Vitamin D deficiency is a potential risk factor for contrast-induced nephropathy

A nefrotoxicidade induzida por contraste (NIC) é responsável por cerca de 11% de todas as causas de injúria renal aguda no ambiente hospitalar e tem sido atribuída exclusivamente aos contrastes iodados. Contudo, os contrastes à base de gadolínio recentemente estão sendo reportados como potenciais indutores de nefrotoxicidade em pacientes de alto risco. A fisiopatologia da NIC está relacionada à geração de hipóxia na medula renal vinculada à disfunção endotelial, e ao estresse oxidativo, alterações que têm sido fortemente associadas à deficiência de vitamina D (dVD), condição que encontra-se altamente prevalente na população atual, mesmo em países de clima tropical. O objetivo desse estudo foi testar a hipótese de que a dVD é um potencial fator de risco para NIC. Para isso, ratos Wistar foram mantidos em dieta padrão ou livre de vitamina D por 30 dias. A seguir, CI (diatrizoato 76%), Gd (gadoterato de meglumina) ou soro fisiológico 0,9% foram infundidos por via endovenosa. Seis grupos foram avaliados (n=12/grupo): Sham, CI, Gd, dVD30, dVD30+CI e dVD30+Gd. Após 48h da infusão dos contrastes, os animais foram submetidos ao experimento de clearance de Inulina, para estimar o ritmo de filtração glomerular (RFG), a análise da expressão proteica no tecido renal de angiotensinogênio (AGT), renina e da óxido nítrico sintase endotelial (eNOS), e ao exame histológico. O estado redox foi avaliado por meio da medida das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS, marcador de peroxidação lipídica), e dos níveis de glutationa reduzida (GSH, antioxidante endógeno) sistêmico e renal. Comparado ao grupo Sham, os animais dVD30 apresentaram menores níveis séricos de 25(OH)D total (3,96±0,8 vs. 44,87±1,7 ng/mL, p < 0,001), níveis semelhantes de cálcio e fósforo plasmáticos e aumento da expressão renal de AGT e renina. O RFG foi similar nos grupos Sham, CI e Gd. Entretanto, o RFG foi significantemente menor nos grupos dVD30+CI e dVD30+Gd e esta redução esteve associada ao aumento no tecido renal da expressão de AGT e à redução da eNOS, combinado à acentuada elevação da razão TBARS/GSH no tecido renal. Apesar da alteração na função renal com a infusão dos contrastes, a morfologia renal permaneceu preservada. Foram feitos dois grupos adicionais (n=5/grupo) mantidos em dVD por 60 dias. Após administração dos contrastes, uma maior queda do RFG foi observada, sugerindo que uma dVD mais prolongada agrava ainda mais a queda do RFG. Coletivamente, nossos resultados indicam que a dVD é um potencial fator de risco para NIC iodado e de gadolínio em consequência do desequilíbrio intrarrenal de substâncias vasoativas por meio da ativação do sistema renina-angiotensina e do estresse oxidativoContrast-induced nephropathy (CIN) account for about 11% of all causes of acute kidney injury in hospitalized patients and has been attributed exclusively to iodinated contrast media. However, gadolinium-based contrast agents are reported recently as potential inducers of nephrotoxicity in high risk patients. Pathophysiology of CIN is related to hypoxia in the renal medulla associated with endothelial dysfunction and oxidative stress, changes that have been strongly linked to vitamin D deficiency (VDD), condition that is highly prevalent in the current population, even in tropical countries. This study tested the hypothesis that VDD is a predisposing factor for iodinated and gadolinium contrast media nephrotoxicity. To this end, male Wistar rats were fed standard or vitamin D-free diet for 30 days (VDD30). Then, IC (diatrizoate 76%), Gd (gadoterate meglumine) or saline were administered intravenously and six experimental groups were obtained: Sham, IC, Gd, VDD30, VDD30+IC and VDD30+Gd. Renal hemodynamics, redox status, histological and immunoblot analysis were evaluated 48h after contrast or vehicle infusion. Compared to Sham, VDD30 rats presented lower levels of total 25(OH)D (3.96 +- 0.8 vs. 44.87 ± 1.7 ng/mL, p < 0,001), similar plasma levels of calcium and phosphorus and higher renal renin and angiotensinogen expression. Inulin clearance-based estimated glomerular filtration rate (GFR) was not different among Sham, IC and Gd groups. However, GFR was significantly reduced in VDD30+IC and VDD30+Gd groups and this reduction was associated with higher renal angiotensinogen and lower eNOS abundance combined with higher kidney thiobarbituric acid reactive substances and lower glutathione levels. Conversely, worsening of renal function was not accompanied by abnormalities on kidney structure or increased infiltration of inflammatory cells. Rats on a VDD for 60 days displayed a greater fall in GFR after contrast administration, suggesting that the longer the period of VDD, the worst the impact of contrast media on renal function. Collectively, our findings suggest that VDD is a potential risk factor for contrast nephropathy due to imbalance in intrarenal vasoactive substances by renin-angiotensin system activation and oxidative stres