CC BY
27
АктуальН проблеми сучасно!' медицини
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 iменi О.О.Богомольця
Отриманi в ход/ 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 гстамну в фрагментах з середнх та нижнiх долей е вищим на 18,88 та 5,22% вдповдно. Вмст вльного серотонну в аналог'чних фрагментах середнх та нижнiх долей також е вищим на 10,43 та 4,21 %. Таким чином, вмст вльних фрак^й гiстамiну та серотонну в д'тянках рiзних долей легень мае суттев коли-вання. В той же час, в симетричних длянках право/ та лвоТ легенi коливання вмсту б'югенних ам-нв за коефiцiентом вар'аци незначн (р >0,05). Отже, для досл'дження кльксного вмсту богенних амМв в легеневш тканин доцльно вилучати //' зразки з центрально/' частини легенi. Кпючов1 слова: пстамН серотоын, легенев1 тканини, бюгены ам1ни.
Вступ
Бюгенш амши в^грають ключову роль в ба-гатьох фiзiологiчних та патолопчних процесах, що переб^ають в op^Hi3Mi людини.
Численними науковими дослщженнями вста-новлено, що пстамш i серотонш являються тка-нинними гормонами, медiаторами нервово'1 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 |'х 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 клiтинах шкiри, тканинi легень, селезшщ нирках. Також серотонiн в значних ктькостях виявляють в нер-вовш тканинi.
В тканинах бюгенш амши представлен в
трьох фрак^ях: вiльнiй, яка екстрагуеться фiзiо-лопчним розчином, кислотно-екстрагованiй та зв'язанiй з тканинами, яка може бути отримана ттьки пюля гiдролiзу тканини. Встановлено, що фiзiологiчна активнiсть бiогенних амЫв пов'язана саме з |'х втьною фракцieю. Досте-менно вiдомо, що вмют бiогенних амiнiв (пстамь ну та серотоншу) в межах одного органу, напри-клад, в ш^ та головному мозку, непостшний та мае моза'Гчний характер розподiлу. [1,5]
Легеш людини, окрiм дихально'1 функци, також виконують функцiю шдтримання гомеостазу цiлоï низки бiологiчно активних речовин (БАР), що циркулюють в кровк Причому, вони здшсню-ють контроль за рiвнем ендогенних БАР. Легеш актившше, нiж печiнка, метаболiзують серотонiн та простагландiни, в меншш мiрi - норадреналiн, i практично не шактивують адреналiн, дофамiн, ДОФА, пстамш. Значну роль в метаболiзмi БАР легенями в^грае транспортно-поглинальний мехашзм, необхiдний для того, щоб бюлопчна субстанцiя досягла iнактивуючих ферментiв, ро-змiщених внутрiшньоклiтинно. При цьому, окремi речовини можуть тимчасово депонуватися, а по-тiм iнактивуватися ферментами. Зокрема, в ле-генях так шактивуються норадреналiн та серо-тонiн. [6]
В1СНИК ВДНЗУ «Украгнська медична стоматологгчна академЫ»
Мета до^дження
Враховуючи метаболiчну активнють легень та участь бiологiчних ам^в гiстамiну та серотонiну в багатьох фiзюлопчних та патологiчних проце-сах, було поставлено за мету з'ясування вмюту Тх вiльних фракцiй в легеневш тканинi.
Матерiали та методи
Нами було дослщжено вмiст пстамшу i серо-тонiну в легеневш тканиш з рiзних ТТ вщд^в 15 осiб, що померли раптово вщ хрошчноТ iшемiч-ноТ хвороби серця за умови вщсутносп набряку легень. Для дослщження вилучали зразки з пра-воТ та лiвоТ легень, якi мали кубiчну форму з ро-змiром сторони близько 2-2,5 см., з Тх верхiвок, центральних частин та нижнiх долей. Вилучеш зразки висушували в термостат при температурi 60-65°С та подрiбнювали. В подальшому 100 мг подрiбненоТ легеневоТ тканини екстрагували со-ляним буферним розчином рН 7,6 для отриман-ня втьних фракцiй бюгенних амiнiв. Вмiст бю-генних ам^в визначали флуориметричним методом, який передбачае очищення дослщжува-них зразш вiд бiлкiв та лiпiдiв (депротеТшза^я),
рiдинно-рiдинну екстракцiю бiогенних амiнiв ор-ганiчними розчинниками та кiлькiсне визначення вмюту бюгенних ам^в на флуориметрi при дов-жинi хвилi збудження флуоресценцГТ для пстамь ну 365 нм i максимумi шдукованоТ флуоресценцп 470 нм, для серотонiну 365 нм та 490 нм вщнос-но стандартiв.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами
Стаття е фрагментом дисертацшноТ роботи на здобуття ступеня кандидата медичних наук на тему «Бюгенш амши як критери визначення асфiктичного стану при рiзних видах мехашчноТ асфшсп», яка виконуеться на кафедрi судовоТ медицини Нацюнального медичного ушверсите-ту iменi О.О.Богомольця
Результати дослiджень
Статистичний аналiз показав, що загалом р^ вень бюгенних ам^в в легеневiй тканиш стано-вить гiстамiну 171,16±1,683 мкг/г сухо)' тканин, серотоншу 78,53±0,873 мкг/г сухо) тканин. Результати наведет в таблиц 1.
Таблиця 1.
Вмст вльних фракций бюгенних амiнiв (гстамну i серотоыну в тканинi легень легень (мкг/г сухо)' тканини)
(п=90) ПстамЫ Cеротонiн
М±т 171,16±1,683 78,53±0,873
СУ 0,093 0,105
S 15,88 8,23
Враховуючи, що коефiцiент варiацiТ сягае 10%, нами було проведено з'ясування причини варiацiТ вмюту бюгенних амЫв в легеневш тканиш, осктьки ктькють тучних кл^ин, як е депо для цих бюлопчно активних речовин, в рiзних
Вмст вльних фракц1й бюгенних амiнiв (яст
вщдтах легень рiзна.
Для цього нами було проаналiзовано вмют вiльних фракци гiстамiну та серотоншу в правш та лiвiй легеш. Результати наведено в таблицi №2
Таблиця 2
' i серотоыну в правш та лiвiй легенях (мкг/г сухо) тканинт)
Права легеня (п=45). Лiва легеня(п=45).
Гiстамiн Серотонш Гiстамiн Серотошн
М±т 172.15±2,390 77.8±1,258 170.17±2,414 75,95±1,34
СУ 0,092 0,107 0,094 0,117
S 15,86 8,34 16,01 8,89
t права^ва 0,58 права^ва 1,01
Р >0,05 >0,05
При аналiзi наведених даних видно, що вмют бюгенних ам^в в правш та лiвiй легеш достов^ рно не в^зняеться Р>0,05, тобто концентрацiя бюгенних ам^в в легеневiй тканинi не залежить вщ сторони тiла.
Коефiцiент варiацiТ', який становить для вмюту пстамшу правоТ та лiвоТ' легенi 9,2 та 9,4%, а для втьного серотонiну 10,7 та 11,7% вщповщ-но, все ж вказуе на юнування особливостей в розпод^ бiогенних амiнiв у легеневш тканиш.
Для з'ясування ^еТ причини нами було проведено аналiз вмюту втьних фракцш бiогенних ам^в в легеневiй тканинi в залежност вiд час-тини легенi, що наведено в таблиц №3
При аналiзi вмiсту вiльного гiстамiну залежно вщ частини легень видно, що найменшим вiн е в периферичних вщдтах легень - верхiвцi та ни-жнiй долi, та становить 159,21 мкг/г та 166,9 мкг/г, а найвищим - в середнш частиш - 187,37
мкг/г. При цьому рiзниця е достовiрною Р<0,001. Вмiст вiльного серотонiну мае аналопчну тенде-нцiю; концентрацiя його в верхiвках становить 74,16±1,67 мкг/г, в середшх частинах -79,47±1,52 мкг/г, в нижшх - 75,06±1,53 мкг/г. Рiз-ниця мiж периферичними та центральними вщ-дтами е достовiрною Р<0,05, а мiж верхiвкою i нижньою частиною рiзниця недостовiрна Р>0,05. При чому найбтьша його концентрацiя збер^а-еться в середшх частинах.
Однак якщо вмют втьних фракцш пстамшу та серотоншу у фрагментах з верхiвок легень умовно визначити за вихщний 100%, то вмют в^ льноТ фракци пстамшу в фрагментах з середшх та нижшх долей е вищим на 18,88% та 5,22% в^ дповщно. Вмют втьного серотоншу в аналопч-них фрагментах середшх та нижшх долей також е вищим на 8,59% та 2,23%.
АктуальН проблеми сучасно! медицины
Таблиця 3.
Вм/'ст вльних фракций бюгенних aMiHiB (ястамну i серотошну) в pi3Hux Biddimax легень (мкг/г сухо)' тканин)
Верхiвка(n=30). Середня частина(n=30). Край нижньо''' дол^п=30).
