jsou vysoce dynamické a reagují na buněčné poruchy. Probíhající procesy mitochondriální fúze a štěpení regulují architekturu mitochondrií. Proteiny mitofusin 1 (Mfn1), mitofusin 2 (Mfn2) a optická atrofie 1 (Opa1) jsou zodpovědné za mitochondriální fúzi a mitochondriální štěpný faktor (Mff) a dynamin-příbuzný protein 1 (Drp1) jsou zodpovědné za mitochondriální štěpení. Změny v architektuře mitochondrií jsou spojeny s mitochondriální dysfunkcí, která je zase spojena s různými onemocněními, včetně CKD, a přispívá k mnoha patologickým procesům u pacientů s CKD.

Cistanche-kidney

Cistanche-ledvina

3|MITOCHONDRIÁLNÍ DYSFUNKCE PŘI ONEMOCNĚNÍ LEDVIN

Mitochondriální dysfunkce je prominentním rysem jak CKD, tak akutníporanění ledvin(AKI)37 a je spojen s několika procesy včetně biogeneze, bioenergetiky, morfologie a degradace. Kromě toho je CKD spojena se snížením exprese Nrf‐1, PGC1‐ a také TFAM, podjednotky 6C oxidázy cytochromu C (COX6C) a podjednotky oxidázy cytochromu C 7C (COX7C) a mitochondriálního dýchacího systému.

U CKD je mitochondriální dysfunkce hlavním přispěvatelem k oxidativnímu stresu, který je spojen s mnoha uremickými komplikacemi, včetně zánětu a poškození cév, které podporují kardiovaskulární onemocnění a předčasné stárnutí.40 Dále dochází ke snížení počtu kopií mtDNA, což je cenný biomarker pro mitochondriální ruptura u onemocnění ledvin, ztráta mitochondriálního membránového potenciálu a snížená produkce ATP u CKD a záněty a oxidační stres naopak podporují mitochondriální dysfunkci. Během oxidačních inzultů je ovlivněno několik mito[1]chondriálních funkcí, včetně zvýšené permeability mitochondriálních přechodových pórů, což vede k depolarizaci membránového potenciálu, inhibici transportu elektronů, zvýšené produkci oxidantu a nízké respirační aktivitě, snížené hladině intracelulárního ATP, změnám potenciálu mitochondriální membrány (Δψm) a spuštění uvolňování cytochromu C (Cyt C) do cytoplazmy, což může vést k aktivaci kaspáz vedoucí k buněčné smrti.

Další hypotézou je, že mitochondriální dysfunkce u CKD souvisí s hemodynamickými adaptacemi v důsledku nesouladu mezi poptávkou po kyslíku a výslednou hypoxií a aktivací hypoxií indukovatelného faktoru 1 (HIF‐1). To snižuje spotřebu mitochondriálního kyslíku a produkci superoxidu a zvyšuje objemovou hustotu mitochondrií. Kromě toho uremický toxin indoxylsulfát generovaný ze střevní mikroflóry snižuje expresi PGC‐1 a zvyšuje autofagii v kosterním svalstvu. A konečně, protože nedostatek esenciálních minerálů může urychlit mitochondriální rozpad, nedostatek železa je běžným a klinicky důležitým problémem u CKD.

vzato dohromady,zánětzvýšená produkce ROS, uremický toxin a hypoxie mohou samy nebo společně hrát roli v uremické mitochondriální dysfunkci. Zatímco základní mechanismy zůstávají do značné míry neznámé, předpokládá se, že se podílí na procesu stárnutí a patogenezi mnoha chronických onemocnění. Proto může mitochondriální dysfunkce hrát důležitou roli v patogenezi CKD. Nefrony jsou bohaté na mitochondrie a OXPHOS oxidace mastných kyselin je hlavním zdrojem produkce ATP. Původní poranění může vyvolat změněný metabolismus mitochondrií spojený s redoxní nerovnováhou vedoucí ke změnám v bioenergetice a progresi CKD. Od procesuledvinazhoršení mitochondriální dysfunkce zůstává v nedohlednu, další studie mitochondriální biologie a patofyziologie jsou zaručeny pro objevy účinných terapeutik u onemocnění ledvin. Níže uvádíme důkazy, že cvičení a bioaktivní sloučeniny mají potenciál modulovat mito[1]chondriální funkci u CKD.

