Evaluation of topical n-acetylcysteine in diversion colitis

INTRODUCTION: Diversion colitis (DC) is a benign condition characterized by the appearance of inflammation in the mucosa of the colon or rectum devoid of fecal stream. Oxidative stress has been associated with the etiopathogenesis of the disease. N-acetylcysteine (NAC) is a substance with antioxidant properties, used in different treatments of inflammatory diseases. The purpose of this study was to evaluate the effects of topical applications of NAC in an experimental model of DC. METHODS: Thirty-six Wistar rats were submitted to deviation of fecal stream by proximal colostomy and a distal mucosal fistula. They were distributed into 3 experimental groups of 12 animals according to the daily application of enemas containing 0.9% saline or 2 doses of NAC, 25 mg/kg and 100 mg/kg, respectively. In each group, half of the animals were sacrificed after two weeks of irrigation and half after four weeks of irrigation. The diagnosis of colitis was assessed by histopathological analysis and the grade of inflammation by inflammatory grading scale. The results were evaluated with the Mann-Whitney test, adopting significance level of 5% (p<0.05). RESULTS: Daily enema of NAC improved the inflammatory alterations in colon without fecal stream. In colonic segments without fecal stream, the inflammatory score was significantly lower in the animals treated with 100mg/kg, compared with those treated with saline solution or 25 mg/kg of NAC, regardless of the duration of intervention (p<0.05). The inflammatory score in colon segments without fecal stream was significantly lower in the animals treated with both concentration of NAC, compared with those treated with saline, regardless of the concentration and duration of irrigation (p<0.01). CONCLUSIONS: Enemas containing NAC improve the inflammatory process and constitute a beneficial tool in the treatment of DC. (AU)

INTRODUÇÃO: Colite de exclusão (CE) é uma condição benigna caracterizada pelo desenvolvimento de inflamação na mucosa do cólon desprovida de trânsito fecal. O estresse oxidativo tem sido implicado na patogênese da doença. A n-acetilcisteína (NAC) é uma substância com efeitos antioxidantes, sendo utilizada no tratamento de várias doenças inflamatórias. OBJETIVO: Avaliar os efeitos da aplicação tópica de NAC em modelo de CE. MÉTODO: Trinta e seis ratos Wistar foram submetidos ao desvio do trânsito por meio de colostomia proximal e fístula mucosa distal. Os animais foram distribuídos em três grupos experimentais de igual tamanho segundo a aplicação de enemas diários contendo soro fisiológico 0,9% ou NAC nas concentrações de 25 mg/kg ou 100 mg/kg. Em cada grupo, metade dos animais foi sacrificada após duas ou quatro semanas de irrigação. O diagnóstico de CE foi feito por estudo histopatológico e a graduação por escala inflamatória. Na avaliação dos resultados, utilizou-se o teste de Mann-Withney, adotando-se nível de significância de 5% (p<0,05). RESULTADOS: A aplicação intrarretal de NAC melhorou a inflamação no cólon sem trânsito intestinal. Nos segmentos sem trânsito, o escore inflamatório foi menor nos animais tratados com NAC na concentração de 100 mg/kg, quando comparado aos tratados com 25 mg/kg (p<0,05). O escore inflamatório nos segmentos sem trânsito fecal foi menor nos grupos tratados com NAC, quando comparados ao tratado com soro fisiológico, independente da concentração e do tempo de intervenção (p<0,01). CONCLUSÃO: A aplicação de enemas contendo NAC melhora o processo inflamatório demonstrando-se estratégia benéfica para o tratamento da CE. (AU)

Reduction in oxidative stress levels in the colonic mucosa without fecal stream after the application of enemas containing aqueous Ilex paraguariensis extract / Redução dos níveis de estresse oxidativo na mucosa cólica sem trânsito intestinal após aplicação de enemas contendo extrato aquoso de Ilex paraguariensis

