Impairment of renal steroidogenesis at the onset of diabetes

Accumulating evidence indicates the association between changes in circulating sex steroid hormone levels and the development of diabetic nephropathy. However, the renal synthesis of steroid hormones during diabetes is essentially unknown. Male Wistar rats were injected with streptozotocin (STZ) or vehicle. After one week, no changes in functional or structural parameters related to kidney damage were observed in STZ group; however, a higher renal expression of proinflammatory cytokines and HSP70 was found. Expression of Steroidogenic Acute Regulatory protein (StAR) and P450scc (CYP11A1) was decreased in STZ kidneys. Incubation of isolated mitochondria with 22R-hydroxycholesterol revealed a marked inhibition in CYP11A1 function at the medullary level in STZ group. The inhibition of these first steps of renal steroidogenesis in early STZ-induced diabetes led to a decreased local synthesis of pregnenolone and progesterone. These findings stimulate investigation of the probable role of nephrosteroids in kidney damage associated with diabetes.Fil: Pagotto, Melina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Roldán, María Lorena. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Molinas, Sara Maria. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Área Farmacología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Raices, Trinidad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Pisani, Gerardo Bruno. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Área Morfología; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Monasterolo, Liliana Alicia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Área Farmacología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentin

Angiotensin ii type 2 receptor agonist, compound 21, prevents tubular epithelial cell damage caused by renal ischemia

During ischemic acute kidney injury (AKI), loss of cytoskeletal integrity and disruption of intercellular junctions are rapid events in response to ATP depletion. Angiotensin II type 2 receptor (AT2R) is overexpressed in injury situations and its stimulation by angiotensin II (AngII) is related to beneficial renal effects. Its role on ischemic AKI has not been deeply studied. The aim of the present study was to investigate whether pretreatment with the AT2R agonist, C21, prevents ischemic renal epithelial cell injury. Studies in a model of 40 min of renal ischemia followed by 24 h of reperfusion (IR) in rats demonstrated that C21 pretreatment attenuated renal dysfunction and induced better preservation of tubular architecture. In addition, we studied the expression of Rho GTPases, RhoA and Cdc42, since they are key proteins in the regulation of the actin cytoskeleton and the stability of epithelial intercellular junctions. IR downregulated RhoA and Cdc42 abundance in rat kidneys. C21 pretreatment prevented RhoA reduction and increased Cdc42 abundance compared to controls. We also used an in vitro model of ATP depletion in MDCK cells grown on filter support. Using immunofluorescence we observed that in MDCK cells, C21 pretreatment prevented the ATP depletion-induced reduction of actin in brush border microvilli and in stress fibers. Moreover, C21 prevented membrane E-cadherin reduction, and RhoA and Cdc42 downregulation. The present study describes for the first time a renoprotective effect of the AT2R agonist, C21, against AKI, and provides evidence supporting that stimulation of AT2R triggers cytoprotective mechanisms against an ischemic event.Fil: Fussi, María Fernanda. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; ArgentinaFil: Hidalgo, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Buono, Gabriel Marcelo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; ArgentinaFil: Marquez, Susana Beatriz. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas; ArgentinaFil: Pariani, Alejandro Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Molinas, Jorge Luis. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.médicas. Escuela de Cs.médicas. Cátedra de Fisiología; ArgentinaFil: Larocca, Maria Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Monasterolo, Liliana Alicia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Molinas, Sara Maria. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentin

Efectos de agonistas GABaérgicos y benzodiazepinas sobre la función renal

La utilidad terapéutica de distintas drogas GABAérgicas, de las benzodiazepinas clásicas y de la benzodiazepina antagónista, flumazenil, se debe a las acciones de estos agentes a nivel del sistema nervioso central . Sin embargo, las evidencias acumuladas en los últimos años de la relevancia del sistema GABAérgico y de los receptores a benzodiazepinas en la periferia han ampliado las perspectivas clínicas de estos agentes. El objetivo planteado en el presente trabajo fue caracterizar los efectos de agonistas GABAérgicos y benzodiazepinas sobre la función renal; y evaluar posibles mecanismos involucrados. Los experimentos se realizaron con ratas Wistar adultas. La función renal se evaluó mediante técnicas de clearance, en el animal intacto sometido a infusión continua o en el modelo de riñón aislado y perfundido. Los parámetros funcionales estudiados en los experimentos in vivo fueron: clearance de PAH, como índice de flujo plasmático renal; velocidad de filtración glomerular, estimada a partir del clearance de inulina …Fil: Monasterolo, Liliana Alicia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Área Farmacología; Argentina

