CC BY
4
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА ТА Б1ОЛОГ1Я
DOI 10.31718/2077-1096.21.3.185 УДК 616.91:599.232.4-071
Акмов О.6., Карпiк З.1., Олейник К.1., Мщенко А.В., Костенко Г.В. РОЛЬ ТРАНСКРИПЦ1ЙНИХ ФАКТОР1В кВ I АР-1 У ЗМ1НАХ ПРОДУКЦП ТА УТИЛ1ЗАЦИ ОКСИДУ АЗОТУ У СЕРЦ1 ЩУР1В ЗА УМОВ ХРОН1ЧНО1 ФТОРИДНО11НТОКСИКАЩ1
Полтавський державний медичний ушверситет, м. Полтава
Фториди, будучи небезпечними забруднювачами фунтiв / питноУ води, можуть в надмiрнiй к'тькост'! потрапляти в органiзм людини / тварин. Це особливо актуально для регiонiв, у яких вмст фтору в фунтах дуже високий. Прикладами таких регiонiв можуть служити Полтавська, Днпропетровська та Юровоградська област/ в Укра'Ун'!. Надмiрне надходження фторидiв до орган'зму може змнювати '¡нтенсивн'сть продукцп оксиду азоту. Вплив фторидiв на змни продукцп i метабол'зму оксиду азоту в серц! роль редокс-чутливих транскрип^йних фактор'в у цих змнах е недостатньо вивченою. Метою дано)' роботи було встановити вплив активацп транскрип^йних фактор'в кВ / активатор-ного протеУну 1 на активнсть ¡'ндуцибельно'У NO-синтази, конститутивних iзоформ NO-синтази, нтрит- ! штратредуктаз, аргназ, концентра^ю нiтритiв, пероксинiтриту та штрозот'юлов у сердц щур'т при хронiчнiй фторидн/'й '¡нтоксикацп. Матерiали та методи. Дослiдження проведено на 24 статевозрлих щурах-самцях лш «Встар» масою 220-260 г. Тварини були випадковим чином розд 'лен '! на 4 групи по 6 тварин (контрольна, група хроычно'У фторидно'У '¡нтоксикаци, група блока-ди кВ та група блокади активаторного протеУну 1). Експеримент тривав 30 днв. Ми визначали активнсть ¡'ндуц/'бельно'У NO-синтази, конститутивних iзоформ NO-синтази, концентра^ю перок-синтриту лужних / лужноземельних метал'в, концетра^ю нiтритiв / нiтрозотiолiв, активност/ штритредуктаз, штратредуктаз i аргнази. Результати. Хрончна фторидна iнтоксикацiя збль-шуе активнсть ¡'ндуцибельно'У NO-синтази в 1,74 рази, не впливае на активнсть конститутивних iзоформ ! зменшуе активнсть аргiнази на 35,68% при пор!внянн!' з контрольною групою тварин. Концентра^я нiтритiв в серц щур'т зростае в 1,73 рази, пероксинiтриту в 1,43 рази, а концент-рац^я н1'трозотюл1в пдвищуеться в 2,0 рази. Застосування блокатор'в транскрип^йних фактор'в кВ ! активаторного протеУну 1 знижуе продук^ю оксиду азоту в'д NO-синтаз та зменшуе концен-трацУУ вс'к метаболШв оксиду азоту в серц щур'в за умов хроычно'У фторидно'У '¡нтоксикаци. Ви-сновки. Актива^я транскрип^йних фактор'в кВ / активаторного протеУну 1 при хронiчному надм-рному надходженн в органiзм фторидiв призводить до гперпродукцУ оксиду азоту в серц щур'в за рахунок збтьшено'У активност'! ндуцибельноУ NO-синтази / штритредуктаз. Надлишкова продук^я оксиду азоту в умовах хроычно'У фторидно'У '¡нтоксикацп призводить до накопичення нiтритiв, перо-ксинтриту / н1'трозот1'ол1в в серц щур'в.
Ключов1 слова: оксид азоту, серце, щури, фторидна штоксикац1я, нлтрозотюли, пероксинприт
Робота е фрагментом iнiцiативноi' НДР кафедри патофiзiологn ПДМУ «Роль транскрипц/йних факторiв, системи циркадiа-дного осцилятора та метаболiчний розладiв в утворенн та функцiонуваннi патоло^чних систем» (№0119и103898).
