A Rat Model of Rheumatoid Arthritis: TDZD-8 is Associated with the Protection Against the Induction of the Synovium Knee Joint IL-17A/GSK3β/ROS/α-SMA Axis of Fibrosis

SUMMARY: Rheumatoid arthritis (RA) that affects the synovial knee joint causes swelling of the synovial membrane and tissue damage. Interleukin-17A (IL-17A) and the enzyme glycogen synthase kinase-3β (GSK3β) are involved in the pathogenesis of RA. The link between IL-17A, GSK3β, the oxidative stress, and the profibrogenic marker alpha-smooth muscle actin (α-SMA) with and without TDZD-8, GSK3β inhibitor has not been studied before. Consequently, active immunization of rats was performed to induce RA after three weeks using collagen type II (COII) injections. The treated group received daily injection of 1 mg/kg TDZD-8 for 21 days following the immunization protocol (COII+TDZD-8). Blood and synovium tissue samples were harvested at the end of the experiment. RA development was confirmed as corroborated by a substantial increase in blood levels of the highly specific autoantibody for RA, anti-citrullinated protein antibody as well as augmentation of reactive oxidative species (ROS) levels measured as lipid peroxidation. RA induction also increased synovium tissue levels of IL-17A and the profibrogenic marker, α-SMA. All these parameters seemed to be significantly (p<0.0001) ameliorated by TDZD-8. Additionally, a significant correlation between IL-17A, ROS, and α-SMA and biomarkers of RA was observed. Thus, knee joint synovium RA induction augmented IL-17A/GSK3β/ROS/α-SMA axis mediated arthritis in a rat model of RA, which was inhibited by TDZD-8.

La artritis reumatoide (AR) que afecta la articulación sinovial de la rodilla provoca inflamación de la membrana sinovial y daño tisular. La interleucina-17A (IL-17A) y la enzima glucógeno sintasa quinasa-3β (GSK3β) están involucradas en la patogenia de la AR. No se ha estudiadol vínculo entre IL-17A, GSK3β, el estrés oxidativo y el marcador profibrogénico actina de músculo liso alfa (α-SMA) con y sin inhibidor de TDZD-8, GSK3β. En consecuencia, se realizó una inmunización activa de ratas para inducir la AR después de tres semanas usando inyecciones de colágeno tipo II (COII). El grupo tratado recibió una inyección diaria de 1 µg/ kg de TDZD-8 durante 21 días siguiendo el protocolo de inmunización (COII+TDZD-8). Se recogieron muestras de sangre y tejido sinovial al final del experimento. El desarrollo de AR se confirmó como lo corroboró el aumento sustancial en los niveles sanguíneos del autoanticuerpo altamente específico para AR, el anticuerpo antiproteína citrulinada, así como el aumento de los niveles de especies oxidativas reactivas (ROS) medidos como peroxidación lipídica. La inducción de AR también aumentó los niveles de tejido sinovial de IL-17A y el marcador profibrogénico, α-SMA. Todos estos parámetros parecían mejorar significativamente (p<0,0001) con TDZD-8. Además, se observó una correlación significativa entre IL- 17A, ROS y α-SMA y biomarcadores de AR. Por lo tanto, la inducción de AR en la sinovial de la articulación de la rodilla aumentó la artritis mediada por el eje IL-17A/GSK3β/ROS/α-SMA en un modelo de rata de AR, que fue inhibida por TDZD-8.

A rat model of rheumatoid arthritis: TDZD-8 is associated with the protection against the induction of the synovium knee joint IL-17A/GSK3beta/ROS/alpha-SMA axis of fibrosis / Un modelo de rata de artritis reumatoide: TDZD-8 está asociado con la protección contra la inducción del eje de fibrosis de la articulación sinovial de la rodilla IL-17A/GSK3ß/ROS/α-SMA

SUMMARY: Rheumatoid arthritis (RA) that affects the synovial knee joint causes swelling of the synovial membrane and tissue damage. Interleukin-17A (IL-17A) and the enzyme glycogen synthase kinase-3β (GSK3β) are involved in the pathogenesis of RA. The link between IL-17A, GSK3β, the oxidative stress, and the profibrogenic marker alpha-smooth muscle actin (α-SMA) with and without TDZD-8, GSK3β inhibitor has not been studied before. Consequently, active immunization of rats was performed to induce RA after three weeks using collagen type II (COII) injections. The treated group received daily injection of 1 mg/kg TDZD-8 for 21 days following the immunization protocol (COII+TDZD-8). Blood and synovium tissue samples were harvested at the end of the experiment. RA development was confirmed as corroborated by a substantial increase in blood levels of the highly specific autoantibody for RA, anti-citrullinated protein antibody as well as augmentation of reactive oxidative species (ROS) levels measured as lipid peroxidation. RA induction also increased synovium tissue levels of IL-17A and the profibrogenic marker, α-SMA. All these parameters seemed to be significantly (p<0.0001) ameliorated by TDZD-8. Additionally, a significant correlation between IL-17A, ROS, and α-SMA and biomarkers of RA was observed. Thus, knee joint synovium RA induction augmented IL-17A/GSK3β/ROS/α-SMA axis mediated arthritis in a rat model of RA, which was inhibited by TDZD-8.

