CC BY
56
э
СИНТЕЗ ОКСИДА АЗОТА В СЛИЗИСТОЙ ЖЕЛУДКА И ТКАНИ ПОЧЕК ПРИ ИНДОМЕТАЦИН-ИНДУЦИРОВАННОЙ ГАСТРО- И НЕФРОПАТИИ И ПУТИ ЕЕ КОРРЕКЦИИ
Усманова Ш. Э., Якубов А. В., Хамраев А. А.
Ташкентская медицинская академия, Центральная научно-исследовательская лаборатория
SYNTHESIS NO IN GASTRIC MUCOSA AND RENAL TISSUE IN INDOMETACIN-INDUCED GASTRO- AND NEPHROPATHY AND PATHWAYS OF THEIR CORRECTION
Usmanova Sh. E., Yakuvov А. V., Khamraev А. А.
Tashkent Medical AcademyCentral Science Research Laboratory
Усманова Ш. Э., Ташкентская медицинская академия, кандидат медицинских наук,
Якубов А. В., доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой клинической фармакологии
Хамраев А. А., доктор медицинских наук, заведующий кафедрой подготовки врача общей практики по внутренним
болезням и эндокринологии
Usmanova Sh. E. — Candidate of Medical Sciences, Tashkent Medical Academy
Yakubov А. V. — Doctor of Medicine, M. D., Professor, Head of Department of Clinical Pharmacology
Khamraev А. А. — Doctor of Medicine, M. D., Head of Department of General Practitioner (GP) training in Interna! Diseases &
Endocrinology
Усманова
Шахноза Эркиновна Usmanova Sh. E. E-mail:
Резюме
Цель исследования. Изучение влияния некоторых иАПФ на состояние №Э-образования в слизистой желудка и ткани почек при индометацин-индуцированной гастро- и нефропатии в эксперименте.
Материалы и методы. На экспериментальной модели индометациновой гастропатии у крыс с экспериментальным ревматоидным артритом изучено влияние эналаприла, лизиноприла и каптоприла на состояние NO-обра-зования в слизистой желудка и ткани почек. Состояние NO-образования изучали путем определения содержания L-аргинина, продуктов NO и активности НАДФН-диафоразы и нитритредуктазы. Полученные результаты сравнивали с результатами группы без лечения.
Результаты. Установлено, что при индометациновой гастро- и нефропатии значительно снижается содержание L-аргинина, продукты NO и активность ферментов NO-образования в слизистой желудка и ткани почек. При 10-дневном применении иАПФ наблюдали положительное влияние этих препаратов на показатели NO-образо-вания. Среди иАПФ наилучший корригирующий эффект отмечался при лечении каптоприлом.
Заключение. Одной из причин индометацин-индуцированной гастро- и нефропатии является значительное снижение содержания субстрата и активности ферментов NO-образования. иАПФ стимулируют синтез NO в системе L-аргинин — окись азота. В плане коррекции выработки NO как в слизистой желудка, так и ткани почек наиболее эффективен каптоприл.
Ключевые слова: индометацин, гастропатия, нефропатия, окись азота, эналаприл, лизиноприл, каптоприл, лечение. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология 2014; 106 (6):73-77
Summary
Investigation was aimed at effect of some iACE on a state of NO-formation in gastric mucosa and renal tissue in in-dometacin-induced gastro- and nephropathy in experiment.
Materials and methods: Effect of enalapril, lysinopril and captopril on a state of NO-formation in gastric mucosa and renal on experimental model of indometacin-induced gastropathy in rats with experimental rheumatoid arthritis was studies. State of NO-formation was studied by determination of content of L-arginin, NO products and NADPN-dia-phorase and nitrite-reductase activity. Results obtained were compared with those in a group without treatment.
Results: It was established a significant decrease in L-arginin, NO products and NO-formation enzymes activity in gastric mucosa and renal tissue in indometacin-induced gastro- and nephropathy. Positive effect of these preparations on NO-formation observed to be in 10 days using of iACE. The best correcting effect among iACE noted to be in treatment with captopril.
Conclusion: One of the causes of indometacin-induced gastro- and nephropathy is considerable reduction in content of substrate and NO-formation enzymes activity. Inhibitors of ACE stimulate NO synthesis in the system L-arginin — nitrogen oxide. Captopril is the most effective in order to correct NO production both in gastric mucosa and renal tissue.
