Acute hypobaric hypoxia and cardiac energetic response in prepubertal rats: role of nitric oxide

New Findings: What is the central question of this study? In adult rat hearts, exposure to hypobaric hypoxia increases tolerance to hypoxia–reoxygenation, termed endogenous cardioprotection. The mechanism involves the nitric oxide system and modulation of mitochondrial oxygen consumption. What is the cardiac energetic response in prepubertal rats exposed to hypobaric hypoxia? What is the main finding and its importance? Prepubertal rats, unlike adult rats, did not increase tolerance to hypoxia–reoxygenation in response acute exposure to hypobaric hypoxia, which impaired cardiac contractile economy. This finding could be related to a failure to increase nitric oxide synthase expression, hence modulation of mitochondrial oxygen consumption and ATP production. Abstract: Studies in our laboratory showed that exposure of rats to hypobaric hypoxia (HH) increased the tolerance of the heart to hypoxia–reoxygenation (H/R), involving mitochondrial and cytosolic nitric oxide synthase (NOS) systems. The objective of the present study was to evaluate how the degree of somatic maturation could alter this healthy response. Prepubertal male rats were exposed for 48 h to a simulated altitude of 4400 m in a hypobaric chamber. The mechanical energetic activity in perfused hearts and the contractile functional capacity of NOS in isolated left ventricular papillary muscles were evaluated during H/R. Cytosolic nitric oxide (NO), production of nitrites/nitrates (Nx), expression of NOS isoforms, mitochondrial O2 consumption and ATP production were also evaluated. The left ventricular pressure during H/R was not improved by HH. However, the energetic activity was increased. Thus, the contractile economy (left ventricular pressure/energetic activity) decreased in HH. Nitric oxide did not modify papillary muscle contractility after H/R. Cytosolic p-eNOS-Ser1177 and inducible NOS expression were decreased by HH, but no changes were observed in NO production. Interestingly, HH increased Nx levels, but O2 consumption and ATP production in mitochondria were not affected by HH. Prepubertal rats exposed to HH preserved cardiac contractile function, but with a high energetic cost, modifying contractile economy. Although this could be related to the decreased NOS expression detected, cytosolic NO production was preserved, maybe through the Nx metabolic pathway, without modification of mitochondrial ATP production and O2 consumption. In this scenario, the treatment was unable to increase tolerance to H/R as observed in adult animals.Fil: la Padula, Pablo Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto Alberto C. Taquini de Investigaciones En Medicina Traslacional. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Cardiologicas "prof. Dr. Alberto C. Taquini". Instituto Alberto C. Taquini de Investigaciones En Medicina Traslacional.; ArgentinaFil: Czerniczyniec, Analia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Bonazzola, Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto Alberto C. Taquini de Investigaciones En Medicina Traslacional. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Cardiologicas "prof. Dr. Alberto C. Taquini". Instituto Alberto C. Taquini de Investigaciones En Medicina Traslacional.; ArgentinaFil: Piotrkowski, Barbara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Lores Arnaiz, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Costa, Lidia Esther. Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Tecnicas. Oficina de Coordinacion Administrativa Houssay. Instituto Alberto C. Taquini de Investigaciones En Medicina Traslacional. - Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Cardiologicas "prof. Dr. Alberto C. Taquini". Instituto Alberto C. Taquini de Investigaciones En Medicina Traslacional.; Argentin

Endotoxemia impairs heart mitochondrial function by decreasing electron transfer, ATP synthesis and ATP content without affecting membrane potential

Acute endotoxemia (LPS, 10 mg/kg ip, Sprague Dawley rats, 45 days old, 180 g) decreased the O2 consumption of rat heart (1 mm3 tissue cubes) by 33% (from 4.69 to 3.11 μmol O2/min. g tissue). Mitochondrial O2 consumption and complex I activity were also decreased by 27% and 29%, respectively. Impaired respiration was associated to decreased ATP synthesis (from 417 to 168 nmol/min. mg protein) and ATP content (from 5.40 to 4.18 nmol ATP/mg protein), without affecting mitochondrial membrane potential. This scenario is accompanied by an increased production of O2●− and H2O2 due to complex I inhibition. The increased NO production, as shown by 38% increased mtNOS biochemical activity and 31% increased mtNOS functional activity, is expected to fuel an increased ONOO− generation that is considered relevant in terms of the biochemical mechanism. Heart mitochondrial bioenergetic dysfunction with decreased O2 uptake, ATP production and contents may indicate that preservation of mitochondrial function will prevent heart failure in endotoxemia.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Cimolai, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Valdez, Laura Batriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Boveris, Alberto Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

