Protective effects of N-acetylcysteine on noiseinduced hearing loss in guinea pigs
Effetti protettivi della N-acetilcisteina nel modello animale dell’ipoacusia da rumore
A.R. Fetoni, M. Ralli, B. Sergi, C. Parilla, D. Troiani1, G. Paludetti
Institutes of Otolaryngology; 1 Human Physiology, Catholic University of Rome, Italy
Summary
Increasing evidence suggests the involvement of oxidative stress in noise-induced hearing loss. The present study analysed, in an animal experimental model, the time course of the pathogenic mechanisms of noise-induced cochlear damage and the efficacy of the antioxidant drug N-acetylcysteine in reducing noise ototoxicity. Animals were divided into two groups, exposed to noise one treated with N-acetylcysteine for 3 days and one (the control group) with saline. Acoustic trauma was induced by a continuous pure tone of 6 kHz, at 120 dB SPL for 30 minutes. Electrocochleographic recordings were made from an implanted round window electrode and the compound action potentials were measured daily at 2-16 kHz for 7 days. Morphological changes were analysed by scanning electron microscopy. The acoustic threshold measured 1 hour after acoustic trauma was elevated in the control group to 70-90 dB in the higher frequencies of the compound action potential audiogram, with a maximum threshold elevation ranging between 12 and 16 kHz. During the first 24 h, following acoustic trauma, there was a partial recovery of compound action potential thresholds of about 20 dB to reach a final threshold elevation of about 50-70 dB; there was no further improvement over the remaining experimental week. Animals treated with N-acetylcysteine showed a similar temporary threshold shift but a clear improvement in the recovery of compound action potential thresholds, with significantly reduced permanent threshold shift and hair cell loss. These data suggest that N-acetylcysteine is able to attenuate the toxic effect of acoustic trauma and could represent an interesting molecule for preventing inner ear injuries.
Riassunto
Lo stress ossidativo svolge un ruolo rilevante nell’ipoacusia da rumore in quanto partecipa attivamente alla genesi dei meccanismi di morte cellulare che seguono l’esposizione a suoni di elevate intensità e che conducono all’insorgenza di una ipoacusia neurosensoriale. In questo studio sono stati analizzati nel modello animale i meccanismi patologici alla base del danno da rumore ed il ruolo protettivo della molecola ad azione antiossidante N-acetilcisteina. Gli animali sono stati divisi in 2 gruppi, esposti a trauma acustico (6 kHz, 120 dB, 30 minuti) e trattati uno con N-acetilcisteina e l’altro con soluzione salina (gruppo di controllo) per i successivi 3 giorni. La funzione uditiva è stata monitorata mediante registrazioni elettrofisiologiche giornalmente a 2-16 kHz per 7 giorni; l’analisi morfologica è stata eseguita mediante microscopia elettronica a scansione. La soglia uditiva registrata un’ora dopo il trauma acustico negli animali controllo risultava elevata a 70-90 dB per le alte frequenze, con una massima variazione per i 12 e 16 kHz. Durante le prime 24 ore veniva evidenziato un recupero di circa 20 dB fino a raggiungere una elevazione di soglia di 50-70 dB; non venivano registrate ulteriori modificazioni nella settimana seguente. Gli animali trattati con N-acetilcisteina mostravano una variazione di soglia temporanea simile ai controlli, seguita tuttavia da un successivo miglioramento di soglia e riduzione della mortalità delle cellule ciliate esterne. Questi dati suggeriscono un effetto protettivo contro il trauma acustico da parte dell’N-acetilcisteina con un potenziale razionale terapeutico nell’ipoacusia da rumore.