Naringin and trimetazidine improve baroreflex sensitivity and nucleus tractus solitarius electrical activity in renal ischemia-reperfusion injury / Naringin and trimetazidine improve baroreflex sensitivity and nucleus tractus solitarius electrical activity in renal ischemia-reperfusion injury

Resumo Fundamento: O núcleo do trato solitário (NTS) é uma área do cérebro que desempenha um papel fundamental na regulação renal e cardiovascular através dos impulsos dos barorreceptores. Objetivos: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da Naringina (NAR) e trimetazidina (TMZ), isoladamente e combinadas, na atividade elétrica do NTS e na sensibilidade barorreflexa (SBR) na lesão de isquemia e reperfusão (I/R) renal. Métodos: Foram utilizados quarenta ratos machos Sprague-Dawley (200-250 g), alocados em 5 grupos com 8 ratos cada. Grupos: 1) Sham; 2) I/R; 3) TMZ 5 mg/kg; 4) NAR 100 mg/kg; e 5) TMZ5 + NAR100. A veia femoral esquerda foi canulada para infundir a solução salina ou droga e avaliar a SBR. A I/R foi induzida por oclusão dos pedículos renais por 45 min, seguida de reperfusão de 4 horas. O eletroencefalograma local do NTS foi registrado antes, durante a isquemia e durante a reperfusão. A fenilefrina foi injetada por via intravenosa para avaliar a SBR ao final do tempo de reperfusão. Os dados foram analisados por ANOVA de duas vias com medidas repetidas seguida pelo teste post hoc de Tukey. Um valor de p<0,05 foi considerado como significativo. Resultados: As ondas elétricas do NTS não se alteraram durante o tempo de isquemia, mas diminuíram significativamente durante todos os tempos de reperfusão. A atividade elétrica do NTS e a SBR foram reduzidas drasticamente em ratos com lesão I/R; no entanto, a administração de NAR e TMZ, isoladamente e combinadas, melhorou significativamente essas alterações em ratos com lesão I/R. Conclusões: Os resultados mostraram que a lesão de I/R leva à redução da atividade elétrica da SBR e do NTS, e pode haver uma ligação entre a I/R e a diminuição da SBR. Além disso, a NAR e a TMZ são agentes promissores para tratar complicações de I/R.

Abstract Background: Nucleus tractus solitarius (NTS) is a brain area that plays a key role in kidney and cardiovascular regulation via baroreceptors impulses. Objectives: The aim of this study was to evaluate the effect of naringin (NAR) and trimetazidine (TMZ) alone and their combination on NTS electrical activity and baroreceptor sensitivity (BRS) in renal ischemia- reperfusion (I/R) injury. Methods: Forty male Sprague-Dawley rats (200- 250 g) were allocated into 5 groups with 8 in each. 1) Sham; 2) I/R; 3) TMZ 5 mg/kg; 4) NAR 100 mg/kg; and 5) TMZ5+ NAR100. The left femoral vein was cannulated to infuse saline solution or drug and the BRS was evaluated. I/R was induced by occlusion of renal pedicles for 45 min, followed by 4 hours of reperfusion. The NTS local electroencephalogram (EEG) was recorded before, during ischemia and throughout the reperfusion. Phenylephrine was injected intravenously to evaluate BRS at the end of reperfusion time. The data were analyzed by two-way repeated measurement ANOVA followed by Tukey's post hoc test. A p-value <0.05 was considered significant. Results: NTS electrical waves did not change during ischemia time, while they significantly decreased during the entire reperfusion time. NTS electrical activity and BRS dramatically reduced in rats with I/R injury; however, administration of NAR, TMZ alone or their combination significantly improved these changes in rats with I/R injury. Conclusions: The results showed that I/R injury leads to reduced BRS and NTS electrical activity and there may be an association between I/R and decreased BRS. In addition, NAR and TMZ are promising agents to treat I/R complications.

Protective effect of naringin in rat model of renal ischemia reperfusion injury / Efecto protector de la naringina en modelo de rata con lesión por reperfusión de isquemia renal

ABSTRACT Objective: We aimed to research that naringin whether protects from renal ischemia/reperfusion induced renal damage in rats. Methods: Twenty-four Wistar albino female rats randomly were divided into three groups: 1) control group, in which the rats were only performed right nephrectomy; 2) a second group received right nephrectomy and left kidney ischemia (1 h) and reperfusion (24 h) group ischemia/reperfusion (I/R); 3) a third group received 50 mg/kg naringin orally once a day for two weeks before ischemia/reperfusion (I/R/N). Expression of cyclooxygenase-2 (COX-2), cytosolic phospholipase A2 (cPLA2), inducible nitric oxide synthase (iNOS), caspase-3, B-cell lymphoma-2 (Bcl-2), Bcl-2 associated x protein (Bax), serum creatinine (Cr), tumor necrosis factor α (TNF-α), interleukin 6 (IL-6) were measured by using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Results: Naringin-treated rats that performed renal ischemia/reperfusion demonstrated significant decrease in Cr, IL-6 and TNF-α levels when compared to the only renal ischemia/reperfusion performed rats. While renal ischemia/reperfusion caused a decrease of bcl-2 (1.72 ± 0.20 pg/ml) levels, while an increase of COX-2 (11882 ± 642 pg/ml), cPLA2 (2448 ± 139 pg/ml), iNOS (4331 ± 438 IU/ml), cleaved caspase-3 (7.33 ± 0.76 ng/ml) and Bax (2.33 ± 0.44 ng/ml) levels. The treatment of naringin reversed these kidney effects (7.47 ± 60.35 pg/ml; 9299 ± 327 pg/ml; 2001 ± 78 pg/ml; 3112 ± 220 IU/ml; 3.38 ± 0.54 ng/ml; 2.33 ± 0.44 ng/ml, respectively) (p <0.05). Conclusion: This study showed that naringin treatment attenuated renal damage induced by ischemia/reperfusion in rats.