The role of mitochondria in inflammatory syndromes

Several authors have addressed the importance of mitochondrial function in inflammatory syndromes,as it may play a role in the genesis of tissue injury. Sepsis and exposition to environmental particles are examples of inflammatory conditions. Sepsis occurs with an exacerbated inflammatory response that damagestissue mitochondria and impairs bioenergetic processes. One of the current hypotheses for the molecular mechanisms underlying the complex condition of sepsis is that enhanced NO production and oxidative stress lead to mitochondrial dysfunction, bioenergetic derangement and organ failure. The mechanism of particulate matter-health effects are believed to involve inflammation and oxidative stress. Components in particles that elicit inflammation have been poorly investigated, although recent research points out to the contribution of compositional elements and particle size. Oxygen metabolism and mitochondrial function appear to be important areas of study in inflammatory conditions for clarifying molecular mechanisms involved.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vico, Tamara Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Garces, Mariana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Cáseres, Lourdes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Guaglianone, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Mitochondrial Dynamics and VMP1-Related Selective Mitophagy in Experimental Acute Pancreatitis

Mitophagy and zymophagy are selective autophagy pathways early induced in acute pancreatitis that may explain the mild, auto limited, and more frequent clinical presentation of this disease. Adequate mitochondrial bioenergetics is necessary for cellular restoration mechanisms that are triggered during the mild disease. However, mitochondria and zymogen contents are direct targets of damage in acute pancreatitis. Cellular survival depends on the recovering possibility of mitochondrial function and efficient clearance of damaged mitochondria. This work aimed to analyze mitochondrial dynamics and function during selective autophagy in pancreatic acinar cells during mild experimental pancreatitis in rats. Also, using a cell model under the hyperstimulation of the G-coupled receptor for CCK (CCK-R), we aimed to investigate the mechanisms involved in these processes in the context of zymophagy. We found that during acute pancreatitis, mitochondrial O2 consumption and ATP production significantly decreased early after induction of acute pancreatitis, with a consequent decrease in the ATP/O ratio. Mitochondrial dysfunction was accompanied by changes in mitochondrial dynamics evidenced by optic atrophy 1 (OPA-1) and dynamin-related protein 1 (DRP-1) differential expression and ultrastructural features of mitochondrial fission, mitochondrial elongation, and mitophagy during the acute phase of experimental mild pancreatitis in rats. Mitophagy was also evaluated by confocal assay after transfection with the pMITO-RFP-GFP plasmid that specifically labels autophagic degradation of mitochondria and the expression and redistribution of the ubiquitin ligase Parkin1. Moreover, we report for the first time that vacuole membrane protein-1 (VMP1) is involved and required in the mitophagy process during acute pancreatitis, observable not only by repositioning around specific mitochondrial populations, but also by detection of mitochondria in autophagosomes specifically isolated with anti-VMP1 antibodies as well. Also, VMP1 downregulation avoided mitochondrial degradation confirming that VMP1 expression is required for mitophagy during acute pancreatitis. In conclusion, we identified a novel DRP1-Parkin1-VMP1 selective autophagy pathway, which mediates the selective degradation of damaged mitochondria by mitophagy in acute pancreatitis. The understanding of the molecular mechanisms involved to restore mitochondrial function, such as mitochondrial dynamics and mitophagy, could be relevant in the development of novel therapeutic strategies in acute pancreatitis.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Ropolo, Alejandro Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Grasso, Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Ojeda, Diego Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Garcia, Maria Noe. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vico, Tamara Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Orquera, Tamara. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Quarleri, Jorge Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vaccaro, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Cardiac dysfunction, mitochondrial architecture, energy production, and inflammatory pathways: Interrelated aspects in endotoxemia and sepsis

