Background: Cardiovascular disease (CVD) is the most common lethal complications in patients with end-stage renal disease (ESRD) undergoing hemodialysis (HD). The role of long-chain fatty acids (LCFAs) and their oxylipin derivatives is poorly understood in human cardiac and renal diseases. Based on previous scientific findings, there is evi-dence that many substance profiles of blood LCFAs and their oxylipin derivatives are altered in dialysis patients and influenced by extracorporeal circulation. In order to pro-vide novel insights into biotransformation and/or bioaccumulation of these metabolites in peripheral tissue, we conducted a targeted lipidomic study and tested the hypothesis that arterio–venous (A–V) differences in blood LCFAs and oxylipins are present in vivo and sensitive to single HD treatment. Methods: We took arterial and venous blood samples specimens from ESRD patients (n=12) before and after HD and determined LCFAs and its derived epoxy and hydroxy metabolites in plasma and erythrocytes by high-performance liquid chromatography with mass spectrometry coupling (HPLC-MS). Results: Firstly, we found that the total amount of numerous saturated fatty acids (SFAs), monounsaturated fatty acids (MUFAs), and polyunsaturated fatty acids (PUFAs) in erythrocytes showed negative arteriovenous (AV) differences before HD, which disappeared after HD. The omega-3 index in erythrocytes did not show arteriove-nous differences before and after HD. No significant findings were observed in LCFAs in plasma. Beyond that, all CYP epoxy metabolites in the plasma showed negative arterio-venous differences, mainly due to their significantly elevated levels in venous blood af-ter dialysis. No changes were observed in LOX and LOX/CYP ω/(ω-1)-hydroxylase me-tabolites in the plasma before and after dialysis. This variation in epoxide metabolites may be attributed to a decrease in soluble epoxide hydrolase (sEH) activity. Conclu-sions: Our findings indicate that AV differences in LCFAs are present and active in ma-ture red blood cells (RBCs) and that their bioaccumulation is susceptible to a single HD therapy [1]. HD treatment changes CYP epoxy metabolites from PUFAs in the plasma (accumulation), which may have deleterious effects on the circulation [2].
Hintergrund: Herz-Kreislauf-Erkrankungen (CVD) sind eine der häufigsten tödlichen Komplikationen bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz (ESRD), die sich einer Hämodialyse (HD) unterziehen. Die Rolle der langkettigen Fettsäuren (LCFAs) und ihrer Oxylipinderivate bei Herz- und Nierenerkrankungen des Menschen ist nur unzureichend geklärt. Ausgehend von früheren wissenschaftlichen Erkenntnissen gibt es Hinweise darauf, dass viele Substanzprofile der langkettigen Fettsäuren und ihrer Oxylipinderi-vate im Blut von Dialysepatienten Veränderungen aufweisen und durch den extrakorpo-ralen Kreislauf beeinflusst werden. Um neue Erkenntnisse über die Biotransformation und/oder Bioakkumulation dieser Metaboliten im peripheren Gewebe zu gewinnen, ha-ben wir eine gezielte Lipidomstudie durchgeführt und die Hypothese getestet, ob arteri-o-venöse (A-V) Unterschiede in den LCFAs und Oxylipinen im Blut in vivo vorherrschen, und ob sie auf eine einzelne HD-Behandlung reagieren. Methoden: Wir haben arterielle und venöse Blutproben von Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz (n=12) vor und nach der Hämodialyse entnommen und LCFAs und davon abgeleitete Epoxy- und Hyd-roxy-Metaboliten im Plasma und in den Erythrozyten durch Hochleistungsflüssigkeits-chromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (HPLC-MS) bestimmt. Ergebnis-se: Erstens stellten wir fest, dass die Gesamtmenge zahlreicher gesättigter Fettsäuren (SFAs), einfach ungesättigter Fettsäuren (MUFAs) und mehrfach ungesättigter Fettsäu-ren (PUFAs) in den Erythrozyten vor der HD negative arteriovenöse Unterschiede auf-wiesen, die nach der HD verschwanden. Der Omega-3-Index in den Erythrozyten wies vor und nach der HD keine arteriovenösen Unterschiede auf. Bei den LCFAs im Plasma wurden keine signifikanten Ergebnisse beobachtet. Darüber hinaus wiesen alle CYP-Epoxid-Metaboliten im Plasma negative arteriovenöse Unterschiede auf, was haupt-sächlich auf ihre signifikant erhöhten Werte im venösen Blut nach der Dialyse zurückzu-führen ist. Bei den LOX- und LOX/CYP ω/(ω-1)-Hydroxylase-Metaboliten im Plasma wurden vor und nach der Dialyse keine Veränderungen beobachtet. Diese Veränderung der Epoxidmetaboliten kann auf eine Abnahme der Aktivität der löslichen Epoxidhydro-lase (sEH) zurückgeführt werden. Schlussfolgerungen: Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass A-V Unterschiede in LCFAs in reifen roten Blutkörperchen vorhanden und aktiv sind und dass ihre Bioakkumulation für eine einmalige HD Therapie anfällig ist [1]. Die HD Behandlung verändert die CYP-Epoxy-Metaboliten von PUFAs im Plasma (Akkumulation), was sich nachteilig auf den Kreislauf auswirken kann [2].
