Régression de la calcification artérielle médiale comme avenue thérapeutique potentielle pour l'hypertension systolique isolée

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Régression de la calcification artérielle médiale comme avenue thérapeutique potentielle pour l'hypertension systolique isolée

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Rôle du monoxyde d'azote dans la calcification vasculaire et la rigidité artérielle dans un modèle d'hypertension systolique isolée

L’hypertension systolique isolée (HSI) est le résultat de changements au niveau de la paroi vasculaire qui ont pour conséquence d’augmenter la rigidité artérielle. Ces modifications surviennent surtout au niveau des grosses artères comme l’aorte et sont associées au vieillissement. La fragmentation des fibres élastiques, leur calcification (élastocalcinose) et la fibrose font partie des changements majeurs observés avec l’âge. En plus de ces changements, le vieillissement vasculaire provoque des modifications au niveau des cellules qui composent la paroi. Les cellules endothéliales sécrètent moins de monoxyde d’azote (NO) provoquant une dysfonction endothéliale et les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) synthétisent maintenant des protéines matricielles et osseuses. Situé entre le sang et les CMLVs, l’endothélium contrôle le tonus vasculaire par la sécrétion de plusieurs substances vasoactives qui interagissent entre elles afin de maintenir l’homéostasie du système vasculaire. Parmi celles-ci, on note l’endothéline (ET), un puissant vasoconstricteur et le NO, un gaz vasorelaxants. Ce dernier est aussi reconnu pour bloquer la production d’ET par un mécanisme dépendant du guanosine monophosphate cyclique (GMPc). Comme il y a une interaction entre le NO et l’ET, et que cette dernière est impliquée dans la calcification artérielle, le NO pourrait être impliqué dans la modulation de l’élastocalcinose et de la rigidité artérielle par l’inhibition de l’ET et la modification de la composition de la paroi. Cet effet, qui se produirait au delà des effets vasorelaxants du NO, offre un potentiel thérapeutique intéressant pour l’HSI. Afin d’évaluer l’implication du NO dans la calcification vasculaire et la rigidité artérielle, un modèle animal d’HSI a été utilisé (modèle warfarine vitamine K, WVK). Ce modèle d’élastocalcinose est basé sur l’inhibition de la maturation d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein (MGP), par la warfarine. Afin de déterminer l’implication physiologique du NO dans l’initiation et la progression de l’élastocalcinose, sa production a été inhibée par un analogue de la L-arginine, le L-NG-nitroarginine methyl ester (L-NAME). Lors des processus d’initiation de la calcification, le L-NAME a prévenu l’élastocalcinose sans toutefois modifier la vitesse de l’onde de pouls (PWV). Suite au traitement L-NAME, l’expression de la NO synthase inductible (iNOS) a été diminuée alors qu’elle a été augmentée lors du traitement WVK. Elle pourrait donc être impliquée dans les processus de calcification vasculaire. De plus, la NO synthase endothéliale (eNOS) semble également impliquée puisqu’elle a été augmentée dans le modèle WVK. Cette hausse pourrait être bénéfique pour limiter l’élastocalcinose alors que l’expression de la iNOS serait délétère. Lors de la progression de la calcification, le L-NAME a augmenté l’élastocalcinose et le PWV. Dans ce contexte, l’ET serait impliquée dans l’amplification de la calcification vasculaire entrainant une hausse de la rigidité artérielle. Comme le NO endogène limite la progression de la calcification et conséquemment la rigidité artérielle, il semble être protecteur. L’efficacité d’une modulation de la voie du NO dans le modèle WVK a été étudiée par l’administration d’un donneur de NO, le sinitrodil, ou d’un inhibiteur de la phosphosdiestérase 5 (PDE5), le tadalafil. La modulation de la voie du NO semble être bénéfique sur la rigidité artérielle, mais seulement de façon aiguë. En effet, le sinitrodil a modifié de transitoirement la rigidité au niveau de l’aorte possiblement par la modulation du tonus vasculaire sans toutefois avoir des effets sur la composition de la paroi. Comme le modèle WVK n’affecte pas la fonction endothéliale, les concentrations endogènes de NO semblent être optimales puisque le sinitrodil provoque une augmentation de l’élastocalcinose possiblement par le développement d’une tolérance. Tout comme le sinitrodil, le tadalafil a modulé de manière aiguë la rigidité artérielle sans modifier la composition de la paroi. Globalement, ces travaux ont permis de mettre en évidence les effets bénéfiques du NO endogène pour limiter le développement de l’HSI, suggérant qu’une dysfonction endothéliale, tel qu’observé lors du vieillissement, a un impact négatif sur la maladie.