RESUMEN Objetivo: Nuestro objetivo fue investigar si la naringina protege del daño en los riñones provocado por isquemia-reperfusión renal en ratas. Material y métodos: De forma aleatoria, dividimos 24 ratas albinas Wistar hembras en tres grupos: 1) grupo control, en el que solo se les realizó a las ratas una nefrectomía derecha; 2) un segundo grupo isquemia-reperfusión, con nefrectomía derecha e isquemia de riñón izquierdo (1 h) y reperfusión (24 h); 3) un tercer grupo al que se le administró 50 mg/kg de naringina por vía oral una vez al día durante dos semanas antes de la isquemia-reperfusión. Por medio de un ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA), se midieron las siguientes expresiones: ciclooxigenasa-2 (COX-2), fosfolipasa citosólica A2 (cPLA2), óxido nítrico sintetasa inducible (ONSi), caspasa-3, linfoma de células B2 (Bcl-2), proteína X asociada a Bcl-2 (Bax), creatinina sérica (Cr), factor de necrosis tumoral alfa (FNT-α) e interleucina 6 (IL-6). Resultados: Las ratas tratadas con naringina por isquemia-reperfusión renal mostraron un descenso significativo en los niveles de Cr, IL-6 y FNT-α en comparación con las ratas a las que se les indujo isquemia-reperfusión renal pero que no se les suministró naringina. La isquemia-reperfusión renal provocó un descenso de los niveles de Bcl-2 (1,72 ± 0,20 pg/ml) y un ascenso en los niveles de COX-2 (11882 ± 642 pg/ml), cPLA2 (2448 ± 139 pg/ml), ONSi (4331 ± 438 UI/ml), caspasa-3 escindida (7,33 ± 0,76 ng/ml) y Bax (2,33 ± 0.,44 ng/ml). El tratamiento con naringina diminuyó estos efectos en el riñón (7,47 ± 60,35 pg/ml; 9299 ± 327 pg/ml; 2001 ± 78 pg/ml; 3112 ± 220 UI/ml; 3.38 ± 0.54 ng/ml; 2.33 ± 0,44 ng/ml, respectivamente) (p <0,05). Conclusión: En este estudio se demostró que el tratamiento con naringina atenuó el daño renal producido por isquemia-reperfusión en ratas.

Kinetic study of the quenching of singlet oxygen by naringin isolated from peels of the fruit of bitter orange (Citrus aurantium I)

Introduction: antioxidant activity is the capacity of a substance to inhibit oxidative degradation, mainly through its ability to react with both radical and non-radical species (e.g. singlet oxygen). Interest by scientific communities in the study of the antioxidant capacity of natural compounds has increased in recent years, due to their possible applications in the pharmaceutical, cosmetic and food industries. Objective: estimate the antioxidant capacity of naringin against singlet oxygen using the rubrene method. Methods: naringin was isolated from peels of the fruit of bitter orange (Citrus aurantium) and characterized using several spectroscopic techniques (UV-Vis and FTIR). The global rate constant for the reaction of 1O2 with naringin was determined with the Stern-Volmer plot derived from a stationary kinetic state based on the competition reaction with rubrene. Results: results showed that naringin acted as singlet oxygen quenching agent with a global rate constant of 2.1 x 107 M-1s-1 (derived from the linear relationship of Stern-Volmer). Conclusion: the kinetic study conducted suggests that naringin could be used as a singlet oxygen quenching agent in biological systems to protect them from oxidative damage(AU)

