CC BY
13УДК 616-092.9: 57.084.1
Соловьева А. Г., Перетягин С. П., Перетягин П. В., Дударь А. И.
ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ОКСИДА АЗОТА В ТКАНЯХ ПЕЧЕНИ И ПОЧЕК ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ТРАВМЕ ПОД ВЛИЯНИЕМ ДИНИТРОЗИЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЖЕЛЕЗА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, Нижний Новгород, Россия
Soloveva A. G., Peretyagin S. P., Peretyagin P. V., Dudar A. I.
FEATURES OF THE METABOLISM OF NITRIC OXIDE IN THE TISSUES OF THE LIVER AND KIDNEY DURING COMBINED THERMAL INJURY UNDER THE INFLUENCE OF DINITROSYL IRON COMPLEXES IN THE EXPERIMENT
Privolzhskij Research Medical University, Nizhny Novgorod, Russia РЕЗЮМЕ
Работа посвящена изучению особенностей метаболизма NO в тканях печени и почек крыс с комбинированной термической травмой (КТТ) под влиянием динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ) в эксперименте. Эксперимент выполнен на крысах-самцах линии Wistar. Сформировано 3 группы: 1 - интактная (n=10) - здоровые животные; 2 - контрольная (n=10) - животные с КТТ; 3 - опытная (n=10) - животные с КТТ, ежедневно получавшие лечение в виде внутрибрюшинных инъекций 10%-ного раствора ДНКЖ (1 мл; 0,3 ммоль/л). В гомогенате печени и почек оценивали концентрацию метаболитов NO - NO2^ NO3- при 1=540 нм спектрофотометрическим методом, основанном на реакции Грисса. Показано, что КТТ приводит к снижению концентрации конечных метаболитов NO в субклеточных фракциях печени и почек крыс. ДНКЖ при КТТ вызывают повышение уровня суммарных стабильных конечных метаболитов NO (NOx), нитритов и нитратов в субклеточных фракциях печени и почек.
Ключевые слова: термическая травма, оксид азота, печень, почки
SUMMARY
The work was devoted to studying of features of NO metabolism in the liver and kidney of rats with combined thermal trauma (CTT) under the influence of dinitrosyl iron complexes (DNIC) in the experiment. The experiment was performed on Wistar rats. 3 groups were formed: 1 - intact (n=10) - healthy animals; 2 - control (n=10) - animals with CTT; 3 - experimental (n=10) - animals with CTT, daily treated in the form of intraperitoneal injection of a 10% solution of DNIC (1 ml; 0.3 mmol/l). The concentration of metabolites NO - NO2-and NO3- at 1=540 nm was estimated in liver and kidney homogenate by a spectrophotometry method based on the Griss reaction. It was shown that the CTT leads to a decrease in the concentration of the final metabolites of NO in the subcellular fractions of the liver and kidney of rats. DNIC in CTT cause an increase in the level of total stable end metabolites of NO (NOx), nitrites and nitrates in the subcellular fractions of the liver and kidneys. Key words: thermal injury, nitric oxide, liver, kidneys
Введение
Термические поражения являются одной из распространенных форм травматизма. При этом развивающаяся ожоговая болезнь сопровождается возникновением окислительного и карбонильного стресса, тканевой гипоксии и синдрома эндогенной интоксикации [1]. В настоящее время в модуляции метаболических сдвигов большое внимание уделяется оксиду азота (N0). N0 оказывает значительное влияние на печень, которая играет центральную роль во многих метаболических процессах. В печени экспрессируются все изо-формы N0-синтаз [2]. На сегодняшний день изучаются физиологические свойства и возможности применения таких доноров N0, как ДНКЖ [3]. В связи с этим при терапии ДНКЖ возникает необходимость количественной оценки продукции N0. Целью данного исследования было изучение особенностей метаболизма N0 в тканях печени и почек крыс с КТТ под влиянием ДНКЖ в эксперименте.
Материал и методы
Эксперимент выполнен на крысах-самцах линии Wistar. Исследование проводили в соответствии с требованиями Европейской Конвенции ET/S 129, 1986 и директивам 86/609 ESC. Сформировано 3 группы: 1 - интактная (n=10) - здоровые животные; 2 - контрольная (n=10) - животные с КТТ (контактный ожог на площади 20% поверхности тела и термоингаляционное воздействие горячим воздухом и продуктами горения в течение 20-30 сек); 3 - опытная (n=10) - животные с КТГ, ежедневно получавшие лечение в виде внутрибрюшинных инъекций 10%-ного раствора ДНКЖ (1 мл; 0,3 ммоль/л). ДНКЖ с глутатионом получали по методике А. Ф. Ванина [4]. КТТ наносили под наркозом (Zoletil 100 + Xyla VET). Животных выводили из эксперимента на 10 сутки после травмы путем декапитации под наркозом. В гомогенате печени и почек оценивали концентрацию метаболитов NO - NO2H NO3- при 1=540 нм спектрофотометрическим методом, основанном на реакции Грисса. Результаты исследований обрабатывали с использованием программы Statistica 6.0 (StatSoft Inc., USA).