Вступ
Оксид азоту (N0) е важливим медiатором кл^инного i тканинного гомеостазу. Порушення в продукцп N0 можуть призводити до пошко-дження тканин серця, особливо якщо джере-лом пщвищеноТ продукцп N0 е шду^бельная iзоформа N0-синтази (iN0S) [1]. У той же час, збтьшення продукцп N0 вщ ендотелiальноТ iзоформи N0-синтази (eN0S) мае кардюпроте-кторний ефект в умовах розвитку iшемiчно-реперфузшного пошкодження мюкарда [2].
Продукти метаболiзму N0 також мають не-однозначний вплив на оргашзм. Так, надмiрне надходження штриту натрш призводить до
розвитку ушкодження легешв i слинних залоз шляхом У^аци розвитку оксидативного стресу i запалення з подальшим розвитком фiброзних змш в цих органах [3]. Також штрит натрш призводить до утворення метгемоглобшу i здатний активувати процеси перекисного окислення л^ п^фв в мембран еритроци^в [4]. Однак, в серц штрити проявляють протективний ефект при моделюванш iшемiчно-реперфузiйних пошко-джень мюкарда [5]. Також штрит натрш норма-лiзуе каль^евий обмш в кардюмюцитах в умовах шемп, що призводить до вщстроченого ан-тиаритмiчного ефекту [6].
Фториди, будучи небезпечними забруднювачами фунт1в i питноТ води, можуть в надмiр-
нiй кшькосп потрапляти в opraHi3M людини i тварин. Це особливо актуально для регюшв, у яких вмiст фтору в фунтах дуже високий. Прикладами таких регюшв можуть служити Полта-вська, Днiпропетровська та Юровоградська об-ластi в УкраУш [7]. Однак проблема з шдвище-ним вмютом фтору у водi i Грунтах актуальна не тiльки для УкраУни. В 1нди близько 11,7 мь льйона чоловiк зазнають впливу надлишкового надходження фторидiв в '''х органiзм [8].
Надмiрне надходження фторидiв до оргаш-зму здатне приводити до пперпродукци NO в слизовш оболонцi шлунка шляхом посилення активностей NO-синтази i нiтритредуктаз [9]. До розвитку пперпродукци NO в слизовш шлунка при надмiрному надходженш фториду на-трiю призводить актива^я транскрипцiйного фактора NF-kB [10]. Вплив фторидiв на змiни продукци i метаболiзму оксиду азоту в серц i роль редокс-чутливих транскрипцiйних факто-рiв у цих змiнах е недостатньо вивченою.
Мета роботи
Встановити вплив активаци транскрипцiйних факторiв kB i активаторного протешу 1 (АР-1) на активнiсть iNOS, конститутивних iзоформ NO-синтази, нiтрит- и нiтратредуктаз, аргшаз, концентрацiю нiтритiв, пероксинiтриту та штро-зотiолов у сердцi щурiв при хрошчнш фторид-нiй штоксикаци.
Матерiали та методи
Дослiдження проведено на 24 статевозрiлих щурах-самцях лiнil «Вютар» масою 220-260 г. Тварини були випадковим чином роздтеш на 4 групи по 6 тварин. Експеримент тривав 30 дшв. Вс машпуляци з лабораторними тваринами були схвалеш комiсiею з бюетики Полтавського державного медичного ушверситету.
Перша група - контрольна, складалася з тварин, яким кожен день вводили внутршньо-шлунково розчин натрiю хлориду 0,9% (маса / об'ем) в дозi 1 мл i робили ш'екцш 0,1 мл роз-чину натрш хлориду 0,9% (маса / об'ем) внут-рiшньоочеревинно два рази в тиждень.
Друга група - група хрошчноУ фторидно' ш-токсикаци. Тварини з цiеТ групи отримували щодня внутршньошлунково розчин натрiю фториду в дозi 10 мг/кг i Ум робили iн'екцiю 0,1 мл розчину натрш хлориду 0,9% (маса / об'ем) внутршньоочеревинно два рази на тиждень.
Третя група - група блокади транскрипцшно-го фактора kB. Тварини на ™i моделювання фторидно' iнтоксикацiТ як в груш 2 отримували ш'екцш 0,1 мл розчину блокатора активаци транскрипцшного фактора kB (амонiю шррол^ дiндiтiокарбомату) з розрахунку 76 мг / кг два рази на тиждень.
