Oxidativer Stress bei Hämodialysepatienten - auslösende Faktoren und mögliche Behandlung

Zusammenfassung

Patienten unter chronischer Hämodialyse zeigen eine um das Vielfache erhöhte kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität. Diese kardiovaskulären Komplikationen lassen sich nur unzureichend durch traditionelle und urämiebedingte Risikofaktoren, wie Dys- und Hyperlipidämie, Hypertonie, Hyperhomozysteinämie, Hyperphosphatämie und Hypoalbuminämie erklären. Oxidativer Stress, Malnutrition und Inflammation scheinen die wichtigeren Determinanten für die kardiovaskuläre Morbidität und Mortalität zu sein. Oxidativer Stress entsteht bei Dialysepatienten bereits infolge der Primärerkrankung (Niereninsuffizienz) und wird durch die Dialysebehandlung selbst und die dadurch veränderte Stoffwechselsituation noch verstärkt. Der oxidative Stress trifft dabei auf häufig verminderte Konzentrationen antioxidativ wirksamer Substanzen. Infolge dessen besteht bei Dialysepatienten ein Ungleichgewicht zwischen oxidativen und antioxidativen Faktoren (oxidative > antioxidative). Die oxidativen Schädigungen an den Makromolekülen, wie Lipiden, Proteinen und der DNA können anhand verschiedener Biomarker nachgewiesen werden. Durch die Supplementierung mit Antioxidanzien (vorrangig Vitamin E) und den Einsatz biokompatibler, mit Vitamin-E-beschichteter Dialysemembranen wird das Ausmaß oxidativer Schädigungen vermindert.

Abstract

Chronic hemodialysis patients have an increased cardiovascular morbidity and mortality. The cardiovascular complications can only be in part explained by uremia caused cardiovascular risk factors like dys- and hyperlipidemia, hypertension, hyperhomocysteinemia, hyperphosphatemia and hypoalbuminemia. Oxidative stress, malnutrition and inflammation seem to be major determinants of cardiovascular morbidity and mortality. Chronic hemodialysis patients have oxidative stress as a result of the primary disease, dialysis itself as well as of altered metabolism. Oxidative stress is accompanied by lower serum levels of antioxidants. As a consequence there is an imbalance between oxidative and antioxidative factors (oxidative > antioxidative). Oxidative modifications on macromolecules like lipids, proteins and the DNA can be assessed by different biomarkers. Supplementation of antioxidants (tocopherols) and the use of biocompatible and vitamin E coated dialysis membrans can decrease oxidative modifications.

