Научная статья на тему 'НОВЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К КОНТРОЛЮ СИНТЕЗА И МЕТАБОЛИЗМА ОКСИДА АЗОТА (NO) ПОЗВОЛЯЕТ ОБЪЕКТИВНО ОЦЕНИТЬ ЕГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ'

НОВЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К КОНТРОЛЮ СИНТЕЗА И МЕТАБОЛИЗМА ОКСИДА АЗОТА (NO) ПОЗВОЛЯЕТ ОБЪЕКТИВНО ОЦЕНИТЬ ЕГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
64
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОКСИД АЗОТА (NO) / ДОНОРЫ NO / НИТРАТ / ЭМБРИОН / КРОВЬ / NITRIC OXIDE (NO) / NO DONORS / NITRATE / EMBRYO / BLOOD

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Титов В. Ю., Долгорукова А. М., Вертипрахов В. Г., Косенко О. В., Осипов А. Н.

Трудности контроля эндогенного синтеза и метаболизма оксида азота не позволяют количественно оценить физиологическую роль NO в конкретных процессах. О его роли, в основном, судят по эффекту блокаторов NO - синтазы, либо добавляемых извне соединений - доноров NO. Но, не имея данных о синтезе и метаболизме эндогенного NO, невозможно прогнозировать эффекты экзогенно добавляемых препаратов. Также мы не можем быть уверены, что физиологические эффекты, наблюдаемые после применения блокаторов, либо стимуляторов синтеза NO, действительно связаны с NO. Разработанный нами ферментный сенсор позволяет оперативно контролировать состав нитро - и нитрозосоединений в биообъекте, определяя содержание доноров NO, а также нитрата, нитрита и нетиолатных нитрозосоединений с точностью до 50 нМ. Установлено, что в эмбрионах птиц синтезируемый оксид азота накапливается в составе соединений - доноров NO. Окисление NO до нитрата имеет различную интенсивность в эмбрионах различных пород. В некоторых эмбрионах доноры NO, накапливаются, практически, не претерпевая деструкцию. Не претерпевают ее и экзогенно добавленные доноры NO. Физиологические эффекты, связанные с их применением, а также использованием блокаторов NO-синтазы, и аргинина - источника NO, в этом случае, по-видимому, не связаны с оксидом азота. Из крови взрослых кур доноры NO, добавленные в концентрации в 3 раза превышающей концентрацию эндогенных, исчезают в течение 10-20 минут. Применение блокатора синтеза NO снижает концентрации доноров NO и нитрата в крови, которые со временем восстанавливаются. Следовательно, стабильная концентрация доноров NO и нитрата в крови взрослой птицы есть результат динамического равновесия между синтезом NO и его исчезновением: окислением, проникновением в другие ткани, выведением из организма. Установлено, что окисление NO происходит не в крови, а в других тканях. Снижение концентрации доноров NO в крови более чем на 70% вызывает серьезные нарушения кровообращения. То есть в организме взрослой птицы NO - жизненно необходимый фактор, регулирующий тонус гладкой мускулатуры и баланс свертывающей и противосвертывающей систем. В такой системе активация синтеза NO будет иметь прямой физиологический эффект.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Титов В. Ю., Долгорукова А. М., Вертипрахов В. Г., Косенко О. В., Осипов А. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

A NEW METHODOLOGICAL APPROACH TO THE CONTROL SYNTHESIS AND METABOLISM OF NITRIC OXIDE (NO) ALLOWS AN OBJECTIVE ASSESSMENT OF ITS PHYSIOLOGICAL EFFECTS

The studies on the physiological role(s) of nitric oxide (NO) in different processes are hampered by the difficulties of the control of its endogenous synthesis and metabolism. Its role is mainly assessed by the effect of NO - synthase blockers or externally added NO donor compounds. However, without data on the synthesis and metabolism of endogenous NO, it is impossible to predict the effects of exogenously added drugs. Also, we can not be sure that the physiological effects observed after the use of blockers or stimulants of NO synthesis are really associated with NO. The enzyme sensor developed by us provides rapid control of the nitro-and nitro compounds content in the biological object. It determines the content of NO donors, as well as nitrate, nitrite and non - thiol nitroso compounds with accuracy up to 50 nM. It was found that NO synthesized within the avian embryos accumulates as NO donors and that its oxidation to nitrate occurs with different intensity in different chicken breeds. In embryos of some breeds NO donors accumulate almost not oxidizing to nitrate. Exogenously added no donors are also not oxidized. Physiological effects observed after the using of NO donors, NO synthase inhibitors, and arginine as NO precursor are probably not related to NO directly in this case. NO donors added to the blood of mature hen in the concentration 3 times higher than the concentration of endogenous NO donors disappear within 10-20 minutes. The use of NO synthesis blocker reduces the concentration of NO donors and nitrate in the blood, which recover with time. The stable concentration of NO donors and nitrate in the blood is therefore result of dynamic equilibrium between the NO synthesis and disappearance due to oxidation, consumption by other tissues, and excretion. It was also found that NO oxidation occurs mostly in other tissues than in the blood. The decrease in circulatory NO donors concentration by more that 70% induce severe circulatory disturbances. Therefore, NO is vitally important for adult bird. NO regulating the tonicity of smooth muscles and the balance of blood coagulation and anticoagulation systems. In such system the activation of NO synthesis will have a direct physiological effect.

