Erythropoietin and oxidative stress in haemodialysis: beneficial effects of vitamin E supplementation

Abstract

Oxidative stress can produce profound alterations to cellular membrane lipids, impairing cell metabolism and viability. This phenomenon, previously observed in haemodialysis patients, has been proposed as a significant factor in regard to haemodialysis-related shortened red blood cells (RBC) survival. In the present study, several parameters associated with oxidative stress were evaluated in a group of haemodialysis patients either receiving erythropoietin therapy (n = 12, mean erythropoietin dose 88 +/- 24 U/kg/week) or not receiving such therapy (n = 30), and in 38 controls. Malonyldialdehyde (MDA, nmol/ml), an end-product of lipid peroxidation, and RBC antioxidant systems were measured, including RBC alpha-tocopherol (RBC vitamin E, mg/l), RBC glutathione (GSH, nmol/mgHb), and RBC superoxide dismutase activity (SOD, U/mgHb). Plasma vitamin E concentrations were also evaluated. Finally, oral vitamin E supplementation (500 mg daily), an exogenous antioxidant, was administered for 6 months to seven patients from the dialysis group receiving erythropoietin while oxidative parameters were repeatedly evaluated and erythropoietin requirements monitored, in order to appreciate the therapeutic relevance of an antioxidant supplementation. An elevation of serum MDA was observed in all haemodialysis patients and a significant decrease in RBC vitamin E, despite normal serum vitamin E levels. Furthermore, the reduction in RBC vitamin E was more important in patients treated with erythropoietin. Vitamin E supplementation resulted in a significant increase in RBC vitamin E (from 0.3 +/- 0.1 to 1.2 +/- 0.2 mg/l of pellet) and a reduction in erythropoietin dose (from 93 +/- 24 to 74 +/- 26 U/kg/week) while maintaining stable haemoglobin concentrations. These results suggest that the oxidative stress could be one of the resistance factors to erythropoietin response in haemodialysis and that vitamin E supplementation could have a sparing effect on erythropoietin dosage requirement.

Efeito de uma sessão de hemodiálise sobre o estresse oxidativo sistêmico de pacientes renais crônicos terminais

“…18 Além disso, a maioria dos pacientes renais crônicos em HD recebe terapia com eritropoetina e ferro, e sabe-se que o ferro atua como catalisador na geração de espécies ativas de oxigênio, como o tóxico radical hidroxil, e que espécies férricas podem estar envolvidas em diferentes etapas da LPO como iniciação e propagação. 6 Todos esses fatores podem ter influenciado a atividade da SOD nestes pacientes com consequente diminuição de sua atividade. A catalase, a exemplo da SOD, não apresentou variação em sua atividade após sessão de hemodiáli-se.…”

“…Níveis plasmáticos aumentados de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), um marcador da peroxidação lipídica, têm sido relatados em pacientes renais crônicos que realizam tratamento dialítico. 1,3,6 Além disso, outras complicações, como hemorragia e hipotensão durante o curso da doença e do tratamento hemodialítico, estão possivelmente associadas a um radical livre em especial, o óxido nítrico. O óxido nítrico pode também ter efeitos deletérios devido à sua interação com o radical superóxido, formando o peroxinitrito, altamente reativo.…”

“…Uma redução do sistema enzimático de defesa, bem como do sistema não enzimático, favoreceria o ataque das espécies ativas de oxigênio (EAO) às células com consequente dano celular. 1,6,7 Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de uma sessão de hemodiálise sobre o estresse oxidativo sistêmicos de pacientes renais crônicos em programa de HD. …”

Selenium (Se), Blood Glutathione Peroxidases and DNA Damage in Chronic Kidney Disease Patients on Hemodialysis and After Kidney Transplantation - The Effect of Se Supplementation

“…Vitamin E supplementation to patients on HD resulted in progressive increase in red blood cell vitamin E and a concomitant progressive decrease in MDA concentration, suggesting associated diminution in oxidative stress. However, vitamin E supplementation did not affect some other protective mechanisms, namely GSH and SOD (Cristol et al, 1997).…”

Parameters of oxidative stress and echocardiographic indexes in patients on dialysis therapy

“…Many studies reflecting similar results are present. [22][23][24][25][26] Antioxidant defense systems are less affected in patients on peritoneal dialysis than HD. [15][16][17] This is related to less frequent presence of anemia and moderate amount of lipid peroxidation.…”