CC BY
4
eluded 43 male and female inpatients with multiple sclerosis aged 19 - 54 years (mean age was 38±9.8 years) in the exacerbation stage, who took the course of treatment at the neurological department. The participants were divided into groups according to the type of course of the disease: I group with relapse remitting course, and II group with secondary progressive course. The diagnosis was made according to the criteria of McDonald (2011). The Expanded Disability Status Scale was used to assess the extent of disability. All patients received pulse therapy with methylprednisolone for 5 days. The spasticity in the lower extremities was evaluated by the modified Tardieu Scale. Life quality indicators were evaluated using the Short Form-36 questionnaire followed by analysis of all subscales. Assessment of cognitive function was performed by applying the Mini-Mental State Examination scale for both groups. The study has shown that spasticity, as a symptom of the disease, has an impact on the quality of life depending on the type of multiple sclerosis. Spastic hypertonicity in different muscle groups affects the quality of life that should be taken into account when choosing treatment tactics. With age and duration of the disease, the patients with relapse remitting multiple sclerosis lose the ability to assess of their physical functioning, the patients with secondary progressive experience the increase in spasticity that indicates a difference in subjective perception of the disease in different types of disease.
DOI 10.31718/2077-1096.20.1.80 УДК 617.51-089:616.82:599.323.4 Явтушенко 1.В., Костенко В.О.
ПРИГН1ЧЕННЯ ТРАНСКРИПЦ1ЙНИХ ЧИННИК1В NF KAPPA B ТА AP-1 ОБМЕЖУ6 РОЗВИТОК ОКИСНО-Н1ТРОЗАТИВНОГО СТРЕСУ В ТКАНИН ВЕЛИКИХ П1ВКУЛЬ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЩУР1В П1СЛЯ В1ДТВОРЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОÏ ЧЕРЕПНО-МОЗКОВОÏ ТРАВМИ
Укра'шська медична стоматолопчна акаде1^я, м. Полтава
Досл'джено вплив Hai6imopie активацИ транскрип^йних чинниюв NF kappa B та AP-1 на показники розвитку окисно-нiтрозативного стресу в тканин великих пвкуль головного мозку псля в'дтво-рення експериментально'У черепно-мозково'У травми (ЧМТ). Досл1'ди були проведен на 60 блих щу-рах-самцях лш Встар масою 180-220 г, розподлених на 4 групи по 7 тварин: 1-ша (хибнотравмо-ванi тварини) - псля виконання таких же ман'пуляц'ш (проведення ефiрного наркозу, фкса^я), що i в експериментальних групах, за винятком нанесення ЧМТ, 2-га - п'юля моделювання експериментальноУ ЧМТ, 3-тя та 4-та - тваринам псля вдтворення ЧМТ протягом 7-д'б вводили ^бтор ядерно'/'транслокацУУ NF kappa B пiролiдиндитiокарбамат амоню (PDTC) в дозi 76 мг/кг та ^бтор AP-1 SR 11302 в дозi 1 мг/кг вдповдно. Показано, що на 7 добу псля моделювання ЧМТ середнього ступеня тяжкостi у тканин великих пвкуль головного мозку щур'т виявляються ознаки окисно-штрозативного стресу: збльшення вироблення супероксидного анон-радикала NADPH- i NADH-залежними електронно-транспортними ланцюгами, пдвищення активностi синтази оксиду азоту (загально'У та iндуцибельно!), зменшення та порушення спряженостi УУ конститутивноУ iзоформи, зростання концентрацИ пероксинiтриту, розвиток декомпенсованого пероксидного окиснення лi-п'д'в. Застосування нг'б'тор'в транскрип^йних чинниюв NF kappa B (PDTC) та AP-1 (SR 11302) с-тотно обмежуе в тканин великих пвкуль головного мозку щур'т на 7 добу експерименту ознаки окисно-нiтрозативного стресу, зменшуе генерацю супероксидного анон-радикала та активнсть синтази оксиду азоту (загально'У та iндуцибельно'1), покращуе спряженнсть УУ конститутивноУ iзо-форми, обмежуе концентра^ю пероксинiтриту, пдвищуе антиоксидантний потен^ал. Кпючов1 слова: транскрипц1йн1 чинники NF kappa B та AP-1, черепно-мозкова травма, окисно-ытрозативний стресу, головний мозок
Робота е фрагментом НДР «Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрип^йних факторе у мехашзмах патоло^чного системогенезу» (№ держреестрацИ'0114U004941).
