Altered membrane lipid dynamics and chemoprevention by non-steroidal anti inflammatory drugs during colon carcinogenesis.

The present work focuses on the anti-neoplastic role of non steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in modulating the biophysical parameters of the colonic membranes in 1,2-dimethylhydrazine dihydrochloride (DMH) induced carcinogenesis. The steady-state fluorescence polarization technique was applied to assess membrane fluidity, membrane polarity and lipid phase states. The decline in cholesterol content, biosynthesis and cholesterol: phospholipids ratio with DMH treatment indicates more fluidity associated with carcinogenesis. The DMH group had shown lower order parameter indicating more fluidity whereas NSAIDs resulted in increasing the membrane lipid order. The converging effects of these changes were more in membrane phase separations and membrane phase state. In DMH treatment membrane shows lesser phase separation or high polarity, and more liquid crystalline state while for NSAID groups membranes have higher phase separations or low polarity, and more of the gel phase. Further, NSAIDs induced anti-proliferative effects were evidently observed by apoptosis in the colonocytes by using acridine orange-ethidium bromide fluorescent staining and Terminal de-oxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay. The results suggest that NSAIDs induced alteration in the membrane biophysical parameters may be an important initiating event for the chemopreventive action.

Altered membrane lipid dynamics and chemoprevention by non-steroidal anti inflammatory drugs during colon carcinogenesis / Alteración de la dinámica de los lípidos de membrana y quimioprevención mediante los fármacos antiinflamatorios no esteroideos en la carcinogénesis de colon

The present work focuses on the anti-neoplastic role of non steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) in modulating the biophysical parameters of the colonic membranes in 1,2-dimethylhydrazine dihydrochloride (DMH) induced carcinogenesis. The steady-state fluorescence polarization technique was applied to assess membrane fluidity, membrane polarity and lipid phase states. The decline in cholesterol content, biosynthesis and cholesterol: phospholipids ratio with DMH treatment indicates more fluidity associated with carcinogenesis. The DMH group had shown lower order parameter indicating more fluidity whereas NSAIDs resulted in increasing the membrane lipid order. The converging effects of these changes were more in membrane phase separations and membrane phase state. In DMH treatment membrane shows lesser phase separation or high polarity, and more liquid crystalline state while for NSAID groups membranes have higher phase separations or low polarity, and more of the gel phase. Further, NSAIDs induced anti-proliferative effects were evidently observed by apoptosis in the colonocytes by using acridine orange-ethidium bromide fluorescent staining and Terminal de-oxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay. The results suggest that NSAIDs induced alteration in the membrane biophysical parameters may be an important initiating event for the chemopreventive action (AU)

Este trabajo se centra en el papel antineoplásico de los fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE) en la modulación de los parámetros biofísicos de las membranas colónicas en la carcinogénesis inducida por 1,2-dihidrocloruro de dimetilhidracina (DMH). Se aplicó la técnica de polarización de la fluorescencia en estado de equilibrio para evaluar la fluidez de la membrana, su polaridad y los estados de fase lipídica. El declive del contenido de colesterol, la biosíntesis y el cociente colesterol: fosfolípidos con el tratamiento con DMH indica más fluidez asociada con la carcinogénesis. El grupo DMH mostraba un parámetro de menor orden, lo que indica más fluidez, mientras que los AINE produjeron un aumento del orden de lípidos de membrana. Los efectos convergentes de estos cambios fueron más notables en las separaciones de la fase de membrana y en el estado de fase de membrana. Con el tratamiento con DMH, la membrana muestra menor separación de fase o polaridad elevada, y un estado cristalino más líquido o polaridad elevada mientras que los grupos de AINE tienen mayores separaciones de membrana o polaridad baja y más fase en estado gel. Además, los efectos antiproliferativos inducidos por los AINE se observaron de forma evidente utilizando tinción fluorescente con naranja de acridinabromuro de etidio y el ensayo de marcado final de la dUTP transferasa desoxinucleotidil terminal (TUNEL). Los resultados sugieren que los AINE inducían una alteración de los parámetros biofísicos de la membrana, lo cual podría ser un acontecimiento inicial importante para la acción quimiopreventiva (AU)

Effect of non-steroidal anti-inflammatory drug etoricoxib on the hematological parameters and enzymes of colon and kidney.

