Digital radiography as an alternative method in the evaluation of bone density in uremic rats / Radiografia digital como método alternativo na avaliação da densidade óssea em ratos urêmicos

ABSTRACT Introduction: Digital radiography (DRx) may provide a suitable alternative to investigate mineral and bone disorder (MBD) and loss of bone density (BD) in rodent models of chronic kidney disease (CKD). The objective of this study was to use DRx to evaluate BD in CKD rats, and to evaluate the correlation between DRx findings and serum MBD markers and bone histomorphometry. Methods: Uremia was induced by feeding Wistar rats an adenine-enriched diet (0.75% for 4 weeks/0.10% for 3 weeks); outcomes were compared to a control group at experimental weeks 3, 4, and 7. The following biochemical markers were measured: creatinine clearance (CrC), phosphate (P), calcium (Ca), fractional excretion of P (FeP), alkaline phosphatase (ALP), fibroblast growth factor-23 (FGF-23), and parathyroid hormone (PTH). DRx imaging was performed and histomorphometry analysis was conducted using the left femur. Results: As expected, at week 7, uremic rats presented with reduced CrC and higher levels of P, FeP, and ALP compared to controls. DRx confirmed the lower BD in uremic animals (0.57±0.07 vs. 0.68 ± 0.06 a.u.; p = 0.016) compared to controls at the end of week 7, when MBD was more prominent. A severe form of high-turnover bone disease accompanied these biochemical changes. BD measured on DRx correlated to P (r=-0.81; p = 0.002), ALP (r = -0.69, p = 0.01), PTH (r = -0.83, p = 0.01), OS/BS (r = -0.70; p = 0.02), and ObS/BS (r = -0.70; p = 0.02). Conclusion: BD quantified by DRx was associated with the typical complications of MBD in CKD and showed to be viable in the evaluation of bone alterations in CKD.

RESUMO Introdução: A radiografia digital (RxD) pode representar uma alternativa adequada para investigar o distúrbio mineral e ósseo (DMO) e a perda de densidade óssea (DO) em modelos de roedores da doença renal crônica (DRC). O objetivo deste estudo foi utilizar a RxD para avaliar a DO em ratos com DRC, e avaliar a correlação entre os achados da RxD e marcadores séricos de DMO e histomorfometria óssea. Métodos: A uremia foi induzida pela alimentação de ratos Wistar com dieta enriquecida com adenina (0,75% por 4 semanas/0,10% por 3 semanas); os resultados foram comparados com um grupo controle nas semanas experimentais 3, 4 e 7. Os seguintes marcadores bioquímicos foram medidos: clearance de creatinina (CCr), fosfato (P), cálcio (Ca), fração excretada de P (FeP), fosfatase alcalina (ALP), fator de crescimento de fibroblastos-23 (FGF-23) e paratormônio (PTH). A imagem da RxD foi obtida e a análise histomorfométrica foi realizada com o fêmur esquerdo. Resultados: como esperado, na semana 7, os ratos urêmicos apresentaram redução do CCr e níveis mais altos de P, FeP e ALP em comparação aos controles. A RxD confirmou a menor DO em animais urêmicos (0,57 ± 0,07 vs. 0,68 ± 0,06 u.a.; p = 0,016) em comparação aos controles no final da semana 7, quando a DMO foi mais proeminente. Uma forma grave de doença óssea de alta renovação celular acompanhou essas mudanças bioquímicas. A DO, medida na RxD foi correlacionada a P (r = -0,81; p = 0,002), ALP (r = -0,69, p = 0,01), PTH (r = -0,83, p = 0,01), OS/BS (r = -0,70 p = 0,02) e Ob.S/BS (r = -0,70; p = 0,02). Conclusão: A DO quantificada por RxD esteve associada às complicações típicas da DMO na DRC e mostrou-se viável na avaliação de alterações ósseas na DRC.

Advanced glycation end-products (AGEs) accumulation in skin: relations with chronic kidney disease-mineral and bone disorder / Acúmulo dos produtos finais da glicação avançada (AGEs) na pele: relações com o distúrbio mineral e ósseo na doença renal crônica

Abstract Introduction: Chronic kidney disease (CKD) is associated with high morbidity and mortality rates, main causes related with cardiovascular disease (CVD) and bone mineral disorder (CKD-BMD). Uremic toxins, as advanced glycation end products (AGEs), are non-traditional cardiovascular risk factor and play a role on development of CKD-BMD in CKD. The measurement of skin autofluorescence (sAF) is a noninvasive method to assess the level of AGEs in tissue, validated in CKD patients. Objective: The aim of this study is analyze AGEs measured by sAF levels (AGEs-sAF) and its relations with CVD and BMD parameters in HD patients. Methods: Twenty prevalent HD patients (HD group) and healthy subjects (Control group, n = 24), performed biochemical tests and measurements of anthropometric parameters and AGEs-sAF. In addition, HD group performed measurement of intact parathormone (iPTH), transthoracic echocardiogram and radiographies of pelvis and hands for vascular calcification score. Results: AGEs-sAF levels are elevated both in HD and control subjects ranged according to the age, although higher at HD than control group. Single high-flux HD session does not affect AGEs-sAF levels. AGEs-sAF levels were not related to ventricular mass, interventricular septum or vascular calcification in HD group. AGEs-sAF levels were negatively associated with serum iPTH levels. Conclusion: Our study detected a negative correlation of AGEs-sAF with serum iPTH, suggesting a role of AGEs on the pathophysiology of bone disease in HD prevalent patients. The nature of this relation and the clinical application of this non-invasive methodology for evaluation AGEs deposition must be confirmed and clarified in future studies.

