Vitamina C e vitamina E atenuam a nocicepção e modificam parâmetros oxidativos e proteínas de sinalização em medula espinal de ratos com dor neuropática

Abstract

A dor neuropática (dor devido à lesão no tecido nervoso) é uma condição debilitante, com alta incidência na população mundial. O tratamento dessa condição dolorosa ainda é um grande desafio na clínica devido às ações limitadas dos fármacos atualmente disponíveis e seus consequentes efeitos colaterais. O uso de substâncias com potencial antioxidante no tratamento da dor neuropática vem sendo amplamente discutido devido à participação das espécies reativas de oxigênio e de nitrogênio nessa condição dolorosa. O ácido ascórbico (vitamina C) e o α-tocoferol (vitamina E) representam potentes antioxidantes, os quais são adquiridos por custo relativamente baixo, são bem aceitos pela população, muito utilizados como suplemento alimentar, e parecem possuir algum efeito analgésico, embora esse último efeito tenha ainda muitas questões especulativas e que necessita esclarecimentos. Por estes motivos, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito das vitaminas C e E, administradas isoladas ou juntas, sobre parâmetros nociceptivos, oxidativos e nitrosativos, e proteínas de sinalização intracelular em ratos com constrição no nervo isquiático (CCI, do inglês chronic constriction injury), um modelo de dor neuropática. Após aprovação pelo comitê de ética no uso de animal da UFRGS (#23352), ratos Wistar machos, com idade de 60 dias, foram divididos em 3 grupos experimentais: controle (ratos que não sofreram intervenção cirúrgica), sham (ratos que tiveram o nervo isquiático direito apenas exposto) e CCI (ratos que tiveram o nervo isquiático exposto e esse recebeu 4 amarraduras em seu tronco comum). Cada grupo experimental foi dividido em subgrupos que receberam administração de veículo (salina ou água de beber acrescidas de Tween 80 a 1%), vitamina C (30 mg/kg/dia), vitamina E (15 mg/kg/dia) ou coadministração de vitaminas C+E nas mesmas doses. As administrações foram intraperitoneal ou por via oral, por período de 3 e 10 dias. Os parâmetros nociceptivos utilizados para avaliar sensibilidade mecânica, sensibilidade térmica e recuperação funcional do nervo foram os testes de von Frey eletrônico, teste da placa quente e do índice funcional do isquiático (IFI), respectivamente. Para avaliar o efeito antinociceptivo da administração i.p. dos tratamentos, os parâmetros nociceptivos foram mensurados antes do procedimento cirúrgico, e aos 3, 5, 7 e 10 dias após a lesão nervosa. Ao final dos períodos de 3 e 10 dias, os animais foram mortos por decapitação, e foi coletado plasma, para determinação de indicadores de função hepática e renal (alanina aminotransferase, aspartato aminotransferase, gama GT, bilirrubina e creatinina); fígado, para determinação da morfologia dos hepatócitos e parâmetros oxidativos (hidroperóxidos lipídicos, Glutationa-s-transferase - GST, e capacidade antioxidante total - TAC); nervo isquiático lesionado, para determinação de parâmetros oxidativos (hidroperóxidos lipídicos e TAC); e o segmento lombossacral da medula espinal, para determinação de parâmetros oxidativos (formação de ânion superóxido - SAG, e valores de peróxido de hidrogênio, hidroperóxidos lipídicos, tióis totais, ácido ascórbico e TAC) e nitrosativos (metabólitos do óxido nítrico - NO). O segmento da medula espinal foi usado ainda para determinar a expressão das proteínas de sinalização p38 fosforilada (p-p38), Akt e Akt fosforilada (p-Akt) e do transportador de vitamina C dependente de sódio do tipo 2 (SVCT-2). Foi avaliada ainda, mediante determinação de parâmetros nociceptivos, a duração do efeito antinociceptivo da vitamina C, vitamina E ou vitaminas C+E após o tratamento, o efeito antinociceptivo das vitaminas C+E administradas por via oral, e a coadministração de vitaminas C+E (via oral) concomitante à gabapentina (i.p.), fármaco normalmente utilizado no tratamento de dor neuropática. Os dados de sensibilidade térmica e mecânica foram analisados por ANOVA de medidas repetidas, seguida pelo pós-teste de Tukey. Os demais parâmetros foram