Septic patients with myocardial dysfunction have a 3-fold increase in mortality compared with patients without cardiovascular impairment, and usually show myocarditis, disruption of the contractile apparatus, increased amounts of interstitial collagen, and damaged mitochondria. The presence of nitric oxide and cytokines in cardiac tissue constitute the molecular markers and the intracellular messengers of inflammatory conditions in the heart due to the onset of sepsis and endotoxemia, derived from the nuclear factor-κB pathway activation and proinflammatory gene transcription. Sepsis occurs with an exacerbated inflammatory response that damages tissue mitochondria and impaired bioenergetic processes. The heart consumes 20–30 times its own weight in adenosine triphosphate every day, and 90% of this molecule is derived from mitochondrial oxidative phosphorylation. Cardiac energy management is comprised in sepsis and endotoxemia; both a deficit in energy production and alterations in the source of energy substrates are believed to be involved in impaired cardiac function. Although several hypotheses try to explain the molecular mechanisms underlying the complex condition of sepsis and endotoxemia, the current view is that these syndromes are the result of an intricate balance between prevailing levels of mitochondrial stress, biogenesis/autophagy signaling and mitochondria quality control processes, rather on a single factor. The aim of this review is to discuss current hypothesis of cardiac dysfunction related to energy metabolism and mitochondrial function in experimental models of sepsis and endotoxemia, and to introduce the importance of lipids (mainly cardiolipin) in the mechanism of cardiac energy mismanagement in these inflammatory conditions.Fil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vico, Tamara Antonela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

In situ and real time muscle chemiluminescence determines singlet oxygen involvement in oxidative damage during endotoxemia

Many studies have reported the occurrence of oxidative stress in different models of sepsis, but no measurements in real time and in non-invasive manner in an acute model of endotoxemia were done, being its mechanism still under debate. In the present work, we have used in situ surface chemiluminescence to evaluate the reactive oxygen species steady-state concentrations and to identify the main chemical species involved in this phenomenon. Experimental endotoxemia provoked a twofold increase in skeletal muscle chemiluminescence (control value: 31±4cps/cm2). The use of cutoff filters and D2O and biacetyl as specific enhancers, indicates that singlet oxygen is the main emitting species in this model. This result closely correlates with elevated TBARS levels, an index of oxidative damage to lipids. Increased NO production and NADPH oxidase activity may support the formation of ONOO-, which in turn may originate HO, an initiator of the lipid oxidation chain. In summary, our data show for the first time that 1O2 is the main chemical and emitting species involved in the mechanism of oxidative stress present in an acute model of endotoxemia. This work provides new insights necessary to understand free radical mechanisms behind endotoxemic syndrome.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Programa de Radicales Libres; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Programa de Radicales Libres; ArgentinaFil: Boveris, Alberto Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Programa de Radicales Libres; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Programa de Radicales Libres; Argentin

Reactive oxygen species produced by NADPH oxidase and mitochondrial dysfunction in lung after an acute exposure to Residual Oil Fly Ashes

Reactive O2 species production triggered by particulate matter (PM) exposure is able to initiate oxidative damage mechanisms, which are postulated as responsible for increased morbidity along with the aggravation of respiratory diseases. The aim of this work was to quantitatively analyse the major sources of reactive O2 species involved in lung O2 metabolism after an acute exposure to Residual Oil Fly Ashes (ROFAs). Mice were intranasally instilled with a ROFA suspension (1.0 mg/kg body weight), and lung samples were analysed 1 h after instillation. Tissue O2 consumption and NADPH oxidase (Nox) activity were evaluated in tissue homogenates. Mitochondrial respiration, respiratory chain complexes activity, H2O2 and ATP production rates, mitochondrial membrane potential and oxidative damage markers were assessed in isolated mitochondria. ROFA exposure was found to be associated with 61% increased tissue O2 consumption, a 30% increase in Nox activity, a 33% increased state 3 mitochondrial O2 consumption and a mitochondrial complex II activity increased by 25%. During mitochondrial active respiration, mitochondrial depolarization and a 53% decreased ATP production rate were observed. Neither changes in H2O2 production rate, nor oxidative damage in isolated mitochondria were observed after the instillation. After an acute ROFA exposure, increased tissue O2 consumption may account for an augmented Nox activity, causing an increased O2 •− production. The mitochondrial function modifications found may prevent oxidative damage within the organelle. These findings provide new insights to the understanding of the mechanisms involving reactive O2 species production in the lung triggered by ROFA exposure.Fil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina;Fil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina;Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina;Fil: Tasat, Deborah Ruth. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología. Centro de Estudios en Salud y Medio Ambiente; Argentina;Fil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina;Fil: Evelson, Pablo Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina

α-Lipoic acid protects kidney from oxidative stress and mitochondrial dysfunction associated to inflammatory conditions

