ABSTRACT
Abstract Introduction Aminoglycosides are widely known for their ototoxic side effects. Nevertheless, they are potent antibiotics used in the treatment of life-threatening conditions because of the current concern for antibiotic resistance. We hypothesized that creatine supplements which are believed to improve mitochondrial antioxidant defense system and maintain optimal energy homeostasis may improve the ototoxic side effects. Objective This study aimed to investigate the protective effects of creatine monohydrate against ototoxicity induced by amikacin in rats in an experimental animal model, using distortion product otoacoustic emissions and auditory brainstem response. Methods Twenty healthy rats were assigned to four groups (5 rats in each): the control group, the creatine monohydrate group, the amikacin group and the amikacin + creatine monohydrate group. The creatine monohydrate group received creatine at a dose of 2 g/kg once daily via gastric gavage for 21 days. The amikacin group received amikacin at a dose of 600 mg/kg by intramuscular injections once daily for 21 days. The amikacin + creatine monohydrate group received intramuscular injections of amikacin (600 mg/kg) once daily for 21 days and creatine monohydrate (2 g/kg) once daily via gastric gavage for 21 days. The control group received nothing. The distortion product otoacoustic emissions and auditory brainstem response measurements were performed on all rats on days 0, 7, 21. Results Regarding auditory brainstem response values, a significant increase in the auditory threshold was observed in the amikacin group on day 21 (p < 0.001). The amikacin+creatine monohydrate group showed significantly lower levels of auditory brainstem response auditory thresholds on day 21 in comparison to the amikacin group (p < 0.001). Additionally, the control group and the amikacin+creatine monohydrate group did not differ significantly with respect to auditory brainstem response thresholds on treatment day 21 (p > 0.05). When we compare distortion product otoacoustic emissions values, there was no significant difference between the amikacin and amikacin+creatine monohydrate groups on day 7 (p > 0.05), However significantly greater distortion product otoacoustic emissions values were observed in the amikacin+creatine monohydrate group on day 21 compared to the amikacin group (p < 0.001). Conclusion Our findings demonstrate that creatine treatment protects against amikacin ototoxicity when given at a sufficient dose and for an adequate time period.
Resumo Introdução Os aminoglicosídeos são amplamente conhecidos por seus efeitos colaterais ototóxicos. No entanto, eles são antibióticos potentes usados no tratamento de doenças potencialmente fatais devido à atual preocupação com a resistência aos antimicrobianos. Nossa hipótese é que os suplementos de creatina, aos quais atribui-se um efeito benéfico sobre o sistema de defesa antioxidante mitocondrial e manutenção da homeostase energética ideal, possam melhorar os efeitos colaterais ototóxicos. Objetivo Investigar os efeitos protetores da creatina mono-hidratada contra a ototoxicidade induzida pela amicacina em ratos em um modelo experimental animal com o uso das emissões otoacústicas por produto de distorção e o potencial evocado auditivo de tronco encefálico. Método Vinte ratos saudáveis foram divididos em quatro grupos (5 ratos em cada): o grupo controle, o grupo creatina mono-hidratada, o grupo amicacina e o grupo amicacina + creatina mono-hidratada. O grupo creatina mono-hidratada recebeu creatina na dose de 2 g / kg uma vez ao dia por gavagem gástrica por 21 dias. O grupo amicacina recebeu amicacina na dose de 600 mg/kg por injeção intramuscular uma vez ao dia por 21 dias. O grupo amicacina + creatina mono-hidratada recebeu injeções intramusculares de amicacina (600 mg/kg) uma vez ao dia por 21 dias e creatina mono-hidratada (2 g/kg) uma vez ao dia por gavagem gástrica por 21 dias. O grupo controle nada recebeu. As medidas de emissões otoacústicas por produto de distorção e potencial evocado auditivo de tronco encefálico foram feitas em todos os ratos nos dias 0, 7, e 21. Resultados Em relação aos valores do potencial evocado auditivo de tronco encefálico, foi observado aumento significante dos limiares auditivos no grupo amicacina no 21° dia (p < 0,001). O grupo amicacina + creatina mono-hidratada apresentou níveis significantemente mais baixos de limiares auditivos de potencial evocado auditivo de tronco encefálico no dia 21 em comparação com o grupo amicacina (p < 0,001). Além disso, o grupo controle e o grupo amicacina + creatina mono-hidratada não diferiram significantemente em relação aos limiares de potencial evocado auditivo de tronco encefálico no 21° dia de tratamento (p > 0,05). Quando comparamos os valores de emissões otoacústicas por produto de distorção, não houve diferença significante entre os grupos amicacina e amicacina + creatina mono-hidratada no 7° dia (p > 0,05). No entanto, valores significantemente mais altos de emissões otoacústicas por produto de distorção foram observados no grupo amicacina + creatina mono-hidratada no 21° dia em comparação com o grupo amicacina p < 0,001). Conclusão O tratamento com creatina mono-hidratada protege contra a ototoxicidade da amicacina quando administrado em dose suficiente e por um período de tempo adequado.