Черепно-мозкова травма (ЧМТ) вважаеться цих умов значно активуеться утворення актив-
головною причиною смерт оаб вком до 45 рош них форм кисню та азоту (АФК / АФА), що зумо-
[1]. Окрiм того, за прогнозом Всесв^ньоТ оргаш- влюе активацш у тканин мозку вщьнорадикаль-
зацп охорони здоров'я, у 2020 року ЧМТ мае ного окиснення з розвитком комплексу структур-
стати третьою провщною причиною смерт та но-функцюнальних порушень мембран нервових
втрати працездатност у вах вкових групах [2]. кл^ин.
ЧМТ ттьки у США щорiчно призводить до вра- Прим^но, що АФК / АФА у тканиш головного
жаючих 6 мiльярдiв доларiв прямих витрат i по- мозку можуть у залежност вщ концентрацп та
над 40 мiльярдiв доларiв непрямих витрат [3]. шших причин виконувати як фiзiопогiчну роль у
Бтьшють дослщниюв вважають, що провщ- регулюванн його нормальних функцш ^ж- та
ними патогенетичними мехашзмами ЧМТ е ппо- внутршньонейрональноТ сигнапiзацiï, синаптич-
шя i локальна iшемiя головного мозку [1, 4]. За ноТ пластичности церебрально!' гемодинамки,
осциляторноТ активност нейронiв та iH.), так i чинити негативний вплив на функцюнування ЦНС, викликаючи окисно-нiтрозативний стрес [46].
В останнi роки показано, що розвиток окисно-нiтрозативного стресу в тканинах пов'язаний i3 залученням сигнальних шляхiв за участю редок-счутливих транскрипцiйних чинникiв - ядерних факторiв кВ (NF-kB) i AP-1 [7-9]. У той же час по-вiдомляeться про можливiсть нейропротектив-них наслiдкiв активаци цих чинниш [10-12].
Проте участь редоксчутливих транскрипцш-них чинникiв у механiзмах метаболiчних розла-дiв у головному мозку за умов ЧМТ залишаеться нез'ясованою. Вирiщення цих питань дозволить розширити iснуючi засоби попередження невро-лопчного дефiциту та лiкування ускладнень, пов'язаних з ЧМТ.
Метою роботи було вивчення впливу шпбто-рiв активаци транскрипцiйних чинникiв NF kappa В та AP-1 на показники розвитку окисно-штрозативного стресу в тканин великих пiвкуль головного мозку щурiв пiсля вiдтворення експе-риментальноТ черепно-мозковоТ травми.
Матерiал та методи дослщження
Дослiдження були проведенi на 60 бiлих щу-рах-самцях лшп Вiстар масою 180-220 г, розпо-дiлених на 4 групи по 7 тварин: 1-ша (хибнотра-вмованi тварини) - пiсля виконання таких же мантуляцш (проведення ефiрного наркозу, фк-сацiя), що i в експериментальних серiях, за ви-нятком нанесення ЧМТ, 2-га - пюля моделюван-ня експериментальноТ ЧМТ, 3-тя та 4-та - тва-ринам пiсля вiдтворення ЧМТ протягом 7^б вводили iнгiбiтор ядерноТ транслокаци NF kappa В пiролiдиндитiокарбамат амонш (PDTC, вироб-ництво "Sigma-Aldrich, Inc.", США) в дозi 76 мг/кг [13] та шпбп-ор AP-1 SR 11302 (виробництво "Tocris Bioscience", Велика Бриташя) в дозi 1 мг/кг [14] вщповщно.
Модель ЧМТ середнього ступеня тяжкост вiдтворювали за рекоменда^ями В.М. бльсько-го та С.В. Зяблщева [15]. Тварин декапiтували на 7-му добу пюля травмування пщ ефiрним наркозом, дотримуючись принцитв бюмедичноТ етики.