Schlüsselwörter

Niereninsuffizienz - oxidativer Stress - Biomarker - Hämodialyse

Key words

Kidney disease - oxidative stress - biomarker - hemodialysis

Literatur

• 1 Islam K N, O'Byrne D, Devaraj S, Palmer B, Grundy S M, Jialal I. Alpha-tocopherol supplementation decreases the oxidative susceptibility of LDL in renal failure patients on dialysis therapy.  Atherosclerosis. 2000;  150 (1) 217-224
• 2 Boaz M, Smetana S, Weinstein T, Matas Z, Gafter U, Iaina A, Knecht A, Weissgarten Y, Brunner D, Fainara M, Green M S. Secondary prevention with antioxidants of cardiovascular disease in endstage renal diseases (SPACE): randomised placebo-controlled trial.  Lancet. 2000;  356 (9237) 1213-1218
• 3 Himmelfarb J, Stenvinkel P, Ikizler T A, Hakim R M. The elephant in uremia: Oxidant stress as a unifying concept of cardiovascular disease in uremia.  Kid Int. 2002;  62 (5) 1524-1538
• 4 Kaysen G A. Serum albumin concentration in dialysis patients: why does it remain resistant to therapy?.  Kidney Int Suppl. 2003;  87 92-98
• 5 Klusmann A, Ivens K, Schadewaldt P, Grabensee B, Heering P. Ist Homocystein ein Risikofaktor für das Vorliegen einer koronaren Herzkrankheit bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz?.  Med Klin. 2000;  95 (4) 189-194
• 6 Diaz-Velez C R, Castineiras S, Mendoza-Ramos E, Hernandez-Lopez E. Increased malondialdehyde in peripheral blood of patients with congestive heart failure.  Am Heart J. 1996;  131 (1) 146-152
• 7 Boaz M, Matas Z, Biro A, Katzir Z, Green M, Fainaru M, Smetana S. Serum malondialdehyde and prevalent cardiovascular disease in hemodialysis.  Kidney Int. 1999;  56 (3) 1078-1083
• 8 Boaz M, Matas Z, Biro A, Katzir Z, Green M, Fainaru M, Smetana S. Comparison of hemostatic factors and serum malondialdehyde as predictive factors for cardiovascular disease in hemodialysis patients.  Am J Kidney Dis. 1999;  34 (3) 438-444
• 9 Tarng D C, Huang T P, Wie Y H, Liu T Y, Chen H W, Chen T W, Yang W C. 8-Hydroxy-2'-Deoxyguanosine of leukocyte DNA as a marker of oxidative stress in chronic hemodialysis patients.  Am J Kidney Dis. 2000;  36 (5) 934-944
• 10 Ward R A, McLeish K R. Oxidant stress in hemodialysis patients: what are the determing factors.  Artif Organs. 2003;  27 (3) 230-236
• 11 Handelman G J. Current studies on oxidant stress in dialysis.  Blood Purif. 2003;  21 (1) 46-50
• 12 Lim P S, Wie Y H, Yu Y L, Kho B. Enhanced oxidative stress in hemodialysis patients receiving intravenous iron therapy.  Nephrol Dial Transplant. 1999;  14 (11) 2680-2687
• 13 Salahudeen A K, Oliver B, Bower J D, Roberts L J. Increase in plasma esterified F2-isoprostanes following intravenous iron infusion in patients on hemodialysis.  Kidney Int. 2001;  60 (4) 1525-1531
• 14 Zachara B A, Adamowicz A, Trafikowska U, Manitius J, Nartowicz E. Selenium and glutathione levels, and glutathione peroxidase activities in blood components of uremic patients on hemodialysis supplemented with selenium and treated with erythropoietin.  J Trace Elem Med Biol. 2001;  15 (4) 201-208
• 15 Ziouzenkova O, Asatryan L, Tetta C, Wratten M L, Hwang J, Sevanian A. Oxidative stress during ex vivo hemodialysis of blood is decreased by a novel hemolipodialysis procedure utilizing antioxidants.  Free Radic Biol Med. 2002;  33 (2) 248-258
• 16 Sommerburg O, Grune T, Ehrich J HH, Siems W G. Adaption of glutathion-peroxidase activity to oxidative stress occurs in children but not in adult patients with end-stage renal failure undergoing hemodialysis.  Clin Neph. 2002;  58, Suppl 1 31-36
• 17 Tarng D C, Huang T P, Liu T Y, Chen H W, Sung Y J, Wie Y H. Effect of vitamin E-bonded membrane on the 8-hydroxy 2'deoxyguanosine level in leukocyte DNA of hemodialysis patients.  Kid Int. 2000;  58 (2) 790-799
• 18 Panzetta O, Cominacini L, Garbin U, Fratta Pasini A, Gammaro L, Bianco F, Davoli A, Campagnola M, Santis A De, Pastorino A M. Increased susceptibility of LDL to in vitro oxidation in patients on maintenance hemodialysis: effects of fish oil and vitamin E administration.  Clin Nephrol. 1995;  44 303-309
• 19 Yukawa S, Hibino A, Maeda T, Mimura K, Yukawa A, Maeda A, Kishino M, Sonobe M, Mune M, Yamada Y. Effect of alpha-tocopherol on in vitro and in vivo metabolism of low density lipoproteins in hemodialysis patients.  Nephrol Dial Transplant. 1995;  10, Suppl 3 1 -3
• 20 Galli F, Varga Z, Balla J, Ferraro B, Canestrari F, Floridi A, Kakuk G, Buoncristiani U. Vitamin E, lipid profile, and peroxidation in hemodialysis patients.  Kidney Int. 2001;  59, Suppl 78 148-154
• 21 Satoh M, Yamasaki Y, Nagake Y, Kasahara J, Hashimoto M, Nakanishi N, Makino H. Oxidative stress is reduced by the long-term use of vitamin E-coated dialysis filters.  Kidney Int. 2001;  59 (5) 1943-1950