Estudo da atividade das enzimas NTPDase e 5'-nucleotidase e do perfil oxidativo em pacientes com insuficiência renal crônica

Abstract

As anormalidades hemostáticas são comumente encontradas em pacientes com doença renal. Ambos, sangramento e estados pró-trombóticos, podem ser observados em pacientes com doença renal crônica (DRC). O principal papel das plaquetas é assegurar a hemostasia primária, a manutenção da integridade do vaso e cessar o sangramento após uma injúria. As plaquetas também estão envolvidas na trombose arterial aguda, na inflamação, na aterosclerose, e na angiogênese. Quando as plaquetas são ativadas elas se aderem à matrix endotelial onde ocorre a ativação e a liberação de agonistas secundários tais como o ATP, ADP, tromboxano A2, serotonina e outras substâncias biologicamente ativas. O ADP possui um papel crucial na ativação plaquetária, atuando em receptores P2. Está liberação pode ser responsável pela ativação, recrutamento e indução da agregação adicional de plaquetas no microambiente de lesão no vaso. Assim, o metabolismo do ADP no sangue é um importante mecanismo de regulação da função plaquetária. A NTPDase (ecto-CD39) hidrolisa o ATP e ADP extracelulares formando monofosfato de adenosina (AMP), que é subseqüentemente convertido para adenosina pela ação da enzima 5’- nucleotidase (CD73). O objetivo deste estudo foi explorar a relação entre a disfunção plaquetária na uremia com as anormalidades hemostáticas e a severidade na doença renal em pacientes com insuficiência renal crônica sob tratamento conservador ND (pacientes que não realizam hemodiálise) e HD (pacientes que realizam hemodiálise) comparando com indivíduos normais de mesma faixa etária. Os resultados demonstraram um aumento na atividade da NTPDase em plaquetas de pacientes HD (52,88%) com o substrato ATP. A hidrólise do ADP apresentou-se diminuída (33,68% e 39,75%) em HD e ND pacientes, respectivamente. Além disso, a atividade da 5’-nucleotidase mostrou-se elevada em HD (160%) e ND (81,49%) quando comparado com o grupo controle. Correlações significativas foram encontradas entre a hidrólise do ATP, ADP e AMP e os níveis plasmáticos de creatinina e uréia. Foram realizadas comparações entre o tempo de hemodiálise a que os pacientes estavam submetido e a alterações na hidrólise dos nucleotídeos ATP, ADP e AMP. Encontrou-se aumento na atividade da NTPDase com substrato ATP, diminuição com o substrato ADP e aumento da atividade da 5´-nucleotídase entre 49 e 72 meses em paciente HD. Os resultados sugeriram que as alterações na hidrólise dos nucleotídeos em plaquetas podem contribuir para anormalidades hemostáticas em pacientes com DRC, podendo realçar o risco de complicações tromboembólicas e aterosclerose acelerada em pacientes com DRC. Podemos inferir que tanto a uremia como a hemodiálise têm influência nas desordens hemostáticas apresentadas nesses pacientes, e descritas nesse trabalho. Os conhecimentos sobre estresse oxidativo e seu papel como importante cofator contribuindo para disfunção endotelial, inflamação, aterosclerose e glomeruloesclerose têm substancialmente aumentado nos últimos anos. A doença cardiovascular (DCV) é a maior causa de morte em pacientes com insuficiência renal, sendo que cerca de 50% de todas as mortes em pacientes com terapia substitutiva e que receberam transplante renal estão relacionadas a DCV. A mortalidade por DCV em pacientes com insuficiência renal é aproximadamente 9% por ano, o que chega a ser 30 vezes maior do que da população em geral. O estresse oxidativo é definido como um desequilíbrio entre a formação de espécies reativas de oxigênio (ROS) e os mecanismos de defesa antioxidante. Nos últimos anos, foi estudado o efeito biológico das ROS, e, em estudos clínicos e experimentais recentes, foram notados sinais de estresse oxidativo em pacientes renais. No entanto, a influência da uremia e do procedimento de hemodiálise não foi elucidada. Nesse estudo, avaliou-se a influência da uremia e da hemodiálise sobre o estresse oxidativo e a atividade da enzima delta aminolevulinato deidratase (δ- ALA-D) em pacientes com DRC em HD e ND comparando com o grupo controle. Observou-se um aumento na peroxidação lipídica em soro de pacientes HD e ND. O nível de TBARS em hemácias foi elevado somente em pacientes HD. A atividade da catalase mostrou-se aumentada (83,56% e 61,23%) em pacientes HD e ND, respectivamente. Neste estudo, demonstrou-se a inibição da atividade da δ- ALA-D em pacientes HD e ND quando comparado ao grupo controle. Observouse, uma correlação positiva entre δ-ALA-D e δ-ALA-D/DTT com a quantidade de hemoglobina (r= 0.55, r= 0.42), respectivamente, e também observou-se uma correlação entre δ-ALA-D e δ-ALA-D/DTT e o nível de TBARS em eritrócitos (r= - 0.54, r= -0.51), respectivamente. Além disso, uma correlação negativa foi encontrada entre δ-ALA-D ou δ-ALA-D/DTT e a atividade da enzima CAT (r= - 0.63, r= -0.5), respectivamente. Nesse trabalho, demonstrou-se que a uréia pode ser o principal fator na geração de estresse oxidativo em pacientes com DRC. Além disso, a inibição da atividade d-ALA-D foi positivamente correlacionada com níveis de hemoglobina, demonstrando o papel fundamental da enzima d-ALA-D na biossíntese do heme e no desenvolvimento de anemia em pacientes com CRF. Estudos descreveram que o acúmulo de d-ALA pode levar ao aumento do estresse oxidativo, e a diminuição da eficiência nos mecanismos de defesa celular contra as espécies reativas de oxigênio pode levar a peroxidação lipídica e também a inibição da atividade da d- ALA-D, com concomitante alteração na síntese do heme, formando assim um ciclo de destruição. Esse estudo demonstrou várias alterações em pacientes com insuficiência renal crônica, sendo que muitas delas ajudam a explicar a tendência a desenvolver doença cardiovascular precoce nesses pacientes.

