CC BY
7
Summary
CULTURAL PROPERTIES OF FUNGI OF THE FAMILY MUCORACEAE, THE GENUS ASPERGILLUS AS CAUSATIVE AGENTS OF
ZOOANTHROPONOSIS
Kinash O.V., Skotarenko T.A.
Key words: cultural properties, opportunistic fungi, Mucor ramosissimus, Rhizopus spp., Aspergillus fumigatus, Aspergillus niger, Aspergillus flavus.
At present, in Ukraine there is a growing prevalence of fungal infections, including aspergillosis and mucormycosis, against HIV / AIDS, tuberculosis, bronchial asthma and cancerous diseases [11]. The literature available presents scanty data on which of the most commonly used nutrient media provide the highest bio-synthetic activity for the fungi of the family Mucoraceae, the genus Aspergillus. The aim of this study was to investigate the cultural properties of the studied isolates of fungi on different nutrient media. The following field fungi isolates were studied: Mucor ramosissimus Samutsevitsch, Rhizopus spp., Aspergillus fumigatus Fresenius, Aspergillus niger van Tieghem, Aspergillus flavus Link. The following nutrient media were used: the Plout medium, the Grigoraki medium, the Czapek agar, the Sabouraud agar, the wort-agar, the Van Eterson medium, the Sabouraud-dextrose broth, the honey medium. The concentration of fungi spores per 1 cm3 of inoculum was assessed on the basis of standard methods using a Goryaev's chamber. The evaluation of the intensity of spore formation on different nutrient media was carried out by standard techniques and assessed in CFU/ cm2 [30]. The most intense growth of micromycetes of the Mucor and Aspergillus genera is found on media containing sucrose, dextrose, maltose, glucose, dextrin, glycerol or plant components (the Sabouraud agar, the Czapek agar, the wort agar, the Grigoraki medium, and the Plout medium).
DOI 10.31718/2077-1096.19.1.65 УДК 616.71-002 : 615.27 : 546 Ковальова 1.О., Костенко В.О.
ВПЛИВ 1НГ1Б1ТОР1В ТРАНСКРИПЦ1ЙНОГО ЧИННИКА КАППА B НА МЕТАБОЛ1ЧН1 ТА СТРУКТУРН1 ПОРУШЕННЯ К1СТКОВО1 ТКАНИНИ ЗА УМОВ ПОЕДНАНОГО НАДЛИШКОВОГО НАДХОДЖЕННЯ ФТОРИДУ ТА Н1ТРАТУ НАТР1Ю
Украшська медична стоматолопчна акаде1^я, м. Полтава
В експеримент1 на 40 блих щурах л'ш Встар досл'джено вплив ¡Hai6imopie активацИ' транскрипц1й-ного ядерного чинника каппа B (NF-kB) на механ1зми метабол'чних та структурних порушень у стегнових кстках i хребцях за умов поеднаного надлишкового надходження фториду та штрату натр1ю. Виявлено, що сукупне введення фториду натр1ю (10 мг/кг маси тла) та штрату натр1ю (500 мг/кг маси тла) протягом 30 дб порушуе механ1зм авторегуляцУУ р1вня моноксиду нтрогену (NO) в стегнових кстках щур'в, що виявляеться у зб1льшенн1 активностi загальноУ NO-синтази та УУ ¡ндуцибельноУ ¡зоформи на тл1 зниження загальноУ арг1назно'У активностi та активностi консти-тутивних ¡зофермент1в NO-синтази. За цих умов у стегнових к'ютках i хребцях збльшуеться кон-центрац1я вльного оксипрол1ну, N-ацетилнейрамновоУ та гексуронових кислот, що св'дчить про депол1меризац1ю колагену, с'алогл'копроте'Ушв та протеогл'кан'т, зменшуеться маса ксток, Ухня щльность, м1неральна насиченсть, м'цшсть (збльшуеться ¡ндекс Simon). 1нг1б1тори активацИ' NF-кВ (амоню п1рол1динд1тюкарбамат та водорозчинна форма кверцетину) в'дновлюють механ1зм авторегуляцУУ р1вня NO в стегнових кстках щур'в, що супроводжуеться зменшенням загальноУ активностi NO-синтази, активностi УУ ¡ндуцибельноУ ¡зоформи, збльшенням загальноУ арг1назно'У активностi та обмеженням утворення пероксин1триту. Показано, що амоню п1'рол1'динд1'т1окарба-мат та водорозчинна форма кверцетину зменшують у кстках вмст вльного оксипрол1ну, N-ацетилнейрамновоУ та гексуронових кислот, що пдтверджуе Ухню ефективнсть як засоб/'в корек-ц/'У депол'шеризацУУ колагену, с'алогл'копроте'Ушв та протеогл'кан'т. Виявлена Ухня здатнсть пдви-щувати масу та щтьнсть стегнових ксток i хребц1в.