Текст научной работы на тему «НОВЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К КОНТРОЛЮ СИНТЕЗА И МЕТАБОЛИЗМА ОКСИДА АЗОТА (NO) ПОЗВОЛЯЕТ ОБЪЕКТИВНО ОЦЕНИТЬ ЕГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ»

УДК: 577

Титов В. Ю.1,2,3, Долгорукова А. М.1, Вертипрахов В. Г.1, Косенко О. В.1, Осипов А. Н.2,

Олешкевич А. А.3, Кочиш И. И.3

НОВЫЙ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К КОНТРОЛЮ СИНТЕЗА И МЕТАБОЛИЗМА ОКСИДА АЗОТА (N0) ПОЗВОЛЯЕТ ОБЪЕКТИВНО ОЦЕНИТЬ

ЕГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

'ФНЦ Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства РАН, Россия 2ФГБОУ ВО Российский Национальный Исследовательский Медицинский Университет имени Н.И. Пирогова, Россия 3Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина

Titov V. Yu.1,2,3, Dolgorukova A. M.1, Vertiprakhov V. G1, Kosenko O. V.1, Osipov A. N.2,

Oleshkevich A. A.3, Kochish 1.1.3

A NEW METHODOLOGICAL APPROACH TO THE CONTROL SYNTHESIS AND METABOLISM OF NITRIC OXIDE (NO) ALLOWS AN OBJECTIVE ASSESSMENT

OF ITS PHYSIOLOGICAL EFFECTS

'Federal Scientific Center "All-Russian Research and Technological Institute of Poultry" of Russian Academy of Sciences

2Pirogov Russian National Research Medical University 3Moscow State Academy of Veterinary Medicine & Biotechnology

РЕЗЮМЕ

Трудности контроля эндогенного синтеза и метаболизма оксида азота не позволяют количественно оценить физиологическую роль NO в конкретных процессах. О его роли, в основном, судят по эффекту блокаторов NO - синтазы, либо добавляемых извне соединений - доноров NO. Но, не имея данных о синтезе и метаболизме эндогенного NO, невозможно прогнозировать эффекты экзогенно добавляемых препаратов. Также мы не можем быть уверены, что физиологические эффекты, наблюдаемые после применения блокаторов, либо стимуляторов синтеза NO, действительно связаны с NO. Разработанный нами ферментный сенсор позволяет оперативно контролировать состав нитро - и нитрозосоединений в биообъекте, определяя содержание доноров NO, а также нитрата, нитрита и нетиолатных нитрозосоединений с точностью до 50 нМ. Установлено, что в эмбрионах птиц синтезируемый оксид азота накапливается в составе соединений - доноров NO. Окисление NO до нитрата имеет различную интенсивность в эмбрионах различных пород. В некоторых эмбрионах доноры NO, накапливаются, практически, не претерпевая деструкцию. Не претерпевают ее и экзогенно добавленные доноры NO. Физиологические эффекты, связанные с их применением, а также использованием блокаторов NO-синтазы, и аргинина - источника NO, в этом случае, по-видимому, не связаны с оксидом азота. Из крови взрослых кур доноры NO, добавленные в концентрации в 3 раза превышающей концентрацию эндогенных, исчезают в течение 10-20 минут. Применение блокатора синтеза NO снижает концентрации доноров NO и нитрата в крови, которые со временем восстанавливаются. Следовательно, стабильная концентрация доноров NO и нитрата в крови взрослой птицы есть результат динамического равновесия между синтезом NO и его исчезновением: окислением, проникновением в другие ткани, выведением из организма. Установлено, что окисление NO происходит не в крови, а в других тканях. Снижение концентрации доноров NO в крови более чем на 70% вызывает серьезные нарушения кровообращения. То есть в организме взрослой птицы NO - жизненно необходимый фактор, регулирующий тонус гладкой мускулатуры и баланс свертывающей и противосвертывающей систем. В такой системе активация синтеза NO будет иметь прямой физиологический эффект.

