Yaşayan organizmaların ilaçlara ve kimyasallara maruziyeti sıklıkla toksisite ile
sonuçlanır. Her bileşiğin vücudun tamamına toksik etkisi olduğu söylense de; birçok
bileşiğin toksik etkisi bazı organlar üzerine daha belirgindir, ki bu organlara hedef
organlar denir. Bileşiğin farmakokinetiği ve hedef organın toksik maddeye karşı cevap
verebilme yeteneği gibi bir organın toksisiteye karşı duyarlılığını belirleyen birkaç faktör
vardır. Böbrek gibi bazı organlar kimyasalları toksik ara ürünlere metabolize ederler. Bu
reaktif ara ürünler hücresel makromoleküllere bağlanarak ya da membranlar veya
nükleik asitler gibi fonksiyonel olarak önemli olan hücresel yapıların peroksidatif
hasarına yol açan serbest oksijen radikali (SOR) oluşumuna yol açarak toksisiteyi
başlatabilir
1.
Böbrekler dinamik organlardır ve vücut homeostazının korunmasında, su, asit-baz
ve elektrolit dengesinde önemli bir role sahiptir. Ayrıca endojen artık ürünlerin atılmasını
sağlarlar ve endokrin fonksiyonları da vardır2. Vücut ağırlığının %1' i kadar olmalarına
karşılık; kardiyak debinin %20' sini alırlar1. Yüksek kan akımı ile karşılaşması,
medüller interstisyumda toksinleri konsantre etme yeteneği ve tübüler epitelde spesifik
taşıyıcılara sahip olması nedeniyle nefronlar zedelenmeye oldukça duyarlıdır3.
1. Nefrotoksisite Açısından Böbreğin Yapısal ve Fizyolojik Özellikleri
Diğer organlarla karşılaştırıldığında, böbreğin bazı biyokimyasal ve fizyolojik
özellikleri onu, iskemik ve toksik hasara karşı daha hassas kılar. Nefronlar arasındaki
anatomik, fonksiyonel ve biyokimyasal farklılıklar toksik ajanlara veya iskemi ya da
hipoksi gibi patolojik durumlara verecekleri cevabın da farklı olmasına neden olur.
Nefron heterojenitesi nedeniyle böbreğin bir bölümü bir ajana duyarlı iken diğer bir
bölümü dirençli olabilmektedir. Proksimal nefron epitel hücreleri ihtiva ettikleri fazla
sayıdaki taşıyıcı sistem nedeniyle, birçok nefrotoksik ajan için hedef bölgedir1.
enzimleri bulundurduğu için toksik hasara daha fazla maruz kalmaktadır4-6.
Ayrıca redükte glutatyon (GSH) ve GSH-bağlı enzimlerin intraselüler
konsantrasyonları bu nefron segmentinde en yüksek seviyededir. İskemi reperfüzyon (İ/R) hasarı sırasında oluşan oksidatif stres gibi hücresel
redoks potansiyelini değiştiren durumlar nefron boyunca
farklı derecede etki gösterirler. Proksimal tübülün ilk
kısımları diğer medüller kısımlarla karşılaştırıldığında
oksidatif hasara karşı daha dirençli görünmektedir4.
Tübül epitellerinin çoğunluğunun hasara karşı kendini
yenileme yeteneği hızlıyken, glomerül ve medulladaki
hücreler bu işlevi ya daha yavaş yerine getirirler ya da
kendilerini yenileyemezler. İşte bu bölgedeki tekrarlayan
maruziyetler kronik ve son dönem böbrek yetmezliğine
neden olabilir. Toksik maddelere maruz kalan nefronların
belirli bir seviyeye kadar hasarı kompanse etme yeteneği
vardır. Oluşan böbrek hasarının değerlendirilmesinde,
glomerüler filtrasyon hızı (GFH) ve elektrolit emilimi gibi
parametrelerden yararlanılır. Buralardaki anlamlı
değişimler böbreğin fonksiyonel rezerv kapasitesinin
aşılmış olduğunu gösterir. Üre ve kreatinin (Cr) gibi idrar
yolu ile atılan maddelerin kan değerleri böbrek epitel
hücrelerinin kantitatif olarak %70-80'inin kaybedildiği
durumlarda yükselir1.
