CC BY
4
with fungicides of different classes were conducted. According to the hygienic classification of pesticides by their stability in soil and in agricultural commodities, triazoles class compounds have been found out as the most hazardous; the classes of strobilurins, ethylene-bis-dithiocarbamates, cyanopyffoles, anilidopirimidines and anilides have been classified as moderately hazardous, and pyrazolecarboxamides have been assessed as low hazardous. According to the integral hazard index of food contaminated with pesticides, the most of the tested compounds belong to the 3 hazard classes, except for triazoles, strobilurins, and ethylene-bis-dithiocarbamates, which belong to the 2 hazard classes. Conclusion. The following selection criteria have been proposed for monitoring the level of agricultural commodity and food contamination with fungicides: allowable daily dose, hazard class according to toxicity parameters, half-life in agricultural commodities. For soil monitoring, it is recommended to take into account the organic carbon sorption coefficient, allowable daily dose, hazard class according to the parameters of toxicity, half-life in soil, persistence index.
DOI 10.31718/2077-1096.19.3.108
УДК 612.17.015.3:577.213.3-06:616-002-030.81:616-022.7]-092.9
Ак'мов О.6., Ветшна А.Ю., Малик А.1., Шкодна А.Д., Денисенко С.В., Костенко В.О.
РОЛЬ ТРАНСКРИПЦ1ЙНОГО ФАКТОРА NF-KB
У РОЗВИТКУ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕСУ У СЕРЦ1 ЩУР1В ЗА УМОВ 1НДУКЦП ŒCTEMHOÏ ЗАПАЛЬНОÏ В1ДПОВ1Д1 БАКТЕР1АЛЬНИМ Л1ПОПОЛ1САХАРИДОМ
Украшська медична стоматолопчна акаде1^я, м. Полтава
Синдром системноУ запальноУ в'дпов'д - це загрозливе ускладнення, яке може призводити до роз-витку нфаркту мокарду. У розвитку синдрому системноУ запальноУ в'дпов'д неоднозначну роль в-дграе активац'я ядерного транскрип^йного фактору кВ (NF-кB). Метою даного досл'дження е ви-значення впливу активацИ ядерного транскрип^йного фактору NF-кB на продук^ю супероксидного анюн радикалу (О2 ), активнсть супероксиддисмутази та каталази, вмст вльного малонового д-альдег'ду в серц щур'т за умов експериментального синдрому системноУ запальноУ в'дпов'д'!. Мате-рiали та методи. Дослiдження виконан!' на 24 статевозрлих щурах-самцях л'ш «Встар» вагою 180-220 г. Тварини були розподтеы на 3 групи по 8 тварин (контрольна, група синдрому системноУ запальноУ вдповд '¡, група блокади NF-кB). Синдром системноУ запальноУ в'дпов'д моделювали шляхом внутршньоочеревинного введення бактер'ального лпополсахариду (Пiрогенал) '¡з розрахунку 0,4 мкг/кг 3 рази на тиждень в перший тиждень; далi раз на тиждень протягом 2-х мся^в. Блокаду NF-кB здшснювали шляхом введення амоню п'ррол'д'тдШокарбамату '¡з розрахунку 76 мг/кг. У 10 % гомогенат/ серця досл'джували продук^ю О2~, активнсть супероксиддисмутази та каталази, вмст малонового д'альдег'ду. Результати. 1ндук^я синдрому системноУ запальноУ в'дпов'д пiроге-налом збльшуе базову продукцю О2- на 54,6% в'дносно контрольноУ групи. Продукц/'я О2 - в'д мiкро-сомального електроно-транспортного ланцюга та NO-синтази збльшуеться на 52,9%. Продукц/'я О2 - в'д мiтохондрiального електроно-транспортного ланцюга збльшуеться на 38,9%. Активнсть супероксиддисмутази зростае в 1,86 рази, активнсть каталази зростае в 1,53 рази. Концентра^я вльного малонового д'альдег'ду в тканинах серця зростае на 81,2%. Блокада транскрип^йного фактора NF-кB знижуе базову продукцю О2- на 38,9%; в/'д мкросомального електроно-транспортного ланцюга та NO-синтази на 41%; в'д мiтохондрiального електроно-транспортного ланцюга на 22,2% в'дносно групи синдрому системно) запальноУ в'дпов'д'!. Активн'ють супероксиддисмутази зменшуеться на 5б, 7% в той час як активнсть каталази статистич-но значуще не змнюеться. Концентра^я вльного малонового д'альдег'ду в тканинах серця зменшуеться на 31,4%. Висновки. Актива^я ядерного транскрип^йного фактора NF-кB в серц щур'т за умов '¡ндукцИ синдрому системноУ запальноУ в 'дпов 'д пiрогеналом призводить до збльшення продукту О2~ з посл1'дуючим розвитком оксидативного стресу в тканинах серця. Компенсаторна актива-ц '1.я антиоксидантних ферментiв за цих умов не здатна запобгти розвитку оксидативного стресу в тканинах серця.
