Published January 15, 2020 | Version v1
Publication Open

Sodium pentobarbital dosages for exsanguination affect biochemical, molecular and histological measurements in rats

Creators

  • 1. Cairo University

Description

Abstract Rodents are widely used for animal research in Egypt. Pentobarbital is the most common anesthetic agent; however overdoses may affect the experimental outcomes and limit the use of tissues. To investigate the effects of sodium pentobarbital overdoses during exsanguination, three groups (6 rats/group) of male and female rats were injected i.p. with 50, 100 and 150 mg/kg of sodium pentobarbital, then carotid exsanguination was performed immediately after loss of consciousness. Hypoxia-inducible factor 1-alpha (Hif1a) and tumor necrosis factor-alpha (Tnfa) mRNA expressions in liver and kidney organs were evaluated. As well as, serum aminotransferase activities (AST&ALT), glucose, urea, creatinine, malondialdehyde (MDA), reduced glutathione (GSH) and catalase (CAT) levels were determined. The histological alterations in liver, kidney and spleen were studied. It was found that Hif1a and Tnfa were significantly overexpressed in the studied organs and serum AST, glucose, creatinine and urea levels were significantly increased after sodium pentobarbital overdoses (100 and 150 mg/kg) compared to 50 mg/kg dose. Similarly, significant increase in MDA and GSH levels of liver, kidney and spleen were noticed. Results showed gender difference where Hif1a and Tnfa levels were significantly overexpressed at high dose of sodium pentobarbital of liver and kidney organs in female more than male rats. Since euthanasia protocol may influence the physiological variables and affect genes' expression, it is recommended to avoid sodium pentobarbital overdose during euthanasia as it may interfere with the biochemical, molecular and histological measurements.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تستخدم القوارض المجردة على نطاق واسع للبحوث الحيوانية في مصر. البنتوباربيتال هو عامل التخدير الأكثر شيوعًا ؛ ومع ذلك، قد تؤثر الجرعات الزائدة على النتائج التجريبية وتحد من استخدام الأنسجة. للتحقيق في آثار الجرعات الزائدة من بنتوباربيتال الصوديوم أثناء الاستنزاف، تم حقن ثلاث مجموعات (6 فئران/مجموعة) من الفئران الذكور والإناث مع 50 و 100 و 150 ملغ/كغ من بنتوباربيتال الصوديوم، ثم تم إجراء الاستنزاف السباتي مباشرة بعد فقدان الوعي. تم تقييم تعبيرات الحمض النووي الريبوزي المرسال المحرض بنقص الأكسجة 1 - ألفا (Hif1a) وعامل نخر الورم - ألفا (Tnfa) في أعضاء الكبد والكلى. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد أنشطة ناقلة أمين المصل (AST & ALT)، والجلوكوز، واليوريا، والكرياتينين، والمالونديالديهايد (MDA)، وانخفاض مستويات الجلوتاثيون (GSH) والكاتالاز (CAT). تمت دراسة التغيرات النسيجية في الكبد والكلى والطحال. وجد أن Hif1a و Tnfa تم التعبير عنهما بشكل كبير في الأعضاء التي تمت دراستها وزادت مستويات AST والجلوكوز والكرياتينين واليوريا بشكل كبير بعد تناول جرعات زائدة من بنتوباربيتال الصوديوم (100 و 150 ملغ/كغ) مقارنة بجرعة 50 ملغ/كغ. وبالمثل، لوحظت زيادة كبيرة في مستويات MDA و GSH في الكبد والكلى والطحال. أظهرت النتائج اختلافًا بين الجنسين حيث تم التعبير عن مستويات Hif1a و Tnfa بشكل كبير بجرعة عالية من بنتوباربيتال الصوديوم من أعضاء الكبد والكلى لدى الإناث أكثر من الفئران الذكور. نظرًا لأن بروتوكول القتل الرحيم قد يؤثر على المتغيرات الفسيولوجية ويؤثر على تعبير الجينات، فمن المستحسن تجنب جرعة زائدة من بنتوباربيتال الصوديوم أثناء القتل الرحيم لأنه قد يتداخل مع القياسات البيوكيميائية والجزيئية والنسيجية.

Translated Description (French)

Résumé Les rongeurs sont largement utilisés pour la recherche animale en Égypte. Le pentobarbital est l'agent anesthésique le plus courant ; cependant, les surdosages peuvent affecter les résultats expérimentaux et limiter l'utilisation des tissus. Pour étudier les effets des surdoses de pentobarbital sodique pendant l'exsanguination, trois groupes (6 rats/groupe) de rats mâles et femelles ont été injectés par voie i.p. avec 50, 100 et 150 mg/kg de pentobarbital sodique, puis l'exsanguination carotidienne a été effectuée immédiatement après la perte de conscience. Les expressions d'ARNm du facteur 1-alpha inductible par l'hypoxie (Hif1a) et du facteur de nécrose tumorale-alpha (Tnfa) dans les organes hépatiques et rénaux ont été évaluées. En outre, les activités aminotransférases sériques (AST&ALT), le glucose, l'urée, la créatinine, le malondialdéhyde (MDA), le glutathion réduit (GSH) et les taux de catalase (CAT) ont été déterminés. Les altérations histologiques du foie, des reins et de la rate ont été étudiées. Il a été constaté que Hif1a et Tnfa étaient significativement surexprimés dans les organes étudiés et que les taux sériques d'ASAT, de glucose, de créatinine et d'urée étaient significativement augmentés après des surdoses de pentobarbital de sodium (100 et 150 mg/kg) par rapport à la dose de 50 mg/kg. De même, une augmentation significative des taux de MDA et de GSH du foie, des reins et de la rate a été observée. Les résultats ont montré une différence entre les sexes où les taux de Hif1a et de Tnfa étaient significativement surexprimés à forte dose de pentobarbital sodique des organes hépatiques et rénaux chez les rats femelles plus que chez les rats mâles. Étant donné que le protocole d'euthanasie peut influencer les variables physiologiques et affecter l'expression des gènes, il est recommandé d'éviter le surdosage de pentobarbital de sodium pendant l'euthanasie car il peut interférer avec les mesures biochimiques, moléculaires et histologiques.