2. Nefrotoksinler
Nefrotoksisite gelişiminde asıl belirleyici olay toksik
ajana yeterli derecede maruziyettir. Bu toksik ajanlar
geniş bir yelpazede incelenebilir. Bazı antibiyotiklerin,
analjeziklerin ve immünsüpresif ilaçların nefrotoksik
potansiyeli olduğu eskiden beri bilinmektedir7-9.
Radyokontrast maddeler gibi bazı diyagnostik amaçlı
kullanılan ajanların da nefrotoksik olduğu bilinmektedir10. Alternatif tıpta kullanılan bitkisel ilaçlar ve doğal
ürünler nefrotoksisiteye neden olan diğer maddelerdir
(Tablo 1). Kadmiyum, bakır, uranyum ve bizmut gibi bazı
maddelere karşı çevresel maruziyet de, nefrotoksisite
açısından bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır.
Alternatif tıpta kullanılan ajanlar kendilerini daha çok akut
böbrek yetmezliği ile gösterirken, ilaçlara ve çevresel
faktörlere düşük dozda ve devamlı maruziyet daha çok
kronik ve son dönem böbrek yetmezliği ile karşımıza
çıkar11. Nefrotoksisite açısından hastaya, böbreğe ve
ilaca spesifik bazı risk faktörleri vardır (Tablo 2).
3. İlaca Bağlı Nefrotoksisite
İlaçlar, toplum ve hastane kaynaklı böbrek
hastalıklarının önemli bir kısmını oluşturmaktadır12-14. Yaşlı insanlar arasında ilaca bağlı nefrotoksisite
insidansı %60'ların üzerindedir. İnsanlar geçmişle
karşılaştırıldığında günümüzde, diyabet ve
kardiyovasküler sistem hastalıkları yönünden daha fazla
risk altındadır. Çünkü, böbrek fonksiyonlarına zarar
verebilecek daha fazla medikal tedavi ve diyagnostik
prosedürler uygulanmaktadır15. İlaçların böbrek
fonksiyonları üzerine olumsuz etkileri çok çeşitli olabilir
ve nefrotoksik etkiler böbrekle ilgili birçok sorunu taklit
edebilir. Bu yüzden ayırıcı tanıda ilaç yan etkileri de göz
önünde bulundurulmalıdır. Buna dikkat edilmez, ilaç ya
da ilaçlara devam edilirse böbrek hasarı ilerleyebilir ve
geri dönüşümsüz böbrek hasarı gelişebilir.
İlaçlar böbrekte üç ana olaya neden olmaktadır16:
• Akut böbrek yetmezliği (ABY)
• Kronik böbrek yetmezliği (KBY)
• Nefrotik sendrom
4. Serbest Oksijen Radikalleri ve Böbrek
Bazı nefotoksik ajanların böbrekteki toksik etkisi
süperoksit anyonu (O-), hidrojen peroksit (H2O2),
peroksinitrit (ONOO-), hidroksil radikali (OH-) ve
hipoklorik asit (HOCL-) gibi hücredeki normal metabolik
işleyiş sırasında ortaya çıkan, paylaşılmamış bir veya
daha fazla elektronu olan atom ya da moleküllerden
oluşan serbest radikal üretimi ile olur. Oksidatif stres
kaynaklı böbrek hasarı glomerüler, tübülointerstisyel ve
endotelyal değişiklikleri içerir17.
ABY ile beraber olan oksidatif stres hasarı SOR
oluşumu ve antioksidan ajanlar arasındaki dengesizlikten
kaynaklanmaktadır. Bazı ilaçların nefrotoksik etkileri
SOR oluşumunun artışı ile ilgilidir. Gentamisin (GEN)18, amikasin19 ve sisplatin20 bu ilaçlardan
bazılarıdır.
