Quercetin som nefroprotektor efter varm ischemi: histomorfometrisk utvärdering i en gnagarmodell

Gabriela F. Köper Gonçalves¹, Maria Eduarda M. Silva², Francisco JB Sampaio¹, Marco A. Pereira-Sampaio^{1, 3}, Diogo Benchimol de Souza¹

ABSTRAKT

Ändamål:Att kvantitativt utvärdera de möjliga långtidsskyddande effekterna av quercetin under renal varm ischemi.

Material och metoder:Hanråttor indelades i fyra grupper: sken (S), sken-quercetin (SQ), ischemi (I) och ischemi-quercetin (IQ). Grupperna SQ och IQ fick quercetin (50 mg/kg) före och efter operationen. Grupperna I och IQ hade sina vänstra njurkärl fastklämda i 60 minuter. Alla djur avlivades fyra veckor efter proceduren och serumurea och kreatininnivåer mättes. Njurvikt och volym, cortex-non-cortex area ratio (C-NC), kortikal volym (CV), glomerulär volymdensitet (Vv[glom]), volymviktad glomerulär volym (VWGV), samt ett antal glomeruli pr.njure(N[glom]) utvärderades med stereologiska metoder. Resultaten ansågs vara statistiskt signifikanta när sid<>

Resultat:Serumureanivåerna i grupp I ökade med 10,4 procent i förhållande till grupp S, men inga skillnader observerades mellan de andra grupperna. C-NC för grupp I var lägre än för alla andra grupper, och grupp IQ hade liknande resultat som skengrupper. Vv[glom] och N[glom] i grupp I var lägre än för grupp S (33,7 procent respektive 28,3 procent), och grupp IQ hade ingen signifikant skillnad jämfört med S-gruppen.

Slutsatser:Quercetin var effektivt som ett nefroprotektivt medel för att förhindra den glomerulära förlusten som observerades närnjureutsattes för varm ischemi. Detta tyder på att denna flavonoid kan användas förebyggande injureoperation, när varm ischemi är nödvändig, såsom partiell nefrektomi.

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com

cistanche manliga fördelar

INTRODUKTION

Partiell nefrektomi har ansetts vara den gyllene standardbehandlingen för lokaliserade små njurmassor (1, 2) och har i allt högre grad utförts på grund av utvecklingen av diagnostiska tekniker (3). Trots den ständiga forskningen och utvecklingen av nya kirurgiska tekniker, som inkluderar kall ischemi och noll ischemi (4, 5), används fortfarande mest renal varm ischemi för att få ett blodlöst operationsfält vid partiell nefrektomi (6).

Däremot är njurischemi under nefronsparande kirurgi associerad med postoperativ glomerulär förlust och funktionell försämring av kvarvarande parenkymet (7, 8), vilket kan leda till njursvikt. Därför läkemedel som kan ha skyddande effekter pånjureunder de preoperativa, perioperativa och postoperativa perioderna är motiverade (9, 10).

Quercetin har visat positiva resultat under olika experimentella förhållanden, främst tillskrivet dess antioxidant- och antiinflammatoriska egenskaper (11-14). Denna flavonoid har också visat sig vara lovande när den förknippas med varm ischemi i olika organ och vävnader (15-17) och, mer specifikt, injure(18-20). Men så vitt vi vet har quercetin ännu inte undersökts för att förhindra glomerulär förlust efter varm ischemi.

Hypotesen för föreliggande studie är att quercetin kan lindra njurskador orsakade av ischemi-reperfusion. Målet är att kvantitativt utvärdera de möjliga långtidsskyddande effekterna av quercetin under renal varm ischemi i en gnagarmodell.

MATERIAL OCH METODER

Alla experiment utfördes i enlighet med nationella och internationella lagar för vetenskaplig användning av djur, och detta projekt godkändes formellt av den institutionella etiska kommittén för djurförsök (CEUA 040/2017).