Prevention of Cardiometabolic Disease in Familial Hypercholesterolemia

L’hypercholestérolémie familiale (FH) est un désordre lipidique associé aux maladies cardiovasculaires les plus fréquentes. La FH est causée par des mutations dans les gènes LDLR, APOB et PCSK9. Toutefois, chez 20% des patients souffrant de FH, aucune mutation dans ces gènes n'a été détectée et ceci suggère que d’autres gènes seraient à l’origine de la FH. Actuellement, le seul traitement de la FH est une thérapie aux statines. En général les statines sont bien tolérées, cependant, une monothérapie ne permet pas d’atteindre des niveaux thérapeutiques acceptables et dans bien des cas, une thérapie combinée devient nécessaire. De plus, l’intolérance aux statines est présente dans environ 12% des patients. Dans les trois dernières décennies, la survie des patients avec la FH a augmentée de façon notoire mais on observe aussi l’apparition d’une calcification vasculaire sévère chez certains d’entre eux. Il est donc primordial de développer des nouvelles approches thérapeutiques afin de prévenir ces complications tardives. Dans cette thèse doctorat, nous présentons l’étude d’une famille avec un phénotype de FH sévère non causé par des mutations dans les gènes LDLR, APOB et PCSK9. Par des études biochimiques et par séquençage d’ADN utilisant les technologies de nouvelle génération (NextGenSeq), nous avons découvert une mutation dans le gène de l’APOE (Leu167del). Ceci nous permet de proposer le gène codant pour l’APOE comme le 4e locus responsable de la FH (FH4). Par la suite, nous avons effectué deux études de cohortes chez les patients atteints de FH. Premièrement, dans l’étude JUPITER, nous avons démontré que la rosuvastatin augmente les niveaux sanguins de la protéine PCSK9 et ceci limiterait l’efficacité du traitement aux statines. Nous avons aussi étudié l’influence du mutant naturel R46L (perte de fonction de la PCSK9) dans la réponse aux statines. Deuxièmement, nous avons examiné les effets de la perte de fonction de la PCSK9 sur le profil cardiométabolique au sein d’une population pédiatrique. Nous avons déterminé que le génotype de l’APOE est déterminant dans ce profil cardiométabolique. Enfin, nous avons étudié la calcification vasculaire chez les patients atteints de FH. Cette calcification vasculaire progresse de façon indépendante des niveaux de cholestérol sérique et n’est pas associée aux anomalies de l’homéostasie du calcium. En utilisant des modèles murins, nous avons démontré que les souris Ldlr-/- et Tg(Pcsk9) développent des calcifications vasculaires semblables à celles observées chez l’homme. De plus, nous avons confirmé l’implication de la voie de signalisation LRP5/Wnt dans la pathophysiologie de la calcification artérielle. Avec une étude interventionnelle, nous avons trouvé que l’inhibition de l’interleukine 1β (IL-1β) diminue fortement l’apparition de calcifications vasculaire dans notre modèle murin. En conclusion, nos études ont permis l’identification d’un nouveau gène impliqué dans la FH, ont démontré aussi que les statines augmentent les niveaux sériques de PCSK9 et que la perte de fonction de la PCSK9 altère le profil cardiométabolique. Enfin, nous avons établi que la calcification vasculaire représente une complication tardive chez les patients atteints de FH et que, dans notre modèle murin, la calcification vasculaire peut être retardée par l’inhibition d’IL-1β. Ces découvertes peuvent avoir d’importantes répercussions cliniques chez l’humain.

