AI Summary & Key Takeaways
AI InsightThese findings highlight rutin as a promising pharmacological candidate for protecting skeletal muscle integrity in post-ischemic conditions.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
OBJECTIVE: The aim of this study is to investigate the protective effects of rutin against lower-extremity ischemia-reperfusion (IR)-induced skeletal muscle injury in rats, focusing on oxidative stress, inflammation, endoplasmic reticulum (ER) stress, and apoptosis, considering rutin’s well-known strong antioxidant and anti-inflammatory properties. MATERIAL AND METHODS: Twenty-eight male Wistar rats were randomly divided into four groups: control, rutin, IR, and IR+rutin. Hind limb ischemia was induced by applying a tourniquet to the upper limb for 2 hours, followed by 2 hours of reperfusion. Rutin was administered orally at a dose of 100 mg/kg prior to ischemia. Skeletal muscle tissue samples were analyzed for oxidative stress markers (MDA, SOD, CAT, GPx, GSH) using spectrophotometric biochemical assays; inflammatory mediators (NF-κB, IL-1β mRNA), endoplasmic reticulum stress markers (PERK, ATF6, IRE1α mRNA), and apoptotic markers (Bax, Bcl-2, caspase-3) were evaluated by RT-PCR. Histopathological changes were examined in sections prepared from the gastrocnemius muscle using H&E staining. RESULTS: Ischemia-reperfusion led to a significant increase in MDA levels and in the mRNA expression of NF-κB, IL-1β, PERK, ATF6, IRE1α, Bax, and caspase-3, accompanied by a reduction in antioxidant enzyme activities (SOD, CAT, GPx) and GSH content. Rutin exhibited protective activity against IR-induced muscle damage by strengthening endogenous antioxidant defenses and suppressing stress-related signaling pathways. Consistently, histopathological evaluation demonstrated that rutin mitigated muscle fiber disorganization, vascular congestion, and inflammatory cell infiltration. CONCLUSIONS: Oral rutin administration exerts strong protective effects against skeletal muscle IR injury by modulating oxidative stress, inflammatory responses, ER stress, and apoptosis. These findings highlight rutin as a promising pharmacological candidate for protecting skeletal muscle integrity in post-ischemic conditions.
Özet
AMAÇ: Bu çalışmanın amacı, rutinin bilinen güçlü antioksidan ve anti-inflamatuar özelliklerini göz önüne alarak, sıçanlarda alt ekstremite iskemi-reperfüzyon (IR) kaynaklı iskelet kası hasarına karşı rutinin koruyucu etkilerini oksidatif stres, inflamasyon, endoplazmik retikulum (ER) stresi ve apoptoz üzerine odaklanarak araştırmaktır. GEREÇ VE YÖNTEM: Yirmi sekiz erkek Wistar sıçanı rastgele dört gruba ayrıldı: kontrol, rutin, IR ve IR+rutin. Arka bacak iskemisi, üst bacağa 2 saat turnike uygulanarak ve ardından 2 saat reperfüzyon uygulanarak oluşturuldu. İskemiden önce oral yoldan 100 mg/kg rutin uygulandı. İskelet kas dokusu örnekleri oksidatif stres belirteçler (MDA, SOD, CAT, GPx, GSH) açısından spektrofotometrik biyokimyasal analizlerle, inflamatuar mediatörler (NF-κB, IL-1β mRNA), endoplazmik retikulum stres belirteçleri (PERK, ATF6, IRE1α mRNA) ve apoptotik belirteçler (Bax, Bcl-2, caspase-3) açısından RT-PCR yöntemiyle analiz edildi. Histopatolojik değişiklikler ise gastroknemius kasından hazırlanan kesitlerde H&E boyaması ile incelendi. BULGULAR: İskemi-reperfüzyon, MDA seviyelerinde ve NF-κB, IL-1β, PERK, ATF6, IRE1α, Bax ve caspase-3 mRNA ekspresyonunda önemli bir artışa yol açmış ve antioksidan enzim aktivitelerinde (SOD, CAT, GPx) ve GSH içeriğinde bir azalmaya neden olmuştur. Rutin tedavisi, oksidatif stresi, inflamasyonu, endoplazmik retikulum stresini ve apoptozu baskılayıp, antioksidan savunma mekanizmalarını yeniden canlandırarak bu değişiklikleri etkili bir şekilde tersine çevirmiştir. Histopatolojik değerlendirme, rutinin kas lifi düzensizliğini, damar tıkanıklığını ve inflamatuar hücre infiltrasyonunu azalttığını göstermiştir. SONUÇ: Oral rutin uygulaması, oksidatif stresi, inflamatuar yanıtları, endoplazmik retikulum stresini ve apoptozu düzenleyerek iskelet kası iskemi-reperfüzyon hasarına karşı güçlü koruyucu etkiler göstermektedir. Bu bulgular, rutinin iskemi sonrası durumlarda iskelet kası bütünlüğünü korumak için potansiyel bir terapötik ajan olduğunu ve ileri araştırmaları hak ettiğini göstermektedir.