Fyrtio Wistar-hanråttor i åldern 9 veckor användes. Djuren fördelades slumpmässigt i fyra grupper: Sham (S) - grupp som underkastades laparotomi och dissektion av njurstammen (n=10); Sham Quercetin (SQ) - grupp behandlad med quercetin och utsatts för samma procedurer som grupp Sham (n=10); Ischemi (I) - grupp utsatt för renal varm ischemi (n=10); Ischemi Quercetin (IQ) - gruppbehandlad med quercetin och utsatts för renal varm ischemi (n=10). Grupperna SQ och IQ fick 50 mg/kg quercetin (Quercetin, New Roots Herbal, Vaudreuil- -Dorion, Kanada) genom sondmatning 3 dagar före och 3 dagar efter operationen och en intraperitoneal administrering 60 minuter före det kirurgiska ingreppet, medan de inte behandlades grupperna (S och I) fick koksaltlösning (istället för quercetin) med samma protokoll.

Alla råttor bedövades via intramuskulär ketamin (Cetamin, Syntec, Santana de Parnaíba, Brasilien, 100 mg/kg) och xylazin (Xilazin, Syntec, 20 mg/kg). Under den aseptiska tekniken användes ett ventralt mittlinjesnitt för att exponera bukorganen, som förskjutits för att exponera den vänstranjure. Den vänstra njurartären och venen isolerades genom trubbig dissektion. Hos djur i grupp I och IQ klämdes njurkärlen fast i 60 minuter, medan i grupperna S och SQ pedikeln dissekerades, men ingen ischemi inducerades. Alla grupper förblev sövda i 60 minuter, under vilken de abdominala inälvorna återsattes i buken, och snittet täcktes med fuktad gasväv. Vid slutet av denna period avlägsnades vaskulära klämmor och reperfusion observerades (i grupperna I och IQ), och bukhålan stängdes på ett standardsätt.

Vänsternjuraruppsamlades och fixerades i 4 procent fosfatbuffrad formaldehyd. Njurarna vägdes och njurvolymen mättes med Scherles metod (21). Cortex-icke-cortex area ratio (C-NC) beräknades med hjälp av Cavalieri-metoden (22-24). Den kortikala volymen (CV) beräknades genom att multiplicera njurvolymen med C-NC (24).

Djuren har avlivats 4 veckor efter operationen genom överdos av bedövningsmedel (Isoflurane, BioChimico, Rio de Janeiro, Brasilien). Omedelbart efter döden togs ett blodprov genom hjärtpunktion. Detta prov användes för analys av urea och kreatininserumnivåer genom den automatiserade enzymatiska metoden. Vänsternjuraruppsamlades och fixerades i 4 procent fosfatbuffrad formaldehyd. Denjurarvägdes och njurvolymen mättes med Scherles metod (21). Cor-tex-icke-cortex area ratio (C-NC) beräknades med hjälp av Cavalieri-metoden (22-24). Den kortikala volymen (CV) beräknades genom att multiplicera njurvolymen med C-NC (24).

Slumpmässigt insamlade prover från alla vänsternjurarbearbetades för paraffininbäddning, sektionerades vid 5 µm tjocklek och färgades med hematoxylin och eosin. Histologisk analys utfördes blint med användning av 25 histologiska fält, erhållna från fem olika sektioner av njurbarken från varje njure. Glomerulär volymetrisk densitet (Vv[glom]), som anger den proportionella volymen som upptas av glomeruli i cortex, uppskattades med punkträkningsmetoden (22-24). Den volymvägda glomerulära volymen (VWGV) uppskattades med hjälp av punktsamplade intercepts-metoden (22-24). Uppskattningen av det totala antalet glomeruli per njure (N[glom]) beräknades med formeln: CVxVv[glom]/VWGV (24).

Resultaten jämfördes med envägs ANOVA med Bonferronis posthoc-test. Analyser utfördes med GraphPad Prism 5.0 (GraphPad Software, San Diego, USA). Alla resultat ansågs signifikanta när sid<0.05. all="" numerical="" data="" were="" presented="" as="" mean±standard="">

Dessutom undersökte en erfaren veterinärpatolog (omedveten om behandlingsförhållandena) alla histologiska sektioner och beskrev de histopatologiska förändringarna. De observerade förändringarna rapporterades sedan per grupp.

cistanche bodybuilding

RESULTAT

Serumureanivån i grupp I var 10,4 procent högre än i grupp S. Ingen skillnad i serumureanivåer observerades mellan grupp IQ och andra grupper. Dessutom observerades ingen skillnad i serumkreatininanalys mellan alla grupper.

