Ischemia-reperfusion (I/R) injuries are daily phenomena in the operating room (OR), as surgeons use tourniquets or vascular clamps in order to decrease blood loss and obtain a clean surgical field. Several injurious cellular and vascular processes occur during I/R injury, such as enhanced oxidative, inflammatory and thrombotic reactions. Chronic pain and other painful syndromes are well-established possible consequences of I/R injury. Using I/R injury to produce chronic post-ischemia pain (CPIP) in the rat, we demonstrate that glycemia modulation during the procedure can significantly impact mechanical and cold allodynia for at least 21 days after the I/R injury. Fasting and insulin administration significantly protect against mechanical and cold allodynia, whereas normal feeding and dextrose administration exert significant deleterious effects on the pain (mechanical and cold) thresholds. Using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), we then show that nuclear factor kappa-B (NFκB), a key pro-inflammatory transcription factor, is increased in the ipsilateral plantar muscles and dorsal horn of the hyperglycemic animals during I/R injury, compared with relatively hypoglycemic animals. We further demonstrate the importance of NFκB in glycemia-modulated mechanical allodynia by administrating SN50, a cell-permeable peptide that blocks nuclear translocation of NFκB, to groups of CPIP rats with different levels of glycemia during the I/R injury. The anti-allodynic dose-response curves of these groups exhibit clear shifts between them: the dose-response curve of the hyperglycemic group is significantly right-shifted compared to the hypoglycemic group, which reinforces the previous demonstration of different intrinsic NFκB levels depending on the glycemia during I/R injury. Our results suggest that NFκB may play a critical role in any procedure involving I/R injury, and the post-procedural pain could be significantly decreased by tight glycemic control during the procedure. / Les blessures d'ischémie-reperfusion sont des phénomènes quotidiens dans la salle d'opération; les chirurgiens utilisent en effet des tourniquets ou des pinces vasculaires hémostatiques pour diminuer les pertes sanguines et obtenir une exposition adéquate. Plusieurs phénomènes cellulaires et vasculaires délétères se produisent durant une blessure d'ischémie-reperfusion, tels que des processus oxydatifs, inflammatoires et thrombotiques amplifiés et accélérés. De la douleur chronique ainsi que d'autres syndromes douloureux sont des conséquences bien reconnues des blessures d'ischémie-reperfusion. Utilisant une blessure d'ischémie-reperfusion chez le rat pour produire de la douleur post-ischémique chronique (DPCI), nous démontrons que la modulation de la glycémie durant la procédure peut avoir un impact significatif sur l'allodynie mécanique et au froid pour au moins 21 jours après la blessure d'ischémie-reperfusion. Le jeûne et l'administration d'insuline confèrent une protection significative contre l'allodynie mécanique et au froid, alors qu'une alimentation normale et l'administration de dextrose exercent à l'opposé des effets néfastes sur les seuils de douleur (mécanique et au froid). Utilisant une méthode immuno-enzymatique (ELISA), nous démontrons que le facteur nucléaire de transcription kappa B (NFκB), un facteur de transcription pro-inflammatoire critique, est augmenté dans les muscles plantaires et la moelle épinière (racine dorsale) des animaux hyperglycémiques durant la blessure d'ischémie-reperfusion, en comparaison aux animaux relativement hypoglycémiques. Nous démontrons également l'importance du facteur de transcription NFκB dans l'allodynie mécanique modulée par la glycémie, en administrant SN50, un peptide qui bloque la translocation nucléaire de NFκB, à des groupes de rats DPIC ayant eu des niveaux de glycémie différents durant la blessure d'ischémie-reperfusion. Les courbes dose-réponse anti-allodyniques présentent des différences significatives entre elles; la courbe dose-réponse du groupe hyperglycémique est significativement déplacée à droite en comparaison au groupe hypoglycémique, ce qui renforce la démonstration précédente de niveaux intrinsèques de NFκB significativement différents selon la glycémie durant la blessure d'ischémie-reperfusion. Nos résultats suggèrent que le facteur de transcription NFκB pourrait jouer un rôle déterminant dans la DPIC survenant après une blessure d'ischémie-reperfusion et que la douleur post-opératoire pourrait être significativement diminuée par un contrôle strict de la glycémie durant la procédure.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.103717 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Ross-Huot, Marie-Christine |
| Contributors | Karen Brown (Supervisor2), Terence Coderre (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Medicine) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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