CC BY
9
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив. Серия Г. Медицина, фармация и дентална медицина т. XXII. ISSN 1311-9427 (Print), ISSN 2534-9392 (On-line). 2017. Scientific works of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series G. Medicine, Pharmacy and Dental medicine, Vol.XXII. ISSN 13119427 (Print), ISSN 2534-9392 (On-line). 2018.
ВЛИЯНИЕ НА ROSUVASTATIN ВЪРХУ НИВА НА ЦИТОКИНИ ПРИ МОДЕЛ НА ОСТРО ВЪЗПАЛЕНИЕ ПРИ ПЛЪХОВЕ Мария Георгиева-Котетарова1,Иванка Костадинова1,Мариана
Мурджева2, Делян Делев1, Илия Костадинов1 Катедра Фармакологи я и Клинична Фармакология, Медицински Факултет, Медицииски Университет - Пловдив Катедра Микробиология и Имунология, Фармацевтичен Факултет, Медицински Унив ерситет - Пловдив
EFFECT OF ROSUVASTATIN ON THE SERUM LEVELS OF CYTOKINES IN A MODEL OF ACUTE INFLAMMATION IN RATS Maria Georgieva-Kotetaroval, Ivanka Kostadinoval, Mariana Murdjeva2,
Delian Delevl, Ilia Kostadinovl lDepartment ofPharinacology and Clinical pharmacology, Faculty of
Medicine, Medical University-Plovdiv 2Department of Microbiology andImmunology, Faculty of Pharmacy,
Medical University-Plovdiv
Abstract
Recent evidence indicates that statins possess pleiotropic effects apart from their lipid-lowering activity. The aim of the present study was to investigate the anti-inflammatory effect of rosuvastatin in a model of acute inflammation. Materials and methods: Male Wistar rats were treated orally for 90 days with rosuvastatin 10 and 20 mg/kg bw. Control group was treated orally with saline 1 ml/100 g bw. At the day of the experiment a fourth group received orally indomethacin 9 mg/kg bw. After the 90-day period paw edema was induced by carrageenan injection and the footpad volume was measured at the 4th hour using plethysmometer. Blood was collected and plasma concentrations of pro-inflammatory cytokine TNF-a and anti-inflammatory cytokine IL-10 were measured. Results: Indomethacin significantly reduced the extent of the paw edema at the 4th hour after the carrageenan injection compared to the saline treated group. Administration of rosuvastatin in both doses produced significant inhibition of the edema compared to the saline treated group. There was no significant difference in plasma levels of TNF-a and IL-10 in rosuvastatin-treated animals compared to the animals, receiving saline. Conclusion: Rosuvastatin exerts anti-inflammatory effect in a model of carrageenan-induced paw edema, but does not change plasma cytokine levels. Key words: statins, anti-inflammatory, IL-10, TNFa
Въвегеяие
Статините са широко използвани средства в терапията на сърдечно-съдовите заболявания. Освен липидопонижаващо действие те притежават и редица плейотропни
ефекти като противовъзпалително, невропротективно, имyномодyлиpащо действие. Противовъзпалителното действие на статините е важен допълнителен фактор при превенцията на атеросклерозата, тъй като възпалението играе важна роля при прогресирането и при възникването на усложнения от атеросклерозата (van de Ree, 2003). Инфламаторните цитокини имат съществена роля при натpyпванeто на левкоцити и възпалителните процеси при атеросклерозата. Дисфyнкцията на ендотелните клетки се индуцира от VLDL, оксигениран LDL, ендотоксин и инфламаторни цитокини като TNF-а, INFy, IL-1, IL-2, IL-8, IGF-1 (Proost, 1996).
Влиянието на различни представители на статините е изследвано клинично и експериментално. При пациентите със хиперхолестеролемия е отчeтeно значително намаление на нивата на проинфламаторните цитокини IL-6, IL-1 и TNF-а след 8-седмично лечение (Ascer, 2004). Намалени нива на провъзпалителни цитокини (IL-6 и TNF-а) са регистрирани при приложение на atorvastatin 10 mg/kg bw на модел на артрит при плъхове (Barsante, 2005) и при модел на атеросклероза при мишки (Momi, 2012).
Целта на настоящето пpоyчванe е изследване противовъзпалителното действие на rosuvastatin чрез влиянието му върху обема на отока, предизвикан с карагенин и върху сepyмнитe нива на проинфламаторния цитокин TNF-а и антиинфламаторния IL-10.