4|VÝŽIVOVÉ STRATEGIE CÍLENÉ NA MITOCHONDRIÁLNÍ DYSFUNKCI U CKD

Protože dysfunkční mitochondrie přispívají ke zvýšené produkci ROS, mohou být vhodnými cíli pro bioaktivní sloučeniny s antioxidačními vlastnostmi. Antioxidanty ve stravě, jako je vitamín C, polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), kvercetin, resveratrol a kurkumin, mohou skutečně snížit mitochondriální oxidační poškození. Ačkoli je možné, že tyto živiny mohou zlepšit mitochondriální funkci u CKD, bylo dosud provedeno pouze několik experimentálních studií. V tomto přehledu jsme prohledali literaturu o terapeutických přístupech využívajících bioaktivní sloučeniny k posílení mitochondriální funkce a jejich roli v prevenci uremických komplikací, viz obrázek 2.

resveratrol,Bylo prokázáno, že přírodní polyfenolová sloučenina nacházející se v hroznech, bobulích a červeném víně se podílí na MB mechanismem závislým na sirtuinu-1 a zvýšenou aktivitou komplexu I. Lagouge et al (2006) prokázali, že myši C57BI/6J léčené resveratrolem vykazovaly indukci aktivity PGC‐1 deacetylací zprostředkovanou SIRT1 a že byly také aktivovány exprese Nrf‐1 a TFAM. U pěti ze šesti nefrektomizovaných potkanů resveratrol zlepšil mitochondriální funkce, jak je indikováno zvýšením obsahu ATP a zvýšenou expresí proteinů mitochondriálního elektronového transportního řetězce a snížením hladin ROS a aktivit komplexu I a komplexu III. Ačkoli látky, které ovlivňují mitochondriální biogenezi a modulaci NAD, jako je resveratrol, jsou slibné v léčbě komplikací u CKD, jejich klinický překlad čeká na další zkoumání.

kvercetin, senolytická sloučenina60 nacházející se v listové zelenině, kapary, cibuli, jablkách, bobulích, rajčatech a brokolici, bylo prokázáno, že aktivuje replikaci PGC‐1, mtDNA a cyt C.61 Ačkoli quercetin může mít kardioprotektivní výhody zvýšením exprese PGC‐1 a markery spojené s bioenergetickou kapacitou, účinky tohoto flavonoidu nebyly u pacientů s CKD testovány. Zajímavé však je, že kvercetin zmírnil vaskulární kalcifikaci snížením oxidačního stresu a prevencí mitochondriálního štěpení v modelu potkanů s CKD vyvolaným dietou bohatou na adenin a in vitro v buňkách hladkého svalstva.62 Protože vaskulární kalcifikace je společným rysem uremického fenotypu a předpovídá kardiovaskulární mortalita, kvercetin může být an

zajímavá sloučenina k dalšímu studiu v CKD.

kurkuminje polyfenol nacházející se v oddenku Curcuma longa, běžně používaný jako koření. Na zvířecích modelech experimentálního CKD kurkumin chrání před mitochondriální dysfunkcí a snižuje spotřebu kyslíku snížením produkce ROS. Bylo však hlášeno, že kurkumin je poněkud obtížné studovat, protože je rychle degradován in vivo a má velmi nízkou biologickou dostupnost. Kurkumin, stejně jako další polyfenoly, aktivuje Nrf‐2 a stimuluje antioxidační reakci. I když jsou znalosti o přesné molekulární aktivitě tohoto polyfenolu omezené, byl důkladně studován ve vztahu k rakovině. V experimentálním modelu CKD u potkanů se však nedávno ukázalo, že kurkumin může mít příznivý účinek snížením zánětu a oxidačního stresu prostřednictvím upregulace Nrf‐2. Jestli to platí i pro CKD, zbývá určit.

