Cardiac mitochondrial biogenesis in endotoxemia is not accompanied by mitochondrial function recovery

Authors
Vanasco, Virginia; Saez, Trinidad María de Los Milagros; Magnani, Natalia Daniela; Pereyra, Leonardo Gabriel; Marchini, Timoteo Oscar; Corach, Alejandra; Vaccaro, Maria Ines; Corach, Daniel; Evelson, Pablo Andrés; Alvarez, Silvia
Publication Year
2014
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Mitochondrial biogenesis emerges as a compensatory mechanism involved in the recovery process in endotoxemia and sepsis. The aim of this work was to analyze the time course of the cardiac mitochondrial biogenesis process occurring during endotoxemia, with emphasis on the quantitative analysis of mitochondrial function. Female Sprague-Dawley rats (45 days old) were ip injected with LPS (10 mg/kg). Measurements were performed at 0?24 h after LPS administration. PGC-1 α and mtTFA expression for biogenesis and p62 and LC3 expression for autophagy were analyzed by Western blot; mitochondrial DNA levels by qPCR, and mitochondrial morphology by transmission electron microscopy. Mitochondrial function was evaluated as oxygen consumption and respiratory chain complex activity. PGC-1 α and mtTFA expression significantly increased in every time point analyzed, and mitochondrial mass was increased by 20% (P 0.05) at 24 h. p62 expression was significantly decreased in a time-dependent manner. LC3-II expression was significantly increased at all time points analyzed. Ultrastructurally, mitochondria displayed several abnormalities (internal vesicles, cristae disruption, and swelling) at 6 and 18 h. Structures compatible with fusion/fission processes were observed at 24 h. A significant decrease in state 3 respiration was observed in every time point analyzed (LPS 6 h: 20%, P 0.05). Mitochondrial complex I activity was found decreased by 30% in LPS-treated animals at 6 and 24 h. Complex II and complex IV showed decreased activity only at 24 h. The present results show that partial restoration of cardiac mitochondrial architecture is not accompanied by improvement of mitochondrial function in acute endotoxemia. The key implication of our study is that cardiac failure due to bioenergetic dysfunction will be overcome by therapeutic interventions aimed to restore cardiac mitochondrial function.
Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; Argentina
Fil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Pereyra, Leonardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Corach, Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Servicio de Huellas Digitales Genéticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
Fil: Vaccaro, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Corach, Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Servicio de Huellas Digitales Genéticas; Argentina
Fil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Fil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentina
Subject
ENDOTOXEMIA
LPS
O2 METABOLISM
MITOCHODRIAL BIOGENESIS
MITOCHODRIAL FUNCTION
RAT HEART
Inmunología
Medicina Básica
CIENCIAS MÉDICAS Y DE LA SALUD
Access level
Open access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/30807