ČASOPIS ČESKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI A SLOVENSKÉ FARMACEUTICKÉ SPOLEČNOSTI

Čes. slov. farm. 2022, 71(5):214-223 | DOI: 10.5817/CSF2022-5-214

Vliv nesteroidních protizánětlivých léčiv s různými mechanismy účinku na tělesnou teplotu a dráhu cyklooxygenázy kaskády kyseliny arachidonové na modelu akutního celkového ochlazení (vzduchová hypotermie) u potkanů

Sergiy Shtrygol'1,*, Olga Tovchiga1,2, Olesia Kudina1, Olga Koiro1, Tetiana Yudkevich3, Tetiana Gorbach4
1 Department of Pharmacology and Pharmacotherapy, National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine
2 Department of Biopharmaceutics and Pharmacodynamics, Medical University of Gdańsk, Poland
3 National University of Pharmacy, Kharkiv, Ukraine
4 Department of Biological Chemistry, National Medical University, Kharkiv, Ukraine

NSAID jsou slibné látky pro prevenci poškození chladem (frigoprotektiva). Vliv profylaktického podávání neselektivního inhibitoru COX diklofenaku sodného (7 mg/kg) a vysoce selektivního inhibitoru COX-2 etorikoxibu (5 mg/kg) na biomarkery cyklooxygenázové dráhy byl studován na modelu akutního celkového ochlazení (vzduchová hypotermie při -18 °C po dobu 2 hodin). Diklofenak zcela zabránil poklesu tělesné teploty a předčil etorikoxib. V játrech potkanů byl bezprostředně po expozici chladu mírně zvýšen obsah COX-1, velmi výrazně obsah COX-2, snížena hladina PGE2 a zvýšeny hladiny PGF2α a zejména PGI2 a TXB2. V krevním séru byla hladina COX-1 snížena a změny hladin COX-2 a prostaglandinů byly podobné jako v játrech. Diklofenak působil mírně směrem k normalizaci obou izoforem COX v játrech, mírně zvyšoval obsah PGE2 a snižoval - PGF2α a TXB2, aniž by měnil hladinu PGI2. V séru diklofenak snížil hladinu COX-1 na podnormální hodnoty a jeho účinek na ostatní biomarkery byl podobný jako v játrech, s výjimkou mírného snížení PGI2. Diklofenak byl tedy horší než etorikoxib, který normalizoval COX-1, COX-2, PGE2, PGI2 v játrech, snížil obsah PGF2α a TXB2 v játrech na podnormální hodnoty, zatímco v krevním séru snížil COX-1, COX-2, PGE2 na podnormální hodnoty, normalizoval PGF2α a PGI2, významně snížil TXB2. Opačný stupeň intenzity vlivu diklofenaku a etorikoxibu na cyklooxygenázovou dráhu a tělesnou teplotu svědčí o disociaci protizánětlivé a frigoprotektivní aktivity. Inhibice oxidačního stresu není pro frigoprotektivní aktivitu NSAID rozhodující, protože diklofenak i přes slabší vliv na obsah 8-isoprostanu v játrech stále vykazuje maximální frigoprotektivní aktivitu.

Klíčová slova: tělesná teplota; prevence poškození chladem; cyklooxygenáza; prostaglandiny; diklofenak sodná sůl; etorikoxib; frigoprotektivní aktivita

The effect of non-steroidal anti-inflammatory drugs with different mechanisms of action on the body temperature and cyclooxygenase pathway of the arachidonic acid cascade on the model of acute general cooling (air hypothermia) in rats

