Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction in Chronic Kidney Disease

מתח חמצוני (ייצור מוגבר של mtROS) עומד מאחרי תפקוד לקוי של המיטוכונדריה, שבסופו של דבר גורם לנזק לתאים ולהתקדמות של מחלת כליות, בראשית הנזק רואים אובדן של נפרון, נזק שהולך ומתגבר ומוביל לאי ספיקת כליות [מקור]. המקורות העיקריים להיווצרותו סינטזה של מיני חמצן תגובתיים -reactive oxygen species (ROS) אנדוגני בכליה חשובה להבנת הבסיס למחלה ולדרכי החלמתה. נמצא שהמתח החימצוני מתחיל ומתרחשת במיטוכונדריה ובמשפחת ה-NADPH אוקסידאז (NOX) – אנזים המזרז תגובה של חמצון-חזור [מקור1, מקור2, מקור3]. בתנאים פיזיולוגיים רגילים, נקבוביות המעבר בחדירת המיטוכונדריה – mPTP מאפשרות לחומרים קטנים לנוע אל תוך המיטוכונדריה ולהניע ATP סינתאז [באמצעות זרחון חמצוני (OXPHOS)] כך נשמר פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלי MMP (ΔΨ(m)) [באמצעות הגברה של יון הסידן המיטוכונדריאלי (Ca2+) כנראה באיור למעלה]. לעומת זאת, במצבים פתופיזיולוגיים, משתבש המעבר הזה – לחץ חמצוני מוגבר או עומס יתר של Ca2+ מעורר פתיחת mPTP באופן חריג. הפתח גדל כתוצאה מכך, ומעבר של חומרים גדולים וחומרים מסיסים שלא אמורים לחדור למרחב העדין שבתוך המיטוכונדריה נכנסים וגורמים לקריסת פוטנציאל הממברנה המיטוכונדריאלי (MMP) ובמקרה שלפנינו מתחילה קריסת הנפרון. מתרחש ניתוק של זרחון חמצוני OXPHOS ונפיחות מיטוכונדריאלית. בנוסף, מזהים שחרור מומרץ של ציטוכרום c מיטוכונדריאלי (cyt c) והוא עובר לתוך הציטופלזמה ומעורר מוות של תאים אפופטוטיים [מקור1, מקור2]. לפתיחת נקבוביות המעבר בחדירת המיטוכונדריה (mPTP) במידה הנכונה יש תפקיד פיזיולוגי חשוב בשמירה על הומאוסטזיס מיטוכונדריאלי בריא.