The present study was designed to investigate the effects of a selective COX-2 inhibitor, etoricoxib in rats on the hematological and toxicity parameters in colon and kidney at two different doses of the drug, one within the therapeutic anti-inflammatory range as based on the reported ED50 value (Eto-1) while the other at ten times higher (Eto-2), relative to the toxicity studies which have not been reported so far. The results showed that the control and the drug treated animals achieved similar linear growth rate and also showed no major alterations in the histological parameters in the liver and kidney tissue. The animals treated with lower dose of etoricoxib showed an overall decrease in total leukocytes counts as well as in the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes and eosinophills while the higher dose of the drug produced a highly significant increase in all the cell counts. However, the drug treatment at both the dose level produced significant fall in the activities of alkaline phosphatase, sucrase, lactase and maltase in the kidney but increased the activity of alkaline phosphatase in colon. The treatment of etoricoxib did not produce any change in the nitric oxide and citrulline levels in kidney while an increase was noted in the colonic tissue. It was concluded that etoricoxib is a relatively safe drug at its anti-inflammatory ED50 dose in rats when the hematological parameters and the structural and functional characteristics of kidney and colonic tissues were studied.

Effect of non-steroidal anti-inflammatory drug etoricoxib on the hematological parameters and enzymes of colon and kidney / Efecto del fármaco antiinflamatorio no esteroideo etoricoxib sobre los parámetros hematológicos y las enzimas del colon y el riñón

The present study was designed to investigate the effects of a selective COX-2 inhibitor, etoricoxib in rats on the hematological and toxicity parameters in colon and kidney at two different doses of the drug, one within the therapeutic anti-inflammatory range as based on the reported ED50 value (Eto-1) while the other at ten times higher (Eto-2), relative to the toxicity studies which have not been reported so far. The results showed that the control and the drug treated animals achieved similar linear growth rate and also showed no major alterations in the histological parameters in the liver and kidney tissue. The animals treated with lower dose of etoricoxib showed an overall decrease in total leukocytes counts as well as in the number of neutrophils, lymphocytes, monocytes and eosinophills while the higher dose of the drug produced a highly significant increase in all the cell counts. However, the drug treatment at both the dose level produced significant fall in the activities of alkaline phosphatase, sucrase, lactase and maltase in the kidney but increased the activity of alkaline phosphatase in colon. The treatment of etoricoxib did not produce any change in the nitric oxide and citrulline levels in kidney while an increase was noted in the colonic tissue. It was concluded that etoricoxib is a relatively safe drug at its anti-inflammatory ED50 dose in rats when the hematological parameters and the structural and functional characteristics of kidney and colonic tissues were studied (AU)

El presente estudio se diseñó para investigar los efectos de un inhibidor selectivo de la COX-2, etoricoxib, sobre los parámetros hematológicos y de toxicidad en colon y riñón de rata, con dos dosis distintas del fármaco, una dentro del rango terapéutico sobre la base del valor ED50 notificado (Eto-1) mientras que la otra fue diez veces superior (Eto-2), relativa a los estudios de toxicidad que aún no han sido publicados. Los resultados mostraron que los animales control y los tratados consiguieron tasas de crecimiento linear similares y no mostraron alteraciones importantes en los parámetros histológicos del hígado o riñón. Los animales tratados con la dosis inferior de etoricoxib mostraron una disminución global del recuento de neutrófilos, linfocitos, monocitos y eosinófilos, mientras que la dosis superior del fármaco produjo un aumento significativo de todos los recuentos celulares. Sin embargo, el tratamiento con el fármaco a ambas dosis produjo una caída significativa de las actividades de la fosfatasa alcalina, sucrasa, lactasa y maltasa del riñón y una actividad aumentada de la fosfatasa alcalina del colon. El tratamiento con etoricoxib no produjo ningún cambio en las concentraciones de óxido nítrico ni de citrulina en el riñón pero sí se observó un aumento en el tejido colónico. Se concluyó que el etoricoxib es un fármaco relativamente seguro a su dosis ED50 antiinflamatoria en ratas cuando se estudiaron los parámetros hematológicos y las características estructurales y funcionales de los tejidos renal y colónico (AU)

