CC BY
122
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И КЛИНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА
УДК: 577.121:547.024:546.72+612.127.4 А.К. Мартусевич1, С.П. Ашихмин2, С.П. Перетягин1, А.В. Давыдов
ДЕПОНИРОВАННЫЕ ФОРМЫ ОКСИДА АЗОТА: БИОМЕДИЦИНСКИЕ АСПЕКТЫ
'Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии 2Кировская государственная медицинская академия
A.K. Martusevichi, S.P. Ashikhmitf, S.P. Peretyagini, A.V. Davyduki
BOUND FORMS OF NITRIC OXIDE: BIOMEDICAL ASPECTS
'Nizhny Novgorod research institute of traumatology and orthopedics Kirov state medical academy
В данной статье кратко охарактеризованы физико-химические свойства монооксида азота и роль данного соединения в функционировании живых систем. Акцентировано внимание на одной из основных естественных депонированных форм оксида азота - динитрозильных комплексах железа. Приведены результаты предшествующих исследований их биологической активности и возможностей применения при коррекции различных патологических состояний. Систематизированы собственные экспериментальные данные о влиянии динитрозильных комплексов железа на метаболические показатели крови in vitro и in vivo. Таким образом, динитрозильные комплексы железа могут рассматриваться как одно из центральных звеньев NO-метаболизма в организме человека и животных, выполняющее многочисленные разнородные функции и выступающее в качестве агента метаболической сигнализации и биорегулятора.
Ключевые слова: оксид азота, динитрозиль-ные комплексы железа, биологическая активность, метаболизм.
In this paper physical and chemical properties of nitric oxide and its role in living organisms is shortly characterized. Main Russian scientific schools on dehydration structurization of biological substrata are shown. Methods of biocrystallomics as new science about crystallization in living organisms are observed in details. Data about forming of this scientific direction in Kirov State Medical Academy are illustrated. Perspectives of investigation of human and animals biological fluids crystallization are described.
Key words: nitric oxide, dinitrosyl iron complexes, biological activity, metabolism.
Введение
В настоящее время к биологическим эффектам монооксида азота (NO) приковано внимание научной общественности, что обусловлено их плейотропно-стью, а также значительной клинико-физиологиче-
ской значимостью [4, 11, 12, 19, 24, 53, 62]. Одной из причин этого стало признание журналом «Заепсе» в 1992 г. N0 «молекулой года» и получение учеными из США Р.Ф. Фурчготом, Л.Дж. Игнарро и Ф. Му-радом Нобелевской премии в области физиологии и медицины за выяснение роли оксида азота в функционировании живого организма [50, 62]. Интересно, что до сих пор продолжают открываться новые механизмы и мишени действия данного соединения на биологические системы. Следует отметить, что в последнее десятилетие число работ в данной отрасли науки растет лавинообразно. Этими исследованиями было, в частности, показано, что N0 определяет текущий тонус сосудов, ингибирует агрегацию тромбоцитов и их адгезию на стенках кровеносных сосудов, функционирует в центральной и вегетативной нервных системах, регулируя деятельность органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы [62]. Кроме того, данное соединение является нейротрансмиттером, а также принимает участие в регуляции системы иммунитета.
Общая характеристика монооксида азота (NO) и его физико-химические свойства
N0 - токсичный газ, способный выступать в биосистемах как свободный радикал, имеющий короткий период полужизни (4 с) и легко подвергающийся различным химическим трансформациям. Он непрерывно продуцируется в организме человека и животных ферментным и неферментным путями, оказывая ключевое воздействие на целый ряд принципиально различных физиологических и патологических процессов.
С этих позиций можно предположить, что результативное изменение продукции и биологической активности N0 имеет место и при применении физико-химических воздействий. Поэтому целью данной работы является анализ потенциального участия оксида азота (II) как единого мессенджера эффекта терапевтических физико-химических факторов (озона, синглетного кислорода, лазерного и ультрафиолетового излучения и др.).
Прежде всего, логично привести краткую физико-химическую характеристику N0 с акцентом на свойства, необходимые для понимания его физиологических и биохимических эффектов. Оксид азота (II) [N0] - бесцветный газ, умеренно растворимый в воде (1,9 мкМ при 25оС), в водной среде легко окисляемый кислородом воздуха [4]. В связи с этим сохранность растворов оксида азота некоторые авторы предлагают обеспечивать предварительной аэрацией их ультразвуком с последующим пропусканием через раствор, содержащий пирогаллол. В водных растворах в присутствии кислорода N0 почти полностью превращается в нитрит-анион в процессе протекания следующих реакций [4]:
N0 + 1/2О2 ^ N02 (1)
2 N02 ~ N204 (2)
N0 + Ш2 ~ Нрз (3)
+ Н20 ~ 2М02- + 2Н+ (4)
нр4 + н20 ~ да2- + да3- + 2н+ (5)
Показано, что в реальных жидкостях преобладают реакции 3 и 4 в сравнении с реакцией 5; вследствие этого образующиеся концентрации нитрат-иона невелики относительно концентрации нитрит-иона.