У гомогенатi великих твкуль головного мозку оцiнювали утворення супероксидного анюн-
радикала (О2) при проведены тесту з штроси-жм тетразолiем з використанням спектрофотометру Ulab та iндукторiв: жкотинамщаденшдину-клеотиду вiдновленого (NADH) для оцшки про-
дукцп О2 мтохон^альним електронно-транспортним ланцюгом (ЕТЛ), жкотинамщаде-
нiндинуклеотидфосфату вiдновленого (NADPH)
- ендоплазматичним ретикулумом i NO-синтазою (NOS), пiрогеналу - NADPH-оксидазою лейкоципв [16].
Загальну активнiсть NO-синтази (NOS) ви-значали за рiзницею концентрацп нiтрит-йонiв до та пiсля шкубацп гомогенату великих пiвкуль головного мозку в середовищ^ що мiстить L-аргiнiн та NADPH [17]. Для визначення активнос-тi конститутивних iзоферментiв (cNOS) додавали 1% розчин амшогуанщину гiдрохлориду (98%, "Sigma-Aldrich, Inc.", США) [18]. Активнють шду-цибельно'Г iзоформи (iNOS) розраховували шляхом вщжмання активностi cNOS вiд загально'1 активностi NOS. Розраховували iндекс спряжен-ня cNOS як вiдношення активност cNOS до ве-
личини продукцп О 2 NADPH-залежними ЕТЛ. Концентрацш пероксинiтритiв лужних та лужно-земельних металiв у гомогенатi великих твкуль головного мозку визначали спектрофотометрич-но [17].
Рiвень пероксидного окиснення лт^в (ПОЛ) у гомогенатi оцiнювали за утворенням у реакцп тюбарб^урово'Г кислоти (ТБК) з ТБК-активними продуктами забарвленого триметинового комплексу. Стан антиоксидантно'1 системи оцшюва-ли за приростом концентрацп ТБК-активних спо-лук за час шкубаци гомогенату в прооксидант-ному залiзоаскорбатному буферному розчиж, а також за активнiстю антиоксидантних ферметчв
- супероксиддисмутази (СОД) та каталази [19].
Статистичж розрахунки проводили з використанням програми "StatisticSoft 6.0". Для перевн рки розподту на нормальнiсть було застосовано розрахунок критерш Шапiро-Вiлка. Якщо данi вщповщали нормальному розподiлу, то для Тх порiвняння використовували критерiй t Стьюде-нта для незалежних вибiрок. У раз^ коли ряди результатiв не пщлягали нормальному розподн лу, статистичну обробку здшснювали, викорис-товуючи непараметричний метод - тест Манна-Bi™i.
Результати дослiдження та ïx обговорення
Через 7 дiб пiсля моделювання експеримен-тально'Г ЧМТ при дослщженж гомогенату великих пiвкуль головного мозку збтьшуеться виро-
блення О2 NADPH- i NADH-залежними ЕТЛ (табл. 1) у 1.9 раза та вдвiчi (р<0.001) порiвняно
з результатом 1-Ï групи. Генерацiя О2 NADPH-оксидазою лейкоцитiв пщвищувалася в 2.1 раза (p<0.001).
Таблиця 1
Вплив ÎHai6imopie транскрип^йних чинниюв NF kappa B та AP-1 на генера^ю супероксидного анон-радикала у aoMoaeHami великих nie^b головного мозку пюля вiдтворення експериментальноТ черепно-мозковоТ травми, нмоль/сг (M+m)
Групи 1ндуктори вироблення О 2
NADPH NADH Пiрогенал
Хибнотравмован тварини 11.31 ±0.40 13.57±0.47 1.25±0.04
Моделювання експериментальноТ ЧМТ 21.08±0.40 * 27.19±1.54 * 2.67±0.18 **
Застосування PDTC пюля моделювання експериментальноУ ЧМТ 11.53±0.26 ** 13.83±0.31 ** 1.27±0.03 **
Застосування SR 11302 пюля моделювання експериментальноУ ЧМТ 12.91±0.34 *,** 15.48±0.41 *,** 1.42±0.04 *,**
Примiтка (у табл. 1-3): * - р<0.05 порiвняно з результатами 1-ï групи, ** - р<0.05 порiвняно з результатами 2-ï групи.
