The effect of NADPH-oxidase inhibitor apocynin on cognitive impairment induced by moderate lateral fluid percussion injury: role of inflammatory and oxidative brain damage.
Traumatic brain injury (TBI) is a devastating disease that commonly causes persistent mental disturbances and cognitive deficits. Although studies have indicated that overproduction of free radicals, especially superoxide (O2(-)) derived from nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase is a common underlying mechanism of pathophysiology of TBI, little information is available regarding the role of apocynin, an NADPH oxidase inhibitor, in neurological consequences of TBI. Therefore, the present study evaluated the therapeutic potential of apocynin for treatment of inflammatory and oxidative damage, in addition to determining its action on neuromotor and memory impairments caused by moderate fluid percussion injury in mice (mLFPI). Statistical analysis revealed that apocynin (5mg/kg), when injected subcutaneously (s.c.) 30min and 24h after injury, had no effect on neuromotor deficit and brain edema, however it provided protection against mLFPI-induced object recognition memory impairment 7days after neuronal injury. The same treatment protected against mLFPI-induced IL-1β, TNF-α, nitric oxide metabolite content (NOx) 3 and 24h after neuronal injury. Moreover, apocynin treatment reduced oxidative damage (protein carbonyl, lipoperoxidation) and was effective against mLFPI-induced Na(+), K(+)-ATPase activity inhibition. The present results were accompanied by effective reduction in lesion volume when analyzed 7days after neuronal injury. These data suggest that superoxide (O2(-)) derived from NADPH oxidase can contribute significantly to cognitive impairment, and that the post injury treatment with specific NADPH oxidase inhibitors, such as apocynin, may provide a new therapeutic approach to the control of neurological disabilities induced by TBI.
Laboratório de Bioquímica do Exercício, Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, Centro de Educação Física e Desportos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Ana Paula Oliveira
AP
Ferreira
Laboratório de Bioquímica do Exercício, Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, Centro de Educação Física e Desportos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Fernanda Silva
FS
Rodrigues
Laboratório de Bioquímica do Exercício, Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, Centro de Educação Física e Desportos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Iuri Domingues
ID
Della-Pace
Laboratório de Bioquímica do Exercício, Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, Centro de Educação Física e Desportos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Bibiana Castagna
BC
Mota
Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Sara Marchesan
SM
Oliveira
Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Camila de Campos
Cde C
Velho Gewehr
Departamento de Ciências Fisiológicas, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianólpolis, SC, Brazil.
Franciane
F
Bobinski
Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Clarissa Vasconcelos
CV
de Oliveira
Departamento de Patologia, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Juliana Sperotto
JS
Brum
Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Mauro Schneider
MS
Oliveira
Departamento de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Ana Flavia
AF
Furian
Departamento de Patologia, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Claudio Severo Lombardo
CS
de Barros
Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Juliano
J
Ferreira
Departamento de Ciências Fisiológicas, Centro de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianólpolis, SC, Brazil.
Adair Roberto Soares Dos
AR
Santos
Laboratório de Bioquímica do Exercício, Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, Centro de Educação Física e Desportos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Departamento de Neuropsiquiatria, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil.
Michele Rechia
MR
Fighera
Laboratório de Bioquímica do Exercício, Departamento de Métodos e Técnicas Desportivas, Centro de Educação Física e Desportos, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil; Programa de Pós - Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brazil. Electronic address: nandoroyes@yahoo.com.br.
Luiz Fernando Freire
LF
Royes
D000098:Acetophenones / Q000494:pharmacology*; D000818:Animals; D001930:Brain Injuries / Q000150:complications* / Q000523:psychology; D003072:Cognition Disorders / Q000188:drug therapy* / Q000209:etiology* / Q000523:psychology; D016207:Cytokines / Q000378:metabolism; D004409:Dyskinesia, Drug-Induced / Q000517:prevention & control; D004791:Enzyme Inhibitors / Q000494:pharmacology*; D007249:Inflammation / Q000473:pathology*; D008297:Male; D008568:Memory / Q000187:drug effects; D051379:Mice; D019255:NADPH Oxidases / Q000037:antagonists & inhibitors*; D018697:Nootropic Agents / Q000494:pharmacology*; D018384:Oxidative Stress / Q000187:drug effects*; D021641:Recognition, Psychology / Q000187:drug effects
D000098:Acetophenones; D016207:Cytokines; D004791:Enzyme Inhibitors; D018697:Nootropic Agents; C056165:acetovanillone; D019255:NADPH Oxidases
Apocynin; NADPH oxidase; Object recognition task; Oxidative stress; Traumatic brain injury