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Um die Rolle von oxidativem Stress und/oder mitochondrialer Beeinträchtigung beim Auftreten einer akuten Nierenschädigung (AKI) während einer Sepsis zu untersuchen, haben wir ein Sepsis-induziertes In-vitro-Modell entwickelt, bei dem proximale tubuläre Epithelzellen einem bakteriellen Endotoxin (Lipopolysaccharid, LPS) ausgesetzt wurden.Diese Untersuchung hat wichtige Erkenntnisse zum Zusammenhang zwischen oxidativem Stress und Aktivitätsdefekten der mitochondrialen Atmungskette geliefert.Die LPS-Behandlung führte zu einem Anstieg der Expression von induzierbarer Stickoxidsynthase (iNOS) und NADPH-Oxidase 4 (NOX-4), was auf eine zytosolische Überexpression von Stickoxid und Superoxidanion, den primären reaktiven Stickstoffspezies (RNS) und reaktiven Sauerstoffspezies, schließen lässt (ROS).Dieser Oxidationszustand schien die mitochondriale oxidative Phosphorylierung zu unterbrechen, indem er die Cytochrom-C-Oxidase-Aktivität verringerte.Infolgedessen kam es zu Störungen des Elektronentransports und des Protonenpumpens durch die mitochondriale Innenmembran, was zu einer Abnahme des mitochondrialen Membranpotentials, einer Freisetzung apoptotisch induzierender Faktoren und einer Erschöpfung von Adenosintriphosphat führte.Interessanterweise wurden Mitochondrien, nachdem sie von RNS und ROS angegriffen wurden, wiederum zu Produzenten von ROS und trugen so zur Verstärkung der mitochondrialen Dysfunktion bei.Die Rolle von Oxidationsmitteln bei der mitochondrialen Dysfunktion wurde außerdem durch die Verwendung von iNOS-Inhibitoren oder Antioxidantien bestätigt, die die Cytochrom-C-Oxidase-Aktivität aufrechterhalten und die potenzielle Dissipation der Mitochondrienmembran verhindern.Diese Ergebnisse legen nahe, dass sepsisinduzierter AKI nicht nur als Versagen des Energiestatus, sondern auch als integrierte Reaktion angesehen werden sollte, einschließlich Transkriptionsereignissen, ROS-Signalisierung, mitochondrialer Aktivität und metabolischer Ausrichtung wie Apoptose.