Role of Guanylyl Cyclase Activation via Thiamine in Suppressing Chemically-induced Writhing in Mouse

Summary

The possible role of L-arginine/nitric oxide (L-arginine/NO) pathway in the antinociceptive activity of thiamine (vitamin B₁ in p-benzoquinone-induced mouse writhing model was investigated. Thiamine (ED₅₀, 0.11 mg/kg), L-arginine (50 mg/kg), N^G-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME, 75 mg/kg) and morphine (ED₅₀: 0.13 mg/kg) displayed antinociceptions following s.c.aministrations (52.4 ± 5.5%, 36.8 ± 7.7%, 27.8 ± 11.1%, 66.1 ± 3.5%, respectively). However, methylene blue (MB, 40 mg/kg, s.c.) produced a nociception (-32.1 ± 9.9%). Coadministration of B₁ with L-arginine did not significantly change L-arginine-induced antino-ciception (48.9 ± 3.7%). Cotreatment of thiamine with L-NAME and MB significantly increased the L-NAME-induced antinociception (53.9 ± 3.9%) and reversed the MB-induced nociception to antinociception (46.0 ± 4.2%). L-Arginine and L-NAME-induced antinociceptions were significantly increased (55.9 ± 3.9% and 61.1 ± 5.0%, respectively) by morphine. MB-induced nociception significantly reversed to antinociception by the concomitant administration of morphine (41.6 ± 8.9%). Thiamine and morphine coadministration displayed antinociception (46.0 ±4.2%). The present results suggest that thiamine could produce antinociception by the activation of guanylyl cyclase mediated by cyclic guanosine monophosphate (cGMP) that may trigger the possible involvement of central and/or peripheral L-arginine/ NO/cGMP pathway.

Zusammenfassung

Die Rolle der Aktivierung von Guanylylcyclase bei der Unterdrückung des chemisch induzierten Writhing bei Mäusen mittels Thiamin

Ziel dieser Studie war es, die mögliche Rolle von L-Arginin/Stickoxid (L-Arginin/NO) bei der antinociceptiven Aktivität von Thiamin (Vitamin B₁) am p-Benzochinon-induzierten Maus-Writhing-Modell zu untersuchen. Thiamin (ED₅₀: 0.11 mg/kg), L-Arginin (50 mg/kg), N^G-Nitro-L-argininmethylester (L-NAME, 75 mg/kg) und Morphin (ED₅₀: 0.13 mg/kg) zeigten bei s.c. Verabreichung eine schmerzlindernde Wirkung (52.4 ± 5.5%, 36.8 ± 7.7%, 27.8 ± 11.1%, 66.1 ±3.5%, in dieser Reihenfolge). Methylenblau (MB, 40 mg/kg, s.c.) verursachte dagegen eine gesteigerte Schmerzempfindung (-32.1 ± 9.9%). Die Verabreichung von Thiamin mit L-Arginin zusammen änderte die durch L-Arginin induzierte Schmerzempfindung (48.9 ± 3.7%) nur unwesentlich. Die Eingabe von Thiamin mit L-NAME und MB zusammen erhöhte die durch L-NAME induzierte schmerzlindernde Wirkung (53.9 ± 3.9%) signifikant und kehrte die durch MB induzierte Schmerzempfindung zur Schmerzlinderung um (46.0 ±4.2%). Gleichzeitige Gabe mit Morphin erhöhte deutlich den durch L-Arginin und L-NAME induzierten schmerzlindernden Effekt (55.9 ± 3.9% und 61.1 ± 5.0%, in dieser Reihenfolge) und kehrte die von MB induzierte Schmerzempfindung signifikant zur Schmerzlinderung um (41.6 ± 8.9%). Gleichzeitige Verabreichung von Thiamin und Morphin produzierte einen antinozizeptiven Effekt (46.0 ± 4.2%). Diese Ergebnisse lassen vermuten, daß die antinozizeptive Wirkung von Thiamin durch die Aktivierung von Guanylylcyclase, vermittelt durch Guanosinmonophosphat (cGMP), hervogerufen werden könnte, wobei cGMP die Beteiligung des zentralen und/oder peripheren L-Arginin/NO/cGMPweges auslösen könnte.

Key words

L-Arginine/NO/cGMP - Guanylyl cyclase, antinociception, mouse - Thiamine