Hypothermia Alleviates Reductive Stress, a Root Cause of Ischemia Reperfusion Injury

体温过低 缺血 移植 缺氧(环境) 再灌注损伤 医学 生物 化学 药理学 麻醉 内分泌学 内科学 氧气 有机化学
作者
Kattri‐Liis Eskla,Hans Vellama,Liisi Tarve,Hillar Eichelmann,Toomas Jagomäe,Rando Porosk,Vello Oja,Heikko Rämma,Nadezhda Peet,Agu Laisk,Vallo Volke,Eero Vasar,Hendrik Luuk
出处
期刊:International Journal of Molecular Sciences [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:23 (17): 10108-10108 被引量:2
标识
DOI:10.3390/ijms231710108
摘要

Ischemia reperfusion injury is common in transplantation. Previous studies have shown that cooling can protect against hypoxic injury. To date, the protective effects of hypothermia have been largely associated with metabolic suppression. Since kidney transplantation is one of the most common organ transplant surgeries, we used human-derived renal proximal tubular cells (HKC8 cell line) as a model of normal renal cells. We performed a temperature titration curve from 37 °C to 22 °C and evaluated cellular respiration and molecular mechanisms that can counteract the build-up of reducing equivalents in hypoxic conditions. We show that the protective effects of hypothermia are likely to stem both from metabolic suppression (inhibitory component) and augmentation of stress tolerance (activating component), with the highest overlap between activating and suppressing mechanisms emerging in the window of mild hypothermia (32 °C). Hypothermia decreased hypoxia-induced rise in the extracellular lactate:pyruvate ratio, increased ATP/ADP ratio and mitochondrial content, normalized lipid content, and improved the recovery of respiration after anoxia. Importantly, it was observed that in contrast to mild hypothermia, moderate and deep hypothermia interfere with HIF1 (hypoxia inducible factor 1)-dependent HRE (hypoxia response element) induction in hypoxia. This work also demonstrates that hypothermia alleviates reductive stress, a conceptually novel and largely overlooked phenomenon at the root of ischemia reperfusion injury.
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