NSAIDs are promising agents for preventing cold injury (frigoprotectors). The influence of prophylactic administration of the non-selective COX inhibitor diclofenac sodium (7 mg/kg) and the highly selective COX-2 inhibitor etoricoxib (5 mg/kg) on cyclooxygenase pathway biomarkers was studied on the model of acute general cooling (air hypothermia at -18 °C for 2 hours). Diclofenac completely prevented a decrease in body temperature, surpassing etoricoxib. In the liver of the rats immediately after cold exposure, the content of COX-1 was increased moderately and the content of COX-2 highly significantly. Very significantly, the level of PGE2 decreased, and the levels of PGF2α, especially PGI2 and TXB2, were elevated. In the blood serum, the level of COX-1 was decreased, and the changes in COX-2 and prostaglandins levels were similar to those in the liver. Diclofenac exerted a moderate effect towards the normalization of both COX isoforms in the liver, moderately increased the content of PGE2, and decreased - PGF2α and TXB2 without changing the level of PGI2. In serum, diclofenac reduced COX-1 level to subnormal values, and its effect on other biomarkers was similar to that in the liver, except for a moderate decrease in PGI2. Thus, diclofenac was inferior to etoricoxib, which normalized COX-1, COX-2, PGE2, and PGI2 in the liver and reduced the content of PGF2α and TXB2 in the liver to subnormal values. At the same time, in the blood serum, it decreased COX-1, COX-2, and PGE2 to subnormal values, normalized PGF2α, and PGI2, and significantly reduced TXB2. The opposite degree of intensity of the influence of diclofenac and etoricoxib on the cyclooxygenase pathway and body temperature indicates a dissociation of anti-inflammatory and frigoprotective activity. Inhibition of oxidative stress is not determinative for the frigoprotective activity of NSAIDs since diclofenac, despite the weaker influence on the content of 8-isoprostane in the liver, still exerts the maximum frigoprotective activity.

Keywords: Body temperature; cold injury prevention; cyclooxygenase; prostaglandins; diclofenac sodium; etoricoxib; frigoprotective activity
Grants and funding:

The research was carried out within the framework of the topic "Experimental substantiation for improving the effectiveness of prevention and treatment of cold injuries" of the list of scientific studies of the Ministry of Health of Ukraine, carried out at the expense of the state budget of Ukraine No. 0120u102460 (Order of the Ministry of Health of Ukraine No. 2651 of 17.11.2020).