La artritis reumatoide (AR) que afecta la articulación sinovial de la rodilla provoca inflamación de la membrana sinovial y daño tisular. La interleucina-17A (IL-17A) y la enzima glucógeno sintasa quinasa-3β (GSK3β) están involucradas en la patogenia de la AR. No se ha estudiadol vínculo entre IL-17A, GSK3β, el estrés oxidativo y el marcador profibrogénico actina de músculo liso alfa (α-SMA) con y sin inhibidor de TDZD-8, GSK3β. En consecuencia, se realizó una inmunización activa de ratas para inducir la AR después de tres semanas usando inyecciones de colágeno tipo II (COII). El grupo tratado recibió una inyección diaria de 1 µg/ kg de TDZD-8 durante 21 días siguiendo el protocolo de inmunización (COII+TDZD-8). Se recogieron muestras de sangre y tejido sinovial al final del experimento. El desarrollo de AR se confirmó como lo corroboró el aumento sustancial en los niveles sanguíneos del autoanticuerpo altamente específico para AR, el anticuerpo antiproteína citrulinada, así como el aumento de los niveles de especies oxidativas reactivas (ROS) medidos como peroxidación lipídica. La inducción de AR también aumentó los niveles de tejido sinovial de IL-17A y el marcador profibrogénico, α-SMA. Todos estos parámetros parecían mejorar significativamente (p<0,0001) con TDZD-8. Además, se observó una correlación significativa entre IL- 17A, ROS y α-SMA y biomarcadores de AR. Por lo tanto, la inducción de AR en la sinovial de la articulación de la rodilla aumentó la artritis mediada por el eje IL-17A/GSK3β/ROS/α-SMA en un modelo de rata de AR, que fue inhibida por TDZD-8.

Quercetin and resveratrol are associated with the downregulation of TNFalpha/NF-kB/inos axis-mediated acute liver injury in rats induced by paracetamol poisoning / La quercetina y el resveratrol están asociados con la regulación decreciente de la lesión hepática aguda mediada por el eje TNF-alfa/NF-kB/inos en ratas inducida por envenenamiento con paracetamol

SUMMARY: Paracetamol (known as acetaminophen, or APAP) poisoning causes acute liver damage that can lead to organ failure and death. We sought to determine that APAP overdose can augment tumor necrosis factor-alpha (TNF-α)/ nuclear factor kappa B (NF-kB)/induced nitic oxide synthase (iNOS) axis-mediated hepatotoxicity in rats, and the anti-inflammatory polyphenolic compounds, quercetin (QUR) plus resveratrol (RES) can ameliorate these parameters. Therefore, we induced acute hepatotoxicity in rats using APAP overdose (2 g/kg, orally) and the protective group of rats were treated with 50 mg/kg QUR plus 30 mg/kg RES for one week before APAP ingestion. Animals were killed at day 8. APAP poisoning caused the induction of hepatic tissue levels of TNF-α, NF-kB, and iNOS, which were significantly (p<0.05) decreased by QUR+RES. QUR+RES, also inhibited liver injury biomarkers, alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). Additionally, a link between liver injury and TNF-α /NF-kB / iNOS axis mediated hepatotoxicity was observed. Thus, the presented data backing the conclusion that intoxication by paracetamol increases TNF-α / NF-kB / iNOS axis -mediated hepatotoxicity, and is protected by a combination of quercetin and resveratrol.

El envenenamiento por paracetamol (conocido como acetaminofeno o APAP) causa daño hepático agudo que puede provocar una insuficiencia orgánica y la muerte. El objetivo de este trabajo fue determinar si la sobredosis de APAP puede aumentar la hepatotoxicidad mediada por el eje del factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α)/factor nuclear kappa B (NF-kB)/óxido nítico sintasa inducida (iNOS) en ratas, y si el polifenólico antiinflamatorio compuesto por quercetina (QUR) más resveratrol (RES) pueden mejorar estos parámetros. Por lo tanto, inducimos hepatotoxicidad aguda en ratas usando una sobredosis de APAP (2 g/kg, por vía oral). El grupo protector de ratas se trató con 50 mg/ kg de QUR más 30 mg/kg de RES durante una semana antes de la ingestión de APAP. Los animales se sacrificaron el día 8. El envenenamiento con APAP en el tejido hepático provocó la inducción de niveles de TNF-α, NF-kB e iNOS, que se redujeron significativamente (p<0,05) con QUR+RES. QUR+RES, también inhibió los biomarcadores de daño hepático, la alanina aminotransferasa (ALT) y el aspartato aminotransferasa (AST). Además, se observó una relación entre la lesión hepática y la hepatotoxicidad mediada por el eje TNF-α /NF-kB/iNOS. Por lo tanto, los datos presentados respaldan la conclusión de que la intoxicación por paracetamol aumenta la hepatotoxicidad mediada por el eje TNF-α /NF-kB / iNOS, y está protegida por una combinación de quercetina y resveratrol.

