Nephrologie-Forscher beleuchten chronische Nierenerkrankungen

Nephrologieforscher an der UC Davis Health beleuchten die chronische Nierenerkrankung (CKD), indem sie Behandlungsmöglichkeiten für eingeschränkte körperliche Leistungsfähigkeit und Belastungsunverträglichkeit bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung untersuchen.

Unter der Leitung von Baback Roshanravan, außerordentlicher Professor für Medizin und Paul F. Gulyassy-Stiftungsprofessor für Nephrologie, führen die Forscher drei separate, vom NIH finanzierte klinische Studien durch, in denen die Auswirkungen von Therapeutika und Lebensstilinterventionen auf die Stoffwechsel- und körperliche Gesundheit von Patienten mit chronischer Nierenerkrankung analysiert werden Krankheit.

Chronische Nierenerkrankungen kommen häufig vor: Nach Angaben der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) leiden 15 % der US-Bevölkerung oder jeder siebte Mensch an der Krankheit. Müdigkeit ist eines der häufigsten Symptome bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung.

Bei einer chronischen Nierenerkrankung sind die Nieren geschädigt und können das Blut nicht mehr so ​​gut filtern, wie sie sollten. Dadurch verbleiben überschüssige Flüssigkeit und Blutabfälle im Körper und können zusätzliche Gesundheitsprobleme verursachen. Dazu gehören Entzündungen sowie die Ansammlung von Säure und Toxinen, die eine Insulinresistenz verursachen und das Risiko von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Gebrechlichkeit erhöhen.

Ein häufiges Problem bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung ist der Verlust von Muskelmasse und -kraft, der sich auf die Aktivitäten des täglichen Lebens auswirkt.

„Wir haben gesehen, dass viele Patienten mittleren Alters mit chronischer Nierenerkrankung körperlich auf dem Niveau von Achtzigjährigen funktionieren“, sagte Roshanravan, der seine Karriere damit verbracht hat, die Zusammenhänge zwischen verändertem Stoffwechsel bei chronischer Nierenerkrankung und Muskelfunktion, körperlicher Funktionsfähigkeit und Gebrechlichkeit zu untersuchen .

„Es gibt 37 Millionen Amerikaner mit chronischer Nierenerkrankung und die große Mehrheit weiß es nicht einmal, weil es in den frühen Stadien der Krankheit normalerweise keine oder nur wenige Symptome gibt – daher ist es unerlässlich, dass wir an der Entwicklung von Behandlungen arbeiten, um ihre Qualität zu verbessern.“ Ihr Leben zu verlängern und das Risiko eines fortschreitenden Nierenversagens, das eine Dialyse erfordert, zu verringern“, fügte er hinzu.

Roshanravan und sein Team haben kürzlich eine Studie über den Einfluss von Coenzym Q10 (CoQ10) und Nicotinamid-Ribosid (NR) auf die Belastungstoleranz und das Stoffwechselprofil bei Patienten mit chronischer Nierenerkrankung abgeschlossen. Die Arbeit wurde von den National Institutes of Diabetes and Digestive Kidney Diseases finanziert.

Sie veröffentlichten ihre Forschungsergebnisse im Journal of Clinical Investigation.

Das Team führte eine randomisierte, placebokontrollierte Studie durch, in der CoQ10, NR und Placebo bei 25 Patienten verglichen wurden. Die Teilnehmer erhielten NR (1000 mg/Tag), CoQ10 (1200 mg/Tag) und Placebo getrennt über 6-wöchige Behandlungszeiträume in zufälliger Reihenfolge. Weder die Teilnehmer noch die Forscher wussten, wer die Behandlungen und wer das Placebo erhielt.

Die Forscher testeten die Auswirkungen von CoQ10 und NR auf die körperliche Ausdauer und die Effizienz der Muskelarbeit, indem sie die Teilnehmer kardiopulmonalen Belastungstests auf dem Fahrrad unterzogen und ihren maximalen und submaximalen Sauerstoffverbrauch maßen.

Um den Stoffwechsel der Teilnehmer zu messen, führten sie semi-gezielte Plasma-Metabolomik und Lipidomie durch.

Die Ergebnisse der Studie zeigten:

„Die Tatsache, dass wir einige kurzfristige Verbesserungen der Muskelarbeitseffizienz bei geringerer Arbeitsbelastung feststellen konnten, deutet darauf hin, dass längerfristige Versuche erforderlich sein könnten, um Verbesserungen der Spitzenleistung zu beobachten“, sagte Roshanravan.

Er fügte jedoch hinzu, dass er mittlerweile der Ansicht sei, dass die Behandlung eingeschränkter körperlicher Leistungsfähigkeit bei chronischen Nierenpatienten mehr als nur pharmakologische Therapiemöglichkeiten erfordere.