Vloženo: 17. červenec 2022; Přijato: 31. srpen 2022; Zveřejněno: 1. květen 2022  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Shtrygol' S, Tovchiga O, Kudina O, Koiro O, Yudkevich T, Gorbach T. Vliv nesteroidních protizánětlivých léčiv s různými mechanismy účinku na tělesnou teplotu a dráhu cyklooxygenázy kaskády kyseliny arachidonové na modelu akutního celkového ochlazení (vzduchová hypotermie) u potkanů. Čes. slov. farm. 2022;71(5):214-223. doi: 10.5817/CSF2022-5-214.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Biem J., Koehncke N., Classen D., Dosman J. Out of the cold: management of hypothermia and frostbite. Canadian Medical Association Journal 2003; 168(3), 305- 311.
    2. Centers for Disease Control and Prevention. QuickStats: Death Rates Attributed to Excessive Cold or Hypothermia Among Persons Aged ≥ 15 Years, by Urban-Rural Status and Age Group - National Vital Statistics System, United States, 2019. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 2021; 70(7), 258. https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/70/wr/mm7007a6.htm(01.07.22). Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Cold Weather Injuries, Active and Reserve Components, US Armed Forces, July 2014-June 2019. https://www.health.mil/News/Articles/2019/11/01/Cold-Weather- Injuries (01.07.22).
    4. Fudge J. Exercise in the Cold: Preventing and Managing Hypothermia and Frostbite Injury. Sports Health 2016; 8(2), 133-139. doi:10.1177/1941738116630542. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    5. McIntosh S. E, Opacic M., Freer L., Grissom C. K., Auerbach P. S, Rodway G. W., Cochran A., Giesbrecht G. G., McDevitt M., Imray C. H., Johnson E. L., Dow J., Hackett P. H. Wilderness Medical Society practice guidelines for the prevention and treatment of frostbite: 2014 update. Wilderness Environ Med. 2014; 25(4), 43- 54. doi:10.1016/j.wem.2014.09.001. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    6. Sachs C., Lehnhardt M., Daigeler A. The Triaging and Treatment of Cold-Induced Injuries. Deutsches Arzteblatt International 2015; 112, 741-748. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Fosslien E. Review: Cardiovascular Complications of Non-Steroidal Anti-Inflammatory Drugs. Annals of Clinical & Laboratory Science 2005; 4(35), 347-385.
    8. Polderman K. H. Mechanisms of action, physiological effects, and complications of hypothermia. Critical Care Medicine 2009; 37, 186-202. doi:10.1097/CCM.0b013e3181aa5241. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Romanovsky A. A, Garami A. Prostaglandin riddles in energy metabolism: E is for excess, D is for depletion. Focus on "Food deprivation alters thermoregulatory responses to lipopolysaccharide by enhancing cryogenic inflammatory signaling via prostaglandin D2". Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2010; 298(6), 1509- 1511. doi:10.1152/ajpregu.00253.2010. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    10. Ueno R., Narumiya S., Ogorochi T., Nakayama T., Ishikawa Y., Hayaishi O. Role of prostaglandin D2 in the hypothermia of rats caused by bacterial lipopolysaccharide. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1982; 79(19), 6093-6097. doi:10.1073/pnas.79.19.6093. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Imray C., Grieve A., Dhillon S. Cold damage to the extremities: frostbite and non-freezing cold injuries. Postgraduate Medical Journal 2009; 85, 481-488. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    12. Kapelka I. G., Shtrygol' S. Yu. The comparative research of frigoprotective properties of nonsteroidalantiinflammatory drugs оn the model of acute general cooling. [Article in Ukrainian]. Pharmacol. Drug Toxicol. 2019; 13(5), 338-343. doi: 10.33250.13.05.338.
    13. Kapelka I. G., Shtrygol' S. Yu., Lesyk R. B., Lozynskyi A. V., Khomyak S. V., Novikov V. P. The comparative research of arachidonic acid cascade inhibitors forfrigoprotective activity. [Article in Ukrainian]. Pharmacol. Drug Toxicol. 2020; 14(2), 122-128. doi:10.33250/14.02.122. Přejít k původnímu zdroji...
    14. Kapelka I., Shtrygol' S., Koiro O., Merzlikin S., Kudina O., Yudkevich T. Effect of arachidonic acid cascade inhibitors on body temperature and cognitive functions in rats in the Morris water maze after acute cold injury. Pharmazie 2021; 76(7), 313-316. doi:10.1691/ph.2021.1571.
    15. Shtrygol' S., Koiro O., Kudina O., Tovchiga O., Yudkevich T., Oklei D. The influence of non-steroidal anti-inflammatory drugs with different mechanisms of action on the course of stress reaction, the functional state of kidneys, liver, and heart on the model of acute general cooling ScienceRise: Pharmaceutical Science 2022; 2(36), 46-55. doi:10.15587/2519-4852.2022.255797 Přejít k původnímu zdroji...
    16. Kapelka I. G., Shtrygol' S. Yu. The characteristics of the anti-inflammatory action of sodium diclofenac in cold and normal environment. [Article in Ukrainian]. News of Pharmacy 2020; 2, 106-112. doi:10.24959/nphj.20.37 Přejít k původnímu zdroji...
    17. Thomas G., Sousa P. S. Early inflammatory response to carrageenan in the pleural cavity and paw of rats with altered body temperature. The Journal of Pharmacy and Pharmacology 1986; 38. 936-938. doi:10.1111/j.2042-7158.1986.tb03390.x Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    18. Bondarev Ye. V., Shtrygol' S. Yu, Drogovoz S. M., Shchokina K. G. Cold injury: preclinical development of medicinal preparations with frigoprotective properties. [Document in Ukrainian]. Guidelines of the Ministry of Health of Ukraine, Kharkiv: National Pharmaceutical University 2018.
