Vliv paclitaxelu na ultrastrukturu ledviny při současném příjmu Mg2+

Nedostatek hořčíku, často zjišťovaný u onkologicky nemocných (Hartig 2001), se prohlubuje podáním chemoterapie. Bývá vysvětlován nejenom zvýšeným únikem hořčíku z buněk, ale i nižší schopností ledvin tento uvolněný, do primární moči filtrovaný, hořčík zpětně resorbovat. Možnou příčinou může být změněná ;funkce ledvin, způsobená chemoterapeutikem nefrotoxicita je uváděna mezi hlavními nežádoucími účinky (Kochel 1995, Satoh 2002).
Výsledkem je nejenom celkový deficit hořčíku v organismu, ale i výrazné omezení řady enzymatických reakcí, které jsou přímo i nepřímo na tento kationt vázány (Miura 2002).
Paclitaxel je cytostatikum používané k léčbě některých typů rakoviny (ovaria, prsu) nebo v kombinaci s jiným cytostatikem (nejčastěji s cisplatinou) k vysokodávkové terapii na jinou léčbu nereagujících či slabě reagujících tumorů vycházejících ze zárodečných buněk. Mechanismus jeho účinku na buněčné úrovni spočívá v interakci s mikrotubuly, které stabilizuje a zabraňuje jejich desintegraci, čímž znemožní dokončení mitózy.
Nefrotoxicita paclitaxelu bývá obvykle dokládána renální dysfunkcí, která vyplývá z výsledků biochemických vyšetření. Studie, které by dokládaly detailní morfologické změny v ledvině způsobené podáním paclitaxelu, však nejsou k dispozici.

Cílem studie bylo zjistit, jak podání paclitaxelu ovlivní jemnou stavbu nefronu a zda současná suplementace hořčíkem může omezit případné negativní změny v ultrastruktuře a tím i funkci jednotlivých oddílů nefronu.

Materiál a metodika
Bylo použito celkem 70 pokusných zvířat (samice laboratorního potkana). U poloviny z nich byla prováděna suplementace hořčíkem tak, že zvířata měla vodu s vyšším obsahem hořčíku (Magnesia, Mg²⁺ = 200 mg/l) ad libitum, druhá polovina zvířat dostávala vodu s nízkým obsahem hořčíku (Dobrá voda, Mg2+ = 10 mg/l). Odběry biologického materiálu byly prováděny před podáním paclitaxelu a dále pak 1., 8. a 15. den po intraperitoneálním podání paclitaxelu (3 mg/kg). Kontrolním zvířatům byl místo paclitaxelu injikován fyziologický roztok ve stejném objemu. Studie byla schválena etickou komisí LF MU.

Odběrové schéma a rozdělení do skupin uvádí následující tabulka (v každé skupině bylo 5 zvířat):

Zvířatům v éterové anestezii byla odebrána krev pro biochemické vyšetření, ihned po usmrcení – dekapitaci – byl odebrán biologický materiál – jednotlivé tkáně a orgány na další vyšetření. Vzorky ledviny byly zpracovány pro elektronovou mikroskopii. Snímky z oblasti kůry a dřeně ledviny zhotovené při různých zvětšeních sloužily jednak ke studiu ultrastruktury, jednak pro morfometrické vyhodnocení (dle Weibela, 1969). Pro morfometrii byly pořízeny snímky při primárním zvětšení 3.500x, které po promítnutí na 100 bodový rastr sloužily k výpočtu objemových podílů jednotlivých buněčných organel. Z každého vzorku bylo tímto způsobem vyhodnoceno 25 – 30 snímků.





Výsledky
Studium ultrastruktury ukázalo, že ze všech součástí nefronu je na působení paclitaxelu nejcitlivější proximální tubulus. Zde byl pozorován nejčastější výskyt poškozených buněk s degenerativními změnami (zbobtnalé mitochondrie, denzní cytoplazma, pyknotické jádro) naznačující postupný zánik buněk apoptózou (jeden z popisovaných účinků paclitaxelu). V intaktních buňkách proximálního tubulu bylo zjištěno zvýšení objemového podílu sekundárních lysosomů. Změny objemového podílu ostatních organel nebyly významné. U distálního tubulu ani u ledvinového tělíska nebyly zjištěny žádné elektronovým mikroskopem postižitelné změny. Ve dřeni ledviny byl pozorován poměrně častý výskyt degenerovaných buněk odloučených do lumina sběracích kanálků.
Při srovnání nálezu vzorků u zvířat, která měla k dispozici vodu s vyšším obsahem hořčíku, se skupinou zvířat s vodou s nízkým obsahem hořčíku, nebyly pozorovány významné morfologické rozdíly. Více by mohlo ukázat srovnání morfologie s výsledky biochemického vyšetření, které bude součástí této studie po jejím úplném vyhodnocení.

Závěry
Srovnání morfologie jednotlivých oddílů nefronu po podání paclitaxelu prokázalo, že toto chemoterapeutikum má vliv na zhoršení morfologických parametrů – a to především v oblasti proximálního tubulu. I když se v případě ledviny nepodařilo prokázat příznivý vliv suplementace hořčíkem na její strukturu po podání paclitaxelu, nesnižuje se tím význam suplementace hořčíkem v rámci léčebného režimu, protože hořčík se významně uplatňuje v řadě klíčových fyziologických procesů.

Literatura

1. Hartig A.: Role of magnesium in genomic stability. Mutation ;Research 2001 475: 113-121.
   
2. Knochel J. P.: Störungen des Magnesiummetabolismus. In: Isselbacher K. J. et al.: Harrisons Innere Medizin 2, Berlin, Blackwell Wissenschafts-Verlag 1995, s. 2546-2550.
   
3. Miura K., Nakatani T., Asai T., Yamanaka S., Tamada S., Tashiro K., Kim S., Okamura M., Iwao H.: Role of hypomagnesemia ;in chronic cyclosporine nephropathy. Transplantation 2002 73(3): 340-347.
   
4. Satoh J., Romero M. F.: Mg2+ transport in the kidney. ;Biometals 2002 15(3): 285-295.
   
5. Weibel, E. R.: Stereological principles for morphometry in ;electron microscopic cytology. Int. Rev. Cytol. 1969 26: 235-302.