Resumo Introdução: A doença renal crônica (DRC) apresenta elevadas taxas de morbidade e mortalidade, sendo a doença cardiovascular (DCV) e o distúrbio mineral e ósseo da DRC (DMO-DRC) complicações frequentes. As toxinas urêmicas, dentre elas os produtos finais da glicação avançada (AGEs), são fatores de risco cardiovascular não tradicionais e se encontram envolvidas no desenvolvimento do DMO-DRC na DRC. A medida da autofluorescência da pele (sAF) é método não invasivo para quantificação do acúmulo tecidual de AGEs validado em pacientes portadores de DRC. Objetivos: O objetivo deste estudo é avaliar as relações entre os AGEs medidos por sAF (AGEs-AF) e parâmetros de DCV e DMO-DRC em pacientes em hemodiálise (HD). Métodos: 20 pacientes em HD (grupo HD) e 24 indivíduos hígidos (grupo controle) foram submetidos à análise bioquímica sérica, medidas antropométricas e de sAF. O grupo HD realizou medida de hormônio intacto da paratireoide (PTHi), ecocardiograma transtorácico e radiografias de pelve e mãos para pesquisa de calcificação vascular. Resultados: Os níveis de AGEs-sAF foram elevados para a idade nos grupos HD e controle, porém mais elevados no grupo HD. Sessão única de HD de alto-fluxo não afetou os níveis de AGEs-sAF. Os níveis teciduais de AGEs não se correlacionaram com massa ventricular, espessura de septo interventricular ou calcificação vascular no grupo HD. Os níveis de AGEs-sAF se correlacionaram negativamente com os níveis séricos de PTHi. Conclusão: Nosso estudo detectou correlação negativa entre os níveis de AGEs-sAF e os níveis séricos de PTHi, sugerindo que os AGEs estejam envolvidos na fiosiopatologia da doença óssea em pacientes em HD. A natureza desta relação e a aplicação clínica deste método não invasivo de avaliação do acúmulo tecidual de AGEs deve ser confirmada e elucidada por estudos futuros.

Osteodistrofia renal y trastornos del metabolismo y la mineralización ósea asociados a enfermedad renal crónica: manifestaciones en radiología / Renal osteodystrophy and disorders of bone metabolism and mineralisation associated with chronic kidney disease: radiological manifestations

Abstract. Chronic kidney disease is a public health problem worldwide, with disorders of bone mineralisation and metabolism being common problems associated with this disease, causing significant morbidity and impaired quality of life. The expression of the findings in the chronic kidney disease can be categorised based on the classification proposed by the international conference Kidney Disease: Improving Global Outcomes, that divides them into metabolic disorders of calcium and phosphorus (without findings in radiology), bone structure and composition disorders, and extra-skeletal calcifications. These conditions give characteristic radiographic patterns, such as bone resorption and sclerosis, brown tumours, osteomalacia-rickets, osteopenia, and extra-skeletal calcifications, in addition to treatment related disorders of chronic kidney failure. In this article, concepts related to metabolism disorders and bone mineralisation associated with chronic renal disease and renal osteodystrophy will be categorised and updated, showing their various manifestations in radiology.

La enfermedad renal crónica es un problema de salud pública a nivel mundial, siendo los trastornos de la mineralización y el metabolismo óseo problemas comunes asociados a esta enfermedad, que causan una importante morbilidad y un deterioro de la calidad de vida. La expresión de los hallazgos en la enfermedad renal crónica puede sistematizarse con base en la clasificación propuesta por la conferencia internacional Kidney Disease: Improving Global Outcomes, que las divide en trastornos del metabolismo del calcio y el fósforo (sin hallazgos en imágenes), alteración de la estructura y la composición del hueso, y calcificaciones extraesqueléticas. Estos trastornos otorgan patrones radiológicos característicos, como son la resorción y esclerosis ósea, tumores pardos, osteomalacia-raquitismo, osteopenia y calcificaciones extraesqueléticas, además de los trastornos asociados al tratamiento de la falla renal crónica. En el presente artículo se sistematizarán y actualizarán los conceptos relacionados con los trastornos del metabolismo y la mineralización ósea, asociados a la enfermedad renal crónica y la osteodistrofia renal, mostrando sus diversas manifestaciones en radiología.