Ключевые слова: оксид азота (NO), доноры NO, нитрат, эмбрион, кровь.

SUMMARY

The studies on the physiological role(s) of nitric oxide (NO) in different processes are hampered by the difficulties of the control of its endogenous synthesis and metabolism. Its role is mainly assessed by the effect of NO - synthase blockers or externally added NO donor compounds. However, without data on the synthesis and metabolism of endogenous NO, it is impossible to predict the effects of exogenously added drugs. Also, we can not be sure that the physiological effects observed after the use of blockers or stimulants of NO synthesis are really associated with NO. The enzyme sensor developed by us provides rapid control of the nitro-and nitro compounds content in the biological object. It determines the content of NO donors, as well as nitrate, nitrite and non - thiol nitroso compounds with accuracy up to 50 nM. It was found that NO synthesized within the avian embryos accumulates as NO donors and that its oxidation to nitrate occurs with different intensity in different chicken breeds. In embryos of some breeds NO donors accumulate almost not oxidizing to nitrate. Exogenously added no donors are also not oxidized. Physiological effects observed after the using of NO donors, NO synthase inhibitors, and arginine as NO precursor are probably not related to NO directly in this case. NO donors added to the blood of mature hen in the concentration 3 times higher than the concentration of endogenous NO donors disappear within 10-20 minutes. The use of NO synthesis blocker reduces the concentration of NO donors and nitrate in the blood, which recover with time. The stable concentration of NO donors and nitrate in the blood is therefore result of dynamic equilibrium between the NO synthesis and disappearance due to oxidation, consumption by other tissues, and excretion. It was also found that NO oxidation occurs mostly in other tissues than in the blood. The decrease in circulatory NO donors concentration by more that 70% induce severe circulatory disturbances. Therefore, NO is vitally important for adult bird. NO regulating the tonicity of smooth muscles and the balance of blood coagulation and anticoagulation systems. In such system the activation of NO synthesis will have a direct physiological effect. Key words: nitric oxide (NO), NO donors, nitrate, embryo, blood.

Для установления роли оксида азота в конкретном процессе необходим контроль интенсивности его синтеза и метаболизма. Но этот контроль представляет определенную проблему. Проблематично непо-

средственно зафиксировать и количественно оценить синтез N0, поскольку последний является коротко-живущим соединением и в норме, по-видимому, очень малое время находится в свободном состоя-

нии, включаясь в состав соединений - доноров N0 [1,2]. Анализ их содержания осложнен тем, что они принадлежат к различным группам нитро- и нитро-зосоединений. Так для контроля содержания динит-розильных комплексов железа (ДНКЖ) используют метод ЭПР. Но им не возможно обнаружить биядер-ную форму ДНКЖ, преобладающую в живых системах [3]. Нет специфического метода для определения высокомолекулярных нитросоединений, также способных быть донорами N0 [4].

Конечные продукты окисления N0 в организме -нитрит и нитрат могут поступать в организм извне. Было установлено, что концентрация нитрита в норме в большинстве тканей не превышает 100 нМ [5, 6].

Обычно для выяснения роли N0 в физиологических процессах прибегают либо к использованию блокаторов N0 - синтазы, либо к использованию препаратов доноров N0 [7-9]. Но без контроля интенсивности синтеза и метаболизма N0 мы, опять-таки, не знаем о физиологических концентрациях N0 и его производных, об их изменениях под действием вводимых извне блокаторов и доноров N0. Нет гарантии, что наблюдаемые эффекты связаны с N0.

Разработанный нами ферментный сенсор, основан на обратимом ингибировании каталазы всеми нитро-зосоединениями в присутствии галоид - ионов, и на утрате этой способности под действием различных веществ, специфичных для каждой группы нитрозо-соединений [2, 6]. Непосредственным ингибитором, по-видимому, является группа N0+ [10]. Сенсор, имея высокую чувствительность (до 50 нМ), позволяет оперативно контролировать состав нитрозосо-единений, его изменение в ходе различных физиологических процессов. Метод не нуждается в предварительной очистке образца [6].

Цель работы

Определить интенсивность синтеза и окисления оксида азота в птичьем эмбрионе и в организме взрослых особей и связанные с этими показателями физиологические эффекты.

Методика исследования

В экспериментах использовался однозамещенный фосфат калия, хлорид натрия, нитрат натрия, ЭДТА, сульфат железа (II) «Лаверна» (Россия), каталаза, нитрит калия, глютатион, треххлористый ванадий «Мегск» (Германия), гемоглобин, №в-нитро-Ь-аргинин, Ь-аргинин «Sigma» (США). Использовались оплодотворенные яйца двух кроссов кур, полученные в ООО'Тенофонд": Хайсекс белый - классический кросс яичного направления продуктивности, и Росс 308 - классический кросс мясного направления продуктивности. Также использовались куры породы Хайсекс белый 10-месячного возраста.

