Skip to main content
Hauptrubriken
CME Facharzt-Training Webinare Zeitschriften Bücher e.Medpedia Podcast
Service
Jobbörse Info & Hilfe
Fachgebiete
Anästhesiologie Allgemeinmedizin Arbeitsmedizin Augenheilkunde Chirurgie Dermatologie Gynäkologie und Geburtshilfe HNO Innere Medizin Kardiologie Neurologie Onkologie und Hämatologie Orthopädie und Unfallchirurgie Pädiatrie Pathologie Psychiatrie Radiologie Rechtsmedizin Urologie Zahnmedizin
Themen
Typ-2-Diabetes und Adipositas Klimawandel und Gesundheit Neues aus dem Markt COVID-19 Praxis und Beruf Seltene Erkrankungen GOÄ & EBM Panorama
Sammlungen
Kasuistiken Algorithmen & Infografiken Blickdiagnosen Arthropedia FlapFinder (für Dermatochirurgen) Videos Kongressberichterstattung Medizin für Apothekerinnen und Apotheker Für Ärztinnen und Ärzte in Weiterbildung Für Medizinstudierende

Live-Webinar "Urologie und Sexualmedizin in der Praxis"

Häufige urologisch-sexualmedizinische Themen in der Praxis sind das Thema des MMW-Webinars am 5. Juni von 17.30 bis 19 Uhr. Konkret geht es um die Frage, wann bei Harnwegsinfektionen auf Antibiotika verzichtet werden kann, und um ein Update zur Therapie von Libido- und Potenzstörungen des Mannes. Der dritte Vortrag behandelt sexuell übertragbare Krankheiten. Stellen Sie Ihre Fragen an die Experten und sammeln Sie 2 CME-Punkte. Jetzt gleich anmelden!
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Aesthetic Plastic Surgery

16.05.2024 | Original Articles

Spermidine Exerts Protective Effects in Random-Pattern Skin Flap Survival in Rats: Possible Involvement of Inflammatory Cytokines, Nitric Oxide, and VEGF

verfasst von: Kimiya Jouyban, Razieh Mohammad Jafari, Mohammad Charkhpour, Hadis Rezaei, Behrouz Seyfinejad, Mohammad Amin Manavi, Seyed Mohammad Tavangar, Ahmad Reza Dehpour

Erschienen in: Aesthetic Plastic Surgery

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

Background

Distal necrosis and inflammation are two of the most common health consequences of random-pattern skin flaps survival (SFS). Anti-inflammatory effects of spermidine have been identified in various studies. On the other hand, considering the involvement of the nitric oxide molecule in the spermidine mode of action and also its role in skin tissue function, we analyzed the possible effects of spermidine on the SFS and also, potential involvement of nitrergic pathway and inflammatory cytokine in these phenomena.

Methods

Each rat was pretreated with either a vehicle (control) or various doses of spermidine (0.5, 1, 3, 5, 10 and 30 mg/kg) and then was executed a random-pattern skin flap paradigm. Also, spermidine at the dose of 5 mg/kg was selected and one group rats received spermidine 20 min prior to surgery and one additional dose 1 day after operation. Then, 7 days after operations, interleukin (IL)-6, tumor necrosis factor (TNF)-α, interferon-gamma (IFN-γ), and nitrite levels were inquired in the tissue samples by ELIZA kit. Vascular endothelial growth factor expression was assessed by DAPI staining and fluorescent microscopes. The concentrations of three polyamines, including spermidine, spermine, and cadaverine, were analyzed using HPLC.

Results

Pretreatment with spermidine 5 mg/kg improved SFS considerably in microscopic skin H&E staining analysis and decreased the percentage of necrotic area. Moreover, spermidine exerted promising anti-inflammatory effects via the modulation of nitric oxide and reducing inflammatory cytokines.

Conclusions

Spermidine could improve skin flaps survival, probably through the nitrergic system and inflammation pathways. This preclinical study provides level III evidence for the potential therapeutic effects of spermidine on SFS in rats, based on the analysis of animal models. Further studies are needed to confirm these findings in clinical settings.