М±m 159,21±1,4 187,37±2,46 166,9±2,0
Cv 0,041 0,071 0,065
S 6,53 13,27 10,79
сс 1- %% 0 18,88 5,22
t1 10,25 верхiвка/середня P<0,001
t2 3,28 верхiвка/нижня P<0,01
t3 6,45 середня/нижня P<0,001
М±m 74,16±1,67 79,47±1,52 75,06±1,53
Cv 0,122 0,103 0,11
'х S 9,01 8,21 8,23
ё %% 0 8,59 2,23
(D О t1 1,97 верхiвка/середня P<0,05
t2 0,48 верхiвка/нижня P>0,05
t3 1,54 середня/нижня P<0,05
Таким чином, вмют втьних фракцш гютамшу та серотонiну в дтянках рiзних долей легень мае суттeвi коливання. В той же час, в симетри-чних дiлянках правот та лiвоТ легенi коливання вмюту бiогенних амiнiв за коефiцiентом варiацN незначнi.
Висновки
Проведене дослiдження показало, що вмют втьних фракцш бюгенних ам^в гiстамiну i се-ротоншу в легеневiй тканинi мае мозатчно-симетричний характер. Причому, найвищi рiвнi визначаються в центральних частинах. Остан-не, найвiрогiднiше, пов'язано з особливостями кровопостачання ^ет дiлянки легень, яка мае бтьш iнтенсивне кровопостачання порiвняно з iншими дiлянками легень. Отже, для дослщжен-ня кiлькiсного вмюту бюгенних амЫв в легеневiй тканин доцiльно вилучати ТТ зразки з централь-нот частини легеш, яка характеризуеться бть-шим вмiстом бюгенних ам^в, а враховуючи ш-тенсивнють Тх кровопостачання, то й бтьш зна-чною метаболiчною активнiстю.
Лпература
1. Михайличенко Б.В. Особенности распределения химических медиаторов тучных клеток в коже человека / Б.В.Михайличенко // Медичний всесвгг, 2002. - №1-2. - С.52-55
Гистамин в биохимии и физиологии / И.Л. Вайсфельд, Г.Н. Кассиль - М.: Наука, 1981. - С.278
Фiзiологiчна роль серотошну (основы методи його дослщження у бюсубстратах) / Видиборець С.В., Гайдукова С.М., Михайличенко Б.В. // Токсикодермп та алерпчш захворювання шфи. -К, 2002, С.3-4
Nagy S. The role of histamine release in shock / S. Nagy // Acta Physiol Hung - 1990. - №76(1). - P.3-12
Микроциркуляция / Чернух А.М., Александров П.Н., Алексеев О.В. - М.: Медицина, 1984. - С. 346-370
Метаболическая активность легких. / Сыромятникова Н.В., Гончарова В.А., Котенко Т.В. - М.: Медицина, 1987. - С.165 Бтяков А.М. Особливост змши балансу бюгенних амтв в рь динах тта людини пщ час переб^ смертельно!' мехашчноТ травми / А.М. Бтяков // судово-медична експертиза. - 2013. -№2. - С.33-35
References
Mihajlichenko B.V. Osobennosti raspredelenija himicheskih mediatorov tuchnyh kletok v kozhe cheloveka / B.V.Mihajlichenko // Medichnij vsesvit, 2002. - №1-2. - S.52-55
Gistamin v biohimii i fiziologii / I.L. Vajsfel'd, G.N. Kassil' - M.: Nauka, 1981. - S.278
Fiziologichna rol' serotoninu (osnovni metodi jogo doslidzhennja u biosubstratah) / Vidiborec' S.V., Gajdukova S.M., Mihajlichenko B.V. // Toksikodermi'' ta alergichni zahvorjuvannja shkiri. - K, 2002, S.3-4
Nagy S. The role of histamine release in shock / S. Nagy // Acta Physiol Hung - 1990. - №76(1). - P.3-12
Mikrocirkuljacija / Chernuh A.M., Aleksandrov P.N., Alekseev O.V. -M.: Medicina, 1984. - S. 346-370
Metabolicheskaja aktivnost' legkih. / Syromjatnikova N.V., Goncharova V.A., Kotenko T.V. - M.: Medicina, 1987. - S.165 Biljakov A.M. Osoblivosti zmini balansu biogennih aminiv v ridinah tila ljudini pid chas perebigu smertel'no!' mehanichno'!' travmi / A.M. Biljakov // sudovo-medichna ekspertiza. - 2013. - №2. - S.33-35
Реферат
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВОБОДНЫХ ФРАКЦИЙ БИОГЕННЫХ АМИНОВ (ГИСТАМИНА И СЕРОТОНИНА) В ЛЕГОЧНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА Артеменко А.И.
Ключевые слова: гистамин, серотонин, легочная ткань, биогенные амины.
Полученные в ходе исследования результаты показали, что существует статистически достоверная разница между содержанием свободных фракций гистамина и серотонина в разных отделах легких. В то же время, в симметрических участках легких их содержание почти одинаковое. Если содержание свободных фракций гистамина и серотонина во фрагментах с верхушек легких принять за исходные 100%, то их содержание во фрагментах из средних и нижних долей будет выше, гистамина на 17,45 и 6,31% соответственно, серотонина на 10,43 и 4,21% соответственно. Таким образом, содержание свободных фракций гистамина и серотонина в разных участках легких имеет значительные колебания. В то же время, в симметричных участках правого и левого легких колебания содержания биогенных аминов по коэффициенту вариации незначительные (р >0,05). Таким образом, для исследования количественного содержания биогенных аминов в легочной ткани целесообразно извлекать образцы из центральной части легкого.
2
3
4
5
6
7
2
3
4
5
6
7
BICHHK BffH3y «yKpaiHCbKa MedunHa cmoMamonoaiHHa aKadeMin»
Summary
CHARACTERISTICS OF DISTRIBUTION OF FREE FRACTIONS OF BIOGENIC AMINES (HISTAMINE AND SEROTONIN) IN HUMAN PULMONARY TISSUE Artemenko O.I.
Key words: biogenic amines, histamine, serotonin, human pulmonary tissue.
The findings obtained have shown statistically significant difference between the content of free fractions of biogenic amines (histamine and serotonin) in different section of human lung tissue. Introduction. Biogenic amines play a key role in a number of physiological and pathological body processes. Histamine and serotonin are tissue hormones, neurotransmitters, stimulators and inhibitors of intra-cellular, tissue and organ transformations. Reactions caused by biogenic amines are often excessive and lead to the development of pathological disorders and injuries in particular organs and the whole body.
The aim of the study. Taking into account the metabolic activity of lung and the role of biological amines histamine and serotonin in many physiological and pathological processes, the aim was to clarify the content of their free fractions in lung tissue.
Materials and methods. We have studied the content of histamine and serotonin in the lung tissue from various parts of both lungs of 15 people who died suddenly from chronic coronary heart disease in the absence of pulmonary oedema. Tissue samples were taken from upper, central and lower parts of the left and right lung. The content of biogenic amines was determined by Fluor metric method that included: cleaning of samples from proteins and lipids (deproteinisation), liquid-liquid extraction of biogenic amines with organic solvents and quantitative determination of biogenic amines level on fluorimetry.
Results. Statistical analysis showed that mean levels of biogenic amines in the lung tissue were: histamine - 171,16 ± 1,683 mg/g of dry tissue, serotonin 78,53 ± 0,873 mg/g of dry tissue. Since the coefficient of variation is 10%, we investigated the cause of variations in the content of biogenic amines in different parts of lung. For this aim we analyzed the content of free fraction of histamine and serotonin in the right and left lungs. It was proved that the content of biogenic amines in the right and left lungs were not significantly different P> 0.05, i.e. the concentration of biogenic amines in lung tissue is independent of the body side. The coefficient of variation, which is 9,2 and 9,4% of histamine content in the right and left lung, and 10,7% and 11,7% for free serotonin respectively, still points to the existence of singularity in the distribution of biogenic amines in lung tissue. Analysis of content of free histamine depending on the part of the lung shows that it is the smallest in the peripheral regions of the lungs - the top and bottom parts - 159.21 mg/g and 166.9 mg/g, and the highest in the middle ones - 187.37 mg/g. The difference is reliable (P <0,001). The content of free serotonin demonstrated a similar trend; concentration in the upper part is 74,16 ± 1,67 mg/g, in the middle - 79,47 ± 1,52 mg/g, in the lower - 75,06 ± 1,53 mg/g. The difference between peripheral and central parts is reliable (P <0,05), and between the top and bottom parts is unreliable (P> 0,05). The highest concentration is found in central parts of both lungs. Thus, the content of free fractions of histamine and serotonin in different parts of the lungs has significant fluctuations. At the same time the difference in content of biogenic amines between the symmetric parts of the left and right lungs is insignificant.
Conclusions. The study shows that the content of free fractions of biogenic amines - histamine and serotonin in lung tissue has a mosaic-symmetrical type of distribution. Moreover, the highest level is determined in the central parts, probable due to the specificity of blood supply of these areas of the lung, which appears in more intense blood flow compared to other areas of the lungs. Thus, for quantitative evaluation of biogenic amines level in lung tissue samples should be taken from central part of the lungs.
