Cytokine accumulation in osteitis fibrosa of renal osteodystrophy

Bone marrow fibrosis occurs in association with a number of pathological states. Despite the extensive fibrosis that sometimes characterizes renal osteodystrophy, little is known about the factors that contribute to marrow accumulation of fibrous tissue. Because circulating cytokines are elevated in uremia, possibly in response to elevated parathyroid hormone levels, we have examined bone biopsies from 21 patients with end-stage renal disease and secondary hyperparathyroidism. Bone sections were stained with antibodies to human interleukin-1alpha (IL-1alpha), IL-6, IL-11, tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) and transforming growth factor-ß (TGF-ß) using an undecalcified plastic embedding method. Intense staining for IL-1alpha, IL-6, TNF-alpha and TGF-ß was evident within the fibrotic tissue of the bone marrow while minimal IL-11 was detected. The extent of cytokine deposition corresponded to the severity of fibrosis, suggesting their possible involvement in the local regulation of the fibrotic response. Because immunoreactive TGF-ß and IL-6 were also detected in osteoblasts and osteocytes, we conclude that selective cytokine accumulation may have a role in modulating bone and marrow cell function in parathyroid-mediated uremic bone disease.

Erythrocytes may contain a ouabain-insensitive K+-ATPase which plays a role in internal K+ balance

Erythrocytes are useful in evaluating K+ transport pathways involved in internal K+ balance. Several forms of H+,K+-ATPase have been described in nephron segments active in K+ transport. Furthermore, the activity of a ouabain-insensitive isoform of H+,K+-ATPase expressed in collecting duct cells may be modulated by acid-base status. Various assays were performed to determine if a ouabain-insensitive K+-ATPase is present in rat erythrocytes and, if so, whether it plays a role in internal K+ balance. Kinetic studies demonstrated that maximal stimulation of enzyme activity was achieved with 2.5 mM K+ at pH 7.4. Subsequent experiments were performed on erythrocyte membranes collected from animals submitted to varying degrees of K+ homeostasis: control rats, K+-depleted rats, K+-loaded rats, and rats rendered hyperkalemic due to acute renal failure. As observed in the collecting duct cell studies, there was a significant decrease in the activity of ouabain-insensitive K+-ATPase in the erythrocytes of both K+-loaded and metabolically alkalotic K+-depleted rats. However, this enzyme activity in erythrocyte membranes of rats with metabolic acidosis-related hyperkalemia was similar to that of control animals. This finding may be interpreted as resulting from two potentially modulating factors: the stimulating effect that metabolic acidosis has on K+-ATPase and the counteracting effect that hyperkalemia and uremia have on metabolic acidosis. In summary, we present evidence of a ouabain-insensitive K+-ATPase in erythrocytes, whose activity is modulated by acid-base status and K+ levels.

Dialysis water treated by reverse osmosis decreases the levels of C-reactive protein in uremic patients

Atherosclerosis is a major complication of chronic renal failure. Microinflammation is involved in atherogenesis and is associated with uremia and dialysis. The role of dialysate water contamination in inducing inflammation has been debated. Our aim was to study inflammatory markers in patients on chronic dialysis, before and 3 to 6 months after switching the water purification system from deionization to reverse osmosis. Patients had demographic, clinical and nutritional information collected and blood drawn for determination of albumin, ferritin, C-reactive protein (CRP), interleukin-6, and tumor necrosis factor-alpha in both situations. Acceptable levels of water purity were less than 200 colony-forming units of bacteria and less than 1 ng/ml of endotoxin. Sixteen patients died. They had higher median CRP (26.6 vs 11.2 mg/dl, P = 0.007) and lower median albumin levels (3.1 vs 3.9 g/l, P < 0.05) compared to the 31 survivors. Eight patients were excluded because of obvious inflammatory conditions. From the 23 remaining patients (mean age ± SD: 51.3 ± 13.9 years), 18 had a decrease in CRP after the water treatment system was changed. Overall, median CRP was lower with reverse osmosis than with deionization (13.2 vs 4.5 mg/l, P = 0.022, N = 23). There was no difference in albumin, cytokines, subjective global evaluation, or clinical and biochemical parameters. In conclusion, uremic patients presented a clinically significant reduction in CRP levels when dialysate water purification system switched from deionization to reverse osmosis. It is possible that better water treatments induce less inflammation and eventually less atherosclerosis in hemodialysis patients.

