Nerki są narządem szczególnie podatnym na działanie różnych substancji, charakteryzującym się wysokim przepływem krwi, aktywnością metaboliczną oraz występowaniem w przesączu zwiększonych stężeń substancji toksycznych wynikających z ich zdolności do zagęszczania moczu. Niekorzystne zmiany nasilają się, gdy nerki są niedokrwione lub uszkodzone. Miejscami o dużej wrażliwości są przede wszystkim: tkanka śródmiąższowa, komórki nabłonka cewek nerkowych i kanalika proksymalnego, gdzie zachodzi metabolizm leków oraz powstają toksyczne metabolity pośrednie.

Wiele leków może przyczyniać się do wystąpienia ostrej lub przewlekłej niewydolności nerek. Ostre uszkodzenie nerek AKI (ang. acute kidney injury) wiąże się z niedokrwieniem, niedotlenieniem narządu lub nefrotoksycznością wywołaną bezpośrednim działaniem leku. Upośledzony dopływ tlenu i składników odżywczych do nefronów nasila zapotrzebowanie na energię z powodu stresu oksydacyjnego i przyczynia się do rozwoju stanu zapalnego w odpowiedzi na zaburzoną równowagę redoks. W przewlekłej niewydolności nerek CKD (ang. chronic kidney disease) obserwuje się zmiany narządowe: nacieki, zwłóknienia, zanik cewek nerkowych, martwicę brodawek nerkowych i odczyny zapalne.

Uszkodzenie lub pogorszenie czynności nerek zależy od wielu czynników, m.in. od: potencjału nefrotoksycznego leku, połączenia z innymi lekami, stosowania zbyt wysokich dawek, czasu ekspozycji na substancję leczniczą lub nadużywania preparatu przez pacjenta. Istotny jest także stan chorego i możliwość zmiany sytuacji nefrologicznej w trakcie leczenia, na którą najczęściej nakładają się niewydolność krążenia sprzyjająca retencji sodu, odwodnienie czy zmiana klirensu kreatyniny. Zwraca się również uwagę na zachowywanie odstępów czasowych lub unikanie łącznego stosowania leków o znanym potencjalnie nefrotoksycznym działaniu, takich jak: antybiotyki aminoglikozydowe, niesteroidowe leki przeciwzapalne, inhibitory konwertazy angiotensynowej, środki kontrastujące, diuretyki pętlowe, cyklosporyna, metotreksat, cisplatyna, metale ciężkie i inne.

Roślinne surowce lecznicze stanowią źródło substancji nefroprotekcyjnych i mogą wywierać korzystny efekt leczniczy w ostrym i przewlekłym uszkodzeniu nerek, m.in. ze względu na działanie antyoksydacyjne, diuretyczne i przeciwzapalne. Liczne badania wyciągów roślinnych i związków aktywnych wyodrębnionych z surowców roślinnych prowadzone były w modelach in vitro na komórkach nabłonka cewek nerkowych HK-2 i in vivo na zwierzętach, u których stan toksyczny wywoływano: cisplatyną, cyklosporyną, metotreksatem i acetaminofenem.

