THE PHENOPTOSIS CONCEPT AND SYSTEMIC APPROACH IN NEPHROLOGY

Stable existence of complex self-organizing systems is supported by a network of feedback that submit information from the “output” of the system to its control elements. From the cybernetic point of view the excretory system is a “way out” of human metabolic network. Therefore, nephrological aspects of systemic medicine require a special attention. According to the concept of phenoptosis, effective existence of biological communities is often supported by mechanisms of weakening or destroy of individuals. Systemic manifestation of phenoptosis mechanisms is an age related increase of frequency and severity of abnormalities, including kidney diseases. A key element of most phenoptosis processes is increased generation of reactive oxygen species by mitochondria. Using of mitochondria-targeted antioxidants (Skulachev ions with antioxidant load - SkQ) allows to “turn off” such mechanisms, reducing mitochondrial oxidative stress. At the same time the course of acute renal injury induced by acute ischemia improves. Mortality of laboratory animals significantly decreases. For future clinical trials of SkQ oral dosage forms a systemic therapeutic effect in the treatment of renal disease could be expected.

1. von Bertalanffy L. The Theory of Open Systems in Physics and Biology. Science, 1950; 111 (2872): 23-29

2. von Bertalanffy L. General system theory, a new approach to unity of science. 6. Towards a physical theory of organic teleology, feedback and dynamics. Hum Biol. 1951; 23(4):346-361

3. Jacob F, Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins. J Mol Biol. 1961; 3:318-356

4. Дильман ВМ. Большие биологические часы (введение в интегральную медицину). Знание, М., 1982; 208 с

5. Dilman VM. Three models of medicine. (An integrated theory of aging and age-associated diseases). Med Hypotheses. 1984; 15(2):185-208

6. Dilman VM. Four models of medicine: mechanisms of aging and conditions promoting cancer development. Ann N Y Acad Sci. 1988; 521:226-7

7. von Vark LC, Bertrand M, Akkerhuis KM et al. Angiotensinconverting enzyme inhibitors reduce mortality in hypertension: a meta-analysis of randomized clinical trials of renin-angiotensinaldosterone system inhibitors involving 158,998 patients. Eur Heart J. 2012; 33(16):2088-2097

8. Скулачев ВП. Старение организма особая биологическая функция, а не результат поломки сложной живой системы: биохимическое обоснование концепции Вейсмана. Биохимия. 1997; 62 (11): С. 1369 – 1399

9. Скулачев ВП. Попытка биохимиков атаковать проблему старения: «Мегапроект» по проникающим ионам. Первые итоги и перспективы. Биохимия. 2007; 72(12): 1572 – 1586.

10. Скулачев ВП. Как отменить программу старения тела? Журнал общей химии. 2010. 80(7): 1523-1541

11. Скулачев ВП. Что такое «феноптоз» и как с ним бороться? Биохимия. 2012; 77(7): 827-846

12. Skulachev VP. Aging as a particular case of phenoptosis, the programmed death of an organism (a response to Kirkwood and Melov «On the programmed/non-programmed nature of ageing within the life history»). Aging (Albany NY). 2011; 3(11):1120-1123

13. Либертини Дж. Классификация явлений феноптоза. Биохимия. 2012; 77(7):707-715

14. Миттельдорф Дж.Дж. Адаптивное старение к контексте эволюционной теории. Биохимия. 2012; 77(7):716-25.

15. Голдсмит Т.К. О противоречиях теорий запрограммированного и незапрограммированного старения: обзор. Биохимия. 2012; 77(7):729-732

16. Skulachev V.P. In Model Systems in Aging (Nystrom, T., and Osiewacz, HD, eds), Springer_Verlag, Berlin, Heidelberg, 2003; 191–238

17. Harman D. Aging: a theory based on free radical and radiation chemistry. J. Gerontol 1956; 11 (3), 298–300

18. Scilard L. On the nature of the aging process. Proc. nat Acad. Sci. USA. 1959; 45:30-45

19. Антоненко ЮН, Аветисян AВ, Бакеева ЛE и др. Производное пластохинона, адресованное в митохондрии, как средство, прерывающее программу старения. Катионные производные пластохинона: синтез и исследование in vitro. Биохимия. 2008; 73 (12):1273-1287

20. Severin FF, Severina II, Antonenko YN et al. Penetrating cation/fatty acid anion pair as a mitochondria-targeted protonophore. Proc Natl Acad Sci USA. 2010; 107(2):663-668

21. Anisimov VN, Egorov MV, Krasilshchikova MS et al. Effects of the mitochondria-targeted antioxidant SkQ1 on lifespan of rodents. Aging (Albany NY). 2011; 3(11):1110-1119

22. Skulachev M. et al. Mitochondrial-targeted plastoquinone derivatives. Effect on senescence and acute age-related pathologies. Curr Drug Targets. 2011; 12(6):800-826

23. Сапрунова ВБ, Лелекова МА, Колосова НГ, Бакеева ЛЕ. SkQ1 замедляет развитие зависимых от возраста деструктивных процессов в сетчатке и сосудистом слое глаз Wistar и OXYS. Биохимия. 2012; 77(6):796-808

24. Яни ЕВ, Катаргина ЛА, Чеснокова НБ и др. Первый опыт использования препарата «Визомитин» в терапии «сухого глаза». Практическая медицина. 2012; 1 (59): 134-137

25. Srisawat N, Hoste EE, Kellum J.A. Modern classification of acute kidney injury. Blood Purif 2010; 29: 300–307

26. Go AS, Chertow GM, Fan D et al. Chronic Kidney Disease and the Risks of Death, Cardiovascular Events, and Hospitalization. N Engl J Med 2004; 351:1296-1305

27. Keith DS, Nichols GA, Gullion CM et al. Longitudinal Follow-up and Outcomes Among a Population With Chronic Kidney Disease in a Large Managed Care Organization. Arch Intern Med 2004; 164: 659-663

28. Upadhyay A, Earley A, Lamont JL et al. Lipid-lowering therapy in persons with chronic kidney disease: a systematic review and meta-analysis. Ann Intern Med 2012; 157:251–262

29. Palmer SC, Craig JC, Navaneethan SD. et al. Benefits and harms of statin therapy for persons with chronic kidney disease: a systematic review and meta-analysis. Ann Intern Med 2012; 157:263–275

30. Hill G.S. Hypertensive nephrosclerosis. Curr Opin Nephrol Hypertens. 2008; 7(3):266-270

31. Stanton R.C. Oxidative stress and diabetic kidney disease. Curr Diab Rep 2011; 11(4):330-336

32. Djamali A. Oxidative stress as a common pathway to chronic tubulointerstitial injury in kidney allografts. Am J Physiol Renal Physiol 2007; 293(2):445-455

33. Swaminathan S, Shah SV. Novel approaches targeted toward oxidative stress for the treatment of chronic kidney disease. Curr Opin Nephrol Hypertens 2008; 17(2):143-148

34. Бакеева ЛЕ, Барсков ИВ, Егоров МВ. Производное пластохинона, адресованное в митохондрии, как средство, прерывающее программу старения. Терапия некоторых старческих патологий, опосредованных АФК (сердечной аритмии, инфарктов сердца и почки и инсульта головного мозга). Биохимия 2008; 73(12):1288-1299

35. Зоров ДВ, Плотников ЕИ и др. Феноптозная проблема: от чего гибнет организм? Уроки по печеночной недостаточности. Биохимия 2012;77(7):742-753