Vitamin E suppresses aortic ultrastructural alterations induced by toxic doses of monosodium glutamate / La vitamina E suprime las alteraciones ultraestructurales aórticas inducidas por dosis tóxicas de glutamato monosódico

SUMMARY: An association between certain food additives and chronic diseases is reported. Current study determined whether administering toxic doses of the food additive monosodium glutamate (MSG) into rats can induce aortopathy in association with the oxidative stress and inflammatory biomarkers upregulation and whether the effects of MSG overdose can be inhibited by vitamin E. MSG at a dose of (4 mg/kg; orally) that exceeds the average human daily consumption by 1000x was administered daily for 7 days to the rats in the model group. Whereas, rats treated with vitamin E were divided into two groups and given daily doses of MSG plus 100 mg/ kg vitamin E or MSG plus 300 mg/kg vitamin E. On the eighth day, all rats were culled. Using light and electron microscopy examinations, a profound aortic injury in the model group was observed demonstrated by damaged endothelial layer, degenerated smooth muscle cells (SMC) with vacuoles and condensed nuclei, vacuolated cytoplasm, disrupted plasma membrane, interrupted internal elastic lamina, clumped chromatin, and damaged actin and myosin filaments. Vitamin E significantly protected aorta tissue and cells as well as inhibited MSG-induced tissue malondialdehyde (MDA), interleukin-6 (IL-6), and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α). The highest used vitamin E dosage was more effective. Additionally, a significant correlation was observed between the aortic injury degree and tissue MDA, TNF-α, IL-6, and superoxide dismutase (SOD) levels (p=0.001). Vitamin E effectively protects against aortopathy induced by toxic doses of MSG in rats and inhibits oxidative stress and inflammation.

RESUMEN: Se reporta una asociación entre ciertos aditivos alimentarios y enfermedades crónicas. El objetivo de este estudio fue determinar si la administración de dosis tóxicas del aditivo alimentario glutamato monosódico (MSG) en ratas puede inducir aortopatía en asociación con el estrés oxidativo y la regulación positiva de los biomarcadores inflamatorios y si el efecto de una sobredosis de MSG se puede inhibir con vitamina E. Se administró MSG diariamente durante 7 días una dosis de (4 g/kg; por vía oral) que excede el consumo diario humano promedio, en 1000x a las ratas del grupo modelo. Mientras que las ratas tratadas con vitamina E se dividieron en dos grupos y se administraron dosis diarias de MSG más 100 mg/kg de vitamina E o MSG más 300 mg/kg de vitamina E. Todas las ratas fueron sacrificadas en el octavo día. Usando exámenes de microscopía óptica y electrónica, se observó una lesión aórtica profunda en el grupo modelo demostrada por una capa endotelial dañada, células musculares lisas degeneradas (SMC) con vacuolas y núcleos condensados, citoplasma vacuolado, membrana plasmática rota, lámina elástica interna interrumpida, cromatina agrupada y filamentos de actina y miosina dañados. La vitamina E protegió significativamente el tejido y las células de la aorta, además de inhibir el malondialdehído tisular (MDA) inducido por MSG, la interleucina-6 (IL-6) y el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α). La dosis más alta de vitamina E utilizada fue más efectiva. Además, se observó una correlación significativa entre el grado de lesión aórtica y los niveles tisulares de MDA, TNF-α, IL-6 y superóxido dismutasa (SOD) (p=0,001). La vitamina E efectivamente protege contra la aortopatía inducida por dosis tóxicas de MSG en ratas e inhibe el estrés oxidativo y la inflamación.

Suppression of thioacetamide-induced hepatic injury in rats treatment with resveratrol: role of mammalian target of rapamycin (mTOR) cell signaling / Supresión de la lesión hepática inducida por tioacetamida en ratas tratadas con resveratrol: rol de la vía de señalización mTOR (mammalian target of rapamycin)

Chronic hepatotoxicity is a debilitating and frequently life-threatening disease resulting in progressive liver failure. The toxic chemical, thioacetamide (TAA) is used to evaluate hepatoprotective agents, and the polyphenolic compound, resveratrol was proposed as a novel treatment for diseases with hyperactivation of the mammalian target of rapamycin (mTOR) cell signaling pathway. This analysis sought to investigate the potential protective effect of resveratrol against liver injury induced by TAA via the inhibition of hepatic mTOR. Model group rats received several injections of TAA (200 mg/kg; twice a week for 8 weeks) before being sacrificed at week 10 and the protective group was pretreated with resveratrol (20 mg/kg) daily for two weeks prior to TAA injections and continued receiving both agents until the end of the experiment. Harvested liver tissues were examined using light microscopy and liver homogenates were assayed for biomarkers of inflammation and assessed the levels of mTOR protein in all animal groups. In addition, blood samples were assayed for biomarkers of liver injury enzyme. TAA substantially damaged the hepatic tissue of the model group such as infiltration of inflammatory cells, vacuolated cytoplasm, dark pyknotic nuclei, and dilated congested blood vessel that were effectively protected by resveratrol. Resveratrol also significantly (p<0.05) inhibited TAA-induced mTOR, high sensitivity c-reactive protein (hs-CRP), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST) in harvested liver homogenates and blood samples. Thus, we conclude that resveratrol effectively protects against TAA-induced hepatotoxicity in rats, possibly due to the inhibition of mTOR and inflammation.