„Eine Pille wird niemals das Allheilmittel zur Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit von Patienten mit chronischer Nierenerkrankung sein“, sagte er. „Unser Fokus hat sich wirklich auf Lebensstilinterventionen verlagert, die die körperliche Leistungsfähigkeit verbessern.“

Um die Auswirkungen von Sport auf die Muskelenergieproduktion bei Menschen mit Nierenerkrankungen besser zu verstehen, begannen Roshanravan und sein Team während der COVID-Pandemie mit der ESTEEM-Studie. Ihr Ziel war herauszufinden, ob ein betreutes Heimtrainingsprogramm die Nierenfunktion verbessern könnte und ob Bewegung die Fähigkeit zur Ausführung körperlicher Aufgaben verbessert.

Die Forscher nehmen 40 Teilnehmer mit chronischer Nierenerkrankung mit und ohne Diabetes in die Studie auf. Die Teilnehmer erhalten nach dem Zufallsprinzip entweder ein virtuelles, personalisiertes und häusliches Trainingsprogramm oder ihre übliche Betreuung ohne das Trainingsprogramm. Diejenigen, die nicht zur Übungsgruppe gehören, erhalten nach Abschluss der Studie kostenlose Fitnesstests, eine kontinuierliche Glukoseüberwachung und Beratungen. Das Trainingsprogramm wurde in Zusammenarbeit mit Gwenaelle Begue, Professorin für Trainingsphysiologie an der California State University in Sacramento, entwickelt.

„Dieses Projekt ist ein echter Beweis für die multidisziplinäre Zusammenarbeit an der UC Davis und unserem Mitarbeiter an der Sacramento State University“, erklärte Roshanravan.

Zu den Teammitgliedern gehören:

„Wir sind besonders dankbar für die Unterstützung von Dr. McDonald und seinem Team bei der Durchführung aller Belastungstests, um sicherzustellen, dass Patienten sicher zu Hause trainieren können.“

Um die Wirkung des Programms zu bestimmen, werden die Forscher Beinmuskelbiopsien und MRT-Scans verwenden, um den Muskelstoffwechsel und die Muskelfunktion bei denjenigen zu vergleichen, die dem Trainingsprogramm zugewiesen wurden, und denen, bei denen dies nicht der Fall war.

„Unsere Zwischenanalyse deutet auf überzeugende Verbesserungen der Muskel-Mitochondrienfunktion aus Muskelbiopsien von Patienten hin, die an unserem Heimübungsprogramm teilnehmen“, sagte Roshanravan. „Wir sehen auch Verbesserungen bei der körperlichen Ausdauer beim Sechs-Minuten-Gehstreckentest und bei der gesamten Muskelleistung beim Herz-Lungen-Belastungstest mit dem Fahrrad.“

Die Forscher planen, bis zum Ende des Sommers weiterhin Rekruten für die Studie zu rekrutieren. Anschließend werden sie zu ihrer multizentrischen NIDDK-finanzierten klinischen Studie übergehen und die Intervention auf Patienten mit Nierenerkrankungen im Endstadium (dialysebehandelte Patienten) in den medizinischen Zentren der UC Davis und der Vanderbilt University ausweiten.

Forscher führen außerdem eine klinische Studie durch, um zu untersuchen, wie die Korrektur der Säureansammlung im Körper bei Nierenversagen die Belastungstoleranz und die Insulinresistenz verbessert.

„Säureansammlung kann zu einer mitochondrialen Dysfunktion der Muskeln führen, was zu Insulinresistenz, geringer Muskelausdauer und letztendlich Muskelschwund führt“, erklärte Roshanravan. „Wir werden testen, ob die Gabe von Natriumbicarbonat zur Korrektur der Säureansammlung die Insulinresistenz und die kardiometabolischen Risikofaktoren einer chronischen Nierenerkrankung verbessert und wie sich dies auf Veränderungen in der Belastungstoleranz auswirkt.“

In dieser separaten, vom NIDDK finanzierten Studie an mehreren Standorten werden Forscher Natriumbicarbonat in einer randomisierten Cross-Over-Studie mit Placebo vergleichen. An der Studie werden 80 Personen mit mittelschwerer bis schwerer chronischer Nierenerkrankung und metabolischer Azidose aus medizinischen Zentren der UC Davis und der Vanderbilt University teilnehmen.

In dieser Studie wird jeder Teilnehmer vier Monate lang mit einem Placebo behandelt, gefolgt von vier Monaten Natriumbikarbonat in zufälliger Reihenfolge. Die Forscher werden untersuchen, ob Natriumbicarbonat die Fähigkeit des Körpers verbessert, Glukose zu verwerten, die körperliche Leistungsfähigkeit verbessert und die Mitochondrienfunktion der Muskeln verbessert. Sie werden die Mitochondrienfunktion der Muskeln mithilfe einer speziellen Form der MRT messen, um Veränderungen in der Muskelbiochemie mithilfe von Übungen namens Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie und Muskelbiopsie zu erkennen.

„Wir gehen davon aus, dass die Strategien zur Behandlung der metabolischen Azidose die Belastungstoleranz der Teilnehmer verbessern werden“, sagte Roshanravan. „Dies wird es den Teilnehmern ermöglichen, sich effektiver an Lebensstilinterventionen zu beteiligen und ihre Lebensqualität mit chronischer Nierenerkrankung zu verbessern.“