Effect of N-acetylcysteine and vitamin E in animal models of nociception

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoRecently, oxidative stress was indicated as modulator of nociceptive transmission at spinal cord, and that nitric oxide (NO) may activate the TRPV1 in vitro. As no protein thiol compounds (SH) are the main endogenous antioxidants, we decided to investigate the relation between endogenous and exogenous SH, as well as the NO-mediated TRPV1 activation at spinal cord in mice. We observed that the systemic (i.p.), intrathecal (i.t.), but not local (I.pl.) N-acetylcysteine (NAC) administration reduced the nociception, the decrease in spinal SH, raise of thiobarbituric reactive species (TBARS) and 3-nitrotyrosine (3-NT) levels induced by intraplantar capsaicin (CAP). Similarly, i.t. or i.p. NAC administration reduced the nociception (mechanical allodynia) and decrease in spinal SH induced by complete Freund adjuvant (CFA)-induced chronic inflammation. Reinforcing these results, we observed that buthionine-sulfoxamine (BSO), an inhibitor of glutathione synthesis, the main endogenous SH compound, induced a decrease in spinal SH levels, chemical and mechanical allodynia, thermal and mechanical hyperalgesia. To investigate the participation of NO in these processes, we induced spinal nociception (thermal hyperalgesia) by i.t. L-arginine (ARG substrate for endogenous NO synthesis) administration and intraplantar CAP administration. In both cases, the i.t. pre-treatment with NAC or L-NAME (NO synthesis inhibitor) prevented this nociception, as well as the decrease in spinal SH and the raise in nitrite/nitrate (NOx) levels, a stable metabolites of NO. These changes were also prevented by the pharmacological blockade of TRPV1 with the antagonist SB366791, the spinal defunctionalization (induced by i.t. high dose of CAP) and genetic knockdown (induced by repeated oligonucleotide antisense i.t. administration). Thus, we may conclude that SH compounds participate in the spinal nociceptive transmission by neutralizing NO, preventing spinal TRPV1 activation. Therefore, antioxidants as NAC may present antinociceptive effect by this process.Recentemente, o estresse oxidativo foi indicado como possível modulador da neurotransmissão dolorosa, havendo também a constatação de que o óxido nítrico (NO) pode ativar, in vitro, o receptor de potencial transitório vaniloide 1 (TRPV1). Como os compostos tiólicos não proteicos (SH) são antioxidantes endógenos importantes, decidimos investigar a relação entre os tióis endógenos, exógenos e a possível ativação do receptor TRPV1 mediada pelo NO, na medula espinhal de camundongos. Observamos que a administração sistêmica (i.p.), intratecal (i.t.), mas não intraplantar (i.pl.) de N-acetilcisteína (NAC) reduz a nocicepção, ocasionando a diminuição dos níveis espinhais de tióis não proteicos (SH), e o aumento de radicais livres ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e 3-nitrotirosina (3-NT) induzido por capsaicina (CAP) intraplantar. Similarmente, a administração i.p. ou i.t. de NAC reverte tanto a nocicepção (alodínia mecânica) quanto à diminuição nos níveis espinhais de SH induzida pela administração intraplantar de adjuvante completo de Freund (CFA). Comprovando esses dados, observamos que a butionina-sulfoxamina (BSO), inibidor da síntese do principal composto tiólico endógeno (glutationa), induziu a diminuição nos níveis de SH espinhal. Além disso, o BSO também induziu a alodínia química e mecânica, e a hiperalgesia térmica e mecânica. Para investigar o papel do NO nessas alterações, induzimos a nocicepção (hiperalgesia térmica) pela administração intraplantar de CAP ou intratecal de L-arginina (ARG), substrato da enzima óxido nítrico sintase (NOS). Em ambos os casos, o pré-tratamento i.t. com NAC ou L-NAME (inibidor da NOS) inibiu essa nocicepção, bem como a diminuição nos níveis de SH e a elevação nos níveis dos metabólitos estáveis do NO nitrito/nitrato (NOx). Essas respostas também foram prevenidas pela inibição farmacológica (antagonista SB366791) e pela desfuncionalização (administração intratecal prévia de capsaicina) ou ablação gênica (administração repetida de oligonucleotídeo antissentido) do receptor TRPV1. Dessa forma, podemos concluir que o conteúdo tiólico não proteico participa da transmissão dolorosa neutralizando o NO formado e impedindo a ativação do TRPV1 espinhal. Sendo assim, antioxidantes como a NAC podem exercer seu efeito antinociceptivo por impedir esse processo de ativação