La hepatotoxicidad crónica es una enfermedad debilitante y potencialmente mortal que produce insuficiencia hepática progresiva. La toxicidad del químico de la tioacetamida (TAA) se utiliza para evaluar los agentes hepatoprotectores y el compuesto polifenólico, resveratrol, se propuso como un nuevo tratamiento para enfermedades con hiperactivación de la vía de señalización celular mTOR (mammalian Target of Rapamycin). Aquí buscamos investigar el posible efecto protector del resveratrol contra la lesión hepática inducida por TAA a través de la inhibición de la vía de señalización mTOR en hepatocitos. Las ratas del grupo modelo recibieron varias inyecciones de TAA (200 mg / kg; dos veces por semana durante 8 semanas) antes de ser sacrificadas en la semana 10 y el grupo protector se trató previamente con resveratrol (20 mg / kg) diariamente durante dos semanas antes de las inyecciones de TAA y continuó recibiendo ambos agentes hasta el final del experimento. Se examinaron los tejidos hepáticos recolectados usando microscopía óptica y se analizaron los homogeneizados hepáticos para detectar biomarcadores de inflamación y se evaluaron los niveles de proteína mTOR en todos los grupos de animales. Además, se analizaron muestras de sangre para detectar biomarcadores de la enzima de lesión hepática. TAA dañó sustancialmente el tejido hepático del grupo modelo, con infiltración de células inflamatorias, citoplasma vacuolado, núcleos picnóticos oscuros y vasos sanguíneos congestionados dilatados que estaban efectivamente protegidos por el resveratrol. El resveratrol también inhibió significativamente (p <0.05) mTOR, proteína C-reactiva (hs-CRP), factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), interleucina-6 (IL-6), alanina aminotransferasa (ALT ) y aspartato aminotransferasa (AST) en las muestras de sangre y de hígados recolectados. En conclusión, el resveratrol protege eficazmente contra la hepatotoxicidad inducida por TAA en ratas, posiblemente debido a la inhibición de mTOR y de la inflamación.

Acetaminophen induces alterations to the renal tubular ultrastructure in a rat model of acute nephrotoxicity protected by resveratrol and quercetin / El acetaminofeno induce alteraciones en la ultraestructura tubular renal en un modelo de rata con nefrotoxicidad aguda protegida por resveratrol y quercetina

Acetaminophen (also called paracetamol, or APAP) induced nephrotoxicity is reported after accidental or intentional ingestion of an overdose of the drug. Renal tubular ultrastructural alterations induced by APAP overdose associated with the induction of biomarkers of kidney injury have not been investigated before. Also, we investigated whether the combined polyphenolic anti-inflammatory and antioxidants agents, resveratrol (RES) and quercetin (QUR) can protect against APAP-induced acute kidney injury. The model group of rats received a single dose of APAP (2 g/kg), whereas the protective group of rats was pre-treated for 7 days with combined doses of RES (30 mg/kg) and QUR (50 mg/kg) before being given a single dose of APAP. All rats were then sacrificed one day post APAP ingestion. Harvested kidney tissues were prepared for transmission electron microscopy (TEM) staining and blood samples were assayed for urea, creatinine, and biomarkers of inflammation and oxidative stress. TEM images and blood chemistry analysis showed that APAP overdose induced kidney damage as demonstrated by substantial alterations to the proximal convoluted tubule ultrastructure, and a significant (p<0.05) increase in urea, creatinine, tumor necrosis factor-alpha (TNF-a), and malondialdehyde (MDA) blood levels, which were protected by RES+QUR. These findings indicate that APAP induces alterations to the renal tubular ultrastructure, which is inhibited by resveratrol plus quercetin, which also decreases blood levels of kidney injury biomarkers.

El objetivo de este trabajo fue estudiar la nefrotoxicidad inducida por acetaminofeno (también llamado paracetamol o APAP) después de la ingestión accidental o intencional de una sobredosis de la droga. Las alteraciones ultraestructurales tubulares renales inducidas por sobredosis de APAP asociadas con la inducción de biomarcadores de daño renal no se han investigado. Además, estudiamos si los agentes combinados antiinflamatorios y antioxidantes polifenólicos, el resveratrol (RES) y la quercetina (QUR) pueden proteger contra la lesión renal aguda inducida por APAP. El grupo modelo de ratas recibió una dosis única de APAP (2 g / kg), mientras que el grupo protector de ratas se trató previamente durante 7 días con dosis combinadas de RES (30 mg / kg) y QUR (50 mg / kg) antes de recibir una dosis única de APAP. Todas las ratas se sacrificaron un día después de la ingestión de APAP. Los tejidos renales fueron preparados para el análisis a través de la microscopía electrónica de transmisión (MET). En las muestras de sangre se determinaron la urea, creatinina y los biomarcadores de inflamación y estrés oxidativo. Las imágenes MET y el análisis químico de la sangre mostraron que la sobredosis de APAP inducía daño renal, como lo demuestran las alteraciones sustanciales en la ultraestructura del túbulo contorneado proximal, y además, de un aumento significativo (p <0,05) de la urea, creatinina, factor de necrosis tumoral alfa y niveles sanguíneos de malondialdehído, protegidos por RES + QUR. Estos hallazgos indican que APAP induce alteraciones en la ultraestructura tubular renal, inhibida por el resveratrol más quercetina, que también disminuye los niveles sanguíneos de biomarcadores de daño renal.

