Inhibiting inducible nitric oxide synthase with rutin reduces renal ischemia/reperfusion injury

Inhibiting inducible nitric oxide synthase with rutin reduces renal ischemia/reperfusion injury

Can J Surg 2013;56(1):6-14 | Full Text | PDF

Aslı Korkmaz, PhD*; Dürdane Kolankaya, PhD†

From the *Ministry of Agriculture and Rural Affairs, National Food Reference Laboratory, Yenimahalle, and the †Department of Biology, Faculty of Science, Hacettepe University, Beytepe Campus, Ankara, Turkey

Abstract

Methods: Wistar albino rats were nephrectomized unilaterally and, 2 weeks later, subjected to 45 minutes of left renal pedicle occlusion followed by 3 hours of reperfusion. We intraperitoneally administered L-N6-(1-iminoethyl)lysine (L-NIL; 3 mg/kg) for 30 minutes or rutin (1 g/kg) for 60 minutes before I/R. After reperfusion, kidney samples were taken for immunohistochemical analysis of iNOS and 3-NT. We measured plasma nitrite/nitrate and cyclic guanosine monophosphate (cGMP) to evaluate NO levels.

Results: Ischemia/reperfusion caused plasma cGMP to increase significantly. Similarly, plasma nitrite/nitrate was elevated in the I/R group compared with the control group. Histochemical staining was positive for iNOS and 3-NT in the I/R group. Pretreatment with L-NIL or rutin significantly mitigated the elevation of plasma cGMP and nitrite/nitrate. These changes in biochemical parameters were also associated with changes in immunohistochemical appearance. Pretreatment with L-NIL or rutin significantly decreased the incidence and severity of iNOS and 3-NT formation in the kidney tissues.

Conclusion: Our findings suggest that high activity of iNOS causes renal I/R injury, and that rutin exerts protective effects, probably by inhibiting iNOS.

Résumé

Contexte : L’oxyde nitrique (NO) semble jouer un rôle important durant la lésion d’ischémie/reperfusion (I/R) rénale. Nous avons vérifié si la rutine inhibe l’oxyde nitrique synthase inductible (iNOS) et réduit la formation de 3-nitrotyrosine (3-NT) dans les reins de rats durant l’I/R.

Méthodes : Des rats albinos Wistar ont subi une néphrectomie unilatérale avant d’être soumis 2 semaines plus tard à une occlusion du pédicule rénal gauche d’une durée de 45 minutes, suivie de 3 heures de reperfusion. Nous avons administré de la L-N6-(1-iminoéthyl)lysine (L-NIL; 3 mg/kg) par voie intrapéritonéale pendant 30 minutes ou de la rutine (1 g/kg) pendant 60 minutes avant l’I/R. Après la reperfusion, des échantillons de tissu rénal ont été prélevés pour analyse immunohistochi mique de l’iNOS et de la 3-NT. Nous avons mesuré les taux plasmatiques de nitrite/nitrate et de guanosine monophosphate cyclique (cGMP) pour évaluer les taux de NO.

Résultats : L’ischémie/reperfusion a causé une augmentation significative du cGMP plasmatique. De même, les taux de nitrite/nitrate plasmatiques ont augmenté dans le groupe soumis à l’I/R, comparativement au groupe témoin. Les épreuves de coloration histochimique ont donné des résultats positifs pour l’iNOS et la 3-NT dans le groupe soumis à l’I/R. Un prétraitement par L-NIL ou rutine a significativement atténué l’élévation des taux de cGMP plasmatique et de nitrite/nitrate. Ces changements des paramètres biochimiques ont aussi été associés à des changements de l’aspect immunohistochimique. Le prétraitement au moyen de L-NIL ou de rutine a significativement réduit l’incidence et l’ampleur de la formation d’iNOS et de 3-NT dans les tissus rénaux.

Conclusion : Nos observations donnent à penser qu’une forte activité de l’iNOS provoque la lésion I/R rénale et que la rutine confère une protection, probablement en inhibant l’iNOS.


Accepted for publication July 6, 2011

Competing interests: None declared.

Contributors: Both authors designed the study and approved its publication. A. Korkmaz acquired and analyzed the data and wrote the article. D. Kolankaya reviewed the article.

DOI: 10.1503/cjs.004811

Correspondence to: A. Korkmaz, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, National Food Reference Laboratory, Fatih Sultan Mehmet Ave., No:70, Yenimahalle 06170, Ankara, Turkey, aslydogan@hotmail.com