Endogenous neuroprotection during focal brain ischemia in rats: erythropoietin, ischemic pre- and postconditioning


Cite item

Full Text

Abstract

The aim of the present study was to investigate neuroprotective effects of erythropoietin (EPO), and ischemic pre- and postconditioning in a rat model of focal cerebral ischemia. Adult male Wistar rats were subjected to a 40-min bilateral common carotid artery (CCA) occlusion and permanent ligation of the cortical branch of the middle cerebral artery (MCA). Preconditioning protocol consisted of either one or two episodes of 5-min CCA occlusion with 5-min reperfusion prior to test ischemia (PreCon 1 and PreCon 2). Postconditioning (PostCon) protocol comprised 10 episodes of 10-s CCA occlusion followed by 10-s reperfusion intervals. After modelling of ischemia, brain infarct occurred predominantly in the left temporal cortex. EPO administration at doses of 2500 and 5000 U/kg 30 minutes prior to ischemia, PreCon 1 and PostCon reduced significantly the infarct size (p <0.05) compared to controls. EPO at dose of 5000 U/kg reduced the severity of neurological deficit (p<0.05). EPO at both doses, PreCon 1 and PreCon 2 were shown to ameliorate postischemic cerebral blood flow. Brain edema was significantly smaller in the EPO arm at dose of 5000 U/kg, and in PreCon 2 and PostCon groups. Thus, PreCon and PostCon, as well as prior administration of EPO result in neuroprotective effect in focal cerebral ischemia, and EPO has a dose-dependent protective effect. EPO and PreCon reduce the severity of postischemic hypoperfusion.

 

About the authors

A. A. Shmonin

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University; V.A. Almazov Federal Centre of Heart, Blood and Endocrinology

Author for correspondence.
Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

I. Y. Panov

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

A. V. Simanenkova

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

M. S. Prosvirnina

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

S. S. Chekanov

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

E. V. Melnikova

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

T. D. Vlasov

Saint-Petersburg I.P. Pavlov State Medical University

Email: platonova@neurology.ru
Russian Federation

References

  1. Власов Т.Д., Байса А.Е., Шмонин А.А. и др. Защитный эффект ишемического прекондиционирования при фокальной ишемии головного мозга крысы различной продолжительности. Клиническая патофизиология 2008; 1: 54–57.
  2. Власов Т.Д., Коржевский Д.Э., Полякова Е.А. Ишемическая адаптация головного мозга крысы как метод защиты эндотелия от ишемического/реперфузионного повреждения. Росс. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2004. 90: 40–48.
  3. Галагудза М.М. Сравнительная оценка кардиопротективной эффективности локальной и дистантной ишемической адаптации миокарда. Дис. … канд. мед. наук. СПб, 2001.
  4. Захаров Ю.М. Негемопоэтические функции эритропоэтина. Росс. физиол. журн. им. И.М.Сеченова 2007; 93: 592–608.
  5. Строев С.А., Самойлов М.О. Эндогенные антиоксиданты и гипоксическая толерантность мозга. СПб: Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН, 2006.
  6. Dirnagl U., Meisel A. Endogenous neuroprotection: mitochondria as gateways to cerebral preconditioning? Neuropharmacology 2008; 55: 334–344.
  7. Ehrenreich H. Erythropoietin therapy for acute stroke is both safe and beneficial. Mol. Med. 2002; 8: 495–505.
  8. Garcia J.H., Wagner S., Liu K.-F., Hu X.-J. Neurological deficit and extent of neuronal necrosis attributable to middle cerebral artery occlusion: statistical validation. Stroke 1995; 26: 627–635.
  9. Gross E.R., Gross G.J. Ligand triggers of classical preconditioning and postconditioning. Cardiovasc. Res. 2006; 70: 212–221.
  10. Erythropoietin and the nervous system novel therapeutic options for neuroprotection (ed. A. Höke) NY: Springer, 2006.
  11. Labiche L.A., Grotta J.C. Clinical trials for cytoprotection in stroke. NeuroRx: The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics 2004; 1: 46–70.
  12. Leconte et al. Delayed hypoxic postconditioning protects against cerebral ischemia in the mouse, Stroke 2009; 40: 3349–3355.
  13. Malhotra S., Savitz S.I., Ocava L., Rosenbaum D.M. Ischemic preconditioning is mediated by erythropoietin through PI-3 kinase signaling in an animal model of transient ischemic attack. J. Neurosci. Res. 2006; 83: 19–27.
  14. Minnerup J. The efficacy of erythropoietin and its analogues in animal stroke models: a meta-analysis. Stroke 2009; 40: 3113–3120.
  15. Pignataro G., Scorziello A., Di Renzo G., Annunziato L. Postischemic brain damage: effect of ischemic preconditioning and postconditioning and identification of potential candidates for stroke therapy. FEBS J. 2009; 276: 46–57.
  16. Ren C., Gao X., Niu G. et al. Delayed Postconditioning protects against focal ischemic brain injury in rats. PLoS ONE 2008; 3 (12): 1–12.
  17. Wang J.Y., Shen J., Gao Q. et al. Ischemic postconditioning protects against global cerebral ischemia/reperfusion-induced injury in rats. Stroke 2008; 39: 983–990.
  18. Zhao H., Sapolsky R.M., Steinberg G.K. Interrupting reperfusion as a stroke therapy: ischemic postconditioning reduces infarct size after focal ischemia in rats. J. Cereb. Blood. Flow. Metab. 2006; 26: 1114–1121.
  19. Zhao H. Ischemic postconditioning as a novel avenue to protect against brain injury after stroke. J. Cereb. Blood Flow Metab. 2009; 29: 873–885.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2010 Shmonin A.A., Panov I.Y., Simanenkova A.V., Prosvirnina M.S., Chekanov S.S., Melnikova E.V., Vlasov T.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».