Anti-inflammatory and antioxidant activity of essential amino acid α-ketoacid analogues against renal ischemia–reperfusion damage in Wistar rats

Introduction: Essential amino acid α-keto acid analogs are used in the treatment of chronic kidney disease to delay the symptoms of uremia. However, it is unknown whether essential amino acid α-keto acid analogs affect the oxidative stress and the inflammation in acute renal injury such as those produced by ischemia-reperfusion. Objective: To evaluate the effect of essential amino acid α-keto acid analogs on renal ischemia-reperfusion injury in Wistar rats. Materials and methods: Rats were divided into 11 groups (n=6/group): Two groups received physiological saline with or without ischemia-reperfusion injury (45 min/24 h), six groups received essential amino acid α-keto acid analogs (400, 800, or 1,200 mg/kg/24 h/7d) with or without ischemia-reperfusion injury (essential amino acid α-keto acid analogs + ischemia-reperfusion), and two groups received allopurinol (50 mg/kg/24 h/7d) with or without ischemia-reperfusion injury. Biochemical markers included creatinine and blood urea nitrogen (BUN), proinflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, and TNF-α), renal damage markers (cystatin C, KIM-1, and NGAL), and markers of oxidative stress such as malondialdehyde (MDA) and total antioxidant activity. Results: The essential amino acid α-keto acid analog- and allopurinol-treated groups had lower levels of creatinine, BUN, renal damage markers, proinflammatory cytokines, and MDA than their corresponding ischemia-reperfusion groups. These changes were related to the essential amino acid α-keto acid analogs dosage. Total antioxidant activity was lower in essential amino acid α-keto acid analog- and allopurinol-treated groups than in the corresponding ischemia-reperfusion groups. Conclusions: This is a new report on the nephroprotective effects of essential amino acid α-keto acid analogs against ischemia-reperfusion injury. Essential amino acid α-keto acid analogs decreased the levels of biochemical markers, kidney injury markers, proinflammatory cytokines, and MDA while minimizing total antioxidant consumption. Resumen Introducción. Los α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales se utilizan en el tratamiento de la enfermedad renal crónica para retrasar los síntomas de la uremia. Sin embargo, se desconoce si los α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales afectan el estrés oxidativo y la inflamación en la lesión renal aguda tal como en la producida por la isquemia-reperfusión. Objetivo. Evaluar el efecto de las α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales sobre la lesión renal por isquemia-reperfusión en ratas Wistar. Materiales y métodos. Se emplearon 11 grupos de ratas (n=6): dos grupos recibieron solución salina fisiológica con lesión isquemia-reperfusión o sin ella (45 min/24 h), seis grupos recibieron α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales (400, 800 o 1.200 mg/kg/24 h/7d) con lesión isquemia-reperfusión o sin ella (α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales + isquemia-reperfusión), y dos grupos recibieron (50 mg/kg/24 h/7d) con lesión isquemia- reperfusión o sin ella. Los marcadores bioquímicos incluyeron creatinina y nitrógeno ureico en sangre (BUN), citocinas proinflamatorias (IL-1β, IL-6 y TNF-α), marcadores de daño renal (cistatina C, KIM-1 y NGAL) y marcadores del estrés oxidativo como el malondialdehído (MDA) y la actividad antioxidante total. Resultados. Los grupos tratados con α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales y alopurinol tuvieron niveles inferiores de creatinina, BUN, marcadores de daño renal, citocinas proinflamatorias, actividad antioxidante total y MDA que los grupos isquemia- reperfusión correspondientes. Estos cambios se asociaron con la dosis. La actividad antioxidante total fue menor en los grupos tratados con α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales que en los grupos isquemia-reperfusión correspondientes. Conclusiones. Este es un nuevo informe de los efectos nefroprotectores de las α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales contra la lesión isquemia-reperfusión. Los α-cetoanálogos de aminoácidos esenciales disminuyeron los niveles de los marcadores bioquímicos, de los de lesión renal, de las citocinas proinflamatorias y el MDA, a la vez que minimizaron el consumo total de antioxidantes.