Protective effect of N-acetylcysteine on the nephrotoxicity of contrast media based on gadolinium in an experimental model of chronic kidney disease

INTRODUÇÃO: O Gadolínio (Gd) é um raro metal da classe dos lantanídios usado como meio de contraste devido as suas propriedades paramagnéticas. Após sua descoberta, foi considerado um contraste pouco nefrotóxico em pacientes com doença renal crônica (DRC). Atualmente, existem evidências de que o Gd pode apresentar nefrotoxicidade semelhante aos contrastes iodados. A administração de Gadolínio em ratos com DRC pode levar a piora da função renal aferida por clearance de inulina e mobilização do ferro corporal gerando stress oxidativo. OBJETIVOS: O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do Gd na função renal, nos parâmetros de cinética do ferro em ratos com DRC e o possível efeito protetor do anti-oxidante N-Acetilcisteína (NAC). MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar machos foram submetidos à nefrectomia 5/6 (Nx) para induzir DRC. Gadoterate Meglumine, um contraste à base de Gadolínio iônico e macrocíclico foi administrado via intravenosa na dose de 1,5mmol/kg de peso de rato 21 dias após a nefrectomia. Para avaliar o efeito do Gd sobre a função renal, estudos de clearance de inulina foram realizados em 4 grupos de ratos 48 hs após a aplicação do Gd: grupo controle 1- Nx (n=7); 2- Nx+NAC (n=6); 3- Nx+Gd (n=8); 4- Nx+Gd+NAC (n=5). O NAC foi administrado no grupo 4 diluído em água 48 hs antes e 48 hs depois da administração do Gd na dose de 4800mg/l. O grupo 2 recebeu NAC durante o mesmo período de tempo do grupo 4. O Gd também foi administrado em ratos com função renal normal, grupo Normal (n=8) na mesma dose dos grupos nefrectomizados com avaliação da função renal e proteinúria. Além da taxa de filtração glomerular (TFG), foram avaliados: proteinúria de 24hs (ptn), parâmetros de gaiola metabólica, pressão arterial (PA), paramêtros de cinética do ferro representados pelo ferro sérico (Fe), capacidade total de ligação do ferro (CTLF), saturação de transferrina, ferritina sérica e stress oxidativo por meio da dosagem de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Os dados foram submetidos à análise de variância ANOVA utilizando o programa Graph Prism com nível de significância p<0,05 e erro padrão. RESULTADOS: A aplicação de Gd em ratos nefrectomizados resultou em queda na TFG no grupo 3 em relação ao grupo controle 1 (p<0,01). Houve uma tendência de aumento da ptn no grupo 3 em relação aos demais grupos. O grupo 4 que recebeu tratamento com NAC apresentou TFG e ptn semelhante ao grupo 1 e TFG estatisticamente maior que o grupo 3 (p<0,05). Com relação ao grupo de ratos normais não houve alteração da TFG nem aumento de ptn após a aplicação do Gd em relação à ratos não nefrectomizados que não receberam contraste. Com relação aos parâmetros da cinética do ferro, o grupo 3 apresentou elevação da ferritina e da saturação da transferrina comparados ao grupo 1 (p<0,05) e (p<0,01) respectivamente. Houve diminuição da capacidade total de ligação do ferro (CTLF) no grupo 3 comparado ao grupo 1(p<0,01). O uso profilático do NAC no grupo 4 reverteu todas as alterações descritas anteriormente no grupo 3 com significância estatística (p<0,05), (p<0,01) e (p<0,01) respectivamente. Com relação ao stress oxidativo, o grupo 3 apresentou níveis de TBARS significativamente maiores que o grupo 1 (p<0,05). O grupo 4 apresentou níveis de TBARS semelhantes ao grupo 1 e menores que o grupo 3 (p<0,05). O grupo 2 que recebeu apenas NAC por curto período de tempo apresentou TFG, Ptn e parâmetros de cinética de ferro semelhantes aos grupos 1 e 4. Com relação aos dados de gaiola metabólica e pressão arterial não houve diferença estatística entre os grupos 1,2,3 e 4. CONCLUSÕES: Os resultados mostram que a administração de Gd em ratos nefrectomizados resulta em dimuição da TFG, aumento da proteinúria associado a aumento da ferritina sérica, saturação de transferrina e diminuição da CTLF. Em ratos normais o Gd não mostrou ser nefrotóxico e o uso do NAC isoladamente no grupo 2 por curto período de tempo não demonstrou nenhum efeito, pois todos os parâmetros avaliados foram semelhantes ao grupo controle. Indução de stress oxidativo foi representado pelo aumento do TBARS nos ratos que receberam o Gd. O uso de NAC reverteu todas as alterações provocadas pelo Gd. Concluímos que o NAC pode ser usado como profilaxia da toxicidade associada ao Gd.INTRODUCTION: Gadolinium (Gd) is a rare class of lanthanide metal used as a contrast agent due to its paramagnetic properties. After its discovery, was considered a bit of contrast nephrotoxicity in patients with chronic kidney disease (CKD). Currently, there is evidence that Gd may present similar to iodine contrast media nephrotoxicity. The administration of Gadolinium in rats with CKD can lead to worsening renal function measured by inulin clearance and mobilization of iron body causing oxidative stress. OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate the effect of Gd on renal function, iron parameters and oxidative stress in rats with CKD and a possible effect of antioxidant N-Acetylcisteine (NAC). MATERIALS AND METHODS: Male Wistar rats underwent nephrectomy 5/6 (Nx) to induce CKD. Gadoterate meglumine, a Gadolinium based contrast ionic and macrocyclic was administrated intravenously at a dose of 1.5 mmol / kg BW of rats 21 days after nephrectomy. To evaluate the effect of Gd on renal function, inulin clearance studies were performed in 3 groups of animals 48 hours (hs) after application of Gd: a control group 1 - Nx (n =7), 2- Nx+NAC (n = 6); 3- Nx+Gd (n=8) e 4- Nx+Gd+NAC (n=5). The NAC was administrated in group 4, diluted with water 48 hs before and 48 hs after administration of gadolinium at a dose of 4800mg / l. Group 2 received NAC four days before clearance study. Gd was also administrated in rats with normal renal function, group normal (n = 8) at the same dose of nephrectomized rats with assessment of renal function and proteinuria. In addition to the glomerular filtration rate (GFR) were evaluated: 24 hours proteinuria (ptn), cage metabolic parameters, blood pressure (BP), serum iron (Fe), total capacity of iron binding (TIBC), transferrin saturation, serum ferritin and oxidative stress through measurement of thiobarbituric acid reactive species (TBARS). Data were submitted to ANOVA using the program Prism Graph with a significance level p <0.05 and standard error. RESULTS: Gd administration to group 3 results in a decrease of GFR compared with group 1 (p<0,01). There was a trend of increase ptn in group 3 compared to other groups. Normal rats treated with the same dose of Gd presented similar GFR and proteinuria when compared with normal controls. In group 3, there was a decrease in TIBC, elevation of ferritin serum levels, transferrin oversaturation and plasmatic TBARS elevation compared with group 1 (p<0,01), (p<0,05), (p<0,01) and (p<0,05) repectively. The treatment with NAC in group 4 reversed the decreased in GFR and proteinuria compared with group 3 (p<0,05) for both variables. Treatment with NAC in group 4 also reversed all alterations in iron parameters and oxidative stress described earlier with statistical significance (p<0,01), (p<0,05), (p<0,01) and (p