Ключов1 слова: транскрипцшний чинник каппа B, кютки, хрожчна штоксика^я фторидом i нитратом натр1ю, аможю глролщиндтокарбамат, кверцетин.
Робота е фрагментом НДР «Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрипц1йних фактор1в у механ1змах патолог1чного системогенезу» (№ держреестрацИ' 0114U004941).
Вщомо, що ытрати та фториди е потенцшно ного боку повщомляеться, що штрати, як дона-
небезпечними хiмiчними сполуками, як можуть тори моноксиду штрогену (NO) здатн пщвищу-
надходити у концентра^ях, що значно переви- вати кюткову масу в експеримент на тваринах
щують гранично допустимк Проте саме ц речо- та у хворих на остеопороз [1,2]. З шшого боку,
вини в найбтьшш мiрi викликають дискуаю що- надлишкове надходження ытрату натрш при-
до характеру ТхньоТ дм на кюткову тканину. З од- зводить до порушення метаболiчних i бюмехаш-
чних властивостей кюток щурiв, особливо за умов вщтворення остеопорозу [3]. При цьому порушуеться Тхнш регенеративний потен^ал [4]. Застосування органiчних нiтратiв у кл^ц також не завжди виявляе позитивну дш щодо пщви-щення мшеральноТ щiльностi кiсток та зменшен-ня випадкiв переломiв [5].
Повщомляеться також про здатнiсть фтори-дiв пiдвищувати об'ем, масу та щтьнють кiсток, але Тхнi бюмехаычы властивостi можуть знижу-ватися [6, 7]. Застосування лкарських засобiв, що мютять фториди, iнодi супроводжуеться збн льшенням ризику переломiв кiсток [8].
Нещодавно було показано, що поеднана дiя штрату та фториду натрш призводить до дизре-гуляторних змш активностi ферментiв окисного (NO-синтазного) та неокисного (арпназного) шляхiв метаболiзму L-арпншу в кровi та рiзних органах [9-11]. Це супроводжуеться розвитком окисно-штрозативного стресу [11], що пов'язують зi здатнiстю фторидiв активувати конститутивнi та шдуцибельну синтази монокси-ду ытрогену (NOS) [12] та пригнiчувати аргшаз-ний шлях метаболiзму L-аргiнiну, що конкуруе з NOS [13].
Прим^но, що надлишкова дiя нiтратiв та фторидiв сприяе активацiï транскрипцiйного чинника каппа B (NF-kB), що контролюе бюсин-тез прозапальних i прооксидантних чинниш, у тому числi шдуцибельноТ NOS (iNOS) [14]. Дове-деним е вплив Nf-kB на процес ремоделювання кiстковоï тканини [15].
Метою роботи було з'ясування впливу шпбн торiв активацiï NF-kB на мехаызми метаболiчних та структурних порушень у стегнових кютках i хребцях за умов поеднаного надлишкового над-ходження фториду та ытрату натрiю.
Матерiали та методи
Дослiдження були проведен 40 бiлих щурах лiнiï Вютар масою 190-240 г, розподiлених на 4 групи: 1-ша - штактш тварини, 2-га - пiсля поеднаного введення фториду натрш (10 мг/кг маси тта) та ытрату натрiю (500 мг/кг маси тта) про-тягом 30 дiб, у 3-й та 4-й групах, починаючи з 15-ï доби штоксикацп, внутрiшньоочеревинно вводили iнгiбiтори активацп NF-kB: амонiю тролщи-ндiтiокарбамат (ПДТК, "Sigma-Aldrich, Inc.", США) в дозi 76 мг/кг 3 рази на тиждень [16] та комплекс кверцетину з полiвiнiлпiролiдоном (ко-рвiтин, ЗАТ НВЦ "Борщапвський ХФЗ", Украша) у дозi 500 та 10 мг/кг (у перерахунку на кверце-тин) 3 рази на тиждень [17].
