Can paricalcitol increase the effectiveness of n-acetylcysteine in contrast induced acute kidney prophylaxis in rats? A biochemical and histopathological study / ¿Puede el paricalcitol aumentar la eficacia de la n-acetilcisteína en la profilaxis renal aguda inducida por contraste en ratas? Un estudio bioquímico e histopatológico

SUMMARY: N-Acetylcysteine (NAC) is used for contrast induced acut kidney injury (CI-AKI) prophylaxis because of its antioxidant effects. Paricalcitol, which has reno-protective effects, is likely to provide a more effective prophylaxis when added to NAC treatment. The study was designed based on this hypothesis. The study was organised to include 4 groups each consisting of 7 rats. Group 1 was the control group, and Group 2 included rats with CI-AKI. Rats in Group 3 were administered NAC at a dose of 100 mg/kg via oral gavage once a day for 5 days. Rats in group 4 were administered paricalcitol at a dose of 0.4 mcg/kg once a day for 5 days in addition to NAC. CI-AKI was induced after the treatments in both groups. The study was terminated on the sixth day. Samples were collected from the rats' sera and kidney tissues to study oxidant and antioxidant parameters; kidney function tests were also studied. There were significant differences between the contrast nephropathy group (Group 2) and NAC and NAC+paricalcitol groups with respect to serum urea and creatinine levels. When the same groups were compared regarding oxidant (TOS-MDA) and antioxidant (TAC-Paraoxonase) parameters, we observed that the oxidant parameters increased in serum and kidney tissue samples with NAC use, and that effect was strengthened by the addition of paricalcitol to NAC treatment. However, despite increased antioxidant effectiveness, we observed no decrease in urea and creatinine levels when paricalcitol was added for CI-AKI in rats. There was no significant difference between Group 3 and Group 4. Paricalcitol provides a more potent antioxidant effect in both serum and kidney tissue samples when added to NAC treatment in rats with CI-AKI. Despite increased antioxidant parameters, however, paricalcitol does not provide a significant decrease in urea and creatinine levels.

RESUMEN: Debido a sus efectos atioxidantes la N- acetilcisteína (NAC) se usa para la profilaxis de la lesión renal aguda inducida por contraste (CI-AKI). Es probable que el paricalcitol, que tiene efectos renoprotectores, proporcione una profilaxis más eficaz cuando se agrega al tratamiento con NAC. En base a esta hipótesis el estudio fue diseñado para incluir cuatro grupos cada uno compuesto por siete ratas. El grupo 1 fue el grupo control y el grupo 2 incluyó ratas con CI-AKI. A las ratas del Grupo 3 se les administró NAC con una dosis de 100 mg/kg por sonda oral una vez al día, durante 5 días. A las ratas del grupo 4 se les administró paricalcitol a una dosis de 0,4 mcg/kg una vez al día durante 5 días, además de NAC. Se indujo CI-AKI después de los tratamientos en ambos grupos. El estudio finalizó el sexto día. Se recolectaron muestras de suero y tejidos renales de ratas para estudiar los parámetros oxidantes y antioxidantes; También se estudiaron las pruebas de función renal. Hubo diferencias significativas entre el grupo de nefropatía por contraste (Grupo 2) y los grupos NAC y NAC+paricalcitol con respecto a los niveles séricos de urea y creatinina. Cuando se compararon los mismos grupos con respecto a los parámetros oxidantes (TOS-MDA) y antioxidantes (TAC-Paraoxonase), observamos que los parámetros oxidantes aumentaron en muestras de suero y tejido renal con el uso de NAC, y ese efecto se vio reforzado por la adición de paricalcitol a tratamiento NAC. Sin embargo, a pesar de una mayor eficacia antioxidante, no observamos una disminución en los niveles de urea y creatinina cuando se agregó paricalcitol para CI-AKI en ratas. No hubo diferencias significativas entre el Grupo 3 y el Grupo 4. El paricalcitol proporciona un efecto antioxidante más potente tanto en muestras de suero como de tejido renal cuando se agrega al tratamiento con NAC en ratas con CI-AKI. Sin embargo, a pesar del aumento de los parámetros antioxidantes, el paricalcitol no proporciona una disminución sig- nificativa en los niveles de urea y creatinina.

Papel de las mitocondrias y el estrés oxidativo en el proceso inflamatorio renal / Mitochondria and oxidative stress participation in renal inflammatory process

La muerte celular programada y la fibrosis renal son procesos inherentes a la enfermedad renal crónica y, en tal sentido, ha sido recientemente descripta una clara desregulación de la maquinaria respiratoria mitocondrial en pacientes con enfermedad renal crónica asociada con un aumento del estrés oxidativo. Las células tubulares lesionadas vinculadas a los macrófagos intersticiales y miofibroblastos producen citoquinas y factores de crecimiento que promueven un estado inflamatorio, inducen la apoptosis de las células tubulares y facilitan la acumulación de matriz extracelular. La angiotensina II desempeña un papel central en la fibrogénesis renal y conduce a una rápida progresión de la enfermedad renal crónica. Los niveles crecientes de la angiotensina II inducen citoquinas pro-inflamatorias, la activación de NF-kB, moléculas de adhesión, quimiocinas, factores de crecimiento y estrés oxidativo. Toda la evidencia actual sugiere que la angiotensina II aumenta el estrés oxidativo mitocondrial, regula la inducción de apoptosis y condiciona al estado inflamatorio. Por lo tanto, existiría un papel determinante de las mitocondrias y el estrés oxidativo en el proceso inflamatorio renal. Finalmente, esta revisión resume nuestro actual conocimiento acerca de los posibles mecanismos que contribuirían con la apoptosis modulada por la inflamación y/o el estrés oxidativo durante la enfermedad renal crónica. Además, se propone un nuevo concepto de herramientas anti-inflamatorias que regulan el estrés oxidativo mitocondrial lo cual afectaría directamente al proceso inflamatorio y la apoptosis. Esta idea podría tener consecuencias atractivas sobre el tratamiento de patologías inflamatorias renales y de otras afines.

The apoptosis and renal fibrosis are processes inherent to the chronic kidney disease, and consequently a clear deregulation of the mitochondrial respiratory mechanism has been described in patients with chronic renal disease associated to an increase of the oxidative stress. The injured tubular cells linked to the interstitial macrophages and myofibroblasts produce cytokines and growth factors that encourage an inflammatory condition, inducing the apoptosis of the tubular cells and enabling the accumulation of the extracellular matrix. The angiotensin II has a central role in the renal fibrogenesis leading to a rapid progression of the chronic kidney disease. The growing levels of the angiotensin II induce pro-inflammatory cytokines, the activation of NF-kB, adhesion molecules,chemokines, growth factors, and oxidative stress. The current evidence suggests that the angiotensin II increases the mitochondrial oxidative stress, regulates the induction of the apoptosis and conditions the inflammatory process. Therefore the mitochondria and the oxidative stress would play a determinant role in the renal inflammatory process. Finally, this review summarizes our present knowledge regarding the possible mechanisms that would contribute to the apoptosis conditioned by inflammation and/or oxidative stress during the chronic renal disease. Additionally, a new concept of the anti-inflammatory tools is proposed to regulate the mitochondrial oxidative stress that would directly affect the inflammatory process and apoptosis. This concept could have positive consequences on the treatment of renal inflammatory pathologies and related diseases.