Teil Ⅰ: Auswirkungen von Fettleibigkeit auf Nierenerkrankungen

Apr 11, 2023

Abstrakt

Die klinischen Folgen von Fettleibigkeit auf die Niere, mit oder ohne Stoffwechselstörungen, betreffen die Nierenfunktion und -struktur. Die Mechanismen, die Fettleibigkeit und Nierenschäden verbinden, sind gut verstanden und umfassen mehrere miteinander verbundene Wirkungsmechanismen. Es wurde festgestellt, dass eine höhere Albuminausscheidung im Urin, ein subnephrotisches Syndrom, Nierensteine, ein erhöhtes CKD-Risiko und eine ESKD-Progression mit Fettleibigkeit verbunden sind und relevante klinische Auswirkungen haben. Darüber hinaus sind auch Nierenersatztherapie und Nierentransplantation von Adipositas betroffen. Gewichtsverlust ist der Schlüssel zur Begrenzung der renalen Auswirkungen von Fettleibigkeit, indem er Proteinurie/Proteinurie reduziert, die Rate der eGFR-Verschlechterung verringert, das Fortschreiten von CKD und ESKD verzögert und die Ergebnisse von Nierentransplantationen verbessert. Gewichtsverlust trägt auch zur angemessenen Kontrolle kardiometabolischer Risikofaktoren wie Bluthochdruck, metabolisches Syndrom, Diabetes und Dyslipidämie bei, die nicht nur vor Nierenschäden, sondern auch vor Herz-Kreislauf-Erkrankungen schützen können. Diese Vorteile wurden durch Änderungen des Lebensstils, einige Medikamente und bariatrische Operationen nachgewiesen.

Schlüsselwörter

Fettleibigkeit; Fettniere; Glomerulopathie; CKD; ESRD; bariatrische Chirurgie;Cistanche-Ergänzungsextrakt.

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Einführung

Das anhaltende Wachstum der Fettleibigkeitsepidemie bringt eine Fülle von Krankheiten mit sich, die über die klassisch anerkannten metabolischen, orthopädischen, psychologischen und kardiovaskulären Folgen der Fettleibigkeit hinausgehen. Darüber hinaus sind die Auswirkungen von Fettleibigkeit auf die Niere, obwohl sie in gewisser Weise mit Fettleibigkeit verbunden sind, in der Regel jahrelang stumm, bevor sie in klinischen Manifestationen zu den damit verbundenen Schäden führen. Epidemiologische, mechanistische, klinische und therapeutische Aspekte werden besprochen.

1. Epidemiologie

Unabhängige, abgestufte Korrelationen zwischen reduzierten GFR-Schätzungen und dem Risiko für Tod, kardiovaskuläre Ereignisse und Krankenhausaufenthalte wurden bei einer großen gemeindebasierten Population von Erwachsenen in einem integrierten Gesundheitssystem berichtet, deren Serumkreatinin zwischen 1996 und 2000 gemessen wurde und die keine Dialyse oder Nierenbehandlung erhielten Transplantation. Als die GFR von 59 auf 45 (ml/min/1,73 m2) sank, stieg das Sterberisiko auf 1,8, wobei das Sterberisiko bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz [1] mit fast dem Sechsfachen zunehmend seinen höchsten Wert erreichte Zunahme. Ähnliche Ergebnisse zwischen CKD-Progression und Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Tod wurden in Metaanalysestudien berichtet [2,3]. Von den späten 1990er Jahren bis zum Beginn des 21. Jahrhunderts nahm in den Vereinigten Staaten die Prävalenz von nicht angepasster CKD im Stadium 3 und 4 zu, und die Prävalenz von Diabetes, Bluthochdruck und Fettleibigkeit nahm zu. Allerdings stabilisierte sich die Gesamtprävalenz von 2003 bis 2004, wobei von 2011 bis 2012 6,9 Prozent der Bevölkerung an CKD litten. Trotz der anhaltenden Alterung der US-Bevölkerung und der zunehmenden Prävalenz von Fettleibigkeit wurde die jüngste Stabilisierung der CKD-Gesamtprävalenz auf eine bessere Kontrolle zurückgeführt von Bluthochdruck, erfolgreiche Blutzuckerkontrolle mit neuen Medikamenten und erweiterter Einsatz von Medikamenten, die das Renin-Angiotensin-System blockieren, bei [4] Patienten mit Proteinurie. Im Vereinigten Königreich eGFR<60 mL/min/ 1-73 m2 was 7.7%, 7.0%, and 7.3% in 2003, 2009/2010, and 2016, respectively, before starting to decline in 2010 and rising again in 2016 [5]. Meanwhile, in the UK, the prevalence of diabetes and obesity increased between 2003 and 2016, while the prevalence of hypertension and smoking decreased.

