Kidney mitochondrial complex I dysfunction in a juvenile rat model of diabetic ketoacidosis.

چکیده اصلی

BACKGROUND: The pathobiology of acute kidney injury during diabetic ketoacidosis (DKA) is not completely understood. We hypothesized that mitochondrial function is impaired during DKA as a mechanism of acute kidney injury. METHODS: We isolated kidney samples from 4 to 5 week-old rats with normoglycemia (NG, controls; n = 7), hyperglycemia (HG; n = 5), acute DKA (DKA; n = 5), and after 24 h of DKA treatment (DKA-24; n = 5). Kidney tissue homogenates were prepared from frozen tissue for measurement of mitochondrial electron transport system (ETS) complex I + III, II + III, and IV activity and citrate synthase activity using spectrophotometry and ETS complex protein expression using Western blots. RESULTS: Mitochondrial ETS complex I + III activity (mean ± SD) exhibited a stepwise decrease from HG (113 ± 54 nmol/min/mg tissue protein) to DKA (64 ± 32; p < 0.05 compared to NG) and trended toward NG control levels (143 ± 37) in DKA-24 (135 ± 39). Mitochondrial content, including citrate synthase activity and ETS complex proteins I, II, IV, and V, did not differ between groups, except that ETS complex III increased in HG and DKA and subsequently decreased in DKA-24. CONCLUSIONS: In a juvenile rat model of DKA, increasing glycemic stress caused a reversible change in kidney mitochondrial complex I function and complex III expression. IMPACT: Acute kidney injury during diabetic ketoacidosis (DKA) increases risk of future diabetic kidney disease, but the underlying pathobiology is not understood. In a juvenile rat model of DKA, we found that increasing glycemic stress caused a reversible change in kidney mitochondrial complex I function and complex III expression. These data support further investigation to determine if mitochondrial dysfunction may contribute to DKA-related acute kidney injury.

ترجمه فارسی چکیده

پاتوفیزیولوژی آسیب حاد کلیه در دیابتی ساکسوز (DKA) به طور کامل درک نشده است. فرض ما این بود که عملکرد میتوکندری در حین DKA به عنوان یک مکانیسم آسیب حاد کلیه مختل می‌شود. ما نمونه‌های کلیه را از موش‌های ۴ تا ۵ هفته‌ای با نرمال‌گلیسمی (NG، کنترل؛ n = 7)، هیپرگلیسمی (HG؛ n = 5)، DKA حاد (DKA؛ n = 5) و پس از ۲۴ ساعت درمان DKA (DKA-24؛ n = 5) جداسازی کردیم. فعالیت کمپلکس‌های سیستم انتقال الکترون میتوکندری (ETS) I + III، II + III و IV و فعالیت سینتاز سیترات در هموژنات بافت کلیه با استفاده از اسپکتروفتومتری و بیان پروتئین کمپلکس ETS با وسترن بلات اندازه‌گیری شد. فعالیت کمپلکس I + III ETS میتوکندری به صورت مرحله‌ای از HG (113 ± 54 nmol/min/mg پروتئین بافت) به DKA (64 ± 32؛ p < 0.05 در مقایسه با NG) کاهش یافت و به سمت سطوح کنترل NG (143 ± 37) در DKA-24 (135 ± 39) تمایل داشت. محتوای میتوکندری، از جمله فعالیت سینتاز سیترات و پروتئین‌های کمپلکس ETS I، II، IV و V، بین گروه‌ها تفاوتی نداشت، به جز اینکه کمپلکس III ETS در HG و DKA افزایش یافت و سپس در DKA-24 کاهش یافت. در یک مدل موش جوانی DKA، افزایش استرس گلیسمی باعث تغییر قابل برگشت در عملکرد کمپلکس I میتوکندری کلیه و بیان کمپلکس III شد.

متن کامل اصلی