L'accélération de la rigidité vasculaire associée au diabète de type 1 : implication de la protéine Gla de la matrice

L'hypertension systolique isolée (HSI), amenée par une augmentation de la rigidité vasculaire, est la forme d'hypertension la plus fréquente chez les personnes âgées de plus de 60 ans. L'augmentation de la rigidité vasculaire, causée en partie par la calcification aortique médiale, est accélérée de 15 ans chez les diabétiques. Il est suggéré que la calcification aortique serait responsable de la résistance aux agents antihypertenseurs chez les patients souffrant d'HSI, d'où la nécessité de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques ciblant la calcification artérielle. La protéine Gla de la matrice (MGP) est une protéine anti-calcifiante dépendante de la vitamine K, qui doit être γ-carboxylée pour être active. Deux enzymes sont responsables de la γ-carboxylation, soit la γ-glutamyl-carboxylase et la vitamine K époxyde réductase (VKOR). Plusieurs études récentes ont indiqué que la calcification vasculaire semblait être associée à une réduction de la γ-carboxylation de la MGP, et à un déficit en vitamine K. La modulation de l'expression et/ou de l'activité de la γ-carboxylase et de la VKOR et l'impact de cette modulation sur la γ-carboxylation de la MGP en présence de diabète n'est pas connue. L'objectif principal de cette thèse était de déterminer les mécanismes impliqués dans l'accélération de la rigidité artérielle causée par la calcification des gros troncs artériels dans le diabète. Nous avons ainsi confirmé, dans un modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète de type 1, que la γ-carboxylation de la MGP était bel et bien altérée au niveau aortique. En fait, nous avons démontré que la quantité de MGP active (i.e. MGP γ-carboxylée, cMGP) au sein de la paroi vasculaire est diminuée significativement. Parallèlement, l'expression de la γ-carboxylase était diminuée de façon importante, alors que ni l'expression ni l'activité de la VKOR n'étaient modifiées. La diminution de l'expression de la γ-carboxylase a pu être reproduite dans un modèle ex vivo d'hyperglycémie. À l'aide de ce modèle, nous avons démontré que la supplémentation en vitamine K dans le milieu de culture prévenait la diminution de l'expression de la γ-carboxylase, alors que les animaux diabétiques de notre modèle in vivo avaient des concentrations plasmatiques de vitamine K pratiquement triplées. D'autre part, l'étude des voies de signalisation impliquées a révélé que la voie PKCβ pourrait être responsable de l'altération de la γ-carboxylase. Ces résultats génèrent de nouvelles pistes de réflexion et de nouvelles idées de recherche. Par exemple, il serait important de vérifier l'effet de la supplémentation en vitamine K dans le modèle animal de rigidité artérielle en présence de diabète pour évaluer l'effet sur la γ-carboxylation de la MGP et par le fait même, sur la calcification vasculaire. De plus, l'évaluation de l'effet de l'administration de molécules ciblant la voie PKC chez ce même modèle animal permettrait de déterminer leur impact sur le développement de la calcification vasculaire et d'évaluer leur potentiel thérapeutique. Selon les résultats de ces études, de nouvelles options pourraient alors être à notre disposition pour prévenir ou traiter la calcification artérielle médiale associée au diabète, ce qui aurait pour effet de ralentir le développement de la rigidité artérielle et d'ainsi diminuer le risque cardiovasculaire associé à l'HSI.