Застосування PDTC за умов експерименту таки поступалися значенням 1-ï групи. Генера^я
BiporiqHO знижувало генерацш О2 NADPH- i NADH залежними ЕТЛ на 45.3 та 49.1% вщповн дно порiвняно з результатом 2-Ï групи, тобто до величин, як статистично не в^^знялися вщ значень 1-ï групи. Продук^я цього радикала NADPH-оксидазою лейкоци^в поступалася на 52.4% (p<0.001) значенню 2-ï групи.
Введення SR 11302 пюля моделювання експериментальноТ ЧМТ також зменшувало вироб-
лення О2 NADPH- i NADH залежними ЕТЛ на 38.8 та 43.1% вщповщно порiвняно з результатом 2-ï групи, але величини цих показниш все ж
Вплив iнгiбiторiв транскрип^йних чинниюв NF kappa B та
пiвкуль головного мозку пюля
О2 NADPH-оксидазою лейкоци^в зменшувала-ся за цих умов на 46.8% (p<0.001) порiвняно з результатом 2-ï групи.
Через 7 дiб шсля вщтворення ЧМТ при дослн дженш гомогенату великих швкуль головного мозку суттево збтьшувалася активнють NOS -загальна та ïï шдуцибельноТ iзоформи (табл. 2) -на 58.3% (p<0.02) та 88.0% (p<0.01) вiдповiдно порiвняно з результатом 1-ï групи. Активнють cNOS за цих умов ютотно зменшувалася - на 46.2% (p<0.001).
Таблиця 2
AP-1 на показники нтрозативного стресу в гомогенатi великих вiдтворення експериментальноТ черепно-мозково)' травми (M+m)
Групи Активнють NOS, мкмоль NQ 2 /г хв. 1ндекс спряження cNOS Концентра^я пероксинпри-тiв, мкмоль/г
Сумарна cNOS iNOS
Хибнотравмованi тварини 7.26±0.77 1.60±0.13 5.65±0.75 0.141 ±0.010 1.55±0.07
Моделювання експеримен-тальноУ ЧМТ 11.49±1.27 * 0.86±0.06 * 10.62±1.26 * 0.041±0.003 * 2.41 ±0.11 *
Застосування PDTC шсля моделювання експеримен-тально1 ЧМТ 6.50±0.49 ** 1.61±0.11 ** 4.90±0.58 ** 0.141 ±0.012 ** 1.66±0.08 **
Застосування SR 11302 шсля моделювання експеримен-тально1 ЧМТ 7.23±0.57 ** 1.15±0.07 *,** 6.08±0.57 ** 0.090±0.007 *,** 1.92±0.10 *,**
1ндекс спряження cNOS зменшувався на 70.9% (p<0.001), що вказуе на неспряжений стан cNOS, коли цей iзофермент виявляе ознаки по-
тужного генератора О 2 та може активувати ш-шi джерела утворення АФК [20].
За умов одночасного збтьшення продукцiï
О 2 та оксиду азоту у тканиш головного мозку закономiрно збтьшувалася концентра^я перок-синiтриту - на 55.5% (p<0.001).
Застосування PDTC за умов експерименту вiрогiдно знижувало у гомогенат великих пiвкуль головного мозку активнють NOS - загальну та ïï шдуцибельно'|' iзоформи - на 43.4 та 53.9% (p<0.01) вщповщно порiвняно з результатом 2-ï групи. Активнють cNOS за цих умов збтьшувалася на 87.2% (p<0.001), а шдекс ïï спряження -у 3.4 раза (p<0.001) порiвняно з результатом 2-ï групи. Вмют пероксинiтриту поступався на 31.1% (p<0.001) значенню 2-ï групи.
Введення SR 11302 пюля моделювання ЧМТ також зменшувало у гомогенат великих швкуль
головного мозку активнють NOS та iNOS - на 37.1 та 42.7% (p<0.01) вщповщно порiвняно з результатом 2-ï групи. Активнють cNOS збтьшувалася на 33.7% (p<0.01), а шдекс ïï спряження - у 2.2 раза (p<0.001) порiвняно з результатом 2-ï групи. Вмют пероксиштриту поступався на 20.3% (p<0.01) значенню 2-ï групи.