Level of Evidence III

This journal requires that authors assign a level of evidence to each article. For a full description of these Evidence-Based Medicine ratings, please refer to the Table of Contents or the online Instructions to Authors www.​springer.​com/​00266.
Literatur
1.
Gdalevitch P et al (2015) Effects of nitroglycerin ointment on mastectomy flap necrosis in immediate breast reconstruction: a randomized controlled trial. Plast Reconstr Surg 135(6):1530–1539PubMedCrossRef
2.
Wang X et al (2022) Dynamically responsive scaffolds from microfluidic 3D printing for skin flap regeneration. Adv Sci 9(22):e2201155CrossRef
3.
Lee JH et al (2022) Current status of experimental animal skin flap models: ischemic preconditioning and molecular factors. Int J Mol Sci 23(9):5234PubMedPubMedCentralCrossRef
4.
Ellabban MA et al (2022) Experimental study of the effects of nitroglycerin, botulinum toxin A, and clopidogrel on bipedicled superficial inferior epigastric artery flap survival. Sci Rep 12(1):20891PubMedPubMedCentralCrossRef
5.
6.
Chen J et al (2023) Protein kinase D1 promotes the survival of random-pattern skin flaps in rats. Biochem Biophys Res Commun 641:67–76PubMedCrossRef
7.
Lou J et al (2022) Cyclic helix B peptide promotes random-pattern skin flap survival via TFE3-mediated enhancement of autophagy and reduction of ROS levels. Br J Pharmacol 179(2):301–321PubMedCrossRef
8.
Aryannejad A et al (2021) Protective effect of modafinil on skin flap survival in the experimental random-pattern skin flap model in rats: the role of ATP-sensitive potassium channels and nitric oxide pathway. J Plast Reconstr Aesthet Surg 74(6):1346–1354PubMedCrossRef
9.
Roh TS et al (2017) Effect of botulinum toxin A on vasoconstriction and sympathetic neurotransmitters in a murine random pattern skin flap model. Wound Repair Regen 25(1):75–85PubMedCrossRef
10.
11.
Zou D et al (2022) A comprehensive review of spermidine: safety, health effects, absorption and metabolism, food materials evaluation, physical and chemical processing, and bioprocessing. Compr Rev Food Sci Food Saf 21(3):2820–2842PubMedCrossRef
12.
Shi YJ et al (2022) The untapped potential of spermidine alkaloids: sources, structures, bioactivities and syntheses. Eur J Med Chem 240:114600PubMedCrossRef
13.
14.
15.
Freitag K et al (2022) Spermidine reduces neuroinflammation and soluble amyloid beta in an Alzheimer’s disease mouse model. J Neuroinflammation 19(1):172PubMedPubMedCentralCrossRef
16.
Ni Y et al (2022) Spermidine ameliorates nonalcoholic steatohepatitis through thyroid hormone-responsive protein signaling and the gut microbiota-mediated metabolism of bile acids. J Agric Food Chem 70(21):6478–6492PubMedCrossRef
17.
Yuan H et al (2021) Spermidine inhibits joints inflammation and macrophage activation in mice with collagen-induced arthritis. J Inflamm Res 14:2713–2721PubMedPubMedCentralCrossRef
18.
Ma L et al (2021) Preventive and therapeutic spermidine treatment attenuates acute colitis in mice. J Agric Food Chem 69(6):1864–1876PubMedCrossRef
19.
Baek AR et al (2020) Spermidine attenuates bleomycin-induced lung fibrosis by inducing autophagy and inhibiting endoplasmic reticulum stress (ERS)-induced cell death in mice. Exp Mol Med 52(12):2034–2045PubMedPubMedCentralCrossRef
20.
Szeliga M, Albrecht J (2021) Roles of nitric oxide and polyamines in brain tumor growth. Adv Med Sci 66(1):199–205PubMedCrossRef
21.
Kapoor RT, Hefft DI, Ahmad A, Allakhverdiev S (2021) Nitric oxide and spermidine alleviate arsenic-incited oxidative damage in Cicer arietinum by modulating glyoxalase and antioxidant defense system. Funct Plant Biol 50:108–120CrossRef
22.
Jiang MZ et al (2004) Effects of antioxidants and nitric oxide on TNF-alpha-induced adhesion molecule expression and NF-kappaB activation in human dermal microvascular endothelial cells. Life Sci 75(10):1159–1170PubMedCrossRef
23.
Ramot Y et al (2015) N(1)-methylspermidine, a stable spermidine analog, prolongs anagen and regulates epithelial stem cell functions in human hair follicles. Arch Dermatol Res 307(9):841–847PubMedCrossRef
24.
Takuathung MN et al (2021) Anti-psoriatic and anti-inflammatory effects of Kaempferia parviflora in keratinocytes and macrophage cells. Biomed Pharmacother 143:112229PubMedCrossRef
25.
McFarlane RM, Deyoung G, Henry RA (1965) The design of a pedicle flap in the rat to study necrosis and its prevention. Plast Reconstr Surg 35:177–182PubMedCrossRef
26.
Seyfinejad B et al (2022) Ion-pair hollow fiber liquid-phase microextraction combined with capillary electrophoresis for the determination of biogenic amines in rat tissues. J Pharm Biomed Anal 219:114909PubMedCrossRef
27.
