CC BY
11
BiCHHK Украгнсъког медичног стоматологгчног акадежш
УДК 616.13-004.6-092.9:615.916'175
NO-СИНТАЗНИЙ MEXAHI3M РЕГУЛЯЦ11 ЕНЕРГЕТИЧНОГО 0БМ1НУ В А0РТ1 Х0М'ЯК1В ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АТЕР0АРТЕР10СКЛЕР0ЗУ НА ТЛ1 ХР0Н1ЧН01 1НТ0КСИКАЦП Н1ТРАТ0М НАТР1Ю
Щиров О.В.
ВДНЗУ "Украшська медична стоматолопчна академ1я"
В експериментг на 45 золотистих cipi-йсъких хом'яках виявлено, що eidmeopeHHH холестеринового та пероксидного атероартерюсклерозу на mлi хротчног ттоксикацп ттратом натрт ктотно знижуе ресинтез АТР та енергетичний потенщал у тканинах аорти хом'ятв. Змен-шення утворення оксиду азоту тдуцибелъною NO-синтазою за цих умов обмежуе зниження енергетичного потенщалу. При цъому введення Ь-аргтту ктотно не впливае на вмкт i cniввiд-ношення aдeнiннуклeomuдiв.
Ключов1 слова: атероартер'юсклероз, аорта, NO-синтазний механизм
день протягом перебування тварин на холесте-
Вступ
Зпдно ¡з сучасними науковими даними, не за-лишае сумыву той факт, що порушенню функцн онування циклу оксиду азоту належить одна ¡з головних ролей у патогенез! атеросклерозу. Проте, д1я цюТ молекули е вкрай неоднозначною \ залежить вщ цтоТ низки фактор^ (концентраций одночасного вивтьнення ¡нших бюлопчно активних сполук, структурного та функцюналь-ного стану судин) [3,6,15]. Нез'ясованими зали-шаються питання ефект1в оксиду азоту, який утворюеться внаслщок метабол^му неорганн-них ытросполук екзогенного походження, зокре-ма на енергетичний обмн у ст1нц1 аорти. Також залишасться недослщженим за цих умов функ-цюнальний стан ЫО-синтаз на бюенергетичы процеси в аорталы-нй ст1нц1. Вщомо, що ряд ме-хаызмв атерогенезу (¡нфтьтрац1я, м1граця, прол1фераця, ендоцитоз, синтез \ секрецт поза-штинних компонента сполучноТ тканини) е ене-ргозалежними [1]. В той же час, бюенергетична недостатнють вважаеться важпивим фактором патогенезу склеротичних змш при атеросклероз! [1].
Метою цюТ роботи було дослщження залежно-ст1 м1ж змненою активнютю ыО-синтаз та вмю-том \ стввщношенням аденннукпеотидв у тканинах аорти хом'яюв за умов моделювання холестеринового (ХС-ААС) та пероксидного (П-ААС) атероартерюсклерозу на тл1 хроннноТ ¡н-токсикаци ытратом натр1ю.
Матер1али та методи
Дослщження були проведен! на 45 золотистих армських хом'яках масою 130-190 г. У першм сери необхщы показники вивчали у ¡нтактних тварин (контрольна сер1я); у друг1й серп - пюля моделювання ХС-ААС на тл1 хроннноТ ¡нтокси-каци ытратом натр1ю (90 д1б) з введениям час-тин! тварин неселективного ¡нпб1тору ЫО-синтаз метилового еф1ру н1тро-Ь-арг1н1ну (Ь-ЫАМЕ) (внутр1шньоочеревинно в доз1 5 мг/кг 1 раз у ти-ждень протягом перебування тварин на холес-териновм д1ет1), селективного ¡нг1б1тору ¡ндуци-бельноТ ыО-синтази (¡ЫОЭ) амногуанщину (вну-тр1шньоочеревинно в доз1 10 мг/кг протягом перебування тварин на холестериновм д1ет1) та субстрату ЫО-синтазноТ реакци - Ь-арг1н1ну (у доз1 100 мг/кг маси ¡нтрагастрально 1 раз у тиж-
риновм flicTi); у третм cepii - теля моделювання П-ААС на тл1 хроннноТ ¡нтоксикацп ытратом на-тр1ю (90 fli6) з введениям частиы тварин L-NAME, амшогуанщину та L-apriHiHy у наведених вище дозах.
Хроннну ¡нтоксикацю ытратом натр1ю вщтво-рювали шляхом щоденного введения ытрату натр1ю з Тжею у доз1 200 мг/кг протягом 90 fli6. ХС-ААС вщтворювали шляхом додавання до рацюну холестерину ¡з розрахунку 200 мг/кг на добу протягом 60 дыв [5]. П-ААС моделювали шляхом перебування хом'яюв протягом 60 fli6 на натвнатуральному безантиоксидантному рацю-Hi, у екпадових компонентах якого вщеуты BiTa-м1ни Е, С, Р та мало ненасичених жирних кислот [5]. Хом'яювдекаттували пщ еф1рним наркозом.