Effect of non-steroidal anti-inflammatory drugs and the pro-carcinogen 1, 2 dimethylhydrazine on the rat intestinal membrane structure and function / Efecto de los fármacos antiinflmatorios no esteroideos y del procarcinógeno 1,2-dimetilhidracina sobre la estructura y función de la membrana intestinal de la rata

The present study was designed to evaluate the effects of three non-steroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) with varying cycloxygenase selectivities on the small intestinal biochemical composition, function and histology during 1, 2-dimethylhydrazine (DMH) administration. Sprague Dawley male rats were divided into five different groups viz: Group 1 (control, vehicle treated), Group 2 (DMH-treated, 30 mg/kg body weight/week in 1 mM EDTA-saline, subcutaneously), Group 3 (DMH + aspirin-60 mg/kg body weight), Group 4 (DMH + celecoxib-6 mg/kg body weight), Group 5 (DMH + etoricoxib-0.64 mg/kg body weight). After six weeks of treatment, brush border membrane was isolated from the jejunum segment of all the groups and changes in the associated enzymes such as sucrase, lactase, maltase, alkaline phosphatase, membrane lipid composition, fluorescence polarizations of diphenylhexatriene, pyrene excimer formation, histological changes and surface characteristics were studied. The results indicated a significant alteration in the enzyme activity as well as changes in the structure and function of the intestine in the presence of the pro-carcinogen, DMH, which suggests the possible chemopreventive efficacy of NSAIDs against the intestinal cancer (AU)

El presente estudio se diseñó para evaluar los efectos de tres fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE) con diferente selectividad por la ciclooxigenasa sobre la composición bioquímica, la función y la histología del intestino delgado durante la administración de 1,2-dimetilhidracina (DMH). Se distribuyó a ratas macho Sprague Dawley en grupos distintos: Grupo 1 (control, tratado con vehículo), Grupo 2 (tratado con DMH, 30 mg/kg de peso /semana en 1 mM de EDTA-salino, subcutáneo), Grupo 3 (DMH + aspirina-60 mg/kg de peso), Grupo 4 (DMH + celecoxib-6 mg/kg de peso), Grupo 5 (DMH + etoricoxib-0,64 mg/kg de peso). Tras seis semanas de tratamiento, se aisló la membrana en cepillo de un segmento del yeyuno en todos los grupos y se estudiaron los cambios en las enzimas asociadas tales como sucrasa, lactasa, maltasa, fosfatasa alcalina, en la composición lipídica de la membrana, las polarizaciones de fluorescencia del difenilhexatrieno, la formación del excímero pireno, los cambios histológicos y las características de la superficie. Los resultados indican una alteración significativa de la actividad enzimática así como cambios en la estructura y función del intestino en presencia del procarcinógeno DMH, lo que sugiere la posible eficacia quimio-preventiva de los AINE frente al cáncer de intestino (AU)

Modulatory effects of N-acetylcysteine on cerebral cortex and cerebellum regions of ageing rat brain / Efectos moduladores de la N-acetilcisteína sobre la corteza cerebral y las regiones cerebelosas sobre la del cerebro senescente de rata

El estrés oxidativo se ha implicado en el envejecimiento cerebral y en los trastornos neurodegenerativos asociados con la edad. Puesto que recientemente se ha demostrado que la N-acetilcisteína (NAC) previene el daño oxidativo en el cerebro senescente, hemos explorado los efectos de este antioxidante tiólico sobre los parámetros relacionados con el estrés oxidativo asociado al envejecimiento cerebral en regiones cerebrales de la rata. La formación de peróxidos lipídicos, la reducción en el contenido de glutatión (GSH), junto con las actividades de la superóxido dismutasa (SOD) y catalasa se determinaron in las regiones cerebrales corticales y cerebelosas de ratas hembra jóvenes (4 meses) y viejas (14 meses). La peroxidación lipídica se observó aumentada en las regiones de la corteza cerebral junto con un descenso simultáneo del contenido en GSH en ambas regiones de las ratas viejas. La actividad de la SOD estaba reducida en ambas regiones mientras que la catalasa estaba disminuida sólo en la región cerebelosa de las ratas viejas. Tras el suplemento con NAC (160 mg/kg de peso/ día), se observó que la peroxidación lipídica disminuía, lo que se acompañó de concentraciones aumentadas de GSH junto con aumento de SOD y catalasa en ambas regiones cerebrales de las ratas viejas. Además, en las ratas jóvenes, el tratamiento con NAC produjo una disminución de la peroxidación lipídica en ambas regiones acompañada de un aumento de la actividad catalasa en la región de la corteza cerebral junto con un aumento del contenido en GSH y SOD en la región del cerebelo. Nuestros resultados sugieren que el envejecimiento cerebral normal se asocia con una disminución del estado defensivo antioxidante y que la complementación con antioxidantes tiólicos como la NAC podría mostrarse útil en el tratamiento de los trastornos cerebrales relacionados con la edad y caracterizados por una alteración de los sistemas defensivos antioxidantes

Oxidative stress has been implicated in brain ageing and in age-related neurodegenerative disorders. Since N-acetylcysteine (NAC) has recently been shown to prevent oxidative damage in ageing brain, we have examined the effects of this thiolic antioxidant on the age associated oxidative stress related parameters in rat brain regions. The lipid peroxide formation, reduced glutathione (GSH) content along with the activities of superoxide dismutase (SOD) and catalase were determined in the cerebral cortex and cerebellum brain regions of the young (4 months) and older (14 months) female rats. The lipid peroxidation was observed to be increased in the cerebral cortex regions accompanied by simultaneous decrease in the GSH content in both the regions of older rats. The SOD activity was reduced in both the regions while catalase was reduced only in cerebellum region of the older rats. Following NAC supplementation (160 mg/kg. b. wt./ day), lipid peroxidation was observed to be reduced which was accompanied by enhanced GSH levels, along with enhanced SOD and catalase in both the brain regions of older age rats. Further, in the younger age rats the NAC treatment resulted in the decrease of lipid peroxidation in both the regions that was accompanied by the increase catalase activity in cerebral cortex region along with increase in GSH content and SOD in cerebellum regions. Our result suggests that the normal brain ageing is associated with the decrease in antioxidative defense status and the supplementation of thiol antioxidants like NAC may prove helpful in managing the age related brain disorders characterized by compromised antioxidative defense systems

Effects of non steroidal anti-inflammatory drugs on the antioxidant defense system and the membrane functions in the rat intestine / Efectos de los fármacos aniinflamatorios no esteroideos sobre el sistema de defensa antioxidante y las funciones de membrana en el intestino de rata

In the present study the effects of two cycloxygenase-2 (COX-2) selective inhibitors, celecoxib and nimesulide as compared to a non-selective COX inhibitor, aspirin was studied in the rat intestine. Female Wistar rats weighing between 150-175 g were divided into four groups having 8 animals each as follows: Group 1(Control), Group 2- Aspirin (40 mg/kg), Group 3- Nimesulide (10 mg/kg) and Group 4- Celecoxib (10 mg/kg). After 35 days of treatment the animals were sacrificed, intestine removed and the effects on the antioxidant defense system, membrane composition and functions along with the membrane specific enzymes were studied in different regions of the intestine. The study showed a significant increase in the lipid peroxide levels as TBA-reactive substance as well as the conjugated dienes, except for celecoxib treated group which showed a decrease. Significant decrease was also observed in the level of reduced glutathione (GSH), superoxide dismutase (SOD), glutathione-s-transferase and catalase activities for aspirin and nimesulide group while Celecoxib caused an increase in glutathione reductase (GR). Aspirin and nimesulide exhibited an increase in the brush border membrane (BBM) bound enzyme activities like sucrase, lactase, maltase and alkaline phosphatase in the small intestine while celecoxib showed decrease in lactase, maltase and alkaline phosphatase. The phospholipid content increased only for aspirin treated group while cholesterol decreased in all the treatment groups. Also celecoxib treatment brought about an increase in glycolipid content. The membrane fluidity was studied by the rotational diffusion of 1, 6, diphenyl, 1, 3, 5 hexatriene (DPH) incorporated in the membrane and the fluorescence polarization (p), fluorescence anisotropy(r), anisotropy parameter [r0/r -1]-1 and order parameter [S2 = (4/3r – 0.1)/ r0] were recorded. No significant change in the fluorescence parameters were observed in the BBM and the liposomes made from the BBM lipids for the treatment groups. These results indicate that celecoxib may be accepted as a safer drug in terms of overall gastro-intestinal toxicity as compared to the aspirin and nimesulide (AU)

En el presente estudio se comparaban los efectos de dos inhibidores selectivos de la ciclo-oxigenasa-2 (COX-2), celecoxib y nimesulide, con los de un inhibidor no selectivo de la COX, la aspirina, en el intestino de la rata. Se escogieron ratas Wistar hembra, con un peso de 150-175 g, y se las dividió en 4 grupos, con 8 animales cada uno, como sigue: Grupo 1 (Control), Grupo 2 – Aspirina (40 mg/kg), Grupo 3 – Nimesulide (10 mg/kg), y Grupo 4 – Celecoxib (10 mg/kg). Tras 35 días de tratamiento, se sacrificó a los animales, se extirpó el intestino, y se estudiaron los efectos sobre el sistema de defensa antioxidante, la composición de la membrana y sus funciones, además de las enzimas de membrana específicas, en diferentes regiones del intestino. El estudio mostró un aumento significativo de las concentraciones de peróxido lipídico como sustancia TBA reactiva así como de dienos conjugados, excepto para el grupo tratado con celecoxib que mostró un descenso. También se observó un descenso significativo en las actividades de glutatión reducido (GSH), de superóxido dismutasa (SOD), de glutatión-s-transferasa y de catalasa en los grupos tratados con aspirina y con nimesulide, mientras que el grupo tratado con celecoxib tuvo un aumento de la glutatión reductasa (GR). La aspirina y el nimesulide mostraron un aumento de las actividades de las enzimas ligadas a la membrana de borde en cepillo (BBM) como la sucrasa, lactasa, maltasa y fosfatasa alcalina. El contenido en fosfolípidos aumentó sólo en el grupo tratado con aspirina mientras que el colesterol disminuyó en todos los grupos de tratamiento. En el grupo de celecoxib también se objetivó un aumento en el contenido en glucolípidos. Se estudió la fluidez de la membrana mediante difusión rotacional del 1,6-difenil-1,3,5-hexatrieno (DPH) incorporado a la membrana y se registraron la polarización de fluorescencia (p), la anisotropía de fluorescencia (r), el parámetro de anisotropía [r0/r -1]-1 y el parámetro de orden [S2 =(4/3 r – 0,1)/ r0]. No se observaron cambios significativos en los parámetros de fluorescencia en la BBM ni de los liposomas formados a partir de los lípidos de la BBM en ninguno de los grupos tratados. Estos resultados indican que se puede considerar al celecoxib como un fármaco más seguro en cuanto a toxicidad gastrointestinal general en comparación con el nimesulide y la aspirina (AU)