Response of the growth plate of uremic rats to human growth hormone and corticosteroids

Children with chronic renal failure in general present growth retardation that is aggravated by corticosteroids. We describe here the effects of methylprednisolone (MP) and recombinant human growth hormone (rhGH) on the growth plate (GP) of uremic rats. Uremia was induced by subtotal nephrectomy in 30-day-old rats, followed by 20 IU kg-1 day-1 rhGH (N = 7) or 3 mg kg-1 day-1 MP (N = 7) or 20 IU kg-1 day-1 rhGH + 3 mg kg-1 day-1 MP (N = 7) treatment for 10 days. Control rats with intact renal function were sham-operated and treated with 3 mg kg-1 day-1 MP (N = 7) or vehicle (N = 7). Uremic rats (N = 7) were used as untreated control animals. Structural alterations in the GP and the expression of anti-proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and anti-insulin-like growth factor I (IGF-I) by epiphyseal chondrocytes were evaluated. Uremic MP rats displayed a reduction in the proliferative zone height (59.08 ± 4.54 vs 68.07 ± 7.5 µm, P < 0.05) and modifications in the microarchitecture of the GP. MP and uremia had an additive inhibitory effect on the proliferative activity of GP chondrocytes, lowering the expression of PCNA (19.48 ± 11.13 vs 68.64 ± 7.9% in control, P < 0.0005) and IGF-I (58.53 ± 0.96 vs 84.78 ± 2.93% in control, P < 0.0001), that was counteracted by rhGH. These findings suggest that in uremic rats rhGH therapy improves longitudinal growth by increasing IGF-I synthesis in the GP and by stimulating chondrocyte proliferation.

The impact of short daily hemodialysis on anemia and the quality of life in Chinese patients

Anemia is a frequent complication in hemodialysis patients. Compared to conventional hemodialysis (CHD), short daily hemodialysis (sDHD) has been reported to be effective in many countries except China. The aim of the present study was to determine whether sDHD could improve anemia and quality of life (QOL) for Chinese outpatients with end-stage renal disease. Twenty-seven patients (16 males/11 females) were converted from CHD to sDHD. All laboratory values were measured before conversion (baseline), at 3 months after conversion (sDHD1), and at 6 months after conversion (sDHD2). The patient's QOL was evaluated at baseline and 6 months after conversion using the Medical Outcomes Study 36-Item Short Form Health Survey (SF-36). Hemoglobin concentration increased significantly from 107.4±7.9 g/L at baseline to 114.4±6.8 g/L (P<0.05) at sDHD1, and 118.3±8.4 g/L (P<0.001) at sDHD2 (Student paired t-test). However, the dose requirement for erythropoietin decreased from 6847.8±1057.3 U/week at baseline to 5869.6±1094.6 U/week (P<0.05) at sDHD2. Weekly stdKt/V increased significantly from 2.05±0.13 at baseline to 2.73±0.20 (P<0.001) at sDHD1, and 2.84±0.26 (P<0.001) at sDHD2. C-reactive protein decreased from baseline to sDHD1 and sDHD2, but without statistically significant differences. Physical and mental health survey scores increased in the 6 months following conversion to sDHD. sDHD may increase hemoglobin levels, decrease exogenous erythropoietin dose requirements, and improve QOL in Chinese hemodialysis patients compared to CHD. A possible mechanism for improvement of clinical outcomes may be optimized management of uremia associated with the higher efficiency of sDHD.

Influência da escolaridade na hipertrofia miocárdica de pacientes em hemodiálise

INTRODUÇÃO: A doença renal crônica apresenta elevado risco cardiovascular. Dados da população geral associam as doenças cardiovasculares a baixo nível de escolaridade, porém nenhum trabalho avaliou essa associação entre pacientes em hemodiálise. OBJETIVO: Avaliar a associação entre nível educacional, hipertensão e hipertrofia do ventrículo esquerdo em pacientes submetidos a hemodiálise crônica. MÉTODOS: Foi aplicado um questionário socioeconômico padrão a 79 pacientes em hemodiálise, no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Botucatu (UNESP). Dados clínicos, laboratoriais e ecocardiográficos foram extraídos dos prontuários. Os pacientes foram divididos em dois grupos de acordo com a mediana da escolaridade: o grupo I foi constituído por pacientes com escolaridade < três anos, e grupo II por pacientes com escolaridade superior a três anos. RESULTADOS: Pressão arterial, ganho de peso interdialítico e variáveis com diferença estatística entre os dois grupos ao nível de p < 0,2 foram selecionadas para análise múltipla. Na análise múltipla, associações independentes foram consideradas ao nível de p < 0,05. A média de idade dos pacientes foi 57 ± 12.8 anos, 46 pacientes eram homens (57%) e 53 eram brancos (67%). As variáveis selecionadas para análise múltipla foram: idade (p = 0,004), anos de escolaridade (p < 0,0001), índice de massa corpórea (p = 0,124), diâmetro do ventrículo esquerdo (p = 0,048) e índice de massa ventricular (p = 0,006). As drogas antihipertensivas empregadas foram similares em ambos os grupos. A pressão sistólica (p = 0,006) e a escolaridade (p = 0,047) apresentaram correlação significativa e independente com índice de massa ventricular. CONCLUSÃO: Em pacientes em hemodiálise, houve correlação da massa do ventrículo esquerdo não apenas com a pressão arterial, mas também com o nível educacional.