5. Nefrotoksik Ajanlar
Analjezikler
Aspirin ve diğer NSAİİ, siklooksijenaz-2 (COX-2)
inhibitörleri ve asetaminofen üç önemli analjezik sınıfıdır21. Bu ilaçların toksik etkileri hem akut hem de kronik
olabilir. NSAİİ' nin ABY, nefrotik sendrom, hipertansiyon
ve papiller nekroza neden olduğu bilinmektedir. NSAİİ'
lerin ABY yapmasındaki en önemli sebep böbrekte
vazodilatör prostaglandinlerinin sentezinde azalmaya
neden olmalarıdır. Konjestif kalp yetmezliği, hipovolemi,
siroz, anestezi, ilerlemiş yaş ve böbrek nakli NSAİİ
kaynaklı prerenal ABY için başta gelen risk faktörleridir.
COX-2 inhibitörleri NSAİİ kadar nefrotoksik olmasalar da;
çalışmalarda böbrek hasarı yaptıkları gösterilmiştir16.
Asetaminofene bağlı gelişen ABY, akut tübüler nekroz
(ATN) oluşması ile karşımıza çıkar ve yaptığı azotemi
geri dönüşümlüdür. Böbrek fonksiyonlarında yavaş bir bozulma görülür. Analjezik nefropatisinden
şüphelenildiğinde ilaç hikayesi sorgulanmalıdır. Anemi ve
steril piyüri görülebilir. Tedavide ilk yapılacak iş, ilacın
bırakılması ve palyatif tedavidir16,21 (Tablo 1).
Antibiyotikler
Nefrotoksisiteye en sık yol açan ilaçlar
antibiyotiklerdir. Bazı antibiyotikler aşırı duyarlılığa neden
olduğu için nefrotoksik olabilirken (penisilin, rifampisin,
eritromisin, vankomisin), bazıları direkt nefrotoksik etki
göstermekte (aminoglikozidler, sefalosporinler,
amfoterisin B), bazıları da böbrekte çökerek
nefrotoksisiteye neden olmaktadır. Bu ilaçların kullanımı
sonucunda ATN veya akut interstisyel nefrit (AİN)
kaynaklı ABY gelişebilir22,23 (Tablo 1).
Aminoglikozidler
ATN' ye en fazla antibiyotikler yol açar. İçerisinde
amikasin ve GEN gibi sık kullanılan ajanları bulunduran,
antimikrobiyal kemoterapide önemli bir yeri olan
aminoglikozidler, gram negatif sepsiste hayat kurtarıcıdır24. Nefrotoksisite ve ototoksisite hayvanlarda ve
insanlarda aminoglikozidlerin başlıca iki yan etkisidir25. Nefrotoksik yan etkiler bütün hastalarda oluşurken,
sadece böbrek eşiğinin aşıldığı durumlarda klinik bulgu
verir. Aminoglikozidler suda erir ve plazma proteinlerine
düşük oranda bağlanır. Süzülen ilacın bir kısmı tübül
hücrelerinin apikal membranından pinositoz ile hücreye
alınır ve lizozomlara taşınır. Lizozomal içerik
stoplazmaya dağılınca da mitokondrinin solunum
fonksiyonları bozulur ve SOR açığa çıkar. Aminoglikozid
nefrotoksisitesi çeşitli böbrek bulgularına neden olabilir.
Proksimal tübüler transportun bozulması nedeniyle
glukozüri, proteinüri ve aminoasidüri ortaya çıkabilir.
Daha sonra serum Cr ve azot değerlerinde yükselme
görülebilir. Bu grup ilaçlar içinde nefrotoksisitesi en
yüksek ilaç neomisin iken GEN, amikasin ve kanamisin
diğer nefrotoksik aminoglikozidlerdir23.
Aminoglikozidlere bağlı nefrotoksisiteyi önlemek için
çeşitli çözüm önerileri sunulmuş ve bazı ajanların
kullanılmasıyla toksik etkisinin azaltılabileceği
gösterilmiştir. Doz sınırlaması önlemler arasında en
klasik yöntemlerdendir. Buradaki amaç bir yandan ilacın
kan düzeyini terapötik sınırda tutmak diğer yandan da
bunun için doz düzenlemeleri yapmaktır22. Deneysel
olarak yapılan çalışmalarla, ilaçlara bağlı
nefrotoksisitenin bazı ajanlarla azaltılabildiği
gösterilmiştir. Sılan ve ark.26'ın sıçanlarda GEN ile
oluşturdukları nefrotoksisite modelinde, resveratrolun
(antioksidan özelliği olan bir fenolik bileşik) lipid
peroksidasyonunu azalttığı bildirilmiştir.
