Improvement of Na+-K+ ATPase Activity and Gene Expression Associated with Glomerular Ultrastructural Protection in Diabetic Nephropathy by Acacia senegal: Role of Oxidative Stress Disturbances / Mejora de la actividad Na+-K+ ATPasa y la Expresión Génica Asociada con la Protección Ultraestructural Glomerular en la Nefropatía Diabética por Acacia senegal: Papel de las Alteraciones del Estrés Oxidativo

SUMMARY: This study assessed the effects of Acacia Senegal (AS) combined with insulin on Na+/K+-ATPase (NKA) activity and mRNA expression, serum glucose, renal function, and oxidative stress in a rat model of diabetic nephropathy (DN). Sixty rats were equally divided into six groups: normal control, normal+AS, diabetic (DM), DM+insulin, DM+AS, and DM+insulin+AS groups. Diabetes mellitus (type 1) was induced by a single injection of streptozotocin (65 mg/kg), and insulin and AS treatments were carried until rats were culled at the end of week 12. Serum glucose and creatinine levels, hemoglobin A1c (HbA1c) were measured. Renal homogenate levels of NKA activity and gene expression, malondialdehyde, superoxide dismutase (SOD), catalase and reduced glutathione (GSH) were evaluated as well as kidney tissue histology and ultrastructure. Diabetes caused glomerular damage and modulation of blood and tissue levels of creatinine, glucose, HbA1c, malondialdehyde, NKA activity and gene expression, SOD, catalase and GSH, which were significantly (p<0.05) treated with AS, insulin, and insulin plus AS. However, AS+insulin treatments were more effective. In conclusion, combined administration of AS with insulin to rats with DN decreased NKA activity and gene expression as well as oxidative stress, and improved glycemic state and renal structure and function.

Este estudio evaluó los efectos de Acacia senegal (AS) combinada con insulina sobre la actividad Na+/K+- ATPasa (NKA) y la expresión de ARNm, la glucosa sérica, la función renal y el estrés oxidativo en un modelo de nefropatía diabética (ND) en ratas. Sesenta ratas se dividieron equitativamente en seis grupos: control normal, normal+AS, diabética (DM), DM+insulina, DM+AS y DM+insulina+AS. La diabetes mellitus (tipo 1) se indujo mediante una única inyección de estreptozotocina (65 mg/kg), y los tratamientos con insulina y AS se llevaron a cabo hasta que las ratas fueron sacrificadas al final de la semana 12. Se midieron niveles séricos de glucosa y creatinina, hemoglobina A1c (HbA1c). Se evaluaron los niveles de homogeneizado renal de actividad NKA y expresión génica, malondialdehído, superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión reducido (GSH), así como la histología y ultraestructura del tejido renal. La diabetes causó daño glomerular y modulación de los niveles sanguíneos y tisulares de creatinina, glucosa, HbA1c, malondialdehído, actividad y expresión génica de NKA, SOD, catalasa y GSH, los cuales fueron tratados significativamente (p<0,05) con AS, insulina e insulina más AS. Sin embargo, los tratamientos con AS+insulina fueron más efectivos. En conclusión, la administración combinada de AS con insulina a ratas con DN disminuyó la actividad de NKA y la expresión genética, así como el estrés oxidativo, y mejoró el estado glucémico y la estructura y función renal.

Acacia senegal inhibits diabetic nephropathy ultrastructure alteration and renal biomarkers changes in rats / Acacia senegal inhibe la alteración de la ultraestructura de la nefropatía diabética y los cambios en los biomarcadores renales en rata

SUMMARY: Diabetic nephropathy (DN) is the most common complication of diabetes. Several studies have been done in a trial to protect against this problem at the ultrastructure level. This study investigates the protective effect of oral administration of Acacia senegal (AS) against the development of DN. Sixty male albino rats were randomly divided into six groups: control, Acacia senegal control, Diabetic untreated, diabetic insulin-treated, Diabetic AS treated, and Diabetic insulin and AS combined treated groups. Plasma glucose, HbA1c, serum Albumin, creatinine, urine creatinine was measured using specific kits. Determinations of creatinine clearance and blood pressure were done. The renal tissues of both kidneys were prepared to investigate under both light (LM) and electron microscope (EM). Ultrastructure examination of renal rats tissue of diabetic untreated rats showed the destruction of the glomerular basement membrane and endothelial cells together with hemorrhage in glomerular capsules (Bowman's capsules). On the other side, both LM and EM revealed improving the endothelial cells and the other glomerular capsules structures, especially with the combined treated group, which confirmed the improvement of the biochemical investigation in the study. In conclusion, from the present study, using the oral AS together with SC insulin could be protected against the development of DN.

RESUMEN: La nefropatía diabética (ND) es la complicación más común de la diabetes. Se han realizado varios estudios de ensayo para abordar esta dificultad a nivel de ultraestructura. Este estudio investiga el efecto protector de la administración oral de Acacia senegal (AS) contra el desarrollo de la ND. Se dividieron sesenta ratas albinas machos aleatoriamente en seis grupos: control, control de Acacia senegal, diabéticos no tratados, diabéticos tratados con insulina, diabéticos tratados con AS y grupos tratados con compuesto de insulina diabética + AS. Se midieron utilizando kits específicos, glucosa plasmática, HbA1c, albúmina sérica, creatinina en sangre y en orina. Se registraron la creatinina y la presión arterial. Los tejidos renales de ambos riñones se prepararon para investigar tanto con microscopio óptico (MO) como electrónico (ME). El examen de la ultraestructura del tejido renal de ratas diabéticas no tratadas mostró la destrucción de la membrana basal glomerular y las células endoteliales junto con hemorragia en las cápsulas glomerulares (cápsulas de Bowman). Por otro lado, tanto MO como ME revelaron una mejora de las células endoteliales y las estructuras capsulares glomerulares, en el grupo tratado con el compuesto, lo que confirmó la mejora de la investigación bioquímica. En conclusión, el uso de AS oral en combinación con insulina podría proteger contra el desarrollo de ND.