Тварин декаштували пщ легким ефiрним наркозом, дотримуючись положень «европейськоГ конвенцiï по захисту хребетних тварин, яких ви-користовують в експериментальних та шших на-укових цтях» (Страсбург, 1986). Видiляли i ске-летували стегновi кiстки та хребцк
Визначення активностi загальних NO-синтаз, аргшаз та концентрацiï пероксинiтритiв лужних та лужно-земельних металiв у нативних стегно-
вих кютках проводили спектрофотометричним методом [9]. Для визначення активносл консти-тутивних NO-синтаз (cNOS) додавали 1% розчин амшогуанщину гiдрохлориду (98%, "Sigma-Aldrich, Inc.", США) [18]. Активнють iNOS оцшю-вали шляхом вщшмання активностi cNOS вiд сумарно'1 активност NOS.
Стан колагену визначали за вмютом у тканинi стегнових кюток i хреб^в вiльного оксипролiну [19]. Деполiмеризацiю неколагенових бiлкiв (аа-логлкопротеМв i протеоглiканiв) оцiнювали шляхом визначення Тхжх мономерiв - N-ацетилнейрамшово'Г та гексуронових кислот [20, 21].
Визначали структуры та бiофiзичнi характеристики сухих кюток: щтьнють, мшеральну на-сиченiсть, зольнiсть, iндекс Simon (SI) (стввщ-ношення максимально!' довжини i кубiчного ко-реня маси кюткового органу, цей показник штег-руе ростовi параметри кiсток, мщнюы властиво-стi мiкроструктури та мшерального балансу) [22,23]. Остеометрiю стегнових кюток та 3-х по-перекових хреб^в виконували за допомогою мь крометру з точнютю до 0,01 мм.
Статистичн розрахунки проводили з викори-станням програми "StatisticSoft 6.0". Для перевн рки розподiлу на нормальнють було застосовано розрахунок критерiю Шашро-Втка. Якщо варiа-цiйнi ряди вщповщали нормальному розподiлу, то для |'х порiвняння використовували критерiй t Стьюдента для незалежних вибiрок. У раз^ коли данi не пiдлягали нормальному розподту, ста-тистичну обробку здшснювали, використовуючи непараметричний метод - тест Манна-В^нк
Результати дослiдження та ïx обговорення
Поеднане введення фториду та нiтрату натрiю супроводжувалося вiрогiдним збтьшенням у стегнових кiстках щурiв сумарно'1 активностi NOS (у 1,5 раза), що вщбувалося за рахунок пщвищення активностi iNOS (у 1,8 раза) (табл. 1). Активнють cNOS ютотно знижувалася (у 1,6 раза).
Рашше було показано, що фторид-юни акти-вують конститутивнi та шдуцибельну NOS [12], що може бути пов'язаним з гальмуванням конкурентного арпназного шляху метаболiзму L-аргшшу [13].
Безпосередньо ытрат-юни при збтьшенн нн трат-/штритредуктазно'|' активностi тканин змен-шують активнiсть NOS, що вщповщае механiзму функцiонування «циклу No» [24]. У той же час при значному надходженн нiтратiв у оргашзм ссавцiв цей механiзм авторегуляцп рiвня NO порушуеться за рахунок неадекватного збтьшення активностi iNOS [25].
При поеднаному введены фториду та ытрату натрш, за нашими даними, у стегнових кютках створювалися умови для збтьшення активних форм штрогену (АФН) - концентрацп пероксиш-тритiв лужних та лужно-земельних металiв (на 24%).