Наслщком утворення АФК / аФа е ютотш змн ни показниш ПОЛ та антиоксидантного захисту (табл. 3). Так, через 7 дiб пюля вщтворення ЧМТ при дослщженш гомогенату великих швкуль головного мозку суттево збтьшувалася концент-ра^я ТБК-активних сполук до та пюля шкубаци у прооксидантному залiзоаскорбатному буферному розчиш - на 43.8 та 49.5% (p<0.001) вщповщ-но порiвняно з результатом 1-ï групи. Прирют концентрацiï ТБК-активних сполук на 73.5% (p<0.001) був вищим за значення контролю, що вказуе на виснаження антиоксидантного потен-^алу в тканиш головного мозку та розвиток де-компенсованого ПОЛ. Це пщтверджуеться також зменшенням активност СОД i каталази - на 58.8 та 55.0% (p<0.001).
Таблиця 3
Вплив Hai6imopie транскрип^йних чинниюв NF kappa B та AP-1 на показники пероксидноао окиснення лiпiдiв та антиоксидантноао захисту в aомоaенатi великих nie^b головного мозку пюля вiдтворення експериментальноТ черепно-мозковоТ травми (M+m)
Групи ТБК-активш сполуки, мкмоль/кг Активнiсть антиоксидантних ферментiв
До шкубаци Пюля шкубаци Прирют за час шкубаци СОД, од. акт. Каталаза, мккат/г
Хибнотравмоваш тварини 36.61±01.22 45.3±1.03 8.69±0.48 0.34±0.01 0.40±0.01
Моделювання експериментальноТ ЧМТ 52.64±0.94 * 67.72±1.20 * 15.08±0.50 * 0.14 ±0.01 * 0.18±0.01 *
Застосування PDTC шсля моделювання експериментальноТ ЧМТ 42.14±1.33 *,** 49.79±0.97 *,** 7.66 ±0.55 ** 0.34±0.04 ** 0.38±0.04 **
Застосування SR 11302 пюля моделювання експериментальноТ ЧМТ 35.95±0.68 ** 44.47±0.89 ** 8.52±0.30 ** 0.26±0.05 ** 0.31±0.04 **
Призначення PDTC за умов експерименту вн рогщно знижувало у гомогенат великих твкуль головного мозку концентрацш ТБК-активних сполук до та пюля шкубаци у прооксидантному буферному розчин - на 19.9 та 26.5% (p<0.001) вщповщно порiвняно з результатом 2-Ï групи. Прирют концентрацiï ТБК-активних сполук зни-жувався на 49.2% (p<0.001), активнiсть СОД i ка-талази - в 2.4 та 2.1 раза вщповщно (p<0.001) порiвняно з даними 2-Ï групи.
Застосування SR 11302 пюля моделювання ЧМТ зменшувало у гомогенатi великих пiвкуль головного мозку концентрацш ТБК-активних сполук до та пюля шкубаци у прооксидантному буферному розчин - на 31.7 та 34.3% (p<0.001) вщповщно порiвняно з результатом 2-Ï групи. Прирют концентрацп ТБК-активних сполук зни-жувався на 43.5% (p<0.001), активнiсть СОД i ка-талази - на 85.7% (p<0.05) та 72.2% (p<0.01) вiдповiдно порiвняно з результатами 2-Ï групи.
Одержанi результати вказують на залежнють розвитку окисно-нiтрозативного стресу у великих швкулях головного мозку вщ активностi NF kappa B та AP-1-залежних сигнальних шляхiв.
Рашше було показано, що травматичне ушкодження головного та спинного мозку супро-воджуеться тривалою (протягом тижнiв або мн сяцiв) активацiею NF kappa B у нейронах, астро-цитах i кл^инах мiкроглiï, що викликае розвиток запалення [21]. Актива^я NF kappa B, напри-клад за умов хрошчноГ гiпомелатонiнемiï, впли-вае на окисний метаболiзм у тканинi головного мозку. Показано, що введення шпбп~ора ядерно1 транслокацiï NF kappa B JSH-23 може знижувати
активнiсть NOS, продукцш О 2 та рiвень ПОЛ, пiдвищувати антиоксидантний захист та енерге-тичний потенцiал [22].