Suppression of hepatic apoptosis induced by acetaminophen using a combination of resveratrol and quercetin: an association of oxidative stress and interleukin-11 / Suspensión de la apoptosis hepática inducida por acetaminofén mediante una combinación de resveratrol y quercetina: una asociación de estrés oxidativo e interleucina-1

We sought to determine whether the combined polyphenolic compounds, resveratrol and quercetin can substantially protect against modulation of hepatic biomarkers of apoptosis and survival, p53-Bax axis and B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) in an animal model of acetaminophen-induced acute liver injury via the association of oxidative stress and interleukin-11 (IL-11). The model group of rats received a single dose of acetaminophen (2 g/kg), whereas the protective group of rats was pre-treated for 7 days with combined doses of resveratrol (30 mg/kg) and quercetin (50 mg/kg) before being given a single dose of acetaminophen. All rats were then sacrificed 24 hours post acetaminophen ingestion. Acetaminophen overdose induced acute liver injury as demonstrated by profound liver parenchymal damage and increased levels of the liver injury enzymes, alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). Acetaminophen significantly (p<0.05) modulated malondialdehyde (MDA), p53, apoptosis regulator Bax, Bcl-2, IL-11, interleukin-6 (IL-6), ALT, AST, superoxide dismutase (SOD), and glutathione peroxidase (GPx), which were significantly protected by resveratrol plus quercetin. We further demonstrated a significant (p<0.01) correlation between IL-11 scoring and the levels of p53, Bax, Bcl-2, and MDA. Thus, resveratrol plus quercetin effectively protect against acetaminophen-induced apoptosis, which is associated with the inhibition of oxidative stress and IL-11.

En el estudio se intentó determinar si los compuestos polifenólicos combinados, el resveratrol y la quercetina pueden proteger sustancialmente contra la modulación de los biomarcadores hepáticos de apoptosis y supervivencia, el eje p53-Bax y el linfoma de células B 2 (Bcl-2) en un modelo animal de lesión hepática aguda inducida por acetaminofén, a través de la asociación del estrés oxidativo y la interleucina-11 (IL-11). El grupo modelo de ratas recibió una dosis única de acetaminofén (2 g / kg), mientras que el grupo protector de ratas fue tratado durante 7 días con dosis combinadas de resveratrol (30 mg / kg) y quercetina (50 mg / kg) antes de recibir una dosis única de acetaminofén. Todas los animales fueron sacrificados 24 horas después de la ingestión de acetaminofén. La sobredosis de acetaminofén indujo una lesión hepática aguda, como se observó en el daño profundo del parénquima hepático y el aumento de los niveles de las enzimas en la lesión hepática, alanina aminotransferasa (ALT) y aspartato aminotransferasa (AST). Acetaminofén moduló significativamente (p <0.05) malondialdehído (MDA), p53, regulador de apoptosis Bax, Bcl2, IL-11, interleucina-6 (IL-6), ALT, AST, superóxido dismutasa (SOD) y glutatión peroxidasa ( GPx), los que se encontraron significativamente protegidos por el resveratrol y quercetina. Además se determinó una correlación significativa (p <0.01) entre la puntuación de IL-11 y los niveles de p53, Bax, Bcl-2 y MDA. En conclusión, el resveratrol más la quercetina protegen de manera efectiva contra la apoptosis inducida por acetaminofén, asociada con la inhibición del estrés oxidativo y la IL-11.

Suppression of monosodium glutamate-induced acute kidney injury and renal ultrastructural damage in rats by vitamin E / Supresión de lesiones renales agudas inducidas por glutamato monosódico y daño ultraestructural renal en ratas por vitamina E

Food additives and flavour enhancers used in the food industry are potential health risks. We tested the hypothesis that the food additive and flavour enhancer, monosodium glutamate (MSG), which is the sodium salt of glutamic acid can induce ultrastructural alterations to the kidney, and the antioxidant vitamin E can protect against acute kidney injuries induced by a toxic dose of MSG in a rat model of the disease. The model group of rats received a daily dose of MSG (4 gm/kg) for 7 days, whereas the protective groups were either received a 100 mg/kg vitamin E plus MSG or 300 mg/kg vitamin E plus MSG for 7 days. Rats were then sacrificed on day 8. Transmission and light microscopy images revealed substantial kidney damage induced by MSG in the model group as demonstrated by degenerated epithelial cells with Pyknotic nuclei, swollen mitochondria, damaged brush margins, dilated tubules, and widening of Bowman's space with shrinkage and deformity of some glomeruli. Treatment of the model group with vitamin E showed a substantial protection of kidney tissue and renal ultrastructure by 300 mg/kg vitamin E compared to a partial protection by 100 mg/kg vitamin E. In addition, MSG significantly (p<0.05) increased serum levels of urea and creatinine, which were significantly (p<0.05) decreased with vitamin E. However, for serum creatinine, high doses of vitamin E (300 mg/kg) were more effective than lower doses (100 mg/kg) of vitamin E. These results indicate that vitamin E at 300 mg/kg effectively protects against MSG-induced acute kidney injury in rats.

