Nerki są narządem szczególnie podatnym na działanie różnych substancji, charakteryzującym się wysokim przepływem krwi, aktywnością metaboliczną i występowaniem w przesączu wysokich stężeń substancji toksycznych wynikających z ich zdolności do zagęszczania moczu. Niekorzystne zmiany nasilają się, gdy nerki są niedokrwione lub uszkodzone.

Wiele leków może przyczyniać się do wystąpienia niewydolności nerek powiązanej z niedokrwieniem, niedotlenieniem narządu lub nefrotoksycznością wskutek bezpośredniego działania 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.

Wyciągi z roślinnych surowców leczniczych 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.

W bieżącej, drugiej części artykułu, zebrano wyniki prac, w których badano aktywność nefroprotekcyjną różnych wyciągów z wybranych gatunków roślin.

Owoce granatowca właściwego, granatu właściwego (Punica granatum L.) z rodziny krwawnicowatych (Lythraceae), są cenione z powodu wartości odżywczej (dżemy, napoje, soki), a także właściwości terapeutycznych. Granatowiec zawiera liczne substancje bioaktywne, m.in. związki fenolowe, garbniki: galo- i elagotaniny, antocyjany, flawonoidy, kwasy organiczne, terpenoidy i witaminy. Najczęściej wykorzystywane są: nasiona, olej z nasion, sok z owoców, skórka owoców, kwiaty, liście, a także korzenie i kora. W medycynie tradycyjnej znajdują zastosowanie w leczeniu choroby wrzodowej, w schorzeniach kardiologicznych, nowotworowych i wirusowych, w dolegliwościach o podłożu zapalnym, a także w zaburzeniach metabolicznych: cukrzycy i otyłości. Wyniki badań wskazują, że wyciągi z owoców i innych części granatu mogą zapobiegać nefrotoksyczności wywołanej przez cisplatynę i cyklosporynę.

Udowodniono, że zapobieganie nefro- i hepatotoksyczności po cisplatynie przez wyciąg z nasion granatu PSE (ang. pomegranate seed extract) wynika z działania antyoksydacyjnego i antyapoptotycznego. W przeprowadzonym badaniu spośród 27 szczurów wydzielono cztery grupy. Pierwszej podano pojedynczą iniekcję dootrzewnową cisplatyny (7 mg/kg m.c.), drugiej aplikowano dożołądkowo PSE (300 mg/kg/dzień) przez 15 dni, trzeciej po pojedynczej iniekcji cisplatyny dawano przez 15 dni PSE (300 mg/kg/dzień), czwarta stanowiła grupę kontrolną. Ochronna rola wyciągu PSE w wątrobie i nerkach polegała na: zmniejszeniu stopnia peroksydacji lipidów określonego stężeniem kwasu malonowego, zwiększeniu poziomu S-transferazy glutationu oraz aktywności: peroksydazy glutationowej, S-transferazy glutationowej i dysmutazy ponadtlenkowej w homogenatach nerek i wątroby szczurów. Właściwości antyapoptotyczne określono na podstawie poziomu kaspazy-3 (1).

