Improvement of Na+-K+ ATPase Activity and Gene Expression Associated with Glomerular Ultrastructural Protection in Diabetic Nephropathy by Acacia senegal: Role of Oxidative Stress Disturbances / Mejora de la actividad Na+-K+ ATPasa y la Expresión Génica Asociada con la Protección Ultraestructural Glomerular en la Nefropatía Diabética por Acacia senegal: Papel de las Alteraciones del Estrés Oxidativo

SUMMARY: This study assessed the effects of Acacia Senegal (AS) combined with insulin on Na+/K+-ATPase (NKA) activity and mRNA expression, serum glucose, renal function, and oxidative stress in a rat model of diabetic nephropathy (DN). Sixty rats were equally divided into six groups: normal control, normal+AS, diabetic (DM), DM+insulin, DM+AS, and DM+insulin+AS groups. Diabetes mellitus (type 1) was induced by a single injection of streptozotocin (65 mg/kg), and insulin and AS treatments were carried until rats were culled at the end of week 12. Serum glucose and creatinine levels, hemoglobin A1c (HbA1c) were measured. Renal homogenate levels of NKA activity and gene expression, malondialdehyde, superoxide dismutase (SOD), catalase and reduced glutathione (GSH) were evaluated as well as kidney tissue histology and ultrastructure. Diabetes caused glomerular damage and modulation of blood and tissue levels of creatinine, glucose, HbA1c, malondialdehyde, NKA activity and gene expression, SOD, catalase and GSH, which were significantly (p<0.05) treated with AS, insulin, and insulin plus AS. However, AS+insulin treatments were more effective. In conclusion, combined administration of AS with insulin to rats with DN decreased NKA activity and gene expression as well as oxidative stress, and improved glycemic state and renal structure and function.

Este estudio evaluó los efectos de Acacia senegal (AS) combinada con insulina sobre la actividad Na+/K+- ATPasa (NKA) y la expresión de ARNm, la glucosa sérica, la función renal y el estrés oxidativo en un modelo de nefropatía diabética (ND) en ratas. Sesenta ratas se dividieron equitativamente en seis grupos: control normal, normal+AS, diabética (DM), DM+insulina, DM+AS y DM+insulina+AS. La diabetes mellitus (tipo 1) se indujo mediante una única inyección de estreptozotocina (65 mg/kg), y los tratamientos con insulina y AS se llevaron a cabo hasta que las ratas fueron sacrificadas al final de la semana 12. Se midieron niveles séricos de glucosa y creatinina, hemoglobina A1c (HbA1c). Se evaluaron los niveles de homogeneizado renal de actividad NKA y expresión génica, malondialdehído, superóxido dismutasa (SOD), catalasa y glutatión reducido (GSH), así como la histología y ultraestructura del tejido renal. La diabetes causó daño glomerular y modulación de los niveles sanguíneos y tisulares de creatinina, glucosa, HbA1c, malondialdehído, actividad y expresión génica de NKA, SOD, catalasa y GSH, los cuales fueron tratados significativamente (p<0,05) con AS, insulina e insulina más AS. Sin embargo, los tratamientos con AS+insulina fueron más efectivos. En conclusión, la administración combinada de AS con insulina a ratas con DN disminuyó la actividad de NKA y la expresión genética, así como el estrés oxidativo, y mejoró el estado glucémico y la estructura y función renal.

Acacia senegal inhibits diabetic nephropathy ultrastructure alteration and renal biomarkers changes in rats / Acacia senegal inhibe la alteración de la ultraestructura de la nefropatía diabética y los cambios en los biomarcadores renales en rata

SUMMARY: Diabetic nephropathy (DN) is the most common complication of diabetes. Several studies have been done in a trial to protect against this problem at the ultrastructure level. This study investigates the protective effect of oral administration of Acacia senegal (AS) against the development of DN. Sixty male albino rats were randomly divided into six groups: control, Acacia senegal control, Diabetic untreated, diabetic insulin-treated, Diabetic AS treated, and Diabetic insulin and AS combined treated groups. Plasma glucose, HbA1c, serum Albumin, creatinine, urine creatinine was measured using specific kits. Determinations of creatinine clearance and blood pressure were done. The renal tissues of both kidneys were prepared to investigate under both light (LM) and electron microscope (EM). Ultrastructure examination of renal rats tissue of diabetic untreated rats showed the destruction of the glomerular basement membrane and endothelial cells together with hemorrhage in glomerular capsules (Bowman's capsules). On the other side, both LM and EM revealed improving the endothelial cells and the other glomerular capsules structures, especially with the combined treated group, which confirmed the improvement of the biochemical investigation in the study. In conclusion, from the present study, using the oral AS together with SC insulin could be protected against the development of DN.

