Nephroprotective effect of the cardiotonic steroid ouabain

It has been shown that Na,K-ATPase (NKA) is a signal transducer. Our group described the anti-apoptotic effect of ouabain to the signaling function of NKA. Exposure of renal cells to low concentrations of the highly specific NKA ligand, ouabain, will trigger a signaling cascade that involves interaction between the catalytic subunit of NKA and the inositol 1,4,5 triphosphate receptor (IP3R), intracellular calcium oscillations and activation of the NF-κB p65 subunit. It has been demonstrated that in nM ouabain can provide protection against apoptosis in fetal rat kidneys exposed to malnutrition. In this thesis we studied whether ouabain can prevent apoptosis in kidney tissue induced by Shiga toxin 2 (Stx2). We found that Stx2 at concentrations in the range of 3-4 ng/mL gave a reproducible level of apoptosis of rat proximal tubular cells (RPTC). In cells co-incubated with Stx and ouabain 5 nM the apoptotic effect was almost completely abolished. Stx2-induced apoptosis was due to stimulation Bax and the intrinsic apoptotic pathway activation. We show that the Stx2-induced down-regulation of the survival factor Bcl-xL in Stx2-treated renal epithelial cells was almost completely abolished by ouabain treatment. Treatment with ouabain protects kidneys from apoptosis by reversing an imbalance between Bcl-xL and Bax in mice inoculated with Stx2. In this thesis we tested whether other cardiotonic steroids (CTS) beside ouabain can play role in NKA-triggered Ca2+ oscillations. We found that cardenolide digoxin and the bufadienolide marinobufagenin may also trigger Ca2+ oscillations of similar frequency as ouabain. Binding of cardiotonic steroids to NKA will also stimulate tyrosine phosphorylation (Kometiani et al., 1998; Haas et al., 2000). We show that Src phosphorylation but not extracellular-signal-regulated (Erk) kinase is required for the initiation of the CTS evoked Ca2+ signaling pathway. Chronic kidney disease (CKD) is the 12th most common cause of death and the incidence is increasing worldwide. The albuminuria is a predictor of the progressive loss of kidney function, and is also considered a major cause of the progression of CKD (Anderson et al., 2009). In this thesis we tested whether ouabain can protect against albumin-induced apoptosis in vitro and on in vivo model of CKD. We found a time- and dose-dependent increase in apoptotic index in RPTC incubated with albumin. Observed apoptosis is an early sign of RPTC damage and precedes fibrosis. Co-incubation with ouabain resulted in substantial reduction of the apoptotic index and a fibroric marker TGF-beta 1 expression in cells incubated with albumin. We found that albumin enters the RPTC. We documented almost immediate translocation of Bax to the mitochondria accompanied by a depolarization of the mitochondrial membrane. Here we present evidence that ouabain counteracts the translocation of apoptotic factor Bax to mitochondria and the change in mitochondrial membrane potential in albumin-exposed RPTC. Treatment with ouabain restored albumin-induced down-regulated expression of the antiapoptotic factor Bcl-xL. To examine whether ouabain will also protect from loss of renal cells in proteinuric CKD, we have used a well known model of a proteinuric disease, Passive Heymann Nephritis (PHN). We found that chronic treatment with ouabain decreases the value of albuminuria, the apoptotic index (AI) in glomerular-tubular junction, glomerular-tubular disconnection, loss of podocytes as an indicators of permanent renal damage, expression of fibrotic markers. Serum creatinine, which was used as an end-point parameter in this study, was significantly lower in PHN rats treated with ouabain that in PHN rats treated with vehicle. In conclusion we have described a new downstream effect of the ouabain-induced NKA signaling mechanism preventing apoptosis throught regulation of mitochondrial intrinsic apoptotic pathway in acute and chronic kidney diseases

Епізод порушення функції нирок у дитини з розладом харчової поведінки: клінічний випадок