Modelos experimentales en Nefrología. Lo que el nefrólogo debería conocer (1ª entrega)

La investigación en ciencias básicas es fundamental para el conocimiento de la patogénesis de las enfermedades y el posible desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. La representación necesaria para responder a los interrogantes que surgen del proceso de investigación requiere de la utilización de modelos experimentales En esta entrega abordamos el uso de los modelos in vivo en los estudios de función renal. Los esfuerzos que se han realizado para entender la fi siología humana se han apoyado extensamente en estos modelos. Los mamíferos, por su fi siología parecida a la de los humanos, y específi camente los roedores, han tenido un lugar de supremacía desde comienzos del siglo pasado, como modelo de enfermedades humanas. A partir de la década de los ´80 la facilidad de la manipulación genética de las células madre embrionarias en ratones dio origen a los modelos de ratones transgénicos. Los experimentos in vivo han sido esenciales para el conocimiento de la fi siología y la patología renal. La implementación de las técnicas de micropunción, junto al desarrollo de métodos para medir presiones hidrostáticas en pequeños compartimientos resultaron ser de importancia fundamental en los estudios de fi ltración glomerular, y sentaron las bases del conocimiento actual sobre este proceso ya sea en condiciones fi siológicas o patológicas.Fil: Monasterolo, Liliana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario; ArgentinaFil: Trumper, Laura. Universidad Nacional de Rosario; Argentin

Modelos experimentales en nefrología. Modelo de riñón aislado y perfundido

El modelo de riñón aislado y prefundido brinda la posibilidad de analizar la función renal bajo condiciones definidas y sin la intervención de factores sistémicos. Este modelo consiste en aislar al riñón de la vasculatura sistémica, y perfundirlo a través de la arteria renal con un medio de perfusión con características similares al plasma o a la sangre, conservando las características anatómicas, bioquímicas y funcionales del riñón intacto. Esto posibilita circunscribir factores extrarrenales que pueden complicar la interpretación de la información obtenida con experimentos realizados in vivo. Además, la utilización del órgano aislado permite el estudio de la función renal bajo condiciones en las que el operador puede modificar las variables a analizar de manera controlada. En el presente artículo se revisa la técnica de preparación, los criterios de viabilidad, las principales características hemodinámicas y tubulares, y las aplicaciones del modelo.The isolated perfused kidney model provides the ability to analyze the renal function under defined conditions without the intervention of systemic factors. In this model, the kidney is isolated from the systemic vasculature, and infused through the renal artery with a perfusion medium with the plasma or blood characteristics. The anatomical, biochemical and functional characteristics of the intact kidney is preserved. This allows to circumscribe extrarenal factors that can complicate the interpretation of the in vivo experiments. Moreover, the use of the isolated organ allows the study of renal function under conditions in which the operator can modify the analyzed variables in a controlled manner. In this article, the technique of preparation, viability criteria; and the main hemodynamic and tubular features and applications of the model are reviewed.Fil: Trumper, Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Monasterolo, Liliana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentin

Effects of "in vivo" administration of baclofen on rat renal tubular function

The effects of the in vivo administration of baclofen on renal tubular transport and aquaporin-2 (AQP2) expression were evaluated. In conscious animals kept in metabolic cages, baclofen (0.01-1 mg/kg, s.c.) induced a dose-dependent increment in the urine flow rate (UFR) and in sodium and potassium excretion, associated with an increased osmolal clearance (Closm), a diminished urine to plasma osmolality ratio (Uosm/Posm) and a decrease in AQP2 expression. The above mentioned baclofen effects on functional parameters were corroborated by using conventional renal clearance techniques. Additionally, this model allowed the detection of a diminution in glucose reabsorption. Some experiments were performed with water-deprived or desmopressin-treated rats kept in metabolic cages. Either water deprivation or desmopressin treatment decreased the UFR and increased the Uosm/Posm. Baclofen did not change the Uosm/Posm or AQP2 expression in desmopressin-treated rats; but it increased the UFR and diminished the Uosm/Posm and AQP2 expression in water-deprived animals. These results indicate that in vivo administration of baclofen promotes alterations in proximal tubular transport, since glucose reabsorption was decreased. The distal tubular function was also affected. The increased Closm indicates an alteration in solute reabsorption at the ascending limb of the Henle's loop. The decreased Uosm/Posm and AQP2 expression in controls and in water-deprived, but not in desmopressin-treated rats, lead us to speculate that some effect of baclofen on endogenous vasopressin availability could be responsible for the impaired urine concentrating ability, more than any disturbance in the responsiveness of the renal cells to the hormone.Fil: Donato, Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Pisani, Gerardo Bruno. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Trumper, Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Monasterolo, Liliana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Glutamine protection in an experimental model of acetaminophen nephrotoxicity