АФК / АФА, що утворюються, е чинниками, що регулюють активнiсть редоксчутливих транскри-пцiйних факторiв, у тому чи^ NF kappa B та AP-1. Показано, що АФК / АФА е необхщними для залежноï вiд NF kappa B та AP-1 експресп iNOS, c-Fos та c-Jun [23]. Тобто актива^я наведених транскрипцiйних факторiв та генера^я АФК / АФА утворюють своерiдне порочне коло, яке, за нашими даними, може бути розiрване у тканиш головного мозку пюля ЧМТ введенням PDTC та SR 11302.
Висновки
1. На 7 добу пюля моделювання ЧМТ сере-днього ступеня тяжкост у тканиш великих шв-куль головного мозку щурiв виявляються ознаки окисно-штрозативного стресу: збтьшення виро-блення супероксиндного анюн-радикала NADPH- i NADH-залежними електронно-транспортними ланцюгами, пiдвищення актив-ностi синтази оксиду азоту (загальноТ та шдуци-бельноТ), зменшення та порушення спряженост Т'Т конститутивноТ iзоформи, зростання концентрацп пероксиштриту, розвиток декомпенсовано-го пероксидного окиснення лт^в.
2. Застосування iнгiбiторiв транскрипцiйних чинникiв NF kappa B (шролщиндитюкарбамату амонiю) та AP-1 (SR 11302) ютотно обмежуе в тканиш великих твкуль головного мозку щурiв на 7 добу пюля моделювання ЧМТ середнього ступеня тяжкост ознаки окисно-штрозативного стресу, зменшуе генерацш супероксидного аш-он-радикала та активнють синтази оксиду азоту (загальноТ та шдуцибельноТ), покращуе спря-женнiсть ТТ конститутивноТ iзоформи, обмежуе концентрацiю пероксиштриту, пщвищуе антиоксидантний потенцiал.
Лтература
1. Laskowitz D, Grant G, editors. Translational Research in Traumatic Brain Injury. Boca Raton (FL): CRC Press/Taylor and Francis Group; 2016.
2. Dashnaw ML, Petraglia AL, Huang JH. Surgical Treatment of Severe Traumatic Brain Injury. Available from: https://www.intechopen.com/books/ traumatic-brain-injury/surgical-treatment-of-severe-traumatic-brain-injury
3. Sharma S, de Mestral C, Hsiao M et al. Benchmarking trauma center performance in traumatic brain injury: The limitations of mortality outcomes. J Trauma Acute Care Surg. 2013;74:890-894.
4. Khatri N, Thakur M, Pareek V et al. Oxidative Stress: Major Threat in Traumatic Brain Injury. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2018;17(9):689-695.
5. Kurovska VO, Pishak VP, Tkachuk SS. Rol' oksydu azotu v ishemichnykh i ishemichno-reperfuziynykh ushkodzhennyakh holovnoho mozku [The role of nitric oxide in ischemic and ischemic-reperfusion brain damages]. Bukovynsk Med Visn. 2008; 12(4):143-149. (Ukrainian).
6. Reutov VP, Sorokina EG, Samosudova NV, Zakharchuk NV. Gemodinamika mozga: glutamatergicheskaya sistema i tsikl ok-sida azota v regulyatsii mozgovogo krovoobrashcheniya. novaya kontseptsiya [Hemodynamics of the brain: glutamatergic system and the cycle of nitric oxide in the regulation of cerebral circulation. new concept]. Pacific Med J. 2017;(3):37-45. (Russian)
7. Filipovic D, Todorovic N, Bernardi RE, Gass P. Oxidative and nitrosative stress pathways in the brain of socially isolated adult male rats demonstrating depressive- and anxiety-like symptoms. Brain Struct Funct. 2017 Jan;222(1):1-20.
8. Farooqui AA. Therapeutic Potentials of Curcumin for Alzheimer Disease. Heidelberg, New York, Dordrecht, London: Springer; 2016.
Kostenko VO, Tsebrzhins'kii OI. Produktsiya superoksydnoho an-ion-radykala ta oksydu azotu u tkanyni nyrok pislya khirurhichnoho vtruchannya [Production of superoxide anion radical and nitric oxide in renal tissues sutured with different surgical suture material]. Fiziol Zh. 2000; 46(5):56-62. (Ukrainian).