Anthokyanidinyjsou polyfenoly, které se nacházejí v borůvkách, červených a černých hroznech, brusinkách, malinách, ostružinách, červeném zelí, červené cibuli a lilku. Mechanismus účinku antokyanů souvisí s redoxním potenciálem, který mu umožňuje působit jako akceptor elektronů mezi komplexem I mitochondriálního elektronového transportního systému a cyt C. Ačkoli se antokyany zdají být akceptory elektronů při oxidaci NADH zprostředkované komplexem I poskytují kardioprotekci,70 účinky tohoto polyfenolu nebyly testovány v kontextu CKD. Použití modelu adeninem indukovaného CKD u potkanů však nedávno ukázalo, že podávání antokyanů snížilo účinky adeninem indukovaného CKD. Předpokládá se, že základní mechanismus pozitivního účinku antokyanů v tomto modelu potkanů spočívá v tom, že působí jako antagonista oxidačního stresu a snižuje zánětlivou odpověď. Antokyany by proto mohly být potenciálním dietetickým prostředkem, který je třeba zvážit při léčbě CKD.

epigalokatechin-3-gallát (EGCG)je polyfenolová sloučenina přítomná v zeleném čaji (Camellia sinensis Theaceae), která může modulovat mitochondriální funkce a řídit bioenergetiku. Přesné účinky katechinových EGCG, například do jaké míry indukuje MB, je však stále velkou neznámou, ale studie předpokládají, že působí jako silný antioxidant a lapač ROS. Ačkoli četné důkazy podporují účinnost EGCG jako antioxidantů ve studiích in vitro, důkazy o účincích in vivo stále chybí.Omega-3, polynenasycené mastné kyseliny (PUFA, hojně obsažené v rybím tuku, mají anti-trombotické, antiaterogenní a protizánětlivé funkce. Tyto mastné kyseliny jsou PPAR ligandy a zvyšují expresi PGC‐1, TFAM a cyt C oxidázy, membránový potenciál a ATP hladiny v mitochondriích. Taneda et al prokázali, že tubulární epiteliální buňky potkana ošetřené in vitro a in vivo kyselinou eikosapentaenovou (EPA) vykazovaly sníženou mitochondriální apoptózu tím, že bránily uvolňování cyt C do cytosolu a mohly snížit aktivaci kaspázy-9, což je marker mitochondriální apoptózy Laila et al studovali účinky vysoké dávky (3,9 g/den) n3‐PUFA po dobu 4 měsíců na mitochondrie z biopsií svalů vastuslateralis u starších dospělých. Nedošlo k žádné významné změně v rychlosti mitochondriálního dýchání svalů, ale výsledky ukázaly na snížení produkce ROS. Pouze hrstka malých studií zkoumala potenciální příznivé účinky PUFA na CKD. Zajímavé je, že randomizované kontrolované studie porovnávající účinek doplňků omega-3 omega-6 a omega-9 ve srovnání s placebem prokázal významné zlepšení svědění u CKD.

Coumestrolje polyfenol s estrogenními vlastnostmi, který se nachází v syrových klíčcích jetele, červeném jeteli, vojtěšce, sójových bobech, luštěninách, růžičkové kapustě a špenátu. Tato bioaktivní sloučenina může vyvolat protirakovinné účinky ovlivněním životaschopnosti a mitochondriálních funkcí a provokací apoptózy inhibicí PI3K/AKT a aktivací MAPK (ERK1/2 a JNK). Je zajímavé, že se ukázalo, že kumestrol aktivuje SIRT‐1 a tím iniciuje MB v kultivovaných buňkách kosterního svalstva myší. Pomocí buněk lidského placentárního choriokarcinomu bylo nedávno prokázáno, že kumestrol indukuje apoptotické účinky na tyto buňky regulací buněčné signalizace a mitochondriálně zprostředkovaných funkcí, zejména stimulací produkce ROS. Studie u pacientů s CKD však stále chybí.

Vitamín C(kyselina askorbová) je ve vodě rozpustný vitamín, který se nachází v mnoha druzích ovoce a zeleniny, jako je guava, červená sladká paprika, kiwi, citron, pomeranč a grapefruit. Modely in vitro ukazují, že vitamín C moduluje mitochondriální funkce snížením Ca^{2 plus}přetížení a generování ROS a aktivací mitochondriálních ATP-senzitivních draslíkových kanálů (mitoKATP kanály); to vede ke stabilnějšímu potenciálu mitochondriální membrány. Podle našich nejlepších znalostí však žádná studie dosud netestovala, zda suplementace vitaminem C zvyšuje mitochondriální funkce.

