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DOI: 10.1055/s-0031-1300229
Modulation of Nitric Oxide Synthesis in Inflammation
Relationship to oxygen-derived free radicals and prostaglandin synthesisPublication History
Publication Date:
27 December 2011 (online)
Summary
The role of nitric oxide (NO) derived from constitutive (cNOS) and inducible (iNOS) nitric oxide synthases and its relationship to oxygen-derived free radicals and prostaglandins was investigated in two models of inflammation, namely, carrageenan granuloma air pouch (acute model) and Freund’s adjuvant-induced arthritis (chronic model) in rats. Inflammation was assessed by measurement of NO and prostaglandin E2 (PGE2) levels and the lysosomal leakage of the enzyme N-acetyl-B-D-glucosaminidase (NAG) into the exudate of the granuloma pouch 4 h after carrageenan injection. Evaluation of paw volume and determination of serum NO, lipid peroxide (LP), and PGE2 levels were used for the assessment of adjuvant-induced arthritis after either 4 days (early phase) or 16 days (late phase) of adjuvant injection. Results of the study showed that the administration of either NG-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME, non-selective cNOS/iNOS inhibitor) or aminoguanidine (AG, selective iNOS inhibitor), prior to carrageenan injection or during development of adjuvant arthritis, caused a significant reduction in NO and PGE2 levels and in the NAG activity of the granuloma inflammatory exudate, whereas decreases in paw volume and in serum NO level were noticed in the adjuvant model as related to untreated rats. Similar treatment with L-arginine failed to elaborate a significant change in the parameters measured. Other observations included: no noticeable differences between the results of early and late phases of adjuvant arthritis; no clear correlation between NO, LP and PGE2 levels in the adjuvant arthritis inflammation and inability of the NOS inhibitors to modify the levels of serum LP that is increased during adjuvant-induced arthritis. The data give further evidence that NO is implicated in the development of both acute and chronic inflammation and that NOS inhibitors have potential antiinflammatory activity. Further studies are required to unravel the mechanisms by which NO interacts with other mediators of inflammation.
Zusammenfassung
Modulation der Stickstoffmonoxid-Synthese bei Entzündungen/Beziehungen zu freien Sauerstoff-Radikalen und Prostaglandin-Synthese
Die Rolle von Stickstoffmonoxid (NO), gebildet von der konstitutiven (cNOS) und der induzierbaren (iNOS) Stickstoffmonoxid-Synthase, und dessen Beziehung zu freien Sauerstoff-Radikalen und Prostaglandinen wurden in zwei Modellen der Entzündung, der Carrageen-Granulom-Fufttasche (akute Entzündung) und der durch Freund’s Adjuvans induzierten Arthritis (chronische Entzündung), bei Ratten untersucht. Die Stärke der Entzündung wurde an Hand der Spiegel von NO und Prostaglandin E2 (PGE2) sowie des lysosomalen Verlusts des Enzyms N-Acetyl-B-D-glucosaminidase (NAG) in das Exsudat in der Granulom-Tasche 4 h nach Carrageen-Injektion gemessen. Bestimmungen des Pfotenvolumens, der Serum-NO-, Lipidperoxid (LP)- und PGE2-Spiegel wurden zur Bewertung der Adjuvans-induzierten Arthritis herangezogen - entweder 4 (frühe Phase) oder 16 Tage (späte Phase) nach der Injektion des Adjuvans. Die Ergebnisse der Studie zeigen, daß die Verabreichung von entweder NG-Nitro-L-argininme-thylester (L-NAME, unselektive cNOS/iNOS-Hemmung) oder Aminoguanidin (AG, selektive iNOS-Hemmung) vor der Carrageen-Injektion oder während der Entwicklung der Adjuvans-induzierten Arthritis eine bedeutende Reduktion der NO- und PGE2-Spiegel und der NAG-Aktivität im Granulom-Exsudat, ferner ein geringeres Pfotenvolumen und ein niedrigeres Serum-NO gegenüber unbehandelten Ratten im Adjuvans-Arthritis-Modell bewirken. Eine gleichartige Behandlung mit L-Arginin zeigte keine bedeutsame Änderung der gemessenen Größen. Weitere Beobachtungen zeigen: keine nennenswerten Unterschiede zwischen der frühen und späten Phase der Adjuvans-Arthritis; keine eindeutige Korrelation zwischen NO-, LP- und PGE2-Spiegeln bei der Adjuvans-Arthritis-Entzündung; Wirkungslosigkeit der NOS-Inhibitoren gegenüber den während der Adjuvans-Arthritis erhöhten Serum-LP-Spiegeln. Die Daten zeigen ferner, daß NO bei der Entwicklung sowohl der akuten als auch der chronischen Entzündung beteiligt ist und daß NOS-Inhibitoren potentielle anti-entzündliche Wirkungen haben. Weitere Studien sind erforderlich, um die Mechanismen der Interaktion von NO mit anderen Mediatoren der Entzündung aufzuklären.