PURPOSE: To evaluate the antioxidant effects of enemas containing aqueous extract of Ilex paraguariensis, comparing segments with and without fecal stream and correlating the segments with the duration of intervention. METHODS: Twenty-six Wistar rats were subjected to a diversion of the fecal stream in the left colon by a proximal colostomy and distal mucosal fistula. The rats were distributed randomly into two experimental groups of 13 animals each based on the time of sacrifice after surgical procedure (two or four weeks). Each group was then divided into two experimental subgroups that received either second daily enemas containing 0.9 percent saline solution or aqueous extract of Ilex paraguariensis at 0.2g/100g. Colitis was diagnosed by histopathological analysis and the detection of oxidative tissue damage by measuring the levels of malondialdehyde. The Mann-Whitney test was used to compare the tissue levels of malondialdehyde between colon segments with and without fecal stream in each experimental group, and the Kruskal-Wallis test was used to verify the variance between the levels of oxidative stress according the duration of the irrigation; both tests determined significance at 5 percent (p<0.05). RESULTS: The levels of malondialdehyde in the animals subjected to intervention in the colon with saline with and without fecal stream after two and four weeks of irrigation were 0.05±0.006 and 0.06±0.006, and 0.05± 0.03 and 0.08 ±0.02, respectively. The malondialdehyde levels in the animals irrigated with Ilex paraguariensis with and without fecal stream after two and four weeks of irrigation were 0.010±0.002 and 0.02±0.004, and 0.03±0.007 and 0.04±0.01, respectively. After two and four weeks of intervention, the levels of malondialdehyde were lower in the animals irrigated with Ilex paraguariensis regardless of the time of irrigation (p=0.0001 and p=0.002, respectively). CONCLUSION: The daily rectal application of enemas containing aqueous extract of Ilex paraguariensis decreases oxidative tissue damage in the colon without fecal stream regardless of the time of irrigation.

OBJETIVO: Avaliar os efeitos antioxidantes de clisteres contendo extrato aquoso de Ilex paraguariensis comparando segmentos com e sem trânsito fecal e correlacionando com o tempo de intervenção. MÉTODOS: Vinte e seis ratos Wistar machos foram submetidos à derivação do trânsito no cólon esquerdo pela confecção de colostomia proximal e fístula mucosa distal. Foram divididos de forma randomizada em dois grupos experimentais de 13 animais, de acordo com o sacrifício ser realizado após duas ou quatro semanas do procedimento cirúrgico. Cada grupo foi dividido em dois subgrupos experimentais segundo a aplicação diária ter sido realizada com enemas diários contendo solução fisiológica a 0,9 por cento ou extrato aquoso de Ilex paraguariensis na concentração de 0,2 g/100 ml. O diagnóstico de colite foi estabelecido por análise histológica e os níveis de estresse oxidativo pela dosagem tecidual de malondialdeído Para comparar os níveis de malondialdeído entre os cólons com e sem trânsito fecal em cada grupo experimental adotou-se o teste de Mann-Withney, e o teste de Kruskal-Wallis para verificar a variação dos níveis de estresse oxidativo segundo o tempo de irrigação, estabelecendo-se para ambos o nível de significância de 5 por cento (p<0,05). RESULTADOS: Os níveis de malondialdeído nos animais submetidos à intervenção com soro fisiológico nos cólons providos e desprovidos de trânsito fecal após duas e quatro semanas de irrigação foram de 0,05±0,006, 0,06±0,006 e 0,05±0,03, 0,08±0,02 respectivamente. Os níveis de malondialdeído nos animais irrigados com Ilex paraguariensis, nos cólons providos e desprovidos de trânsito, após duas e quatro semanas de irrigação foram de 0,010±0,002, 0,02±0,004 e 0,03±0,007, 0,04±0,01, respectivamente. Após duas e quatro semanas de intervenção os níveis de malondialdeído foram menores nos animais irrigados com Ilex paraguariensis, independente do tempo de irrigação (p=0,0001 e p=0,002, respectivamente). CONCLUSÃO: A aplicação diária de extrato aquoso de Ilex paraguariensis reduz os níveis de dano oxidativo tecidual nos segmentos cólicos sem trânsito fecal, independente do tempo de irrigação.