Celkově vzato, protože tyto nutriční bioaktivní sloučeniny mohou ovlivnit MB, jsou zaručena další zkoumání v kontrolovaných klinických studiích s cílem prozkoumat jejich potenciál pro prevenci a léčbu uremického fenotypu.

5|CVIČENÍ A MITOCHONDRIÁLNÍ FUNKCE U CKD

Nízká úroveň fyzické aktivity a redukce hmoty kosterního svalstva u pacientů s CKD je spojena se sarkopenií a vyšším rizikem předčasného úmrtí. Několik studií prokázalo důležitost pravidelné fyzické aktivity pro prevenci ztráty svalové hmoty, zvýšení zátěžové kapacity a zlepšení kvality života pacientů s CKD. Cvičení navíc obnovuje mitochondriální obrat a podporuje zdravý mitochondriální bazén, který podporuje zachování svalů.

Ve skutečnosti mohou být svalové mitochondriální metabolické změny přítomny u pacientů s CKD se zachovaným fyzickým výkonem a energetickou vazbou (tj. mitochondriální účinností), což naznačuje, že změněný mitochondriální metabolismus u CKD může být důležitější než rozdíly ve fyzické aktivitě jako takové. Přesto další studie ukazují, že změny v mitochondriální funkci a biogenezi, stejně jako funkce kosterního svalstva, mohou být obnoveny cvičením u CKD, ačkoli přesný mechanismus není jasný. Zatímco několik studií ukazuje, že k zachování hmoty a funkce kosterního svalstva u CKD může docházet bez ohledu na typ prováděného cvičení, jen málo studií zkoumalo mitochondriální funkci v reakci na cvičební zásahy u CKD (u lidí nebo zvířat).

Ve studiích na zvířatech si hlodavci se selháním ledvin, kteří se účastnili cvičení (plavání nebo běh na kole), během progrese onemocnění udrželi aktivitu citrát syntázy (používá se jako nepřímé měření mitochondriální hustoty), což zřejmě brání očekávané dekondici kosterního svalstva. Udržování zdraví kosterního svalstva tedy podporuje dobré zdraví obecně. Tento způsob uvažování byl nedávno podpořen výzkumnou studiíporanění ledvinna myším modelu nadměrně exprimujícím PGC‐1 svalově specifickým způsobem. Autoři předkládají důkazy o úloze myokinového irisinu při ochraně ledvin a naznačují, že přeslechy mezi svaly a ledvinami mohou potlačitledvinafibróza a metabolické přeprogramování běhemnemoc ledvin.

Na rozdíl od studie Kiuchi et al u pacientů s CKD nedávno prokázala nedávná studie zkoumající účinky 8týdenního vysoce intenzivního intervalového tréninku (HIIT) (85 procent VO2max) na myším modelu raného stadia CKD významně snížené poškození zprostředkované oxidací a zánětem vledvina.Zajímavé je, že HIIT se ukázal jako lepší než cvičení s nízkou intenzitou (45 procent ‐ 50 procent VO2max) a sedavé chování v boji protipoškození ledvin.Ukázalo se, že tento příznivý účinek závisí na zvýšené expresi genů souvisejících s endogenní antioxidační enzymatickou aktivitou a zánětem. Nicméně, pokud je nám známo, žádná HIIT souběžná nebo kombinovaná intervenční studie u pacientů s CKD nezkoumala mitochondriální funkci nebo markery mitochondriální oxidační kapacity v kosterním svalu nebo jiných tkáních.

Ačkoli jsou klinické studie účinků fyzického cvičení na funkci mitochondrií u pacientů s CKD vzácné, níže diskutujeme o některých studiích u těchto pacientů. Balakrishnan et al pozorovali, že pacienti se středně těžkým až těžkým CKD, randomizovaní buď k 12týdennímu tréninku s odporem nebo kontrolní aktivitě, vykazovali po zátěžové intervenci zvýšený počet kopií mtDNA. Aerobní cvičení, jako je cyklistický trénink během 6měsíčního období, může zlepšit vaskularizaci m. gastrocnemius, zvýšit VO2max a zlepšit toleranci cvičení a v jedné studii pacienti s CKD zlepšili svůj vrchol VO2 o 50 procent ‐70 procent. Bylo však zpochybněno, zda je mitochondriální hustota přímo spojena s kardiorespirační zdatností měřenou jako VO2 peak/max, ačkoli zvýšená MB a hustota mitochondrií jsou dobře známé adaptace na vytrvalostní cvičení. Nedávná studie u pacientů se středně těžkým až těžkým CKD zkoumala účinek kalorické restrikce, aerobního cvičení (střídání běžeckého pásu, eliptického trenažéru, crossového trenažéru Nu-Step a stacionárního kola vleže) nebo kombinace intervencí během 4 měsíční období. Všechny skupiny vykazovaly snížený oxidační stres, ačkoli kombinovaná intervence (dieta plus cvičení) se ukázala jako nejúčinnější. Tato zjištění naznačují, že takové intervence by mohly zlepšit mitochondriální dysfunkci.