Вм1ст аденозинтрифосфату (ATP) визначали за методом E.Beutler [11], в основ! якого знахо-диться вим1рювання оптичноТ густини реагуючих речовин, яка пропорцмна вмюту ATP у npo6i. BMicT аденозинди- та монофосфату (ADP i AMP) визначали за методом D.Javoreck et al. [12] в однм npo6i за допомогою сполучених реакцм. На основ! одержаних результат^ обчислювали значения енергетичного потенщалу (ЕП) за формулою D.E.Atkinson [10].
Отримаы даы оброблеы вар1ацмно-статистичним методом з використанням крите-pira Ст'юдента.
Результати та обговорення
За умов моделювання ХС-ААС на тл1 хроннноТ ¡нтоксикацп ытратом натр1ю (табл. 1) концентра-ци АТР та ADP зменшуються вщповщно на 45.8% (р<0,001) та 41.5% (р<0,001), енергетичний потенцал - на 46.3% (р<0,001). BMicT AMP зростае на 41.2% (р<0,01).
Введения неселективного (L-NAME) та селективного (амшогуанщин) ¡Hri6iTopiB NO-синтазноТ реакци викпикае неоднозначн1 зм1ни nepe6iry б1оенергетичних процеав в тканинах аорти хом'як1в за умов експериментального холестеринового атероартерюсклерозу та хроычноТ ¡н-токсикац|| н1тратом натр1ю (90 fli6).
Так, уведення неселективного ¡Hri6iTopa NO-синтаз L-NAME викпикае достовфне зниження енергетичного потенщалу на 7.5% (р<0,02). У той же час уведення селективного ¡нпбтора
Актуальт проблеми сучасно! медицини
iNOS амногуанщину супроводжуеться пщви- енергетичного потенцалу (на 40.3%, р<0,001). щенням концентраци АТР (на 38.5%, р<0,01) та
Таблиця 1.
Вплив пригн/чення та ¡ндукцп NO-синтаз на вм'ют та сп/вв/дношення аден/ннуклеотид/в у тканинах аорти за умов експе-риментального холе стеринового атероартер'юсклерозу на тл': хрон'нноТ ¡нтоксикацпн':тратом натр1ю (M+m, n=25)
Показники 1нтактна ХС-ААС + н1трат XC-AAC + HiTpaT + XC-AAC + HiTpaT + XC-AAC + HiTpaT + L-apriHiH
група (90 д!б) L-NAME ам1ногуан1дин
АТР, мкмоль/г 0.24+0.01 0.13+0.01* 0.12+0.01* 0.18+0.01*/** 0.15+0.02*
ADP, мкмоль/г 0.41+0.02 0.24+0.02* 0.22+0.02* 0.30+0.02* 0.28+0.05*
AMP, мкмоль/г 0.85+0.02 1.20+0.10* 1.22+0.11* 0.99+0.06 1.16+0.20
Сума аденЫнуклео-тидш, мкмоль/г 1.50+0.07 1.57+0.13 1.56+0.14 1.47+0.09 1.58+0.28
Енергетичний потенцшл 0.296+0.003 0.159+0.003* 0.147+0.003*/** 0.223+0.08*/** 0.182+0.022*
Примака. У табл. 1-2: * - р<0,05 у пор1внян1-п з ¡нтактною гр; ААС та 90-добового введения штрату
Це, вочевидь, свщчить р1зну спрямованють ефект1в ¡ндуцибельноТ та конституцюнальних ыО-синтаз щодо енергетичного обмну у кп1ти-нах.
В той же час, застосування Ь-арг1н1ну не при-зводить до достов1рних змш вмюту та стввщно-шення аденннуклеотид1в в тканинах аорти за умов експериментального ХС-ААС та хроннноТ ¡нтоксикаци ытратом натр1ю (90 д1б).
3 даних л1тератури вщомо, що кальцмнезале-жна ¡зоформа ¡ЫОЭ, що ¡ндукуеться цитокшами, вивтьняс N0 у 100-1000 раз1в бтьш ¡нтенсивно, ыж постмно експресована у кл1тинах ендотел1ю кальцмзалежна ендотел1альна ЫО-синтаза, що цтком псуе характер \ спрямованють ди оксиду азоту [3,13].