Translated Description (Spanish)

Resumen Los roedores son ampliamente utilizados para la investigación con animales en Egipto. El pentobarbital es el agente anestésico más común; sin embargo, las sobredosis pueden afectar los resultados experimentales y limitar el uso de tejidos. Para investigar los efectos de las sobredosis de pentobarbital de sodio durante el desangrado, se inyectaron i.p. a tres grupos (6 ratas/grupo) de ratas macho y hembra 50, 100 y 150 mg/kg de pentobarbital de sodio, luego se realizó el desangrado carotídeo inmediatamente después de la pérdida de conciencia. Se evaluaron las expresiones de ARNm del factor inducible por hipoxia 1-alfa (Hif1a) y del factor de necrosis tumoral-alfa (Tnfa) en órganos hepáticos y renales. Además, se determinaron las actividades de aminotransferasa sérica (AST y ALT), glucosa, urea, creatinina, malondialdehído (MDA), niveles reducidos de glutatión (GSH) y catalasa (CAT). Se estudiaron las alteraciones histológicas en hígado, riñón y bazo. Se encontró que Hif1a y Tnfa se sobreexpresaron significativamente en los órganos estudiados y los niveles séricos de AST, glucosa, creatinina y urea aumentaron significativamente después de las sobredosis de pentobarbital sódico (100 y 150 mg/kg) en comparación con la dosis de 50 mg/kg. Del mismo modo, se observó un aumento significativo en los niveles de MDA y GSH en hígado, riñón y bazo. Los resultados mostraron una diferencia de género en la que los niveles de Hif1a y Tnfa se sobreexpresaron significativamente a dosis altas de pentobarbital sódico de los órganos hepáticos y renales en ratas hembras más que en ratas macho. Dado que el protocolo de eutanasia puede influir en las variables fisiológicas y afectar la expresión de los genes, se recomienda evitar la sobredosis de pentobarbital sódico durante la eutanasia, ya que puede interferir con las mediciones bioquímicas, moleculares e histológicas.

Files

s41598-019-57252-7.pdf.pdf

Files (3.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5fdb6ada30fd1a688d55b2b39e3d1b52
3.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تؤثر جرعات بنتوباربيتال الصوديوم لاستنزاف الدم على القياسات البيوكيميائية والجزيئية والنسيجية في الفئران
Translated title (French)
Les dosages de pentobarbital sodique pour l'exsanguination affectent les mesures biochimiques, moléculaires et histologiques chez le rat
Translated title (Spanish)
Las dosis de pentobarbital sódico para la exanguinación afectan las mediciones bioquímicas, moleculares e histológicas en ratas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3000530016
DOI
10.1038/s41598-019-57252-7

Is supplement to
https://openalex.org/W3096935520 (Other)
https://openalex.org/W2602111502 (Other)
https://openalex.org/W2314286400 (Other)
https://openalex.org/W2119338389 (Other)
https://openalex.org/W2091429609 (Other)
https://openalex.org/W2066852536 (Other)
https://openalex.org/W1967500256 (Other)
https://openalex.org/W188720285 (Other)
https://openalex.org/W1579032403 (Other)
https://openalex.org/W125774832 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1485206574
  • https://openalex.org/W1533499067
  • https://openalex.org/W1853096007
  • https://openalex.org/W191793640
  • https://openalex.org/W1960863596
  • https://openalex.org/W1965895192
  • https://openalex.org/W1969302397
  • https://openalex.org/W1971361291
  • https://openalex.org/W1983310681
  • https://openalex.org/W1998761071
  • https://openalex.org/W2012597322
  • https://openalex.org/W2014135566
  • https://openalex.org/W2024997114
  • https://openalex.org/W2030566184
  • https://openalex.org/W2032108164
  • https://openalex.org/W2051022520
  • https://openalex.org/W2059971395
  • https://openalex.org/W2085523127
  • https://openalex.org/W2088135631
  • https://openalex.org/W2090786698
  • https://openalex.org/W2096365945
  • https://openalex.org/W2108385394
  • https://openalex.org/W2108517613
  • https://openalex.org/W2112364063
  • https://openalex.org/W2117368757
  • https://openalex.org/W2127883421
  • https://openalex.org/W2142545013
  • https://openalex.org/W2143460645
  • https://openalex.org/W2148821645
  • https://openalex.org/W2149362408
  • https://openalex.org/W2169416526
  • https://openalex.org/W2171889873
  • https://openalex.org/W2174739398
  • https://openalex.org/W2320780405
  • https://openalex.org/W2339580743
  • https://openalex.org/W2521699091
  • https://openalex.org/W2526068217
  • https://openalex.org/W2592274472
  • https://openalex.org/W2764515646
  • https://openalex.org/W2792643578
  • https://openalex.org/W2810405081
  • https://openalex.org/W2910349558
  • https://openalex.org/W2911695055
  • https://openalex.org/W2915165159
  • https://openalex.org/W3022828205
  • https://openalex.org/W4235594707
  • https://openalex.org/W4249004784
  • https://openalex.org/W4249157828