avaliados por ANOVA de duas vias (fatores: lesão e tratamento), seguida do pós-teste de Tukey. Os resultados mostraram que vitamina C, vitamina E e vitaminas C+E atenuaram a nocicepção e provocou melhora no IFI tanto aos 3 como aos 10 dias, e que a coadministração das vitaminas induziu efeito antinociceptivo maior do que as mesmas administradas isoladamente em ratos com CCI. O efeito antinociceptivo das vitaminas C+E foi similar, tanto após administração i.p. quanto oral. Também foi observado que o efeito antinociceptivo das vitaminas C, E e C+E durou por várias horas após o término do período de administração de 3 e 10 dias. O uso de vitaminas C+E+gabapentina provocou efeito antinociceptivo maior do que o uso de gabapentina isoladamente. Não foram observadas alterações nos indicadores de função hepática e renal, na morfologia dos hepatócitos e nos parâmetros oxidativos avaliados no tecido hepático. No nervo isquiático lesionado, embora não houve alterações significativas, observou-se acréscimo de 38% na TAC e diminuição de 45% nos hidroperóxidos lipídicos nos animais que receberam vitaminas, comparado aos valores obtidos nos ratos tratados com veículo. Na medula espinal, a administração das vitaminas preveniu a redução nos valores de tióis totais e o aumento na SAG, comparado ao grupo CCI tratado com veículo. Ainda comparado ao grupo veículo, as vitaminas preveniram o aumento nos metabólitos do NO e nos hidroperóxidos lipídicos. A administração de vitaminas C+E também preveniu a redução significativa na expressão do transportador SVCT-2, o aumento nas expressões das proteínas p-p38, p-Akt e Akt, e o aumento no valor do ácido ascórbico, comparado aos ratos CCI que receberam veículo. A administração das vitaminas e a CCI não provocaram alterações significativas na TAC e nos valores de peróxido de hidrogênio na medula espinal. Assim, os resultados mostram que vitamina C, vitamina E e vitaminas C+E, nas doses aqui estudadas, atenuam a dor neuropática e modificam parâmetros oxidativo e nitrosativo, e de sinalização celular, alterados pela CCI. A administração dessas vitaminas não parece provocar toxicidade ao organismo, e poderiam ser uma alternativa como coadjuvante a medicações clássicas usadas no tratamento de condições de dor neuropática. Porém, é necessária a realização de estudos complementares em humanos, dada às diferenças nas respostas à dor em ratos e humanos.

Neuropathic pain (pain due to nerve tissue injury) is a debilitating condition, with a high incidence in the world population. The treatment of this painful condition is still a great challenge in the clinic due to the limited actions of the currently available drugs and their consequent side effects. The use of substances with antioxidant potential in the treatment of neuropathic pain has been widely discussed due to the participation of reactive oxygen and nitrogen species in this painful condition. Ascorbic acid (vitamin C) and α-tocopherol (vitamin E) are potent antioxidants, which are obtained by relatively low cost, are well accepted by patients, are widely used as a food supplement, and appear to have some analgesic effect, although this last effect still has many speculative issues and needs clarification. For these reasons, the aim of this study was to evaluate the effect of vitamins C and E, administered alone or together, on nociceptive, oxidative and nitrosative parameters and intracellular signaling proteins in rats with chronic constriction injury (CCI), a model of neuropathic pain. After approval by the ethics committee on animal use of UFRGS (#23352), male Wistar rats, aged 60 days, were divided into 3 groups: control (rats that did not undergo surgery), sham (rats whose right sciatic nerve was only exposed) and CCI (rats whose sciatic nerve was exposed and received 4 ligations in their common trunk). Each experimental group was divided into subgroups that received vehicle injection (saline or drinking water plus Tween 80, 1%), vitamin C (30 mg/kg/day), vitamin E (15 mg/kg/day) or co-administration of vitamins C+E in the same doses. The administrations were by intraperitoneal or oral route, for a