Abbaszadeh-Kasbi A et al (2019) Acute activation of α7-nicotinic receptors by nicotine improves rodent skin flap survival through nitrergic system. Ann Plast Surg 83(2):211–216PubMedCrossRef
28.
Taleb S et al (2014) Metformin improves skin flap survival through nitric oxide system. J Surg Res 192(2):686–691PubMedCrossRef
29.
Ala M et al (2020) Sodium valproate improves skin flap survival via gamma-aminobutyric acid and histone deacetylase inhibitory system. J Surg Res 246:519–526PubMedCrossRef
30.
Dehdashtian A et al (2019) Sumatriptan increases skin flap survival through activation of 5-hydroxytryptamine 1b/1d receptors in rats: the mediating role of the nitric oxide pathway. Plast Reconstr Surg 144(1):70e–77ePubMedCrossRef
31.
32.
33.
34.
Kyriazis M, Swas L, Orlova T (2023) The impact of hormesis, neuronal stress response, and reproduction, upon clinical aging: a narrative review. J Clin Med 12(16):5433PubMedPubMedCentralCrossRef
35.
Calabrese E et al (2023) Polyamines and hormesis: making sense of a dose response dichotomy. Chem Biol Interact 386:110748PubMedCrossRef
36.
Sigrist SJ et al (2014) Spermidine-triggered autophagy ameliorates memory during aging. Autophagy 10(1):178–179PubMedCrossRef
37.
Yang Y et al (2017) Induction of autophagy by spermidine is neuroprotective via inhibition of caspase 3-mediated Beclin 1 cleavage. Cell Death Dis 8(4):e2738PubMedPubMedCentralCrossRef
38.
39.
Spiljar M, Kuchroo VK (2022) Metabolic regulation and function of T helper cells in neuroinflammation. Semin Immunopathol 44(5):581–598PubMedCrossRef
40.
Lu B et al (2022) Recent advances in fluorescent methods for polyamine detection and the polyamine suppressing strategy in tumor treatment. Biosensors 12(8):633PubMedPubMedCentralCrossRef
41.
Yamamoto Y et al (2018) Expression and distribution patterns of spermine, spermidine, and putrescine in rat hair follicle. Histochem Cell Biol 149(2):161–167PubMedCrossRef
42.
43.
Gelman J et al (1987) Reduced cell death in skin flaps in rats treated with difluoromethylornithine. Faseb j 1(6):474–477PubMedCrossRef
44.
Petereit DG et al (1994) Combining polyamine depletion with radiation therapy for rapidly dividing head and neck tumors: strategies for improved locoregional control. Int J Radiat Oncol Biol Phys 28(4):891–898PubMedCrossRef
45.
46.
Fan W et al (2021) Effect of memantine on the survival of an ischemic random skin flap and the underlying mechanism. Biomed Pharmacother 143:112163PubMedCrossRef
47.
Paul S, Kang SC (2013) Natural polyamine inhibits mouse skin inflammation and macrophage activation. Inflamm Res 62(7):681–688PubMedCrossRef
48.
49.
Chin LC et al (2011) The influence of nitric oxide synthase 2 on cutaneous wound angiogenesis. Br J Dermatol 165(6):1223–1235PubMedCrossRef
50.
51.
Khiabani KT, Kerrigan CL (2002) The effects of the nitric oxide donor SIN-1 on ischemia-reperfused cutaneous and myocutaneous flaps. Plast Reconstr Surg 110(1):169–176PubMedCrossRef
52.
Gazyakan E et al (2021) Modulation of nitric oxide bioavailability attenuates ischemia-reperfusion injury in type II diabetes. J Plast Reconstr Aesthet Surg 74(1):183–191PubMedCrossRef
53.
Soufli I et al (2016) Overview of cytokines and nitric oxide involvement in immuno-pathogenesis of inflammatory bowel diseases. World J Gastrointest Pharmacol Ther 7(3):353–360PubMedPubMedCentralCrossRef
54.
55.
Sheng W et al (2011) Pro-inflammatory cytokines and lipopolysaccharide induce changes in cell morphology, and upregulation of ERK1/2, iNOS and sPLA2-IIA expression in astrocytes and microglia. J Neuroinflammation 8(1):121PubMedPubMedCentralCrossRef
56.
57.
Murphy MP (1999) Nitric oxide and cell death. Biochim Biophys Acta BBA Bioenerg 1411(2):401–414CrossRef
58.
59.
Hwang J, Kiick KL, Sullivan MO (2023) VEGF-encoding, gene-activated collagen-based matrices promote blood vessel formation and improved wound repair. ACS Appl Mater Interfaces 15(13):16434–16447PubMedPubMedCentralCrossRef
60.
Johnson KE, Wilgus TA (2014) Vascular endothelial growth factor and angiogenesis in the regulation of cutaneous wound repair. Adv Wound Care (New Rochelle) 3(10):647–661PubMedPubMedCentralCrossRef
Metadaten
Titel
Spermidine Exerts Protective Effects in Random-Pattern Skin Flap Survival in Rats: Possible Involvement of Inflammatory Cytokines, Nitric Oxide, and VEGF
verfasst von
Kimiya Jouyban
Razieh Mohammad Jafari
Mohammad Charkhpour
Hadis Rezaei
Behrouz Seyfinejad
Mohammad Amin Manavi
Seyed Mohammad Tavangar
Ahmad Reza Dehpour
Publikationsdatum
16.05.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Aesthetic Plastic Surgery
Print ISSN: 0364-216X
Elektronische ISSN: 1432-5241
DOI
https://doi.org/10.1007/s00266-024-04119-6

