The role of oxidative stress in acute renal injury of newborn rats exposed to hypoxia and endotoxin

Abstract

Neonatal kidney injury is a frequent pathology, especially among premature infants. The search for effective nephroprotection requires the creation of adequate experimental models of nephropathy in newborns. In this study, we explored the development of acute kidney injury (AKI) in neonatal rats during hypoxia or administration of endotoxin. We found that 2-h hypoxia (8% O ) and the intraperitoneal injection of 4 mg·kg lipopolysaccharide (LPS) causes the appearance of AKI markers, such as kidney injury molecule-1 (КIM-1) and neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) in the rat urine after 24 and 72 h of exposure. On the other hand, the levels of blood urine nitrogen under the same conditions rise only slightly. The damaging effects of hypoxia and endotoxin were accompanied by histological changes in the renal tissue and a significant decrease in the proliferation marker, (proliferating cell nuclear antigen). It is revealed that 3 h after the introduction of LPS, levels of reactive oxygen species in the kidney were significantly increased, and the injection of the antioxidant N-acetylcysteine afforded protection from AKI, evaluated by urine КIM-1 and NGAL levels. Thus, the simulation of AKI in newborn rat pups can be employed in screening for potential nephroprotective drugs, particularly among antioxidative compounds to be used in neonatology.

Pregnancy protects the kidney from acute ischemic injury

“…The ability to recover lost functions is largely determined both by the rate of elimination of damaged structures (in particular, through the process of autophagy 14 ), mobilization of resident stem cells 15 , 16 and by the activation of signaling regenerative cascades in remaining differentiated cells 17 , 18 . Proliferation factors have been shown to play an important role in the latter processes, many of which are attributed to rejuvenating functions 19 – 22 .…”

Acute Kidney Injury in Term Babies with Persistent Pulmonary Hypertension of the Newborn

“…In spite of the fact that the role of HIF in the pathogenesis of neonatal AKI wasn't addressed yet, its role was discussed in experimental studies Ortega et al, 2013). Also, the role of reactive oxygen species was highlighted in PPHN (Afolayan et al, 2012;Wedgwood et al, 2011) and AKI (Plotnikov et al, 2017). However, the exact interaction among various pathophysiological mechanisms underlying both conditions remains to be elucidated.…”

Features of the Mechanisms of Antioxidant Protection in Prematurely Born Children in Conditions of Generic Oxidative Stress

“…[7,8,9,10] При переході від внутрішньоутробного до зовнішньоутробного існування під час народження в організмі новонародженої дитини характерним є розвиток реакцій пологового ОС внаслідок кардинальної зміни умов існування організму, що супроводжується надходженням великої концентрації кисню, впливом чисельних зовнішніх подразників, а також, значною перебудовою метаболічних процесів, що підтверджено багатьма науковими працями, зокрема експериментальних та клінічних досліджень. [11,12,13,14,15] Таким чином, адаптація новонародженого за умов пологового ОС залежить від балансу ланок прооксидантної системи (ПОС) та антиоксидантної системи захисту (АОСЗ), що за умов фізіологічного перебігу вагітності та пологів працюють за принципом зворотнього зв'язку [10,13]. Цей механізм є одним з провідних, що забезпечує адаптацію організму дитини після народження, та, відповідно, може стати руйнівним при реалізації факторів анте-та перинатального ризику, зокрема у передчасно народжених дітей.…”

“…ROS та інші вільні радикали пошкоджують зовнішню та внутрішню клітинні мембрани, у тому числі мембрани лізосом, чому сприяє й розвиток ацидозу. Внаслідок впливу на лізосоми проходить вивільнення гід-ролітичних ферментів, які саме й спричиняють ураження клітинних мембран [14,15]. Гіпоксія та стресові ситуації призводять до порушення балансу у бік підвищення активації вільнорадикального окиснення.…”