Akimov OYe, Kostenko VO. Functioning of nitric oxide cycle in gastric mucosa of rats under excessive combined intake of sodium nitrate and fluoride. Ukr Biochem J. 2016;88(6):70-75. Yelins'ka AM, Akimov OYe, Kostenko VO. Role of AP-1 transcriptional factor in development of oxidative and nitrosative stress in periodontal tissues during systemic inflammatory response. Ukr Biochim J. 2019;91(1):80-85.
Kaydashev IP, editor. Metody klinichnykh ta eksperymental'nykh doslidzhen' v medytsyni [Methods of clinical and experimental research in medicine]. Poltava; 2003. 320 p. (Ukrainian) Mys LA, Strutynska NA, Strutynskyi VR, Sagach VF. Activation of Endogenous Hydrogen Sulfide Synthesis Inhibits Mitochondrial Permeability Transition Pore Opening and Restores Constitutive NO-Synthase Coupling in Old Rat Heart. Int J Physiol Patho-physiol. 2018;9(1):59-67.
Bethea JR, Castro M, Keane RW et al. Traumatic spinal cord injury induces nuclear factor-kappaB activation. J Neurosci. 1998;18(9):3251-3260.
Frenkel' YuD, Cherno VS. Rol' transkriptsionnogo yadernogo fak-tora kB v mekhanizmakh narusheniy okislitel'nogo metabolizma v golovnom mozge krys pri khronicheskoy gipomelatoninemii [Role of transcription nuclear factor kB in mechanisms impairing oxida-tive metabolism in rats brain under chronic hypomelatoninemia]. Georgian Med News. 2014 Jul-Aug;(232-233):99-102. (Russian) Morgan MJ, Liu ZG. Crosstalk of reactive oxygen species and NF-kB signaling. Cell Res. 2011;21(1):103-115.
9. Yelins'ka AM, Nazarenko SM, Kostenko VO. Kvertsetyn obmez- 16. huye rozvytok okysno-nitrozatyvnoho stresu v tkanynakh paro-donta za umov vidtvorennya riznykh modeley systemnoyi za-pal'noyi vidpovidi [Quercetin limits the development of oxidative -nitrosative stress in periodontal tissues in different models simulating systemic inflammatory response]. Aktual'ni problemy suchas- 17. noyi medytsyny: Visn Ukr med stomatol akad. 2019;19(4):83-87. (Ukrainian).
10. Mettang M, Reichel SN, Lattke M et al. IKK2/NF-kB signaling 18. protects neurons after traumatic brain injury. FASEB J. 2018;32(4):1916-1932.
11. Zhang H, Zhang D, Li H et al. Biphasic activation of nuclear factor-кВ and expression of p65 and c-Rel following traumatic neuronal 19 injury. Int J Mol Med. 2018 Jun;41(6):3203-3210.
12. Raivich G, Behrens A. Role of the AP-1 transcription factor c-Jun in developing, adult and injured brain. Prog Neurobiol. 2006 20 Apr;78(6):347-363.
13. Yelins'ka AM, Shvaykovs'ka OO, Kostenko VO. Vplyv pi-rolidyndytiokarbamatu amoniyu na produktsiyu aktyvnykh form kysnyu i azotu v tkanynakh parodonta ta slynnykh zaloz shchuriv za umov systemnoho vvedennya lipopolisakharydu Salmonella ty- 21. phi [Influence of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate on the production of reactive oxygen and nitrogen species in tissues of periodontium and salivary glands in rats exposed to Salmonella 22. typhi lipopolisaccharide]. Fiziol Zh. 2018;64(5):63-69. (Ukrainian)
14. Sun Y, Lin Z, Liu CH et al. Inflammatory signals from photoreceptor modulate pathological retinal angiogenesis via c-Fos. J Exp Med. 2017 Jun 5;214(6):1753-1767.
15. Yelsky VN, Zyablitsev SV. Modelirovaniye cherepno-mozgovoy travmy [Modeling of a craniocerebral injury]. Donetsk; 2008. 140 p. 23. (Russian)
Реферат
УГНЕТЕНИЕ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ NF KAPPA B И AP-1 ОГРАНИЧИВАЕТ РАЗВИТИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНО-НИТРОЗАТИВНОГО СТРЕССА В ТКАНИ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПОСЛЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЫ Явтушенко И.В., Костенко В.А.