Гомогенаты эмбрионов и тканей зародыша получали путем гомогенизации в стеклянном гомогенизаторе течении 8 минут с частотой 40 фрикций в минуту при температуре 60С. Измерения проводились не позднее 30 минут после гомогенизации.

Для инкубации использовались инкубаторы ИПХ-10, рассчитанные на инкубацию 100 куриных яиц. В инкубаторах поддерживалась температура 37,60С в инкубационный период, и 37,20С в выводной период.

В качестве экзогенного донора оксида азота использовался препарат динитрозильного комплекса железа, содержащий тиолатные лиганды - две молекулы глутатиона (ДНКЖ/GSH) приготовленный по описанной ранее методике [6]. Для блокирования синтеза N0 использовался N<в-нитро-L-аргинин (НА). Растворы ДНКЖ/GSH в концентрации 20 мМ и №в-нитро-Ь-аргинина в концентрации 6 мМ готовились на стерильном физиологическом растворе и вводились в эмбрион в количестве 0,3 мл, так что расчетная концентрация этих соединений яйце - 30 мкМ №в-нитро-Ь-аргинина и 100 мкМ ДНКЖ/GSH. В эмбрионы контрольной группы вводилось 0,3 мл стерильного физраствора. Введение производилось до начала инкубации. Во всех случаях оно осуществлялось через воздушную камеру в белок. Контрольные и опытные группы содержали по 30 оплодотворенных яиц.

Растворы ДНКЖУGSH, №в-нитро-Ь-аргинина (НА) и атропина сульфата для внутривенного введения 10-месячным курам также готовились на стерильном физиологическом растворе в расчетных концентрациях. Введение осуществлялось в подкрыльцовую вену в количестве 1 мл. Образцы крови взрослых птиц отбирались в состоянии натощак после 16-часового голодания из подкрыльцовой вены, в количестве 2-3 мл. В качестве антикоагулянта использовался 3,8 % раствор цитрата натрия. Отбор секрета двенадцатиперстной кишки и панкреатического сока осуществлялся по методике, описанной ранее [11].

Для определения содержания нитро- и нитрозосоединений использовался ферментный сенсор [6]. Он основан на уникальной способности всех нитрозосоединений ингибировать каталазу в присутствии галоид-ионов с примерно равной эффективностью. Другие известные ингибиторы каталазы не обладают такой особенностью и в норме не встречаются в биообъектах в концентрациях, способных привнести артефакты

[11]. Динитрозильные комплексы железа, содержащие тиолатные ли-ганды (ДНКЖУ8И) теряют ингибирующую способность в среде, содержащей хелатор железа (о-фенантролин, ЭДТА) и ловушку N0 (гемоглобин), перехватывающую высвобождающийся из комплекса оксид азота. 8-нитрозотиолы (^N0) определялись как соединения, трансформирующиеся в ДНКЖ/8Н под воздействием закисного железа и тиолов и приобретающие их свойства. Нитрит (N02") и нетиолатные нитрозосоединения (RNN0), практически, не продуцируют ДНКЖУ8Н в нейтральной среде и сохраняют ингибирующие способности при последовательном добавлении закисного железа, глютатиона, ловушки N0 и хелатора железа. Нитрозильные комплексы железа, не содержащие тиолы (Бе-(Ж))п), определялись как соединения, приобретающие свойства (ДНКЖ/8И) после добавления глютатиона в реакционную среду [2,6]. Высокомолекулярные нитраты, способные трансформироваться в ДНКЖ (RN02), определялись как соединения, приобретающие ингибирующие свойства ДНКЖУ8Н под воздействием закисного железа и глютатиона [2,6]. Для определения общего пула нитросоединений использовалась их способность восстанавливаться треххлористым ванадием до нитрозо - состояния и приобретать способность ингибиро-вать каталазу. Метод не нуждается в какой-либо предварительной подготовке образца. Чувствительность метода - 40нМ [6]. Для контроля содержания нитрита использовался также классический метод Грисса

[12].

Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета программ BЮSTAT. Данные представлены в виде: среднее ± стандартное отклонение.

Результаты

Согласно данным ферментного сенсора, в плазме крови содержатся нитрозильные комплексы железа, в концентрации около 10 микромоль. Причем, если в крови человека присутствуют, преимущественно, соединения типа ДНКЖ/8И [11], то в крови курицы доноры N0 представлены соединениями типа Бе-(К0)п (табл.1). Также кровь содержит ок. 190 мкМ нитрата.