Ze względu na znaczny udział stresu oksydacyjnego w patogenezie uszkodzenia nerek przedmiotem przedstawionych badań była ocena właściwości antyoksydacyjnych związana ze zdolnością do wychwytywania wolnych rodników, stopniem peroksydacji lipidów błon komórkowych i poziomem aldehydu malonowego, ilością endogennych antyoksydantów w homogenatach nerkowych: glutationu i enzymów antyoksydacyjnych (peroksydazy glutationowej, dysmutazy nadtlenkowej, katalazy), jak również z aktywnością enzymów błony rąbka szczoteczkowego (fosfatazy alkalicznej). Autorzy przedstawionych prac pokazali także wpływ badanych surowców na przebieg cyklu komórkowego: apoptozę, nekrozę i ferroptozę, a także na ekspresję białek uczestniczących w procesach komórkowych przyczyniających się do rozwoju i/lub podtrzymywania stanu zapalnego: czynnika martwicy nowotworów TNF-α (ang. tumor necrosis factor α), jądrowego czynnika transkrypcyjnego NF-κB (ang. nuclear factor kappa B) i cyklooksygenazy 2 – COX-2 (ang. cyclooxygenase-2). W tkankach zmienionych chorobowo pod wpływem cytokin prozapalnych, m.in. TNF-α, powstaje COX-2, który za pośrednictwem prostaglandyn nasila przepuszczalność naczyń i odczuwanie bólu. Proces jest kontrolowany przez szlak NF-κB, uczestniczący w przekaźnictwie sygnałów prowadzących do syntezy białek zaangażowanych w proces zapalny, regulowanie ekspresji genów, hamowanie apoptozy oraz nasilanie procesu proliferacji i angiogenezy. Ponadto w badaniach obserwowano, czy i w jakim stopniu nastąpiła u zwierząt poprawa filtracji kłębuszkowej, parametrów osocza (poziomu kreatyniny i stężenie mocznika), jakie zmiany narządowe zaszły w obrębie nerek i czy jest możliwość regeneracji uszkodzeń histopatologicznych spowodowanych toksycznością zastosowanych w doświadczeniach substancji.

W naszej pracy przedstawiono wyniki licznych badań opisanych w dostępnym piśmiennictwie dotyczących nefroprotekcyjnej aktywności substancji pochodzenia roślinnego. W aktualnej, pierwszej części opisano nefroprotekcyjne działanie wyciągów uzyskanych z tych surowców roślinnych, w przypadku których badano też związki wyizolowane z surowca uzasadniające jego aktywność. W drugiej części pracy przedstawione zostaną dane piśmiennictwa z prac, w których badano nefroprotekcyjne działanie wyłącznie wyciągów z wybranych gatunków roślin, natomiast trzecia część dotyczyć będzie nefroprotekcyjnej aktywności pojedynczych związków wyodrębnionych z roślin leczniczych.

Liść zielonej herbaty (Camellia sinensis folium L.) tradycyjnie stosowany jest w różnych dolegliwościach wynikających z nasilenia stresu oksydacyjnego i stanu zapalnego w organizmie. Działanie farmakologiczne zawdzięcza pochodnym flawanu, takim jak: katechina, epikatechina, galusan epikatechiny, epigallokatechina i galusan epigallokatechiny (EGCG). Badanie na samcach szczura pokazało ochronny wpływ wyciągu z liści zielonej herbaty na nefrotoksyczne działanie cisplatyny podawanej co 5. dzień w ciągu 25 dni. Ekstrakt zwiększał aktywność enzymów związanych z przemianą węglowodanową (glukozo-6-fosfataza, dehydrogenaza jabłczanowa), błoną rąbka szczoteczkowego i stresem oksydacyjnym (dysmutaza nadtlenkowa i katalaza). Nastąpiła także poprawa parametrów osocza: kreatyniny i stężenia mocznika (1). Wykazano, że związkiem aktywnym zielonej herbaty, wpływającym ochronnie na uszkodzenia nerek myszy z wszczepionym wodobrzuszem nowotworowym Ehrlicha, które miały podwyższone wartości CRP (białko ostrej fazy), aldehydu malonowego i leukocytów, był galusan epigallokatechiny EGCG, który w dawkach 20 i 40 mg/kg znacznie zmniejszał rozmiar nowotworu (odpowiednio o 48 i 92%), redukował poziom leukocytów, białka CRP i aldehydu malonowego. W kolejnym eksperymencie szczury traktowane EGCG w dawce 50 mg/kg uniknęły działań nefrotoksycznych po cisplatynie (10 mg/kg), której podawanie osłabiało filtrację kłębuszkową i zwiększało poziom kreatyniny. Homogenaty zawierały mniej aldehydu malonowego i prozapalnego TNF-α oraz więcej glutationu. Mechanizm działania nefroprotekcyjnego zielonej herbaty zależał nie tylko od właściwości antyoksydacyjnych, ale także od wpływu na stan zapalny i leukocytozę (2). Eksperymenty El-Mowafy i wsp. (3) oraz Khan i wsp. (4) przeprowadzone na szczurach potwierdziły, że zarówno galusan epigallokatechiny, jak i wyciąg z liści zielonej herbaty powodowały zmniejszenie działań niepożądanych oraz poprawiały pracę nerek upośledzonych podaniem cisplatyny.

