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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.60.2020.tde-29062021-154804
Document
Auteur
Nom complet
Carla Brigagão Pacheco da Silva
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Ribeirão Preto, 2020
Directeur
Jury
Tirapelli, Carlos Renato (Président)
Martinis, Bruno Spinosa de
Passaglia, Rita de Cassia Aleixo Tostes
Santos, Jose Eduardo Tanus dos
Titre en portugais
Mecanismos da toxicidade renal induzida pelo consumo crônico de etanol: papel da enzima óxido nítrico sintase induzível (iNOS)
Mots-clés en portugais
Consumo crônico de etanol
Estresse oxidativo
Inflamação
Óxido nítrico sintase induzível (iNOS)
Toxicidade renal
Resumé en portugais
O consumo crônico de etanol está associado ao aumento de estresse oxidativo e inflamação, podendo induzir a progressão e desenvolvimento de doenças. Apesar de alguns estudos descreverem que o etanol acarreta alterações da função renal, os mecanismos envolvidos nessa resposta não foram totalmente elucidados. Sabe-se que a administração crônica de etanol pode induzir a expressão da enzima óxido nítrico sintase induzível (iNOS), produzindo concentrações elevadas de óxido nítrico (NO), e aumentar a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO), principalmente o ânion superóxido (O2.-). A reação do NO com o O2.- leva à formação de peroxinitrito (ONOO-), um poderoso agente oxidante que contribui para a fisiopatologia da disfunção renal. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar a participação da iNOS na toxicidade renal induzida pelo consumo crônico de etanol. Para isso, camundongos C57BL/6J (WT) e nocautes para a iNOS (iNOS-/-) foram distribuídos aleatoriamente em 4 grupos: controle WT e iNOS-/- com acesso à água filtrada; etanol WT e etanol iNOS-/- com acesso à solução de etanol 20% (vol./vol.) por 10 semanas. Nossos resultados demonstraram redução na ingestão de líquido e ração, menor ganho de peso e indução do aumento da pressão arterial sistólica (PAS) em animais WT e iNOS-/- tratados com etanol. Assim como o esperado, observamos que a exposição crônica ao etanol induziu aumento da expressão da enzima iNOS em córtex renal de camundongos. Além disso, aumento dos níveis séricos de creatinina e alterações morfológicas, como aumento do diâmetro dos glomérulos e edema intersticial foram encontrados em animais WT e iNOS-/- tratados com etanol, sugerindo disfunção renal induzida pelo etanol. No córtex renal, o tratamento crônico com etanol aumentou o estresse oxidativo, caracterizados pelo aumento dos níveis de O2.-, intensidade de fluorescência da sonda de dihidroetídeo (DHE), expressão proteica de Nox4, além da indução de aumento dos níveis de lipoperoxidação; sendo essas respostas atenuadas ou bloqueadas em animais iNOS-/-. Em relação ao sistema antioxidante, a exposição ao etanol diminuiu a expressão de catalase em paralelo ao aumento dos níveis de glutationa reduzida (GSH), sem alterar as atividades enzimáticas de catalase, superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx) nem os níveis de glutationa oxidada (GSSG) em animais WT e iNOS-/-. Os níveis de nitrato/nitrito (NOx) não foram afetados pelo etanol, porém o córtex renal de camundongos iNOS-/- apresentou concentrações menores em relação aos WT. O consumo crônico de etanol aumentou os níveis das citocinas pró-inflamatórias, como fator de necrose tumoral (TNF)-α e interleucina (IL)-1β, além da migração de neutrófilos no córtex renal. Tanto o aumento de TNF-α quanto da atividade de mieloperoxidase (MPO) foram atenuados em animais iNOS-/-, sugerindo que a resposta inflamatória no rim é mediada pela iNOS. Entretanto, não houve diferença da atividade de metaloproteinases de matriz (MMP) -2 e -9, da expressão proteica de Nox1, Nox2, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2, eNOS, nNOS, NF-κB, Nrf2 nem dos níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2), íons K+ e Na+, ureia, IL-6 e IL-10 entre os grupos, após o consumo de etanol. Concluímos que nem todas as alterações renais induzidas pelo etanol foram mediadas pela iNOS, porém observamos o papel desta enzima na toxicidade renal, como importante mediadora da inflamação e estresse oxidativo induzidos pelo consumo crônico de etanol em córtex renal de camundongos.