Ключов1 слова: синдром системно!' запально'Т в1дпов1д1, активы форми кисню, оксидативний стрес, антиоксидантн ферменти, ядерний транскрипцшний фактор кВ.
Робота е фрагментом iнiцiативноi' НДР «Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрип^йних факторiв у мехашзмах патолоачного системогенезу» (№ держреестрацп 0114Ш04941)
Синдром системно!' запально'1' вщпов^д (ССЗВ) - це кл^чний прояв дизрегульованих iмунних реакцш на шфекцшы та нешфекцшш подразники, що розвиваеться внаслщок дисбалансу у виробниц^ прозапальних та протиза-
Вступ
пальних цитоюыв [1]. До нешфекцшних чинниш, як здатн викликати розвиток ССЗВ належать травматичн ушкодження рiзного походження, в тому чи^ i хiрургiчнi травми [2]. Зокрема склад-н iмплантацiï штучних клапаыв серця можуть ускладнюватись ССЗВ [3]. ССЗВ у подальшому
АктуальН проблеми сучасно!' медицины
може спричиняти розвиток шфаркту мiокарду i3 пщвищенням ST-iнтервалу [4].
За даними Yuan D.D. провщну роль у патоге-He3i ССЗВ вiдiграe активацiя ядерного транскри-пцiйного фактору kB (NF-kB) через Toll-подiбний рецептор-4 (TLR-4) [5]. 1снуе п'ять бiлкiв у ам'Т NF-kB ссавцiв: NF-kB1, NF-kB2, RelA, RelB та c-Rel. Шлях NF-kB вважаеться основним прозапа-льним сигнальним шляхом, значною мiрою за-снований на активацiТ NF-kB шляхом прозапаль-них цитокiнiв (1Л-1 ß, фактору некрозу пухлин-а), iз подальшою транскрипцiйною активацiею чут-ливих геыв, якi кодують цитокiни та хемокши [6]. Проте не виключеною е можливють активацiТ NF-kB у результат оксидативного стресу, який часто супроводжуе розвиток ССЗВ та е одним iз основних ушкоджувальних факторiв ССЗВ. Таким чином постае питання про роль активацп NF-kB при розвитку ССЗВ в тканинах серця. З одного боку в лiтературi наведен дан про захи-сну роль NF-kB, як редокс-чутливого фактора, з шшого боку актива^я NF-kB може посилити розвиток оксидативного стресу через надмiрну про-дукцш 1Л-1 [7].
Метою даного дослщження е визначення впливу активацiТ ядерного транскрипцшного фактора NF-kB на продукцш супероксидного анiон радикала (О2), активнiсть супероксиддисмутази (СОД) та каталази, вмют вiльного малонового дiальдегiду (МДА) в серцi щурiв за умов експе-риментального ССЗВ.
Матерiали та методи
Дослщження виконан на 24 статевозрiлих щурах-самцях лжи «Вютар» вагою 180-220 г, як утримувались за стандартними умовами вiварiю. Всi манiпуляцiТ з лабораторними тваринами проводились вщповщно до вимог комiсiТ з бю-етики УкраТнськоТ медичноТ стоматолопчноТ ака-демiТ.
Тварини були рандомiзовано розподiленi на 3 групи по 8 тварин: перша - група контролю, яка включала в себе тварин, яким 3 рази на тиждень в перший тиждень дослщжень вводили 0,1 мл 0,9% (маса/об'ем) стерильного розчину натрш хлориду внутршньоочеревинно; далi раз на тиждень 0,1 розчину протягом 2-х мюя^в.