Свободнорадикальные свойства оксида азота проявляются в биологических и модельных системах в форме генерации пероксинитрита и гидроксил-ани-он радикала по следующей схеме:
■no + <f¡
ON 00" Паржсннитрнт
H*
ONOOH
lilOj + OU
Гидроус нл-рядикал
Относительно метаболизма N0 сравнительно недавно В.П. Реутовым с соавт. (1998) и Е.Б. Мень-щиковой с соавт. (2008) сформулирована оригинальная концепция, характеризующая синтез, деградацию и рециркуляцию соединения в организме млекопитающих в форме нового метаболического цикла - «цикла оксида азота» (рис. 1) [21, 24].
азота, который далее окисляется до нитритов и нитратов;
б) нитритредуктазная реакция, катализируемая электронодонорными системами с участием НАДН, НАДФН, флавопротеинов, дезоксигемоглобина и ци-тохрома Р450.
Одним из центральных компонентов данного цикла является фермент, обеспечивающий продукцию оксида азота, - синтаза оксида азота (NO-синтаза, NOS) [19]. В настоящее время обнаружены 3 основных изоформы рассматриваемого энзима, 2 из которых - конститутивные, кальций/кальмоду-лин-зависимые, одна - индуцибельная. Краткая характеристика изоформ NO-синтазы представлена в таблице 1.
Несмотря на то, что сейчас обнаружены многочисленные эффекты оксида азота в отношении регуляции состояния биологических систем, наибольшее клинико-патофизиологическое значение имеет ва-зодилататорное действие NO [47, 50, 51]. Механизм данного эффекта изучен достаточно подробно и в общем виде может быть представлен в виде схемы (рис. 2). Соединение, синтезируемое конститутивными изоформами NO-синтазы в эндотелии и нервной системе, взаимодействуя с гуанилатциклазой и трансформируя ее пространственное строение, запускает синтез цГТФ, а через него - каскад других ферментных систем, результатом чего и является ва-зодилатация [50, 51].
Клетки нервной системы
Рис. 1. Цикл оксида азота (по В.П. Реутову, 1998 [24])
Следует отметить, что данный цикл является закономерным дополнением к уже хорошо изученным биохимическим циклам (Кребса, Кальвина, ор-нитиновому, люцифериновому и др.) и взаимосвязан с ними. По мнению указанных авторов, цикл оксида азота включает 2 компонента [24]:
а) N0-синтазные реакции, заключающиеся в трансформации L-аргинина в L-цитруллин и оксид
Вазодилатация
цГМФ-зависимая протеинкиназа, Са2+-АТФаза
Рис. 2. Схема генерации и вазодилаторного
действия оксида азота (по В.Г. Гранику, Н.Б. Григорьеву, 2004 [4], с изменениями)
Открытие данного механизма способствовало стимуляции исследований в области обнаружения способов увеличения продукции оксида азота соответствующей синтазой, что обусловлено много-
Изоформы синтаз оксида азота (NOS) (по В.Г. Гранику, Н.Б. Григорьеву, 2004 [4])
Таблица 1
Тип NOS (молекулярная масса мономера) Альтернативные названия Распределение по тканям и клеткам Тип активации
NOS-I (155 kDa) Нейрональная NOS (nNOS), мозговая NOS Нейроны центральной и периферической нервной системы, матка, скелетная мускулатура Конститутивная форма, каль-ций/кальмодулин-зависимая
NOS-II (125 kDa) Индуцибельная NOS (iNOS) Макрофаги, печень, гладкая мускулатура, эндотелий, сердце Индуцируется липополисаха-ридами, цитокинами и глюко-кортикоидами, кальций/кальмо-дулин-независимая
NOS-III (133 kDa) Эндотелиальная NOS (eNOS) Эндотелий, сердце, мозг Конститутивная форма, каль-ций/кальмодулин-зависимая
численностью патологии, сопровождающейся нарушением тонуса сосудов по спазматическому типу. В частности, заманчивой целью подобной коррекции являются артериальная гипертензия различного ге-неза, ишемическая болезнь сердца, инсульт и др. Наиболее простым и логичным подходом к решению данной проблемы с позиций патофизиологии и биохимии служит экзогенное введение субстрата для NO-синтазы - L-аргинина [4, 9]. Однако последующими работами было показано, что, во-первых, период полужизни оксида азота крайне мал, а увеличение темпов депонирования соединения (как в форме S-нитротиолов, так и комплексов железа) затруднительно; во-вторых, избыток N0 может по принципу обратной связи ингибировать собственную синтазу и, в-третьих, высокая концентрация L-аргинина способствует изменению превалирующего продукта реакции на супероксид-анион радикал, обладающий, в частности, мембраноповреждающим действием [4, 11]. Именно последнее обстоятельство реализуется в случае цитотоксического эффекта N0, когда в результате уже описанной реакции при взаимодействии продуктов функционирования N0-синтазы образуется пероксинитрит, в отсутствии или недостаточной концентрации/активности молекул-гасителей (супе-роксиддисмутазы, восстановленного глутатиона и др.), вызывающий повреждение соприкасающихся с ним клеточных элементов, прежде всего биомембран [9]. В целом наряду с позитивными эффектами у N0 как свободного радикала присутствует и токсическое действие, проявляющееся только в определенных условиях (рис. 3). В связи с этим следует подчеркнуть, что для адекватного функционирования организма имеет место оптимальный уровень синтеза оксида азота, а его отклонения (в любую сторону) ведут к негативным последствиям [4, 13].
31М-1
омоо -(В отсутствие 300 И С5Я)
МО+ Ог
езн
гею
I"
N0
ч
Си*
цГМФ-
Ралэксация
сосудов
СОЛ е3мо N0
Февиеитативно
Поврешеиче клеток
I
КО-двга 500 - супероксид лисмутаэа
Рис. 3. Комплекс позитивных и негативных молекулярно-клеточных эффектов N0 [4]
Совокупность свойств и убиквитарность оксида азота как низкомолекулярного регулятора физиологических и патологических процессов указывают на потенциальную многочисленность механизмов, звеном которых является данное соединение. Это касается и внешних воздействий. Так, одним из механизмов реализации саногенетического эффекта многих лекарственных препаратов, как было установлено в последнее десятилетие, служит модуляция синтеза N0, причем подобное действие обнаружено и для целого ряда известных и давно применяемых в медицине и ветеринарии лекарственных средств (нитроглицерина, нитропруссида натрия, изосорбида мононитрат, пропранолола) [20]. Данные препараты, являясь донорами N0, запускают соответствующий каскад его эффектов, оказывая необходимое клиническое (прежде всего - антиангинальное) действие [12].
С учетом этого аспекта действия лекарств с подобной химической структурой разрабатываются средства, комбинирующие N0-донорные свойства и способность выступать в качестве лигандов к рецепторам [4]. Например, известный препарат небиволол сочетает в себе N0-донорный и Р1-адреноблокирующий эффекты [12].
Другие интересные варианты сочетанных эффектов лекарственных средств включают комбинацию N0-донорных свойств и характеристик нестероидного противовоспалительного препарата [12, 19]. К ряду таких лекарств, в частности, относится мелоксикам [4]. Эти «гибридные» молекулы способны предотвратить гастропатию, обусловленную длительным приемом неселективных блокаторов цикло-оксигеназы. Таким образом, различные экзогенные соединения при введении в организм обладают модулирующим действием в отношении оксида азота.
В то же время эти исследования касаются исключительно фармакологических препаратов, тогда как физико-химические факторы, существенно изменяющие многие параметры клеточного гомео-стаза, характеристики биологических жидкостей и функциональное состояние органов и тканей, как модуляторы генерации оксида азота практически не рассматривались. Упоминание о подобном эффектор-ном каскаде приводится лишь в единичных работах по применению генераторов синглетного кислорода [7, 25]. Кроме того, предполагается, что применение экзогенного N0 также стимулирует и эндогенный синтез данного соединения [4, 13].
Принцип молекулярных мишеней в отношении действия физических факторов наиболее полно изучен и представлен для фотодинамической терапии, однако синглетный кислород является не единственной мишенью, т.к. в процессе фотохимических реакций образуется не только он, но и другие активные биорадикалы [5, 11, 21, 27, 33, 42, 57]. Сходные внутриклеточные процессы наблюдаются при действии ультрафиолетового и лазерного излучения на биологические объекты, хотя каждое из данных воздействий имеет особенности реализации эффекта [2, 8, 44, 59].
С другой стороны, многие методы лечения, основанные на действии физико-химических факторов, традиционно рассматриваются с позиций самостоятельного эффекта их действующего начала [13, 23, 57, 63]. Так, биологическая активность озона достаточно подробно изучена и положена в основу тактики применения озонотерапии при различных патологических состояниях [13], тогда как в этом случае результирующее действие связано с совокупностью образующихся активных форм кислорода и озона. Одним из косвенных доказательств связи озона и метаболизма оксида азота является то, что только в присутствии окислителей (перекиси водорода, кислорода, озона и др.) реакция N0 с тиолами приводит к образованию S-нитрозотиолов - известных молекулярных депо оксида азота [13, 28-30, 53, 54].
В настоящее время показано, что в организме человека и животных короткоживущая молекула монооксида азота депонируется в форме единого соединения - динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ), проявляющего различные биологические эффекты. С другой стороны, комплексный анализ их многогранного действия на биологические системы имеет большое научно-практическое значение для биомедицинских наук.
Краткая история открытия и биологическая активность динитрозильных комплексов железа
Многогранная биорегуляторная роль монооксида азота (регуляция сосудистого тонуса, нейротранс-миссия, апоптоз и др. [62]), а также возможность его участия как в процессах регенерации и реадаптации, так и в патогенезе различных заболеваний (прежде всего за счет формирования нитрозативного стресса [9, 11, 21, 51, 52, 55, 60]) детерминируют целесообразность направленной коррекции уровня NO. Для этого в настоящее время существуют 3 основных пути: применение фармацевтических доноров оксида азота или модуляторов активности NO-синтазы [12, 19], действие газового потока, содержащего NO и генерируемого аппаратом «Плазон» [14, 45, 46], а также использование физических факторов-индукторов эндогенного синтеза соединения (терагерцовое электромагнитное излучение [13]). С другой стороны, только первый из перечисленных вариантов способен обеспечить четкое дозирование «добавляемой» концентрации оксида азота, однако биотрансформация NO из лекарственных доноров происходит бо-люсно или в течение короткого промежутка времени, что полезно лишь в отдельных ситуациях (например, при коррекции ишемии коронарных сосудов нитроглицерином [12]).
Согласно представлениям ведущего специалиста в области NO-биологии проф. А.Ф. Ванина (2009), особая роль ДНКЖ связана с их протективной функцией в отношении свободного NO (прежде всего в предотвращении взаимодействия последнего с супе-роксид-аноином); возможностью пополнения пула S-нитрозитиолов - дополнительных депо оксида азота; участием ДНКЖ в процессах молекулярной сигнализации, регуляции экспрессии генов, апоптозе, активации ферментных комплексов и метаболизме железа; а также непосредственном влиянии на сосудистый тонус и, следовательно, артериальное давление [62].
Динитрозильные комплексы железа с тиолатны-ми лигандами были обнаружены в тканях животных и дрожжевых клетках в 60-х гг. прошлого столетия тремя группами исследователей в СССР, США и Великобритании [51, 62]. Их наиболее специфичным признаком явилось обнаружение анизотропного сигнала при ЭПР-исследовании с центром при g=2.03 [62].
В настоящее время показаны многочисленные положительные эффекты естественной депонированной формы оксида азота - динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) - в отношении различных биологических систем. Так, продемонстрирована эффективность их применения при экспериментальном эндометриозе, эректильной дисфункции и другой патологии [62]. Ранее в наших исследованиях in vitro установлен характер влияния ДНКЖ на отдельные компоненты метаболизма крови человека, включая энергетический обмен, состояние про- и антиокси-дантных систем [15, 16, 23] и т.д. Кроме того, получено подтверждение позитивного действия ДНКЖ на энергетический метаболизм эритроцитов при моделировании термической травмы, включавшего преимущественно оптимизацию функционирования лактатдегидрогеназы (ЛДГ) путем стимулирования прямой реакции фермента на фоне ингибирования обратной [18]. В то же время комплексный анализ влияния рассматриваемого донора оксида азота на
состояние крови при термической травме в литературе не представлен.
Учитывая показанные отечественными и зарубежными исследователями в системах in vitro анти-оксидантные свойства ДНКЖ [28, 53], нами были проведены внутрибрюшинные инъекции водного раствора данного соединения. Установлено, что рассматриваемый вариант экспериментальной терапии способствует существенному уменьшению интенсивности перекисного окисления липидов, практически достигающему уровня интактных крыс (p<0,05 по сравнению с животными контрольной группы; р>0,05 относительно интактной группы), что косвенно подтверждает наличие антиоксидантных эффектов ДНКЖ in vivo. Оценка действия соединения на антиоксидантную активность плазмы крови продемонстрировала значительное нарастание значения параметра. Это, по нашему мнению, свидетельствует о том, что ДНКЖ не только способны выступать в качестве «ловушки» свободных радикалов, пополнять пул антиоксидантов биологической жидкости за счет частичного распада до относительно стабильных S-нитрозотиолов и оказывать модулирующее действие на активность антиоксидантных ферментов.
Введение крысам ДНКЖ способствовало повышению перекисной резистентности эритроцитов на 18,8% по сравнению с ожогом (p<0,05), причем в этом случае уровень показателя был незначимо ниже значений, характерных для животных интактной группы.
Вторым компонентом анализа метаболических показателей крови животных явилась оценка состояния энергетического обмена. Системное введение ДНКЖ животным с комплексным термическим повреждением значительно модифицировало активность фермента как в прямой, так и в обратной реакциях. В частности, каталитические свойства эри-троцитарной ЛДГпр у крыс данной группы на третьи сутки практически не отличались от характерных для интактных животных, значимо превосходя уровень контрольной группы (р<0,05). На десятые сутки по-слеожогового периода у животных основной группы наблюдали выраженное нарастание активности энзима в прямой реакции, превышающее значения, выявленные для животных как интактной, так и контрольной группы в 2,02 и 2,24 раза соответственно (p<0,05). С учетом метаболической сущности данной реакции (синтез пирувата с дальнейшей его поставкой в цикл Кребса) подобную динамику показателя следует, на наш взгляд, расценивать как результат положительного воздействия ДНКЖ на исследуемый компонент энергетического метаболизма [18].
Этому заключению в полной мере соответствует характер влияния изучаемого соединения на активность ЛДГ в обратной реакции: на третьи сутки она была лишь минимально повышена относительно уровня интактных животных (в 1,21 раза; p<0,05), оставаясь значительно ниже значений, зарегистрированных у животных контрольной группы (в 2,64 раза; p<0,05). Аналогичная картина имела место и на десятые сутки послеожогового периода (к моменту завершения эксперимента). Таким образом, наши исследования позволили предположить, что изучаемая депонированная форма оксида азота предотвращает избыточную активацию ЛДГобр, потенцирующую синтез лактата, известного молекулярного маркера гипоксии [9, 11].
Для получения интегральной информации о состоянии рассматриваемого звена энергетического метаболизма нами был произведен расчет дополнительных параметров: коэффициентов субстратного обеспечения и баланса энергетических реакций. При введении животным с комбинированной термической травмой ДНКЖ на 3 сутки лечения регистрировали лишь умеренное падение коэффициента баланса энергетических реакций (в 1,58 раза; p<0,05), сменявшееся его нарастанием ко времени завершения эксперимента (в 1,57 раза; p<0,05), что, в свою очередь, свидетельствовало о медикаментозной стимуляции адаптационных резервов энергетического обмена.
Аналогичная, но менее показательная динамика была выявлена в отношении коэффициента субстратного обеспечения (КСО): у животных контрольной группы как на третьи, так и на десятые сутки регистрировали значительное снижение КСО (в 3,2 и 2,5 раза соответственно; p<0,05), что указывало на сопряженность сдвигов каталитической активности ЛДГ и эритроцитарной концентрации лактата, а также их декомпенсацию в условиях моделирования комбинированной ожоговой травмы. В то же время модуль сдвигов данного коэффициента при проведении курса инфузионной терапии с включением ДНКЖ был существенно меньше, причем на 3 сутки обнаруживали умеренное снижение показателя (69% от нормы; p<0,05) с последующим его выраженным приростом (123% от нормы; p<0,05). Эта тенденция, по нашему мнению, указывает на протективное, адаптогенное действие изучаемого соединения в отношении энергетического метаболизма эритроцитов.
Следует отметить, что представленные данные о ДНКЖ-ассоциированной коррекции метаболических нарушений, вызванных термической травмой, четко коррелируют с результатами эффективности лечения. В частности, в основной группе отсутствовала гибель животных до завершения эксперимента (десятые сутки с момента нанесения травмы), тогда как в контрольной группе 2 крысы погибли до этого времени, а скорость заживления кожной раны у животных основной группы была на 15-20% выше, чем в контрольной группе.
Результаты проведенных исследований указывают на положительное действие ДНКЖ на энергетический метаболизм эритроцитов, которое реализуется посредством регуляции каталитических свойств лактатдегидрогеназы. Следует отметить, что данный адаптивный эффект наблюдали уже к третьим суткам послеожогового периода, причем он полноценно проявлялся лишь к десятому дню со времени нанесения термической травмы.
Особый интерес также представляло исследование влияния термической травмы на активность АлДГ - уникального фермента, обеспечивающего биодеградацию органических нитратов до монооксида азота в условиях in vivo [34-39, 43, 47, 58], а также оценка его модуляции естественной формой NO ДНКЖ. Установлено, что в условиях ожоговой токсемии активность АлДГ существенно снижена и составляла у животных с термической травмой только 61% от уровня, характерного для крыс интактной группы (p<0,05).
У животных, которым была нанесена термическая травма, после курсового применения ДНКЖ наблюдали выраженное нарастание каталитической активности энзима по сравнению с крысами контроль-
ной группы (в 4,9 раза по сравнению с животными, получавшими только инфузионную терапию; p<0,01). По нашему мнению, механизм подобной реакции двоякий. С одной стороны, под влиянием NO имеет место неспецифическая активация метаболизма, в том числе ферментных систем крови, что согласуется с ранее полученными in vitro сведениями [6]. С другой стороны, введение естественной депонированной формы оксида азота, обеспечивая пополнение пула эндогенных депо NO, способно стимулировать образование органических нитратов. Последние, в свою очередь, являются субстратом АлДГ, и повышение концентрации может служить фактором активации фермента.
Интересно отметить, что в этом случае активность АлДГ находится на уровне, превышающем зарегистрированный у здоровых крыс (+198%; p<0,01). По нашему мнению, подобная картина связана с тем, что при термической травме развивающиеся оксида-тивный и нитрозативный стрессы сопряжены с исходно повышенным уровнем свободного и депонированного (в форме нитратов и нитрозилированных белков) оксида азота. В этих условиях проведение курса инфузий ДНКЖ приводит к их частичной деструкции в крови с высвобождением определенного количества нитратов, что в совокупности может обуславливать стимуляцию каталитических свойств АлДГ для утилизации последних.
Выводы
Таким образом, динитрозильные комплексы железа могут рассматриваться как одно из центральных звеньев NO-метаболизма в организме человека и животных, выполняющее многочисленные разнородные функции и выступающее в качестве агента метаболической сигнализации и биорегулятора.
В наших исследованиях подтверждены положительное действие динитрозильных комплексов железа на метаболические параметры крови животных с термической травмой, в том числе на состояние про-и антиоксидантных систем, которое обусловлено способностью ДНКЖ защищать компоненты биосистем от активных форм кислорода, продуцируемых в условиях окислительного стресса. Этот эффект проявляется в существенном снижении интенсивности (нормализации) процессов перекисного окисления липидов на фоне значимого нарастания антиоксидантных резервов плазмы крови. Аналогичные тенденции имеют место и в мембранах эритроцитов.
Также выявлено, что ДНКЖ стимулируют энергетический метаболизм эритроцитов крыс с термической травмой за счет преимущественной активации ЛДГ в прямой реакции и снижения темпов нарастания уровня лактата. Кроме того, применение рассматриваемой депонированной формы NO способствует стимуляции каталитической активности АлДГ у имеющих термическую травму крыс.
Список литературы
1. Ашихмин С.П., Мартусевич А.К., Жданова О.Б., Колосов А.Е. Соединения азота в биомедицинских науках / Под ред. д.м.н., проф. И.В. Шешунова. М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2012. 88 с.
2. Буйлин В.А., Москвин С.В. Низкоинтенсивные лазеры в терапии различных заболеваний. М.: ТОО «Фирма «Техника», 2005. 176 с.
3. Ванин А.Ф., Мартусевич А.К., Перетягин С.П., Давыдюк А.В. Оценка действия динитрозильных комплексов железа на некоторые физико-химические показатели крови in vitro // Медицинский альманах. 2013. № 3. С. 37-38.
4. Граник В.Г., Григорьев Н.Б. Оксид азота (NO). Новый путь к поиску лекарств. М.: Вузовская книга, 2004. 360 с.
5. Гречко В.Н., Воробьев А.В. Фото-озонотера-пия в хирургии. Н.Новгород: Пламя, 2008. 168 с.
6. Гудков Л.Л., Шумаев К.Б., Каленникова Е.И., Ванин А.Ф., Рууге Э.К. Антиоксидантное и проокси-дантное действие доноров и метаболитов оксида азота // Биофизика. 2007. T. 52, № 3. C. 503-508.
7. Заворотная Р.М. Синглетный кислород при лечении ряда патологических процессов: физико-химические аспекты // Украинский ревматологический журнал, 2002. Т. 7, № 1. С. 35-37.
8. Илларионов В.Е. Основы лазерной терапии. М.: Респект, 1992. 122 с.
9. Казимирко В.К., Мальцев В.И., Бутылин
B.Ю., Горобец Н.И. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная терапия. К.: Морион, 2004.
10. Карелин В.И., Буранов С.Н., Пименов О.А. с соавт. Плазмохимическая установка для NO-терапии // Медиаль. 2013. № 4. С. 46.
11. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск: БГУ, 2004. 174 с.
12. Мазур Н.А. Роль нитратов в лечении кардиологических больных в соответствии с принципами доказательной медицины и рекомендации по их практическому применению // Кардиология, 2005. № 8.
C. 92-96.
13. Мартусевич А.К., Жданова О.Б., Зверева О.А. О кристаллогенезе биосубстратов животных// Вятский медицинский вестник, 2006, № 3-4. С. 33-38.
14. Мартусевич А.К., Перетягин С.П., Ванин А.Ф. Исследование продуктов от терапевтического аппарата для получения NO-содержащей холодной плазмы // Медицинская физика, 2012. № 4. С. 80-86.
15. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г. Влияние ингаляций оксида азота на каталитические свойства альдегиддегидрогеназы эритроцитов у здоровых и имеющих термическую травму животных // Ученые записки Орловского государственного университета, 2014. № 7. С. 248-249.
16. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетя-гин С.П. Влияние свободного и депонированного оксида азота на энергетический метаболизм крови // Современные технологии в медицине, 2013. Т. 5, № 4. С. 33-38.
17. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П. с соавт. Влияние различных концентраций оксида азота (NO) на интенсивность процессов липопе-роксидации в плазме крови in vitro // Медицинский альманах. 2013. № 3. С. 76-77.
18. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П., Ванин А.Ф. Экспериментальная оценка влияния динитрозильных комплексов железа на энергетический метаболизм эритроцитов при термической травме // Экспериментальная и клиническая фармакология, 2014. Т. 77, № 2. С. 16-20.
19. Марцевич С.Ю. Современные взгляды на терапию нитратами больных ишемической болезнью сердца // Сердце, 2003. Т. 8. № 2. С. 88-90.
20. Машковский М.Д. Лекарства XX века. М.: Новая волна, 1998.
21. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З., Бондарь И.А., Труфакин В.А. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА; 2008. 284 с.
22. Островский В.Н., Никитюк С.М., Киричук
B.Ф., Креницкий А.П. и др. Комплексное лечение ожоговых ран терагерцовыми волнами молекулярного спектра оксида азота // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2004. № 11. С. 55-61.
23. Перетягин С.П., Мартусевич А.К., Ванин А.Ф. Молекулярно-клеточные механизмы трансформации гомеостаза биосистем активными формами кислорода и азота // Медицинский альманах, 2013. № 3. С. 80-81.
24. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е., Косицын Н.С. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. М.: Наука, 1998.
25. Синглетно-кислородная терапия. Научно-методическое пособие / Под ред. И.З. Самосюк, Л.И. Фисенко. Киев, 2007. 228 с.
26. Соловьева А.Г., Мартусевич А.К. Модификация состояния некоторых детоксикационных систем крови при ее обработке оксидом азота в свободной и связанной форме // Врач-аспирант, 2014. № 1, 2.
C. 294-299.
27. Узденский А.Б. Клеточные молекулярные механизмы фотодинамической терапии. М.: Наука, 2010. 321 с.
28. Шумаев К.Б., Губкин А.А., Губкина С.А. с со-авт. Взаимодействие динитрозильных комплексов железа с интермедиатами окислительного стресса. Биофизика, 2006. Т. 51, № 3, С. 472-477.
29. Шумаев К.Б., Петрова Н.Э., Заббарова И.В. с соавт. Взаимодействие оксоферрилмиоглобина и динитрозильных комплексов железа // Биохимия, 2004. T. 69, № 5. C. 699-705.
30. Шумаев К.Б., Рууге Э.К., Ланкин В.З. с со-авт. Механизм ингибирования свободнорадикаль-ного окисления р-каротина S-нитрозоглутатионом и динитрозильными комплексами железа // Докл. РАН, 2001. T. 379, № 5. C. 702-704.
31. Barrachina M.D., Panés J., Esplugues J.V // Curr. Pharm. Des. 2001. Vol. 7. № 1. P. 31-48.
32. Borodulin R.R., Kubrina L.N., Shvydkiy VO. et al. A simple protocol for the synthesis of dinitrosyl iron complexes with glutathione: EPR, optical, chromatographic and biological characterization of reaction products // Nitric oxide. 2013. Vol. 35. P. 110115.
33. Briviba K., Klorz l-O., Sics H. Toxic and signaling effects of photochemically or chemically generated singlet oxygen in biological systems // Biol. Chem. 1997. Vol. 378. P. 1259-1265.
34. Chen Z., Foster M.W., Zhang J. et al. An essential role for mitochondrial aldehyde dehydrogenase in nitroglycerin bioactivation // PNAS. 2005. Vol. 102. № 34. P. 12159-12164.
35. Cominacini L., Pasini A. F., Garbin U. et al. // JACC. 2003. Vol. 42. № 10. P. 1838-1844.
36. de la Lande I.S., Stepien J.M., Philpott A.C. et al. Aldehyde dehydrogenase, nitric oxide synthase and superoxide in ex vivo nitrate tolerance in rat aorta // Eur J. Pharmacol. 2004. Vol. 496. № 1-3. P. 141-149.
37. DeMaster E.G., Redfern B. Quast B.J. et al. Mechanism for the inhibition of aldehyde dehydrogenase by nitric oxide // Alcohol. 1997. Vol. 14. № 2. P. 181-189.
38. Dimmeler S., Lottspeich F., Brune B. Nitric oxide causes ADP-ribosylation and inhibition of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase // J. Biol. Chem. 1992. Vol. 267. P. 16771-1674.
39. Fung H.L. Biochemical mechanism of nitroglycerin action and tolerance: is this old mystery solved? // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2004. Vol. 44. P. 67-85.
40. Giliano N.Y. et al. Dinitrosyl-iron complexes with thiol-containing ligands and apoptosis: studies with HeLa cells // Nitric Oxide Biol. Chem. - 2011. Vol. 24. P. 151-159.
41. Godoy L., Gonzalez-Duarte R., Albalat R. S-Nitrosogluthathione reductase activity of amphioxus ADH3: insights into the nitric oxide metabolism // Int. J. Biol. Sci. 2006. Vol. 2. № 3. P. 117-124.
42. GriendlingK.K., FitzGeraldG. Oxidative stress and cardiovascular injury. Part I: basic mechanisms and in vivo monitoring of ROS // Circulation. 2003. Vol. 21. P. 1912-1916.
43. Lang B.S., Gorren A.C., Oberdorfer G. et al. Vascular bioactivation of nitroglycerin by aldehyde dehydrogenase-2: reaction intermediates revealed by crystallography and mass spectrometry // J. Biol. Chem. 2012. Vol. 287. № 45. P. 38124-38134.
44. Lubart R., Malik Z., Rochkind S., Fisher T. // Laser Theor. 1990. Vol. 2. № 1. P. 65-68.
45. Martusevich A.K., Peretyagin S.P., Soloveva A.G., Vanin A.F. Estimation of some molecular effects of gaseous nitrogen oxide on human blood in vitro // Biophysics. 2013. Vol. 58, № 5. P. 689-692.
46. Martusevich A.K., Soloveva A.G., Peretyagin S.P., Vanin A.F. Action of gaseous nitric oxide on some physical and chemical parameters of human blood samples // J. Biomedical Science and Engineering. 2014. Vol. 7, № 9. P. 675-681.
47. Martusevich A.K., Zhdanova O.B. Crystallographic technology as the way of verification of quality of solutions//Int J High dilution Res 2014 141-142/
48. McDonald L.J., Moss J. Pleiotropic effects of nitric oxide on ADP-ribosylation, covalent binding of NAD, and catalytic activity of glyceraldehyde-3-phosphate and aldehyde dehydrogenases // Trans. Assoc. Am. Physicians. 1993. Vol. 106. P. 155-161.
49. Moncada S., Radomski M.W., Palmer R.M.J. // Biochem. Pharmacol. 1988. Vol. 37. P. 2495-2501.
50. MuradF. The role of nitric oxide in modulating guanylyl cyclase // Neurotransmission. 1994. Vol. 10. P. 1-4.
51. Nitric Oxide. Basic Research and Clinical Application / Ed. R.J. Gryglewsky, P. Minuz. Amsterdam; Berlin; Oxford; Tokyo; Washington: IOS Press, DC, 2001.
52. Novo E., Parola M. Redox mechanisms in hepatic chronic wound healing and fibrogenesis // Fibrogenesis Tissue Repair. 2008. Vol. 1, № 5. P. 1-58
53. Shumaev K.B., Gubkin A.A., Serezhenkov V.A. et al. Interaction of reactive oxygen and nitrogen species with albumin - and hemoglobin bound dinitrosyl iron complexes // Nitric Oxide. 2008. V. 18. P. 37-46.
54. Shumaev K.B., Kosmachevskaya O.V., Timoshin A.A. et al. Globins and other nitric oxide-reactive proteins. Dinitrosyl iron complexes bound with haemoglobin as markers of oxidative stress // Methods in Enzymology. 2008. V. 436. P. 441-457.
55. Sies H. Oxidative stress: oxidants and antioxidants // Exp. Physiol. 1997. Vol. 82. P. 291-295.
56. Stamler J.S., Singel D.J., Loscalso J. Biochemistry of nitric oxide and its redox-activated forms // Science. 1992. Vol. 258. P. 1898-1902.
57. Thannickal V.J., Fanburg B.L. Reactive oxygen species in cell signaling // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol. Physiol. 2000. Vol. 279. P. 1005-1028.
58. Tsou P.-S., Page N.A., Lee S.G. et al. Differential metabolism of organic nitrates by aldehyde dehydrogenase 1a1 and 2: substrate selectivity, enzyme inactivation, and active cysteine sites // The AAPS Journal. 2011. Vol. 13. N 4. P. 548-555.
59. Tuner J., Hodl L. Laser Therapy in Dentistry and Medicine: Prima Books AB, 1996. 156 p.
60. van der Vliet A.., Eiserich J.P., Halliwell B., Cross C.E. Formation of reactive nitrogen species during peroxidase-catalyzed oxidation of nitrite. A potential additional mechanism of nitric oxide-dependent toxicity // J. Biol. Chem. 1997. Vol. 272. P. 7617-7625.
61. van Faassen E., Vanin A.F. (Eds.) Radicals for Life: The Various forms of Nitric Oxide. Elsevier, Amsterdam, 2007.
62. Vanin A.F. Dinitrosyl-iron complexes with thiolate ligands: physico-chemistry, biochemistry and physiology // Nitric Oxide Biol. Chem. 2009. Vol. 21. P. 136-149.
63. Young I.S., Woodside J.V. Antioxidant in health and disease // J. Clin. Pathol. 2001. P. 54. P. 176-186.
Сведения об авторах
Мартусевич Андрей Кимович - к.м.н., профессор РАЕ, с.н.с. отделения экспериментальной медицины ФГБУ «ННИИТО» Минздрава России. E-mail: [email protected].
Ашихмин Сергей Петрович - к.м.н., доцент, зав. кафедрой оперативной хирургии и топографической анатомии, декан лечебного факультета Кировской ГМА.
Перетягин Сергей Петрович - д.м.н., профессор, руководитель отделения экспериментальной медицины ФГБУ «ННИИТО» Минздрава России.
Давыдюк Андрей Викторович - соискатель отделения экспериментальной медицины ФГБУ «ННИИТО» Минздрава России.