Keywords: indometacin, gastropathy, nephropathy, nitrogen oxide, enalapril, lysinopril, captopril, treatment.
Eksperimental'naya i Klinicheskaya Gastroenterologiya 2014; 106 (6):73-77
Введение
Целью нашего исследования было сравнительное изучение влияния эналаприла, лизиноприла и каптоприла на состояние биорегуляторной системы NO-образования в слизистой желудка и ткани почек при индометацин-индуцированной гастро-и нефропатии у животных с экспериментальным ревматоидным артритом (ЭРА).
Известно, что основным фактором цитотоксич-ности является NO, избыточная продукция которого приводит к значительномуувеличению количества активированных форм кислорода и перекиси водорода, обладающих выраженной цитотоксично-стью [1-4]. Рассматривая NO в качестве универсального фактора инициации перекисного окисления липидов (ПОЛ), необходимо подчеркнуть, что его активность всецело зависит от антиоксидантной мощности систем, гдеон продуцируется [3,5,6]. Высокий уровень глутатиона, супероксиддисмутазы (СОД), каталазы защищает мембранные структуры, снижает пул супероксидного радикала, предотвращает цитотоксический эффект пероксинитрита [7,8]. В последние годы интерес исследователей вызывает изучение влияния NO на метаболические процессы в тканях и органах при различных патологических
Материал и методы исследования
Экспериментальные исследования проводили на 42 крысах-самцах смешанной популяции массой 160-200 г, которые находились на обычном рационе вивария. Животные были разделены на 7 групп по 6 особей в каждой. 1-я группа была интактной, 2-я группа -ЭРА, 3-я -ЭРА и индометациновая гастропатия (ГЭРА), 4-я -Н2О (без лечения), 5-я — ГЭРА+эналаприл, 6-я — ГЭРА+лизиноприл, 7-я -ГЭРА+каптоприл.
Ревматоидный артрит моделировали однократным введением в заднюю правую лапку животного 0,2 мл адъюванта Фрейнда [19]. Индометацин-ин-дуцированную гастропатию вызывали введением индометацина pe ros в виде водной суспензии в дозе
состояниях. Это обусловлено широким спектром действия N0 на внутриклеточный гомеостаз и био-регуляторные процессы [9-13].
Необходимость проведения такого исследования можно аргументировать тем, что в настоящее время имеются сведения о наличии антиоксидант-ного эффекта ингибиторов ангиотензин превращающего фермента (иАПФ) [14,15]. Антиоксидантные свойства иАПФ объясняются участием ангиотензи-на II в увеличении продукции супероксида посредством активации НАДФН и ксантиноксидазы. При анализе содержания аскорбата, общего глутатиона, активности глутатионпероксидазы и глутатионре-дуктазы было показано, что иАПФ способствуют увеличению антиоксидантной защиты организма, а в комбинации с натуральными антиоксидантами нормализуют показатели свободнорадикального гомеостаза [16-18].
Учитывая тесную взаимосвязь процессов окислительного стресса и N0-образования, мы посчитали целесообразным изучить влияние некоторых иАПФ на состояние этих процессов в слизистой желудка и ткани почек при индометацин-индуци-рованной гастро- и нефропатии.
2,5 мг/кг в течение 5 дней [20]. Контрольной группой служили животные с ГЭРА, которые в течение 10 дней получали Н2О.
Изучаемые препараты вводили per os в виде водной суспензии в течение 10 дней в дозах: эна-лаприл 10 мг/кг [21], лизиноприл 8 мг/кг [22], капто-прил 7,5 мг/кг [23].
Все болезненные процедуры выполняли с соблюдением Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным. Для проведения биохимических исследований животных забивали одномоментной декапитацией под эфирным наркозом. Желудок извлекали, очищали, промывали холодным физиологическим раствором, удаляли
синтез оксида азота в слизистой желудка и ткани почек... | synthesis no in gastric mucosa and renal tissue...
