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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.42.2021.tde-14012022-193730
Document
Author
Full name
Mariana Charleaux de Ponte
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Souza, Maria Oliveira de (President)
Dellova, Deise Carla Almeida Leite
Giannocco, Gisele
Silva, Francemilson Goulart da
Title in Portuguese
Diabetes precoce agrava a lesão renal aguda induzida por isquemia/reperfusão e contribui para o desenvolvimento de lesão crônica.
Keywords in Portuguese
Diabetes mellitus
Função renal
Isquemia/reperfusão renal
Lesão renal crônica
Abstract in Portuguese
Estudos sugerem que o diabetes é um fator de risco independente para a lesão renal aguda (LRA). Contudo, os mecanismos pelos quais o diabetes pode influenciar a gravidade da LRA e o desenvolvimento de lesão renal crônica (LRC) permanecem desconhecidos. Sendo assim, o objetivo geral do presente estudo foi avaliar a interferência do diabetes na fisiopatologia da LRA decorrente de isquemia/reperfusão (IR) e no desenvolvimento da LRC. Camundongos C57BL/6J, foram aleatoriamente agrupados em: 1) Cirurgia fictícia (sham); 2) Cirurgia de IR renal (bilateral); 3) estreptozotocina (STZ - 55 mg/Kg/dia) e 4) STZ e cirurgia de IR renal. No 12ª dia (grupo agudo) e 15ª dia (grupo crônico) após a última injeção de STZ, os animais foram submetidos aos procedimentos cirúrgicos e, após 48 horas e 28 dias, à eutanásia. Os animais do grupo crônico receberam terapia com insulina e foram alojados em gaiolas metabólicas para análise da ingestão de ração, água e fluxo urinário. A função renal foi avaliada pela concentração plasmática de creatinina e ureia por análise bioquímica. A concentração de eletrólitos e osmolaridade da urina foram avaliadas por fotômetro de chama e osmômetro, respectivamente. A proteinúria foi avaliada por kit comercial. O tecido renal foi usado para avaliar a morfologia, expressão gênica e proteica. No grupo agudo, o tratamento com STZ resultou em hiperglicemia, mas não induziu alterações na função renal nem na expressão gênica de fatores associados a injúria tubular e glomerular, inflamação e fibrose. Entretanto, o tratamento com STZ parece prejudicar o processo de autofagia. Nos animais não diabéticos, IR renal resultou em aumento dos níveis de creatinina e ureia no plasma, proteinúria, queda na expressão de RNAm para nefrina, aumento na expressão de RNAm para Kim-1, Ki-67 e de genes pró-inflamatórios e pró-fibróticos. IR renal também resultou em resposta autofágica prejudicada. O tratamento com STZ agrava a LRA induzida por IR renal principalmente por induzir hipóxia e exacerbar a lesão glomerular e tubular, inflamação, os processos pró-fibróticas e por diminuir as respostas de reparo tecidual. No grupo crônico, o tratamento com STZ induziu hiperglicemia, mas não foram observadas alterações na função renal em relação ao grupo sham. No grupo tratado com STZ, os animais apresentaram aumento na expressão de RNAm para Kim-1, Ki67 e MCP-1, indicando a presença de injúria tubular, regeneração e inflamação. IR renal não resultou em alterações nos parâmetros metabólicos e de função renal, entretanto induziu aumento na expressão de RNAm para Kim-1 e MCP-1 nos animais não-diabéticos, indicando também a presença de injúria tubular e de resposta inflamatória. Já nos animais diabéticos, a IR renal, apesar de resultar em diminuição dos níveis glicêmicos, exacerbou a expressão de genes inflamatórios e da proteína α-SMA. Em conclusão, nossos resultados sugerem que o diabetes precoce agrava a LRA induzida IR e pode ter um papel relevante para o desenvolvimento de LRC.
Title in English
Early diabetes aggravates ischemia/reperfusion-induced acute kidney injury and contribute to the development of chronic injury.
Keywords in English
Chronic kidney injury
Diabetes mellitus
Renal function
Renal ischemia/reperfusion
Abstract in English
Studies suggest that diabetes is an independent risk factor for acute kidney injury (AKI). However, the mechanisms by which diabetes may influence AKI severity and the development of chronic kidney injury (CKI) remain unknown. Thus, the aim of the present study was to evaluate the interference of diabetes in the pathophysiology of AKI due to renal ischemia/reperfusion (IR) and in the development of CKI. C57BL/6J mice were randomly assigned into: 1) sham-operated; 2) renal IR (bilateral); 3) streptozotocin (STZ - 55 mg/kg/day); and 4) STZ and renal IR. On the 12th day (acute group) and 15th day (chronic group) after the last injection of STZ, the animals were submitted to surgical procedures and, after 48 hours and 28 days, to euthanasia. Mice in the chronic group received insulin therapy and were housed in metabolic cages for feed and water intake, and urinary flow analysis. Renal function was assessed by analyzing the plasma creatinine and urea concentrations with biochemical methods. Urine electrolyte concentration and osmolarity were assessed by flame photometer and osmometer, respectively. Proteinuria was evaluated using a commercial kit. Kidney tissue was used to evaluate the morphology, gene expression and protein expression. In the acute group, treatment with STZ resulted in hyperglycemia, but it did not induce changes in renal function neither in tubular and glomerular injury factors gene expression, inflammation and fibrosis. However, treatment with STZ appears to impair the autophagy process. In non-diabetic animals, renal IR resulted in increased plasma creatinine and urea levels, proteinuria, decreased nephrin mRNA expression, increased Kim-1, Ki-67, proinflammatory and profibrotic factor mRNA expression. Renal IR also resulted in impaired autophagic response. STZ treatment aggravates renal IR-induced AKI mainly by inducing hypoxia and exacerbating glomerular and tubular injury, inflammation, the profibrotic processes, and for decreasing tissue repair responses. In the chronic group, treatment with STZ induced hyperglycemia, but there were no changes in renal function compared to the sham group. In the group treated with STZ, the animals showed an increase in mRNA expression for Kim-1, Ki67 and MCP-1, indicating the presence of tubular injury, regeneration and inflammation. Renal IR did not result in changes in metabolic and renal function parameters, however, it induced increase in the expression of mRNA for Kim-1 and MCP-1in non-diabetic animals, also indicating the presence of tubular injury and an inflammatory response. In diabetic animals, renal IR, despite resulting in a decrease in glycemic levels, exacerbated inflammatory genes and α-SMA expression. In conclusion, our results suggest that early diabetes aggravates renal IR-induces AKI and may have a relevant role in the development of CKI.
 
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Publishing Date
2022-12-13
 
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