Друга група - група моделювання системно!' запальноТ вщповд яка включала в себе тварин, яким 3 рази на тиждень в перший тиждень дослщжень вводили внутршньоочеревинно розчин бактерiального лтополюахариду Salmonella typhi (^рогенал, виробництва «Медгамал», Ро-сiя) iз розрахунку 0,4 мкг/кг (об'ем рщини, яка вводилась не перевищував 0,1 мл); далi раз на тиждень 0,4 мкг/кг розчину ^рогеналу протягом 2-х мюя^в [8].
Третя група - група, тваринам якоТ на фон моделювання системноТ запальноТ вiдповiдi вну-тршньоочеревинно вводили водний розчин
амонiю тролщиндтокарбамату (PDTC) i3 розрахунку 76 мг/кг одразу пюля введення ^роге-налу [9].
Тварин виводили i3 експерименту пiд ефiр-ним наркозом шляхом декаттацп. Для визначення бiохiмiчних показникiв використовували 10% гомогенат тканин серця.
Продукцш О2- визначали спектрофотометри-чно по концентрацп диформазану, який утворю-еться в реакцп нiтросинього тетразолiю iз О2-[10]. Для оцшки внеску мiкросомального елект-роно-транспортного ланцюга (ЕТЛ) та NO-синтази в продукцiю О2- використовували шдук-тор у виглядi 0,05 мл 3% водного розчину НАДФН2 [10]. Для оцшки внеску мiтохондрiаль-ного ЕТЛ в продукцш О2- використовували шду-ктор у виглядi 0,05 мл 3% водного розчину НАДН2 [10]. Активнiсть СОД та каталази визначали спектрофотометрично згщно з методични-ми рекомендацiями [11]. Вмют втьного малонового дiальдегiду (МДА) визначали спектрофотометрично за вмютом продукту реакцп МДА з 1-метил-2-фенiлiндолом у розчинi ацетоштрилу з метанолом (об'емне спiввiдношення 3 до 1) у присутност 0,15 мл концентрованоТ' соляноТ' кис-лоти (HCl) [12].
Bd реактиви, якi використовувались для бю-хiмiчних дослiджень були чист (марка ч) чи чист для аналiзу (марка чда). Bd спектрофотометри-чнi дослiдження проводились на спектрофото-метрi Ulab 101. Отриман результати пщдава-лись статистичнiй обробц iз використанням кри-терiю Манна-У^нк Рiзницю результатiв мiж гру-пами вважали статистично значущою при p<0,05.
Результати та обговорення
lндукцiя системно!' запальноТ' вiдповiдi Про-геналом збтьшуе базову продукцiю О2- на 54,6% вщносно контрольно!' групи (Таб.1). Про-дукцiя О2- вiд мiкросомального ЕТЛ та NO-синтази збiльшуeться на 52,9%. Продук^я О2-вiд мiтохондрiального ЕТЛ збiльшуeться на 38,9%. Активнють СОД зростае в 1,86 рази, ак-тивнiсть каталази зростае в 1,53 рази. Концент-рацiя втьного МДА в тканинах серця зростае на 81,2%.
Блокада транскрипцшного фактора NF-kB знижуе базову продукцш О2- на 38,9%; вiд мк-росомального ЕТЛ та NO-синтази на 41%; вщ мiтохондрiального ЕТЛ на 22,2% вщносно групи моделювання системно!' запальноТ' вщповщк Активнють СОД зменшуеться на 56,7%, в той час як активнють каталази статистично значуще не змшюеться. Концентра^я втьного МДА в тканинах серця зменшуеться на 31,4%.
Таблиця 1.
Розвиток оксидативного стресу за умов системноТ запальноТ eidnoeidi та викoристаннi iнгiбiтoра транскрипцйного фактора NF-kB амоню пiррoлiдиндiтioкарбамату (M±m).
