Características ultraestructurales del músculo esquelético en pacientes con proteinuria glomerular / Ultrastructure of skeletal muscle in patients with glomerular proteinuria

La proteinuria produce un desbalance importante del metabolismo proteico y lipídico, que favorece la desproteinización del organismo, con grandes repercusiones sistémicas que llegan a afectar hasta el músculo esquelético. En los pacientes con falla renal, usualmente disminuye su masa muscular y se observa debilidad. Los pacientes urémicos terminales, manifiestan atrofia de las fibras musculares tipo II, además de daño miopático primario, causado probablemente por un déficit de la microcirculación. En un afán de dilucidar las posibles alteraciones ultraestructurales precoces presentes en el músculo esquelético de pacientes con glomerulopatías primarias que cursan con proteinuria, se estudiaron 4 pacientes (2 hombres y 2 mujeres) con edades entre 42 y 66 años, pertenecientes al servicio de nefrología del hospital militar ®Dr. Calos Arvelo¼ de Caracas-Venezuela. En todos ellos se realizaron mediciones de enzimas musculares (CK, LDH, AST y ALT), electromiografía de los miembros inferiores y biopsia del músculo cuadriceps femoral. En ninguno de los pacientes se observaron modificaciones en los niveles séricos de las enzimas y a excepción de uno de ellos (caso 4), los registros eletromiográficos fueron normales. A nivel ultraestructural se observó: hinchamiento de los componentes del sistema sarcotubular con presencia de tríadas prominentes, signos de atrofia muscular, núcleos hipercromáticos, glucógeno abundante y glucogenosomas. Algunos capilares intramusculares con la luz parcial o totalmente ocluida, citoplasma endotelial electrón denso, presencia de prolongaciones del citoplasma endotelial hacia la luz del capilar, vesículas pinocíticas y cavéolas. Dichos cambios nos permiten concluir el compromiso estructural del músculo esquelético en pacientes con proteinuria, el cual se hace más evidente a medida que avanza hacia la falla renal y que dicho compromiso tiene una base microvascular que condiciona cambios del metabolismo muscular.

The proteinuria produces an important unbalance of the protein and lipid metabolism that it favors thedesproteinitation of the organism, with big systemic repercussions that end up affecting the skeletal muscle. In the patients with renal failure it usually diminishes their muscular mass and weakness is observed. The terminal uremic patient, manifests atrophy of the fibers muscular type II, besides miopatic primary damage, caused probably for a deficit of the microcirculación. In a desire of elucidating the early ultraestructural alterations present in the skeletal muscle of patient with primary glomerulopaties that curse with proteinuria, four patients were studied (2 men and 2 women) with ages between 42 and 66 years, belonging to the service of nephrology of the military hospital ®Dr. Calos Arvelo¼ of Caracas-Venezuela. In all they were carried out mensurations of muscular enzymes (CK, LDH, AST and ALT), electromiografie of the inferior members and biopsy of the muscle femoral cuadriceps. In none of the patients modifications were observed in the seric levels of the enzymes and to exception of one of them (case 4); the eletromiografic registrations are normal. At ultraestructural level it was observed: swelling of the components of the system sarcotubular with presence of prominent triads, signs of muscular atrophy, hyperchromatic nuclei, abundant glucogen and glucogenosome. Some capillary ones intramuscular with the partial or completely occluded light, electron dense cytoplasm, presence of continuations of the endothelial cytoplasm toward the light of the capillary one, pinocitic vesicles and caveole. This changes allow us to conclude the structural commitment of the skeletal muscle in patient with proteinuria, which becomes more evident as it advances toward the renal failure and that said commitment has a microvascular origin that conditions changes of the muscular metabolism.

Aspectos ultraestructurales del riñón remanente en ratas uninefrectomizadas sometidas a dietas hipoproteicas suplementadas con aminoácidos esenciales y no esenciales / Ultrastructural aspects of remaining kidney of unilaterally nephrectomized rats receiving hypoproteic diets enriched with amino acids