Avaliação e manejo da doença cardiovascular em pacientes com doença renal crônica

Doenças cardiovasculares são as principais complicações fatais da doença renal crônica, tanto para pacientes em terapia renal substitutiva quanto para aqueles em tratamento conservador. A análise de seus fatores de risco, abordagem diagnóstica e adequado tratamento são fundamentais para a redução de mortalidade associada a essas complicações. Neste artigo de revisão são discutidos aspectos de fisiopatologia, métodos de investigação e abordagem terapêutica da doença cardiovascular na doença renal crônica

Avaliação do perfil epidemiológico e das dificuldades encontradas pelos pacientes para o atendimento de primeira consulta no ambulatório de triagem da nefrologia da UNIFESP

INTRODUÇÃO: O objetivo deste estudo foi avaliar o perfil epidemiológico dos pacientes e das dificuldades dos pacientes encaminhados, pelas unidades básicas de saúde (UBS) ou outros hospitais, ao ambulatório de triagem da disciplina de Nefrologia do Hospital São Paulo (UNIFESP) para avaliação e tratamento de doenças renais. MÉTODOS: No período de fevereiro a setembro de 2009, foram avaliados 341 pacientes encaminhados das UBS da cidade de São Paulo e de outras localidades do País. RESULTADOS: Desses pacientes, 26% (86/341) necessitaram de novos exames para definição do diagnóstico por encaminhamentos duvidosos, incompletos, ou devido ao período de espera para a realização dos exames e o atendimento, que variou de uma semana até três anos. Parte deles não trouxe nenhum tipo de exame para essa avaliação, 12% (45/341) retornaram para acompanhamento na própria unidade local, 13% (46/341) foram encaminhados para local de tratamento mais próximo de sua residência, 47% (164/341) para nosso ambulatório de subespecialidades: 24% (82/341) uremia, 8% (27/341) rins policísticos, 7% (23/341) hipertensão, 4% (16/341) litíase renal e 4% (16/341) nefrites. CONCLUSÃO: Nossos resultados sugerem investimentos em infraestrutura na capacitação dos funcionários das UBS e do HSP, reorganização das centrais de referências para melhor gerenciamento e encaminhamentos dos pacientes, humanização no atendimento e capacitação dos profissionais de saúde para o atendimento ambulatorial nas UBS, particularmente naqueles com diabetes mellitus e hipertensão arterial, que podem levar ao desenvolvimento da doença renal crônica (DRC).

Early initiation of dialysis: mortality and renal function recovery in acute kidney injury patients

INTRODUCTION: The decision of when to start dialysis in Acute Kidney Injury (AKI) patients with overt uremia is strongly established, however, when blood urea nitrogen (BUN) levels is < 100 mg/dL the timing of initiation of dialysis remains uncertain. Purpose: The aim of this study was to assess mortality and renal function recovery AKI patients started on dialysis at different BUN levels. METHODS: This was a retrospective study performed at Medical School Hospital, São Paulo, Brazil, enrolling 86 patients underwent to dialysis. RESULTS: Dialysis was started when BUN < 75 mg/dl in 23 patients (Group I) and BUN > 75 mg/dl in 63 patients (Group II). Hypervolemia and mortality were higher in Group I than in Group II (65.2% vs. 14.3% - p < 0.05, 39.1% vs. 68.9%- p < 0.05, respectively). Among survivors, the rate of renal function recovery was higher in Group I (71.4% and 36.8%, respectively - p < 0.05). Multivariate analysis showed that sepsis, age > 60 years, peritoneal dialysis and BUN > 75 mg/dl at dialysis initiation were independently related with mortality. CONCLUSIONS: Lower mortality and higher renal function recovery rates were associated with early dialysis initiated at lower BUN leves in AKI patients.