period of 3 and 10 days. The nociceptive parameters used to evaluate mechanical sensitivity, thermal sensitivity and nerve functional recovery were the electronic von Frey test, the hot plate test and the sciatic functional index (SFI), respectively. To evaluate the antinociceptive effect of ip administration of vitamin C, vitamin E or vitamins C+E, nociceptive parameters were measured before the surgical procedure and at 3, 5, 7 and 10 days following nerve injury. At the end of the 3 and 10 day periods, the animals were killed by decapitation, and plasma was collected for determination of hepatic and renal function indicators (aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, gamma-GT , bilirubin and creatinine); liver, for determination of hepatocyte morphology and oxidative parameters (lipid hydroperoxides, Glutathione-s-transferase - GST, and total antioxidant capacity - TAC); injured sciatic nerve for determination of oxidative parameters (lipid hydroperoxides and TAC); and the lumbosacral segment of the spinal cord for determination of oxidative (superoxide anion formation - SAG, and values of hydrogen peroxide, lipid hydroperoxides, total thiols, ascorbic acid and TAC) and nitrosative (nitric oxide metabolites - NO) parameters. The spinal cord segment was also used to determine the expression of signaling proteins phosphorylated p38 (p-p38), Akt and phosphorylated Akt (p-Akt), and sodium-dependent vitamin C transporter type 2 (SVCT-2). In addition, it was assessed the duration of the antinociceptive effect of vitamin C, vitamin E or vitamins C+E after end of the treatment, the antinociceptive effect of vitamins C+E by oral route, and the antinociceptive effect of co-administration of vitamins C+E (oral route) concomitant with gabapentin (ip), a drug normally used in the treatment of neuropathic pain. Thermal and mechanical sensitivity data were analyzed by repeated measures ANOVA, followed by Tukey’s post-test. The other parameters were evaluated by two-way ANOVA (factors: injury and treatment), followed by Tukey's post-test. The results showed that vitamin C, vitamin E and C+E vitamins attenuated nociception and improved SFI at both 3 and 10 days, and that a greater antinociceptive effect was induced when vitamins were co-administered than when they were given alone in CCI rats. The antinociceptive effect of vitamins C+E was similar after ip and oral administration. It was also observed that the antinociceptive effect of vitamins C, E and C+E lasted for several hours after the end of the administration period of 3 and 10 days. The use of C+E vitamins+gabapentin caused greater antinociceptive effect than the use of gabapentin alone. . No changes were observed in hepatic and renal function indicators, hepatocyte morphology, and oxidative parameters evaluated in the hepatic tissue. Despite no significant, the injured sciatic nerve showed increase (38%) in TAC and reduction (45%) in lipid hydroperoxides in vitamins-treated CCI rats, compared to rats that received vehicle. In spinal cord, the vitamin administration prevented the reduction in total thiol values and the increase in SAG in CCI animals, compared to vehicle-treated CCI rats. Also compared to vehicletreated CCI rats, the vitamins prevented the increase in NO metabolites and lipid hydroperoxides. The use of vitamins C+E also prevented the significant reduction in SVCT-2 transporter expression, the increase in p-p38, p-Akt, and Akt expressions, and the increase in ascorbic acid levels, compared to CCI rats that received vehicle. Vitamins and CCI did not induce significant changes in TAC and hydrogen peroxide values in the spinal cord. Thus, the results show that vitamins C, E and C+E, in doses used, attenuated neuropathic pain and changed oxidative, nitrosative and cellular signaling parameters modified by CCI. In addition, the use of vitamins does not appear to induce toxicity to the body and could be an alternative as adjuvant to classical medications used in the treatment of neuropathic pain conditions. However, further studies in humans are needed, given the differences in pain responses in rats and humans.