Wykazano także, że sok z owoców i zmielonych nasion granatu (PJ) działał ochronnie na zmiany w nerkach wywołane cyklosporyną (CsA). Badaniami objęto 80 szczurów podzielonych na cztery grupy. Pierwsza stanowiła grupę kontrolną, grupa 2 (CsA) otrzymywała CsA w dawce 25 mg/kg/dzień doustnie, grupa 3 (CsA + PJ) przyjmowała CsA w dawce 25 mg/kg/dzień oraz 2,5 ml/dzień PJ, a grupa 4 (PJ) dostawała 2,5 ml PJ dziennie. Pod koniec 21. dnia doświadczenia oznaczono poziom kreatyniny w surowicy, wartość azotu mocznika i klirens kreatyniny, a także stężenia dwóch białek zaliczanych do wczesnych biomarkerów dysfunkcji nerek: cząsteczkę-1 uszkodzenia nerek KIM-1 (ang. kidney injury molecule-1) i lipokalinę związaną z żelatynazą neutrofilów NGAL (ang. neutrophil gelatinase associated lipocalin) w moczu. Przeprowadzono badanie histopatologiczne nerek oraz oznaczono aldehyd malonowy MDA i enzymy antyoksydacyjne w pobranych próbkach. W grupie CsA poziom kreatyniny w osoczu (0,59 ± 0,04 mg/dl), azotu mocznika (35,4 ± 9,4 mg/dl), klirens kreatyniny (0,38 ± 0,11 ml/min), KIM-1 (33,5 ± 5,9 ng/mg kreatyniny) oraz NGAL (268,4 ± 31,3) uległy niekorzystnym zmianom. Suplementacja sokiem (PJ) osłabiła zmiany parametrów wywołane przez CsA w zakresie poziomu kreatyniny (0,45 ± 0,04 mg/dl), azotu mocznika (22,7 ± 2,0 mg/dl), klirensu kreatyniny (0,88 ± 0,19 ml/min), KIM-1 (12,4 ± 4,0 ng/mg kreatyniny) i NGAL (141,0 ± 19,6) oraz zapobiegła peroksydacji lipidów (MDA z 4,65 na 2,92 nmol/mg), a także spadkowi enzymów antyoksydacyjnych: peroksydazy glutationowej (z 0,28 na 0,52 U/mg), katalazy (z 0,21 na 0,38 U/mg) i dysmutazy ponadtlenkowej (z 1,15 na 2,05 U/mg). Zmniejszyły się również zmiany zaobserwowane w badaniu histopatologicznym. Pozwala to na wysunięcie wniosku, że sok z owoców i zmielonych nasion granatu ze względu na właściwości antyoksydacyjne chronił zwierzęta przed nefrotoksycznością wywołaną cyklosporyną (CsA) (2).

Olej z nasion granatu właściwego PSO (ang. pomegranate seed oil) został przebadany w eksperymencie przeprowadzonym na szczurach: pierwszej grupie (I) zwierząt podawano jedynie cisplatynę (8 mg/kg), drugiej i trzeciej grupie (II i III) przez 2 dni aplikowano olej z nasion granatu PSO, odpowiednio w dawkach 0,4 i 0,8 ml/kg godzinę przed iniekcją cisplatyny. Grupa kontrolna (IV) otrzymywała olej kukurydziany (1 ml/kg). Olej PSO znacząco zmniejszał podwyższony cisplatyną poziom glukozy (12,43 ± 3,18 mg/dl w grupie III i 8,0 ± 2,30 mg/dl w grupie IV) oraz białko w moczu (22,37 ± 5,62 mg/dl w grupie III i 11,65 ± 2,13 mg/dl w grupie IV). Ponadto olej w stężeniu 0,8 ml/kg nieznacznie redukował ilość aldehydu malonowego (24,98 ± 1,82 nmol/g tkanki) i zwiększał poziom tioli (155,76 ± 2,23 mM) w homogenacie komórkowym. Natomiast w stężeniu 0,4 ml/kg w niewielkim stopniu zmniejszał poziom kreatyniny w osoczu (3,03 ± 0,36 mg/dl) w porównaniu z grupą otrzymującą samą cisplatynę (3).

W kolejnym badaniu oceniano wpływ wyciągu ze skórki granatu na inicjowane cisplatyną uszkodzenia w nerkach. Przez 10 dni szczurom Wistar podawano doustnie wyciąg w dawkach: 50, 100 i 200 mg/kg m.c. Iniekcję dootrzewnową z cisplatyną (8 mg/kg) wstrzyknięto 7. dnia, za wyjątkiem grupy kontrolnej i grupy otrzymującej sam wyciąg. Ostatniego dnia badania oceniono stan nefrotoksyczności po cisplatynie i potencjał ochronny wyciągu. Jedynie ekstrakt w dawce 200 mg/kg m.c. znacznie zmniejszył stężenie kreatyniny i azotu mocznika w osoczu. Aktywność antyapoptotyczna korelowała ze zmniejszeniem ekspresji kaspazy-3 w nerkach. W badaniu wykazano także działanie antyoksydacyjne i przeciwzapalne wyciągu ze skórki granatu (4).