La rigidité artérielle, induite par une calcification des carotides, altère l’homéostasie cérébrale chez la souris

La rigidité artérielle est considérée comme un facteur de risque important pour le développement du déclin cognitif. Toutefois, les effets précis de la rigidité artérielle sur le cerveau sont peu connus et, à ce jour, aucun modèle animal ne permet d’étudier l’effet isolé de ce facteur sur l’homéostasie cérébrale. Dans cette étude, nous avons développé un nouveau modèle de rigidité artérielle qui se base sur la calcification de l’artère carotide chez la souris. Au niveau artériel, ce modèle présente une fragmentation de l’élastine, une augmentation de la distribution du collagène et de l’épaisseur intima-média ainsi qu’une diminution de la compliance et de la distensibilité artérielles démontrant la rigidité artérielle. De plus, le modèle ne présente pas d’augmentation de pression artérielle ni de changement de rayon du lumen indiquant une absence d’hypoperfusion globale et d’anévrisme. Au niveau cérébral, les résultats montrent que la rigidité artérielle induit une augmentation de la pulsatilité du flux sanguin cérébral menant ainsi à une augmentation du stress oxydatif. Ce dernier induit une inflammation cérébrale, détectée par l’activation de la microglie et des astrocytes, induisant ultimement une neurodégénérescence. Ces effets sont surtout observés au niveau de l’hippocampe, la région cruciale pour la mémoire et la cognition. Ainsi, cette étude montre que la rigidité artérielle altère l’homéostasie cérébrale et mérite d’être considérée comme une cible potentielle dans la prévention et le traitement des dysfonctions cognitives chez les personnes âgées.

Modifications de la matrice extracellulaire dans la rigidité artérielle

La paroi vasculaire est composée de cellules endothéliales, de cellules musculaires lisses vasculaires et de fibroblastes qui sont entourés d’un réseau structuré et complexe de protéines, la matrice extracellulaire. Les interactions réciproques entre la matrice et les cellules sont nécessaires à la croissance, au développement et au remodelage. Or, différents contextes pathologiques entraînent la perturbation de ces interactions et sont la cause de différentes maladies. Au cours du vieillissement, la matrice extracellulaire des grosses artères élastiques est modifiée. Ainsi, les lamelles élastiques de la paroi vasculaire se fragmentent ou sont dégradées, en plus de calcifier. De même, l’accumulation de protéines plus rigides, comme le collagène, entraîne le développement de la fibrose. Ces modulations vont mener à l’augmentation de la rigidité artérielle et au développement de l’hypertension systolique isolée. En utilisant un modèle animal de calcification basé sur l’inhibition d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein, avec la warfarine, nous avons étudié la séquence des événements impliqués dans le développement de l’hypertension systolique isolée. Nous avons observé l’activation précoce et transitoire de MMP-9, puis du TGF-ß, précédant la modulation phénotypique des cellules musculaires lisses vasculaires, la calcification et les changements hémodynamiques. L’inhibition des métalloprotéinases et du TGF-ß a permis de prévenir la calcification vasculaire. Nous avons également étudié le rôle joué par une enzyme de la matrice extracellulaire, la transglutaminase 2, dans le développement de la calcification associée à l’hypertension systolique isolée. À l’aide d’un nouvel inhibiteur de cette enzyme, qui a permis de prévenir la calcification, nous avons établi que la transglutaminase était un élément clé dans le processus pathologique. Ces travaux ont permis de démontré l’intérêt de nouvelles avenues thérapeutiques ciblant directement la matrice extracellulaire, particulièrement la MMP-9, le TGF-ß et la transglutaminase 2, dans la pathologie de l’hypertension systolique isolée.

N-ethyl-N-nitrosourea (ENU) induced mutations within the Klotho gene lead to ectopic calcification and reduced lifespan in mouse models

