Revista da Sociedade Portuguesa de Endocrinologia Diabetes e Metabolismo

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Revista Portuguesa de Endocrinologia, Diabetes e Metabolismo - Online first: 2019-04-26
Original article

Nitroxides improve biochemical profiling and prevent injuries in the organs of type 1 diabetic rats

Cerdeira CD, Brito AR, Ravazi GF, Oliveira APPd, Salles BCC, Camara EP, Muchon J, Moraes GdOI, Paula FBdA, Brigadão MRPL, Santos GB

Abstract

Background: Diabetes mellitus (DM) is still considered a major public health concern worldwide and lacks new and safe drugs for long-term and/or adjuvant therapy. Thus, we postulated that nitroxides could prevent DM complications in rats. Methods: To evaluate the effects of the nitroxides Tempo and Tempol in preventing hyperglycemia, heart damage, DM-associated oxidative stress-induced renal injury, and other DM complications, nitroxides (30 mg/kg/day) were fed to Wistar rats with alloxan-induced type 1 DM for 60 days. The animals were then evaluated for glucose levels, lipid peroxidation in the kidneys, biochemical parameters of renal function (creatinine levels), liver function (aspartate aminotransferase [AST] and alanine aminotransferase [ALT] total lipids, and steatosis), and lipid profiling (total cholesterol and fractions), and a histological analysis of the kidneys, liver, heart, and eyes was performed. Results: Treatment of the diabetic rats with Tempo or Tempol prevented hyperglycemia (p < 0.01). Interestingly, only Tempo was able to prevent lipid peroxidation in the kidneys of the diabetic rats (p < 0.01), while also decreasing creatinine levels (p < 0.05). In contrast, Tempol prevented damage in the liver, kidneys, eyes, and heart of diabetic rats (p < 0.01) and showed evidence of preventing left ventricular hypertrophy (LVH). Notably, Tempol and Tempo prevented any significant increase in ALT levels and in the amount of total lipids in the liver of the diabetic rats. Conclusions: Tempo and Tempol presented great potential for preventing hyperglycemia and its complications in rats, both of which decreased markers of liver dysfunction. Tempo also mitigated oxidative damage to the kidneys, while Tempol considerably attenuated heart injury.

Portuguese abstract

Contextualização: O Diabetes Mellitus (DM) ainda é considerado uma das principais preocupações de saúde pública em todo o mundo e carece de medicamentos novos e seguros para uma terapia de longo prazo e/ou adjuvante. Assim, postulamos que os nitróxidos poderiam prevenir as complicações do DM em ratos. Métodos: Para avaliar os efeitos dos nitróxidos Tempo e Tempol na prevenção de hiperglicemia, lesão cardíaca, lesão renal induzida por estresse oxidativo e outras complicações do DM, nitróxidos (30 mg/kg/dia) foram administrados durante 60 dias a ratos Wistar com DM tipo 1 induzido por aloxano. Os animais foram em seguida avaliados quanto aos níveis de glicose, peroxidação lipídica nos rins, parâmetros bioquímicos da função renal (creatinina), função hepática (aspartato aminotransferase [AST] e alanina aminotransferase [ALT] lipídios totais e esteatose) e perfil lipídico ( colesterol total e frações), e uma análise histológica dos rins, fígado, coração e olhos. Resultados: O tratamento dos ratos diabéticos com Tempo ou Tempol preveniu a hiperglicemia (p < 0,01). Curiosamente, apenas Tempo foi capaz de prevenir a peroxidação lipídica nos rins dos ratos diabéticos (p < 0,01), enquanto que também diminuiu os níveis de creatinina (p < 0,05). Em Tempol preveniu danos no fígado, rins, olhos e coração de ratos diabéticos (p < 0,01) e mostrou–se efetivo na prevenção da hipertrofia ventricular esquerda (HVE). Notavelmente, Tempol e Tempo impediram qualquer aumento significativo nos níveis de ALT e na quantidade de lipídios totais no fígado dos ratos diabéticos. Conclusões: Tempo e Tempol apresentaram grande potencial para prevenir a hiperglicemia e suas complicações em ratos com DM tipo 1, sendo que ambos os nitróxidos preveniram o aumento de marcadores de disfunção hepática. O nitróxido Tempo também impediu o dano oxidativo aos rins, enquanto que Tempol atenuou consideravelmente a lesão cardíaca.