Among the various organ dysfunctions seriously affected by eating disorders (EDs) is kidney damage. The kidneys are vital organs responsible for several essential functions, including the balance of the body's acid-base and mineral metabolism, the removal and excretion of substances, and the regulation of blood volume and pressure. Eating disorders are a widespread and clinically relevant class of multiorgan disorders that occur mainly in adolescence. EDs often have serious clinical manifestations, which are determined by electrolyte imbalance, endocrine and mental disorders, renal failure, and other disorders. Common eating disorders discussed in the literature and frequently encountered in clinical practice are anorexia nervosa and bulimia nervosa. Anorexia nervosa is a type of abnormal eating behaviour that involves the consumption of very little food and may include intentional vomiting or the misuse of laxatives or diuretics. Kidneys perform a number of vital functions to maintain homeostasis in our body. One of the main functions of the kidneys is blood filtration and the removal of metabolic products. This allows you to maintain the optimal level of fluid and electrolytes and remove toxins. Restriction of fluid intake and abuse of diuretics can cause a decrease in blood flow to the kidneys and further renal failure. The result of the latter is the development of serious violations of vital functions. Low dietary protein intake in people following a restricted diet (restrictive anorexia) leads to a decrease in glomerular filtration rate (GFR) and renal plasma flow. Treatment of acute kidney injury on the background of volume deficit due to fluid loss involves its termination and hydration orally or with the help of intravenous infusions of physiological solution depending on the severity of volume deficit and kidney damage, which was observed and described in this clinical case. Aim. To analyze the peculiarities of kidney injury in a child with an eating disorder. Materials and Methods. A detailed analysis of the case history of a pediatric patient diagnosed with eating disorder complicated with an acute episode of renal dysfunction was done. Basic anamnestic, clinical, laboratory, and instrumental data were analyzed and given in the paper. A graphic presentation is done with PowerPoint. Results. We describe a 14-year-old female patient diagnosed with ED and acute kidney injury (AKI) leading to intensive care unit interventions. Conclusions. AKIs can result from a number of conditions that are common among anorexics and include dehydration, high blood pressure, toxins, inadequate nutrition and possibly altered electrolytes. Serum creatinine, blood urea nitrogen (BUN), glomerular filtration rate (GFR), and electrolytes are among the kidney function markers that need to be monitored in the early stages of AKI linked to anorexia. The right medical care, which includes normalizing blood pressure and adequate hydration, leads to the patient's recovery. Further follow-ups on kidney function in such patients are of high importanceСеред різних дисфункцій органів, на які серйозно впливають розлади харчової поведінки (РХП), є пошкодження нирок. Нирки є життєво важливими органами, відповідальними за низку основних функцій, включаючи баланс кислотно-лужного та мінерального метаболізмів організму, видалення та екскреція речовин, а також регулювання об’єму крові та тиску. Розлади харчової повeдінки представляють поширений та актуальний в клінічному аспекті клас мультиорганних розладів, що виникає переважно у підлітковому віці. РХП часто мають серйозні клінічні прояви, які визначаються електролітним дисбалансом, ендокринними та психічними розладами, нирковою недостатністю, та іншими порушеннями. Поширеними розладами харчової поведінки, які обговорюються в літературі, та часто зустрічаються в клінічній практиці, є нервова анорексія та нервова булімія. Нервова анорекcія — це тип аномальної харчової поведінки, що включає в себе вживання дуже малої кількості їжі та може включати навмисне блювання або неправильне вживання проносних або діуретиків, вказаний розлад мав місце у обстеженої дитини та обговорений у даній публікації. Нирки виконують ряд життєво важливих функцій, для підтримки гомеостазу в нашому організмі. Однією з основних функцій нирок є фільтрація крові, виведення продуктів метаболізму. Це дозволяє підтримувати оптимальний рівень рідини, електролітів та виводити токсини. Рестрикція вживання рідини, зловживання сечогінними може спричинити зниження припливу крові до нирок і подальшу ниркову недостатність. Результатом останнього є розвиток серйозних порушень вітальних функцій. Низьке споживання білка у раціоні у людей, які дотримуються обмеженої дієти (рестриктивна анорексія), призводить до зниження швидкості клубочкової фільтрації (ШКФ) і ниркового плазмотоку. Лікування гострого ураження нирок на фоні дефіциту об’єму внаслідок втрати рідини передбачає її припинення та гідратацію перорально або за допомогою внутрішньовенних інфузій фізіологічного розчину залежно від тяжкості дефіциту об’єму та ураження нирок, що спостерігалось та описано у даному клінічному випадку. Мета. Проаналізувати особливості ураження нирок у дитини з розладом харчової поведінки. Матеріали та методи. Проведено детальний аналіз історії хвороби дитини з діагнозом розлад харчової поведінки, ускладнений гострим епізодом порушення функції нирок. У роботі проаналізовано та наведено основні анамнестичні, клінічні, лабораторні та інструментальні дані. Графічна презентація виконана за допомогою PowerPoint. Результати. Приведено аналіз клінічного випадку 14-річної пацієнтки з діагнозом та гостре пошкодження нирок (ГПН), що призвело до менеджменту дитини у відділенні інтенсивної терапії. Висновки. ГПН може бути наслідком ряду станів, поширених серед хворих на анорексію, включаючи зневоднення, високий артеріальний тиск, токсини, неправильне харчування та, можливо, електролітні дізьаланси. Креатинін сироватки, азот сечовини крові, швидкість клубочкової фільтрації (ШКФ) і електроліти є одними з маркерів функції нирок, які необхідно контролювати на ранніх стадіях ГПН, пов’язаного з анорексією. Правильно підібрана медична допомога, що включає нормалізацію артеріального тиску та достатню гідратацію, призводить до стабілізації пацієнта. Важливе значення має подальше спостереження за функцією нирок у таких пацієнтів. &nbsp