Istnieją sprzeczne doniesienia na temat redukowania toksycznych działań cisplatyny przez wyciąg z kwiatów granatowca. Pozytywne wyniki otrzymano w doświadczeniu przeprowadzonym na samcach szczurów Wistar, którym przez 9 dni podawano wodnoalkoholowy wyciąg z kwiatów granatu PFE (ang. pomegranate flower extract) w dawkach: 25 i 50 mg/kg lub placebo. Badanie wykazało, że największą skuteczność protekcyjną miał ekstrakt w stężeniu 25 mg/kg, który zmniejszał stężenie kreatyniny w surowicy i uszkodzenia komórek nerkowych wywołane cisplatyną, aplikowaną 3. dnia badania (2,5 mg/kg/dzień) (5). W innym eksperymencie z udziałem samic szczura wyciąg z kwiatów granatu zastosowany również w stężeniach: 25 i 50 mg/kg/dzień, nie tylko nie wykazywał działania protekcyjnego, lecz nie poprawiał badanych parametrów lub nasilał dysfunkcję nerek po intoksykacji cisplatyną, związaną ze zwiększeniem utraty masy ciała i wzrostem masy nerek, poziomu azotu mocznika, kreatyniny i azotynów w osoczu, ilości dialdehydu malonowego oraz stopnia uszkodzenia tkanki nerkowej (6). Można przypuszczać, że w eksperymencie z udziałem samic doszło do przeważenia działania prooksydacyjnego nad antyoksydacyjnym analizowanego ekstraktu, które mogło korelować z dawką preparatu i/lub ilością grup hydroksylowych obecnych w cząsteczkach antyoksydantów. Jednakże w przypadku obu analiz, w których podawano wyciągi w niskich, ale takich samych, stężeniach do pogorszenia lub negatywnych wyników mogły przyczynić się również inne czynniki, takie jak: całkowita zawartość polifenoli w ekstraktach, obecność fitoestrogenów w kwiatach granatu i estrogenów u badanych zwierząt (7).

Wyniki badań przeprowadzonych przez Ankita i wsp. (8) dowodzą, że bogata we flawonoidy frakcja otrzymana z liści P. granatum (ang. flavonoid-rich fraction of P. granatum leaves – PGFF) może chronić przed zmianami we wczesnej nefropatii cukrzycowej. Autorzy przeprowadzili doświadczenie, w którym u szczurów rasy Wistar indukowano nefropatię cukrzycową pojedynczym dootrzewnowym wstrzyknięciem streptozotocyny (65 mg/kg). Po indukcji zwierzęta otrzymywały glibenklamid (5 mg/kg) oraz doustnie frakcję PGFF w dawkach: 50, 100 i 200 mg/kg m.c./dzień przez 28 dni. Następnie oznaczano: stężenie glukozy we krwi na czczo, profil lipidowy, poziom białka całkowitego, albumin, kreatyniny w surowicy, stężenie mocznika we krwi, hemoglobiny glikozylowanej i biomarkery stresu oksydacyjnego nerek. Natomiast w moczu mierzono poziom całkowitego białka, albuminy i klirens kreatyniny, ponadto tkankę nerek poddano badaniu histopatologicznemu. Wyniki wskazywały, że PGFF podawany codziennie w różnych dawkach przez 28 dni powodował normalizację wskaźników biochemicznych, metabolicznych i histopatologicznych u szczurów chorych na cukrzycę w porównaniu ze szczurami z grupy kontrolnej.

Do badań nad potencjałem nefroprotekcyjnym surowców roślinnych wybrano także owoce morwy białej (Morus alba L.) z rodziny morwowatych (Moraceae). Surowiec cechuje znaczna zawartość flawonoidów oraz właściwości antyoksydacyjne, diuretyczne i tonizujące nerki. Etanolowy wyciąg z owoców morwy białej (200 mg/kg/dzień) podawano codziennie przez 21 dni razem z gentamycyną (80 mg/kg/dzień) o działaniu nefrotoksycznym. Badany ekstrakt zapobiegał wzrostom poziomów kreatyniny w osoczu (4,02 ± 0,14 mg/dl), azotu mocznika we krwi (54,18 ± 2,60 mg/dl) i kwasu moczowego w surowicy (2,34 ± 0,12 mg/dl) oraz zmianom histopatologicznym i enzymatycznym. Gentamycyna przyczyniała się m.in. do nekrozy kanalików proksymalnych i atrofii kłębuszkowej oraz nasilała wydzielanie z moczem fosfatazy zasadowej i dehydrogenazy mleczanowej. Równoczesne podawanie ekstraktu z morwy białej z gentamycyną nie chroniło jednak zwierząt laboratoryjnych (króliki) przed spadkiem klirensu kreatyniny i objętości moczu (9).

W Azji różne części brzoskwini zwyczajnej (Prunus persica L. Batsch) z rodziny różowatych (Rosaceae) są nie tylko przysmakiem kulinarnym, ale także remedium na różne dolegliwości. W tradycyjnej medycynie Japonii, Chin i innych krajów azjatyckich najczęściej sięga się w tym celu po nasiona brzoskwini (Persicae semen). Pozostałe części owocu są stale przedmiotem badań naukowych. Lee i wsp. (10) ocenili wpływ wyciągu z owocni (miąższu) brzoskwini zwyczajnej PPE (ang. peach pericarp extract of P. persica) na minimalizowanie objawów ostrej nefro- i hepatotoksyczności wywołanych u myszy pojedynczą dawką cisplatyny (45 mg/kg) podawaną dootrzewnowo przez 16 godzin. Wyciąg PPE w dawce 500 mg/kg, aplikowany doustnie przez 7 dni, zapobiegał zmniejszeniu masy nerek i wątroby, znacznie hamował podwyższone poziomy kreatyniny i mocznika w osoczu wynikające z uszkodzenia nerek oraz zwiększone stężenia aminotransferazy alaninowej i asparaginowej spowodowane dysfunkcją wątroby. Zaobserwowano również powrót do prawidłowych poziomów tlenku azotu w surowicy, stopnia peroksydacji lipidów i zasobów glutationu w tkankach. Widoczna była zależność między działaniem protekcyjnym i regenerującym analizowanego wyciągu w odpowiedzi na stres oksydacyjny wywołany toksycznością cisplatyny. W następnym roku Lee i wsp. (11) kontynuowali badania. Okazało się, że ekstrakt z miąższu brzoskwini zwyczajnej PPFE (ang. Prunus persica flesh extract) znacznie hamował wzrost komórek raka jelita grubego linii CT-26 wszczepionych myszom, nie wykazując działań niepożądanych, oraz nasilał efekt terapeutyczny cisplatyny. Zarówno w modelu przeszczepu komórek nowotworowych powtarzanie małych dawek cisplatyny przez 15 dni, jak i w modelu ostrej toksyczności z pojedynczą wysoką dawką cisplatyny podawaną w ciągu 16 godzin wyciąg PPFE stosowany razem z substancją nefrotoksyczną lub profilaktycznie odwracał utratę masy nerek, hamował wzrost kreatyniny i mocznika w surowicy oraz stres oksydacyjny. Tym samym wzmacniał efekt cytostatyczny, jednocześnie osłabiając działanie nefrotoksyczne cisplatyny.

Wodny wyciąg z części nadziemnych porzeczki dwukolcowej (Ribes diacanthum Pall.) (RDP) jest w Mongolii popularnym środkiem leczniczym stosowanym w schorzeniach dróg moczowych, takich jak: infekcje, stan zapalny pęcherza moczowego, obrzęki i kamica nerkowa. Znaczna ilość flawonoidów obecnych w surowcu wpływa na działanie antyoksydacyjne. Profilaktyczne stosowanie ekstraktu przy intoksykacji cisplatyną zmniejszało ilość biomarkerów toksyczności i wolnych rodników oraz zwiększało aktywność enzymów antyoksydacyjnych. Uszkodzenie nerek modelowano poprzez dootrzewnowe wstrzykiwanie myszom cisplatyny przez 5 kolejnych dni (5 mg/kg). Aby ocenić nefroprotekcyjne działanie RDP, ekstrakt podawano w dawce dziennej 40 mg/kg przez 14 kolejnych dni, zaczynając 7 dni przed podaniem cisplatyny. Wyciąg RDP chronił myszy przed śmiercią, komórki kanalików nerkowych przed apoptozą, znacznie zmniejszał stężenie mocznika i kreatyniny w osoczu, istotnie odwracał zwiększoną ekspresję kaspazy-3 i Bax oraz zmniejszony przez cisplatynę poziom ekspresji Bcl-2 w nerkach, wyraźnie zwiększał aktywność dysmutazy ponadtlenkowej, oksygenzy hemowej-1 i katalazy, hamował peroksydację lipidów, jak również produkcję wolnych rodników (12).

W analizie wykonanej pod kątem oceny właściwości protekcyjnych czosnku pospolitego (Allium sativum L.) objawy nefrotoksyczne wywoływano u szczurów podaniem dootrzewnowym pojedynczej dawki metotreksatu (20 mg/kg m.c.). Doustne przyjmowanie wodnego wyciągu z cebuli czosnku (1 ml/100 g m.c.) przez 7 dni – przed aplikacją i po aplikacji metotreksatu – znacznie poprawiło filtrację kłębuszkową, zwiększyło aktywność enzymów antyoksydacyjnych i zapobiegło zmianom morfologicznym w nerkach. Doszło do zmniejszenia stężenia mocznika (z 10,66 ± 0,34 na 4,30 ± 0,95 mmol/l), kreatyniny (z 0,31 ± 0,01 na 0,25 ± 0,02 mg/l), aldehydu malonowego (z 51,62 ± 1,6 na 31,23 ± 1,7 nmol/g), deaminazy adenozynowej (z 42,00 ± 0,56 na 12,57 ± 0,34 U/l), potasu (z 1,61 ± 0,29 na 1,43 ± 0,21 mmol/l), fosforu (z 4,04 ± 0,32 na 3,63 ± 0,33 mg/dl) i tlenku azotu (z 2,20 ± 0,14 na 1,86 ± 0,21 μmol/l). Jednocześnie zaobserwowano wzrost poziomu glutationu (z 0,06 ± 0,01 na 0,25 ± 0,03 mmol/g), katalazy (z 0,97 ± 0,01 na 1,87 ± 0,02 U/g), sodu (z 122,7 ± 2,7 na 133,0 ± 1,2 mmol/l) i wapnia (z 11,33 ± 0,88 na 11,63 ± 0,67 mg/dl) (13).

W kolejnym badaniu pokazano, że wodny wyciąg z cebuli czosnku pospolitego AGE (ang. aqueous garlic extract) normalizuje dysfunkcję nerek rozwijającą się pod wpływem gentamycyny. Trzydziestu dwóch dorosłych samców szczura podzielono na 4 grupy, którym w ciągu 21 dni podawano: doustnie roztwór soli fizjologicznej (grupa kontrolna), doustnie wodny wyciąg z czosnku AGE (250 mg/kg/dzień), dootrzewnowo siarczan gentamycyny (80 mg/kg/dzień) oraz czwartej grupie siarczan gentamycyny łącznie z badanym ekstraktem. Protekcyjna rola wyciągu AGE polegała na znacznej redukcji stężenia mocznika i kreatyniny w osoczu, ciśnienia skurczowego i rozkurczowego, cytokin prozapalnych: czynnika martwicy nowotworów (ang. tumor necrosis factor α – TNF-α), interleukiny 6 (IL-6), interferonu gamma (INF-γ) i aldehydu malonowego oraz na wzroście współczynnika filtracji kłębuszkowej GFR, poziomu dysmutazy ponadtlenkowej i poprawie zmian tkankowych. W homogenacie nerek szczurów uległa zmniejszeniu ekspresja mRNA białka KIM-1 – jednego z wczesnych biomarkerów dysfunkcji nerek (14).

Potencjał nefroprotekcyjny preparatów oceniono również po intoksykacji cisplatyną. Tym razem w badaniu zastosowano wyciąg z dojrzałej cebuli czosnku AGE (ang. aged garlic extract), znany także pod nazwą kyolic, który otrzymano w procesie co najmniej 10-miesięcznej fermentacji surowego czosnku pospolitego (Allium sativum) w roztworze wodno-alkoholowym (15-20%). Ekstrakt AGE zawierał 1,47 mg/ml S-allilocysteiny i przez 21 dni był podawany szczurom raz dziennie w dawce 250 mg/kg. Chronił zwierzęta przed toksycznym działaniem cisplatyny (7,5 mg/kg) wstrzykniętej dootrzewnowo w 16. dniu badania dzięki znacznej redukcji aktywności dysmutazy ponadtlenkowej i katalazy, a także poprawie zmian histomorfologicznych, ultrastrukturalnych i biochemicznych (15).