Таблиця 1
Вплив iнгiбimорiв активацП' NF-кB на функцонування аргiназного та NO-синтазного шляхiв метаболiзму L-аргiнiну в стегнових шстках шу^в за умов надлишкового надходження фториду та штрату натр':ю (М+т, п=20)
Групи Активнють ЫОБ, мкмоль N0 2 /г хв. Загальна аргiназна ак-тивнiсть, мкмоль/хвг бтка Концентрацiя перок-синiтритiв, мкмоль/г
Сумарна cN0S iN0S
1нтактш 0,76 ±0,04 0,16±0,02 0,60±0,04 1,40±0,03 2,75±0,05
Сукупне введення фториду та штрату натрю 1,15±0,13 * 0,07±0,01 * 1,08±0,13 * 0 ,65±0,04 * 3,42±0,05 *
+ введення ПДТК 0,30±0,04 *,** 0,15±0,02 ** 0,15±0,05 *,** 1,27±0,03 *,** 3,05±0,04 *,**
+ введення водорозчинноТ фор-ми кверцетину 0,23±0,04 *,** 0,10±0,03 0,12±0,01 *,** 1,30±0,03 *,** 3,12±0,05 *,**
Тут i далг. * - Р<0,05 порiвняно зi значеннями iнтактних шурiв; ** - Р<0,05 порiвняно зi значеннями 2ч групи.
Цьому може сприяти зменшення вироблення cNOS низьких концентрацш N0, що виконують сигнальну дш, обмежуючи у тому чи^ цитоток-сичн ефекти АФН [26].
Введення шпбп~ора ядерноТ транслокаци NF-кВ ПДТК зменшувало сумарну активнiсть N0S та активностi iN0S на 74% та 86% вщповщно порiвняно з результатами 2-Т групи. Активнiсть cN0S збiльшувалася вдвiчi, загальна аргiназна активнють - на 95%, концентрацiя пероксиштри-тiв лужних та лужно-земельних металiв вiрогiдно зменшувалася на 11% порiвняно з результатами 2-Т групи.
Нещодавно показана здатнють кверцетину пригнiчувати уб^тинзалежний протеолiз комплексу NF-кB з шпбторним бiлком 1кВ [27]. Вщ-сутнiсть деградацiТ 1кВ пiд дieю протеасоми уне-можливлюе експресiю NF-кB-пiдконтрольних ге-нiв [28]. Тобто кверцетин також може вважатися шпбп~ором активаци NF-кB.
Введення водорозчинну форму кверцетину також зменшувало сумарну активнють N0s та активностi iN0S на 80% та 89% вщповщно порн вняно з результатами 2-Т групи. Активнють cN0s ютотно не змшювалася, загальна аргiназна ак-
тивнiсть збтьшувалася вдвiчi, концентрацiя пе-роксинiтритiв лужних та лужно-земельних мета-лiв вiрогiдно зменшувалася на 9% порiвняно з результатами 2-Т групи.
Рашше було показано, що функцюнальна активнють iN0S при хронiчнiй нiтратнiй штоксика-цiТ сприяе деполiмеризацiТ колагену та протеог-лiканiв у тканинi великогомтковоТ кiстки та хре-бцiв, знижуе масу кiсток, Тхню щiльнiсть i мiцнiсть [29].
За нашим припущенням, пригычення актива-цiТ NF-кB, мае покращити цтюнють органiчного матриксу кюток не тiльки внаслiдок зменшення експресп пiдконтрольного цьому транскрипцш-ному чиннику гена iN0S, але i через зниження бюсинтезу iнших NF-кB-залежних гютол^ичних бiлкiв - матриксних металопротеТназ, проокси-дантних сполук [30].
Дiйсно, поеднане введення фториду та ытра-ту натрш супроводжувалося вiрогiдним збть-шенням у стегнових кiстках i хребцях щурiв кон-центрацiТ вiльного оксипролшу - на 14% та 18% вщповщно, ^ацетилнейрамшовоТ кислоти - на 70% у обох, гексуронових кислот - на 51% та 47% вщповщно (табл. 2).
Таблиця 2
Вплив iнгiбiторiв активацП' NF-кB на вмст компонентiв органЧного матриксу к/сток щур>в за умов надлишкового надходження фториду та штрату натрю (М+т, п=20)
Групи Втьний оксипролш, мкмоль/г N-ацетилнейрамiнова кислота, мкмоль/г Гексуроновi кислоти, мкмоль/г
Стегнова юстка Хребцi Стегнова кiстка Хреб^ Стегнова кiстка Хребцi
lнтактнi 3,64±0,10 3,98±0,13 2,20±0,20 2,28±0,29 1,97±0,23 2,17±0,26
Сукупне введення
фториду та штрату 4,14±0,09 * 4,69±0,16 * 3,73±0,22 * 3,88±0,20 * 2,98±0,17 * 3,18±0,16 *
натрю
+ введення ПДТК 3,75±0,07 ** 4,05±0,16 ** 2,26±0,13 ** 2,34±0,13 ** 2,06±0,15 ** 2,21±0,16 **
+ введення водорозчинноТ фор-ми кверцетину 3,80±0,09 ** 4,22±0,14 2,33±0,14 ** 2,40±0,15 ** 2,16±0,15 ** 2,31±0,20 **
Ц змши свщчать про деполiмеризацiю компонент оргаычного матриксу кюток (колагену, аа-логлкопротеТыв, протеоглкаыв) за умов надлишкового надходження фториду та ытрату натрш.