Es bien conocido el efecto benéfico de la restricción en la ingesta proteica de la dieta para la preservación de la función renal, cuando la masa renal se encuentra reducida, en un intento de aumentar la sobrevida de los pacientes. Sin embargo, la literatura al respecto es extremadamente contradictoria. En este trabajo estudiamos el efecto de la alimentación con dietas hipoprotéicas ricas en aminoácidos esenciales (lisina y arginina) y no esenciales (asparagina, prolina y ácido glutámico) sobre la ultraestructura del riñón remanente de ratas uninefrectomizadas. Después de 9 semanas de realizada la intervención quirúrgica, bajo Nesdonal, durante las cuales las ratas uninefrectomizadas fueron alimentadas con dietas especialmente diseñadas para el experimento, se retiraron los riñones remanentes y se procesaron para ser observados al Microscopio Electrónico de transmisión, siguiendo el procedimiento convencional. Como conclusión del estudio microscópico, para todas las dietas estudiadas se observó una vacuolización prominente de las células tubulares proximales así como hinchamiento tanto de las mitocondrias como pérdida de material en áreas tubulares. Se apreciaron túbulos con lúmina dilatada, mitocondrias dispuestas irregularmente y con un engrosamiento de la membrana basal, característica inespecífica pero constante de las enfermedades renales en diabéticos y glomérulos alterados. Por consiguiente, la adición de ciertos aminoácidos a la dieta no parece proteger eficientemente contra el deterioro histológico en riñones fisiológicamente comprometidos.

Dietary restriction of proteins has been used in patients with kidney failure in an attempt to preserve renal functionand prolong their lives. However, literature shows contradictory results. We studies the effects of diets enriched with essential (lysine, arginine) or non-essential (asparagine, proline or glutamic acid) amino acids on the ultrastructure of remaining kidney of uninephrectomized rats. The kidney was removed under barbiturate anesthesia and after that the animals received specially designed diets during nine weeks. Then, the remaining kidney was removed and conventionally processed to be studies by transmission electronic microscope. For all the diets used, we observed a prominent vacuolisation of proximal tubular cells, as well as mithocondrial edema and tissue loss at the tubular level. The preparations showed tubules with dilated lumen, irregularly placed mithocondria and basal membrane thickening, a non-specific but constant finding in diabetic kidneys and in some glomerulopathies. In conclusion, amino acid-enriched diets are not effective to protect functionally compromised kidneys against progressive anatomical changes.

Efecto de dietas hipoproteicas ricas en aminoacidos esenciales y no esenciales sobre el modelo experimental de rata uninefrectomizada / Effect of hypoproteic diets enriched with essential and non-essential amino acids on the uninephrectomized rat

RESUMEN: La hiperalimentación con soluciones ricas en aminoácidos ha sido usada para el tratamiento de pacientes renales terminales, con el fin de aumentar la sobrevida de los mismos. Sin embargo, la literatura al respecto es contradictoria. Algunos autores hablan de aminoácidos regeneradores de las células tubulares (por ejemplo, la glicina). Otros autores, por el contrario, afirman que ciertos aminoácidos como la L-serina y la lisina son nefrotóxicos. En 1977, se demostró que los aminoácidos Lisina y Arginina inhibían la reabsorción tubular de proteínas (induciendo proteinuria), mientras que otros como la Glicina, la Alanina, el Ácido Aspártico y el Ácido Glutámico no lo hacían. En un intento de clarificar los datos de la literatura, realizamos un estudio animal controlado utilizando ratas uninefrectomizadas, las cuales fueron alimentadas durante nueve semanas con una serie de dietas diferentes, todas hipoproteicas (4% de proteínas) y, enriquecidas individualmente con cinco diferentes aminoácidos. Los aminoácidos empleados para enriquecer las dietas hipoproteicas fueron, en cada caso individual, Lisina, Arginina (ambos son aminoácidos esenciales), Prolina, Asparagina y Ácido Glutámico (los tres son aminoácidos no-esenciales). Se realizaron mediciones de valores bioquímicos plasmáticos y de funcionalismo renal (depuración de creatinina), tanto en condiciones controles (pre-nefrectomía), dos semanas después de la uninefrectomía (control post-nefrectomía) y, nueve semanas después de haber comenzado la dieta. En todos los animales, sin importar la dieta a la cual estuvieron sometidos, los resultados bioquímicos mostraron que la dieta hipoproteica enriquecida con aminoácidos, afecta la función renal. Sin embargo, nuestros resultados sugieren que el daño renal es diferente con cada aminoácido en particular y que la nefrotoxicidad de los aminoácidos presenta la siguiente secuencia: Ácido Glutámico > Prolina > Lisina > Asparagina> Arginina. También observamos que las dietas hipoproteicas enriquecidas con Lisina, Asparagina y Arginina, producen hiperfiltración glomerular, que no cursa con proteinuria. En conclusión, los resultados bioquímicos encontrados indican que, contrariamente a lo descrito por algunos autores, el enriquecer una dieta hipoproteica con ciertos aminoácidos, no parece proteger eficientemente contra la progresión de la patología renal en riñones fisiológicamente comprometidos.