преджелудок. Далее выскабливали слизистый слой, взвешивали и суспензировали из расчета 30 мг/мл [24]. Почки измельчали и гомогенизировали в стеклянном гомогенизаторе с тефлоновым пестиком в 3-4-кратном объеме среды выделения, состоящей из 0,25М сахарозы, 0,05 М KCl в 0,05М растворе трис HCl буфера (рН7,4). С целью осаждения ядер, митохондрий и разрушенных клеток гомогенаты центрифугировали при 9000g в течение 20 мин.
Образование NO в слизистой ткани и ткани почек изучали путем определения содержания его продуктов — нитритов и нитратов [25] в микро-сомальной фракции. Содержание аминокислоты
Результаты исследования
В таблице 1 приведены результаты изучения влияния некоторых иАПФ на биорегуляторную систему NO-образования в слизистой желудка при индоме-тациновой гастропатии.
Как видно из таблицы, индометацин значительно снижает содержание L-аргинина и резко увеличивает содержание продуктов NO в слизистой желудка. У крыс этой группы (ГЭРА) содержание L-аргинина снижалось более чем в 3 раза, а уровень продуктов NO увеличивался в 2,7 раза. Активность НАДФН-диафоразы по сравнению с контролем уменьшалась более чем в 2,5 раза, а нитритре-дуктазы почти в 2,5 раза. В группе без лечения (ГЭРА+Н2О) полученные результаты практически не отличались от исходных. Используемые препараты оказывали на систему NO-образования положительное влияние. Достоверно увеличивалось содержание L-аргинина, снижался уровень продуктов NO, увеличивалась активность ферментов. В группах животных, леченных эналаприлом и лизиноприлом, наблюдался почти одинаковый эффект. Более эффективным оказался каптоприл. У животных этой группы содержание L-аргинина
L-аргинина определяли в надосадочной фракции гомогената слизистой и почек по методу A. Steven и соавт. [26]. Активность маркера фермента NO-синтазы-НАДФН-диафоразы определяли по методу V. T. Нореи соавт. в модификации А. С. Ко-марина и соавт. [27]. Активность фермента нитри-тредуктазы определяли в надосадочной фракции гомогената слизистой желудка и ткани почек по методу Т. П. Вавилова [28].
Полученные результаты обрабатывали с использованием t-критерия Стьюдента стандартным пакетом Microsoft Excel. Различия считались значимыми при р<0,05.
увеличилось на 122,4 %, уровень продуктов NO снизился на 55,7 %, а активность НАДФН-диафо-разы и нитритредуктазы возросла соответственно на 118,6 и на 86,6 %.
В таблице 2 приведены результаты изучения влияния иАПФ на биорегуляторную систему NO-образования в ткани почек при индометациновой гастропатии.
Необходимо отметить, что при повреждении почек при ГЭРА индометацином снижаются все показатели системы NO-образования. При лечении гастропатии иАПФ оказывают цитопротективный эффект и на ткань почек. В группе животных, леченных эналаприлом, содержание L-аргинина увеличилось почти в 1,9 раза, а продуктов NO — в 2,7 раза. При лечении лизиноприлом результаты были почти такими же, что и группе с эналаприлом. Наилучший эффект наблюдался при лечении капто-прилом. У животных этой группы содержание L-аргинина увеличилось в 2,5 раза, а активность ферментов НАДФН-диафоразы и нитритредуктазы в ткани почек — соответственно в 2,7 раза и в 3,6 раза.
Обсуждение полученных результатов
Нами установлено, что при индометациновой гастропатии значительно нарушаются процессы ЫО-образования как в ткани желудка, так и в ткани почек. Это сопровождается дефицитом L-арги-нина, снижением активности НАДФН-диафоразы и нитритредуктазы. Особую роль L-аргинина при НПВП-гастропатиях отмечают и другие авторы [29,30]. S. Sanches-Fudalgo и соавт. [31] было установлено, что комбинированное назначение L-аргинина с ибупрофеном улучшает прогноз после формирования повреждения слизистой оболочки желудка вследствие НПВП за счет усиления выработки эндогенных простагландинов, что в конечном итоге приводит к усилению роста сосудов в пораженной области.