Показник Група
Контрольна Синдром системно!' запальноТ вiдповiдi Блокада транскрипцiйного фактора NF-kB на фон моделювання системно!' запально!' вщповщ
Продукцiя О2-, нмоль/с на г Базова Вщ мiкросомального ЕТЛ Вiд мiтохондрiального ЕТЛ 1,96±0,2 10,63±0,75 12,48±1,23 3,03±0,06* 16,25±0,73* 17,33±0,44* 1,85±0,11** 9,58±0,73** 13,49±0,72**
Активнють СОД, у.о. 1,42±0,27 4,06±0,98* 1,76±0,18**
Активнiсть каталази, мккат/г 0,118±0,016 0,299±0,15* 0.289±0,14
Вмют вiльного МДА, нмоль/г 6,48±0,44 11,74±1,23* 8,05±0,37**
■ дат статистично значуще вiдрiзняються eid контрольно'!' групи
- данi статистично значуще вiдрiзняються eid групи моделювання синдрому системно!' запальноТ вiдпoвiдi
Актива^я NF-кB в данш експериментальнш моделi (Рис.1), виходячи iз фармаколопчних вла-стивостей Прогеналу, вщбуваеться шляхом вза-емоди бактерiального лiпополiсахариду iз толл-подiбним рецептором 4 (TLR-4). TLR-4 активуе ш-гiбiтор-кB кiназний комплекс, який в свою чергу вивтьняе цитозольний NF-кB [13]. Пiсля трансло-каци NF-кB до ядра вщбуваеться транскрип^я та трансляцiя пiдконтрольних NF-кB генiв, до яких належать гени, що кодують iнтерлейкiни 1, 2, 6, 8, 12 та фактор некрозу пухлин-а (ФНО-а) [14]. Збн льшена продукц1я ФНО-а призводить до активаци
iншого транскрипцiйного фактора - активаторно-го протеТну 1 (АР-1). eлiнська А.М. та спiавт. встановили, що блокування АР-1 за умов ССЗВ шдукованого Прогеналом зменшуе штенсивнють пероксидаци лiпiдiв та нiвелюе пперпродукцш ак-тивних форм кисню та азоту у тканинах пародон-та [8]. Тому не виключеною е актива^я АР-1 в умовах нашоТ експериментально! моделi. Роль активаци АР-1 в розвитку оксидативного стресу в умовах ССЗВ в тканинах серця потребуе пода-льшого вивчення.
лп
Оксидативно-н1трозативний стрес
Рис. 1 Механiзми розвитку оксидативно-нтрозативного стресу в серц щурiв та впливу пiррoлiдiндiтioкарбамату (пояснення у тексту.
Блокада NF-кB, за результатами наших до-слщжень, знижуе ппрерпродукцш активних форм кисню, а саме О2- навпъ за умов стимуля-ц11" його продукцп розчинами НАДФН2 та НАДН2. НАДН2 е потужним стимулятором транспорту електрошв в мiтохондрiальному ЕТЛ. NF-кB, окрiм збтьшення вмiсту прозапальних цитокiнiв, збiльшуе транскрипцш шдуцибельно" форми NO-синтази та призводить до пперпродукцп N0.
N0, у великих ктькостях, здатен iнгiбувати транспорт електрошв через цитохром с (Комплекс IV), а у разi тривало" персистенцп великих доз N0, можлива iнгiбiцiя транспорту електронiв нав^ь через Комплекс I [15]. Таким чином, збн льшення продукцп О2- вiд мiтохондрiального ЕТЛ за умов експериментального ССЗВ можна пояснити NF-кB опосередкованою блокадою ци-тохромних комплешв IV та I. Постае питання
АктуальН проблеми сучасно! медицины
щодо MexaHi3MiB, якi лежать в 0CH0Bi, тривалоТ персистенцп надмiрних кiлькостей NO, осктьки перiод напiвжиття NO скпадае 0,1-2 секунди, ш-сля чого BiH пiддаeться оксидацiТ до NO2- та NO3-. Певну роль в пщтриманш постiйного пупу NO можуть вiдiгравати нiтрат-нiтрит редуктази та власна ытрат-штрит редуктазна активнiсть ци-тохромiв. В роботi eпiнськоТ А.М. та сшвавт. показано, що загальна штрат-ытрит редуктазна ак-тивнiсть збтьшуеться в умовах ССЗВ в тканинах пародонта [8]. Чи призводить збтьшення актив-ностi нiтрат-нiтрит редуктаз до NO-залежного збтьшення продукцп О2- вщ мiтохондрiапьного ЕТЛ, або е захисним мехашзмом, який попере-джуе розвиток штритивного стресу, потребуе подальшого вивчення.