Введення ПДТК вiрогiдно зменшувало у гомо-генат стегнових кiсток i хреб^в вмiст вiльного оксипролiну - на 9,5% та 13,6%, N ацетилнейрамшовоТ кислоти - на 30,9% та 30,5%, гексуронових кислот - на 30,9% та 30,5% вщповщно порiвняно з результатами 2-Т групи.
Застосування водорозчинноТ форму кверцетину достовiрно знижувало концентрацш втьно-
го оксипролшу в гомогенат стегнових кiсток по-рiвняно з результатами 2-Т групи, але суттево не позначаеться на його значены в хребцях. Вмют ^ацетилнейрамшовоТ кислоти у гомогенат стегнових кюток i хребцiв зменшувався на 37,5% та 38,1% вщповщно, а гексуронових кислот - на 27.5% та 27.4% порiвняно з результатами 2-Т групи.
Це доводить, що ПДТК i кверцетин здатн ефективно обмежувати деполiмеризацiю кола-генових i неколагенових бiлкiв екстрацелюляр-ного матриксу кiсток скелету.
Поеднане введення фториду та штрату на- ншувалася на 20% та 13% вщповщно, мшераль-трiю суттево позначалося на ктькюних показни- на насиченють - на 24% та 17% порiвняно з да-ках структурно! композицп стегнових кiсток i ними штактних тварин (табл. 3). хреб^в. При цьому !хня щiльнiсть вiрогiдно зме-
Таблиця 3
Вплив iHai6imopie активацП' NF-kB на шькюш показники структурноТ композицп ксток за умов надлишковоао надходження фториду та штрату натр':ю (M+m, n=20)
Групи Щтьнють, г/см3 Miнеральна насиченють, г/см3 Зольнють,%
Стегнова кютка Хребець Стегнова кютка Хребець Стегнова кiстка Хребець
1нтактш 0,92±0,02 1,28±0,02 0,51±0,02 0,69±0,04 55,2±1,9 53,8±2,6
Сукупне введення фториду та штрату натрто 0,74±0,03 * 1,11±0,04 * 0,39±0,03 * 0,57±0,02 * 53,4±4,5 51,9±2,9
+ введення ПДТК 0,93±0,03 ** 1,29±0,04 ** 0,49±0,04 ** 0,72±0,04 ** 52,8±5,0 55,8±2,3
+ введення водорозчинно! фор-ми кверцетину 0,88±0,02 ** 1,35±0,03 ** 0,47±0,03 0,67±0,02 ** 53,7±4,8 49,6±2,5
Введення ПДТК ютотно пщвищувало щть-нють стегнових кюток i хребцiв - на 2б% та 16%, а мшеральну насиченiсть - на 26% i 13% вщпо-вiдно порiвняно з результатами 2-!' групи.
Застосування водорозчинно! форму кверце-тину збтьшувало щiльнiсть стегнових кiсток i хреб^в - на 19% та 22% вщповщно порiвняно з результатами 2-! групи, але суттево не змшюва-
ло мiнеральну насиченiсть стегнових кюток. Mi-неральна насиченiсть хребцiв пщвищувалася -на 18%.
Дослiдження остеометричних показниш кю-ток за умов експерименту (табл. 4) виявило зме-ншення маси нативних стегнових кюток i хребцiв - на 12% та 13% порiвняно з результатами штактних тварин. SI достовiрно пщвищувався.