Ouabain Protects against Shiga Toxin-Triggered Apoptosis by Reversing the Imbalance between Bax and Bcl-xL

Hemolytic uremic syndrome, a life-threatening disease often accompanied by acute renal failure, usually occurs after gastrointestinal infection with Shiga toxin 2 (Stx2)-producing Escherichia coli. Stx2 binds to the glycosphingolipid globotriaosylceramide receptor, expressed by renal epithelial cells, and triggers apoptosis by activating the apoptotic factor Bax. Signaling via the ouabain/Na,K-ATPase/IP3R/NF-B pathway increases expression of Bcl-xL, an inhibitor of Bax, suggesting that ouabain might protect renal cells from Stx2-triggered apoptosis. Here, exposing rat proximal tubular cells to Stx2 in vitro resulted in massive apoptosis, upregulation of the apoptotic factor Bax, increased cleaved caspase-3, and downregulation of the survival factor Bcl-xL; co-incubation with ouabain prevented all of these effects. Ouabain activated the NF-B antiapoptotic subunit p65, and the inhibition of p65 DNA binding abolished the antiapoptotic effect of ouabain in Stx2-exposed tubular cells. Furthermore, in vivo, administration of ouabain reversed the imbalance between Bax and Bcl-xL in Stx2-treated mice. Taken together, these results suggest that ouabain can protect the kidney from the apoptotic effects of Stx2

Usage and Attitudes Towards Natural Remedies and Homeopathy in General Pediatrics

In order to better understand the global approach and country differences in physicians’ usage, knowledge, and attitudes towards natural remedies and homeopathy in pediatric practice, an online survey involving 582 general pediatricians and general practitioners treating pediatric diseases was conducted in 6 countries. Overall, 17% of the pediatric prescriptions refer to phytotherapy and 15% refer to homeopathic preparations. Natural remedies and homeopathic preparations are more frequently used in upper respiratory tract infections, infant colic, sleep disturbances, and recurrent infections. In the majority of cases, they are used together with chemical drugs. Both treatment options are typically used if parents are concerned about side effects of conventional drugs or prefer natural remedies for themselves. Physicians express high interest in natural remedies and homeopathy; however, their knowledge is variable. Lack of proven efficacy, knowledge on mechanism of action, and information on indications are main factors that limit their usage