ABSTRACT
In recent years the research problem in the field of sports supplementation has changed to explain the metabolic mechanisms by which creatine (Cr) administration enhances the performance of certain sports or simply benefits the muscular adaptation. In this review for first time the biochemical mechanisms of Cr ingestion in a cell signaling insight were analyzed, focusing on energetic bioavailability enhancement and optimization of the temporal and spatial buffering of Cr/PCr/CK system. Moreover, intensification in proliferation and differentiation processes of muscle cells (IGF-I/PI3K/Akt-PKB, SPHK1/MAPK/p38/MRFs, mTOR, cellular swelling, mitotic activity of satellite cells, actin polymerization, and myoblast fusion) and inactivation and/or reduction in the expression of ergolitic metabolites (GSK3β, myostatin and AMPK regulation) were examined. In this way, we explained from a metabolic point of view the increase in muscle mass, strength, fatigue resistance, and performance of high intensity sports after Cr monohydrate supplementation.
En los últimos años el problema de investigación en el campo de la suplementación deportiva ha cambiado al punto de explicar los mecanismos metabólicos por los cuales la administración de creatina (Cr) incrementa el rendimiento en ciertos deportes o simplemente beneficia la adaptación muscular. Esta revisión analiza por primera vez los mecanismos bioquímicos de la ingesta de Cr desde la perspectiva de señalización celular, enfocándose en la mayor biodisponibilidad energética de Cr y optimización de la acción buffer espacial/temporal que ofrece el sistema Cr/PCr/CK. Además, se examinan aspectos relacionados con el incremento en los procesos de proliferación y diferenciación de células musculares (IGF-I/PI3K/Akt-PKB, SPHK1/MAPK/p38/MRFs, mTOR, hinchamiento celular, actividad mitótica de células satélite, polimerización de actina y fusión de mioblastos) y la inactivación y/o reducción en la expresión de proteínas con funciones ergolíticas (GSK3β, miostatina y regulación de AMPK). De esta manera, se explican el aumento de la masa muscular, la fuerza, la resistencia a la fatiga y el rendimiento en ejercicios de alta intensidad, producidos por la suplementación con monohidrato de Cr, desde un punto de vista metabólico.
Nos últimos anos, o problema de pesquisa no campo da suplementação de esportes mudou ao ponto de explicar os mecanismos metabólicos pelos quais a administração de creatina (Cr) aumenta o desempenho em alguns esportes ou benefícios de adaptação musculares. Neste artigo, vamos analisar primeiro os mecanismos bioquímicos de ingestão da Cr a partir da perspectiva de sinalização celular, com foco em maior biodisponibilidade de energia de Cr e otimização de tampão temporais/espacial ação oferecida pelo sistema Cr/PCr/CK. Além disso, são considerados aspectos relacionados com o aumento da os processos de proliferação e diferenciação de células musculares (IGF-I/PI3K/Akt-PKB, SPHK1/MAPK/p38/MRFs, mTOR, inchaço celular, atividade mitótica da célula satélite, a polimerização de actina e de fusão de mioblastos) e inativação e/ou a redução na expressão de proteínas com funções ergolíticas (GSK3, miostatina e regulação da AMPK). Desta maneira, é explicado o aumento da massa muscular, força, resistência à fadiga e desempenho em exercícios de alta intensidade, produzidos pela suplementação com Cr monohidratada, a partir de um ponto de vista metabólico.