Результаты и их обсуждение
Полученные результаты показали, что КТТ сопровождалась снижением концентрации конечных метаболитов NO в субклеточных фракциях печени крыс. В гомогенате печени после КТТ (10 сутки) концентрация NOx, нитритов, нитратов уменьшилась на 37,51 %, 37,71 %, 37,41 % соответственно по сравнению со здоровыми крысами (табл. 1).
Таблица 1
Содержание метаболитов монооксида азота в печени крыс под влиянием ДНКЖ
Условия эксперимента ^2-+Шз\ цМ N0^, цМ Шз-, цМ
Здоровые крысы гомогенат 104,70±1,86 33,60±0,58 71,10±0,39
цитозоль 87,03±1,02 18,91±0,34 68,12±0,38
митохондрии 56,75±0,98 20,62±1,04 36,13±0,59
КТТ, 10 сутки гомогенат 65,43±1,28* 20,93±1,05* 44,50±0,99*
цитозоль 46,08±1,05* 6,82±0,07* 39,26±1,58*
митохондрии 47,25±0,69* 13,48±0,29* 33,77±0,58*
КТТ+ДНКЖ, 10 сутки гомогенат 116,12±0,57*/# 46,43±0,33*/# 69,69±0,97#
цитозоль 74,72±0,71*/# 15,68±0,22*/# 59,04±0,79*/#
митохондрии 58,02±0,52 # 17,05±0,06*/# 40,97±0,62*/#
Примечания: * - различия статистически значимы по сравнению с здоровыми крысами (р<0,05); # - различия статистически значимы по сравнению с КТТ (р<0,05).
В цитоплазматической фракции клеток печени на 10 сутки после КТТ содержание суммарных метаболитов N0, нитритов и нитратов снизилось на 47,05%, 63,93 % и 42,37 % соответственно по сравнению со здоровыми крысами. В митохондриальной фракции клеток печени на 10 сутки после КТТ содержание суммарных метаболитов N0 уменьшилось
Таблица 2
на 16,74 %, нитритов - на 34,63 %, нитратов - на 6,53 % по сравнению со здоровыми животными.
На 10 сутки после КТТ суммарная концентрация продуктов N0, нитритов и нитратов в гомогенате почек снизилась на 59,53 %, 29,39 %, 69,60 % соответственно по сравнению со здоровыми животными (табл. 2).
Содержание метаболитов монооксида азота в почках крыс под влиянием ДНКЖ
Условия эксперимента Шг+Шз-, цМ N02", цМ N0з", цМ
Здоровые крысы гомогенат 104,60±0,58 26,20±0,36 78,40±0,64
цитозоль 61,20±0,85 21,05±0,14 40,15±0,67
митохондрии 50,27±0,85 17,33±0,21 32,94±0,39
КТТ, 10 сутки гомогенат 42,33±1,42* 18,50±0,08* 23,83±0,48*
цитозоль 31,87±1,24* 4,77±0,20* 27,10±0,54*
митохондрии 36,65±0,64* 12,67±0,35* 23,98±0,84*
КТТ+ДНКЖ, 10 сутки гомогенат 86,97±0,60*/# 24,97±0,07# 62,00±0,84*/#
цитозоль 42,45±0,31*/# 6,05±0,03*/# 36,40±0,83*/#
митохондрии 46,62±0,15*/# 13,68±0,28* 32,94±0,75#
Примечания: * - различия статистически значимы по сравнению с здоровыми крысами (р<0,05); # - различия статистически значимы по сравнению с КТТ (р<0,05).
В цитоплазматической фракции почек на 10 сутки после КТТ концентрация суммарных конечных продуктов метаболизма N0, нитритов и нитратов уменьшилась на 47,92 %, 77,34 % и 32,50 % соответственно по сравнению со здоровыми животными. В митохондриальной фракции почек крыс также отмечено уменьшение конечных продуктов метаболизма N0 на 10 сутки после КТТ: уровень N0x снизился на 27,09 %, нитритов - на 26,89%, нитратов - на 27,20 % по сравнению со здоровыми животными.
Наибольшее падение уровня N0x, N02" и N03" при КТТ наблюдалось в цитоплазматической фракции почек, затем - печени. N0 постоянно синтезируется в почках в эндотелии почечных сосудов, мезангиоцитах, эпителиальных клетках почечных канальцев, собирательных трубочек и в области плотного пятна [2]. Выявленное снижение концентрации стабильных конечных метаболитов N0 в субклеточных фракциях органов крыс при КТТ может быть обусловлено уменьшением ак-
тивности N0-синтазы или количества Ь-аргинина, а также нарушением нитрит-редуктазных механизмов синтеза молекулы N0.