Таблиця 4
Вплив iнaiбimорiв активацП' NF-kB на остеометричнi характеристики стеановоТюстки та 3-ао поперековоао хребця за умов
надлишковоао надходження фториду та нiтрату натрiю (M+m, n=20)
Максимальна довжина Маса нативно! SI
Групи кютки (або висота тта хребця), мм кiстки , мг
Стегнова кютка Хребець Стегнова кiстка Хребець Стегнова кiстка Хребець
1нтактш 35,4±0,4 6,4±0,1 569,2±8,0 200,1±4,7 4,28±0,04 1,08±0,01
Сукупне введення
фториду та нiтрату 35,8±0,3 6,4±0,1 502,6±2,9 * 174,1±2,7 * 4,50±0,03 * 1,15±0,01 *
натрiю
+ введення ПДТК 37,0±0,3 *,** 6,2±0,1 566,0±4,8 ** 196,3±5,7 ** 4,47±0,04 * 1,08±0,01 **
+ введення водорозчинно! фор-ми кверцетину 36,8±0,2 *,** 6,4±0,1 563,0±7,2 ** 194,9±4,8 ** 4,46±0,03 * 1,1±0,02
Введення ПДТК збтьшувало показник максимально! довжини стегново! кютки, IT масу - на 13% порiвняно з результатами 2-! групи, але ю-тотно не позначалося на SI. Застосування ^е! сполуки суттево не впливало на висоту тта 3-го поперекового хребця, але пщвищувало його масу та SI.
Введення водорозчинно! форму кверцетину також збтьшувало показник максимально! довжини стегново! кютки, и масу - на 12% порiвняно з результатами 2-! групи. Застосування ^е! сполуки не впливало на висоту тта 3-го поперекового хребця, але збтьшувало його масу. SI не змшювався.
Висновки
1. Поеднане введення фториду та штрату на-трш порушуе мехашзм авторегуляцп рiвня мо-ноксиду штрогену в стегнових кютках щурiв, що виявляеться у збтьшенш активносп загально! NO-синтази та и iндуцибельно! iзоформи на тлi зниження загально! арпназно! активностi та ак-тивностi конститутивних iзоферментiв NO-синтази, що супроводжуеться розвитком штро-зативного стресу.
2. Поеднане введення фториду та штрату на-
трш викликае дезорганiзацiю сполучно! (кютко-во!) тканини стегнових кюток i хребцiв, що супроводжуеться зменшенням !хньо! маси, щть-носп, мiнерально! насиченостi, мiцностi (збть-шення iндексу Simon).
3. lнгiбiтори транскрипцшного чинника каппа B (амонiю шролщиндтокарбамат та водороз-чинна форма кверцетину) вщновлюють механiзм авторегуляцi! рiвня NO в стегнових кютках щу-рiв, що супроводжуеться зменшенням загально! активност NO-синтази, активностi и шдуцибель-но! iзоформи, збiльшенням загально! аргiназно! активност та обмеженням утворення пероксинi-триту.
3. Амошю пiролiдиндiтiокарбамат та водо-розчинна форма кверцетину е ефективними за-собами корекцп дезоргашзаци сполучно! (кютко-во!) тканини стегнових кiсток i хребцiв та пщви-щують !хню масу та щiльнiсть.
Лiтература
1. Kalyanaraman H, Ramdani G, Joshua J et al. A novel, direct no donor regulates osteoblast and osteoclast functions and increases bone mass in ovariectomized mice. J Bone Miner Res. 2017 Jan; 32(1): 46-59.
2. 2.Zuina M, Rigatellic G, Scaranellod F et al. Nitrates and osteoporosis: Which relationship? Eur J Intern Med. 2017 Sep;43:e22-3.
15. Kenkre JS, Bassett J. The bone remodelling cycle. Ann Clin Bio-chem. 2018 May;55(3):308-327.
16. Yelins'ka AM, Shvaikovs'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-phi [Influence of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate on production of reactive oxygen and nitrogen species in tissues of periodontium and salivary glands of rats exposed to systemic administration of Salmonella typhi lipopolisaccharide]. Fiziol Zh. 2018;64(5):63-9. [Ukrainian].
17. Khmil' DO, Kostenko VO. Poyednanyy vplyv L-arhininu ta vodorozchynnoyi formy kvertsetynu na markery okysno-nitrozatyvnoho stresu v shkiri shchuriv za umov nadlyshkovoho nadkhodzhennya v orhanizm nitratu natriyu [Combined effect of l-arginine and water-soluble form of quercetin on markers of oxida-tive-nitrosative stress in skin of rats exposed to excessive sodium nitrate]. Fiziol Zh. 2017;63(6):53-9. [Ukrainian].