Ectopic calcification (EC), which is the pathological deposition of calcium and phosphate in extra-skeletal tissues, may be associated with hypercalcaemic and hyperphosphataemic disorders, or it may occur in the absence of metabolic abnormalities. In addition, EC may be inherited as part of several monogenic disorders and studies of these have provided valuable insights into the metabolic pathways regulating mineral metabolism. For example, studies of tumoural calcinosis, a disorder characterised by hyperphosphataemia and progressive EC, have revealed mutations of fibroblast growth factor 23 (FGF23), polypeptide N-acetyl galactosaminyltransferase 3 (GALNT3) and klotho (KL), which are all part of a phosphate-regulating pathway. However, such studies in humans are limited by the lack of available large families with EC, and to facilitate such studies we assessed the progeny of mice treated with the chemical mutagen N-ethyl-N-nitrosourea (ENU) for EC. This identified two mutants with autosomal recessive forms of EC, and reduced lifespan, designated Ecalc1 and Ecalc2. Genetic mapping localized the Ecalc1 and Ecalc2 loci to a 11.0 Mb region on chromosome 5 that contained the klotho gene (Kl), and DNA sequence analysis identified nonsense (Gln203Stop) and missense (Ile604Asn) Kl mutations in Ecalc1 and Ecalc2 mice, respectively. The Gln203Stop mutation, located in KL1 domain, was severely hypomorphic and led to a 17-fold reduction of renal Kl expression. The Ile604Asn mutation, located in KL2 domain, was predicted to impair klotho protein stability and in vitro expression studies in COS-7 cells revealed endoplasmic reticulum retention of the Ile604Asn mutant. Further phenotype studies undertaken in Ecalc1 (kl203X/203X) mice demonstrated elevations in plasma concentrations of phosphate, FGF23 and 1,25-dihydroxyvitamin D. Thus, two allelic variants of Kl that develop EC and represent mouse models for tumoural calcinosis have been established. © 2015 Esapa et al.

Ectopic calcification among families in the Azores: Clinical and radiologic manifestations in families with diffuse idiopathic skeletal hyperostosis and chondrocalcinosis

Objective. Twelve families that were multiply affected with diffuse idiopathic skeletal hyperostosis (DISH) and/or chondrocalcinosis, were identified on the island of Terceira, The Azores, potentially supporting the hypothesis that the 2 disorders share common etiopathogenic factors. The present study was undertaken to investigate this hypothesis. Methods. One hundred three individuals from 12 unrelated families were assessed. Probands were identified from patients attending the Rheumatic Diseases Clinic, Hospital de Santo Espirito, in The Azores. Family members were assessed by rheumatologists and radiologists. Radiographs of all family members were obtained, including radiographs of the dorsolumbar spine, pelvis, knees, elbows, and wrists, and all cases were screened for known features of chondrocalcinosis. Results. Ectopic calcifications were identified in 70 patients. The most frequent symptoms or findings were as follows: axial pain, elbow, knee and metacarpophalangeal (MCP) joint pain, swelling, and/or deformity, and radiographic enthesopathic changes. Elbow and MCP joint periarticular calcifications were observed in 35 and 5 patients, respectively, and chondrocalcinosis was identified in 12 patients. Fifteen patients had sacroiliac disease (ankylosis or sclerosis) on computed tomography scans. Fifty-two patients could be classified as having definite (17%), probable (26%), or possible (31%) DISH. Concomitant DISH and chondrocalcinosis was diagnosed in 12 patients. Pyrophosphate crystals were identified from knee effusions in 13 patients. The pattern of disease transmission was compatible with an autosomal-dominant monogenic disease. The mean age at which symptoms developed was 38 years. Conclusion. These families may represent a familial type of pyrophosphate arthropathy with a phenotype that includes peripheral and axial enthesopathic calcifications. The concurrence of DISH and chondrocalcinosis suggests a shared pathogenic mechanism in the 2 conditions.

How does calcification influence plaque vulnerability? Insights from fatigue analysis

Background Calcification is commonly believed to be associated with cardiovascular disease burden. But whether or not the calcifications have a negative effect on plaque vulnerability is still under debate. Methods and Results Fatigue rupture analysis and the fatigue life were used to evaluate the rupture risk. An idealized baseline model containing no calcification was first built. Based on the baseline model, we investigated the influence of calcification on rupture path and fatigue life by adding a circular calcification and changing its location within the fibrous cap area. Results show that 84.0% of calcified cases increase the fatigue life up to 11.4%. For rupture paths 10D far from the calcification, the life change is negligible. Calcifications close to lumen increase more fatigue life than those close to the lipid pool. Also, calcifications in the middle area of fibrous cap increase more fatigue life than those in the shoulder area. Conclusion Calcifications may play a positive role in the plaque stability. The influence of the calcification only exists in a local area. Calcifications close to lumen may be influenced more than those close to lipid pool. And calcifications in the middle area of fibrous cap are seemly influenced more than those in the shoulder area.