Велика ктькють N0 здатна порушувати осно-
тварин; ** - р<0,05 у пороняны з даними cepii з вщтворенням
BHi шляхи енергоутворення у судиннм стнц -анаеробний глколЬ (через прип-лчення глщера-льдегщ-3-фосфатдегщрогенази), цикл Кребсу глколЬ (через прип-лчення акоытази та сукцина-тдегщрогенази), тканинне дихання (через при-гннення NADH-убшнонредуктази та цитохром1в) [2,6,14].
Порушення бюенергетичних процеав може бути опосередковано пероксиытритом, що утво-рюеться в реакци з супероксидним анюн-радикалом [16].
За умов моделювання П-ААС на тл1 хроычноТ ¡нтоксикаци ытратом натр1ю (табл 2) концентраци АТР та ADP зменшуються вщповщно на 58.3% (р<0,001) та 56.1% (р<0,01), енергетичний потенцал - на 57.8% (р<0,001).
Таблиця 2.
Вплив пригн/чення та iндукцп NO-синтаз на вм'ют та сп/вв/дношення аден/ннуклеотид/в у тканинах аорти за умов експериментального пероксидного атероартер'юсклерозу на тл\хрон/чно! ¡нтоксикаци HimpamoM натрю (M+m, n=25)
Показники 1нтактна група П-ААС + HiTpaT (90 д!б) П-ААС + HiTpaT + L-NAME П-ААС + HiTpaT + амЫо-гуан1дин П-ААС + HiTpaT + L-apriHiH
ATP, мкмоль/г 0.24+0.01 0.10+0.02* 0.10+0.01* 0.16+0.01*/** 0.12+0.03*
ADP, мкмоль/г 0.41+0.02 0.18+0.05* 0.19+0.02* 0.29+0.02* 0.23+0.07*
AMP, мкмоль/г 0.85+0.02 1.23+0.34 1.34+0.14* 1.04+0.07* 1.29+0.38
Сума аденЫнукпео-THfliB, мкмоль/г 1.50+0.07 1.51+0.42 1.63+0.17 1.49+0.10 1.64+0.49
Енергетичний потен-ц\ап 0.296+0.003 0.125+0.007* 0.119+0.005* 0.204+0.007*/** 0.143+0.019*
Введения неселективного (L-NAME) ¡нпб1тору NO-синтазноТ реакци та и субстрату (L-apriHiHy) не призводить до достов1рних змЫ BMicTy та стввщношення аденннукпеотидв в тканинах аорти за умов експериментального П-ААС та хроннноТ ¡нтоксикаци ытратом натр1ю.
За цих умов уведення селективного ¡Hri6iTopa iNOS амногуанщину супроводжуеться пщви-щенням концентраци АТР (на 60.0%, р<0,02) та енергетичного потенцалу (на 63.2%, р<0,001).
Таким чином, вщтворення П-ААС на тл1 xpoHi-чноТ ¡нтоксикаци ытратом натр1ю також призводить до ще бтьших порушень бюенергетичних
процеав у пороняны з вщповщними змЫами при моделюваны кожного окремого компоненту цеТ сукупноТ патологи.
Стан бюенергетичноТ недостатност1 в тканинах аорти, за даними л1тератури, супроводжуеться розвитком деструктивних змш в артер1алы-мй ст1нц1 \ пов'язаних з ними явищ ф1брозу [1].
Прим1тно, що застосування Ь-арпнну \ за цих умов не призводить до достовфних змш вмюту та стввщношення аденшнукпеотидв. Проте, за л1тературними даними, поза умов ытратноТ ¡нтоксикаци Ь-арг1н1н полтшус ендотел1альну функ-ц1ю та демонструс потужну протиатерогенну д1ю
Том 7, Выпуск 4
301
BiCHHK Украгнсъког медичног стоматологгчног академШ
[4]. Однак, ц мехаызми виявляються недостат-ньо спроможними за умов вщтворення хроннно!' ¡нтоксикаци HiïpaTOM натр1ю, що супроводжуеть-ся значно бтьшим р1внем активацп втьноради-кального окиснення, ыж за умов неускладненого ¡нтоксикацюю ААС [8,9]. Можливим мехаызмом BiflcyTHOdi ефекту L-apriHiHy може бути розвиток рипдност плазматично!' мембрани кттин з по-рушенням функцюнування транспортних систем, як це доведено за умов ытритно!' rinoKciï [7].
У цтому проведен! дослщження дають пщста-ву стверджувати, що вщтворення холестеринового та пероксидного атероартерюскперозу на тл1 xpoHi4Hoï ¡нтоксикаци HiTpaTOM натр1ю ¡стотно знижуе ресинтез АТР та енергетичний потенцал у тканинах аорти хом'яюв. Зменшення утворення оксиду азоту ¡ндуцибельною NO-синтазою за цих умов обмежус зниження енергетичного по-тенц1алу, введения L-apriHiHy ¡стотно не впливае на BMicT i стввщношення аденннукпеотидв.
