<p>Diabetes-induced renal complications, i.e. diabetes nephropathy, are a major cause of morbidity and mortality. The exact mechanism mediating the negative influence of hyperglycaemia on renal function is unclear, although several hypotheses have been postulated. Glucose-induced excessive formation of reactive oxygen species (ROS) and increased glucose flux through the polyol pathway are two major mechanisms that have recently gained increasing support. In order to investigate the development of hyperglycaemia-induced renal alterations further, it is of great importance to use an animal model in agreement with the pathological development in diabetic patients.</p><p>The aims of these investigations were to evaluate the streptozotocin (STZ)-diabetic Wistar Furth rat as a model for human diabetic nephropathy and to investigate involvement of ROS and the polyol pathway in development of diabetes-induced renal alterations.</p><p>The used STZ-diabetic animal model displayed several similarities with the progression of human disease, including initial hyperfiltration and albuminuria. However, the observed proteinuria could be partly linked to the STZ treatment <i>per se</i>, making the use of this animal model less suitable for research concerning diabetes-induced urinary protein leakage.</p><p>The diabetic state induced numerous alterations in renal function and metabolism, including increased oxygen consumption, decreased renal oxygen tension (pO₂), and altered lactate/pyruvate ratio. These renal alterations were preventable by daily treatment with either a radical scavenger (α-tocopherol) or an aldose reductase inhibitor (AL-1576).</p><p>In separate experiments the influence of nitric oxide (NO) on renal blood perfusion and pO₂ was investigated. The diabetic animals displayed a larger increase in renal NO activity after injecting the NO substrate L-arginine compared to non-diabetic animals, suggesting substrate limitation of the nitric oxide synthase during chronic hyperglycaemia.</p><p>In conclusion, the results from these investigations show that both ROS and the polyol pathway are involved in the development of diabetes-induced renal alterations in the STZ- diabetic Wistar Furth rat.</p>

Diabetes-induced renal complications, i.e. diabetes nephropathy, are a major cause of morbidity and mortality. The exact mechanism mediating the negative influence of hyperglycaemia on renal function is unclear, although several hypotheses have been postulated. Glucose-induced excessive formation of reactive oxygen species (ROS) and increased glucose flux through the polyol pathway are two major mechanisms that have recently gained increasing support. In order to investigate the development of hyperglycaemia-induced renal alterations further, it is of great importance to use an animal model in agreement with the pathological development in diabetic patients. The aims of these investigations were to evaluate the streptozotocin (STZ)-diabetic Wistar Furth rat as a model for human diabetic nephropathy and to investigate involvement of ROS and the polyol pathway in development of diabetes-induced renal alterations. The used STZ-diabetic animal model displayed several similarities with the progression of human disease, including initial hyperfiltration and albuminuria. However, the observed proteinuria could be partly linked to the STZ treatment per se, making the use of this animal model less suitable for research concerning diabetes-induced urinary protein leakage. The diabetic state induced numerous alterations in renal function and metabolism, including increased oxygen consumption, decreased renal oxygen tension (pO2), and altered lactate/pyruvate ratio. These renal alterations were preventable by daily treatment with either a radical scavenger (α-tocopherol) or an aldose reductase inhibitor (AL-1576). In separate experiments the influence of nitric oxide (NO) on renal blood perfusion and pO2 was investigated. The diabetic animals displayed a larger increase in renal NO activity after injecting the NO substrate L-arginine compared to non-diabetic animals, suggesting substrate limitation of the nitric oxide synthase during chronic hyperglycaemia. In conclusion, the results from these investigations show that both ROS and the polyol pathway are involved in the development of diabetes-induced renal alterations in the STZ- diabetic Wistar Furth rat.