Maior nível de atividade física associa-se a melhor função cognitiva em renais crônicos em hemodiálise

INTRODUÇÃO: Pacientes com doença renal crônica (DRC) apresentam menor tolerância ao exercício e baixa capacidade funcional, o que os torna, via de regra, sedentários. Outra alteração importante encontrada na DRC é a disfunção cognitiva. O sedentarismo tem sido associado à disfunção cognitiva na população geral, porém, poucos estudos avaliaram essa associação na DRC. OBJETIVOS: Verificar associação entre o nível de atividade física e a função cognitiva de pacientes com DRC que realizam hemodiálise (HD). MÉTODOS: Foram avaliados 102 pacientes que realizam HD. Os participantes responderam o Questionário Internacional de Atividade Física, que avalia o nível de atividade física e o Mini Exame do Estado Mental, utilizado para o rastreamento cognitivo. Os pacientes foram divididos em três grupos conforme a classificação do nível de atividade física (GI: ativos/GII: irregularmente ativos/GIII: sedentários). Foi aplicada análise de regressão logística adotando-se como variável desfecho a presença de disfunção cognitiva e preservando como variáveis independentes aquelas com probabilidade estatística de diferença entre os grupos inferior a 0,1. Foi considerado estatisticamente significante o valor de p inferior a 0,05. RESULTADOS: Os grupos foram semelhantes quanto à idade, tempo de HD, escolaridade e tabagismo. Apresentaram diferença estatisticamente significante quanto à raça, índice de massa corporal, presença de diabetes mellitus, doença de base e grau de déficit cognitivo. Quanto aos dados laboratoriais, os grupos diferiram quanto à creatinina, glicemia, hemoglobina e hematócrito. Houve associação entre o nível de atividade física e função cognitiva, mesmo ajustando-se para as variáveis de confusão. CONCLUSÃO: O maior nível de atividade física associou-se a melhor função cognitiva em renais crônicos em HD, independentemente das variáveis de confusão avaliadas.

Soro urêmico inibe a expressão in vitro da quimiocina SDF-1: possível impacto da toxicidade urêmica na lesão endotelial

Introdução: A disfunção endotelial é importante na patogênese da doença cardiovascular (DCV) relacionada à doença renal crônica (DRC). Stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) é uma quimiocina que mobiliza células endoteliais progenitoras (EPC) e em conjunto com a interleucina-8 (IL-8) podem ser usadas como marcadores de reparo e lesão tecidual. Objetivo: Neste trabalho, foi investigado o efeito do meio urêmico na expressão de SDF-1 e IL-8 in vivo e in vitro. Métodos: A inflamação sistêmica foi avaliada por meio da proteína C-reativa (PCR) e interleucina-6 (IL-6). IL-8 e SDF-1 foram avaliados por ELISA como marcadores de disfunção endotelial e reparo tecidual, respectivamente. Os estudos in vitro foram realizados em células endoteliais umbilicais humanas (HUVEC) expostas ao meio urêmico ou saudável. Resultados: Foram incluídos nesse estudo 26 pacientes em hemodiálise (HD) (17 ± 3 meses em diálise, 52 ± 2 anos, 38% homens e 11% diabéticos). As concentrações séricas de PCR, IL-6, SDF-1 e IL-8 foram 4,9 ± 4,8 mg/ml, 6,7 ± 8,1 pg/ml, 2625,9 ± 1288,6 pg/ml e 128,2 ± 206,2 pg/ml, respectivamente. Houve correlação positiva entre PCR e IL-6 (ρ = 0,57; p < 0,005) e entre SDF-1 e IL-8 (ρ = 0,45; p < 0,05). Os resultados in vitro demonstraram que a expressão de SDF-1 pelas HUVEC após 6 horas de tratamento com meio urêmico é menor comparada ao tratamento com meio saudável (p < 0,05). Após 12 horas de tratamento, ocorreu aumento de IL-8 quando as HUVECs foram expostas ao meio urêmico (p < 0,005). Conclusão: Sugerimos que SDF-1 e IL-8 nos pacientes em HD podem ser usados para mensurar a extensão do dano e consequente ativação vascular na uremia.

The quest for a better understanding of chronic kidney disease complications: an update on uremic toxins

Chronic kidney disease is characterized by a progressive reduction of glomerular filtration rate and/or the appearance of proteinuria, and subsequently the progressive retention of organic waste compounds called uremic toxins (UT). Over the last decades, a large number of such compounds have been identified and their effects on organs and tissues, especially the cardiovascular system, has been demonstrated. In this review, we present the current classification of UT, as proposed by the EUTox Group, and the effects of some of the probably most important UTs, such as phosphate, FGF-23, PTH, AGEs, indoxyl sulfate and para-cresyl sulfate. We provide an overview on therapeutic approaches aimed to increase their extracorporeal removal via convective and/or adsorptive strategies and to lower their intestinal production/ absorption via dietetic and pharmacological interventions. The recognition that multiple toxins contribute to the uremia supports the need for new therapeutic targets, with a potentially positive impact on CKD progression and survival.