    19. Ren J, Liu C, Zhao D, Fu J. The role of heat shock protein 70 in oxidant stress and inflammatory injury in quail spleen induced by cold stress. Environ Sci. Pollut. Res. Int. 2018; 25(21), 21011-21023. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. McIntosh S. E., Freer L., Grissom C. K., Auerbach P. S., Rodway G. W., Cochran A., Giesbrecht G. G., McDevitt M., Imray C. H., Johnson E. L., Pandey P., Dow J., Hackett P. H. Wilderness medical society clinical practice guidelines for the prevention and treatment of frostbite: 2019 Update. Wilderness Environ Med. 2019; 30(4S), 19- 32. doi:10.1016/j.wem.2019.05.002. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Poole A., Gauthier J. Treatment of severe frostbite with iloprost in northern Canada. Canadian Medical Association Journal 2016; 188(17-18), 1255-1258. doi:10.1503/cmaj.151252. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    22. Sachs C., Lehnhardt M., Daigeler A., Goertz O. The triaging and treatment of cold-induced injuries. Dtsch Arztebl Int. 2015; 112(44), 741-747. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    23. Oliveira M. S., Furian A. F., Royes L. F., Fighera M. R., Fiorenza N. G., Castelli M., Machado P., Bohrer D., Veiga M., Ferreira J., Cavalheiro E. A., Mello C. F. Cyclooxygenase-2/PGE2 pathway facilitates pentylenetetrazol-induced seizures. Epilepsy Research 2008; 79(1), 14-21. https://doi.org/10.1016/j.eplepsyres.2007.12.008 Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Brune K, Patrignani P. New insights into the use of currently available non-steroidal anti-inflammatory drugs. J. Pain Res. 2015; 8, 105-118. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    25. Patrignani P., Tacconelli S., Bruno A., Sostres C., Lanas A. Managing the adverse effects of non-steroidal antiinflammatory drugs. Expert Rev. Clin. Pharmacol. 2011; 4(5), 605-621. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Van Hecken A., Schwartz J. I., Depré M., De Lepeleire I., Dallob A., Tanaka W., Wynants K., Buntinx A., Arnout J., Wong P. H., Ebel D. L., Gertz B. J., De Schepper P. J. Comparative inhibitory activity of rofecoxib, meloxicam, diclofenac, ibuprofen, and naproxen on COX-2 versus COX-1 in healthy volunteers. J. Clin. Pharmacol. 2000; 40(10), 1109-1120. Přejít k původnímu zdroji...
    27. Ehrlich H. P., Needle A. L., Rajaratnam J., White M. E., White B. S. The role of prostacyclin and thromboxane in rat burn and freeze injuries. Exp. Mol. Pathol. 1983; 38(3), 357-367. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Ehrlich H. P. Promotion of vascular patency in dermal burns with ibuprofen. Am J. Med. 1984; 77(1A), 107-113. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    29. Gulati S. M., Kapur B. M., Talwar J. R. Oxyphenbutazone (anti-inflammatory agent) in the management of cold injury. Angiology 1969; 20(7), 367-373. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. Johnson J. M., Minson C. T., Kellogg Jr D. L. Cutaneous vasodilator and vasoconstrictor mechanisms in temperature regulation. Compr. Physiol. 2014; 4(1), 33- 89. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. Holowatz L. A., Jennings J. D., Lang J. A., Kenney W. L. Systemic lowdose aspirin and clopidogrel independently attenuate reflex cutaneous vasodilation in middle-aged humans. J. Appl. Physiol. 2010; 108: 1575-1581. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    32. Maley M. J., House J. R., Tipton M. J., Eglin C. M. Role of cyclooxygenase in the vascular responses to extremity cooling in Caucasian and African males. Exp. Physiol. 2017; 102(7), 854-865. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    33. Dzeka T. N., Kuzminski P., Arnold J. M. Venous responsiveness to norepinephrine in healthy subjects: effects of single doses of 325 mg aspirin. Clin. Pharmacol. Ther. 2000; 67(3), 299-304. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    34. Brueggemann L. I., Mackie A. R., Mani B. K., Cribbs L. L., Byron K. L. Differential effects of selective cyclooxygenase-2 inhibitors on vascular smooth muscle ion channels may account for differences in cardiovascular risk profiles. Mol. Pharmacol. 2009; 76(5), 1053-1061. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    35. Foudi N., Louedec L., Cachina T., Brink C., Norel X. Selective cyclooxygenase-2 inhibition directly increases human vascular reactivity to norepinephrine during acute inflammation. Cardiovasc. Res. 2009; 81(2), 269-277. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    36. Clish C. B., Sun Y. P., Serhan C. N. Identification of dual cyclooxygenase-eicosanoid oxidoreductase inhibitors: NSAIDs that inhibit PG-LX reductase/LTB(4) dehydrogenase. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001; 288(4), 868-874. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    37. Von der Weid P. Y., Hollenberg M. D., Fiorucci S., Wallace J. L. Aspirin-triggered, cyclooxygenase-2- -dependent lipoxin synthesis modulates vascular tone. Circulation 2004; 110(10), 1320-1325. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    38. Cranston W. I., Hellon R. F., Mitchell D. Is brain prostaglandin synthesis involved in responses to cold? J. Physiol. 1975; 249(2), 425-434. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    39. Pittman Q. J., Veale W.L., Cooper K. E. Observations on the effect of salicylate in fever and the regulation of body temperature against cold. Can. J. Physiol. Pharmacol. 1976; 54(2), 101-106. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    40. Foster J., Mauger A. R., Chrismas B. C., Thomasson K., Taylor L. Is prostaglandin E2 (PGE2) involved in the thermogenic response to environmental cooling in healthy humans? Med. Hypotheses 2015; 85(5), 607-611. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    41. Lubkowska A., Bryczkowska I., Gutowska I., Rotter I., Marczuk N., Baranowska-Bosiacka I. Banf G. The Effects of Swimming Training in Cold Water on Antioxidant Enzyme Activity and Lipid Peroxidation in Erythrocytes of Male and Female Aged Rats. Int. J. Environ. Res. Public Health 2019; 16, 647. doi:10.3390/ijerph16040647 Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    42. Lubkowska A., Dołęgowska B., Szyguła Z. Wholebody cryostimulation - potential beneficial treatment for improving antioxidant capacity in healthy men - significance of the number of sessions. PLoS One 2012; 7(10), e46352. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    43. Walter M. F., Jacob R. F., Day C. A., Dahlborg R., Weng Y., Mason R. P. Sulfone COX-2 inhibitors increase susceptibility of human LDL and plasma to oxidative modification: comparison to sulfonamide COX-2 inhibitors and NSAIDs. Atherosclerosis 2004; 177(2), 235-243. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...