En aquest estudi s'ha determinat que al augmentar el ritme d'extraccions de semen es produeixen canvis en el patró d'absorció i secreció del fluid epididimari, que provoquen alteracions en la maduració epididimaria dels espermatozoides i un desenvolupament anòmal de la motilitat espermàtica.La concentració de glutamat i carnitina al fluid epididimari augmenten al llarg del conducte epididimari, alhora que la concentració de myo-inositol disminueix. El contingut de myo-inositol a l'interior dels espermatozoides disminueix, mentre que el contingut de glutamat augmenta a partir del caput distal i el contingut de carnitina no varia al llarg del conducte. S'ha determinat la presència de la ruta del poliol a l'epidídim de porcí. Els resultats obtinguts indiquen que la glucosa difon de la sang cap al fluid epididimari, és convertida a sorbitol per l'aldosa reductasa, i aquest sorbitol s'acumula al fluid luminal i és convertit a fructosa per l'acció de la sorbitol deshidrogenasa. / A high semen collection frequency brought about an altered resorption and secretion pattern of the epididymal fluid, which results in defective sperm maturation and abnormal development of sperm motility. In this study, it has been determined that in epididymal fluid the concentration of myo-inositol decreased in a proximo-distal direction, whereas intraluminal concentrations of L-carnitine and L-glutamate increased distally. The content of inositol in spermatozoa fell as they moved from the distal caput whereas sperm glutamate increased from the distal caput to more distal regions and carnitine content remained unchanged during epididymal transit. In this study, evidence for an operative polyol pathway was demonstrated in the porcine epididymis. The results found are consistent with diffusion of circulating glucose into the lumen, its conversion via aldose reductase to sorbitol which accumulates in the lumen and the action of sorbitol dehidrogenase on sorbitol to produce fructose.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.

This thesis examines the cytochrom P450 (CYP) drug metabolizing enzyme inhibition and antimicrobial properties of 46 common food plants available in the Canadian Market and the inhibitory properties of 17 traditional Cree antidiabetic medicines on aldose reductase. Inhibitory activity profiles of CYP 3A4, 3A5, 3A7 and 2D6 were created for the 46 samples. The most active plants in the CYP inhibition assay were the spices, belonging to the Apiaceae and Lamiaceae. Similarly, the most active plants in the antimicrobial assay were also the Apiaceae and Lamiaceae. Swine lens homogenate was tested as a novel model for the aldose reductase inhibition assay. Several Cree plants selected for the aldose reductase study showed a high activity, primarily in samples which also contained high levels of phenolics. A positive correlation was observed between total phenolics content and aldose reductase inhibition r2=0.44, p=0.05. Crude extracts of Rhododendron groenlandicum exhibited inhibitory activities of 35.11 ± 0.16 %. The subfractionation and HPLC analysis of R. groenlandicum revealed high levels of phenolics compounds including, catechin, epicatechin, quercetin and quercetin glycosides. This study found that medicinal and food plants contain phytochemicals that may have both beneficial and detrimental biological effects. / Nous avons étudié dans cette thèse les capacités de 46 plantes comestibles, disponibles sur le marché canadien, à inhiber le cytochrome P450 (CYP), enzyme responsable du métabolisme des médicaments, les propriétés antimicrobiennes, et les propriétés inhibitrices de l'aldose réductase à partir de 17 médicaments antidiabétiques traditionnellement utilisés par les Cris. Les profils de l'activité inhibitrice du CYP 3A4, 3A5, 3A7 et 2D6 ont été réalisés pour les 46 plantes à l'étude. Les plantes les plus actives dans le test d'inhibition du CYP furent les épices, plantes appartenant aux familles des Apiaceae et Lamiaceae. De même, les plantes les plus actives dans le bioessai antimicrobien furent aussi les plantes de ces deux mêmes familles. Un homogénat de cristallin de porc a été utilisé comme modèle nouveau pour le test d'inhibition de l'aldose réductase. Plusieurs plantes, utilisées par la nation Cri, qui ont été sélectionnées pour l'étude ont montré une forte activité inhibitrice de l’aldose réductase, principalement dans les échantillons qui contenaient des teneurs élevées en composés phénoliques. Une corrélation positive a été observée entre la teneur totale en composés phénoliques et l'inhibition de l'aldose réductase (r2 = 0.44, p = 0.05). Des extraits bruts de Rhododendron groenlandicum ont montré des activités inhibitrices de 35.11 ± 0.16%. Le sous-fractionnement et l'analyse HPLC de R. groenlandicum ont aussi révélé des teneurs élevées des composés phénoliques, incluant la catéchine, l'épicatéchine, la quercétine et les glycosides de quercétine. Cette étude a montré que les plantes médicinales et alimentaires contiennent des composés phytochimiques qui peuvent avoir à la fois des effets biologiques bénéfique et préjudiciable.