Los aditivos alimentarios y los potenciadores del sabor utilizados en la industria alimentaria son riesgos potenciales para la salud. Probamos la hipótesis de que el aditivo alimentario y el potenciador del sabor, glutamato monosódico (MSG), la sal sódica del ácido glutámico, puede inducir alteraciones ultraestructurales del riñón, y que las propiedades antioxidantes de la vitamina E, pueden proteger contra las lesiones renales inducidas por una dosis tóxica de MSG en un modelo de rata. El grupo modelo de ratas recibió una dosis diaria de MSG (4 g / kg) durante 7 días, mientras que los grupos protectores recibieron una dosis de 100 mg / kg de vitamina E más MSG o 300 mg / kg de vitamina E más MSG durante 7 días. Las ratas se sacrificaron el día 8. Las imágenes de microscopía óptica y de transmisión revelaron un daño renal sustancial inducido por el MSG en el grupo modelo, como lo demuestran las células epiteliales degeneradas con núcleos picnóticos, mitocondrias hinchadas, bordes dañados, túbulos dilatados y ensanchamiento del espacio de Bowman, además de la deformidad de algunos glomérulos. El tratamiento del grupo modelo con vitamina E mostró una protección sustancial del tejido renal y la ultraestructura renal de 300 mg / kg de vitamina E en comparación con una protección parcial de 100 mg / kg de vitamina E. Además, el MSG aumentó significativamente (p <0,05) en el suero los niveles de urea y creatinina, disminuyeron significativamente (p <0,05) con la vitamina E. Sin embargo, para la creatinina sérica, las dosis altas de vitamina E (300 mg / kg) fueron más efectivas que las dosis más bajas (100 mg / kg) de vitamina E. Estos resultados indican que la vitamina E a 300 mg / kg protege eficazmente contra la lesión renal aguda inducida por MSG en ratas.

Pre-diabetes induces ultrastructural alterations in the large blood vessel aorta in rats / La prediabetes induce alteraciones ultraestructurales en la aorta de los grandes vasos sanguíneos en ratas

Excessive consumption of carbohydrate and fat increases the risk of cardiovascular disease. We sought to determine the potential ultrastructural alterations in large blood vessels induced by a high fat and fructose diet (HFD) in a rat model of prediabetes. Rats were either fed with HFD (model group) or a standard laboratory chow (control group) for 15 weeks before being sacrificed. The harvested thoracic aorta tissues were examined using transmission electron microscopy (TEM), and blood samples were assayed for biomarkers of pre-diabetes.TEM images showed that HFD induced profound pathological changes to the aortic wall layers, tunica intima and tunica media ultrastructures in the pre-diabetic rats as shown by apoptotic endothelial cells with pyknotic nuclei, damaged basal lamina, deteriorated smooth muscle cells that have irregular plasma membranes, shrunken nucleus with clumped nuclear chromatin, damaged mitochondria and few cytoplasmic lipid droplets and vacuoles. In addition, HFD significantly (p<0.05) decreased adiponectin and increased biomarkers of lipidemia, glycaemia, inflammation, oxidative stress, vascular injury such as soluble intercellular adhesion molecule-1 (sICAM-1), soluble vascular cell adhesion protein 1 (sVCAM-1), endothelin-1 (ET-1), and coagulation and thrombosis such as Von Willebrand factor (vWF), and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1), compared to normal levels of these parameters in the control group. Thus, we demonstrated that feeding rats with a HFDisable to develop a pre-diabetic animal model that is useful to study the aortic ultrastructural alterations.

El consumo excesivo de carbohidratos y grasas aumenta el riesgo de enfermedades cardiovasculares. Intentamos determinar las posibles alteraciones ultraestructurales en los grandes vasos sanguíneos, inducidas por una dieta alta en grasas y fructosa (HFD) en un modelo de rata de prediabetes. Las ratas se alimentaron con HFD (grupo modelo) o una comida de laboratorio estándar (grupo de control) durante 15 semanas antes de ser sacrificadas. Los tejidos de la aorta torácica recolectados se examinaron mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) y las muestras de sangre se analizaron para detectar biomarcadores de prediabetes. Las imágenes TEM mostraron que HFD indujo cambios patológicos profundos en las capas de la pared aórtica, túnica íntima y túnica media en la ratas pre-diabéticas como lo muestran las células endoteliales apoptóticas con núcleos picnóticos, lámina basal dañada, células musculares lisas deterioradas que tienen membranas plasmáticas irregulares, núcleo encogido con cromatina nuclear aglomerada, mitocondrias dañadas y pocas gotitas lipídicas citoplásmicas y vacuolas. Además, HFD presentó disminución significativa de adiponectina (p <0,05), y aumento de biomarcadores de lipidemia, glucemia, inflamación, estrés oxidativo, lesión vascular como la molécula de adhesión intercelular soluble 1 (sICAM-1), proteína de adhesión de células vasculares soluble 1 (sVCAM-1), endotelina 1 (ET-1), y la coagulación y la trombosis, como el factor de Von Willebrand (vWF), y el inhibidor del activador del plasminógeno-1 (PAI -1), en comparación con los niveles normales de estos parámetros en el grupo de control. Por tanto, la alimentación de ratas con HFD es capaz de desarrollar un modelo animal prediabético que es útil para estudiar las alteraciones ultraestructurales aórticas.