Четверта група - група блокади транскрипцшного фактора АР-1. Тварини на ™i моделювання фторидно' штоксикаци як в груш 2 отримували ш'екцш 0,1 мл розчину блокатора акти-
ваци транскрипцшного фактора АР-1 (SR 11302) з розрахунку 15 мг / кг два рази на тиждень.
Виведення тварин з експерименту здшсню-вали шд тюпенталовим наркозом шляхом забору кровi з правого шлуночка серця. Серце видалялось i гомогешзовувалось з трис-буферним розчином (рН = 7,4) для отримання 10% гомогенату. Вс бiохiмiчнi дослщження проводилися в 10% гомогенат з використан-ням спектрофотометра и1аЬ 101.
Ми визначали активнють шду^бельноУ N0-синтази (iN0S) i конститутивних iзоформ N0-синтази (cN0S), концентрацiю пероксинiтриту лужних i лужноземельних металiв (ON0o-), концентрацiю нiтритiв (N02-) i нiтрозотiолiв N0), активностi нiтритредуктаз (NitriR), штрат-редуктаз (NitraR) i аргiнази.
Активнють iN0S i cN0S оцiнювали за приростом штри^в пiсля шкубаци в середовищi з надлишком L-аргiнiну, НАДФН+Н i амшогуаш-дину пдрохпориду [11]. Активнiсть аргiнази визначали за приростом L-орнiтину пiсля шкубаци 0,2 мл 10% гомогенату тканин серця з 0,3 мл 24 мМ розчину L-аргiнiну i 1 мл 0,2 М фосфатного буферного розчину (рН = 7,0) [8]. Про активнють штрат- i нiтритредуктаз судили по зменшенню концентраци нiтратiв i нiтритiв вщ-повiдно, пiсля шкубаци в середовищ^ що мю-тить надлишок НАДН+Н в якосл донора елект-рошв [9].
Концентрацiю пероксинiтриту лужних i луж-но-земельних металiв визначали за приростом атомарного йоду, який утворюеться в реакци пероксинiтриту з йодидом калш в фосфатному буферному розчиш (рН = 7,0) [9]. Концентрацш нiтрозотiолiв визначали за приростом концентраци нiтритiв пiсля окислення штрозот^в тканин хлоридом ртутi [12]. Концентрацш нiтритiв визначали за концентра^ею дiазопродуктiв, утворених в реакци штри^в з сульфанiловою кислотою i нафтилетилендiамiном [13].
Отриманi данi пiддавалися статистичнш об-робцi з використанням и-критерш Манна-Уiтнi. Рiзницю мiж групами вважали статистично зна-чущою при р<0,05.
Результати та Ух обговорен ня
Хрошчна фторидна iнтоксикацiя збiльшуе активнiсть iN0S в 1,74 рази, не впливае на активнють cN0S i зменшуе активнiсть аргiнази на 35,68% при порiвняннi з контрольною групою тварин (Таб. 1). Блокада активаци транскрипцшного фактора кВ знижуе активнють iN0S в 2,65 рази, пщвищуе активнiсть cN0S i аргшази в 1,78 рази i 1,72 рази вщповщно. Блокада активаци транскрипцiйного фактора АР-1 знижуе активност iN0S i cN0S в 6,19 i 1,5 рази вщповщно, збiльшуючи при цьому активнiсть аргша-зи в 2,07 рази.
Слiд зазначити, що блокада активаци транскрипцшного фактора кВ знижуе актив-
HiCTb iNOS нижче рiвня контрольно! групи, але не змшюе активностi cNOS i арпнази при nopi-вняннi з контрольною групою. Блокада активаци' тpанскpипцiйнoгo фактора АР-1 знижуе активнють iNOS i cNOS нижче piвня як контрольно! групи тварин, так i нижче piвня групи бло-
AKmueHicmb pi3Hux iзоформ NO-синтази та aKmueHicmb ,
кади активаци транскрипцiйного фактора кВ. Активнють аргшази при цьому пщвищуеться вище рiвня як контрольно! групи тварин, так i нижче рiвня групи блокади транскрипцшного фактора кВ.
Таблиця 1.
1ази в серц w,ypie при хрончшй фторидноГ iHmoKCUKa^'i i засто-суванн блокаторiв транскрипщйних факторiв kB i АР-1 (M±m).
