Review of salicylate-induced hearing loss, neurotoxicity, tinnitus and neuropathophysiology
Effetti clinici e neurofisiopatologici del salicilato: ipoacusia, acufene e neurotossicità
A. Sheppard1, S.H. Hayes1, G.-D. Chen1, M. Ralli2, R. Salvi1
1 Center for Hearing and Deafness, SUNY at Buffalo, Buffalo, USA, 2Institute of Otolaryngology, Catholic University of Sacred Heart Rome, Italy
Summary
Salicylate’s ototoxic properties have been well established, inducing tinnitus and a sensory hearing loss when administered in high doses. Peripherally, acute dosing of salicylate causes frequency dependent reductions in DPOAEs and CAP amplitudes in low (<10 kHz) and high (>20 kHz) frequencies more than mid frequencies (10-20 kHz), which interestingly corresponds to the pitch of behaviourally-matched salicylate-induced tinnitus. Chronic salicylate dosing affects the peripheral system by causing a compensatory temporary enhancement in DPOAE amplitudes and up-regulation of prestin mRNA and protein expression. Despite salicylate’s antioxidant properties, cultured cochlea studies indicate it also impairs spiral ganglion neurons (SGNs) by paradoxically causing an upsurge of superoxide radicals leading to apoptosis. Centrally, salicylate alters ã-aminobutyric acid (GABA) and serotonin mediated neurotransmission in the central nervous system (CNS), which results in classical and non-classical auditory regions showing hyperactivity after salicylate administration. In the auditory cortex (AC) and lateral amygdala (LA), neuron characteristic frequencies (CF) shift upward and downward to mid frequencies (10-20 kHz) altering tonotopy following salicylate administration. Additionally, current source density (CSD) analysis showed enhanced current flow into the supergranular layer of the auditory cortex after a high systemic dose of salicylate. In humans, auditory perception changes following salicylate or aspirin, including decreased word discrimination and temporal integration ability. The results of previous studies have partially identified the mechanisms that are involved in salicylate-induced tinnitus and hearing loss, however to date some interactions remain convoluted. This review discusses current knowledge of salicylate ototoxicity and interactions.
Riassunto
Gli effetti ototossici del salicilato sono ben noti ed includono, ad alti dosaggi, acufene ed ipoacusia transitoria. In periferia, la somministrazione acuta di salicilato nell’animale induce una riduzione d’ampiezza dei prodotti di distorsione (DPOAE) e dei potenziali d’azione (CAP), prevalentemente per le basse (<10 kHz) e per le alte (>20 kHz) frequenze; è interessante come questa alterazione corrisponda alla tonalità dell’acufene indotto sperimentalmente. La somministrazione cronica causa invece un aumento transitorio dell’ampiezza dei DPOAEs ed una up-regulation dell’mRNA e dell’espressione proteica della prestina. In vitro la tossicità da salicilato si evidenzia prevalentemente a livello dei neuroni del ganglio spirale (SGNs) inducendo, a dispetto delle ben note proprietà antiossidanti, un rilascio paradosso di radicale superossido che avvia la catena apoptotica. Centralmente, il salicilato altera la trasmissione GABA e serotoninomediata inducendo una iperattività di specifiche popolazioni neuronali. A livello della corteccia uditiva (AC) e dell’amigdala laterale (LA) le frequenze caratteristiche neuronali (CF) variano alterando la tonotopia fisiologica, specialmente per le frequenze centrali (10-20 kHz). Inoltre, l’analisi della densità di corrente (CSD) ha dimostrato un maggior influsso negli strati supragranulari della corteccia uditiva in seguito alla somministrazione di dosi elevate di salicilato per via sistemica. Nell’uomo gli effetti ototossici del salicilato, oltre ad ipoacusia transitoria ed acufene, includono una diminuita discriminazione verbale e difficoltà nell’integrazione temporale. Sebbene diversi lavori in letteratura abbiano identificato i meccanismi fisiopatologici alla base delle alterazioni uditive indotte dal salicilato, ad oggi alcune interazioni rimangono poco chiare.