Vitamin E protects against hepatocyte ultrastructural damage induced by high fat diet in a rat model of pre-diabetes / La vitamina E protege contra el daño ultraestructural de los hepatocitos inducido por la dieta alta en grasas en un modelo de pre-diabetes en ratas

SUMMARY: We sought to investigate the potential protective effect of Vitamin E supplementation against hepatocyte ultrastructural alterations induced by high fat diet (HFD) in a rat model of pre-diabetes. Therefore, rats were either fed with HFD (model group) or a standard laboratory chow (control group) for 12 weeks before being sacrificed. The protective group fed on a HFD and started the treatment with vitamin E (100 mg/kg/day, i.p) from day 1 until being sacrificed at week 12. The harvested liver tissues were examined using transmission electron microscopy (TEM) and blood samples were assayed for biomarkers of liver injury and prediabetes. TEM images showed that HFD induced profound pathological changes to the hepatocyte ultrastructure as demonstrated by degenerated hepatocytes with damaged cytoplasm that have mitochondrial swelling, dilation of endoplasmic reticulum, blebbing of plasma membranes, and cytoplasmic accumulations of lipid droplets and vacuoles, which were substantially but not completely protected with vitamin E. In addition, HFD significantly (p<0.05) augmented biomarkers of liver injury and pre-diabetes such as alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), malondialdehyde (MDA), total cholesterol (TC), triglycerides (TG), and low density lipoprotein cholesterol (LDL-C), which were significantly (p<0.05) reduced with vitamin E except TNF-α and TC. Furthermore, none of these biomarkers were reduced to the control level by vitamin E. We conclude that vitamin E is a partial protective agent against HFD-induced liver injury and pre-diabetes.

RESUMEN: El objetivo de este estudio fue investigar el posible efecto protector de la administración de suplementos de vitamina E contra las alteraciones ultraestructurales de los hepatocitos inducidas por una dieta rica en grasas (DRG) en un modelo de prediabetes en ratas. Antes de ser sacrificadas las ratas fueron alimentadas con DRG (grupo modelo) o un alimento estándar de laboratorio (grupo control) durante 12 semanas. El grupo protector se alimentó con una DRG y comenzó el tratamiento con vitamina E (100 mg/kg/día, i.p) desde el día 1 hasta sacrificarlo en la semana 12. Los tejidos hepáticos recolectados se examinaron mediante microscopía electrónica de transmisión (MET) y se tomaron muestras de sangre y se analizaron los biomarcadores de daño hepático y prediabetes. Las imágenes de MET mostraron que el DRG indujo cambios patológicos profundos en la ultraestructura de los hepatocitos, como lo demuestran los hepatocitos degenerados con citoplasma dañado e hinchazón mitocondrial, dilatación del retículo endoplasmático, formación de ampollas en las membranas plasmáticas y acumulaciones citoplásmicas de gotas de lípidos y vacuolas, los que fueron sustancialmente protegidas con vitamina E. Además, DRG aumentó significativamente (p <0,05) los biomarcadores de daño hepático y prediabetes como alanina aminotransferasa (ALT), aspartato aminotransferasa (AST), factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), malondialdehído (MDA), colesterol total (CT), triglicéridos (TG) y lipoproteína de colesterol de baja densidad (LDL-C), la cual se redujo significativamente (p <0,05) con vitamina E, excepto TNF-α y CT. Ninguno de estos biomarcadores se redujo al nivel de control por la vitamina E. Concluimos que la vitamina E es un agente protector parcial contra la lesión hepática inducida por DRG y la prediabetes.

Metformin pretreatment ameliorates diabetic nephropathy induced by a combination of high fat diet and streptozotocin in rats / El pretratamiento con metformina mejora la nefropatía diabética inducida por una combinación de dieta alta en grasas y estreptozotocina en ratas

Kidney injury secondary to diabetes is the most common cause of kidney failure. We sought to determine whether pretreatment with the insulin-sensitizing drug metformin prior to the induction of diabetes can protect the kidney against the development of diabetic nephropathy (DN) induced by a combination of a high-fat diet and streptozotocin. Rats were either injected with vehicle (control group) or with a single injection of streptozotocin (STZ) (50 mg/kg) two weeks after being fed on a high-fat diet (HFD) (model group) and continued on HFD until being sacrificed 10 weeks post diabetic induction. The protective group that also fed on a HFD for 12 weeks was put on metformin (200 mg/kg/day) two weeks before STZ injection and continued on metformin until the sacrifice day. Harvested kidney tissues were examined by light microscopy after staining with hematoxylin and eosin (H&E) and periodic acid Schiff (PAS). Blood samples were assayed for sugar, urea, creatinine, and biomarkers of inflammation. Compared to a normal tissue histology in the control group, there was a profound damage to the kidney in the model group as demonstrated by markedly dilated capsular space, increased mesangial matrix expansion, congested blood vessels, and many tubular epithelial cells showing small pyknotic nuclei and vacuolated cytoplasm, which were significantly but not completely protected by metformin. Our findings also show that metformin significantly inhibited the inflammatory biomarkers, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) and C-reactive protein (CRP) induced by diabetes and HFD as well as significantly inhibiting blood sugar, urea, and creatinine. However, the levels of TNF-α, CRP, glucose, and creatinine in the metformin-treated group was still significant to the control group. Thus, we demonstrated an efficient but not complete protection by metformin pretreatment against DN induced by a combination of HFD and streptozotocin in rats.

