Glutamina protege dos danos no intestino e fígado em modelo de isquemia e reperfusão intestinal

Abstract

Introdução: A lesão de isquemia e reperfusão (I/R) intestinal pode causar danos celular e tecidual local e em órgãos a distância. Alguns fatores podem estar envolvidos nesses processos, tais como: a geração de espécies reativas de oxigênio, mediadores inflamatórios, óxido nítrico (NO) e estresse do retículo endoplasmático (RE). Devido ao envolvimento do estresse oxidativo nas lesões de I/R intestinal, algumas opções terapêuticas com antioxidantes estão sendo estudadas e testadas nas lesões de I/R intestinal. Objetivo: Avaliar o efeito local e sistêmico da glutamina no intestino e fígado de animais submetidos à I/R intestinal. Métodos: Foram utilizados 20 ratos wistar machos divididos em quatro grupos: Sham operated (SO), Glutamina+Sham operated (G+SO), Isquemia e reperfusão intestinal (I/R); Glutamina+Isquemia e reperfusão intestinal (G+I/R). Os animais foram anestesiados e, após, realizada a laparotomia mediana e identificação da artéria mesentérica superior. A artéria foi clampeada por 30 e após esse tempo, os animais foram mantidos por mais 15 minutos em reperfusão intestinal. A glutamina foi administrada por via intraperitoneal, na dose de 25 mg/Kg diluída em 1 mL de solução fisiológica. O tratamento foi realizado uma vez ao dia, durante 48 horas antes da indução da isquemia. Foram realizadas análises séricas para a função de integridade hepática através das enzimas aspartato aminotransferase (AST), alanina aminotransferase (ALT) e fosfatase alcalina (FA) e danos ao DNA pelo ensaio cometa. Realizamos a análise histológica dos tecidos através da coloração de Hematoxilina-Eosina e imunohistoquímica para avaliar a quantidade de células marcadas com os anticorpos monoclonais IL-1β, IL-6, TNF-α e NF-κB no intestino e fígado. O homogeneizado do intestino e fígado foram utilizados para a avaliação dos níveis de lipoperoxidação (LPO) através das substâncias que reagem ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), avaliação da atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), determinação dos níveis de glutationa (GSH), avaliação dos metabólitos do óxido nítrico (nitritos/nitratos) e para as análises moleculares das proteínas iNOS, NF-B, Nrf2, Keap1, SOD, NQO1, HSP70, GRP78 e ATF-6 por Western Blot. Resultados: O pré-tratamento com glutamina reduziu os níveis de LPO, óxido nítrico, danos ao DNA, bem como as enzimas de integridade hepática. Observamos que a glutamina foi eficaz na preservação da arquitetura tecidual do intestino e fígado dos animais submetidos a I/R intestinal, reduzindo parâmetros como infiltrado inflamatório, perda das vilosidades intestinais e necrose. Constatou-se que a glutamina ativou a via do Nrf2 e as enzimas antioxidantes, reduziu o dano celular, e inibiu o estresse do RE, além de reduzir os mediadores do processo inflamatório. Conclusão: Neste estudo, sugerimos que o pré-tratamento com a glutamina desempenhou um papel protetor tanto no intestino como no fígado dos animais submetidos a I/R intestinal, demonstrado pelas análises estudadas, possivelmente pela sua ação antioxidante e anti-inflamatória.

Background: Injury by intestinal ischemia and reperfusion (I/R) can cause local and cellular damage to tissues and organs at distance. Some factors may be involved in those processes, such as the generation of reactive oxygen species, inflammatory mediators, nitric oxide (NO) and endoplasmic reticulum stress. Due to the involvement of oxidative stress in intestinal I/R lesions, some therapeutic options with antioxidants are being studied and tested in order to reduce these damages. Objective: To evaluate the local and systemic effect of glutamine in the intestine and liver of animals submitted to intestinal I/R. Methods: Twenty male Wistar rats were divided into four groups: Sham operated (SO), Glutamine+Sham operated (G+SO), Intestinal Ischemia and reperfusion (I/R); Glutamine+intestinal ischemia and reperfusion (G+I/R). The animals were anesthetized and after we performed the median laparotomy and identification of the superior mesenteric artery. The artery was clamped for 30 minutes and after that the animals were maintained for another 15 minutes in intestinal reperfusion. Glutamine was administered intraperitoneally at a dose of 25 mg/kg diluted in 1 ml of saline solution. Treatment was performed once daily for 48 hours prior to induction of ischemia. Serum samples for hepatic integrity were collected, and the enzymes aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT) and alkaline phosphatase (FA) were accessed. DNA damage was evaluated by the comet assay. We performed the histological analysis of the tissues through the staining of Hematoxylin-Eosin and immunohistochemistry, in order to evaluate the amount of cells labeled with the monoclonal antibodies IL-1β, IL-6, TNF-α and NF-κB in the intestine and liver. The intestinal and liver homogenates were used to evaluate the levels of lipoperoxidation (LPO) through thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), evaluation of the activity of antioxidant enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), determination of glutathione levels (GSH) and nitric oxide (nitrites/nitrates), and for the molecular analyzes of the iNOS, NF-B, Nrf2, Keap1, SOD, NQO1, HSP70, GRP78 and ATF-6 proteins we performed Western blot analysis. Results: Pretreatment with glutamine reduced levels of LPO, nitric oxide, DNA damage, as well as liver integrity enzymes. We observed that glutamine was effective in preserving the intestinal and liver tissue architecture of animals submitted to intestinal I/R, reducing parameters such as inflammatory infiltrate, loss of intestinal villi and necrosis. It was found that glutamine activated the Nrf2 pathway and antioxidant enzymes, reduced cell damage, and inhibited endoplasmic reticulum stress in addition to reducing mediators of the inflammatory process. Conclusion: In this study, we suggest that pretreatment with glutamine played a protective role in both intestine and liver of animals submitted to intestinal I/R, demonstrated by the present analyzes, possibly for its antioxidant and anti-inflammatory action.