Table 1

Zusätzlich zu den Auswirkungen von Diabetes und Bluthochdruck auf das erhöhte CNI-Risiko bei adipösen Patienten wurde in Tiermodellen und epidemiologischen Studien am Menschen die direkte Rolle von Fettleibigkeit bei Nierenschäden nachgewiesen. In den meisten Studien wurde der BMI als unabhängiger signifikanter Faktor für die Entwicklung von CNI angegeben [{{0}}], und das Verhältnis von BMI zu ESKD reichte nach Anpassung an das Alter von einem niedrigen bis zu einem hohen Wert von 1,273. Geschlecht, systolischer Blutdruck und Proteinurie [6], aber in anderen Studien schien das Fettleibigkeitsrisiko hauptsächlich durch Diabetes und Bluthochdruck bedingt zu sein [8] oder war nicht mit ESKD verbunden [11]. Eine aktuelle Metaanalyse von Studien in der Allgemeinbevölkerung mit normaler Nierenfunktion zu Studienbeginn ergab, dass Fettleibigkeit das relative Risiko einer niedrigen eGFR um 1,28 und einer Proteinurie um 151 Millionen b0 erhöhte. In Tabelle 1 sind Studien zum CKD-Risiko bei Erwachsenen mit metabolischem Syndrom zusammengestellt.

Laut dem National Cholesterol Education Program wurden nicht-diabetische Teilnehmer mit normaler Nierenfunktion zu Studienbeginn und metabolischem Syndrom in die Community Atherosclerosis Risk Study mit einem angepassten Risiko von 1,43 für CKD im Vergleich zu Teilnehmern ohne Merkmale des metabolischen Syndroms [19] aufgenommen. Der zentrale Fettverteilungsindex, d. h. Taillen-Hüft-Umfang oder viszerales Fett, war im Vergleich zum BMI besser mit dem ESKD-Risiko verbunden [26-28 ]. Eine Metaanalyse ergab, dass Komponenten des metabolischen Syndroms wie Fettleibigkeit, beeinträchtigter Nüchternglukosespiegel, erhöhter Blutdruck und Hypertriglyceridämie mit einem signifikant erhöhten Risiko für Proteinurie und Albuminurie verbunden waren [25].

Metabolisch gesunde Fettleibigkeit (MHO) ist ein fettleibiger Phänotyp, bei dem Fettleibigkeit nicht mit metabolischen Komplikationen wie Insulinresistenz, Entzündung, Bluthochdruck oder T2D verbunden ist. Verglichen mit dem metabolisch gesunden, nicht adipösen Phänotyp war das Verhältnis der bei MHO auftretenden CKD-Erkrankungen ähnlich wie bei den Kontrollpersonen, aber nach Berücksichtigung von Störfaktoren war das Verhältnis der CKD beim metabolisch abnormalen, nicht adipösen Phänotyp bzw. beim adipösen Phänotyp signifikant erhöht [ 29-31]. Andere Studien haben jedoch berichtet, dass bei MHO möglicherweise ein mittleres Risiko für die Entwicklung von ESKD besteht.

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2. Pathologie

Fettleibigkeitsbedingte Glomerulopathie

Die physische Kompression der Niere durch die Ansammlung von periorganischem Fettgewebe unterstreicht die mögliche Rolle viszeraler Fettleibigkeit bei der Entwicklung von Nierenerkrankungen. Extrazelluläre Matrixablagerungen, die über das gesamte Nierenmark verteilt sind, werden erweitert und das perivaskuläre Gewebe neigt dazu, am Gefäßpol des Bellini-Gangs vorzufallen. Bei adipösen Patienten nehmen die interstitiellen Zellen der Niere zu und das lipid- und proteoglykanreiche Material komprimiert das Nierenparenchym zum Nierenpol hin und bildet so eine runde, vergrößerte Niere. Die Kompression der Niere wirkt sich sowohl auf vaskuläre (gerade Gefäße) als auch tubuläre (Henry-Kollateralen) Elemente aus und führt zu einer RAS-Aktivierung und einer erhöhten Natriumreabsorption [32-34].

