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Vol. 41. Núm. 8.Octubre 2018
Páginas 477-534
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Vol. 41. Núm. 8.Octubre 2018
Páginas 477-534
Original article
DOI: 10.1016/j.gastrohep.2018.05.026
Role of sodium-hydrogen exchanger isoform 1 in regulating hepatocyte apoptosis induced by hyperammonaemia
Papel de la isoforma 1 del intercambiador iónico de sodio/hidrógeno en la regulación de la apoptosis de hepatocitos inducida por hiperamoniaquemia
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Peng Wanga,1, Xin Wanga,1,
Autor para correspondencia
wang_x@aliyun.com

Corresponding author.
, Ling Lib, Quancheng Kanc, Zujiang Yuc, Rongfang Fenga, ZiXiao Chena, Yan Shia, Jinling Gaoa
a Department of Basic Medicine, Nursing College, Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan, PR China
b Department of Palliative and Hospice Care, The Ninth People's Hospital of Zhengzhou, Henan, PR China
c Department of Infectious Disease, First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan, PR China
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Abstract
Background

The “secondary injury” theory of liver failure indicated that hyperammonaemia due to liver failure causes further deterioration of hepatocytes. Our previous studies have demonstrated that high blood ammonia levels may lead to hepatocyte apoptosis, as NH4Cl loading caused metabolic acidosis and an increase in sodium-hydrogen exchanger isoform 1 (NHE1). In this study, we established a hyperammonia hepatocyte model to determine the role of NHE1 in the regulation of hepatocyte apoptosis induced by NH4Cl.

Materials and methods

In current studies, intracellular pH (pHi) and NHE1 activity were analyzed using the pHi-sensitive dye BCECF-AM. The results showed that intracellular pH dropped and NHE1 activity increased in hepatocytes under NH4Cl treatment. As expected, decreased pHi induced by NH4Cl was associated with increased apoptosis, low cell proliferation and ATP depletion, which was exacerbated by exposure to the NHE1 inhibitor cariporide. We also found that NH4Cl treatment stimulated PI3K and Akt phosphorylation and this effect was considerably reduced by NHE1 inhibition.

Conclusion

This study highlighted the significant role of NHE1 in the regulation of cell apoptosis induced by hyperammonaemia.

Keywords:
Hyperammonaemia
Intracellular pH
Sodium-hydrogen exchanger isoform 1
Apoptosis
Resumen
Antecedentes

La teoría de la «lesión secundaria» de la insuficiencia hepática mostró que la hiperamoniaquemia provocada por la insuficiencia hepática causa mayor deterioro de los hepatocitos. Nuestros anteriores estudios previos han demostrado que los niveles altos de amoníaco en sangre pueden conducir a la apoptosis de los hepatocitos. Como la carga de NH4Cl provocó acidosis metabólica y un aumento de la isoforma 1 del intercambiador de sodio/hidrógeno (NHE1). En este estudio, establecimos un modelo de hepatocitos de hiperamonia para establecer el papel de NHE1 en la regulación de la apoptosis de hepatocitos inducida por NH4Cl.

Materiales y métodos

En los estudios actuales, el pH intracelular (pHi) y la actividad del NHE1 se analizaron con el colorante BCECF-AM, sensible al pHi. Los resultados mostraron que el pH intracelular disminuyó y la actividad del NHE1 aumentó en hepatocitos con tratamiento del NH4Cl. Como se esperaba, la disminución del pHi inducido por NH4Cl se relacionó con un aumento de la apoptosis, baja proliferación celular y reducción del ATP, que se exacerbó por la exposición a cariporide, inhibidor del NHE1. También encontramos que el tratamiento del NH4Cl estimuló la fosforilación de PI3K y Akt, y este efecto se redujo considerablemente por la inhibición del NHE1.

Conclusión

Este trabajo ha destacado el importante papel del NHE1 en la regulación de la apoptosis celular inducida por hiperamoniaquemia.

Palabras clave:
Hiperamoniaquemia
pH intracelular
Isoforma 1 del intercambiador iónico de sodio/hidrógeno
Apoptosis

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