Групи Бioхiмiчнi параменти
Активнють iNOS, мкмоль/хв на г бтка Активнють cNOS, мкмоль/хв на г бтка Активнють арпназ, мкмоль/хв на г бтка
Контрольна група, n=6 0,96±0,09 0,12±0,01 2,13±0,08
Група хрошчно!' фторидно!' штоксикаци, n=6 1,67±0,11* 0,09±0,01 1,37±0,10*
Група блокади транскрипцшного фактора kB, n=6 0,63±0,10*/# 0,16±0,01# 2,35±0,16#
Група блокади транскрипцшного фактора АР-1, n=6 0,27±0,03*/#/t 0,06±0,001*/#/t 2,83±0,05*/#/t
Прим1тка: * - р1зниця е статистично значущою при пор1внянн1 с контрольной группой животных (р<0,05)
# - р1зниця е статистично значущою при пор1внянн1 з групою хрошчно)' фторидноГ ¡нтоксикацц' (р<0,05) / - р1зниця е статистично значущою при пор1внянн1 з групою блокади транскрипц1йного фактора кВ (р<0,05)
Таблиця 2.
Активн1сть н1тритредуктаз /' нитратредуктаз в серц щур1в при хрон1чн1й фторидн/й ¡нтоксикацц' /' застосуванн блокатор1в транскрипц1йних факторе кВ /' АР-1 (М±т).
Групи Бioхiмiчнi параметри
Активнють штритредуктаз, мкмоль/хв на г бтка Активнiсть нiтpатpедуктаз, мкмоль/хв на г бтка
Контрольна група, n=6 3,54±0,40 3,57±0,82
Група хрошчно!' фторидно!' штоксикаци, n=6 6,44±0,62* 3,74±0,32
Група блокади транскрипцшного фактора kB, n=6 3,04±0,20# 2,74±0,30#
Група блокади транскрипцшного фактора АР-1, n=6 4,99±0,17*/#/t 3,99±0,20
npuMimKa: * - р'зниця е статистично значущою при порiвняннi с контрольной группой животных (p<0,05)
# - рiзниця е статистично значущою при порiвняннi з групою хрошчно!' фторидноГ нтоксикацц' (p<0,05) t - рiзниця е статистично значущою при порiвняннi з групою блокади транскрипщйного фактора kB (p<0,05)
Хрошчна фторидна штоксика^я пщвищуе активнють NitriR в 1,82 рази, але не змшюе активнють NitraR при пopiвняннi з контрольною групою тварин (Таб. 2). Блокада активаци транскрипцшного фактора kB знижуе активнос-т NitriR i NitraR в 2,12 i 1,3 рази вщповщно. Блокада активаци транскрипцшного фактора АР-1 знижуе активнють NitriR в 1,29 рази, але не змшюе активнють NitraR при пopiвняннi з групою хрошчно'! фторидно'! штоксикаци.
Слщ зазначити, що зниження активностей NitriR i NitraR в груш блокади транскрипцшного фактора kB при пopiвняннi з контрольною групою не виявлено. Блокада активаци транскрипцшного фактора АР-1 пщвищуе активнють NitriR при пopiвняннi з контрольною групою тварин.
Хрошчна фторидна штоксика^я пщвищуе концентрацш штри^в в серц щурiв в 1,73 рази при порiвняннi з контрольною групою тварин, концентра^я пероксиштриту зростае в 1,43 рази, а концентра^я нiтрозотiолiв пщвищуеться в 2,0 рази (Таб. 3).
Застосування блокатора активаци транскрипцшного фактора kB знижуе концентрацш штри^в, пероксиштриту i штрозот^в в серц щурiв в умовах хрошчноУ фторидно! штоксикаци в 1,70, 2,91 i 1,57 рази вщповщно.
Блокада активаци транскрипцшного фактора АР-1 знижуе концентрацш штрилв, пероксиштриту i штрозот^в в серц щурiв в умовах хрошчно! фторидно! штоксикаци в 3,03, 1,95 i 4,71 рази вщповщно.
Таблиця 3.
Концентрац/я метабол:т1в оксиду азоту в серц/ щур1в при хрон1чн1й фторидн/й ¡нтоксикацц' i застосуванш блокатор1в транскрипц/йних факторе kB i АР-1 (M±m).