После введения в кровь курицы препарата ДНКЖ/08И, который добавлялся до расчетной концентрации 150 мкМ, повышенное содержание Бе(К0)п фиксировалось в крови через 10 минут после введения, а через 20 минут его концентрация в крови нормализовалась (табл. 1). Заметим, что введенный в кровь ДНКЖ/08И за 10 минут более чем на 90% трансформировался до Бе(К0) (табл.1), что, по-видимому, является следствием окисления тиоло-вых лигандов [2].

Добавление в кровь блокатора синтеза N0 Nш-нитро-Ь-аргинина (НА) из расчета 2 мг/кг массы птицы способствовало снижению концентрации Бе(К0)п на 50 % через 10 минут после инъекции. Причем, на 30 % снизилась и концентрация нитрата. При использовании большей дозы Nю-нитро-L-аргинина - 10 мг/кг концентрации Бе(К0)п и нитрата снижалась за 10 минут на 70% (табл.1). Следовательно, большая часть нитрата, находившегося в крови курицы до кормления и поения является продуктом окисления продуцируемого в организме N0. Через 20 минут концентрации Бе(К0)п и нитрата восстанавливается (табл.1). Следовательно, стабильная концентрация нитро - и нитрозосоеди-нений в крови есть результат динамического равновесия синтеза и расхода N0, в частности, на

окисление до нитрата. Причем окисление проис- ро- и нитрозосоединений оставалось неизменным ходит не в самой крови, поскольку в ее образцах в течение, по-крайней мере, нескольких часов после отбора из кровяного русла содержание нит- (табл.1), а в других тканях организма.

Таблица 1

Содержание доноров N0 и нитрата в крови взрослых кур (мкМ). Влияние блокатора синтеза N0 №в-нитро-Ь-аргинина (НА) и экзогенно добавленного препарата ДНКЖ/GSH1"3 (п=5)

Объект ДНКЖ/SH Fe(NO)n NO3-

Кровь (контроль) <0,1 10,2±0,6 192,1±12,6

Через 10 мин после ввода 10 мг/кг НА <0,1 3,07±0,3 48,4±9,0

Через 10 мин после ввода 2мг/кг НА <0,1 5,3±0,7 137,4±12,5

Через 20 мин после ввода 2мг/кг НА <0,1 8,1±0,5 178,8±11,0

Через 10 мин. после ввода 1мл 6,0 мМ ДНКЖ/GSH 2,2±1,2 57,9±5,7 183,8±13,3

Через 20 мин. после ввода 1мл 6,0 мМ ДНКЖ^Н <0,1 9,7±0,9 220,1±10,9

Через 10 мин. после кормления <0,1 45,8±3,1 200,5±21,4

Через 1ч. <0,1 15,9±2,8 214,1±18,5

Через 3 ч. <0,1 12,7±2,2 207,1±14,6

Через 10 мин после кормления. 2мг/кг НА введено внутривенно за 1 минуту до кормления <0,1 23,2±2,2 215,1±12,3

Через 0,5 ч после кормления. 1,7 мг/кг атропина введено подкожно за 1мин до кормления <0,1 9,7±0,6 181,7±13,0

Примечания: 1Исходно куры были лишены корма в течение 16ч.

2 Концентрация N02"+RNN0, а также RSN0 и КК02 во всех образцах <0,1 мкМ.

3 Концентрация нитро- и нитрозосоединений в отобранных пробах достоверно не изменялись в течение 3 ч.

Использование большей дозы Nю-нитро-L-аргинина (10 мг/кг и выше) приводило к образованию гематом и гибели животного. Следовательно, синтез NO и концентрация его соединений - доноров в крови представляет жизненную необходимость, связанную, по видимому, с поддержанием тонуса гладкой мускулатуры сосудов и баланса свертывающей и антисвертывающей систем крови.

Прием корма после 16 ч. голодания сопровождается возрастанием концентрации Fe(NO)n в плазме более чем в 3 раза. Повышенная концентрация держалась в течение нескольких часов, после чего нормализовалась (табл.1). Если стабильная концентрация нитро - и нитрозосоединений в крови есть результат динамического равновесия синтеза и расхода NO, то в данном случае имеет место интенсификация синтеза и расхода NO. НА, добавленный в кровь перед кормлением, тормозил увеличение содержания Fe(NO)n в плазме и в содержимом duodenum. Атропин полностью снимал это увеличение, не влияя на исходный уровень Fe(NO)n (табл.1).

Также появлялись нитрозильные комплексы железа в содержимом duodenum и в секрете pancreas, где после 16 часов голодания они отсутствовали (табл.2).