Пщвищена продукцiя О2- вiд мiкросомального ЕТЛ може бути пов'язана iз роз'еднання (англ. Uncoupling) NO-синтаз iз субстратом (L-аргiнiном) або коферментним фактором (тетра-гiдробiоптерiном). Дану особливють за умов екс-периментального ССЗВ в даному випадку можна пояснити особливютю експериментальноТ моде-пi. Введення бактерiального пiпопопiсахариду супроводжуеться роз'еднанням ендоте^альноТ форми NO-синтази i переходом ТТ на синтез О2-замiсть NO [16]. Активацiя NF-kB супроводжуеться збтьшенням експресiТ генiв iндуцибепьноТ форми NO-синтази, що може посилити роз'еднання конститутивних форм шляхом по-силення конкуренцп мiж рiзними iзоформами за субстрат реакцп. За даними Ozcan L. та ствав-торiв, блокада активацп NF-kB шляхом викорис-тання PDTC знижуе активнiсть iндуцибепьноТ форми NO-синтази та зменшуе iшемiчно-реперфузшне ушкодження тканин яечок [17]. Саме зниженням активност шдуцибельноТ форми NO-синтази та зменшенням роз'еднання конститутивних форм NO-синтази можна пояс-нити зменшення продукцп О2- вiд мiкросомаль-ного ЕТЛ пiд впливом PDTC.
Активiзацiя антиоксидантних ферментiв в умовах ССЗВ е захисно-компенсаторною реакцн ею на посилення продукцiТ О2. Проте ефектив-нiсть даного механiзму в умовах ССЗВ та активацп NF-kB е недостатньою, про що свщчить збтьшення вмюту МДА.
Висновки
Актива^я ядерного транскрипцiйного фактора NF-kB в серц щурiв за умов шдукцп систем-ноТ запальноТ вiдповiдi бактерiапьним лтополь сахаридом Salmonella typhi призводить до збн льшення продукцп' супероксидного анюн-
радикалу з послщуючим розвитком оксидативного стресу в тканинах серця.
Компенсаторна актива^я антиоксидантних ферменпв за цих умов не здатна запоб^и розвитку оксидативного стресу в тканинах серця.
Лтература
1. Balk RA Systemic inflammatory response syndrome (SIRS): where did it come from and is it still relevant today? J. Virulence. 2014 Jan 1; 5(1):20-6. doi: 10.4161/viru.27135.
2. Deng Y, Tan F, Gan X, Li X, Ge M, Gong C, Hei Z, Zhu Q, Zhou S. Perioperative application of dexmedetomidine for postoperative systemic inflammatory response syndrome in patients undergoing percutaneous nephrolithotomy lithotripsy: results of a randomised controlled trial. BMJ Open. 2018 Nov 3; 8(11):e019008. doi: 10.1136/bmjopen-2017-019008.
3. Mondal NK, Sorensen EN, Pham SM, Koenig SC, Griffith BP, Slaughter MS, Wu ZJ. Systemic Inflammatory Response Syndrome in End-Stage Heart Failure Patients Following Continuous-Flow Left Ventricular Assist Device Implantation: Differences in Plasma Redox Status and Leukocyte Activation. Artif Organs. 2016 May; 40(5):434-43. doi: 10.1111/aor.12580.
4. Tan Y, Tu Y, Tian D, Li C, Zhong JK, Guo ZG. ST-elevation myocardial infarction following systemic inflammatory response syndrome. Cardiovasc J Afr. 2015 May 23; 26(3):e1-3. doi: 10.5830/CVJA-2014-071.
5. Yuan DD, Chi XJ, Jin Y, Li X, Ge M, Gao WL, Guan JQ, Zhang AL, Hei ZQ. Intestinal injury following liver transplantation was mediated by TLR4/NF-KB activation-induced cell apoptosis. Mol Med Rep. 2016 Feb; 13(2):1525-32. doi: 10.3892/mmr.2015.4719.
6. Oeckinghaus A, Ghosh S. The NF-kappaB family of transcription factors and its regulation. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2009 Oct; 1(4):a000034. doi: 10.1101/cshperspect.a000034.
7. Cao Y, Zhang X, Shang W, Xu J, Wang X, Hu X, Ao Y, Cheng H. Proinflammatory Cytokines Stimulate Mitochondrial Superoxide Flashes in Articular Chondrocytes In Vitro and In Situ. PLoS One. 2013 Jun 19; 8(6):e66444. doi: 10.1371/journal.pone.0066444.