Бioхiмiчнi параметри Групи
Контрольна група, n=6 Група хрошчно!' фторидно!' штоксикаци', n=6 Група блокади транскрип-цiйнoгo фактора kB, n=6 Група блокади транскрип-цiйнoгo фактора АР-1, n=6
Кoнцентpацiя NO2-, мкмоль/г тканини 0,0056±0,0004 0,0097±0,0004* 0,0057±0,0004 # 0,0032±0,0001 */#/t
Концентра^я ONOO-, мкмоль/г тканини 3,06±0,17 4,39±0,22* 1,51±0,07 */# 2,25±0,07 */#/t
Концентра^я S-NO, мкмоль/г ткани 0,33±0,02 0,66±0,06* 0,42±0,04 # 0,14±0,006 */#/t
Примiтка: * - рiзниця е статистично значущою при порiвняннi с контрольной группой животных (p<0,05)
# - рiзниця е статистично значущою при порiвняннi з групою хрошчно!' фторидноГ нтоксикацц' (p<0,05) t - рiзниця е статистично значущою при порiвняннi з групою блокади транскрипщйного фактора kB (p<0,05)
Блокада активаци транскрипцiйного фактора АР-1 бтьш ефективно знижуе концентрацiю нiтритiв i нiтрозотiолiв при порiвняннi з групою блокади активаци транскрипцiйного фактора кВ, проте менш ефективно знижуе концентра-цiю пероксинiтриту лужних i лужно-земельних металiв.
Зниження активностi шду^бельноТ NO-синтази при застосуваннi блокатора активаци транскрипцшного фактора кВ можна пояснити прямою залежнютю транскрипци генiв iNOS вiд активностi транскрипцiйного фактора кВ [14]. Зниження активност iNOS закономiрно призводить до значного зниження концентраци пе-роксинiтриту.
У той же час гени iNOS не перебувають у прямш залежностi вщ транскрипцiйного фактора АР-1, проте за результатами наших досл^ джень активнють iNOS при блокадi транскрипцшного фактора АР-1 знижуеться ще бтьше, шж при блокадi транскрипцiйного фактора кВ [15]. Зниження активност iNOS може бути пов'язано з тим, що блокада транскрипцшного фактора АР-1 може перешкоджати розвитку оксидативного стресу, який спостер^аеться в умовах хрошчноТ фторидноТ штоксикаци, i, як наслiдок, знижувати активацiю транскрипцшного фактора кВ [10, 11, 16].
Бтьш високу активнють штритредуктаз в груп блокади транскрипцiйного фактора АР-1 при по-рiвняннi з контрольною групою i групою блокади транскрипцшного фактора кВ можна розглядати як компенсаторну реакцю на бтьш потужне (ни-жче рiвня контрольно!' групи) зниження сумарноТ продукцп оксиду азоту вщ NO-синтаз.
Висновки
Актива^я транскрипцiйних факторiв кВ i АР-1 при хронiчному надмiрному надходженш в органiзм фторидiв призводить до пперпродукцп оксиду азоту в серц щурiв за рахунок збтьше-ноТ активностi шдуцибельноТ NO-синтази i шт-ритредуктаз.
Надлишкова продукцiя оксиду азоту в умовах хрошчноТ фторидноТ штоксикаци призводить до накопичення штритв, пероксиштриту i
HiTp030Ti0^iB b cep^ ^ypiB.
^iTepaTypa
1. Yang Y, Yang G, Yu L, et al. An Interplay Between MRTF-A and the Histone Acetyltransferase TIP60 Mediates Hypoxia-Reoxygenation Induced iNOS Transcription in Macrophages. Front Cell Dev Biol. 2020 Jun 18; 8: 484. doi: 10.3389/fcell.2020.00484.
2. Yang Y, Li Y, Wang J, et al. Cholinergic receptors play a role in the cardioprotective effects of anesthetic preconditioning: Roles of nitric oxide and the CaMKKp/AMPK pathway. Exp Ther Med. 2021 Feb; 21(2): 137.
3. Elsherbini AM, Maysarah NM, El-Sherbiny M, et al. Glycyrrhizic acid ameliorates sodium nitrite-induced lung and salivary gland toxicity: Impact on oxidative stress, inflammation and fibrosis. Hum Exp Toxicol. 2021 Apr; 40(4): 707-721.