GEN, aminoglikozidler içerisinde en fazla kullanılan
ilaçtır27. GEN' e bağlı nefrotoksisite ABY olgularının
%10-20' sini oluşturmaktadır28. Ayrıca 7 günden fazla
bir süre ile GEN tedavisi alan hastaların %30' unda
nefrotoksisiteye dair bazı bulgular görülmekte ve bu da
ilacın kullanımını sınırlandırmaktadır29. GEN' e bağlı
nefrotoksisite kan üre azotu (BUN) ve Cr
konsantrasyonlarında artışla beraber şiddetli proksimal tübüler nekrozla karakterizedir30. Sebebi henüz tam
olarak açıklanamamış olsa da böbrekteki GEN
toksisitesinin artmış SOR üretimi ile ilgili olduğu
düşünülmektedir31. GEN' e bağlı böbrek toksisitesinin
melatonin32, vitamin E, süperoksit dismutaz (SOD)33 ve lipoik asid34 ile azaltılabildiği gösterilmiştir.
Araştırma grubumuz tarafından yapılan daha önceki
çalışmalarda farklı ajanların nefrotoksisite üzerindeki
koruyucu etkileri deneysel olarak araştırılmıştır. Şöyle ki;
Kafeik asid fenetil ester (KAFE), bal arılarının ürettiği bir
madde olan propolisin aktif bir bileşenidir. GEN' e bağlı
nefrotoksisitedeki etkinliğine dair ilk çalışma35
grubumuz tarafından yapılmıştır. Potent bir antioksidan,
serbest radikal süpürücü ve antiinflamatuvar özellikleri ile
nefrotoksisitede kullanılabileceği hipotezi geliştirilmiştir.
Bu amaçla düzenlenen GEN' e bağlı nefrotoksisite
modelinde böbrekte, malondialdehid (MDA), nitrik oksit
(NO) üretimi, SOD ve katalaz (KAT) aktiviteleri, GSH
içeriği, Cr ve BUN düzeylerine bakılmıştır. Ayrıca
böbrekler morfolojik olarak da incelenmiştir. Kontrol
grubu ile karşılaştırıldığında sadece GEN uygulanan
grupta böbrekte MDA düzeyinin ve NO oluşumunun
arttığı, SOD ve KAT aktivitelerinin ve GSH içeriğinin ise
azaldığı gösterilmiştir. GEN+KAFE grubunda, sadece
GEN uygulanan gruba göre bu sonuçların anlamlı bir
şekilde düzeldiği gösterilmiştir. Serum BUN ve Cr
düzeyinin nefrotoksisiteden dolayı anlamlı bir şekilde
artmış olduğu ve KAFE uygulanan grupta bu düzeylerin
anlamlı olarak azalmış olduğu gösterilmiştir. Morfolojik
değişiklikler incelendiğinde ise GEN uygulanan grupta
böbrekte ATN oluştuğu, KAFE uygulanması ile böbrek
hasarının azaldığı belirtilmiştir. Hem biyokimyasal hem
de histopatolojik sonuçlar neticesinde, KAFE' nin GEN' e
bağlı böbrek hasarını azalttığı daha önceki bu
çalışmamızda gösterilmiştir. Aminoguanidin (AG) bilinen
bir diğer antioksidan ajandır. Polat ve ark.36' ın GEN' e
bağlı ABY' de AG' nin koruyucu rolünü araştırdığı bir
başka çalışmada GEN (100 mg/kg)' in böbrekte MDA ve
NO düzeylerini artırdığı, GSH-Px, SOD, KAT aktivitelerini
ve GSH içeriğini ise azalttığı görülmüştür. AG (100
mg/kg) ile tedavi edilen grupta tüm bu parametrelerde
anlamlı bir iyileşme olduğu gösterilmiştir. Oksidatif stresin
bir habercisi olan protein kinaz C' ye karşı kullanılan bir
inhibitör madde olan chelerythrin' in de GEN' e bağlı
nefrotoksisitede koruyucu bir madde olduğu daha önceki
çalışmalarımızda gösterilmiştir19.