18. Yelins'ka AM, Akimov O Ye, Kostenko VO. Role of AP-1 transcrip-tional factor in development of oxidative and nitrosative stress in periodontal tissues during systemic inflammatory response. Ukr Biochim J. 2019;91(1):80-5.
19. Tetyanets SS. Method for the determination of free hydroxyproline in serum. Lab. delo. 1985;(1):61-6. [Russian].
20. Methods of clinical and experimental research in medicine (Ed. IP Kaidashev). - Poltava, 2003. 320 p. [Ukrainian].
21. Sharayev PN. Method for the determination of glycosaminogly-cans in biological fluids. Lab. delo. 1987;(5):530-2. [Russian].
22. Stupakov GP, Volozhin. AI. Kostnaya sistema i nevesomost' [Bone system and weightlessness]. - Moscow: Nauka; 1989. [Russian].
23. Simon MR, Holmes KR, Olsen AM. The effects of simulated increases in body weight for 60 days on robusticity and mineral content of limb bones of hypophysectomized rats. Anat Rec. 1984 Oct;210(2):333-41.
24. Lundberg JO, Gladwin MT, Ahluwalia A et al. Nitrate and nitrite in biology, nutrition and therapeutics. Nat Chem Biol. 2009 Dec;5(12):865-9.
25. Kostenko VA, Solov'eva NV, Kovalenko AV et al. Mekhanizmy autorehulyatsiyi utvorennya oksydu azotu v orhanizmi ssavtsiv ta yikh porushennya pry rozvytku patolohichnykh protsesiv [Mechanisms of nitric oxide autoregulation in mammals and their disturbances in pathologic processes]. Aktual'ni problemy suchas-noyi medytsyny: Visn. Ukrayins'koyi med. stomatol. akademiyi. 2011; 11(3):150-4. [Ukrainian].
26. Nitric Oxide: Biology and Pathobiology (L.J. Ignarro, B. Freeman eds.); 3rd ed. - Academic Press; 2017.
27. Kang CH, Choi YH, Moon SK et al. Quercetin inhibits lipopolysac-charide-induced nitric oxide production in BV2 microglial cells by suppressing the NF-kB pathway and activating the Nrf2-dependent HO-1 pathway. Int Immunopharmacol. 2013 Nov; 17(3):808-13.
28. Liu X, Lin R, Zhao B et al. Correlation between oxidative stress and the NF-kB signaling pathway in the pulmonary tissues of obese asthmatic mice. Mol Med Rep. 2016 Feb;13(2):1127-34.
29. Sorokin BV, Kostenko VO. Rol' NO-syntaz u mekhanizmakh struk-turno-funktsional'nykh porushen' kistok pry vidtvorenni hlyukokor-tykoyidnoho osteoporozu za umov khronichnoyi intoksykatsiyi ni-tratom natriyu [Role of NO-synthases in the mechanism of structural and functional osteal disorders under modeled osteoporosis and chronic sodium nitrate intoxication]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visn. Ukrayins'koyi med. stomatol. akademiyi. 2013; 13(4):178-81. [Ukrainian].
30. Hoesel B, Schmid JA. The complexity of NF-kB signaling in inflammation and cancer. Mol Cancer. 2013; 12: 86.
Реферат
ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРОВ ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА
КАППА B НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ НАРУШЕНИЯ В КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ СОЧЕТАННОМ ИЗБЫТОЧНОМ ПОСТУПЛЕНИИ ФТОРИДА И НИТРАТА НАТРИЯ Ковалева И.А., Костенко В. А.
Ключевые слова: транскрипционный фактор каппа B, кости, хроническая интоксикация фторидом и нитратом натрия, аммония пиролидиндитиокарбамат, кверцетин.