Introducción: la actividad antioxidante es la capacidad de una sustancia para inhibir la degradación oxidativa y actúa principalmente a través de su capacidad para reaccionar con las especies de radicales y no radicales (por ejemplo, oxígeno singulete). En los últimos años, se han incrementado el interés de las comunidades científicas en el estudio de la capacidad antioxidante de los compuestos naturales debido a sus posibles aplicaciones en la industria farmacéutica, cosmética y alimentaria. Objetivo: estimar la capacidad antioxidante de la naringina contra el oxígeno singulete usando el método de rubreno. Métodos: la naringina se aisló de cáscaras del fruto de la naranja agria (Citrus aurantium) y se caracterizó por algunas técnicas espectroscópicas (UV-Vis y FT-IR). La constante de velocidad global para la reacción de 1O2 con la naringina se determinó por medio del gráfico de Stern-Volmer derivado de una cinética en estado estacionario basada en la reacción de competición con el rubreno. Resultados: los resultados mostraron que la naringina actuó como un quenching del oxígeno singulete con una constante de velocidad global de 2.1 x 10 7 M-1s-1 (derivado de la relación lineal de Stern-Volmer). Conclusión: el estudio cinético sugiere que la naringina se podría utilizar como un quenching del oxígeno singulete en sistemas biológicos y protegerlos del daño oxidativo(AU)

Solvatación preferencial de la naringina en mezclas cosolventes etanol + agua mediante el método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff / Preferential solvation of naringin in ethanol + water cosolvent mixtures according with the inverse Kirkwood-Buff integrals

Los parámetros de solvatación preferencial, es decir, las diferencias entre la fracción molar local y de la solución de los solventes en solución de naringina se derivan de su solubilidad en mezclas cosolventes mediante el método de las integrales inversas de Kirkwood-Buff. Según el método IKBI, la naringina es sensible a los efectos específicos de solvatación según la composición cosolvente, por lo que el parámetro de solvatación preferencial por δx1,3, es negativo en mezclas ricas en agua y en mezclas ricas en etanol, pero positivo en composiciones entre 0,24 y 0,40 en fracción molar de etanol. Esto podría demostrar el papel relevante de hidratación hidrofóbica alrededor de los grupos no polares en la solvatación de fármacos en mezclas ricas en agua. Por otro lado, en mezclas de composiciones cosolventes intermedias, el fármaco es solvatado principalmente por etanol, posiblemente debido al comportamiento básico de la mezcla cosolvente; mientras que en mezclas ricas en etanol, la solvatación preferencial por el agua podría deberse al carácter ácido del agua.

The preferential solvation parameters, i.e., the differences between the local and bulk mole fractions of the solvents in solutions of naringin is derived from their solubility in binary solvent mixtures by means of the inverse Kirkwood-Buff integral (IKBI) method. According to IKBI method it is found that naringin is sensitive to solvation effects, so the preferential solvation parameter by ethanol δx1,3, is negative in waterrich and ethanol-rich mixtures but positive in compositions from 0.24 to 0.40 in mole fraction of ethanol. This could demonstrate the relevant role of hydrophobic hydration around the non-polar groups in the drug solvation in water-rich mixtures. Otherwise, in mixtures of intermediate co-solvent compositions, the drug is mainly solvated by ethanol, probably due to the basic behavior of the co-solvents; whereas, in ethanol-rich mixtures, the preferential solvation by water could be due to the acidic behavior of water.

Direct actions of naringin on rat cardiac and vascular smooth muscle / Acciones directas de la naringina sobre los músculos cardíaco y liso vascular de rata

Naringin (NRG) is a flavanone glycoside present in grapefruit juice. Its biological activity has been only partially characterized and little is known about its potential effects in the cardiovascular system. We studied the effects of NRG on the electrical and contractile activities of isolated rat hearts and on the contraction of rat abdominal aortic rings. NRG exerted a negative inotropic action in hearts with an IC50 of 72.5 umol/L but its effects on heart rate and surface electrogram were minimal. Surprisingly, NRG (10-100 umol/L) was able to increase tension in aortic rings contracted by isotonic KCl or phenylephrine. This action of NRG was also evident in aortic rings in basal (resting) conditions but it was absent when resting aortic rings were previously perfused with ryanodine (30 umol/L). Our results indicate that NRG has direct actions on cardiac and vascular smooth muscles that should be taken into account when considering this molecule either as a dietetic supplement or as a template to develop therapeutic agents for human diseases.

La naringina (NRG) es un glicósido de flavanona que se encuentra presente en el jugo de toronja. Su actividad biológica ha sido solo parcialmente caracterizada y poco se conoce acerca de sus efectos sobre el sistema cardiovascular. En la presente investigación estudiamos los efectos de la NRG sobre las actividades eléctrica y contráctil de corazones aislados de rata y sobre la contracción de anillos de aorta abdominal de rata. La NRG ejerció una acción inotropo-negativa en corazones con una IC50 de 72.5 umol/L pero sus efectos sobre la frecuencia cardíaca y el electrograma de superficie fueron mínimos. Sorpresivamente, la NRG (10-100 umol/L) incrementó la tensión en anillos de aorta contraídos por KCl isotónico o fenilefrina. Esta acción de la NRG ocurrió también en anillos de aorta en condiciones basales (en reposo) pero estuvo ausente cuando los anillos de aorta fueron previamente perfundidos con ryanodina (30 umol/L). Nuestros resultados indican que la NRG tiene acciones directas sobre los músculos cardíaco y liso vascular que deben tenerse en cuenta al considerar esta molécula como suplemento dietético o como plantilla para el desarrollo de agentes terapéuticos para el tratamiento de enfermedades en humanos.