Badanie Ahna i wsp. (5) pokazało jednocześnie, jak ważny jest schemat dawkowania preparatu roślinnego. Szczurom dostarczano Polyphenon 60 (Sigma Aldrich), zawierający mieszaninę związków polifenolowych z liści zielonej herbaty, w tym minimum 60% katechin. Aplikowanie specyfiku 2 dni przed zakończeniem podawania i 4 dni po zastosowaniu cisplatyny w iniekcji dootrzewnowej (7 mg/kg) było skuteczniejsze w redukowaniu zmian parametrów i dysfunkcji narządowej niż stosowanie preparatu tylko przez 4 dni po iniekcji. W porównaniu z grupą kontrolną, preparat powodował znaczne zmniejszenie podwyższonych wartości kreatyniny i azotu mocznika w surowicy oraz zwiększenie aktywności gamma-glutamylotranspeptydazy i fosfatazy alkalicznej w nerkach. W badaniu histopatologicznym nie zaobserwowano zmian narządowych pod postacią martwicy kanalików nerkowych.

Zastosowanie wyciągu z liści zielonej herbaty (100 mg/kg m.c.) łącznie z mleczkiem pszczelim (100 mg/kg m.c.) powodowało zmniejszenie stężenia azotu mocznika i kreatyniny w surowicy oraz przywrócenie poziomu glutationu i aldehydu malonowego w nerkach myszy, u których zmiany pojawiły się po zastosowaniu cisplatyny (7 mg/kg m.c.) (6).

Owoce winorośli właściwej (Vitis vinifera L.) zawierają znaczne ilości antyoksydantów o charakterze polifenoli, takich jak: flawonoidy, proantocyjanidyny, katechiny oraz stilbenoidy (m.in. resweratrol i polidatynę). Stosowane są też same nasiona lub skórka owoców winorośli. Mogą one chronić komórki różnych narządów przed toksycznym działaniem leków i innych związków chemicznych. Mając na uwadze rolę stresu oksydacyjnego w mechanizmie toksycznego działania cisplatyny, podjęto badanie dotyczące działania ochronnego na nerki i żołądek soku z owoców winorośli, otrzymanego z całych owoców łącznie z nasionami i skórką. Analizy przeprowadzono na 21 samcach szczurów Wistar, wśród których wyróżniono grupę kontrolną (1) i dwie grupy badane (2 i 3) przyjmujące sok przez zgłębnik w dawce 10 μl/g m.c. Siódmego dnia eksperymentu wszystkie szczury otrzymały dootrzewnowo pojedynczą dawkę cisplatyny (15 mg/kg m.c.). W grupie 3 otrzymującej sok, podawano go dodatkowo przez następne 2 dni. W porównaniu z grupą kontrolną badany preparat nieznacznie wpłynął na zmiany w nerkach. Nie zaobserwowano poprawy markerów ostrego uszkodzenia nerek, takich jak: poziom kreatyniny i mocznika w osoczu, TBARS (ang. thiobarbituric acid reactive substances) określającego poziom utlenienia lipidów w osoczu, nerkach i żołądku oraz aktywności katalazy i reduktazy glutationu. Sok łagodził jedynie zmiany na poziomie tkankowym w zakresie wakuolizacji komórek kanalika nerkowego i tworzenia wałeczków w cewkach nerkowych, a także rozszerzenia kanalików nerkowych. Sok z całych owoców winorośli, ze względu na obecność flawonoidów oraz wpływ na ekspresję informacyjnego RNA mRNA (ang. messenger RNA) greliny w żołądku, przyniósł natomiast poprawę w zakresie dolegliwości dyspeptycznych wywołanych działaniem cisplatyny, takich jak opóźnione opróżnianie żołądka oraz wiążące się z nim uczucie sytości, brak apetytu i spadek masy ciała (7).