Allopurinol’s effect on caspase 3 and caspase 8 activity in hypoxic ischemic newborn rats

Abstract

Aim: During reperfusion period of hypoxia ischemia cyclooxygenase and xanthine oxidase pathways are induced A xanthine oxidase inhibitor allopurinol has been shown to be neuroprotective in hypoxic ischemic encephalopathy Caspase 8 and caspase 3 have a key role in neuronal apoptosis We aimed to test repeated doses of allopurinol rsquo;s effect on caspase 3 and caspase 8 activities in newborn rats with hypoxic ischemic encephalopathy Material and Method: Seven days old newborn rats were taken and there were 10 rats in each group After Ethical Committee was approved TIBDAM 25 rats were subjected to left carotid artery ligation and hypoxia 8 oxygen and 92 nitrogen for two and half hours Hypoxic ischemic rats treated with 24 mg kg allopurinol 30 minutes and 12 hours AL48 group and 30 minutes 12 and 24 hours AL72 group after hypoxic ischemic insult Twenty four hours after last dose rats were decapitated The others groups were sham and saline treated hypoxic ischemic H I group Caspase 3 and caspase 8 activities were measured in both hemispheres Results: There was no difference in caspase 3 and caspase 8 activities between right and left brain hemispheres in each group p gt;0 05 Caspase 3 and caspase 8 activities were significantly lower in sham group when compared to H I group AL48 and AL72 groups all of it p=0 0001 Even though there were no difference activities of caspase 3 and caspase 8 between H I group and AL48 group p gt;0 05 activities of caspase 3 and caspase 8 in AL72 group were significantly lower than H I group and AL48 group respectively p= 0 0001 p=0 001 Conclusions: Decreased activities of caspase 3 and caspase 8 in AL72 group may suggest that totally dosage of 72 mg kg allopurinol may be effective for reducing neuronal apoptosis in newborn rats with hypoxic ischemic insult Turk Arch Ped 2013; 48: 48 52

Keywords

• Allopurinol, caspase-3, caspase-8, hypoxic-ischemia, newborn rats

Allopürinolün hipoksik iskemik beyin hasarı oluşturulan yenidoğan sıçanlarda kaspaz 3 ve kaspaz 8 aktivitesi üzerine etkisi

Öz

Amaç: Hipoksi iskemi sonrası reperfüzyon reoksijenasyon döneminde küçük damar endotel hücrelerinde serbest radikallerin üretimine neden olan siklooksijenaz ve ksantin oksidazın aktive olduğu iki önemli yol tetiklenir Ksantin oksidaz inhibitörü olan allopürinolün hipoksik iskemik ansefalopatide nöroprotektif olabileceği gösterilmiştir Kaspaz 3 ve kaspaz 8 nöronal apopitozda anahtar bir role sahiptir Bu çalışmada yenidoğan sıçanlara hipoksi iskemi sonrası değişik dozlarda uygulana allopürinolün beyin dokusunda apopitozun öncül proteinleri olan kaspaz 3 ve kaspaz 8 aktivitesine etkisi araştırıldı. 

Gereç ve Yöntem: Çalışmada her gruba yedi günlük 10 sıçan alındı Etik Kurul onayı TIBDAM 25 alınan sıçanların sol karotis arteri bağlanıp 2 5 saat hipokside bırakıldı Kontrol S ve hipoksi iskemi H İ gruplarına ilaveten bir gruba AL48 30 dak ve 12 saat sonra bir gruba da AL72 30 dak ve 12 saate ilaveten 24 saat sonra 24 mg kg dozda allopurinol periton içine uygulandı Son ilaç uygulanmasından 24 saat sonra sıçanlar kafaları kesilerek beyin dokusunda kaspaz 3 ve kaspaz 8 aktivitelerine bakıldı.

Bulgular: Tüm grupların kendi sağ ve sol beyin kaspaz 3 ve kaspaz 8 aktiviteleri arasında fark yoktu p gt;0 05 H İ AL48 ve AL72 gruplarının her iki beyin küresindeki kaspaz 3 ve kaspaz 8 düzeyleri kontrol grubuna göre belirgin yüksekti hepsi için p=0 0001 Ancak AL48 grubu ile H İ grubu arasındaki kaspaz düzeyleri farklılık göstermez iken p gt;0 05 AL72 grubunda kaspaz düzeyleri hem Hİ hem de AL48 grubuna göre daha düşüktü sırası ile p=0 0001 p=0 001

Çıkarımlar: Toplam 72 mg kg allopürinol verilen hipoksik iskemik yenidoğan sıçanların beyin dokularında kaspaz 3 ve kaspaz 8 düzeylerinin azalması bu dozdaki allopürinolün hipoksik iskemik hasarda nöronal apopitozu azaltarak etkili olabileceğini düşündürmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Allopürinol
• hiopksi-iskemi
• kaspaz-3
• kaspaz-8
• yenidoğan sıçan

References

1. Perlman JM. Summary proceedings from the neurology group on hypoxic-ischemic encephalopathy. Pediatrics 2006; 117: 28-33.
2. Fatemi A, Wilson MA, Johnston MV. Hypoxic-ischemic encephalopathy in the term infant. Clin Perinatol 2009; 36: 835-58. Ferriero DM. Oxidant mechanisms in neonatal hypoxia-ischemia. Dev Neurosci 2001; 23: 198-202.
3. Buonocore G, Perrone S, Bracci R. Free radicals and brain damage in the newborn. Biol Neonate 2001; 79: 180-6.
4. Chandra J, Samali A, Orrenius S. Triggering and modulation of apoptosis by oxidative stress. Free Radic Biol Med 2000; 29: 323-3. Boda D. Results of and further prevention of hypoxic fetal brain damage by inhibition of xanthine oxidase enzyme with allopurinol. J Perinat Med 2011; 39: 441-4.
5. Parks DA, Granger N. Xanthine oxidase: Biochemistry, distribution, and physiology. Acta Physiol Scand Suppl 1986; 548: 87-99.
6. Peeters-Scholte C, Braun K, Koster J, et al. Effects of allopurinol and deferoxamine on reperfusion injury of the brain in newborn piglets after neonatal hypoxia-ischemia. Pediatr Res 2003; 54: 516-22.
7. Palmer C, Smith M, Williams GD. Allopurinol preserves cerebral energy metabolism during perinatal hypoxia-ischemia injury and reduces brain damage in a dose dependent manner. J Cereb Blood Flow Metab 1991; 11: 144-9.
8. *S ve H-İ, S ve AL48, S ve AL72 grubu sıçanlarda sol ve sağ beyin yarım küresi kaspaz-8 aktivitesi arasında istatistiksel farklılık saptandı (p=0,0001).

9. # H-İ ve AL72 grubu sıçanlarda sol ve sağ beyin yarım küresi kaspaz-8 aktivitesi arasında istatistiksel farklılık saptandı (p=0,0001).
10. & AL48 ile AL72 grubu sıçanlarda sol ve sağ beyin yarım küresi kaspaz-8 aktivitesi arasında istatistiksel farklılık saptandı (p=0,0001).
11. Ω H-İ ve AL48 grubu sıçanlarda sol ve sağ beyin yarım küresi kaspaz-8 aktivitesi arasında istatistiksel farklılık saptanmadı (p>0,05)