8. 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 Jan-Feb; 91(1):80-85. doi: 10.15407/ubj91.01.080.
9. Yelins'ka AM, Shvaykovs'ka OO, Kostenko VO. Sources of production of reactive oxygen and nitrogen species in tissues of periodontium and salivary glands of rats under modeled systemic inflammation. Probl Ekol Med. 2017; 21(3-4):51-54.
10. Kostenko VO, Tsebrzhins'kii OI. Produktsiya superoksydnoho anion-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. (In Ukrainian).
11. Kaydashev IP, editor. Metody klinichnykh ta eksperymental'nykh doslidzhen' v medytsyni [Methods of clinical and experimental research in medicine]. Poltava; 2003. 320 p. (Ukrainian).
12. Akimov OYe, Kostenko VO, inventors; Higher State Educational Institution "Ukrainian Medical Stomatological Academy", assignee. Method for evaluation of the activity of lipid peroxidation processes in soft tissue homogenate. Ukraine patent 127383. 2018 Jul 25. (Ukrainian).
13. Li MD, Yang X. A Retrospective on Nuclear Receptor Regulation of Inflammation: Lessons from GR and PPARs. PPAR Res. 2011; 2011:742785. doi: 10.1155/2011/742785.
14. Liu T, Zhang L, Joo D, Sun SC. NF-KB signaling in inflammation. Signal Transduct Target Ther. 2017; 2. pii: 17023. doi: 10.1038/sigtrans.2017.23.
15. Moncada PS. Nitric Oxide And Oxygen: Actions And Interactions In Health And Disease. Redox Biol. 2015 Aug;5:421. doi: 10.1016/j.redox.2015.09.034.
16. Chen L, Liu E, Cao D, Li S, Xiao C, Xiong M, Kou Q. Pivotal role of glutathione depletion in eNOS uncoupling of LPS-Treated HUVECs. Cell Mol Biol (Noisy-le-grand). 2016 Nov 30;62(13):54-61. doi: 10.14715/cmb/2016.62.13.10.
17. Ozcan L, Otunctemur A, Polat EC, Ozbek E, Kirecci SL, Somay A. Selective Nuclear Factor Kappa b (NFkB) Inhibitor, Pyrrolidium Dithiocarbamate Prevents, Long-Term Histologic Damage in Ischemia-Reperfusion Injuries after Delayed Testicular Torsion. Urol J. 2016 Jun 28;13(3):2702-6.
Реферат
РОЛЬ ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА NF-KB В РАЗВИТИИ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА В СЕРДЦЕ КРЫС В УСЛОВИЯХ ИНДУКЦИИ СИСТЕМНОГО ВОСПАЛИТЕЛЬНОГО ОТВЕТА БАКТЕРИАЛЬНЫМ ЛИПОПОЛИСАХАРИДОМ Акимов О.Е., Веткина А.Ю., Малик А.И., Шкодина А.Д., Денисенко С.В, Костенко В.А.
Ключевые слова: синдром системного воспалительного ответа, активные формы кислорода, оксидативный стресс, антиоксидантные ферменты, ядерный транскрипционный фактор kB.