Ключевые слова: транскрипционные факторы NF kappa B и AP-1, черепно-мозговая травма, окислительно-нитрозативного стресса, головной мозг
Исследовано влияние ингибиторов активации транскрипционных факторов NF kappa B и AP-1 на показатели развития окислительно-нитрозативного стресса в ткани больших полушарий головного мозга после воспроизведения экспериментальной черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Опыты были проведены на 60 белых крысах-самцах линии Вистар массой 180-220 г, разделенных на 4 группы по 7 животных: 1-я (ложнотравмированные животные) - после выполнения таких же манипуляций (проведение эфирного наркоза, фиксация), как и в экспериментальных группах, за исключением нанесения ЧМТ, 2-я - после моделирования экспериментальной ЧМТ, 3-я и 4-я - животным после воспроизведения ЧМТ в течение 7-ми суток вводили ингибитор ядерной транслокации NF kappa B пиролидиндитио-карбамат аммония (PDTC) в дозе 76 мг/кг и ингибитор AP-1 SR 11302 в дозе 1 мг/кг соответственно. Показано, что на 7 сутки после моделирования ЧМТ средней степени тяжести в ткани больших полушарий головного мозга крыс выявляются признаки окислительно-нитрозативного стресса: увеличение выработки супероксиндного анион-радикала NADPH- и NADH-зависимыми электронно-транспортными цепями, повышение активности синтазы оксида азота (общей и индуцибельной), уменьшение и нарушение сопряженности ее конститутивной изоформы, рост концентрации перокси-нитрита, развитие декомпенсированного перекисного окисления липидов. Применение ингибиторов транскрипционных факторов NF kappa B (PDTC) и AP-1 (SR 11302) существенно ограничивает в ткани больших полушарий головного мозга крыс на 7 сутки эксперимента признаки окислительно-нитрозативного стресса, уменьшает генерацию супероксидного анион-радикала и активность синтазы оксида азота (общей и индуцибельной), улучшает сопряженность ее конститутивной изоформы, ограничивает концентрацию пероксинитрита, повышает антиоксидантный потенциал.
Summary
INHIBITION OF TRANSCRIPTION FACTORS NF KAPPA B AND AP-1 LIMITS THE PROGRESSION OF OXIDATIVE-NITROSATIVE STRESS IN THE TISSUE OF CEREBRAL HEMISPHERES IN RATS AFTER MODELLED TRAUMATIC BRAIN INJURY Yavtushenko I.V., Kostenko V.O.
Key words: transcription factors NF kappa B and AP-1, traumatic brain injury, oxidative-nitrosative stress, brain.
The study was aimed as investigating the effects of inhibitors of transcription factors NF kappa B and AP-1 activation on the development of oxidative-nitrosative stress in rat cerebral hemispheres following experimental traumatic brain injury (TBI). The study included 60 white Wistar male rats weighing 180-220 g, divided into 4 groups of 7 animals in each: the 1st group included pseudo-injured animals subjected to the same manipulations (ether anaesthesia, fixation) as the animals in the experimental groups, except for TBI modelling, the 2nd group included the animals exposed to modelled TBI, the 3rd and 4h groups involved the rats who received ammonium pyrolidine dithiocarbamate, the nuclear translocation inhibitor NF kappa B in a dose of 76 mg/kg and the inhibitor AP-1 SR 11302 in a dose of 1 mg/kg, respectively for 7 days following the
TBI modelling. On the 7th day after the simulation of a moderate TBI in rat cerebral hemisphere tissue, the following signs of oxidative-nitrosative stress have been detected: increased production of superoxide radical anion by NADPH and NADH-dependent electron transport chains, increased activity of nitric oxide synthase (total and inducible), a decrease and impairment of the coupling of its constitutive isoform, growth in the concentration of peroxynitrite, the development of decompensated lipid peroxidation. The application of transcription factor inhibitors NF kappa B (PDTC) and AP-1 (SR 11302) significantly reduces the signs of oxida-tive-nitrosative stress in the tissue of rat cerebral hemispheres on the 7th day of the experiment, reduces the production of superoxide anion radical and the activity of nitric oxide synthase (total and inducible), improves the coupling of its constitutive isoform, limits the peroxynitrite concentration, and enhances the antioxidant potential.