Под влиянием ДНКЖ в гомогенате печени крыс с КТТ уровень суммарных стабильных конечных метаболитов N0 ^0х), нитритов и нитратов увеличился на 77,47 %, 121,84 % и 56,61 % соответственно по сравнению с показателями животных с КТТ без лечения. В цитоплазматической и мито-хондриальной фракциях печени под влиянием ДНКЖ при КТТ уровень суммарных стабильных конечных метаболитов N0 С^0х), нитритов и нитратов также увеличился.
Применение ДНКЖ при КТТ привело в гомоге-нате почек к увеличению уровня суммарных стабильных конечных метаболитов N0 ^0х), нитритов и нитратов на 105,46 %, 34,97 % и 160,17 % соответственно по сравнению с показателями животных с КТТ без лечения. Под влиянием ДНКЖ при КТТ в цитоплазматической фракции почек выявлено повышение уровня суммарных стабиль-
ных конечных метаболитов N0 С^0х), нитритов и нитратов на 33,20 %, 26,83 % и 34,32 % соответственно. В митохондриальной фракции почек под влиянием ДНКЖ при КТТ уровень суммарных стабильных конечных метаболитов N0 ^0х), нитритов и нитратов повысился на 27,20 %, 7,97 % и 37,36 % соответственно по сравнению с показателями животных с КТТ без лечения.
Таким образом, применение ДНКЖ при КТТ привело к повышению уровня суммарных стабильных конечных метаболитов N0 С^0х), нитритов и нитратов во всех субклеточных фракциях печени и почек, что свидетельствует о возможно-
сти использования его в качестве терапевтического агента. Повышение продукции N0 в органах под влиянием ДНКЖ при КТТ может быть обусловлено стимуляцией изоформ синтаз N0.
Выводы
КТТ приводит к снижению концентрации конечных метаболитов N0 в субклеточных фракциях печени и почек крыс.
ДНКЖ при КТТ вызывают повышение уровня суммарных стабильных конечных метаболитов N0 (Шх), нитритов и нитратов в субклеточных фракциях печени и почек.
Литерату ра/References
Зиновьев Е. В. Эпидемиологические составляющие оценки результатов оказания медицинской помощи пострадавшим с обширными глубокими ожогами в лечебных учреждениях Ленинградской области. // Вестник Российской военно-медицинской академии. - 2008. - № 2. - С. 744-746. [Zinov'ev E. V. Jepidemio-logicheskie sostavljajushhie ocenki rezul'tatov okazanija medicinskoj pomoshhi postradavshim s obshirnymi glubokimi ozhogami v lechebn-yh uchrezhdenijah Leningradskoj oblasti. Vestnik Rossijskoj voenno-medicinskoj akademii. 2008;(2):744-746. (in Russ.)] Lewandowska H., Kalinowska M., Brzoska K., et al. Nitrosyl iron complexes--synthesis, structure and biology. Dalton Trans. 2011;40(33):8273-8289. doi: 10.1039/c0dt01244k
3. Lok H. C., Sahni S., Richardson V., et al. Glutathione S-transferase and MRP1 form an integrated system involved in the storage and transport of dinitrosyl-dithiolato iron complexes in cells. Free Radical Biology and Medicine. 2014;75:14-29. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2014.07.002
4. Ванин А. Ф. Динитрозильные комплексы железа и S-нитрозотиолы - две возможные формы стабилизации и транспорта оксида азота (обзор). // Биохимия. - 1998. - Т. 63. - N°7 -С. 924-938. [Vanin A. F. Dinitrosyl iron complexes and S-nitrosothiols are two possible forms for stabilization and transport of nitric oxide in biological systems. Biochemistry. 1998; 63(7):782-793. (in Russ.)]
Сведения об авторах
Соловьева Анна Геннадьевна - к.б.н., старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н. Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, 8 (831) 436-25-31, sannag5@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-6890-4530
Перетягин Сергей Петрович - д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н. Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, 8 (831) 436-25-31, psp_aro@mail.ru https://orcid.org/0000-0001-7799-1234
Перетягин Петр Владимирович - младший научный сотрудник лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н. Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, 8 (831) 436-25-31, peretyaginpv@gmail.com https://orcid.org/0000-0003-0707-892X
Дударь Анна Ивановна - лаборант-исследователь лаборатории экспериментальной медицины Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России, 603155, г. Н. Новгород, Верхне-Волжская наб. 18/1, 8 (831) 436-25-31, aid-queen@rambler.ru https://orcid.org/0000-0002-3278-6154
Конфликт интересов. Авторы данной статьи заявляют об отсутствии конфликта интересов, финансовой или какой-либо другой поддержки, о которой необходимо сообщить.
Conflict of interest. The authors of this article confirmed financial or any other support with should be reported.
Поступила 28.04.2018 г.
Received 28.04.2018
2