Синдром системного воспалительного ответа - это угрожающее осложнение, которое может приводить к развитию инфаркта миокарда. В развитии синдрома системного воспалительного ответа неоднозначную роль играет активация ядерного транскрипционного фактора kB (NF-kB). Целью данного исследования является определение влияния активации ядерного транскрипционного фактора NF-kB на продукцию супероксидного анион радикала (О2"), активность супероксиддисмутазы и каталазы, содержание свободного малонового диальдегида в сердце крыс в условиях экспериментального синдрома системного воспалительного ответа. Материалы и методы. Исследования выполнены на 24 половозрелых крысах-самцах линии «Вистар» весом 180-220 г. Животные были разделены на 3 группы по 8 животных (контрольная, группа синдрома системного воспалительного ответа, группа блокады NF-kB). Синдром системного воспалительного ответа моделировали путем внутрибрюшинного введения бактериального липополисахарида (Пирогенал) из расчета 0,4 мкг / кг 3 раза в неделю в первую неделю; далее раз в неделю в течение 2-х месяцев. Блокаду NF-kB осуществляли путем введения аммония пирролидиндитиокарбамата из расчета 7б мг / кг. В 10% гомогенате сердца исследовали продукцию О2", активность супероксиддисмутазы и каталазы, содержание малонового диальдегида. Результаты. Индукция синдрома системного воспалительного ответа Пирогеналом увеличивает базовую продукцию О2" на 54,6% относительно контрольной группы. Продукция О2" от микросомальной электронотранспортной цепи и NO-синтазы увеличивается на 52,9%. Продукция О2" от митохондриа-льной электронотранспортной цепи увеличивается на 38,9%. Активность супероксиддисмутазы возрастает в 1,86 раза, активность каталазы возрастает в 1,53 раза. Концентрация свободного малонового диальдегида в тканях сердца возрастает на 81,2%. Блокада транскрипционного фактора NF-kB снижает базовую продукцию О2" на 38,9%; от микросомальной электронотранспортной цепи и NO-синтазы на 41%; от митохондриальной электронотранспортной цепи на 22,2% относительно группы синдрома системного воспалительного ответа. Активность супероксиддисмутазы уменьшается на 56,7% в то время как активность каталазы статистически значимо не меняется. Концентрация свободного малонового диальдегида в тканях сердца уменьшается на 31,4%. Выводы. Активация ядерного транскрипционного фактора NF-kB в сердце крыс в условиях индукции синдрома системного воспалительного ответа Пирогеналом приводит к увеличению продукции О2" с последующим развитием оксидативного стресса в тканях сердца. Компенсаторная активация антиоксидантных ферментов в этих условиях не способна предотвратить развитие оксидативного стресса в тканях сердца.
Summary
ROLE OF TRANSCRIPTIONAL FACTOR NF-KB IN DEVELOPMENT OF OXIDATIVE STRESS IN HEART OF RATS DURING SYSTEMIC INFLAMMATORY RESPONSE INDUCED BY BACTERIAL LIPOPOLYSACCHARIDE Akimov O.Ye., Vetkina A.Yu., Malyk A.I., Shkodina A.D., Denysenko S.V., Kostenko V.O.
Key words: systemic inflammatory response syndrome, reactive oxygen species, oxidative stress, antioxidant enzymes, nuclear transcriptional factor kB.
Systemic inflammatory response syndrome (SIRS) is a threatening complication that can lead to myocardial infarction. Activation of the nuclear transcription factor kB (NF-kB) plays an unambiguous role in the SIRS development. The purpose of this study is to determine the effect of NF-kB nuclear transcription factor activation on production of superoxide anion radical (O2"), superoxide dismutase (SOD) and catalase activity, concentration of free malondialdehyde (MDA) in the heart of rats during SIRS modelling. The experiment was performed on 24 mature Wistar male rats weighing 180-220 g. Animals were divided into 3 groups consisting of 8 animals (control, SIRS group, NF-kB blockade group). SIRS was modelled by intraperitoneal administration of bacterial lipopolysaccharide (Pyrogenal) in a dose of 0.4 ^g / kg 3 times a week in the first week; then once a week for 2 months. The blockade of NF-kB was performed by administration of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC) in a dose of 76 mg / kg. Production of O2", activities of SOD and catalase, concentration of MDA was investigated in 10% heart tissues homogenate. Induction of SIRS by Pyrogenal increases basic production of O2" by 54.6% compared to the control group. Production of O2" by microsomal electron transport chain (ETC) and NO synthase increases by 52.9%; production of O2" by mitochondrial ETC increases by 38,9%. Activity of SOD increases by 1.86 times, activity of catalase increases by 1.53 times. The concentration of free MDA in heart tissues has grown by 81.2%. Blockade of the transcription factor NF-kB reduces basic production of O2" by 38.9%; by microsomal ETC and NO synthase by 41%; by mitochondrial ETC by 22.2% compared to SIRS group. SOD activity decreases by 56.7%, while catalase activity does not statistically significantly change. The concentration of free MDA in heart tissues decreases by 31.4%. Activation of the nuclear transcription factor NF-kB in the heart of rats during SIRS induced by Pyrogenal leads to an increase in O2" production with subsequent development of oxidative stress. Compensatory activation of antioxidant enzymes under these conditions is not able to prevent the development of oxidative stress in heart tissues.