Таблица 2

Содержание доноров NO в панкреатическом секрете и содержимом duodenum взрослых (мкМ). Влияние блокатора синтеза NO Nrn-нитро-L-аргинина (НА) и экзогенно добавленного препарата ДНКЖ/GSH1 (n=5)

Объект Fe(NO)n

Секрет pancreas до кормления <0,1

Через 0,5ч. 30,2±3,8

Через 1,0ч. 13,6±2,1

Через 3,0 ч. 2,8±1,4

Содержимое duodenum до кормления <0,1

Через 10 мин. после внутривенного ввода 2 мл 3,0 мМ ДНКЖ/GSH 58,4±10,5

Через 20 мин. 4,6±2,8

Через 10 мин. после кормления 125,7±17,4

Через 10 мин после кормления. 2мг/кг НА введено внутривенно за 1 минуту до кормления 73,2±10,8

Примечание:*Во всех пробах содержание NO2"+RNNO, RSNO, ДНКЖ/SH и RNO2 <0,1 мкМ.

В эмбрионах птиц синтезируемый оксид азота (N0) накапливается в составе соединений - доноров N0. Окисление N0 до нитрата имеет различную интенсивность в эмбрионах различных пород. Но интенсивность синтеза во всех случаях примерно одинаковая, судя по суммарному содержанию доноров N0 и нитрата (табл.3). В эмбрионах некоторых пород доноры N0, накапливаются, практически, не претерпевая деструкцию. Не претерпевают ее и экзогенно добавленные соединения-доноры N0. В эмбрионах пород, где накапливается, преимущественно, нитрат -продукт окисления эндогенно синтезированного N0 [13], экзогенно введенные доноры N0 также окислялись до нитрата (табл.3). Блокатор N0 -синтазы Nю-нитро-L-аргинин (НА) снижал интенсивность синтеза N0, но не влиял на интенсивность его окисления. Аргинин, введенный в яйцо в концентрации на порядок большей, чем НА, полностью снимал эффект последнего. Но в то же время добавление аргинина в концентрации 300 мкМ не способствовало интенсификации синтеза N0 (табл.3).

Таблица 3

Содержание доноров N0 и нитрата в гомогенатах птичьих эмбрионов (мкМ) на пятые сутки инкубации. Влияние блокатора синтеза N0 №в-нитро-^аргинина (НА) и экзогенно добавленного препарата ДНКЖ^Н1Д

Объект Доноры NO NO3"

Эмбрион кросса Хайсекс белый 127,5±7,1 <0,1

+ 0,3 мл 6,0 мМ р-ра НА 36,2±2,0 <0,1

+ 0,3 мл 60,0 мМ р-ра аргинина 128,1±6,8 <0,1

+ 0,3 мл 60,0 мМ р-ра аргинина + 0,3 мл 6,0 мМ р-ра НА 131,3 ±5,8 <0,1

+0,3 мл 20,0 мМ р-ра ДНКЖ^Н 202,9±9,1 <0,1

Эмбрион кросса Росс 308 4,8±1,4 121,4 ± 7,1

+ 0,3 мл 6,0 мМ р-ра НА 4,1±1,3 42,2±3,5

+0,3 мл 20,0 мМ р-ра ДНКЖ^Н 42,1±3,8 166,8±8,1

Примечания^Доноры NO представлены RSNO, Fe(NO)n и RNO2 в соотношении 1:10:100. концентрация NO2"+RNNO во всех образцах <0,1 мкМ.

Из полученных данных следует, что сами по себе соединения - доноры NO являются сравнительно стабильными соединениями и, практически, не распадаются спонтанно с высвобождением NO. Распад этих соединений определяют особенности живых тканей и прежде всего наличие физиологических мишеней NO. Нами сделано предположение, что именно наличие и состояние этих мишеней определяет интенсивность метаболизма NO. Таким образом, обеспечивается и специфичность взаимодействия и предотвращается окисление NO до нитрита и нитрозоаминов [14].

В последнее время делаются попытки клинического использования препаратов доноров NO. Так препарат "Оксаком," содержащий ДНКЖ/GSH, эффективно купирует гипертонические кризы [15]. Но, по нашим данным, в плазме крови больных, страдающих гипертонией, содержание доноров NO не меньше, чем в плазме здоровых [2]. Однако, если стабильная концентрация нитро - и нитрозо-соединений в крови есть результат динамического равновесия синтеза и расхода NO, то одноразовая инъекция соединения - донора NO может иметь кратковременный эффект в связи с быстрым окислением NO (табл.1). Более пролонгированное действие могут иметь препараты, не сразу попадающие в кровь, либо стимулирующие синтез эндогенного No.