Kombinovaný odporový a aerobní trénink, souběžný trénink a vysoce intenzivní intervalový trénink (HIIT) si v posledních letech získaly velkou pozornost a byly silně spojeny se zlepšením mitochondriální funkce a biogeneze. I když jsou studie intervenčního souběžného/HIIT tréninku u pacientů s CKD omezené, nedávná studie naznačila, že kombinovaný trénink má příznivé účinky u nedialyzovaných pacientů s CKD ve srovnání s tradičním aerobním tréninkem. Tento příznivý účinek se projevil jako větší zlepšení svalové síly a vytrvalosti, což jsou faktory důležité pro zlepšení a udržení u pacientů s CKD. Zajímavé je, že pacienti s CKD s hypertenzí byli sledováni během 3letého období pomocí implantabilního srdečního monitoru, aby se vyhodnotily účinky HIIT nebo mírného cvičení a potenciální účinky na fibrilaci síní a funkci ledvin. Je třeba poznamenat, že studie ukazuje, že pacienti s CKD zapojení do HIIT mají potenciálně vyšší výskyt fibrilace síní ve srovnání s pacienty zapojenými do středně intenzivního cvičení. Při pohledu na renální funkce se navíc zdá, že mírné cvičení pro tyto pacienty je prospěšnější než HIIT.

6|ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY

Mitochondriální dysfunkce se zdá být běžnou a možná inherentní změnou CKD, která může podporovat progresi základního onemocnění a zhoršovat komplikace CKD, jako je oxidační stres a zánět. Ačkoli mechanismy nejsou jasné, mitochondriální dysfunkce u CKD může být důsledkem špatně fungující mitochondriální biogeneze, poruch bioenergetiky, dynamiky, obratu a genetických mutací. Všechny tyto změny mohou přispívat k poškození mitochondrií, akumulaci nestabilní mtDNA a systémovým účinkům, jako je zvýšený oxidační stres a apoptóza. VledvinaNarušení mitochondriální homeostázy může poškodit mikrovaskulaturu, podpořit zánět a fibrózu a přispět k progresi CKD. U pacientů s pokročilým CKD může mitochondriální dysfunkce přispívat k sarkopenii, zánětu a zvýšenému oxidativnímu stresu, což jsou stavy, které jsou spojeny se špatnými klinickými výsledky. Nutriční modulace a cvičení samotné nebo nejlépe v kombinaci se zdají být účinnými metodami při zacílení na mitochondrie u CKD. Zatímco je nepochybné, že fyzická aktivita, možná tím, že zachraňuje mitochondriální funkce, přináší výhody pro strukturu a funkci kosterního svalstva a také zlepšuje další aspekty zdraví pacientů, zdokumentované účinky bioaktivních živin na mitochondriální funkce jsou stále vzácné. Na základě současných znalostí by cvičení mělo být podporováno ve všech fázích CKD. Nicméně je třeba provést další studie, aby se zjistilo, do jaké míry jsou příznivé účinky cvičení u CKD spojeny s mitochondriemi a zda bioaktivní živiny mohou mít prospěšné účinky na mitochondrie.

Produkty Cistanche prochronické onemocnění ledvin

PODĚKOVÁNÍ

Děkujeme Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ) za jejich podporu a Heart and Lung Foundation a Njurfonden za podporu výzkumu Petera Stenvinkela. Njurfonden také podporuje Ferdinanda von Walden. Baxter Novum je výsledkem Baxter Healthcare Karolinska Institutet. Bengt Lindholm je zaměstnán ve společnosti Baxter Healthcare.