    Zpět na obsah


    Česká a slovenská farmacie

    Vážená paní, pane,
    upozorňujeme Vás, že webové stránky, na které hodláte vstoupit, nejsou určeny široké veřejnosti, neboť obsahují odborné informace o léčivých přípravcích, včetně reklamních sdělení, vztahující se k léčivým přípravkům. Tyto informace a sdělení jsou určena výhradně odborníkům dle §2a zákona č.40/1995 Sb., tedy osobám oprávněným léčivé přípravky předepisovat nebo vydávat (dále jen odborník).
    Vezměte v potaz, že nejste-li odborník, vystavujete se riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob, pokud byste získané informace nesprávně pochopil(a) či interpretoval(a), a to zejména reklamní sdělení, která mohou být součástí těchto stránek, či je využil(a) pro stanovení vlastní diagnózy nebo léčebného postupu, ať už ve vztahu k sobě osobně nebo ve vztahu k dalším osobám.

    Prohlašuji:

    1. že jsem se s výše uvedeným poučením seznámil(a),
    2. že jsem odborníkem ve smyslu zákona č.40/1995 Sb. o regulaci reklamy v platném znění a jsem si vědom(a) rizik, kterým by se jiná osoba než odborník vstupem na tyto stránky vystavovala.

    Ne
    Ano

    Pokud vaše prohlášení není pravdivé, upozorňujeme Vás,
    že se vystavujete riziku ohrožení svého zdraví, popřípadě i zdraví dalších osob.