Die wichtigsten histologischen Merkmale sind einige fokal-segmentale Glomeruloskleroseläsionen, glomeruläre Hyalinose, Fibrose, die zu einer schweren glomerulären Vergrößerung führt, glomeruläre Lipidansammlung und Adhäsionen der Bowman-Hülle [33,36]. Veränderungen im renalen Lipidstoffwechsel führen zu einer Lipidakkumulation, was darauf hindeutet, dass eine hohe Fettaufnahme eine direkte lipotoxische Wirkung auf die Niere haben könnte. Die Ansammlung von ektopischem Lipid in der Niere kann zu strukturellen und funktionellen Veränderungen in Thylakoidzellen, Podozyten und proximalen Tubuluszellen führen. Fett um die Nierennebenhöhlengefäße herum scheint an der Gefäßfunktion beteiligt zu sein und den Blutfluss in den darunter liegenden Arterien zu verändern. Fettleibigkeit erhöht die Nierenmasse und den glomerulären Durchmesser. Podozyten müssen ihre Prozesse ausdehnen, um den vergrößerten Bereich abzudecken, was zur Ablösung der Podozyten, zum selektiven Verlust von Proteinen, zur Bildung kahler Bereiche, zur Auslösung von Matrixablagerungen und zur Schädigung der Podozyten führt.

Glomeruläre Veränderungen bei durch Fettleibigkeit verursachten Nierenschädigungen unterscheiden sich von denen bei diabetischer Nephropathie, da erstere einen geringeren Grad an Veränderungen im Thylakoidraum aufweist. Proteinurie, Proteinurie und ESKD treten bei Patienten mit diabetischer Nephropathie häufiger auf als bei adipöser Nephropathie, die einen langsameren Verlauf und seltener ein Fortschreiten zu einer Nierenerkrankung im Endstadium aufweist. Neben einer hohen Fettaufnahme können weitere Ursachen für Nierenschäden die Überexpression von Ang II sein, die zu einer Zunahme proliferativer Faktoren wie dem transformierenden Wachstumsfaktor (TGF-) und Fibrinogenaktivator-Inhibitoren führt, sowie Insulinämie, die zu Zellwachstum führt. Eine durch die Natriumrückresorption verursachte übermäßige Filtration erhöht den Blutfluss zur Niere und führt zu einer fortschreitenden Sklerose der glomerulären Wand, die durch physikalische Scherbeanspruchung verursacht wird. Dadurch beginnt ein gefährlicher Kreislauf: Schädigung der Nierenzellen, die zu Apoptose führt, verminderte Natriumretention und erhöhter Blutdruck zur Aufrechterhaltung der Natriumhomöostase . Proteinurie im nephrotischen Bereich ist bei adipösen Personen selten, kann aber auch vorhanden sein [35,37]. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die durch Fettleibigkeit bedingte Nierenschädigung als eine spezifische Form der fokal-segmentalen Glomerulosklerose mit langsamem Fortschreiten zu einer Nierenerkrankung im Endstadium definiert werden sollte. Bei Patienten mit metabolischem Syndrom kommt es häufig zu mikrovaskulären Erkrankungen, die sich in tubulärer Atrophie, interstitieller Fibrose und Arteriosklerose äußern [38].

3. Endotheliale Dysfunktion und Veränderungen der Gefäßstruktur

Endotheliale Dysfunktion spielt eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von CKD und Proteinurie [50]. Insulinresistenz, niedrige Lipocalinspiegel, hohe Plasma-Leptinspiegel, erhöhte Plasmaglukosespiegel und FFAs induzieren Entzündungen, die zu einer endothelialen Dysfunktion führen, die zu einem erhöhten renalen Proteinverlust führt.