RESUMEN: La nefropatía diabética (ND) es la complicación más común de la diabetes. Se han realizado varios estudios de ensayo para abordar esta dificultad a nivel de ultraestructura. Este estudio investiga el efecto protector de la administración oral de Acacia senegal (AS) contra el desarrollo de la ND. Se dividieron sesenta ratas albinas machos aleatoriamente en seis grupos: control, control de Acacia senegal, diabéticos no tratados, diabéticos tratados con insulina, diabéticos tratados con AS y grupos tratados con compuesto de insulina diabética + AS. Se midieron utilizando kits específicos, glucosa plasmática, HbA1c, albúmina sérica, creatinina en sangre y en orina. Se registraron la creatinina y la presión arterial. Los tejidos renales de ambos riñones se prepararon para investigar tanto con microscopio óptico (MO) como electrónico (ME). El examen de la ultraestructura del tejido renal de ratas diabéticas no tratadas mostró la destrucción de la membrana basal glomerular y las células endoteliales junto con hemorragia en las cápsulas glomerulares (cápsulas de Bowman). Por otro lado, tanto MO como ME revelaron una mejora de las células endoteliales y las estructuras capsulares glomerulares, en el grupo tratado con el compuesto, lo que confirmó la mejora de la investigación bioquímica. En conclusión, el uso de AS oral en combinación con insulina podría proteger contra el desarrollo de ND.

Preventive role of gum Arabic administration on STZ induced diabetic kidney disease in rats; renal antioxidant and histopathological evidence / Función preventiva de la administración de goma arábiga en la enfermedad renal diabética inducida por STZ en ratas; antioxidante renal y evidencia histopatológica

This study was set to investigate the effect of gum Arabic (G.A.) on diabetic kidney disease. We divided sixty male Sprague rats randomly into six groups. Normal control, normal rats treated with G.A., untreated diabetic rats, diabetic rats treated with insulin, diabetic rats treated with G.A., and diabetic rats treated with both insulin and G.A. Diabetes was induced by a single intraperitoneal injection of STZ. Forty eight hr post injections. Insulin was injected subcutaneously (1.6/IU/100g/day). We provided G.A. in drinking water (10 %w/ v).). At the end of the twelve weeks, blood was drawn for measurement of blood glucose, glycosylated hemoglobin (HbA1C), serum lipids, serum creatinine, and blood urea. Renal tissue oxidative stress (O.S.) was assessed by measuring the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), and the concentrations of reduced glutathione (GSH) and malondialdehyde (MDA). For histological assessments, sections from segments of kidneys were processed and stained with hematoxylin and eosin (H&E) for assessment under the light microscope. STZinduced diabetes caused an elevation of blood glucose, HbA1c, urea and creatinine, triglycerides LDL and cholesterol, MDA with reduction of HDL, GSH level, and CAT and SOD activities. Histologically, kidneys from diabetic rats showed marked glomerular and tubular changes. Administration of G.A. alone to diabetic rats had a significant hypoglycemic, hypolipidemic, and antioxidant effect, although the levels achieved remained significantly abnormal compared with the untreated group with no effect on urea and creatinine levels. Co-administration of G.A. with insulin reversed the impact of D.M. on all parameters evaluated including the histological changes and led to normal urea and creatinine levels. We concluded that G.A., in combination with insulin, improves chemically-induced diabetes and its renal complications, possibly by modulation of oxidative stress.

En este estudio se evaluó el efecto de la goma arábiga (GA) en la enfermedad renal diabética. Dividimos sesenta ratas macho Sprague Dawley al azar en seis grupos. Control normal, ratas normales tratadas con GA, ratas diabéticas no tratadas, ratas diabéticas tratadas con insulina, ratas diabéticas tratadas con GA y ratas diabéticas tratadas con insulina y GA. La diabetes fue inducida por una sola inyección intraperitoneal de STZ. Cuarenta y ocho horas después se inyectó insulina por vía subcutánea (1,6 / UI / 100 g / día). A los animales se les dió GA en agua potable (10 % p / v)). Al final de las doce semanas, se extrajo sangre para medir la glucosa, la hemoglobina glicosilada (HbA1C), los lípidos en suero, la creatinina en suero y la urea en sangre. El estrés oxidativo del tejido renal (SO) se evaluó midiendo las actividades de la enzima superóxido dismutasa (SOD) y la catalasa (CAT), y las concentraciones de glutatión reducido (GSH) y malondialdehído (MDA). Para las evaluaciones histológicas, se procesaron secciones de segmentos de riñones y se tiñeron con hematoxilina y eosina (H & E) para análisis bajo microscopio óptico. La diabetes inducida por STZ causó una elevación de la glucosa en sangre, HbA1c, urea y creatinina, triglicéridos LDL y colesterol, MDA con reducción de las actividades de HDL, GSH y CAT y SOD. Histológicamente, los riñones de ratas diabéticas mostraron marcados cambios glomerulares y tubulares. La administración de GA solo en las ratas diabéticas tuvo un efecto hipoglucémico, hipolipidémico y antioxidante significativo, aunque los niveles alcanzados permanecieron significativamente anormales en comparación con el grupo no tratado, sin ningún efecto sobre los niveles de urea y creatinina. La dministración conjunta de GA con insulina revirtió el impacto de DM en todos los parámetros evaluados, incluidos los cambios histológicos y condujeron a niveles normales de urea y creatinina. Concluimos que GA en combinación con insulina, mejora la diabetes inducida químicamente y sus complicaciones renales, posiblemente mediante la modulación del estrés oxidativo.