An adequate redox status is important for maintaining mitochondrial function in inflammatory conditions. The aim of this work was to evaluate the effects of α-lipoic acid (LA) in kidney oxidative metabolism and mitochondrial function in lipopolysaccharide (LPS) treated rats. Sprague-Dawley rats (female, 45 ± 5 days old) were treated with LPS (10 mg/kg) and/or LA (100 mg/kg). LA prevented the 1.2 fold increase in NO production, decreased (30-40%) mitochondrial complex I-III and IV activities, and decreased (26%) membrane potential and cardiolipin oxidation (76%) observed in LPS-treated animals. No differences were observed in mitochondrial O2 consumption, mitochondrial complex II-III activity, and ATP production when LPS group was compared to LA+LPS group. Based on the improvement of the mitochondrial function, decreased production of mitochondrial NO and restoration of cardiolipin levels, this work provides new evidence that α-lipoic acid protects kidney from oxidative stress and mitochondrial dysfunction.Fil: Cimolai, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Selective TNF-α targeting with infliximab attenuates impaired oxygen metabolism and contractile function induced by an acute exposure to air particulate matter

Inflammation plays a central role in the onset and progression of cardiovascular diseases associated with the exposure to air pollution particulate matter (PM). The aim of this work was to analyze the cardioprotective effect of selective TNF-α targeting with a blocking anti-TNF- α antibody (infliximab) in an in vivo mice model of acute exposure to residual oil fly ash (ROFA). Female Swiss mice received an intraperitoneal injection of infliximab (10 mg/kg body wt) or saline solution, and were intranasally instilled with a ROFA suspension (1 mg/kg body wt). Control animals were instilled with saline solution and handled in parallel. After 3 h, heart O2 consumption was assessed by high-resolution respirometry in left ventricle tissue cubes and isolated mitochondria, and ventricular contractile reserve and lusitropic reserve were evaluated according to the Langendorff technique. ROFA instillation induced a significant decrease in tissue O2 consumption and active mitochondrial respiration by 32 and 31%, respectively, compared with the control group. While ventricular contractile state and isovolumic relaxation were not altered in ROFA-exposed mice, impaired contractile reserve and lusitropic reserve were observed in this group. Infliximab pretreatment significantly attenuated the decrease in heart O2 consumption and prevented the decrease in ventricular contractile and lusitropic reserve in ROFA-exposed mice. Moreover, infliximab-pretreated ROFA-exposed mice showed conserved left ventricular developed pressure and cardiac O2 consumption in response to a β-adrenergic stimulus with isoproterenol. These results provides direct evidence linking systemic inflammation and altered cardiac function following an acute exposure to PM and contribute to the understanding of PM-associated cardiovascular morbidity and mortality.Fil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: D'Anunzio, Verónica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Paz, Mariela Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Caceres, Lourdes Catalina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Garces, Mariana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Perez, María Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Tasat, Deborah Ruth. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Gonzalez Maglio, Daniel Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Estudios de la Inmunidad Humoral Prof. Ricardo A. Margni; ArgentinaFil: Gelpi, Ricardo Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

Alpha-synuclein mitochondrial interaction leads to irreversible translocation and complex I impairment

α-synuclein is involved in both familial and sporadic Parkinson's disease. Although its interaction with mitochondria has been well documented, several aspects remains unknown or under debate such as the specific sub-mitochondrial localization or the dynamics of the interaction. It has been suggested that α-synuclein could only interact with ER-associated mitochondria. The vast use of model systems and experimental conditions makes difficult to compare results and extract definitive conclusions. Here we tackle this by analyzing, in a simplified system, the interaction between purified α-synuclein and isolated rat brain mitochondria. This work shows that wild type α-synuclein interacts with isolated mitochondria and translocates into the mitochondrial matrix. This interaction and the irreversibility of α-synuclein translocation depend on incubation time and α-synuclein concentration. FRET experiments show that α-synuclein localizes close to components of the TOM complex suggesting a passive transport of α-synuclein through the outer membrane. In addition, α-synuclein binding alters mitochondrial function at the level of Complex I leading to a decrease in ATP synthesis and an increase of ROS production.Fil: Martinez, Jimena Hebe. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Fuentes, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad Medicina. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alaimo, Agustina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Cassina, Adriana. Universidad de la República; UruguayFil: Coluccio Leskow, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Velázquez Duarte, Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentin