Neuroprotective Potential of L-NAME as Anti-Oxidant and Anti-Inflammatory in Cerebral Injury Induced By Transient Focal Ischemia Reperfusion in Rats

Abstract

Abstract: Background: Stroke is a major cause of death and disability globally. The function of nitric oxide (NO) in cerebral ischemia/reperfusion (I/R) has been intensively investigated; however, the exact role of NO inhibition in cerebral ischemia remains controversial. Aim: This study explored the possible neuroprotective effect of nonselective Nitric Oxide Synthase (NOS) inhibitor N-Nitro-L-Arginine-Methylester (L-NAME) in rat’s transient cerebral I/R. Materials and Methods: 30 adult male Wistar rats (150-250g) were divided into three groups 10 rats in each: First group was sham-operated and served as a control. I/R group of rats infused with 0.9% normal saline intraperitoneally 15 minutes prior to 30 minutes of left common carotid artery occlusion, followed by reperfusion for 24-hour, and a test group infused with L-NAME (15 mg/kg per weight) intraperitoneally 15 minutes prior to similar I/R periods. Neurobehavioral assessments were evaluated, Western blotting was used to estimated Nuclear factor kappa B (NF-қB) and quantitative -Enzymewas measured by α) -α (TNF-Tumor necrosis factormeasurement of nitrite and nitrate), and NO metabolites ( )ELISA(linked immuno sorbent assay malondialdehyde (MDA), and total antioxidant capacity (TAC) were measured colorimetrically in both plasma and affected cerebral hemisphere. Results: The L-NAME group showed a significant improvement in neurological deficit (M±SD = 15.07±0.584) compared to both I/R and control groups (12.798±0.689, 17.50±0.707, respectively P <0.001). In I/R rats NF-қB was significantly increased (129.2±1.7 RGB unit/mg protein) compared to the control group (53±1.03RGB unit/mg protein) and L-NAME pretreatment resulted in a significant decrease in NF-қB (44.4±1.3RGB unit/mg protein, P <0.001) compared to I/R group. The serum level of TNF-α was significantly increased in I/R group (734.8±108.9 pg/ml) compared to the control group (37.18±10.183 pg/ml), while L-NAME administration resulted in a significant decrease in serum TNF- α (64.36±11.053, P <0.001) compared to the I/R group. The brain tissue of TNF-α in the I/R group (110.4±6.2pg/mg protein) was significantly increased compared to the control group (4.9±0.8 pg/mg protein), L-NAME administration resulted in a significant decrease in tissue level of TNF-α (21.60±2.289, P <0.001) in compared to the control and I/R groups. Serum level of MDA and NO were significantly increased in I/R group (14.88±1.14 nmol/mL, 42.03±4.558 μmol/L respectively) compared to the control group (5.43±0.44 nmol/mL, 17.84±0.701 μmol/L respectively, P <0.001), while L-NAME administration resulted in a significant decrease in serum MDA and NO (7.18±0.135 nmol/mL, 18.44±0.513μmol/L respectively) compared to the I/R group. The serum level of TAC in the I/R group (1.21±0.169 mM/L) was significantly lower compared to the control group (2.52±0.062 mM/L), L-NAME pretreatment resulted in significant higher serum level of TAC (2.53±0.067 mM/L, P <0.001) compared to rats treated with normal saline. Regarding brain tissue levels of MDA and NO, the I/R group demonstrated a significant increase in the tissue level of both MDA and NO (8.56±0.658, 8.88±0.572 nmol/mg protein) compared to the control group (3.24±0.226, 3.48±0.228 nmol/mg protein, P <0.001). The L-NAME group showed a significant decrease in tissue level of MDA and NO (3.18±0.155, 4.47±0.392 nmol/mg protein, P <0.001) compared to the I/R group. The brain TAC level of the I/R group (0.0186±0.00373 mmol/mg protein) was significantly decreased compared to the control group (0.070±0.0085 mmol/mg protein, P < 0.001) On the contrary, administration of L-NAME prior to ischemia resulted in significant increase of brain TAC level (0.0747±0.00563 mmol/mg protein, P < 0.001) compared to rats subjected to saline infusion. NAME -These data demonstrated that L :nclusionsCoand Discussion significantly improve neurological deficit and L-NAME showed a potential ’sinflammatory effect in a rat-oxidant and anti-antiis through it tionneuroprotecmodel of transient focal cerebral ischemia reperfusion.