C-NC för grupp I minskade med 9,3 procent jämfört med grupp S. Quercetinbehandling i grupp IQ återställde normala värden för denna parameter. C-NC för grupp IQ var 5,9 procent högre än för grupp I och hade liknande värden som grupperna S och SQ.

Vv[glom] för grupp I var 32,7 procent lägre än för grupp S och 34,2 procent minskat i jämförelse med grupp SQ. Samtidigt ökade grupp-IQ med 33,7 procent jämfört med I-gruppen och en minskning med 12,0 procent jämfört med SQ. Behandling med quercetin hos djur som utsatts för njurischemi (grupp IQ) förhindrade den minskning av Vv[glom] som observerades hos obehandlade djur.

Den ischemiskanjurar(grupp I) presenterade en reducerad N[glom] i jämförelse med grupperna S och SQ (26.0 procent respektive 33.0 procent). Behandling med quercetin i grupp IQ förhindrade denna glomeruliförlust, eftersom denna grupp inte visade någon skillnad med grupperna S och SQ, men 28,3 procent ökade N[glom] jämfört med grupp I.

Ingen skillnad noterades injurevikt,njurevolym, kortikal volym och VWGV bland grupperna. All data presenteras i tabell-1 och representeras i figur 1 och 2.

Histopatologisk analys avslöjade diskret tubulär och medullär överbelastning hos vissa djur i grupperna S och SQ, men den kortikala arkitekturen bevarades. Å andra sidan observerades många fokus på parenkymskador injurarav grupp I. Detta inkluderade amorft material i den tubulära lumen, amorft eosinofilt material i den medullära regionen, glomerulär degeneration, mononukleär infiltration, uppenbar förlust av glomeruli och förlust av kortikal arkitektur. Dessa patologiska fynd var minimala injurarutsatts för ischemi under quercetinbehandling (grupp IQ).

DISKUSSION

Trots stora ansträngningar för att undvika varm ischemi under partiell nefrektomi, med off-clamp och kall ischemiteknik (4, 5), är varm ischemi fortfarande nödvändig under de flesta nefronsparande operationer (1, 2, 6), och dess skadliga och permanenta konsekvenser för njurfunktionen och morfologin hos det kvarvarande parenkymet (7, 8) orsakas av den höga produktionen av reaktiva syreämnen och åtföljande lipidperoxidation (25, 26). Med tanke på detta är användningen av antioxidantläkemedel som möjliga nefronskyddare rimlig (9-11, 18-20) såväl som i andra organ och vävnader (12-17) associerade med ischemi/reperfusion (9, 10, 15-20, 26).

Quercetin är en flavonoid som har visat sig vara effektiv för att bekämpa produktionen av reaktiva syrearter och har positivt modifierat värdena för biokemiska markörer för homeostatiska funktioner hos organ och vävnader (12-17), inklusivenjurari olika situationer (11) såsom varm ischemi (18-20). Våra kvantitativa resultat bekräftar att användningen av quercetin är fördelaktig vid varm njurischemi. Man tror att de skyddande resultaten som observerades hos djur som fick quercetin var en konsekvens av den minskade oxidativa skadan i njurvävnad. Oxidativ stress har dock inte utvärderats direkt i denna studie, som i andra (27), och framtida studier bör klargöra verkningsmekanismerna. Användningen av denna flavonoid var effektiv för att förhindra glomerulär förlust (N[glom]), som endast inträffade hos djur som utsatts för njurischemi utan quercetinbehandling.

Även om fokus för föreliggande studie var histomorfometrisk utvärdering, analyserades även serumurea- och kreatininnivåerna, vilka är de mest använda biokemiska markörerna för njurfunktion (28). Serumurea ökade endast i ischemigruppen, vilket förstärkte att behandling med quercetin förhindrade njurdysfunktion, vilket indikeras av denna markör. Detta är i enlighet med tidigare data som rapporterats i tidigare studier (18-20).