Titre en anglais
Mechanisms underlying the renal toxicity induced by chronic ethanol consumption: the role of inducible nitric oxide synthase (iNOS)
Mots-clés en anglais
Chronic ethanol consumption
Inducible nitric oxide synthase (iNOS)
Inflammation
Oxidative stress
Renal toxicity
Resumé en anglais
Chronic ethanol consumption is related to enhancement of oxidative stress and inflammation that can induce progression and development of diseases. Despite some studies described that ethanol leads to renal function disorders, the mechanisms underlying this response have not been fully elucidated. Chronic ethanol intake can induce expression of the inducible nitric oxide synthase (iNOS) isoform, leading to an increase of nitric oxide (NO) levels, and improve reactive oxygen species (ROS) production, mainly superoxide anion (O2.-). The reaction between NO and O2.- results in peroxynitrite (ONOO-) formation, a powerful oxidant molecule that contributes to the pathophysiology of renal dysfunction. Thus, the objective of the present study was to evaluate the role of iNOS in the renal toxicity induced by chronic ethanol consumption. To this purpose, C57BL/6 (WT) and iNOS knockout (iNOS-/-) mice were randomly distributed into 4 groups: control WT and iNOS-/- with free access to filtered water; ethanol WT and ethanol iNOS-/- with access to ethanol 20% (vol./vol.) per 10 weeks. Our results showed that long-term ethanol consumption decreased liquid and solid intake, weight gain, and induced increased systolic blood pressure (SBP) in WT and iNOS-/- animals treated with ethanol. We observed increased iNOS expression in cortex renal from WT mice after chronic ethanol exposure. There was increase of creatinine serum levels and morphological alterations, as interstitial edema and increased glomerular diameter in renal cortex of both WT and iNOS-deficient mice chronically treated with ethanol, implying renal dysfunction induced by ethanol. In the renal cortex, chronic ethanol treatment increased oxidative stress characterized by augmented of O2.- levels, as well as fluorescence intensity of dihydroethidium (DHE) probe, protein expression of Nox4, in addition to the increase of lipoperoxidation. These responses were attenuated or blocked in iNOS-/- animals. Regarding the antioxidant system, ethanol exposure decreased catalase expression in parallel with the increase of reduced glutathione (GSH) levels, without affect the enzymatic activity of catalase, superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx) nor oxidized glutathione (GSSG) levels in WT and iNOS-/- animals. Ethanol did not alter nitrate/nitrite (NOx) levels, but the renal cortex of iNOS-/- mice showed lower concentrations than WT. Chronic ethanol consumption increased the levels of proinflammatory cytokines tumor necrosis factor (TNF)-α and interleukins (IL)-1β, besides the neutrophil recruitment into the renal cortex. Both the increased TNF-α levels and myeloperoxidase (MPO) activity observed in ethanol WT mice have been attenuated in knockout animals, suggesting that the inflammatory response in the kidney is mediated by iNOS. Matrix metalloproteinases (MMP)-2 and -9 activity, Nox1, Nox2, MMP-2, MMP-9, TIMP-1, TIMP-2, eNOS, nNOS, NF-κB and Nrf2 protein expression nor hydrogen peroxide (H2O2), K+ and Na+ ions, urea, IL-6 and IL-10 levels did not differ among the groups after treatment with ethanol. We concluded that iNOS has not been involved in all effects induced by ethanol, however we verified the role of this enzyme in the renal toxicity, as an important mediator of inflammation and oxidative stress induced by chronic ethanol consumption in renal cortex from mice.
 
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Date de Libération
2023-06-29
Date de Publication
2021-07-13
 
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