La lesión renal secundaria a la diabetes es la causa más común de insuficiencia renal. Intentamos determinar si el pre tratamiento con metformina, un fármaco sensibilizante a la insulina antes de la inducción de diabetes, puede proteger al riñón del desarrollo de la nefropatía diabética (DN) inducida por una combinación de una dieta alta en grasas y estreptozotocina. Las ratas fueron inyectadas con el medio (grupo de control) o con una inyección única de estreptozotocina (STZ) (50 mg / kg) dos semanas después de ser alimentadas con una dieta alta en grasas (HFD) (grupo modelo) y continuaron en HFD hasta ser sacrificadas 10 semanas después de la inducción diabética. El grupo protector que también se alimentó con un HFD durante 12 semanas recibió metformina (200 mg / kg / día) dos semanas antes de la inyección de STZ y continuó con metformina hasta el día en que fueron sacrificadas. Las muestras de riñón se examinaron mediante microscopía óptica después de la tinción con Hematoxilina y Eosina y ácido peryódico de Schiff (PAS). Las muestras de sangre se analizaron para determinar niveles de azúcar, urea, creatinina y biomarcadores de inflamación. Comparado con una histología tisular normal en el grupo control, hubo un daño profundo al riñón en el grupo modelo como lo demuestra el espacio capsular marcadamente dilatado, el aumento de la expansión de la matriz mesangial, los vasos sanguíneos congestionados y muchas células epiteliales tubulares que muestran pequeños núcleos picnóticos y citoplasma vacuolado, que fueron significativamente pero no completamente protegidos por la metformina. Nuestros hallazgos también muestran que la metformina inhibe significativamente los biomarcadores inflamatorios, el factor de necrosis tumoral alfa (TNF-a) y la proteína C reactiva (PCR) inducida por diabetes y DFH, e inhibe significativamente el azúcar en sangre, la urea y la creatinina. Sin embargo, los niveles de TNF-a, CRP, glucosa y creatinina en el grupo tratado con metformina todavía eran significativos para el grupo de control. Por lo tanto, demostramos una protección eficiente pero no completa mediante pretratamiento con metformina contra DN inducida por una combinación de HFD y estreptozotocina en ratas.

Suppression of high fat diet-induced liver cell injury by swim exercise / Supresión de lesión en células de hígado inducida por dieta alta en grasas con ejercicio de natación

SUMMARY: The rapid rise in obesity, particularly among children is a major public health concern that adversely affects vital organs including the liver. We sought to investigate the effect of exercise on the healing of liver cells from damage induced by high fat diet (HFD) in a rat model of hepatic steatosis. Rats were randomly divided into four groups (n=6 in each group); control group fed on a low fat diet (LFD), LFD plus exercise group (LFD+EX), model group fed on HFD, and swim exercise treated group (HFD+EX). Training swim exercise started from the 11th week up until the end of week 15. Liver index and body mass index (BMI) were determined, and harvested liver tissues were examined using basic histological staining and visualised under light microscopy. In addition, collected blood samples were assayed for biomarkers of liver injury. Histological images from the model group showed accumulation of lipid droplets in the hepatocytes (steatosis) and damaged liver cells that were inhibited by swimming exercise. Compared to control groups, HFD caused an increase in BMI and liver weight but not in liver index. In addition, HFD significantly (p<0.05) increased liver injury biomarkers; high-sensitivity C-reactive protein (hsCRP) and alkaline phosphatase (ALP) that were effectively (p<0.05) decreased by swimming exercise. Furthermore, a negative correlation between these biomarkers and the antioxidant and anti-inflammatory protein adiponectin was observed. Thus, HFD-induced hepatic steatosis is treated by swim exercise.

RESUMEN: El aumento de la obesidad, especialmente entre los niños, es un problema importante en la salud pública que afecta negativamente los órganos vitales, incluyendo el hígado. En este estudio se investigó el efecto del ejercicio en la curación de las células del hígado y el daño inducido por la dieta alta en grasas (HFD) en un modelo de rata de esteatosis hepática. Las ratas se dividieron aleatoriamente en cuatro grupos (n = 6 en cada grupo); grupo control, alimentado con una dieta baja en grasas (LFD); grupo de ejercicio LFD más (LFD + EX); grupo modelo alimentado con HFD; y grupo tratado con ejercicio de natación (HFD + EX). El entrenamiento con ejercicio de natación comenzó a partir de la semana 11 hasta el final de la semana 15. Se determinaron el índice hepático y el índice de masa corporal (IMC). Los tejidos hepáticos recolectados se examinaron mediante tinción histológica básica y se visualizaron con microscopía óptica. Además, se analizaron las muestras de sangre recogidas para identificar biomarcadores de lesión hepática. Las imágenes histológicas del grupo modelo mostraron acumulación de gotitas de lípidos en los hepatocitos (esteatosis) y células hepáticas dañadas que fueron inhibidas por el ejercicio de natación. En comparación con los grupos control, HFD causó un aumento en el IMC y el peso del hígado, pero no en el índice de hígado. Además, HFD aumentó significativamente (p <0.05) los biomarcadores de lesiones hepáticas; la proteína C reactiva de alta sensibilidad (hsCRP) y la fosfatasa alcalina (ALP) disminuyeron efectivamente (p <0.05) con el ejercicio de natación. Además, se observó una correlación negativa entre estos biomarcadores y la proteína antioxidante y antiinflamatoria adiponectina. Por lo tanto, la esteatosis hepática inducida por HFD puede ser tratada mediante el ejercicio de natación.