Neu im Fachgebiet Chirurgie

Häusliche Gewalt in der orthopädischen Notaufnahme oft nicht erkannt

28.05.2024 Häusliche Gewalt Nachrichten

In der Notaufnahme wird die Chance, Opfer von häuslicher Gewalt zu identifizieren, von Orthopäden und Orthopädinnen offenbar zu wenig genutzt. Darauf deuten die Ergebnisse einer Fragebogenstudie an der Sahlgrenska-Universität in Schweden hin.

Fehlerkultur in der Medizin – Offenheit zählt!

28.05.2024 Fehlerkultur Podcast

Darüber reden und aus Fehlern lernen, sollte das Motto in der Medizin lauten. Und zwar nicht nur im Sinne der Patientensicherheit. Eine negative Fehlerkultur kann auch die Behandelnden ernsthaft krank machen, warnt Prof. Dr. Reinhard Strametz. Ein Plädoyer und ein Leitfaden für den offenen Umgang mit kritischen Ereignissen in Medizin und Pflege.

Mehr Frauen im OP – weniger postoperative Komplikationen

21.05.2024 Allgemeine Chirurgie Nachrichten

Ein Frauenanteil von mindestens einem Drittel im ärztlichen Op.-Team war in einer großen retrospektiven Studie aus Kanada mit einer signifikanten Reduktion der postoperativen Morbidität assoziiert.

TAVI versus Klappenchirurgie: Neue Vergleichsstudie sorgt für Erstaunen

21.05.2024 TAVI Nachrichten

Bei schwerer Aortenstenose und obstruktiver KHK empfehlen die Leitlinien derzeit eine chirurgische Kombi-Behandlung aus Klappenersatz plus Bypass-OP. Diese Empfehlung wird allerdings jetzt durch eine aktuelle Studie infrage gestellt – mit überraschender Deutlichkeit.

Update Chirurgie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.

Newsletter bestellen

Aktuelle BDC Leitlinien-Webinare

S3-Leitlinie „Diagnostik und Therapie des Karpaltunnelsyndroms“

Karpaltunnelsyndrom BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Karpaltunnelsyndrom ist die häufigste Kompressionsneuropathie peripherer Nerven. Obwohl die Anamnese mit dem nächtlichen Einschlafen der Hand (Brachialgia parästhetica nocturna) sehr typisch ist, ist eine klinisch-neurologische Untersuchung und Elektroneurografie in manchen Fällen auch eine Neurosonografie erforderlich. Im Anfangsstadium sind konservative Maßnahmen (Handgelenksschiene, Ergotherapie) empfehlenswert. Bei nicht Ansprechen der konservativen Therapie oder Auftreten von neurologischen Ausfällen ist eine Dekompression des N. medianus am Karpaltunnel indiziert.

Prof. Dr. med. Gregor Antoniadis
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S2e-Leitlinie „Distale Radiusfraktur“

Radiusfraktur BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Das Webinar beschäftigt sich mit Fragen und Antworten zu Diagnostik und Klassifikation sowie Möglichkeiten des Ausschlusses von Zusatzverletzungen. Die Referenten erläutern, welche Frakturen konservativ behandelt werden können und wie. Das Webinar beantwortet die Frage nach aktuellen operativen Therapiekonzepten: Welcher Zugang, welches Osteosynthesematerial? Auf was muss bei der Nachbehandlung der distalen Radiusfraktur geachtet werden?

PD Dr. med. Oliver Pieske
Dr. med. Benjamin Meyknecht
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.

S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“

Appendizitis BDC Leitlinien Webinare
CME: 2 Punkte

Inhalte des Webinars zur S1-Leitlinie „Empfehlungen zur Therapie der akuten Appendizitis bei Erwachsenen“ sind die Darstellung des Projektes und des Erstellungswegs zur S1-Leitlinie, die Erläuterung der klinischen Relevanz der Klassifikation EAES 2015, die wissenschaftliche Begründung der wichtigsten Empfehlungen und die Darstellung stadiengerechter Therapieoptionen.

Dr. med. Mihailo Andric
Berufsverband der Deutschen Chirurgie e.V.
Bildnachweise