Hemostatic abnormalities are commonly found in patients with renal failure. Both a bleeding diathesis and the uremic prothrombotic state may be caused by renal disease. The main role of blood platelets is to ensure primary hemostasis, which is the maintenance of vessel integrity and cessation of bleeding upon injury. While playing a major part in acute arterial thrombosis, platelets are also involved in inflammation, atherosclerosis, and angiogenesis. When platelets are undergo activation first adhere to the subendothelial matrix where they become activated and release secondary agonists such as ATP, ADP, thromboxane A2, serotonin and several other biologically active substances. ADP and ATP play a crucial role in platelet activation, acting through P2 receptors. This release may be responsible for the activation, recruitment, and induction of aggregation of additional platelets in the microenvironment. Thus, the metabolism of ADP in the blood is important for the regulation of platelet functions. NTPDase (ecto-CD39) is that hydrolyzes extracellular adenosine tri- and diphosphate (ATP, ADP) to adenosine monophosphate (AMP), which is subsequently converted into adenosine by 5’- nucleotidase (CD73). The objectives of this study were to explore the relations between platelet dysfunction in uremia with hemostatic abnormalities and the severity of kidney disease in patients with CRF under conservative treatment (nondialysed - ND) and hemodialysis (HD) treatment companing to heathy subjects with the same age. The activities of the enzymes NTPDase and 5´-nucleotidase were analyzed in platelets from patients with chronic renal failure (CRF), both undergoing hemodialysis treatment (HD) and not undergoing hemodialysis (ND), as well as from a control group. The results showed an increase in platelet NTPDase activity in CRF patients on HD treatment (52.88%) with ATP as substrate. ADP hydrolysis was decreased (33.68% and 39.75%) in HD and ND patients, respectively. In addition, 5’-nucleotidase activity was elevated in the HD (160%) and ND (81.49%) groups when compared to the control group. Significant correlation was found among ATP, ADP and AMP hydrolysis and plasma creatinine and urea levels. Patients were compared statistically according the time of hemodialysis treatment. We found enhanced NTPDase with ATP substrate and decrease with ADP substrate, and increase in 5’-nucleotidase activity between 49 and 72 months on HD patients. Our results suggest the existence of alterations in nucleotide hydrolysis in platelets, which might contribute to abnormal homeostasis in renal failure patients, thus and the enhanced risk of thromboembolic complication and accelerated atherosclerosis in patients with renal failure. Our knowledge about stimuli and sources of oxidative stress, and about its role as an important cofactor contributing to endothelial dysfunction, inflammation, atherosclerosis and glomerulosclerosis has substantially increase over the last years. Cardiovascular disease (CVD) is the major cause of death in patients with renal insufficiency, accounting for 50% of all deaths in renal replacement therapy patients and in recipients of renal transplants. Mortality from CVD in patients with renal insufficiency is approximately 9% per year, which is about 30 times the risk in the general population. Oxidative stress defines an imbalance between formation of reactive oxygen species (ROS) and antioxidative defense mechanisms. In view of the profound biological effects of ROS, in recent years numerous clinical and experimental studies focused on detection of signs of oxidative stress in renal patients. However, the influence of uremia and the hemodialysis procedure, respectively, has not been elucidated. Oxidative stress has been implicated in long-term complications including anemia, amyloidosis, accelerated atherosclerosis, and malnutrition. In this study, we studied the influence of uremia and hemodialysis on oxidative stress and δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALA-D) activity in patients with CRF on HD treatment, in patients ND and in a control group. An increased lipid peroxidation was observed in the serum of HD and ND patients, as measured by TBARS serum levels. However, erythrocytic TBARS was only elevated in HD patients. The activity of catalase was increased (83.56%, 61.23%) in HD and ND groups, respectively. This study also showed an inhibition Blood δ--ALA-D activity of HD and ND patients was significantly lower when compared with the control group. A positive correlation was also observed between δ-ALA-D or δ-ALA-D/DTT with hemoglobin (r=0.55, r=0.42), respectively, and a negative correlated were observed between δ-ALA-D or δ-ALA-D/DTT with TBARS level in erythrocytes (r= - 0.54, r=-0.51), respectively. Furthermore, a negative correlation was found between δ-ALA-D or δ-ALA-D/DTT and CAT activity (r= -0.63, r= -0.5), respectively. In this study, it was shown that uremia itself could be the principal factor in generating oxidative stress in CRF patients. Furthermore, the inhibition of d-ALA-D activity was positively correlated with hemoglobin levels, showing the fundamental role of this enzyme in heme biosynthesis and the development of anemia in patients with CRF. Studies reported that the accumulation of d-ALA may lead to increased oxidative stress. In addition an existence of a decreased efficiency in the mechanisms of cellular defense against reactive oxygen species can lead to lipid peroxidation and inhibition of the activity of d-ALA-D with concomitant change in the synthesis of heme, thus forming a cycle of destruction. This study showed several changes in patients with chronic renal failure, which may to explain the tendency to develop cardiovascular disease in these patients early.