Материал и методи
В изследването са използвани бели мъжки плъха порода Wistar със средно тегло 180-200 грама, отглеждани при стандартни лабораторни условия (температура 26 ±1.00 , 45% влажност на въздуха, със светъл тъмен цикъл 12/12), с достъп до храна и вода ad libitum. Експериментите са одобрени от Българската Агенция по Безопасност на Храните (регистрационен №51/30.06.2011г.) и от Комисията по Етика към Медицински Университет - Пловдив, протокол №3 от 25.07.2012г. Животните сa третирани ежедневно със изследвания статин в продължение на 90 дни, паралелно с контролна група (n=8). В деня на експеримента се включва и контролна група с indomethacin като стандарт за противовъзпалително действие.
Група I - контролна група животни, третирани с физиологичен разтвор 1ml/100 g p.o.
Група II - животни, третирани перорално с indomethacin 9 mg/kg bw p.o. (само в деня на експеримента)
Група III - животни, третирани перорално с rosuvastatin 10 mg/kg bw p.o.
Група IV - животни, третирани перорално с rosuvastatin 20 mg/kg bw p.o.
След 90-дневния период се предизвиква модел на остро възпаление чрез въвеждане на карагенин (carageenan-induced paw edema). В задната дясна лапа на всички животни се инжектира 0,1 мл от 1% разтвор на карагенин в 0,9% натриев хлорид за предизвикване на карагенинов оток. С модифициран плетизмометър се отчита обемът изместена течност от задната дясна на плъха преди (V0) и 4 часа (V1) след третирането с карагенин (Ugo Basile, Italy). Прилага се формулата [(VrVo):Vo].100 за изчисляване на обема на отока на 4-тия час от предизвикване на възпалението.
Кръв за имунологични изследвания на TNF-а и IL-10 в серума се събира чрез хиперемия на латерални кръвоносни съдове на опашката на плъха. Цитокиновите нива са измерени с ELISA ридер (TECAN), окомплектован и с миещоустройство (SUNRISE).
За обработка на данните е използвана статистическа програма SPSS 17.0. За всеки от показателите се определя средна аритметична стойност и стандартна грешка на средната аритметична при степен на достоверност р<0,05. За определяне на разпределението е използван непараментричен анализ Komogorov-Smirnov. При равномерно разпределение за анализ на данните е използван параметричен анализ Independent sample T-test. При наличие на неравномерно разпределение е предпочетен непараметричния Two-independent-samples test (Mann-Whitney).
Резултати
80
60 го
So
§o
z
М
ш VO
о
контрола физ р-р 1ml/kg bw
Indomethacin 9 mg/kg bw
Rosuvastatin 10 mg/kg bw
Rosuvastatin 20 mg/kg bw
Фиг. 1 - Влияние на rosuvastatin върху обем на отока, предизвикан с карагенин
30 ш — о Е
контрола физиологичен р-р 1ml/kg suwvastatin 10 mg/kg bwRosuvastatin 20 mg/kg bw
Фиг. 2 - Влияние на rosuvastatin върху нивата на IL-10 в серума (pg/ml) при възпаление, предизвикано с карагенин
контрола физиологичен Rosuvastatin 10 mg/kg bw Rosuvastatin 20 mg/kg bw р-р 1ml/kg bw
Фиг. 3 - Влияние на rosuvastatin върху нивата на TNF-a в серума (pg/ml) при възпаление, предизвикано с карагенин
При отчитане обема на карагениновия оток на четвъртия час от експеримента се установява сигнификантно намаление на обема на отока при групата, третирана с indomethacin спрямо групата, третирана с физиологичен р-р (фиг.1). При групите, третирани с rosuvastatin се отчита статистически значимо редуциране на обема на отока, предизвикан с карагенин, спрямо контролната група (фиг.1). При изследване на серумните нива и на двата цитокина не установяваме сигнификантна разлика между опитните и контролната група (фиг.2, фиг.3).
Обсъждане: Карагениновия оток протича в две фази. Ранната фаза се наблюдава през първия час и се дължи на освобождаването на хистамин, серотонин и брадикинин и в по-малка степен простагландини. Късната фаза (след първия час) се свързва с инфилтрация с полиморфонуклеарни левкоцити (ПМН Л), както и с продукцията на простагландини (Di rosa, 1971). Карагенина активира макрофагите и ПМН левкоцитите, които секретират голям брой про-инфламаторни медиатори. В късната фаза на карагениновия оток от ПМН левкоцитите се продуцират свободни кислородни радикали (СКР) и се отделят цитокини
като TNF-a и IL-6, които играят важна роля при различните форми на възпалението (Ghaisas, 2010).
