Increased Expressions of eNOS and iNOS Correlate with Apoptosis of Diabetic Nephropathy in Streptozotocin-induced Type 1 Diabetic Rats [1] [2]

Abstract

Diyabetik nefropatilerin patogenezi uzun yıllardır çalışılan fakat hala tam açıklığa kavuşmuş bir konu değildir. Bu çalışma streptozotocin (STZ) ile tetiklenmiş diyabetik sıçanlarda nitrik oksit (NO) üretiminin ve oksidatif stresin (OS) nefropatoloji/nefrodejenerasyonların üzerine olan etkilerinin ve bu faktörlerin apoptozisle bir ilişkisinin olup olmadığının araştırılması için tasarlanmıştır. Bu çalışmada kaspaz 3, kaspaz 9, endotelyal nitrik oksit sentaz (eNOS), indüklenebilir nitrik oksit sentaz (iNOS) ve 8-hydroxy-2\'-deoxyguanosine (8-OHdG) sunumları diyabetik böbrek dokularında araştırıldı. Çalışma sonuçlarında, 8-OHdG (P<0.005), eNOS (P<0.005), iNOS (P<0.005), kaspaz 3 (P<0.005) and kaspaz 9 (P<0.005) sunumlarının diyabetik böbrek dokularında önemli düzeyde arttığı görüldü. Bununla beraber diyabetik hayvanlarda kilo kaybı ve böbrek boyutlarında artış tespit edildi. Bu çalışmada elde edilen bulgulara göre OS ve yükselmiş NO seviyelerinin diyabetik nefropatilerin patogenezinde önemli bir rolünün olduğu düşünülmektedir. Ayrıca, STZ ile tetiklenen apoptozisin iç yolakla gerçekleştiği ve yüksek düzeyde üretilen NO'nun apoptozis düzeyini arttırdığı düşünülmektedir. Bununla beraber NO düzeylerinin artışına sadece eNOS değil iNOS'un da önemli katkı sağladığı görülmektedir. Erken diyabetik nefropatilerde NO'nun hiperfiltrasyona ve mikroalbuminüriye katkı sağladığı düşünülmektedir. 8-OHdG'nin tanısal bir öneminin olduğu ve hastalığın takibinde fikir vereceği düşünülmektedir. Sonuç olarak, diyabetik sıçan modellerinde eNOS ve iNOS'un aşırı salınımlarının apoptozisi tetikleyerek diyabetik nefropatilere neden olduğu düşünülmektedir.

The present study was designed to evaluate the effects of high level of nitric oxide (NO) production and oxidative stress (OS) on nephropathology and to identify whether NO and OS have any correlation with apoptosis seen in diabetic kidney, elucidating the underlying mechanism(s) involved in the development of nephropathology in streptozotocin (STZ)-induced diabetic rats. Expression levels of caspase 3, caspase 9, endothelial nitric oxide synthase (eNOS), inducible nitric oxide synthase (iNOS), 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG), for the detection of oxidative damage to DNA, were examined in diabetic kidney tissues. Results of the study revealed that the levels of 8-OHdG (P&lt;0.005), eNOS (P&lt;0.005), iNOS (P&lt;0.005), caspase 3 (P&lt;0.005) and caspase 9 (P&lt;0.005) were remarkably higher in diabetic kidney tissues than in controls. In addition, STZ-treated animals showed significant loss of body weight and renal enlargement. It was suggested that apoptosis, OS and increased NO levels are involved in the pathogenesis of diabetic nephropathy. The results also strongly suggested that STZ-induced apoptosis through activation of the intrinsic pathway and that might be most likely related to increased NO levels. Moreover, high NO production was not only mediated by eNOS but also by iNOS. Increased NO production may contribute to hyperfiltration and microalbuminuria in early diabetic nephropathy. Furthermore, expression of 8-OHdG might give an idea of the progress and may be essential as it has a diagnostic significance for this disease. In conclusion, we believe that eNOS and iNOS overexpressions induce diabetic nephropathy by mediating apoptosis in STZ-induced rats.