Необходимо отметить, что гастро- и нефропро-тективные эффекты иАПФ обусловлены восстановлением баланса между двумя вазоактивны-ми системами: ангиотензином II и оксидом азота. Последний, кроме вазодилатации, предупреждает агрегацию тромбоцитов и активацию ряда клеток, а также тормозит пролиферацию гладкомышечных клеток. иАПФ способствуют регуляции функции
эндотелия, сосудистой системы в целом и повышает уровень брадикинина, который является мощным стимулятором продукции N0. Кроме того, иАПФ снижают окислительный стресс, в результате чего активируется протективная эндотелиальная система [32-35].
В наших исследованиях наиболее выраженный эффект проявлял каптоприл, что связано с наличием в его структуре сульфгидрильной группы [36,37]. Установлено, что каптоприл активизирует эндоте-лиальную ЫО-синтазу, ингибирует высвобождение эндотелина-1 более значимо, чем лизиноприл и эналаприл [36]. В исследованиях А. 8спЬпег и соавт. [33] и Н. Вшкета и соавт. [38] показано, что каптоприл стимулирует выработку N0 из эндотелиальных клеток в большей степени, чем эналаприл. Необходимо отметить, что гастропро-тективное и нефропротективное действие иАПФ, наряду с антиоксидантным эффектом, обусловлено корригирующим влиянием этих препаратов на систему ЫО-образования. О нефропротективном эффекте иАПФ, обусловленным перечисленными механизмами, утверждают и другие авторы [39-44].
Выводы
1. Одной из причин индометацин-индуцированной гастро- и нефропатии является значительное снижение содержания субстрата и активности ферментов NO-образования.
Литература
1. Недоспасов А. А. Биогенный NO в конкурентных отношениях. Биохимия 1998; 63 (7): 881-904.
2. Takeuchi K., Tanaka A., Hayashi Y. et al. Functional mechanism underlying COX-2 expression following administration of indomethacin in rat stomachs: importance of gastric hypermotility. Dig Dis Sci 2004; 49 (2): 180-187.
3. Weinberger B. Nitric oxide in the lung: therapeutic and cellular mechanisms of action. Pharmacol Ther 1999; 84 (3): 401-411.
4. Романенко Е. Г., Ковач И. В., Руденко А. И. и соавт. Роль метаболитов оксида азота в патогенезе воспалительных заболеваний тканей полости рта и желудочно-кишечного тракта. Вюн проб бюл i медиц 2010; 3: 37-40.
5. Покровский В. И., Виноградов Н. А. Оксид азота, его физиологические и патофизиологические свойства. Тер арх 2005; 1: 82-87.
6. Верес А. И., Нечипуренко Н. И., Грибоедова Т. В. и со-авт. Функциональное состояние эндотелия сосудов у больных атеросклеротической энцефалопатией под влиянием антиоксидантной терапии. Неврол и нейрохир в Беларуси 2009; 2: 71-79
7. Tava-Motamen H., Miner T. J., Starnes B. W. et al. Nitric oxide mediates acute injury by modulation of inflammation. J Surg Res1998; 78 (2): 137-142.
8. Fries J., Kristen N., Bennet M. et al. The rise and decline of nonsteroidal anti-inflammatory drag-associated gastropathy in rheumatoid arthritis. Arthritis Rheum 2004; 50: 2433-2440.
9. Подзолков В. И., Осадчий К. К. Ингибиторы АПФ в лечении артериальной гипертензии: фокус на ли-зиноприл. Рациональная фармакотерапия в кардиол 2009; 1: 57-62.
10. Ена Л. М., Чаяло П. П., Приходько В. Ю. и соавт. Длительное применение эналаприла и гидрохлортиази-да у больных с артериальной гипертензией пожилого возраста: влияние на системную и интракардиаль-ную гемодинамику, перекисное окисление липидов. Укр кардюл журн 2002; 2: 50-54.
11. Lundberg JO, Gladwin MT, Reutov VP et al. Nitrate and nitrite in biology, nutrition and therapeutics. Nature Chem Biol 2009; 5 (12): 865-9.
12. Кузенков В. С., Крушинский А. Л., Реутов В. П. и соавт. Влияние нитратов на развитие неврологических нарушений, вызванных ишемией мозга, у крыс. Актуальные проблемы биологии, химии, физики. Матер междунар заочной науч-практ конф. Россия 2011; 54-61.