Возможно, одна из функций NO в процессе пищеварения - расслабление гладкой мускулатуры протоков желез. Повышение концентрации доноров NO в крови после приема пищи полностью снимается атропином - антихолинергическим препаратом [16] (табл.2). Следовательно, это повышение обусловлено активацией парасимпатической нервной системы. Пока мы не можем ответить на вопрос, где происходит синтез доноров NO, регистрируемых в содержимом двенадцати-

Литератур

1. Severina I., Bussygina O., Pyatakova N., Malenkova I., et al. Activation of soluble guanylate cyclase by NO donors - S-nitrosothiols, and dinitrosyl-iron complexes with thiol-containing ligands. Nitric Oxide. 2003;8(3):155-163.

2. Titov V. Y. Mechanisms of interaction of nitric oxide (NO) and its metabolites with enzymes responsible for the physiological effects of NO. Current Enzyme Inhibition. 2008;4(2):73-81.

3. Vanin A. EPR characterization of dinitrosyl iron complexes with thiol-containing ligands as an approach to their identification in biological objects: an overview. Cell Biochem Biophys. 2018; 76 (12): 3-17.

4. Baker P., Schopfer F., Sweeney S., Freeman B. Red cell membrane and plasma linoleic acid nitration products: synthesis, clinical identification, and quantitation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004;101(32): 11577-11582.

5. Gladwin M., Ognibene F., Shelhamer J., et. al. Nitric oxide transport on sickle cell hemoglobin: where does it bind? Free Radic. Res. 2001;35(2):175-80.

6. Титов В. Ю., Петренко Ю. М., Ванин А. Ф., Степуро И. И. Определение нитрита и нитрозосоединений в биосистемах калориметрическим методом. // Биофизика. - 2010. - Т.55. - №1 - С.95-106. [Titov V., Petrenko Y., Vanin A., Stepuro I. Detection of nitrite and nitrosocompounds in chemical systems and biological liquids by the calorimetric method. Biophysics. 2010;55(1):77-86.]

7. DiMagno M., Hao Y., Tsunoda Y., et al. Secretagogue-stimulated pancreatic secretion is differentially regulated by constitutive NOS isoforms in mice. Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2004;286(3):G428-G436.

8. Li Y., Wang Y., Willems E., Willemsen H., et al. In ovo L-arginine supplementation stimulates myoblast differentiation but negatively

перстной кишки: в ее эпителии, в пищеварительных железах, в крови. Очевидно, что повышение концентрации доноров NO в крови способствует появлению их в содержимом duodenum (табл.1, 2). Но также очевидно, что кровь содержит не только вещества, синтезируемые в ней, но и поступающие в нее из других органов и тканей.

Известно, что эмбриогенез сопровождается интенсивным синтезом оксида азота [9, 13]. Но какова физиологическая роль эмбрионального NO? Нами установлена тесная корреляция между интенсивностью окисления эмбрионального NO и постэмбриональной скоростью роста птиц. Но на эмбриональной стадии такая зависимость не прослеживается [13]. Практически, полное окисление NO до нитрата в эмбрионах бройлеров, а также тот факт, что снижение содержания доноров NO более чем на 70% никак не сказывалось на жизнеспособности эмбриона (табл.3), свидетельствует о том, что в эмбрионе соединения - доноры NO находятся в концентрации значительно превышающей его физиологические потребности. Окисление NO до нитрата в эмбрионе коррелировало с эффектами, проявлявшимися на постэмбриональной стадии.

По данным некоторых исследователей, введение в куриный эмбрион аргинина, а также доноров NO стимулировало эмбриональное и постэмбриональное развитие [9, 17]. Этот эффект рассматривается как эффект NO. Из наших данных следует, что эти соединения могут иметь эффект, обусловленный NO только в тех эмбрионах, где имеется интенсивное окисление NO до нитрата (табл.3).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таким образом, только исходя из данных о синтезе и метаболизме эндогенного оксида азота, можно прогнозировать эффект применения активаторов и блокаторов его синтеза, а также соединений - доноров NO.

/References

affects muscle development of broiler chicken after hatching. J. Anim. Physiol. Anim. Nutr.(Berl.) 2016;100 (1):167-177.

9. Cazzato D., Assi E., Moscheni C., et al. Nitric oxide drives embryonic myogenesis in chicken through the upregulation of myogenic differentiation factors. Exp. Cell Res. 2014;320 (2):269-80.

10. Titov V., Osipov A. Nitrite and Nitroso Compounds can serve as Specific Catalase Inhibitors. Redox Rep. 2017;22(2):91-97.