4. Cheng D, Wang G, Wang X, et al. Chlorogenic acid improves lipid membrane peroxidation and morphological changes in nitrite-induced erythrocyte model of methemoglobinemia. J Food Biochem. 2020 May; 44(5): e13172.
5. Jiang S, Dandu C, Geng X. Clinical application of nitric oxide in ischemia and reperfusion injury: A literature review. Brain Circ. 2020 Dec 29; 6(4): 248-253.
6. Demeter-Haludka V, Kovacs M, Prorok J, et al. Examination of the Changes in Calcium Homeostasis in the Delayed Antiarrhythmic Effect of Sodium Nitrite. Int J Mol Sci. 2019 Nov 13; 20(22): 5687.
7. Kostenko VO, Akimov OY, Kovaleva IO, et al. Molekulyarni mekhanizmy vplyvu ftorydiv na orhanizm ssavtsiv [Molecular mechanisms of influence of fluorides on mammals]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2018; 18(1): 303-308.
8. Lou DB. Fluorosis: an ongoing challenge for India. The Lancet Planetary Health. 2020; 4(3): e94-e95.
9. Akimov OY, 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 Nov-Dec; 88(6): 70-75.
10. Akimov OY, Kostenko VO. Role of NF-kB transcriptional factor activation during chronic fluoride intoxication in development of oxidative-nitrosative stress in rat's gastric mucosa. J Trace Elem Med Biol. 2020 Apr 19; 61: 126535.
11. 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.Biochem.J. 2019; 91(1): 80-85.
12. Gaston B, Reilly J, Drazen JM, et al. Endogenous nitrogen oxides and bronchodilator S-nitrosothiols in human airways. Proc Natl Acad Sci U S A. 1993 Dec 1; 90(23): 10957-61.
13. Green LC, Wagner DA, Glogowski J, et al. Analysis of nitrate, nitrite, and [15N] nitrate in biological fluids. Anal Biochem. 1982 Oct; 126(1): 131-8.
14. Tsai CY, Li FC, Wu CH, et al. Simulation of IkB attenuates NF-kB-induced nitrosative stress at rostral ventrolateral medulla and cardiovascular depression in experimental brain death. J Biomed Sci. 2016 Sep 22; 23(1): 65.
15. Jang B, Ishigami A, Kim YS, Choi EK. The Peptidylarginine Deiminase Inhibitor Cl-Amidine Suppresses Inducible Nitric Oxide Synthase Expression in Dendritic Cells. Int J Mol Sci. 2017 Oct 27; 18(11): 2258.
16. Cui J, Ding H, Yao Y, Liu W. Inhibition Mir-92a Alleviates Oxidative Stress and Apoptosis of Alveolar Epithelial Cells Induced by Lipopolysaccharide Exposure through TLR2/AP-1 Pathway. Biomed Res Int. 2020 Sep 16; 2020: 9673284.
Реферат
РОЛЬ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ КВ И АР-1 В ИЗМЕНЕНИЯХ ПРОДУКЦИИ И УТИЛИЗАЦИИ ОКСИДА АЗОТА В СЕРДЦЕ КРЫС ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ФТОРИДНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ Акимов О.Е., Карпик З.И., Олейник К.И., Мищенко А.В., Костенко Г.В.