Stickstoffmonoxid (NO) wird von Endothelzellen produziert und fördert die Gefäßerweiterung und reduziert Entzündungen und Blutplättchenaggregation. Die Aktivierung der Phosphatidylinositol-3--Kinase führt zur Phosphorylierung endothelialer NO-Synthasen (e-NOs), die NO produzieren [51]. Fettleibigkeit ist mit einer verringerten NO-Bioverfügbarkeit verbunden. Bei Vorliegen einer Insulinresistenz wird dieser Signalweg herunterreguliert, während Hyperinsulinämie den Endothelinspiegel erhöht, was zu einem Ungleichgewicht zwischen vasodilatatorischen und vasokonstriktorischen Endothelfaktoren führt, was zu Bluthochdruck führt [52,53]. Das vaskuläre Zelladhäsionsmolekül -1 (VCAM-1), das interzelluläre Adhäsionsmolekül -1 (ICAM-1) und E-Selectin erhöhen die Adhäsion von Monozyten an der Gefäßwand und verursachen so Arteriosklerose. Diese Gefäßfaktoren fördern die Durchblutung, was zu Nierenschäden und Bluthochdruck führt.

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4. Mechanismen

Die Mechanismen struktureller Anomalien bei CKD sind mit Adipositas-Komorbiditäten verbunden, nämlich Bluthochdruck, Insulinresistenz, Typ-2-Diabetes und atherogener Dyslipidämie, die durch Mechanismen wie Entzündungen zu Nierenschäden führen. l Oxidativer Stress, RAAS-Hochregulierung, erhöhte SNS-Aktivität und endotheliale Dysfunktion führen letztendlich zu einer Nierenschädigung [39].

Hämodynamik

Es wird angenommen, dass die Aktivierung des sympathischen Nervensystems (SNS) eine wichtige Rolle bei der Pathogenese von Bluthochdruck und CKD bei adipösen Personen spielt (40). Die Plasma-Renin-Aktivität zeigt einen signifikanten Anstieg bei Fettleibigkeit, ebenso wie Angiotensin II im lokalen perivaskulären Fettgewebe (33). Angiotensin II erhöht die abführenden Arterien im Glomerulus und produziert TGF-, Fibrose und Apoptose von Podozyten. In den frühen Stadien einer mit Fettleibigkeit verbundenen Nierenschädigung ist die e-GFR aufgrund einer durch Volumenüberladung verursachten Hyperperfusion erhöht. Erhöhte physikalische Kräfte innerhalb der Niere, Die durch Fettansammlung um und in das Nierenmark erzeugten Mengen reduzieren die Filtratflussrate im Henle-Ring und es kommt zu einer Natriumretention (33). Diese frühen Veränderungen können durch Gewichtsverlust, Salzrestriktion und Blockade des Renin- Angiotensin-System.

Entzündung

Chronische, geringgradige Entzündungen entwickeln sich lokal in Makrophagen-expandierten Adipozyten, werden aber durch die Freisetzung entzündungsfördernder Mediatoren (einschließlich Zytokinen) in den Blutkreislauf systemisch. Erhöhte Werte an freien Fettsäuren (FFAs) bei adipösen Personen können die vaskuläre A-adrenerge Empfindlichkeit erhöhen, Na plus , K plus -ATPase hemmen, und Natriumpumpen erhöhen den Tonus der glatten Gefäßmuskulatur und den Gefäßwiderstand, aktivieren epidermale Wachstumsfaktorrezeptoren und produzieren reaktiven Sauerstoff Spezies und Proteinkinase c. In Adipozyten wird eine Vielzahl bioaktiver Zytokine produziert, darunter reaktive Sauerstoffspezies, proinflammatorische Moleküle und entzündliche Moleküle (Interleukin -1, Interleukin-6, Tumornekrosefaktor, c-reaktives Protein) sowie angiogene Faktoren (vaskulärer endothelialer Wachstumsfaktor), hämostatische regulatorische Verbindungen (Fibrinogenaktivator-Inhibitor-1, Thrombospondin A2), Akute-Phase-Response-Proteine ​​(Serum-Amyloid A, c-reaktives Protein), Kernfaktor κ – Verstärker der leichten Kette von aktiviertem B Die Aktivierung von Zellen (NF-κB) und IκB-Kinase (IKK) fördert die endotheliale Dysfunktion und mikrovaskuläre Erkrankungen [33]. Verschiedene pathophysiologische Mechanismen können zur Entstehung von CKD beitragen, wie z. B. die Produktion von urämischen Toxinen, hauptsächlich Trimethylamin-n-oxid (TMAO), reduzierte prophylaktische kurzkettige Fettsäuren, verstärkte Entzündungs- und Immunreaktionen, reduziertes Stickoxid (NO), und Peptide, die Angiotensin-i-umwandelnde Enzyme blockieren [41].