Association between indoxyl sulfate and bone histomorphometry in pre-dialysis chronic kidney disease patients

Introduction: Experimental studies have suggested that indoxyl sulfate (IS), a protein-bound uremic toxin, may be involved in the development of renal osteodystrophy. Objective: evaluate the association between IS levels and biochemical parameters related to mineral metabolism and bone histomorphometry in a cohort of pre-dialysis chronic kidney disease (CKD) patients. Methods: This is a post-hoc analysis of an observational study evaluating the association between coronary calcification and bone biopsy findings in 49 patients (age: 52 ± 10 years; 67% male; estimated glomerular filtration rate: 36 ± 17 ml/min). Serum levels of IS were measured. Results: Patients at CKD stages 2 and 3 presented remarkably low bone formation rate. Patients at CKD stages 4 and 5 presented significantly higher osteoid volume, osteoblast and osteoclast surface, bone fibrosis volume and bone formation rate and a lower mineralization lag time than CKD stage 2 and 3 patients. We observed a positive association between IS levels on one hand and the bone formation rate, osteoid volume, osteoblast surface and bone fibrosis volume on the other. Multivariate regression models confirmed that the associations between IS levels and osteoblast surface and bone fibrosis volume were both independent of demographic and biochemical characteristics of the study population. A similar trend was observed for the bone formation rate. Conclusion: Our findings demonstrated that IS is positively associated with bone formation rate in pre-dialysis CKD patients.

Associação de PTH e espessura carotídea em pacientes com falência renal crônica e hiperparatireoidismo secundário

Introdução: Doenças cardiovasculares (DCVs) são as principais causas de mortalidade em pacientes portadores de falência renal crônica (FRC). Diversos fatores de risco estão envolvidos na patogênese e são classificados em tradicionais - que afetam a população em geral; e não tradicionais - que são peculiares aos pacientes renais crônicos. Hiperparatireoidismo secundário, um fator não tradicional e comum na FRC, causa aumento da taxa de reabsorção óssea e mobilização do cálcio e do fósforo. À medida que o produto cálcio x fósforo aumenta, a solubilidade desse par iônico pode ser excedida e ocorrer deposição de fosfato de cálcio nos tecidos cardiovasculares (denominada calcificação metastática). Objetivo: Verificar possível relação entre a espessura da artéria carótida primitiva e os níveis de PTH em pacientes com FRC. Métodos: Foram realizados exames ultrassonográficos com Doppler para medir a espessura da artéria carótida e avaliar possíveis correlações entre diferentes elevações nos níveis séricos do PTH, distúrbios minerais e fatores de risco tradicionais e as alterações encontradas na carótida de portadores de FRC dialítica e hiperparatireoidismo secundário. Resultados: Foi observada diferença no nível de colesterol e na idade dos pacientes que apresentavam sinais de calcificação arterial. Também foi detectada relação significativa entre os níveis de PTH e a espessura da parede da carótida (r = 0,31; p = 0,03). Conclusão: Dados desse estudo mostram a possível concomitância de fatores tradicionais e os relacionados com a FRC na gênese das DCVs na uremia.

Comportamento do índice de massa do ventrículo esquerdo de pacientes em diálise no decorrer de 17 anos

ResumoIntrodução:A hipertrofia ventricular esquerda (HVE) é alteração frequente em pacientes de diálise e imprime prognóstico sombrio. Não se conhece qual a tendência secular dessa alteração cardíaca em nossos pacientes.Objetivo:Avaliar o comportamento da HVE, pelo índice de massa do ventrículo esquerdo (IMVE), no decorrer de 17 anos em pacientes de um centro universitário de diálise, bem como verificar as possíveis causas desse comportamento.Métodos:Foi realizado um estudo longitudinal retrospectivo que avaliou, por meio de ecocardiografia, o IMVE em pacientes submetidos à hemodiálise em nosso Serviço de Diálise durante o período de 17 anos, de 1993 a 2010. Foram incluídos 250 exames de pacientes com doença renal crônica estágio V-D com idade superior a 18 anos que foram submetidos à avaliação ecocardiográfica de rotina.Resultados:Notou-se redução do IMVE à medida que os anos avançavam. Essa redução correlacionou-se à diminuição da pressão arterial e à elevação da hemoglobina. Em análise múltipla, a massa ventricular esquerda associou-se apenas à pressão arterial.Conclusão:A porcentagem de pacientes com HVE sofreu redução significante no decorrer de 17 anos em nossa Unidade de Diálise. O fator associado a essa redução foi a diminuição da pressão arterial.