Ключевые слова: оксид азота, сердце, крысы, фторидная интоксикация, нитрозотиолы, пероксинитрит
Фториды, являясь опасными загрязнителями почв и питьевой воды, могут в избыточном количестве попадать в организм человека и животных. Это особенно актуально для регионов, в которых содержание фтора в почвах очень высоко. Примерами таких регионов могут служить Полтавская, Днепропетровская и Кировоградская области в Украине. Избыточное поступление фторидов в организм может изменять интенсивность продукции оксида азота. Влияние фторидов на изменения продукции и метаболизма оксида азота в сердце и роль редокс-чувствительных транскрипционных факторов в этих изменениях является недостаточно изученной. Целью данной работы было установить влияние активации транскрипционных факторов кВ и активаторного протеина 1 на активность индуцибельной N0-синтазы, конститутивных изоформ N0-синтазы, нитрит- и нитратредуктаз, аргиназы, концентрацию нитритов, пероксинитрита и нитрозотиолов в сердце крыс при хронической фторидной интоксикации. Материалы и методы. Исследование проведено на 24 половозрелых крысах-самцах линии
«Вистар» весом 220-260 грамм. Животные были случайным образом разделены на 4 группы по 6 животных (контрольная, группа хронической фторидной интоксикации, группа блокады кВ и группа блокады активаторного протеина 1). Эксперимент длился 30 дней. Мы определяли активность индуци-бельной NO-синтазы, конститутивных изоформ NO-синтазы, концентрацию пероксинитрита щелочных и щелочно-земельных металлов, концентрацию нитритов и нитрозотиолов, активности нитритредук-таз, нитратредуктаз и аргиназы. Результаты. Хроническая фторидная интоксикация увеличивает активность индуцибельной NO-синтазы в 1,74 раза, не влияет на активность конститутивных изоформ и уменьшает активность аргиназы на 35,68% при сравнении с контрольной группой животных. Концентрация нитритов в сердце крыс возрастает в 1,73 раза, пероксинитрита в 1,43 раза, а концентрация нитрозотиолов повышается в 2,0 раза. Применение блокаторов транскрипционных факторов кВ и активаторного протеина 1 снижает продукцию оксида азота от NO-синтаз и уменьшает концентрации всех метаболитов оксида азота в сердце крыс в условиях хронической фторидной интоксикации. Выводы. Активация транскрипционных факторов кВ и активаторного протеина 1 при хроническом избыточном поступлении в организм фторидов приводит к гиперпродукции оксида азота в сердце крыс за счет возросшей активности индуцибельной NO-синтазы и нитритредуктаз. Избыточная продукция оксида азота в условиях хронической фторидной интоксикации приводит к накоплению нитратов, перок-синитрита и нитрозотиолов в сердце крыс.
Summary
ROLE OF KB AND AP-1 TRANSCRIPTION FACTORS IN CHANGES IN NITRIC OXIDE PRODUCTION AND UTILIZATION IN THE
HEART OF RATS UNDER CHRONIC FLUORIDE INTOXICATION
Akimov O.Y., Karpik Z.I., Oleynyk K.I., Mishchenko A.V., Kostenko H.V.
Key words: nitric oxide, heart, rats, fluoride intoxication, nitrosothiols, peroxynitrite
Fluorides, being hazardous contaminants of soil and drinking water, can get in excessive amounts into human and animal bodies. This is especially true for regions where the fluoride content in soils is very high, for example, Poltava, Dnipropetrovsk, and Kirovohrad regions in Ukraine. Excessive fluoride intake can change the rate of nitric oxide production. The impact of fluorides on changes in nitric oxide production and metabolism in the heart and the role of redox-sensitive transcription factors in these changes are poorly understood. The aim of this study was to determine the effect of activation of кВ transcription factors and activator protein 1 on the activity of inducible NO-synthase, constitutive isoforms of NO-synthase, nitrite and nitrate reductase, arginase, concentration of nitrites, peroxynitrite and nitrosothiols in the heart of rats during chronic fluoride intoxication. Materials and methods. The study was performed on 24 adult male Wistar rats weighing 220-260 grams. Animals were randomly divided into 4 groups of 6 animals in each (control, chronic fluoride intoxication group, кВ blockade group and activator protein 1 blockade group). The experiment lasted 30 days. We determined the activity of inducible NO-synthase, constitutive isoforms of NO-synthase, the concentration of peroxynitrite alkali and alkaline earth metals, the concentration of nitrites and nitrosothiols, the activity of nitrite reductase, nitrate reductase and arginase. Results. Chronic fluoride intoxication increases the activity of inducible NO-synthase by 1.74 times, does not affect the activity of constitutive isoforms and reduces the activity of arginase by 35.68% compared with the control group of animals. The concentration of nitrites in the heart of rats increases 1.73 times, peroxynitrite 1.43 times, and the concentration of nitrosothiols doubled. The use of кВ transcription factor blockers and activator protein 1 reduces nitric oxide production from NO synthases and reduces the concentrations of all nitric oxide metabolites in the heart of rats under conditions of chronic fluoride intoxication. Conclusions. Activation of кВ transcription factors and activator protein 1 during chronic excessive intake of fluoride leads to hyperproduction of nitric oxide in the heart of rats due to increased activity of inducible NO-synthase and nitrite reductases. Excess production of nitric oxide under chronic fluoride intoxication leads to the accumulation of nitrites, peroxynitrite and nitrosothiols in the heart of rats.