Acetaminophen (APAP) is a widely prescribed analgesic and antipyretic drug. In the present work, we studied the effects of glutamine (Gln) in an in vivo model of APAP-induced nephrotoxicity in male Wistar rats. Renal function, histological characteristics, and Na+,K+-ATPase cortical abundance and distribution were analyzed. The appearance of HSP70 and actin in urine was also evaluated. Myeloperoxidase (MPO) activity in cortical tissue was measured as an index of the inflammatory response. Gln administration 30 min before APAP protected from the renal functional and histological damage promoted by APAP. Rats that received the dual treatment Gln and APAP (Gln/APAP) showed the same level of Na+,K+-ATPase cortical induction as APAP-treated animals, but the enzyme maintained its normal basolateral localization. HSP70 abundance was increased up to the same level in the Gln, APAP, and Gln/APAP groups. Urinary HSP70 and actin were detected only in the APAP-treated animals, reinforcing the protection of renal tubular integrity afforded by the Gln pretreatment. Gln pretreatment also protected from the increment in MPO activity promoted by APAP. Our results support the idea that Gln pretreatment could be a therapeutic option to prevent APAP-induced renal injury.Fil: Brovedan, Marco Alcides. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; ArgentinaFil: Molinas, Sara Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; ArgentinaFil: Pisani, Gerardo Daniel. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Área Morfología; ArgentinaFil: Monasterolo, Liliana Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; ArgentinaFil: Trumper, Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmaceuticas. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Area Farmacología; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Centro de Investigaciones de la Universidad Nacional de Rosario; Argentin

Localization and functional activity of cytochrome P450 side chain cleavage enzyme (CYP11A1) in the adult rat kidney

Cumulative evidence demonstrated effective downstream metabolism of pregnenolone in renal tissue. The aim of this study was to evaluate the expression and functional activity of cytochrome P450 side chain cleavage enzyme (CYP11A1), which converts cholesterol into pregnenolone, in adult rat kidney. Immunohistochemical labeling for CYP11A1 was observed in renal cortex and medulla, on structures identified as distal convoluted tubule and thick ascending limb of Henle's loop, respectively. Immunoblotting analysis corroborated the renal expression of the protein in inner mitochondrial membrane fractions. The incubation of isolated mitochondria with the membrane-permeant cholesterol analogue 22R-hydroxycholesterol resulted in efficient formation of pregnenolone, the immediate precursor for the synthesis of all the steroid hormones. The low progesterone production rate observed in these experiments suggested a poor activity of 3β-hydroxysteroid dehydrogenase enzyme in renal mitochondria. The steroidogenic acute regulatory protein (StAR), involved in the mitochondrial import of cholesterol, was detected in renal tissue at both mRNA and protein level. Immunostaining for StAR showed similar distribution to that observed for CYP11A1. The expression of StAR and CYP11A1 was found to be higher in medulla than in cortex. This enhanced expression of steroidogenesis-related proteins correlated with a greater pregnenolone synthesis rate and higher steroid hormones tissular content measured in medulla. In conclusion, we have established the expression and localization of StAR and CYP11A1 protein, the ability of synthesizing pregnenolone and a region-specific content of sex hormones in the adult rat kidney. These data clearly show that the kidney is a steroid hormones synthesizing organ. It is proposed that the existence in the kidney of complete steroidogenic machinery would respond to a physiological significance. © 2010 Elsevier Ireland Ltd.Fil: Pagotto, Melina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Roldán, María Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Pagotto, Romina María del Luján. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Lugano, Maria C.. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Pisani, Gerardo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Rogic, Gastón. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Molinas, Sara Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Fisiología Experimental. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Fisiología Experimental; ArgentinaFil: Trumper, Laura. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; ArgentinaFil: Pignataro, Omar Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Monasterolo, Liliana Alicia. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin