CC BY
49
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА ТА МОРФОЛОГ1Я
УДК 616.152-008.9-092.9:615.916475
Акмов О.6., Ковальова 1.О., Костенко В.О.
ФУНКЦ1ОНУВАННЯ АРГ1НАЗНОГО ТА N0-СИНТАЗН0Г0 ШЛЯХУ МЕТАБОЛ1ЗМУ L-АРГIНIНУ В КРОВ1 ЩУР1В ЗА УМОВ ПОЕДНАНОГО НАДЛИШКОВОГО НАДХОДЖЕННЯ Н1ТРАТУ ТА ФТОРИДУ НАТР1Ю ТА ЗАСТОСУВАННЯ СУСПЕНЗИ НАНОДИСПЕРСНОГО КРЕМНЕЗЕМУ
ВДНЗУ «УкраТнська медична стоматологiчна акаде1^я», м. Полтава
Досл'джено функцонування аргназного та NO-синтазного шляху метабол'зму L-аргiнiну за умов по-еднаного надлишкового надходження штрату та фториду натрiю, за умов поеднаного надлишкового надходження штрату та фториду натрiю та суспензи нанодисперсного кремнезему та окремого надлишкового надходження натрiю штрату та натрю фториду протягом 30 д'б. Встановлено, що надлишкове надходження фториду натрю протягом 30 д'б пдвищуе загальну активнсть N0-синтазного шляху метаболзму L-аргiнiну, але знижуе загальну активн'ють аргназного шляху. Надлишкове надходження штрату натрю знижуе загальну активнсть аргназного шляху. Поеднане надлишкове надходження штрату та фториду знижуе загальну активнсть N0-синтазного шляху ме-табол'зму L-аргiнiну. Застосування суспензи нанодисперсного кремнезему в якост/ сорбенту зб'ть-шуе загальну активнсть N0-синтаз, але знижуе загальну активнсть аргназ. Кпючов1 слова: ытрат натр1ю, фторид натрю, L-аргiнiн, NO-синтаза, арпназа, нанодисперсний кремнезем.
Стаття е фрагментом плановоТ НДР ВДНЗУ «УкраТнська медична сmомаmологiчна академiя» "Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрипщйних факторiв у мехашзмах патологiчного системогенезу" (№ держреестрацц' 0114Ш04941).
Вступ
Ь-арпнш - амшокислота, що в^фграе важпиву роль в гомеостазi людини та шших ссав^в. В ор-ганiзмi Ь-арпнш пщдаеться ферментативному розщепленню за двома основними шляхами. Перший - ЫО-синтазний шлях метаболiзму. Вш регулюеться ферментом ЫО-синтазою (ЕС 1.14.13.39). Видтяють три iзоформи ЫО-синтази: шдуцибельну (iNOS), нейрональну (nNOS) та ендотелiальну (eNOS). Нейрональна
та ендотелiальна ЫО-синтази е Са2+ залежними ферментами, а шдуцибельна ЫО-синтаза е Са2+ незалежною. Важливою особливютю шдуцибе-льноТ ЫО-синтази е те, що вона знаходиться здебтьшого в кл^инах макрофагального типу i активуеться пщ час запалення. Спiльним в дiя-льностi ЫО-синтаз е продукти, що утворюються iз L-аргiнiну за Тх участi: L-цитрулiн та оксид азоту (ЫО). Оксид азоту е важливим бiологiчним регуляторним агентом, що здатен розслабляти гладеньку мускулатуру ендотелш судин, стиму-люючи тим самим кровонаповнення органу. Але у оксиду азоту е i негативн риси, при його взае-моди iз супероксидним анiон-радикалом вщбу-ваеться синтез токсичного метабол^у циклу оксиду азоту - пероксиштриту (ОЫОО-). Пероксиш-трит здатен iнiцiювати перекисне окиснення л^ пiдiв клiтинних мембран, викликаючи цим ушко-
дження кл^ини та ТТ органел. Функцiональний стан ЫО-синтазного шляху метаболiзму L-арпншу детально вивчався в останне десятил^-тя, але в останнi роки все бтьшу увагу привер-тае до себе iнший шлях метаболiзму L-аргiнiну -аргiназний [10,15,16,17]. Цей шлях регулюеться шшою групою ферменлв - аргiназами (ЕС 3.5.3.1) [5], видтяють двi iзоформи аргiнази: ар-гiназа-1 та аргiназа-2 [5]. При активаци арпназо-залежного метаболiзму L-аргiнiну утворюеться сечовина та L-орнiтин. Арпнази та ЫО-синтази е конкурентними ферментами, що конкурують за спiльний субстрат - L-аргiнiн [6,8]. е дат про те, що арпнази в дектька разiв активнiшi (за швид-кiстю реакцii) за ЫО-синтази. Але у фiзiологiчних умовах переважае ЫО-синтазний шлях метабо-лiзму L-аргiнiну. Це пов'язане з шпбп~орним впливом одного iз продуктiв ЫО-синтазного шляху - оксиду азоту. При достатнш його ктько-стi аргiнази залишаються практично неактивни-ми [8]. Слiд зазначити, що ЫО-синтазний шлях метаболiзму L-аргiнiну е не единим джерелом ендогенного оксиду азоту. 1снуе також i штрат-нiтрит редуктазний шлях утворення оксиду азоту, що е значно потужншим [2,7,11,12,13,14]. Тому в останн роки проводяться дослiдження iз вивчення функци цього шляху отримання оксиду азоту в нормi та при рiзних патологiчних станах [11,12,13,14]. Активацш цього шляху проводять
введенням в оргашзм екзогенних штралв (N0^) [12,13,14]. При цьому йде Тх перетворення спо-чатку у штрити (N02-), а потiм iз нiтритiв утворю-еться безпосередньо оксид азоту (N0 ) [7,11]. Деяк речовини, наприклад, юни фтору, при надлишковому надходженнi здатнi збiльшувати генерацiю супероксидних анiон-радикалiв, ство-рюючи при цьому умови, за яких оксид азоту ще не на виконання регуляторних функцш, а на синтез пероксиштриту [9]. е iнформацiя про ефек-тивнi сорбцiйнi якостi суспензи нанодисперсного кремнезему по вiдношенню до юшв фтору та ш-трат-шошв [1]. На даний час недостатньо вивче-но функцiонування аргiназного шляху метабол^ зму L-аргiнiну за умов надлишкового надхо-дження iонiв фтору та поеднаноТ фторидно-штратноТ штоксикаци. Функцiонування N0-синтазного шляху метаболiзму L-аргiнiну за умов поеднаного надлишкового надходження ш-трату та фториду натрш також вивчено в недо-статнiй мiрi. В роботi вперше вивчаеться функ-цiонування аргiназного та N0-синтазного шляхiв за умов застосування нанодисперсного кремнезему у виглядi 5 % суспензiТ на 0,5 % полiетиле-ноксидi-400 (ПЕО-400).
Мета роботи
Дослщити змiни у функцюнальному станi N0-синтазного та арпназного шляху метаболiзму L-аргiнiну в кровi щурiв за наступних умов: при надмiрному введеннi надлишковоТ ктькосл шт-рату натрiю; за умов надлишкового надходження юшв фтору; за умов поеднаного надлишкового надходження фториду та штрату натрщ за умов поеднаного надлишкового надходження фториду та штрату натрш та застосуванш 5 % суспензи нанодисперсного кремнезему на 0,5 % ПЕО-400 в якост сорбенту.
Матерiали та методи
Дослщи проведен на 61 статевозртому щурi лiнiТ Вютар обох статей вагою 200-250 г., яких утримували за стандартних умов вiварiю. Хрош-чне надлишкове надходження штралв та фто-ридiв та Тх поеднане надходження моделювали шляхом введення нiтратiв через шлунковий зонд iз розрахунку 500 мг/кг, фторидiв iз розрахунку 10 мг/кг. Загальний об'ем введено' рщини за один раз не перевищував 1 мл для запоб^ання перерозтягнення шлунку щурiв. Ытрати та фто-риди вводили протягом 30 дшв. Всi машпуляци проводились згiдно «европейськоТ конвенцiТ про захист хребетних тварин, що використовуються для дослiдних та шших наукових цтей». Виве-дення тварин iз експерименту проводилось пщ тiопенталовим наркозом шляхом забору кровi iз правого шлуночка серця, ця кров в подальшому використовувалась для проведення бiохiмiчних дослiджень. Тварини були роздтеш на чотири групи :
1) перша - штактш тварини, що утримувались за стандартних умов вiварiю, 10 тварин.
2) друга - тварини, яким натщесерце вводили через шлунковий зонд розчин натрш фториду iз розрахунку 10 мг/кг, 12 тварин.
3) третя - тварини, яким натщесерце вводили через шлунковий зонд розчин натрш штрату iз розрахунку 500 мг/кг, 14 тварин.
4) четверта - тварини, яким натщесерце вводили через шлунковий зонд розчин, що мютить натрш штрату та фториду iз розрахунку 500 мг/кг та 10 мг/кг вщповщно, 15 тварин.
5) п'ята - тварини, яким натщесерце вводили через шлунковий зонд розчин, що мютить натрш штрату та фториду iз розрахунку 500 мг/кг та 10 мг/кг вщповщно, а по™ через 5 хв. вводили 5 % суспензш нанодисперсного кремнезему на 0,5 % ПЕ0-400 iз розрахунку 100 мг/кг дшчоТ речови-ни, 10 тварин.
Загальну N0-синтазну активнють визначали за рiзницею концентраци штрилв при шкубаци проби протягом 30 хв. при t=37°С в присутност 1 тМ розчину НАДФН2 та 320 тМ розчину L-аргшшу (шкубацшне середовище) в трис-буферi (рН=7,4). Практично загальну активнiсть N0-синтази визначали наступним чином: до 0,2 мл попередньо гемолiзованоТ кровi додавали 2,5 мл буферного розчину, 0,3 мл 320 тМ розчину L-аргшшу та 0,1 мл 1 тМ розчину НАДФН2 . Пюля перемiшування вiдбирали 0,2 мл для визначен-ня вихщноТ концентрацiТ штрилв. Пiсля iнкубацiТ реакцiю зупиняли внесенням 0,02 мл 0,02% розчину натрш азиду. Вщбирали 0,2 мл для визна-чення кiнцевоТ концентраци штрилв.
Концентрацiю нiтритiв визначали по кольоро-вiй реакцiТ iз сульфашловою кислотою та 1-нафтилендiамiном [3]. До 0,2 мл проби додавали 1 мл 1% сульфашловоТ кислоти, пюля шкубаци протягом 10 хв. в темному мюц при температурi t=20°С додавали 1 мл 1% розчину 1-нафтилендiамiну та шкубували при температурi t=20°С 10 хв. Полм вiдбирали 2 мл рщини та фотометрували в кювет iз довжиною оптичного шляху 10 мм проти води при довжиш хвилi 540 нм. Залежнiсть поглинання кольоровими сполу-ками вiд концентрацii лшшна. Коефiцiент моляр-ноТ екстинкци для дiазосполук, що утворились в реакци сульфанiловоТ ксилоти, нiтритiв та 1-нафтилендiаму при довжинi хвилi в 540 нм скла-дае £ = 4,0104 лмоль-1см-1.
Загальну активнють арпназного шляху визначали за приростом концентраци L-орнiтину, пюля 20-годинноТ шкубаци в фосфатному буферному розчиш (рН=7,0) та присутностi 0,024 М розчину L-аргiнiну [4]. Попередньо необхщно ви-значити початковий вмют L-орнiтину. Для цього до 0,1 мл гемолiзованоТ сироватки кровi додавали 0,7 мл буферного розчину, пюля чого до неТ необхщно додати 0,1 мл ншгщринового реактиву
[4] та кип'ятили на водянiй 6aHÍ протягом 1 годи-ни для розвитку кольоровоТ реакц^. noTiM дода-емо 1 мл 20% трихлороцтовоТ кислоти для оса-дження бiлкiв. Пробу центрифугують при 3000 об./хв. протягом 45 хв., 1 мл надосадовоТ рiдини фотометрують у кюветi Í3 довжиною оптичного шляху 10 мм проти води при довжиш хвилi 500 нм. Для визначення кшцевого вмiсту L-орнiтину до 0,1 мл гемолiзованоТ сироватки кровi додавали 0,5 мл буферного розчину та 0,2 мл 0,024 М розчину L-аргшшу. Проба шкубуеться протягом 20 год. при t=37°C. Пюля чого до нет необхщно додати 0,1 мл ншгщринового реактиву [4] та кип'ятити на водянш банi протягом 1 години для розвитку кольоровоТ реакци. Полм додаемо 1 мл 20% трихлороцтовоТ кислоти для осадження бт-мв. Пробу центрифугують при 3000 об./хв. протягом 45 хв., 1 мл надосадовоТ рщини фотометрують у кювет iз довжиною оптичного шляху 10 мм проти води при довжиш хвилi 500 нм. Залеж-нють поглинання вщ концентраци кольорових речовин лшшна, коефiцiент молярноТ екстинкцiТ для продуктв реакци L-орнiтину iз нiнгiдрином е = 1,1104 лмоль-1см-1.
Ва хiмiчнi сполуки були хiмiчно чист та придбанi у рiзних постачальнимв хiмiчноТ сировини для ла-бораторй Спектрофотометричнi дослiдження проводились на фотометрi Solar (Бiлорусь).
Результати дослщжень пiддавались статис-тичнiй обробцi. Осктьки результати в кожнiй групi були розподтеш нормально (за результатами тесту Шашро-Утка) i вибiрки були гомоген-нi (негативний результат тесту Левена на гомо-геннiсть варiант), то для аналiзу статистичноТ значущост результатiв був використаний пара-метричний метод дисперсшного аналiзу (ANOVA) та вторинний аналiз за Тюкеем-Крамером для виявлення статистичноТ значущо-ст рiзницi результатiв мiж кожною окремою гру-пою. Для уникнення феномену множинного пор^
вняння була внесена поправка за методом Бон-ферош. Рiзницю вважали статистично значущою при р<0,05. Статистична обробка проводилась за допомогою пакету Excel та розширення RealStatistic. Данi представленi у виглядi серед-нiх арифметичних та стандартно!' похибки.
Результати та 1х обговорення
Аналiз результатiв по вивченню стану NO-синтазного та аргiназного шляху метаболiзму L-аргiнiну при надмiрнiй активацiT нiтрат-нiтрит ре-дуктазного шляху утворення оксиду азоту при введенш надлишковоТ кiлькостi нiтрату натрiю показав зниження загально''' аргiназноT активнос-т на 56% (p<0,01). Цi даш свiдчать про те, що за умов наявност надлишку екзогенних штратв ш-трат-нiтритредуктазна система бере на себе ос-новне навантаження по синтезу оксиду азоту, а осктьки оксид азоту наявний у великих ктькос-тях, то аргшазний шлях шпбуеться [6,8]. При введеннi надлишковоТ ктькосп фториду натрiю спостерiгалось пщвищення загально! активностi NO-синтаз на 59% (p<0,01), але одночасно спо-стер^аеться зниження активностi аргiназ на 80% (p<0,01). Цi змiни пояснюються, з одного боку, переходом частини оксиду азоту в токсичний пероксиштрит [9], що призводить до активiзацiT NO-синтаз; з шшого боку, оскiльки NO-синтази та аргiнази е конкурентами за L-аргшш, то над-мiрна активiзацiя NO-синтаз призведе до вщсут-ност субстрату у аргiназ [15]. При поеднаному надлишковому надходженнi нiтрату та фториду натрш загальна активнiсть NO-синтаз знизилась на 46% (р<0,01), у той час як загальна активнють арпназ статистично значуще не змшилась. Ви-користання у якостi сорбцшного засобу суспензи нанодисперсного кремнезему при поеднаному надлишковому надходженш нiтрату та фториду натрш збiльшуе загальну активнють NO-синтаз на 44% (р<0,01), одночасно знижуючи при цьому активнiсть арпназ на 47% (р<0,01).
Таблиця 1
Функциональна активнють шляхiв метаболiзму L-apeiHiHy, (М±т)
Групи Загальна активнють NOS, мккат/л Загальна арпназна активнiсть, мккат/л
1нтактш (n=10) 193,75±33,3 27,35±5,4
Введення натрю фториду 10 мг/кг, 30 AÍ6 (n=12) 307,85±17,84* 6,53±0,52*
Введення натрю штрату 500 мг/кг, 30 дiб (n=14) 156,85±17,44 12,19±1,34*
Введення натрiю фториду 10 мг/кг та натрю штрату 500 мг/кг, 30 дiб (n=15) 104,19±14,12* 21,94±3,49
Введення натрю фториду 10 мг/кг та натрю нгграту 500 мг/кг та суспензи нанодисперсного кремнезему 100 мг/кг, 30 дiб (n=10) 279±8,21* 14,44±0,7*
* - данi статистично значуще вiдрiзняються вiд контролю з Висновки
Хрошчне надлишкове введення фториду на-трш у ктькосп 10 мг/кг пщвищуе загальну активнють NO-синтаз, одночасно зменшуючи загальну активнють арпназ. При хрошчному надлишковому введенш штрату натрiю у ктькосп 500 мг/кг загальна активнють NO-синтаз статистично значуще не змшюеться, а загальна активнють
р<0,01
арпназ зменшуеться. Поеднана активацiя штрат-штрит редуктазноТ системи iз оксидацiйним стресом знижуе загальну активнють NO-синтаз, але статистично значуще не впливае на активнють арпназ. Використання суспензи нанодисперсного кремнезему у якост сорбцшного засобу пщвищуе активнють NO-синтаз та знижуе активнють арпназ.
Лпература
1. НЩак О.В. Експериментальне обфунтування доцтьност вико-ристання суспензи нанодисперсного кремнезему як сорбцшного засобу : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук : спец. 14.03.05 «Фармаколопя» // О.В. НЩак. - К., 2009. -23с.
2. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих / [В.П. Реутов, Е.Г. Сорокина, В.Е. Охотин и др.] // М. : Наука, 1998. - 157 с.
3. Солодков А.П. Фотометрический метод определения нитратов и нитритов в биологических жидкостях / А.П. Солодков, И.С. Веремей, С.С. Осодчук [и др.]// Рекомендации МЗО Беларусь -2001, Рег. №91-0008
4. Храмов В.А. Модификация метода определения орнитина по Chinard и ее использование для количественного определения сывороточной аргиназы / В.А. Храмов, Г.Г. Листопад // Лабораторное дело. - 1973. - №10. - С 591-592.
5. Ash D.E. Arginase: a binuclear manganese metalloenzyme / D. E. Ash, J. D. Cox, and D. W. Christianson // Metal Ions in Biological Systems. -2000. - №37. - P.407-428.
6. Berkowitz D.E. Arginase reciprocally regulates nitric oxide synthase activity and contributes to endothelial dysfunction in aging blood vessels / D. E. Berkowitz, R. White, D. Li [et al.] // Circulation. -2003. - №108. - P.2000-2006.
7. Carlstrom M. Cross-talk Between Nitrate-Nitrite-NO and NO SynthasePathways in Control of Vascular NO Homeostasis / M. Carlstrom, M. Liu, T. Yang [et al.] // Antioxidants & Redox Signaling. - 2015. - №23. - P.295-306.
8. Durante W. Arginase: a critical regulator of nitric oxide synthesis and vascular function / W. Durante, F. K. Johnson, R.A. Johnson // Clin. and Exp. Pharmac. & Physiol. - 2007. - № 34. -P. 906-911.
9. Decreau R.A. Three toxic gases meet in the mitochondria [Electronic resource] / R.A. Decreau, J.P. Collman // Front Physiol. - 2015. №6(210) Access mode: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4542460/
10. Gronros J. Arginase inhibition improves coronary microvascular function and reduces infarct size following is chaemiareperfusion in a rat model / J. Gronros, A. Kiss, M. Palmer et al. // Acta Physiologica. - 2013. - №208. - P.172-179.
11. Jansson E.A. A mammalian functional nitrate reductase that regulates nitrite and nitric oxide homeostasis / E.A. Jansson, L. Huang, R. Malkey et al. // Nat. Chem. Biol. - 2008. - №4. - P.411-417.
12. Jin L. Active secretion and protective effect of salivary nitrate against stress in human volunteers and rats / L. Jin, L.Qin, D. Xia [et al.] // Free Radic. Biol. Med. - 2013. - №57. - P.61-67.
13. Lundberg J.O. Inorganic nitrate is a possible source for systemic generation of nitric oxide / J.O.Lundberg, M. Govoni // Free Radic. Biol. Med. - 2004. - №37. - P.395-400.
14. Lundberg J.O. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. / J.O. Lundberg, E. Weitzberg, M.T. Gladwin // Nat. Rev. Drug Discovery. - 2008. - № 7. - Р.156-167.
15. Pernow J. Arginase as a potential target in the treatment of cardiovascular disease: reversal of arginine steal / J. Pernow, C. Jung // Cardiovas. Res. - 2013. - № 98. - P.334-343.
16. Sikka G. Contribution of arginase activation to vascular dysfunction in cigarette smoking / G. Sikka, D. Pandey, A. K. Bhuniya [et al.] // Atherosclerosis. - 2013. - № 231. - P. 91-94.
17. Shin W.S. Increased arginase II activity contributes to endothelial dysfunction through endothelial nitric oxide synthase uncoupling in aged mice / W. S. Shin, D. E. Berkowitz, S.W. Ryoo // Experimental & Molecular Medicine. - 2013. - №44. - P.594-602.
References
1. Nicak O.V. Eksperimental'ne obfruntuvannja docil'nosti vikoristannja suspenzi'' nanodispersnogo kremnezemu jak sorbcijnogo zasobu : avtoref. dis. na zdobuttja nauk. stupenja kand. med. nauk : spec. 14.03.05 «Farmakologija» // O.V. Nicak. - K., 2009. - 23s.
2. Ciklicheskie prevrashhenija oksida azota v organizme mlekopitajushhih / [V.P. Reutov, E.G. Sorokina, V.E. Ohotin i dr.] // M. : Nauka, 1998. - 157 s.
3. Solodkov A.P. Fotometricheskij metod opredelenija nitratov i nitritov v biologicheskih zhidkostjah / A.P. Solodkov, I.S. Veremej, S.S. Osodchuk [i dr.]// Rekomendacii MZO Belarus' - 2001, Reg. №910008
4. Hramov V.A. Modifikacija metoda opredelenija ornitina po Chinard i ee ispol'zovanie dlja kolichestvennogo opredelenija syvorotochnoj arginazy / V.A. Hramov, G.G. Listopad // Laboratornoe delo. - 1973.
- №10. - S 591-592.
5. Ash D.E. Arginase: a binuclear manganese metalloenzyme / D. E. Ash, J. D. Cox, and D. W. Christianson // Metal Ions in Biological Systems. -2000. - №37. - P.407-428.
6. Berkowitz D.E. Arginase reciprocally regulates nitric oxide synthase activity and contributes to endothelial dysfunction in aging blood vessels / D. E. Berkowitz, R. White, D. Li [et al.] // Circulation. -2003. - №108. - P.2000-2006.
7. Carlstrom M. Cross-talk Between Nitrate-Nitrite-NO and NO SynthasePathways in Control of Vascular NO Homeostasis / M. Carlstrom, M. Liu, T. Yang [et al.] // Antioxidants & Redox Signaling. - 2015. - №23. - P.295-306.
8. Durante W. Arginase: a critical regulator of nitric oxide synthesis and vascular function / W. Durante, F. K. Johnson, R.A. Johnson // Clin. and Exp. Pharmac. & Physiol. - 2007. - № 34. -P. 906-911.
9. Decreau R.A. Three toxic gases meet in the mitochondria [Electronic resource] / R.A. Decreau, J.P. Collman // Front Physiol.
- 2015. №6(210) Access mode: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4542460/
10. Gronros J. Arginase inhibition improves coronary microvascular function and reduces infarct size following is chaemiareperfusion in a rat model / J. Gronros, A. Kiss, M. Palmer et al. // Acta Physiologica. - 2013. - №208. - P.172-179.
11. Jansson E.A. A mammalian functional nitrate reductase that regulates nitrite and nitric oxide homeostasis / E.A. Jansson, L. Huang, R. Malkey et al. // Nat. Chem. Biol. - 2008. - №4. - P.411-417.
12. Jin L. Active secretion and protective effect of salivary nitrate against stress in human volunteers and rats / L. Jin, L.Qin, D. Xia [et al.] // Free Radic. Biol. Med. - 2013. - №57. - P.61-67.
13. Lundberg J.O. Inorganic nitrate is a possible source for systemic generation of nitric oxide / J.O.Lundberg, M. Govoni // Free Radic. Biol. Med. - 2004. - №37. - P.395-400.
14. Lundberg J.O. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. / J.O. Lundberg, E. Weitzberg, M.T. Gladwin // Nat. Rev. Drug Discovery. - 2008. - № 7. - R.156-167.
15. Pernow J. Arginase as a potential target in the treatment of cardiovascular disease: reversal of arginine steal / J. Pernow, C. Jung // Cardiovas. Res. - 2013. - № 98. - P.334-343.
16. Sikka G. Contribution of arginase activation to vascular dysfunction in cigarette smoking / G. Sikka, D. Pandey, A. K. Bhuniya [et al.] // Atherosclerosis. - 2013. - № 231. - P. 91-94.
17. Shin W.S. Increased arginase II activity contributes to endothelial dysfunction through endothelial nitric oxide synthase uncoupling in aged mice / W. S. Shin, D. E. Berkowitz, S.W. Ryoo // Experimental & Molecular Medicine. - 2013. - №44. - P.594-602.
Реферат
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ АРГИНАЗНОГО И NO-СИНТАЗНОГО ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА L-АРГИНИНА В КРОВИ КРЫС В УСЛОВИЯХ СОЧЕТАННОГО ИЗЛИШНЕГО ПОСТУПЛЕНИЯ НИТРАТА И ФТОРИДА НАТРИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СУСПЕНЗИИ НАНОДИСПЕРСТНОГО КРЕМНЕЗЕМА Акимов О.Е., Ковалёва И.А., Костенко В.А.
Ключевые слова: нитрат натрия, фторид натрия, L-аргинин, NO-синтаза, аргиназа, нанодисперстный кремнезем.
Исследовано функционирование аргиназного и NO-синтазного пути метаболизма L-аргинина в условиях сочетанного излишнего поступления нитрата и фторида натрия и использования суспензии нанодисперстного кремнезема и отдельного поступления нитрата и фторида натрия в течении 30 дней. Установлено, что излишнее поступление фторида натрия в течении 30 суток повышает общую активность NO-синтазного пути метаболизма L-аргинина, но снижает общую активность аргиназного пути. Излишнее поступление нитрата натрия снижает активность аргиназного пути. Сочетанное поступление нитрата и фторида натрия снижает общую активность NO-синтазного пути метаболизма L-аргинина. Использование суспензии нанодисперстного кремнезема увеличивает общую активность NO-синтаз, но снижает активность аргиназ.
Summary
FUNCTIONING OF ARGINASE AND NO-SYNTHASE DEPENDENT METABOLISM OF L-ARGININE UNDER EXCESSIVE SODIUM NITRATE AND FLUORIDE INTAKE AND APPLICATION OF NANOSIZED SILICA SOLUTION Akimov O. ., Kovaliova I.O., Kostenko V.O.
Key words: sodium nitrate, sodium fluoride, L-arginine, arginase, NO-synthase, nanosized silica
The article describes changes in functioning of arginase dependent and NO-synthase (NOS) dependent pathways of L-arginine metabolism under conditions of chronic excessive intake of sodium nitrate and sodium fluoride, chronic excessive intake of sodium nitrate and sodium fluoride and usage of nanosized silica solution, separate intake of sodium nitrate and sodium fluoride for 30 days. It was estimated that Excessive intake of sodium fluoride increases the general activity of NOS dependent pathway and decreases activity of arginase dependent pathway. Excessive intake of sodium nitrate also decreases arginase dependent pathway. Combined excessive intake of sodium nitrate and sodium fluoride decreases general activity of NOS dependent pathway. The application of nanosized silica solution during the course of chronic excessive intake of both sodium nitrate and fluoride increases general NOS activity and decreases general arginase activity.
УДК 340.624.6:616.24-018:577.175.823/.824 Артеменко О.1.
ОСОБЛИВОСТ1 РОЗПОД1ЛУ ВМ1СТУ В1ЛЬНИХ ФРАКЦ1Й Б1ОГЕННИХ АМ1Н1В (Г1СТАМ1НУ ТА СЕРОТОН1НУ) В ЛЕГЕНЕВ1Й ТКАНИН ЛЮДИНИ
Нацюнапьний медичний ушверситет iMeHi О.О.Богомольця
OmpuMaHi в ходi досл'дження результати показали, що '¡снуе статистично досто&рна р1'зниця м'ж вмстом вльних фрак^й богенних амМв гiстамiну та серотонну в рiзних в'дд'шах леген'в. В той же час, в симетричних длянках легень !х вмст майже однаковий. Якщо вмст б'югенних амМв у фрагментах з верх'ток легень умовно визначити за вих'дний 100%, то р'тень гiстамiну в фрагментах з середнх та нижнix долей е вищим на 18,88 та 5,22% вдповдно. Вмст вльного серотонну в аналог'чних фрагментах середнх та нижнix долей також е вищим на 10,43 та 4,21 %. Таким чином, вмст вльних фрак^й гiстамiну та серотонну в д'тянках рiзниx долей легень мае суттев коли-вання. В той же час, в симетричних длянках право)' та лiвоï легенi коливання вмсту б'югенних амi-нв за коефiцiентом вар'аци незначн (р >0,05). Отже, для досл'дження кльксного вмсту богенних амМв в легеневш тканин доцльно вилучати ïï зразки з центрально'!' частини легенi. Кпючов1 слова: пстам1н, серотоын, легенев1 тканини, бюгены ам1ни.
Вступ
Бюгенш амши в^грають ключову роль в ба-гатьох фiзiологiчних та патолопчних процесах, що переб^ають в органiзмi людини.
Численними науковими дослщженнями вста-новлено, що гютамш i серотонш являються тка-нинними гормонами, медiаторами нервовоТ сис-теми, стимуляторами та шпб^орами внутрш ньокл^инних, тканинних та органних перетво-рювань. Реакци, що викликаються бюгенними амшами, нерщко виходять за межi гомеостазу та обумовлюють розвиток патолопчних порушень i ушкоджень як в окремих органах, так i в цтому оргашзмк [2,3,4,7]
Пстамш та серотонш - постшна складова майже вах оргашв, тканин, рщких середовищ та видтень оргашзму людини. Дтянками найбть-шоТ Тх концентраци являються шфа, шлунково-кишковий тракт та легеш, тобто тканини, що кон-тактують з зовшшшм середовищем. Найбтьшу ктькють серотоншу в органiзмi людини та тва-рин виявлено в тканинах шлунково-кишкового тракту, в значних ктькостях - в тучних кл^инах шфи, тканиш легень, селезшщ нирках. Також серотонш в значних ктькостях виявляють в нер-вовш тканиш.
В тканинах бюгенш амши представлен в
трьох фрак^ях: втьнш, яка екстрагуеться фiзiо-лопчним розчином, кислотно-екстрагованш та зв'язанш з тканинами, яка може бути отримана ттьки пюля гiдролiзу тканини. Встановлено, що фiзiологiчна активнють бюгенних амЫв пов'язана саме з Тх втьною фрак^ею. Досте-менно вiдомо, що вмют бiогенних амiнiв (гютам^ ну та серотоншу) в межах одного органу, напри-клад, в ш^ та головному мозку, непостшний та мае мозаТчний характер розподiлу. [1,5]
Легеш людини, окрiм дихальноТ функци, також виконують функцш пiдтримання гомеостазу цтоТ низки бiологiчно активних речовин (БАР), що циркулюють в кровк Причому, вони здшсню-ють контроль за рiвнем ендогенних БАР. Легеш актившше, нiж печiнка, метаболiзують серотонш та простагландши, в меншiй мiрi - норадреналiн, i практично не шактивують адреналiн, дофамiн, ДОФА, пстамш. Значну роль в метаболiзмi БАР легенями в^грае транспортно-поглинальний механiзм, необхщний для того, щоб бiологiчна субстан^я досягла iнактивуючих ферментiв, ро-змщених внутрiшньоклiтинно. При цьому, окремi речовини можуть тимчасово депонуватися, а по-тiм iнактивуватися ферментами. Зокрема, в ле-генях так iнактивуються норадреналш та серо-тонiн. [6]