13. Кузенков В. С., Крушинский А. Л., Реутов В. П. Влияние типа катиона и концентрации нитратов на неврологические нарушения, вызванные экспериментальной ишемией мозга. Бюлл эксперим биол и мед 2013; 155 (6): 710-713.
14. Курята А. В. Возможности антиоксидантной защиты мембран эритроцитов у больных гипертонической болезнью пожилого возраста под влиянием терапии каптоприлом. Клин геронтол 2001; 5-6: 10-13.
15. Задионченко В. С., Лексина К. С., Тимофеева Н. Ю. и др. Влияние ингибиторов ангиотензинпревращающего
2. иАПФ стимулируют синтез N0 в системе L-арги-нин — окись азота. Для коррекции выработки N0 как в слизистой желудка, так и в ткани почек более эффективен каптоприл.
фермента на оксидативный стресс, функцию эндотелия у больных инфарктом миокарда. Кардиология 2009; 7-8: 32-37.
16. Горева Л. А., Павликова Е. П., Киякбаев Г. К., Моисеев В. С. Клинико-гемодинамические эффекты сульфгидрильного ингибитора АПФ зофеноприла и его влияние на уровень оксидативного стресса, инсулинорезистентность при раннем применении у больных сахарным диабетом и острым инфарктом миокарда. Клин фармакол и терапия 2009; 6 (доп.): 142-143.
17. Inukai T., Yoshida N., Wakabayashi S. et al. Angioten-sin-converting enzyme inhibitors and angiotensin II receptor blockers effectively and directly potentiate superoxide scavenging by polymorphonuclear leukocytes from patients with type 2 diabetes mellitus. Amer J Med Sci 2005; 329 (5): 222-227.
18. Преображенский Д. В., Некрасова Н. И., Талызина И. В., Бугримова М. А. Первый ингибитор ангиотензинпревращающего фермента каптоприл: механизмы кардиопротективных эффектов и клиническая эффективность. Сердечная недостаточность 2010; 11 (3): 170-176.
19. Синяченко О. В., Баринов Э. Ф., Зяблицев С. В. и соавт. Экспериментальный ревматоидный артрит. Ревматология 1991; 3: 36-40.
20. Wallace J. L., Bak A., McKnight et al. Cyclooxigenase 1 contributes to inflammatory responses in rats and mice: implications for gastrointestinal toxicity. Gastroenterology 1998; 115: 101-109.
21. Тимошин С. С. Участие нейропептидов в поддержании тканевого гомеостаза слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта.Материалы 16-й сессии Академической школы-семинара им. А. М. Уголева и современные проблемы физиологии и патологии пищеварения. Рос журн гастроэнтерол гепатол ко-лопроктол 2001; 4: 38-43.
22. Ковалева М. В., Афонин В. Ю., Шилов В. В. и соавт. Оценка гипотензивного эффекта и побочного действия генерического препарата лизиноприл. Актуальные проблемы токсикологии и радиобиологии. Материалы Рос.науч. конф. с междунар. участием. СПб; 2011; 17.
23. Gvozdjakova A., SimkoF., Kucharska J. et al. Captopril increased mitochondrial coenzyme Q10 level, improved respiratory chain function and energy production in the left ventricle in rabbits with smoke mitochondrial cardiomyopathy. J Biofactors 1999; 10 (1): 61-65.
24. Bell A. E., Sellers L. A., Allen A., Cunliffe W. J. Properties of gastric and duodenal mucus: Effect of protivolizis disulfide reduction, bibe, acid, ethanol, and hyperto-nicity on mucus gel structure. Gastroenterology 1995; 88 (1): 269-280.
25. Green L. C., Wagner D. A., Glowski A. L. et al. Analysis of nitrate, nitrite, and [15 N] nitrete in biological fluids. Analyt Biochem 1982; 126: 131-138.
26. Steven A., Cohen D. J. Amino Acid Analysis utilizing Fhengliso — tiocyanata Derivatives. Analyt Bio-chem1988; 17 (1): 11-16.
27. Комарин А. С., Горбунов В. Н., Даминова Л. Т. Диагностическое значение определения нитритредуктазной активности и продуктов оксида азота при острых
синтез оксида азота в слизистой желудка и ткани почек. | synthesis no in gastric mucosa and renal tissue.
токсических поражениях печени. Метод.рекомен-дации. Ташкент, 2001; 13.
28. Вавилова Т. П., Петрович Ю. А. Определение активности нитрит-редуктазы в смешанной слюне.Вопр мед химии 1991; 2: 69-71.
29. Guha P., Dey A., Chatterjee A. et al. Pro-ulcer effects of resveratrol in mice with indomethacin-induced gastric are reserved by l-arginine. Brit Jour Pharmacol 2010; 159 (3): 726-734.
30. Dabo U, Oluwole F., Adedeji T. Effects of L-arginine and L-citrulline on Indomethacin-Induced Gastric Ulceration and Gastric pH in Male Albino Rats. Europ Jour Medic Plan 2014; 4 (6): 623-640.
31. Sanchez-Fidalgo S., Martin-Lacave L, lllanes M. et al. Administration of L-arginine reduces the delay of the healing process caused by ibuprofen. Implication of COX and growth factors expression.Histol Histopathol 2005; 20 (2): 437-447.
32. Pepine C. I., Celermajer D. S., Drexler H. Vascular health as a therapeutic tagert in cardiovascular disease. University of Florida, 1998; 78.
33. Scribner A. W, Loscalzo J., Napoli C. The effect of angiotensin converting enzyme inhibition on endothelial function and oxidant stress. Europ J Pharmacol 2003; 482 (1-3): 95-99.
34. Федорова О. А. Блокада ренин-ангиотензин-альдо-стероновой системы у пациентов с высоким кардио-васкулярным риском и коморбидными состояниями. Линотор® Украш медич часоп 2013; 3 (95): 87-94.
35. Arnon B., Menachem N. Future non invasive imaging to detect vascular plaque instability and subclinical non-obstructive atherosclerosis J Geriat Cardiol Jun 2013; 10 (2): 178-185.
36. Subissi A., Evangelista S., Giachetti A. Preclinical profile of zofenopril: an angiotensin converting enzyme inhibitor with peculiar cardioprotective properties. Cardiovasc Drug Rev 1999; 17 (2): 115-33.
37. deNigris F., DArmiento F.P., Somma P. et al. Chronic treatment with sulfgydryl angiotensin-converting enzyme inhibitors reduces susceptibility of plasma LDL to «in vitro» oxidation, formation of oxidation-specific epitopes in the arterial wall, and atherogenesis in apoli-poprotein E knockout mice.Int J Cardiol 2001; 81 (2-3): 107-115.
38. Buikema H., Monnink S. H., Tio R. A. et al. Comparison of zofenopril and lisinopril to study the role of the sulf-ghydryl-group in improvement of endothelial dysfunction with ACE-inhibitors in experimental heartfai-lure. Brit J Pharmacol 2000; 30 (8): 1999-2007.
39. Терещенко С. Н., Жиров И. В. Зофеноприл при лечении острого инфаркта миокарда. Системные гипер-тензии 2008; 2: 29-31.
40. Коломиец В. В., Грона Н. В., Якубенко Е. Д. Значение коррекции дефицита оксида азота для нефропро-текции при эссенциальной гипертензии. Укр мед альманах 2008; 11 (1): 80-83.
41. Олейников В. Э., Герасимова А. С., Матросова И. Б., Томашевская Ю. А. Эффективность и органопротек-торное действие спираприла у больных метаболическим синдромом и артериальной гипертензией. Рос кардиол журн 2007; 4 (66): 37-43.
42. Jose Lopez-Sendon et al. Expert consensus document on angiotensin con- verting enzyme inhibitors in cardiovascular disease. The Task Force on ACE-inhibitors of the European Societe of cardiology. Europ HeartJ 2004: 25. 1454-1470.
43. Трубицына Н. П., Клефортова И. И. Лизиноприл при диабетической нефропатии. Труд пациент 2014; 4: 52-57.
44. Искендеров Б.Г., БудаговскаяЗ.М., Сисина О.Н. Ор-ганопротективные эффекты фиксированной комбинации периндоприла и амлодипина в зависимости от функционального состояния почек у больных с эссенциальной артериальной гипертонией. Клин медицина 2013; 12: 35-40.