Л1тература
1. Быць Ю.В., Пишак В.П., Атаман A.B. Сравнительно-патофизиологические аспекты энергообеспечения сосудистой стенки. - К. - Черновцы: Прут, 1999. - 330 с.
2. Ванин А.Ф. Оксид азота в биомедицинских исследованиях // Вестн. РАМН. - 2000. - №4. - C.3-5.
3. Костенко B.O., БатухЫа I.B., Денисенко C.B. та ¡н. Синдром над-лишкового утворення оксиду азоту // Бюл. IV читань ¡м. В.В.Пщвисоцького. - Одеса, 2005. - C.54-55.
4. Марков X.M. L-аргинин - оксид азота в терапии болезней сердца и сосудов // Кардиология. - 2005. - №6. - С.87-95.
5. Методи кл1н1чних та експериментальних дослщжень в медицин! / Л.В.Беркало, О.В.Бобович, Н.О.Боброва та ¡н.; За ред. 1.П.Кайдашева. - Полтава, 2003. - 320 с.
6. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин В.Е., Косицын H.C. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. - М.: Наука, 1998. - 159 с.
7. Шумилова Т.Е. Адаптация животных к острой нитритной гипоксии: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук: 03.00.13 / Санкт-Петербургский гос. ун-т. - Санкт-Петербург, 2007. - 32 с.
8. Щиров O.B. Зм1ни окиснювальних процесс в KpoBi та aopTi хом'як1в за умов моделювання холестеринового атероартерюс-клерозу та хрон1чноТ ¡нтоксикаци н1тратом натр1ю // CBiT меди-цини та 6ionori'i. - 2007. - №2. - С.32-361
9. Щиров O.B., Цебржинський O.I. NO-синтазний механ1зм регуля-цГГ продукцп супероксидного ан1он-радикалу в aopTi хом'яюв за умов експериментального атероартер1оскперозу на тл1 хрон1ч-ноТ ¡нтоксикац1Т ытратом натр1ю // Актуальн1 проблеми сучасноТ медицини: BicH. УкраТнськоТ мед. стоматол. академ1Т. - 2007. -T.7, №3. - C.182-184.
11. Atkinson D.E. The energy charge of the adenylate pools as a regulatory parameter. Interaction with feedback modifiers // Biochemistry. - 1968. - V.7, №11. - P.4030-4034.
12. Beutler E. Methods of enzymatic analisis. - N.Y., 1975. - V.1. - 565 p.
13. Jaworek D., Gruber W., Bermeyer H.V. Adenosin-5'-diphosphat und adenosin-5'-monophosphat // Methoden der enzymatischen analyse. - Bd.II. - Weinheim: Verlag - Chemie, 1974. - S.2147-2151.
14. McCann S.M., Mastronardi C., de Laurentiis A., Rettori V. The nitric oxide theory of aging revisited // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2005. -№1057. - P.64-84.
15. Molina-y-Vedia L., McDonald B., Reep B. et al. Nitric oxide-induced S-nitrosylation of glyceraldehyde-3-phosphate dehydro-genase inhibits enzymatic activity and increases endogenous ADP-ribosylation // J. Biol. Chem. - 1992. - V.267, №35. - P.24929-24932.
16. Snyder S.H. Janus faces of nitric oxide // Nature. - 1993. - V.364. -P.577.
17. Szabo C., Zingarelli B., Oconnor M., Salzman A.L. DNA strand breakage, activation of poly(ADP-ribose) synthetase, and cellular energy depletion are involved in the cytotoxicity in macrophages and smooth muscle cells exposed to peroxynitrite // Proc. Nat. Acad. Sci USA. - 1996. - V.93, №5. - P.1753-1758.
Реферат
NO-СИНТАЗНЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛЯЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА В АОРТЕ ХОМЯКОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АТЕРОАРТЕРИОСКЛЕРОЗА НА ФОНЕ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НИТРАТОМ НАТРИЯ
Щиров А.В.
Ключевыеслова: атероартериосклероз, аорта, NO-синтазный механизм
В эксперименте на 45 золотистых сирийских хомяках выявлено, что воспроизведение холестеринового и пероксидного атероартериоскпероза на фоне хронической интоксикации нитратом натрия существенным образом снижает ресинтез АТР и энергетический потенциал в тканях аорты хомяков. Уменьшение образования оксида азота индуцибельной NO-синтазой в этих условиях ограничивает снижение энергетического потенциала. При этом введение L-аргинина существенным образом не влияет на содержание и соотношение адениннукпеотидов.
