Detrimental effects of nicotine on the acute gastric mucosal injury induced by ethanol: role of asymmetric dimethylarginine

Author: Zhang Zhe   Zhou Yuan   Zou Yi-You   Wang Li   Yang Zhi-Chun   Guo Ren   Li Dai   Peng Jun   Li Yuan-Jian  

Publisher: NRC Research Press

ISSN: 1205-7541

Source: Canadian Journal of Physiology and Pharmacology, Vol.86, Iss.12, 2008-12, pp. : 835-840

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Abstract

The aim of this study was to determine whether asymmetric dimethylarginine (ADMA), an endogenous inhibitor of nitric oxide synthase (NOS), is responsible for the detrimental effects of nicotine on ethanol-induced gastric mucosal injury and its underlying mechanisms. Gastric mucosal injury was induced by an injection of ethanol in the stomach in rats. Animals were pretreated with nicotine for 28 days before ethanol injection. The gastric mucosal ulcer index (UI) and the levels of ADMA and NO in gastric juice were determined. In vitro, the cultured mucosal epithelial cells were treated with nicotine in the presence or absence of ethanol. The concentration of ADMA in the culture medium and the ratio of cell apoptosis were measured, and the effect of nicotine or ADMA alone on cell apoptosis was also examined. In rats treated with ethanol, the UI and ADMA levels were increased and the NO level was decreased, and these effects of ethanol were augmented by pretreatment with nicotine. Administration of nicotine alone did not show significant impact on UI, ADMA level, or NO level. In vitro, incubation of human epithelial cells with ethanol induced cell injury accompanied by increased ADMA levels in the culture medium, an effect which was amplified in the presence of nicotine. Similarly, ethanol was able to induce epithelial cell apoptosis that was exacerbated by nicotine. Incubation of epithelial cells with nicotine alone did not induce cell apoptosis, but administration of ADMA alone did induce cell apoptosis. The results suggest that the gastric mucosal injury induced by ethanol is augmented by nicotine, which is related to the increased ADMA level.La présente étude a pour but de déterminer si la diméthylarginine asymétrique (ADMA), un inhibiteur endogène de la monoxyde d’azote synthase (NOS), est à l’origine des effets délétères de la nicotine sur la lésion de la muqueuse gastrique induite par l’éthanol et sur ses mécanismes sous-jacents. On a induit la lésion de la muqueuse gastrique par une injection d’éthanol dans l’estomac des rats. Les animaux ont été prétraités avec de la nicotine durant 28 jours avant l’injection de l’éthanol. On a déterminé l’indice d’ulcère (IU) de la muqueuse gastrique et les taux d’ADMA et de NO dans le suc gastrique. In vitro, on a traité les cellules épithéliales cultivées de la muqueuse avec de la nicotine, en présence et en l’absence d’éthanol. On a mesuré les concentrations d’ADMA dans le milieu de culture et le ratio de l’apoptose cellulaire, et examiné l’effet de la nicotine ou de l’ADMA sur l’apoptose des cellules. Chez les rats traités avec l’éthanol, l’IU et le taux d’ADMA ont augmenté et le taux de NO a diminué, et ces effets ont été amplifiés par le prétraitement à la nicotine. L’administration de nicotine uniquement n’a pas eu d’effet significatif sur l’IU, le taux d’ADMA et le taux de NO. In vitro, l’incubation des cellules épithéliales avec l’éthanol a induit une lésion cellulaire accompagnée de l’augmentation du taux d’ADMA dans le milieu de culture, un effet qui a été amplifié en présence de nicotine. De même, l’éthanol a pu induire l’apoptose des cellules épithéliales, laquelle a été exacerbée par la nicotine. L’incubation des cellules épithéliales en présence de nicotine uniquement n’a pas induit d’apoptose cellulaire; toutefois, l’apoptose a pu être induite par l’administration d’ADMA uniquement. Les résultats donnent à penser que la lésion de la muqueuse gastrique induite par l’éthanol est amplifiée par la nicotine, un effet qui est associé à l’augmentation du taux d’ADAM.

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