Involvement of oxidative stress in acute lung injury induced by lipopolysaccharide and effects inflammatory, structural and function

Abstract

O objetivo do presente estudo foi investigar o envolvimento do estresse oxidativo na lesão pulmonar aguda (LPA) induzida por lipopolissacarídeo (LPS) e as repercussões inflamatórias, estruturais e funcionais, através de análises bioquímicas de estresse oxidativo, prova de função pulmonar, análise histológica e RT-PCR para citocinas e fatores de transcrição pró-inflamatórios. Na primeira etapa foram utilizados camundongos machos C57BL6 foram divididos em sete grupos: Grupo controle (CTR) (50 &#956;L de solução fisiológica) administrados via intratraqueal [it], LPS 6 horas (10 &#956;L de LPS) [it], LPS 12 horas (10 &#956;L de LPS) [it], LPS 24 horas (10 &#956;L de LPS) [i], LPS 48 horas (10 &#956;L de LPS). Para verificar que as alterações observadas eram estresse oxidativo dependentes camundongos machos C57BL6 foram pré-tratados com N-acetilcisteína (NAC) 1 hora antes do estímulo com LPS e sacrifícados 24 horas depois do estímulo com LPS. Os animais foram divididos da seguinte forma: Grupo LPS 24 horas (10 &#956;L) [it], grupo NAC 40 mg/kg (gavagem) + LPS (10 &#956;L) [it] e grupo NAC 100 mg/kg (gavagem) + LPS (10 &#956;L) [it]. O sistema antioxidante enzimático protegeu o pulmão do estresse oxidativo nas primeiras 12 horas. O estresse oxidativo foi caracterizado em 24 horas e em 48 horas observou-se falência do sistema antioxidante enzimático. Parâmetros de função pulmonar se mostraram alterados nos grupo estimulados com LPS principalmente no grupo LPS. A elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (&#916;P2) (p<0,001), resistência de via aérea central (&#916;P1) (p<0,001) e resistência de via aérea total (&#916;Ptot) (p<0,001) se mostraram principlamente alteradas no grupo LPS 24 horas. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento dos parâmetros de elastância (p<0,001), resistência de via aérea periférica (&#916;P2) (p<0,001) resistência de via aérea central (&#916;P1) (p<0,05) e resistência de via aérea total (&#916;Ptot) (p<0,001) comparado com o grupo LPS 24 horas. As alterações histológicas como espessamento de septo alveolar, influxo de células inflamatórias e hemorragia mostraram-se tempo dependentes. O pré-tratamento NAC impediu as alterações observadas nos grupo estimulados com LPS. Alterações inflamatórias foram observadas no grupo estimulado com LPS como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-&#945; (p<0,001) e NF&#954;B (p<0,001) quando comparados ao grupo controle. O pré-tratamento com NAC impediu o aumento desses parâmetros como IL-6 (p<0,001), iNOS (p<0,001), COX2 (p<0,05), TNF-&#945; (p<0,05) e NF&#954;B (p<0,001) quando comparados ao grupo LPS 24 horas. Nossos resultados sugerem que o estresse oxidativo desempenha um papel importante nas respostas inflamatórios, estruturais e funcionais no modelo de LPA induzido por LPS e que essas alterações são estresse oxidativo dependentes.The aim of this study was to investigate the involvement of oxidative stress in acute lung injury (ALI) induced by lipopolysaccharide (LPS) and inflammatory effects, structural and functional, through biochemical analysis of oxidative stress, pulmonary function test, histological and RT-PCR for cytokines and transcription factors pro-inflammatory. In the first stage were used C57BL6 male mice were divided into seven groups: control group (CTR) (50 &#956;L saline) administered via intratracheal [it], LPS 6 hours (10 &#956;L of LPS) [it], LPS 12 hours (10 &#956;L of LPS) [it], LPS 24 hours (10 &#956;L of LPS) [it], LPS 48 hours (10 &#956;L of LPS). To confirm that the observed changes were dependent on oxidative stress in C57BL6 male mice were pretreated with N-acetylcysteine (NAC) 1 hours before stimulation with LPS and sacrificed 24 hours after stimulation with LPS. The animals were divided as follows: LPS group 24 hours (10 &#956;L) [it], NAC group 40 mg / kg (gavage) + LPS (10 &#956;L) [it] NAC group and 100 mg / kg (gavage) + LPS (10 &#956;L) [it]. The enzymatic antioxidant system protected the lungs against oxidative stress in the first 12 hours. Oxidative stress was characterized in 24 hours and 48 hours there was failure of the enzymatic antioxidant system. Pulmonary function parameters were shown in the altered group stimulated with LPS mainly in the LPS group. Elastance (p <0,001), peripheral airway resistance (&#916;P2) (p <0,001), central airway resistance (&#916;P1) (p <0,001) and total airway resistance (&#916;Ptot) (p <0,001) if especially in the group showed altered LPS 24 hours. Pretreatment with NAC prevented the increase in elastance parameters (p <0,001), peripheral airway resistance (&#916;P2) (p <0,001) central airway resistance (&#916;P1) (p <0,05) and resistance total airway (&#916;Ptot) (p <0,001) compared with the LPS group 24 hours. Histological changes such as thickening of alveolar septa, inflammatory cells and hemorrhage proved to be time dependent. The NAC pretreatment prevented the changes observed in the group stimulated with LPS. Inflammatory changes were observed in the group stimulated with LPS and IL-6 (p <0,001), iNOS (p <0,001), COX2 (p <0,05), TNF-&#945; (p <0,001) and NF&#954;B (p <0,001) compared with the control group. Pretreatment with NAC prevented the increase of these parameters as IL-6 (p <0,001), iNOS (p <0,001), COX2 (p <0,05), TNF-&#945; (p <0,05) and NF&#954;B ( p <0,001) when compared with LPS 24 hours. Our results suggest that oxidative stress plays an important role in inflammatory responses, structural and functional model of ALI induced by LPS and that these changes are dependent oxidative stress