SOR oluşumu ve iNOS üretimi diğer
aminoglikozidlerde olduğu gibi amikasin' e bağlı
nefrotoksisitede de en önemli nedendir. Selektif bir iNOS
inhibitörü ve etkili bir antioksidan ajan olan AG' nin
amikasine bağlı nefrotoksisitedeki etkinliğini
araştırdığımız bir çalışmamızda37, amikasin (1.2
mg/kg) uygulanmasıyla artan MDA düzeyi, azalan GSH
içeriği ve artan BUN düzeyi, AG (200 mg/kg)
uygulanması ile anlamlı bir şekilde düzelmiştir. Morfolojik
incelemelerde ise amikasin ile oluşan glomerüler ve
tübüler epitelyum değişiklikleri ve interstisyel ödem, AG
uygulanması ile azalmış olarak bulunmuştur. Çok güçlü
bir antioksidan ve serbest radikal süpürücü ajan olan
melatonin ile ilgili daha önce yaptığımız bir başka çalışmamızda da AG ve KAFE gibi melatoninin de
amikasin'e bağlı nefrotoksisitede koruyucu bir ajan olarak
kullanılabileceği göstermiştir19.
Amfoterisin B
Hayatı tehdit eden mantar sepsislerinde amfoterisin
B, hala en etkili tedavi yöntemidir38. Fakat amfoterisin
B' nin en ciddi toksik etkisi böbrekler üzerinde görülür.
Amfoterisin B uygulanan hastaların büyük çoğunluğunda
böbrekle ilgili bozukluklar ortaya çıkmaktadır. Bu
bozukluklar arasında azotemi, tübüler nekroz GFH' deki
azalma sayılabilir23. Amfoterisin B ile ilgili en önemli
risk faktörlerinden biri ilacın uygulanış dozudur. Doz
arttıkça böbrek hasarı da artmaktadır. Sıvı replasmanı,
hasarı azaltmada kullanılan önemli bir yöntemdir38
(Tablo 1).
ADE İnhibitörleri ve AT1 reseptör Blokörleri
ADE inhibitörleri konjestif kalp yetmezliğinde,
diyabetik nefropati ve proteinürik nefropatilerde kullanılan
bir bakıma iki ucu keskin bıçak gibidirler. Böbrek
yetmezliği olan hastalarda (iki taraflı renal arter stenozu,
tek böbreği olup aynı zamanda renal arter stenozu,
diüretiklere ya da diyareye bağlı sıvı kayıpları gibi
durumlarda) bu ilaçlar fonksiyonel ABY'ye neden
olmaktadır. ADE inhibitörleri ile karşılaştırınca AT1
reseptör blokörlerinin genel yan tesirleri daha azdır. ADE
inhibitörlerinin aksine, bradikininler veya nörokininler gibi
vazodilatör kinin peptitlerle etkileşmez. Bundan dolayı
ADE inhibitörlerinin nispeten sık görülen öksürük yapıcı
etkilerini göstermemesi avantaj olarak kabul edilse de;
ancak bu grup ilaçların da özellikle böbrek yetmezlikli
hastalarda risk oluşturduğunu unutmamak gerekir39.
Diğer risk faktörleri hipovolemi, beraberinde diüretik
kullanımı ve böbrek yetmezliğidir. Bu riskleri azaltmak
için hastaların sıvı kontrolleri düzenli yapılmalıdır. İlaca
düşük dozlarla başlanılmalı, kan basıncı ve böbrek
fonksiyonlarına bakılarak doz ayarlamaları yapılmalıdır16 (Tablo 1).