Impact of calcification and intraluminal thrombus on the computed wall stresses of abdominal aortic aneurysm

Background: Increased biomechanical stresses within the abdominal aortic aneurysm (AAA) wall contribute to its rupture. Calcification and intraluminal thrombus can be commonly found in AAAs, but the relationship between calcification/intraluminal thrombus and AAA wall stress is not completely described. Methods: Patient-specific three-dimensional AAA geometries were reconstructed from computed tomographic images of 20 patients. Structural analysis was performed to calculate the wall stresses of the 20 AAA models and their altered models when calcification or intraluminal thrombus was not considered. A nonlinear large-strain finite element method was used to compute the wall stress distribution. The relationships between wall stresses and volumes of calcification and intraluminal thrombus were sought. Results: Maximum stress was not correlated with the percentage of calcification, and was negatively correlated with the percentage of intraluminal thrombus (r = -0.56; P = .011). Exclusion of calcification from analysis led to a significant decrease in maximum stress by a median of 14% (range, 2%-27%; P < .01). When intraluminal thrombus was eliminated, maximum stress increased significantly by a median of 24% (range, 5%-43%; P < .01). Conclusion: The presence of calcification increases AAA peak wall stress, suggesting that calcification decrease the biomechanical stability of AAA. In contrast, intraluminal thrombus reduces the maximum stress in AAA. Calcification and intraluminal thrombus should both be considered in the evaluation of wall stress for risk assessment of AAA rupture.

Correlation of Calcification on Excised Aortic Valves by Micro-Computed Tomography with Severity of Aortic Stenosis

Background and aim of the study: The quantification of incidentally found aortic valve calcification on computed tomography (CT) is not performed routinely, as data relating to the accuracy of aortic valve calcium for estimating the severity of aortic stenosis (AS) is neither consistent nor validated. As aortic valve calcium quantification by CT is confounded by wall and coronary ostial calcification, as well as motion artifact, the ex-vivo micro-computed tomography (micro-CT) of stenotic aortic valves allows a precise measurement of the amounts of calcium present. The study aim, using excised aortic valves from patients with confirmed AS, was to determine if the amount of calcium on micro-CT correlated with the severity of AS. Methods: Each of 35 aortic valves that had been excised from patients during surgical valve replacement were examined using micro-CT imaging. The amount of calcium present was determined by absolute and proportional values of calcium volume in the specimen. Subsequently, the correlation between calcium volume and preoperative mean aortic valve gradient (MAVG), peak transaortic velocity (V-max), and aortic valve area (AVA) on echocardiography, was evaluated. Results: The mean calcium volume across all valves was 603.2 +/- 398.5 mm(3), and the mean ratio of calcium volume to total valve volume was 0.36 +/- 0.16. The mean aortic valve gradient correlated positively with both calcium volume and ratio (r = 0.72, p <0.001). V-max also correlated positively with the calcium volume and ratio (r = 0.69 and 0.76 respectively; p <0.001). A logarithmic curvilinear model proved to be the best fit to the correlation. A calcium volume of 480 mm(3) showed sensitivity and specificity of 0.76 and 0.83, respectively, for a diagnosis of severe AS, while a calcium ratio of 0.37 yielded sensitivity and specificity of 0.82 and 0.94, respectively. Conclusion: A radiological estimation of calcium amount by volume, and its proportion to the total valve volume, were shown to serve as good predictive parameters for severe AS. An estimation of the calcium volume may serve as a complementary measure for determining the severity of AS when aortic valve calcification is identified on CT imaging. The Journal of Heart Valve Disease 2012;21:320-327

A Comparison of the SNP Variation in the Calcification PMCA Gene of Lottia gigantea between a Santa Barbara Population and a More Acidic Monterey Bay Population