11. Vertiprakhov V., Egorov I. The Influence of Feed Intake and Conditioned Reflex on Exocrine Pancreatic Function in Broiler Chicks. Open Journal of Animal Sciences. 2016;6(4):298-303.

12. Tarpey M., Wink D., Grisham M. Methods for detection of reactive metabolites of oxygen and nitrogen: in vitro and in vivo considerations. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2004;286(3):R431-R444 .

13. Titov V. Y., Dolgorukova A. M., Fisinin V. I., et al. The role of nitric oxide (NO) in the body growth rate of birds. World Poultry Science Journal. 2018;74(4):675-686.

14. Долгорукова А. М., Титов В. Ю., Петров В. А., и др. Механизм специфических эмбриональных эффектов оксида азота. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2018. - Т. 165. - №5 - С. 577-582. [Dolgorukova A. M., Titov V. Y., Petrov V. A., et al. Mechanisms of Specific Embryonic Effects of Nitrogen Oxide. Bull Exp Biol Med. 2018;165(5):635-639]

15. Гостеев А. Ю, Зорин А. В., Родненков О. В., и др. Гемодинамиче-ские эффекты синтетического аналога эндогенных донаторов оксида азота (II) - препарата динитрозильных комплексов железа у больных артериальной гипертонией с неосложнёнными гипертоническими кризами. // Терапевтический архив. - 2014. - Т.86. -№9 - С. 49-55. [Gosteyev A. Y., Zorin A. V., Rodnenkov O. V., et al. Hemodynamic effects of a synthetic analogue of endogenous nitric oxide (II) donators - a preparation of dinitrosyl iron complexes in

patients with arterial hypertension with uncomplicated hypertonic crises. Terapevticheskii arkhiv. 2014;86(9):49-55. (in Russ.)] 16. Титов В. Ю., Вертипрахов В. Г., Ушаков А. С., и др. Роль оксида азота во внешнесекреторной деятельности поджелудочной железы кур. // Российская сельскохозяйственная наука. - 2018. -Т.44. - №5 - С.57-60. [Titov V. Y, Vertiprakhov V. G.,

Ushakov A. S., et al. The Role of Nitric Oxide in the Exocrine Pancreatic Function in Chicken. Russian Agricultural Sciences. 2018;44(5):559-562] 17. Long J., Lira V., Soltow Q., et al. Arginine supplementation induces myoblast fusion via augmentation of nitric oxide production. J Muscle Res CellMotil. 2006;27(8):577-584.

Сведения об авторах

Титов Владимир Юрьевич - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник отдела биофизики Российского Национального Исследовательского Медицинского Университета имени Н.И. Пирогова; Москва, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, дом 1. E-mail: vtitov43@yandex.ru, тел. 8-905-572-97-90.

Долгорукова Анна Михайловна - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства, г. Сергиев Посад Московской области. 141311, Сергиев Посад Московской области, ул. Птицеградская, 11 Тел. 8(496)547-70-70, 8(903)163-08-46. E-mail: anna.dolg@mail.ru

Вертипрахов Владимир Георгиевич - доктор биологических наук, главный научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства, г. Сергиев Посад Московской области. 141311, Сергиев Посад Московской области, ул. Птицеградская, 11 Тел. 8(496)547-70-70, 8(915)492-63-63. E-mail: vertiprakhov63@mail.ru

Косенко Олег Васильевич - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства, г. Сергиев Посад Московской области. 141311, Сергиев Посад Московской области, ул. Птицеградская, 11 Тел. 8(496)547-70-70, 8(985)190-11-10. E-mail: oleg_kosenko@list.ru

Осипов Анатолий Николаевич - доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой биофизики Российского Национального Исследовательского Медицинского Университета имени Н.И. Пирогова, г. Москва. Москва, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, дом 1. Тел.8(495)434-44-74, 8(916)591-17-80. E-mail: anosipov@yahoo.com

Олешкевич Анна Анатольевна - доктор биологических наук, профессор кафедры информационных технологий, математики и физики Московской государственной академии ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина, г. Москва. 109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23a Тел: 8(916)390-19-44. E-mail: kaffizmgavmib@mail.ru

Кочиш Иван Иванович - академик РАН, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, проректор академии ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина,

109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, д. 23a Тел: 8(495)377-91-17. E-mail: prorector@mgavm.ru

Конфликт интересов. Авторы данной статьи заявляют об отсутствии конфликта Conflict of interest. The authors of this article confirmed financial or any other support with should

интересов, финансовой или какой-либо другой поддержки, о которой необходимо сообщить. be reported.

Поступила 28.04.2018 г. Received 28.04.2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.