След 90-дневно претретиране със rosuvastatin при модел на карагениново възпаление на бели плъхове установяваме сигнификантно намаление на обема на отока при всички опитни групи спрямо контролата, което доказва наличието на противовъзпалително действие при изследвания статин. В достъпната ни литература се проучва противовъзпалителното действие на статините при модели на остро и хронично възпаление. Редица изследвания потвърждават нашите резултати за противовъзпалителното действие на статините при модел на остро възпаление. Chaisas et al. установяват, че atorvastatin и rosuvastatin в доза 3 и 10 mg/kg bw намаляват значително карагениновия оток от четвъртия до шестия час след индуциране на възпалението в сравнение с контролната група (Ghaisas, 2010). Lovastatin в дози 2 и 5 mg/kg bw също значително инхибира карагениновия оток на задна лапа на четвъртия час от предизвикване на възпалението (Goncalves, 2011). Nezic et al. установяват противовъзпалителното действие на simvastatin на карагенинов оток на задна лапа. Simvastatin в дози от 5 до 30 mg/kg bw значително е редуцирал отока, като ефекта е най-изразен при доза 20 mg/kg bw и е сравним с този на indomethacin (Nezic, 2009).
При нашето проучване не установяваме сигнификантна промяна в нивата на цитокините при приложението на rosuvastatin. Противоположно на нашите данни Kata et al. установяват, че rosuvastatin увеличава нивата на IL-10 и намалява проинфламаторните цитокини IL1 р и TNFa при клетъчни култури на микроглиални клетки, третирани със LPS (Kata, 2016). Nezic et al. установяват, че претретиране със simvastatin намалява нивата на TNF-a и IL1 в, но не променя нивата на IL-6 при in vivo възпаление, индуцирано с LPS (Nezic, 2009). Simvastatin значително редуцира отделянето на TNF-a при LPS-стимулирани макрофаги (Leung, 2011). Разликите в описаните резултати вероятно се дължат на различните in vivo и in vitro модели на възпаление, който са използвани в експериментите. Противоречивите данни са основа за допълнителни изследвания за пълното изясняване на имуномодулиращото действие на rosuvastatin.
Библиография
1. van de Ree MA, Huisman MV, Princen HM et al. Strong decrease of high sensitivity C-reactive protein with high-dose atorvastatin in patients with type 2 diabetes mellitus. Atherosclerosis. 2003; 166(1):129-35.
2. Proost P, Wuyts A, van Damme J. The role of chemokines in inflammation. Int J Clin Lab Res. 1996; 26(4):211-23.
3. Ascer E, Bertolami MC, Venturinelli ML et al. Atorvastatin reduces proinflammatory markers in hypercholesterolemic patients. Atherosclerosis. 2004; 177(1): 161-6.
4. Barsante MM, Roffe E, Yokoro CM et al. Anti-inflammatory effects of atorvastatin in a rat model of adjuvant-induced arthritis. Eur J Pharmacol. 2005; 516(3):282-9.
5. Momi S, Monopolo A, Alberti PF et al. Nitric oxide enhances the anti-inflammatory and anti-atherogenic
activity of atorvastatin in a mouse model of accelerated atherosclerosis. Cardiovasc Res. 2012; 94(3):428-38.
6. Di rosa M, Giroud JP, Willoughby DA. Studies on the mediators of acute inflammatory response induced in rats in different sites of carrageenan and turpentine. J Pathol. 1971; 104(1):15-29.
7. Ghaisas MM, Dandawate PR, Zawar SA et al. Antioxidant, antinociceptive and anti-inflammatory activities of atorvastatin and rosuvastatin in various experimental models. Inflammopharmacology. 2010; 18(4):169-77.
8. Goncalves DO, Calou IB, Sigueira RP et al. In vivo and in vitro anti-inflammatory and anti-nociceptive activities of lovastatin in rodents. Braz J Med Biol Res. 2011; 44(2):173-81.
9. Nezic L, Skrbic R, Dobric S et al. Simvastatin and indomethacin have similar anti-inflammatory activity in a rat model of acute local inflammation. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2009; 104(3): 185-91.
10. Kata D, Foldesi I, Feher LZ, Hackler L, Puskas LG, Gulya K. Rosuvastatin enhances anti-inflammatory and inhibits pro-inflammatory functions in cultured microglial cells. Neuroscience. 2016; 314:47-63.
11. Leung PO, Wang SH, Lu SH et al. Simvastatin inhibits pro-inflammatory mediators through induction of heme oxygenase-1 expression in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 macrophages. Toxicol Lett. 2011; 207:159-66.