As the atmospheric levels of CO2 rise from human activity, the carbonic acid levels of the ocean increase, causing ocean acidification. This increase in acidity breaks down the calcified bodies that many marine organisms depend upon. Upwelling regions such as Monterey Bay in California have pH levels that are not expected to reach the open ocean for a few decades. This study reviews one of the common intertidal animals of the California coast, the Owl Limpet Lottia gigantea, and its genetic variation of the plasma membrane Ca2+ ATPase (PMCA) in relation to the acidity of its environment. The PMCA protein functions in the calcification process of many organisms. Specifically in limpets, this gene functions to form its protective shell. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) were found among five sections of the gene to determine variation between the acidic environment population in Monterey, California and the non-acidic environment population in Santa Barbara, California. While some variation was determined, the Monterey Bay and Santa Barbara Lottia gigantea populations are not significantly distinct at the PMCA gene. Sections B, C, and D were found to be linked. Only one location in Section B was found to have an amino acid change within an exon. Section A has the strongest connection to the sampling location. Monterey individuals were seen to be more genetically recognizable, while Santa Barbara individuals showed slightly more variation. Understanding the trends of ocean acidification, upwelling region activities, and population genetics will assist in determining how the ocean environment will behave in the future.

Vascular calcification and mineral bone disorder in chronic kidney disease

Chronic Kidney Disease (CKD), osteoporosis and mild hyponatremia are all prevalent chronic conditions that may coexist and are often under-recognized. Mineral-Bone Disorder begins early in the natural history of CKD and results in complex abnormalities of bone which ultimately confers a well-established increased risk of fragility fractures in End Stage Kidney Disease. Hyponatremia is a novel, usually renal mediated metabolic perturbation, that most commonly occurs independently of the stage of renal dysfunction but which may also predispose to increased fracture risk. The extent -if any- to which either early stages of renal dysfunction or the presence of hyponatremia contribute to fracture occurrence in the general population, independently of osteoporosis, is unclear. Renal transplantation is the treatment of choice for ESKD and although it restores endogenous renal function it typically fails to normalize either the long term cardiovascular or fracture risk. One potential mechanism contributing to these elevated long-term risks and to diminished Health Related Quality of Life is persistent, post-transplant hyperparathyroidism. In this study we retrospectively examine the association of renal function and serum sodium with Bone Mineral Density and fracture occurrence in a retrospective cohort of 1930 female members of the general population who underwent routine DXA scan. We then prospectively recruited a cohort of 90 renal transplant recipients in order to examine the association of post transplant parathyroid hormone (PTH) level with measures of CKD Mineral Bone Disorder, including, DXA Bone Mineral Density, Vascular Calcification (assessed using both abdominal radiography and CT techniques, as well as indirectly by carotid-femoral Pulse Wave Velocity) and Quality of Life (using the Short Form-12 and a PTH specific symptom score). In the retrospective DXA cohort, moderate CKD (eGFR 30-59ml/min/1.73m2) and hyponatremia (<135mmol/L) were associated with fracture occurrence, independently of BMD, with an adjusted Odds Ratio (95% Confidence Interval), of 1.37 (1.0, 1.89) and 2.25 (1.24, 4.09) respectively. In the renal transplant study, PTH was independently associated with the presence of osteoporosis, adjusted Odds Ratio (95% Confidence Interval), 1.15 (per 10ng/ml increment), (1.04, 1.26). The presence of osteoporosis but not PTH was independently associated with measures of vascular calcification, adjusted ß (95% Confidence Interval), 12.45, (1.16, 23.75). Of the eight quality-of-life domains examined, post-transplant PTH (per 10ng/ml increment), was only significantly and independently associated with reduced Physical Functioning, (95% Confidence Interval), 1.12 (1.01, 1.23). CKD and hyponatremia are both common health problems that may contribute to fracture occurrence in the general population, a major on-going public health concern. PTH and decreased Bone Mineral Density may signal sub-optimal long-term outcomes post renal transplantation, influencing bone and vascular health and to a limited extent long term Health Related Quality of Life