الخلفيه: السكتة الدماغية هي سبب رئيسي للوفاة والعجز البدني عالميا. وقد تم التحقيق بشكل مكثف في دور أكسيد النيتريك (NO) في الفاقه الدمويه و اعاده ضخ الدم للدماغ, وبالرغم من ذلك فان الدور الفعلي لتثبيط NO في نقص الترويه الدماغي لايزال مثيرا للجدل. الأهداف: استنادا إلى هذه الملاحظات فان الغرض الرئيسي من الدراسه الحاليه هو استكشاف التاثير الوقائي المحتمل للاعصاب الناتج عن المثبط للانزيم المصنع لاكسيد النيتريك N-Nitro-L-Arginine-Methylester (L-NAME) خلال الفاقه الدمويه المؤقته للمخ و اعاده ضخ الدم في الفئران. المواد والطرق: اجريت هذه الدراسه علي 30 فئرا ذكرا بالغا من فصيله ويستار(تتراوح اوزانهم بين 150– 250جم) وتم تقسيمهم الي ثلاثه مجموعات تجريبيه 10 فئران في كل مجموعه. المجموعة الاولى (المجموعة المراقبة): وقد اجريت لهم عمليه خادعه. المجموعة الثانيه: قد خضعوا الى 30 دقيقه من نقص التروية الدماغية بواسطه انسداد الشريان السباتي الأيسر المشترك وتلاها اعاده لضخ الدم لمدة 24 ساعة, وقبل اجراء العمليه بخمسه عشر دقيقه تم حقنهم بمحلول ملحي بتركيز 0.9٪ داخل البرتونيوم. المجموعة الثالثه: تم حقنهم بماده L-NAMEداخل البرتونيوم خمسه عشر دقيقه قبل ان يخضعوا لنقص تروية دماغي عابر لمدة 30 دقيقة واعاده لضخ الدم لمدة 24 ساعة. وقد أجريت التجارب على السلوك العصبي قبل وفي أوقات مختلفة خلال الدراسة التجريبية في كل المجموعات. وفي نهاية الفترة التجريبية قتلت كل الفئران وقد أزيل المخ بسرعة وتم التقييم الكمي للموادالتاليه: Nuclear factor kappaβ (NF-қβ) باستخدام طريقه western blotting وقياس Tumor necrosis factor-α (TNF-α) بواسطه الانزيم اميونو ايسي وتم قياس اكسيد النتريك (النتريت والنترات)، و إجمالي القدرة المضادة للأكسدة Total antioxidant capacity(TAC) وقياس Malondialdehyde(MDA) عن طريق القياس اللوني في كل من من البلازما ونصف الكرة المخية المتأثرة. النتائج: تم التعبير عن النتائج بواسطه (الوسيط ± الانحراف المعياري), بعد حقن L-NAME لوحظ تحسن كبير في العجز العصبي والاعاقه الجسديه (15.07±0.584) بالمقارنة مع المجموعتين الاولي والثانيه (0 12.798±0.689, 17.50±0.707على التوالي P <0.001). فيما يتعلق بمستوى NF-қβ الذي قيس في نصف الكرة المخية المتأثرة, فقد لوحظ زياده ذات دلاله احصائيه وثيقه في المجموعه الثانيه (129.2±1.7 RGB unit/mg protein) مقارنة مع المجموعة المراقبة (53±1.03RGB unit/mg protein) وعلاوة على ذلك, فان المعالجه بواسطه L-NAME قبل نقص التروية