Nefronsparande operation har, som namnet antyder, syftet att ta bort smånjuremassorna samtidigt som det maximala antalet nefroner bevaras för att bevara njurfunktionen på lång sikt (1, 2, 6-8). Kvantifiering av det absoluta antalet glomeruli, vilket är ett resultat som approximerar antalet nefroner som finns i parenkymet (10, 22-24), ger därför ett definitivt resultat som indikerar om den partiella nefrektomin når sitt mål. Så vitt vi vet är denna studie den första som rapporterar de förebyggande effekterna av quercetin på den glomerulära förlusten orsakad av varm njurischemi.

Gnagarmodellen används i stor utsträckning i studier fokuserade på effekterna av njurischemi/reperfusion (9, 18-20, 22), och de morfometriska förändringarna som orsakas av denna procedur har redan bevisats (22). Våra resultat överensstämmer med en tidigare rapport om 60-minut varm njurischemi i denna modell (22), med en minskning av C-NC, Vv[glom] och N[glom] i ischemigruppen jämfört med skengrupp.

Sham-djur som behandlats med quercetin visade inga kliniska, biokemiska eller morfometriska kvantitativa njurmodifieringar, vilket visar att quercetin inte har några biverkningar pånjure, vilket är i enlighet med tidigare studier (18-20, 26, 29). Ännu viktigare är att våra resultat bekräftar att denna flavonoid förhindrar glomerulär förlust orsakad av ischemi/reperfusion eftersom värdena för Vv[glom] och N[glom] i Ischemigruppen som behandlats med quercetin liknade de för skengruppen.

Tidigare publicerade studier visade de skyddande effekterna av quercetin under en kortare period, eftersom analysen av dessa studier utfördes en dag efter renal varm ischemi (18-20). Den aktuella studien lade till information om detta ämne och analyseradenjurar4 veckor efter den ischemiska skadan, vilket visar att de skyddande effekterna av quercetin är permanenta.

Det bör dock noteras att föreliggande studie hade vissa begränsningar. De patofysiologiska svaren på ischemisk skada skiljer sig mellan arter. Även om råttmodellen för renal varm ischemi används i stor utsträckning, är detta fortfarande en experimentell miljö, med flera skillnader i den kliniska miljön. Dessutom skulle utvärderingen av renalt clearance och andra biomarkörer i njurserum vara önskvärt för en mer känslig funktionell analys. Framtida kliniska studier som undersöker användningen av quercetin som ett nefroskyddande läkemedel hos patienter som genomgått partiell nefrektomi med varm ischemi är motiverade.

Således dras slutsatsen att quercetin var effektivt som ett nefroprotektivt medel, vilket minskade de histopatologiska modifieringarna, förhindrade glomerulär förlust och bibehöll normala ureaserumnivåer efter varm ischemi. Dessa resultat tyder på att denna flavonoid kan förbättra- -njurfunktionen på lång sikt hos patienter som genomgick partiell nefrektomi med varm ischemi.

Cistanche tubulosa förebygger njursjukdom, klicka här för att få provet

FINANSIERING

Samordning för förbättring av post-

-Forskarstuderande - CAPES

Foundation for Research Support of Rio de

Janeiro - FAPERJ

Nationella rådet för vetenskaplig och teknisk utveckling – CNPq

KONFLIKT AV INTRESSERA

Ingen deklarerad.

REFERENSER

1. Campbell S, Uzzo RG, Allaf ME, Bass EB, Cadeddu JA, Chang A, et al. Njurmassa och lokaliserad njurcancer: AUA-riktlinje. J Urol. 2017; 198:20-9.

2. Cai Y, Li HZ, Zhang YS. Jämförelse av partiell och radikal laparoskopisk nefrektomi: Långtidsresultat för klinisk T1b njurcellscancer. Urol J. 2018; 15:16-20.

3. Salameh JP, McInnes MDF, McGrath TA, Salameh G, Schieda N. Diagnostisk noggrannhet av Dual-Energy CT för utvärdering av njurmassa: systematisk granskning och metaanalys. AJR Am J Röntgenol. 2019; 212:W100-W105.

4. Simone G, Capitanio U, Tuderti G, Presicce F, Leonardo C, Ferriero M, et al. On-clamp kontra off-clamp partiell nefrektomi: Benägenhetspoängmatchad jämförelse av långsiktiga funktionella resultat. Int J Urol. 2019; 26:985-91.