Efeitos do butirato nos níveis de peroxidação lipídica em células da mucosa cólica sem trânsito fecal: estudo experimental em ratos / Effects of butyrate on levels of lipid peroxidation in cells of the colonic mucosa without fecal stream: experimental study in rats

Os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) representam o principal substrato energético para células da mucosa cólica. A derivação intestinal, reduzindo suprimento de AGCC, responsabiliza-se pela colite de exclusão (CE). Aplicação retal de butirato tem sido eficaz no tratamento da doença. Então, o objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de lipoperoxidação na mucosa cólica, após aplicação de butirato, em modelo de CE. Vinte seis ratos Wistar foram submetidos à colostomia proximal e fístula mucosa distal. Os animais foram divididos em dois grupos segundo sacrifício ser realizado em duas ou quatro semanas. Cada grupo foi subdividido em dois subgrups segundo intervenção com soro fisiológico ou butirato. O diagnóstico de CE foi estabelecido por estudo histopatológico e os níveis de lipoperoxidação pelos níveis de malondialdeído (MDA). Utilizaram-se os testes de Mann-Whitney e Kruskal-Wallis (significantes quando p<0,05). Após duas semanas, os níveis de MDA foram menores nos segmentos sem trânsito nos animais irrigados com butirato (p=0,006); porém, após quatro semanas foram semelhantes (p=0,08). No cólon sem trânsito irrigado com butirato, os níveis de MDA aumentaram com o tempo de exclusão (p=0,02); enquanto no cólon com trânsito não se modificaram (p=0,86). O butirato reduz os níveis de MDA na mucosa cólica sem trânsito fecal, após duas semanas de derivação; entretanto, a irrigação isolada não é capaz de reduzir os níveis de lipoperoxidação das células mucosas com o progredir do tempo de exclusão intestinal.

The short-chain fatty acids (SCFA) are the main energy substrate for the cells of the colonic mucosa. Diversion of the fecal stream reducing the supply of SCFA is responsible for diversion colitis (DC). Rectal application of butyrate has been demonstrated effective in the treatment of the disease. So the aim of this study was to evaluate the levels of lipid peroxidation in the colon mucosa after application of butyrate in model of DC. Twenty-six rats were submitted to proximal colostomy and distal mucous fistula. The animals were divided into two groups according sacrifice carried out in two or four weeks. Each group was divided into two subgroups according to intervention with saline solution or butyrate. The diagnosis of colitis was established by histopathology and the levels of lipid peroxidation by tissue levels of malondialdehyde (MDA). We used the Mann-Whitney and Kruskal-Wallis, establishing a significance level of 5 percent (significant with p<0.05). After two weeks, the levels of MDA were lower in the segments without fecal stream of animals irrigated with butyrate (p=0.006), but after four weeks were similar (p=0.08). In the colon without fecal stream irrigated with butyrate, MDA levels increased with the time (p=0.02), while in segments with fecal stream MDA not changed. (p=0.86). Butyrate reduces the levels of MDA in the colonic mucosa without fecal stream, after two weeks of derivation. However, the irrigation with the substance is not able to reduce the lipid peroxidation of mucosal cells with increasing time of intestinal exclusion.

