肾脏疾病概述
AKI 的特征是肾脏功能迅速下降，通常由缺血、肾毒素或败血症引起。如果不解决，它会导致 CKD，CKD 的定义是随着时间的推移肾脏功能逐渐丧失，以肾小球滤过率 (GFR) 降低和持续性白蛋白尿为特征。线粒体功能障碍在 AKI 和 CKD 中都起着关键作用，因为这些细胞器对于肾上皮细胞的能量产生和各种代谢过程至关重要。
线粒体与肾脏
- 肾脏的正常功能需要线粒体以 ATP 的形式提供能量，以重吸收约 80% 的肾小球滤液，其中含有水、葡萄糖和离子等。
- 线粒体是肾脏的枢纽，在肾近端小管段中含量丰富。
- 在肾脏中，线粒体还调节细胞存活、细胞生长和诱导细胞凋亡。
- 此外，线粒体通过核苷酸、脂质和氨基酸的生物合成调节代谢，并协调生物能量过程，包括克雷布斯循环、ETS和 β-氧化。线粒体功能障碍与肾脏疾病的发生和发展有关。
肾损伤来自线粒体
线粒体既是 ROS 的来源，也是 ROS 的靶标。在病理条件下，ROS 生成增加会导致氧化应激，从而损害线粒体的结构和功能。这种损伤会导致 ATP 耗竭、细胞凋亡和坏死，加剧肾脏损伤。本文讨论了线粒体功能障碍如何与各种机制相关联，包括生物合成受损、动力学改变（裂变和融合）和线粒体自噬缺陷，所有这些对于维持线粒体健康都至关重要。
肾损伤来自：
- 氧化应激、线粒体ROS过量生成：线粒体是产生ROS的细胞器，也容易受到 ROS 的影响。产生的 ROS 中至少 90% 是由线粒体产生的。其过量产生会损害线粒体
- 生物合成改变：根据细胞需求，线粒体可以作为可塑性细胞器改变其数量和形态。这些细胞器进行生物合成以产生新的线粒体，并通过调节动力学来诱导裂变和融合，从而改变其形态。
- 线粒体动力学：在动态过程中，线粒体通过不同蛋白质调控的裂变和融合过程改变其形态和大小。
- β-氧化失调：在肾脏中，近端节段的 ATP 的主要来源是非酯化脂肪酸（FA），CD36 的上调会导致脂肪酸通过该受体大量消耗和积累。β-氧化功能障碍从早期就开始被触发
- 线粒体自噬障碍：线粒体自噬是一种选择性自噬过程，包括将受损的线粒体隔离在吞噬体中，并通过溶酶体降解它们。
针对线粒体的抗氧化剂
该评论重点介绍了几种天然和合成抗氧化剂，它们在治疗肾脏疾病的线粒体功能障碍方面表现出良好的前景。这些包括：
- 萝卜硫素（SFN）：抗氧化作用的主要机制是其能够诱导核因子红细胞 2 相关因子 2 (Nrf2) 的激活。Nrf2 是一种转录因子，它通过氧化Nrf2抑制剂Kelch 样 ECH 相关蛋白 1 (Keap1) 中的半胱氨酸残基来激活，从而减少 ROS 的过量产生。有害影响可能是由于 Nrf2 过度激活引起的
- N-乙酰半胱氨酸（NAC）：在肾脏疾病中，NAC 的抗氧化作用归因于其含有硫醇基团的化学结构，这种硫醇基团能够维持细胞和组织中非酶抗氧化剂 GSH 的合成。NAC 可预防肾脏疾病期间的线粒体改变，NAC 诱导的 谷胱甘肽GSH 增加避免了这两种机制，并保持了肾脏中的线粒体能量代谢。最近，NAC 还产生了其他有益的分子效应，包括预防铁死亡。NAC 对肾脏的有益作用可能与 Sirt3 蛋白调节有关。
- 白藜芦醇：白藜芦醇对线粒体的影响被归因于Sirts的上调，白藜芦醇是通过 Sirt1/3 诱导的线粒体稳态重建线粒体功能的良好候选药物，可预防肾损伤中的纤维化。白藜芦醇剂量增加可能会导致这些途径失活，从而导致线粒体动力学发生改变。
- 姜黄素：姜黄素不与线粒体相互作用，与谷胱甘肽GSH 增加有关。
- 槲皮素：这种多酚通过增加线粒体的生物合成、改善线粒体自噬和细胞凋亡来恢复线粒体功能。
- α-山竹素：α-山竹素是来自山竹，可减轻 CDDP 诱发的与线粒体功能相关的损伤。增加线粒体质量
结论
在这篇综述中，我们提出了 SFN、NAC、白藜芦醇、姜黄素、槲皮素和α-山竹素，因为它们是研究最多的，显示出对线粒体功能障碍的关键有益作用。这些有益机制包括通过上调控制这一过程的因子（PGC-1α、NRF1 和 NRF2）来诱导生物发生、调节线粒体动力学以及改善线粒体吞噬/自噬过程。这些过程的调节可恢复线粒体的生物能量，避免脂质代谢紊乱。
该评论强调了线粒体功能与肾脏疾病之间的复杂相互作用，提倡进一步研究抗氧化剂作为治疗剂。通过针对线粒体功能障碍，有可能开发出有效的 AKI 和 CKD 治疗方法，最终改善这些普遍健康问题的患者预后