5. Bertolo R, Garisto J, Dagenais J, Agudelo J, Armanyous S, Lioudis M, et al. Kall kontra varm ischemi Robotassisterad partiell nefrektomi: Jämförelse av funktionella resultat hos patienter som matchar benägenhetspoäng med "risk"-patienter. J Endourol. 2018; 32:717-23.

6. Hur M, Park SK, Shin J, Choi JY, Yoo S, Kim WH, et al. Effekten av avlägsna ischemisk förkonditionering på serumkreatinin hos patienter som genomgår partiell nefrektomi: ett studieprotokoll för en randomiserad kontrollerad studie. Rättegångar. 2018; 19:473.

7. Lee H, Song BD, Byun SS, Lee SE, Hong SK. Inverkan av varm ischemitid på postoperativ njurfunktion efter partiell nefrektomi för klinisk T1-njurcellscancer: en studie med benägenhetspoäng. BJU Int. 2018; 121:46-52.

8. Zabell JR, Wu J, Suk-Ouichai C, Campbell SC. Njurischemi och funktionella resultat efter partiell nefrektomi. Urol Clin North Am. 2017; 44:243-55.

9. Ozkan TA, Karakoyunlu N, Polat R, Sarıbaş GS, Şener NC, Özdemir S, et al. En utvärdering av den skyddande effekten av esomeprazol i en experimentell modell av njurischemi-reperfusion. Int Urol Nephrol. 2018; 50:217-23.

10. Damasceno-Ferreira JA, Abreu LAS, Bechara GR, Costa WS, Pereira-Sampaio MA, Sampaio FJB, et al. Mannitol minskar nefronförlust efter varm njurischemi i en grismodell. BMC Urol. 2018; 18:16.

11. Abharzanjani F, Afshar M, Hemmati M, Moussavi M. Kortvarig hög dos av Quercetin och Resveratrol förändrar åldringsmarkörer hos människorNjureCeller. Int J Föregående Med. 2017; 8:64.

12. Patra A, Satpathy S, Shenoy AK, Bush JA, Kazi M, Hussain

MD. Formulering och utvärdering av blandade polymera miceller av quercetin för behandling av bröst-, äggstocks- och multiresistenta cancerformer. Int J Nanomedicin. 2018;13:2869-81.

13. Wang D, Lou X, Jiang XM, Yang C, Liu XL, Zhang N. Quercetin skyddar mot inflammation, MMP-2-aktivering och apoptosinduktion i en råttmodell för hjärt-lungräddning genom att modulera Bmi{{2} } uttryck. Mol Med Rep. 2018; 18:610-6.

14. Srinivasan P, Vijayakumar S, Kothandaraman S, Palani M. Antidiabetisk aktivitet av quercetin extraherat från Phyllanthus Emblica L. frukt: In silico och in vivo tillvägagångssätt. J Pharm Anal. 2018;8:109-18.

15. Tóth Š, Jonecová Z, Čurgali K, Maretta M, Šoltés J, Švaňa M, et al. Quercetin dämpar det ischemi-reperfusionsinducerade COX--2- och MPO-uttrycket i tunntarmens slemhinna. Biomed Pharmacother. 2017; 95:346-54.

16. Park DJ, Shah FA, Koh PO. Quercetin dämpar skador på neuronala celler i en djurmodell med ocklusion av mitthjärnartären. J Vet Med Sci. 2018; 80:676-83.

17. Uyla MU, ahin A, ahintürk V, Alata Ö. Quercetin påverkar ödet för leverischemi och reperfusionsskada hos råttor: en experimentell forskning. Int J Surg. 2018; 53:117-21.

18. Kahraman A, Erkasap N, Serteser M, Köken T. Skyddande effekt av quercetin på njurischemi/reperfusionsskada hos råttor. J Nephrol. 2003; 16:219-24.

19. Kinaci MK, Erkasap N, Kucuk A, Koken T, Tosun M. Effekter av quercetin på apoptos, NF-B och NOS genuttryck vid njurischemi/reperfusionsskada. Exp Ther Med. 2012; 3:249-54.

20. Chen BL, Wang LT, Huang KH, Wang CC, Chiang CK, Liu SH. Quercetin dämpar njurischemi/reperfusionsskada via aktivering av den AMP-aktiverade proteinkinas-reglerade autofagivägen. J Nutr Biochem. 2014; 25:1226-34