Antineoplastikler
Kanser hastalarında tedavi edici ajanların bulunması
ve gelişmesi ile mortalite ve morbidite oranları önemli
ölçüde azalmıştır. Ama kullanılan sitotoksik ilaçlar
nedeniyle ve bu ilaçlara bağlı olarak artan yaşam
süreleri, hastaların ilaçlara bağlı yan etkilerle daha fazla
karşılaşmalarını beraberinde getirmektedir. Kemoterapi
ilaçları böbrekte başlıca proksimal tübül, distal tübül ve
glomerül olmak üzere nefronun üç ana bölümünde de
hasara ve fonksiyon bozukluğuna neden olur. Glomerüler
fonksiyon bozukluğuna bağlı GFH' de azalma, serum Cr
ve idrar protein/Cr oranında artma görülür. Antineoplastik
ilaca bağlı toksik bileşiklerin nötralize edilmesi ve
hidrasyon gibi destekleyici tedavilerle böbrek toksisitesi
önlenebilir40.
Sisplatin akciğer, over, testis, mesane ve baş-boyun
kanserleri gibi geniş spektrumda kullanılan bir
antineoplastik ilaçtır. Bu ilacın en önemli yan etkilerinden
biri nefrotoksisitedir. Tam mekanizması bilinmemekle beraber sisplatin nefrotoksisitesinde SOR' un rolü
olduğuna dair çeşitli çalışmalar yapılmıştır. KAFE,
vitamin E, vitamin C ve melatonin gibi bazı antioksidan
ajanların deney hayvanları üzerinde oluşturulan
sisplatine bağlı nefrotoksisitedeki etkinlikleri
araştırılmıştır. Sisplatinin nefrotoksik etkisi daha çok
tübüler nekroz ve interstisyel nefrit ile ilişkilidir (Tablo 1).
Daha önce yaptığımız bir çalışmada20 sisplatine bağlı
nefrotoksisitede, pineal bezin ana hormonu olan, serbest
radikal süpürücü ve antioksidan özellikleri iyi bilinen
melatoninin etkinliği araştırılmıştır. Pnealektomize ve
non-pinealektomize hayvanların kullanıldığı çalışmada,
pinealektomi yapılmayan grupta bazı hayvanlara sisplatin
(5 mg/kg), bazılarına da sisplatinle beraber melatonin (4
mg/kg) uygulanmıştır. Pinealektomi yapılan grupta da
bazı hayvanlara sadece sisplatin, bazılarına da
sisplatinle beraber melatonin verilmiş ve böbrek MDA
düzeyleri, BUN ve Cr değerlerindeki değişimler
incelenmiştir. Sisplatinin tüm hayvanlarda MDA
düzeylerini arttırdığı görülmüştür. Pinealektomi yapılan
grupta ise hasar parametreleri daha yüksek bulunmuş ve
melatonin uygulanması tüm bu değerleri anlamlı bir
şekilde azaltmıştır. Sonuçlar, melatoninin hem fizyolojik, hem de farmakolojik konsantrasyonlarının sisplatine
bağlı nefrotoksisiteyi istatistiksel anlamlı düzeyde
azalttığını göstermiştir.
Sonuç olarak böbreklerimiz, nefrotoksik potansiyeli olan
birçok maddeye karşı zayıf bir savunmaya sahiptir.
Bazen reçete edilen bir ilaç nefrotoksik özellik
gösterebilirken, maruziyet bazen de gıdalarla
oluşabilmektedir. Bu nefrotoksinlerle oluşan hasar ABY,
KBY, nefrotik sendrom ve tübüler fonksiyon bozukluğu
gibi durumlarla sonuçlanabilir. Tedavi planı, ajanın
toksisiteyi oluşturma şekline bağlıdır. Bazı ajanların
böbrekteki toksik etkisi oksitadif stres ortamı oluşturarak
gerçekleşmektedir. Deneysel koşullarda antioksidan
tedavinin toksik ajanlara karşı oluşabilecek muhtemel
hasarı azalttığı gösterilmiştir. Dünya genelinde artan
yaşlı nüfusunun, komorbid problemler nedeniyle tedavi
edilenlerin veya birden fazla ilaç kullananların, ilaca bağlı
nefrotoksisiteden korunması ya da maruziyetin
azaltılması için gelecekte yapılacak ileri çalışmalarla
nefrotoksisite patofizyolojisi hakkında daha detaylı bilgiler
elde edilebilir ve bu alanda kullanılan ajanların etkileri
tam olarak açıklanabilir.