Avaliação dos níveis de peroxidação lipídica em células da mucosa cólica após aplicação de enemas com peróxido de hidrogênio: estudo experimental em ratos / Evaluation of lipid peroxidation levels on mucosa colonic cells afther application of hydrogen peroxide in enemas: experimental study in rats

A aplicação de clisteres contendo peróxido de hidrogênio (H2O2) determina o aparecimento de quadros graves de colite, algumas vezes de evolução fatal. É possível que a colite induzida por H2O2 possa ocorrer pela quebra da barreira funcional do epitélio cólico por estresse oxidativo. Objetivo: Avaliar os níveis de peroxidação lipídica em células da mucosa cólica após instilação de H2O2 no reto excluso de trânsito fecal. Método: Vinte seis ratos Wistar machos foram submetidos a colostomia proximal terminal no cólon descendente e fístula mucosa distal. Os animais foram randomizados em dois grupos segundo o sacrifício ter sido realizado duas ou quatro semanas após a derivação intestinal. Cada grupo experimental foi dividido e dois subgrupos segundo aplicação de clisteres, em dias alternados, contendo solução fisiológica a 0,9 por cento ou H2O2 a 3 por cento. O diagnóstico de colite foi estabelecido por estudo histopatológico e os níveis de dano oxidativo tecidual pela dosagem de malondialdeído por espectrofotometria. Os resultados foram analisados com os testes de Mann-Whitney e Kruskal-Wallis, estabelecendo-se nível de significância de 5 por cento (p menor que0,05)

Resultados: Os níveis de malondialdeído nos irrigados com SF nos cólons com e sem trânsito fecal após duas e quatro semanas de irrigação foram de: 0,05 mais ou menos 0,006; 0,06 mais ou menos 0,006 e 0,05 mais ou menos 0,03, 0,08 mais ou menos 0,02, respectivamente. Os níveis de malondialdeído nos irrigados com H2O2, nos cólons com e sem trânsito, após duas e quatro semanas de irrigação foram de 0,070 mais ou menos 0,006; 0,077 mais ou menos 0,01 e 0,052 mais ou menos 0,01, 0,08 mais ou menos 0,04, respectivamente. Após duas semanas os níveis de malondialdeído foram maiores nos animais irrigados com H2O2 em relação ao grupo controle (p= 0,007 e p= 0,01, respectivamente). Após quatro semanas não houve diferenças significantes Não ocorreu variação nos níveis de malondialdeído com o decorrer tempo de irrigação. Conclusão: Clisteres com H2O2, podem determinar o aparecimento de colite por ocasionarem estresse oxidativo nas células epiteliais da mucosa intestinal.

The use of rectal enemas with hydrogen peroxide (H2O2) determines the onset of severe colitis, sometimes with fatal evolution. It is possible that H2O2-induced colitis can occur by damage to the functional epithelial barrier of the colon by oxidative stress. Objective: The aim of present study was evaluate the levels of lipid peroxidation in cells of the colonic mucosa after instillation of H2O2 into the rectum excluded from fecal transit. Method: Twenty six male Wistar rats were undergone to proximal terminal colostomy in the descending colon and distal mucous fistula. The animals were randomized in two experimental groups according to the sacrifice was made two or four weeks after diversion of the fecal stream. Each experimental group was divided into two subgroups second application of enemas containing saline solution 0.9 percent or 3 percent H2O2 on alternate days. The diagnosis of colitis was established by histopathology study and the oxidative damage by tissue levels of malondialdehyde quantified by spectrophotometry. The results were analyzed with the Mann-Whitney and Kruskal-Wallis test, adopting a significance level of 5 percent (p less than 0.05).

Results: The levels of malondialdehyde in colon segments irrigated with saline, with and without fecal stream after two and four weeks of irrigation were: 0.05 more or less 0.006, 0.06 more or less 0.006 and 0.05 more or less 0.03, 0.08 more or less 0.02, respectively. The levels of malondialdehyde in colon segments irrigated with H2O2, in the colon with and without fecal stream, after two and four weeks of irrigation were 0.070 more or less 0.006, 0.077 and 0.052 more or less 0.01 more or less 0.01, 0.08 more or less 0.04, respectively . After two weeks the levels of malondialdehyde were higher on animals irrigated with H2O2 than control group (p = 0.007 and p = 0.01, respectively). After four weeks there were no significant differences in malondialdehyde levels related with the time of irrigation. Conclusion: Rectal enemas with H2O2, may determine the onset of colitis by oxidative stress on epithelial cells of intestinal mucosa.