Hormone

Insulinresistenz induziert glomeruläre Filtration, endotheliale Dysfunktion, erhöhte Gefäßpermeabilität, Gefäßneovaskularisation und andere mit Proteinurie verbundene mikrovaskuläre Schädigungswege [42]. Hyperglykämie aktiviert Wege, die die Produktion von Endprodukten der fortgeschrittenen Glykosylierung (AGEs) steigern, aktiviert Proteinkinase-C-Isoformen und erhöht den transformierenden Wachstumsfaktor, der die Produktion der extrazellulären Matrix durch Thylakoidzellen fördert und Nierenfibrose induziert [43]. Podozyten blockieren die Proteinurie, indem sie das Aktin-Skelett im Stiel ausrichten. Bei Diabetikern mit früher Nierenfunktionsstörung wurde über eine verringerte Anzahl von Podozyten und einen Verlust von Podozytenstielen berichtet. Die Rolle von Insulin in Podozyten ist entscheidend für die glomeruläre Funktion und Struktur und beeinflusst die Morphologie, den Umbau des Zytoskeletts und letztendlich das Überleben [44].

Leptin ist ein kleines Peptidhormon, das im Fettgewebe produziert wird und im Blut fettleibiger Personen erhöht ist. Zirkulierendes Leptin bindet an Fettgewebe und reguliert die Nahrungsaufnahme durch die Freisetzung anderer Neurotransmitter aus dem Hypothalamus. Leptin verändert die Wirkung von Insulin, induziert die Angiogenese, verringert die endotheliale NO-Synthase und interagiert mit dem Immunsystem. Leptin wird über die Nieren ausgeschieden und ist bei ESKD-Patienten mit chronischem Nierenversagen, das mit Anorexie und Gewichtsverlust einhergeht, erhöht. Leptin löst die Sekretion von TGF aus – durch glomeruläre Endothelzellen und sensibilisierte Thylakoidzellen können auf TGF reagieren – und so die Entwicklung von fokaler Glomerulosklerose und Proteinurie induzieren [45]. Weitere Wirkungen von Leptin auf die Niere sind Natriurese, erhöhte sympathische Aktivität und die Stimulation reaktiver Sauerstoffspezies [33].

Lipocalin, ein aus dem Fettgewebe stammendes Peptidhormon, das bei adipösen Personen reduziert ist, wirkt als lipolytischer Faktor und reguliert die Insulinsensitivität. Lipocalin verhindert den atherosklerotischen Prozess, indem es die Bildung von Schaumzellen hemmt. Fettleibigkeit ist durch einen Lipocalinmangel gekennzeichnet. Der Lipocalinspiegel im Plasma korreliert negativ mit dem Insulinspiegel. Lipocalin-Knockout-Mäuse zeigen eine ernährungsabhängige Insulinresistenz und Arteriosklerose [33]. Lipocalin erhöht die AMPK-Aktivität und verringert die Durchlässigkeit der Fußzellen [46,47]. Schließlich ist Resistin, ein entzündliches Adipokin, das von Monozyten-Makrophagen produziert wird, bei Patienten mit niedriger GFR erhöht [48]. Bei Erwachsenen mit Bluthochdruck und Diabetes sind zirkulierende Resistinspiegel mit einer verringerten glomerulären Filtrationsrate und Proteinurie verbunden [49].

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Vasilios Kotsis1, Fernando Martinez2, Christina Trakatelli1und Josep Redon2,3,4,

1. 3. Abteilung für Innere Medizin, Bluthochdruck-24h ABPM ESH Center of Excellence, Papageorgiou-Krankenhaus, Aristoteles-Universität Thessaloniki, 564 29 Pavlos Melas, Griechenland; vkotsis@auth.gr (VK); ctrak@auth.gr (CT)

2. Krankenhaus für Innere Medizin Clínico de Valencia, 46010 Valencia, Spanien; fernandoctor@hotmail.com

3. Forschungsgruppe für Herz-Kreislauf- und Nierenerkrankungen, Forschungsinstitut INCLIVA, Universität Valencia, 46010 Valencia, Spanien

4. CIBERObn Carlos III Institut, 28029 Madrid, Spanien

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