В эксперименте на 40 белых крысах линии Вистар исследовано влияние ингибиторов активации транскрипционного ядерного фактора каппа B (NF-kB) на механизмы метаболических и структурных нарушений в бедренных костях и позвонках в условиях сочетанного избыточного поступления фторида и нитрата натрия. Выявлено, что совместное введение фторида натрия (10 мг/кг массы тела) и нитрата натрия (500 мг/кг массы тела) в течение 30 суток нарушает механизм ауторегуляции уровня моноксида азота (NO) в бедренных костях крыс, что выражается в увеличении активности общей NO-синтазы и ее индуцибельной изоформы на фоне снижения общей аргиназной активности и активности конститутивных изоферментов NO-синтазы. В этих условиях в бедренных костях и позвонках увеличивается концентрация свободного оксипролина, N-ацетилнейраминовой и гексуроновых кислот, что свидетельствует о деполимеризации коллагена, сиалогликопротеинов и протеогликанов; уменьшается масса костей, их плотность, минеральная насыщенность, прочность (увеличивается индекс
3. Sorokin BV, Kostenko VO. Zminy komponentiv orhanichnoho matryksu kistkovoyi tkanyny shchuriv pry vidtvorenni eksperymental'noho osteoporozu za umov khronichnoyi intoksykatsiyi nitratom natriyu [Alterations of components of organic bone matrix in rats under modeled osteoporosis and chronic sodium nitrate intoxication]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2013; 13(2):220-4. (Ukrainian).
4. Dolzhkovaya EP, Kostenko VO. Vplyv pryhnichennya ta induktsiyi NO-syntaz na biokhimichnyy sklad kistkovoyi tkanyny nyzhn'oyi shchelepy pry vidtvorenni yiyi perelomu na tli khronichnoyi intok-sykatsiyi nitratom natriyu [The influence of NO-sintases inhibition and induction on mandible's bone tissue biochemical structure in a case of fracture modulation and chronic sodium nitrate intoxication]. Problemy ekolohii ta medytsyny. 2010; 14(1-2):35-8.
5. Golchin N, Hohensee C, LaCroix A, Gray SL. Nitrate Medications, Fractures, and Change in Bone Mineral Density in Postmenopausal Women: Results from the Women's Health Initiative. J Bone Min Res. 2016 Sep; 31(9): 1760-6.
6. Everett ET. Fluoride's Effects on the Formation of Teeth and Bones, and the Influence of Genetics. J Dent Res. 2011 ;90(5):552-60.
7. Haguenauer D, Welch V, Shea B et al. Fluoride for the treatment of postmenopausal osteoporotic fractures: a meta-analysis. Os-teoporos Int. 2000;11(9):727-38.
8. Gutteridge DH, Stewart GO, Prince RL et al. A randomized trial of sodium fluoride (60 mg) +/- estrogen in postmenopausal osteo-porotic vertebral fractures: increased vertebral fractures and peripheral bone loss with sodium fluoride; concurrent estrogen prevents peripheral loss, but not vertebral fractures. Osteoporos Int. 2002 ;13(2):158-70.
9. Akimov O Ye, 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):70-5.
10. Akimov O. Ye, Kovaliova IO, Kostenko VO. Funktsionuvannya arhinaznoho ta NO-syntaznoho shlyakhu metabolizmu L-arhininu v krovi shchuriv za umov poyednanoho nadlyshkovoho nadkhodz-hennya nitratu ta ftorydu natriyu ta zastosuvannya suspenziyi nanodyspersnoho kremnezemu [Functionality of arginase and NO-synthase dependent methabolism of L-arginine under excessive sodium nitrate and fluoride intake and usage of solution of nanosized silica]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2016;16(1): 169-73. (Ukrainian).
11. Bohdanov AV, Hryshko Yu M, Kostenko VA. Mechanisms of ni-troxide-ergic dysregulation in tissues of parodontium in rats under combined excessive sodium nitrate and fluoride intake. Wiad Lek. 2016; LXIX(3, cz. II):457-61.
12. §ireli M, Bulbul A. The effect of acute fluoride poisoning on nitric oxide and methemoglobin formation in the guinea pig. Turk J Vet Anim Sci. 2004; 28: 591-5.
13. Tormanen CD. Substrate inhibition of rat liver and kidney arginase with fluoride. J Inorg Biochem. 2003 Jan 15;93(3-4):243-6.
14. Bogdanov AV, Kostenko VO. Vplyv inhibitora yadernoyi translo-katsiyi transkryptsiynoho faktora kB na okysnyy metabolizm u tkanynakh parodonta shchuriv za umov poyednanoho nadlyshko-voho nadkhodzhennya nitratu ta ftorydu natriyu [Effect of inhibitor of nuclear translocation of transcription factor kB on oxidative metabolism in periodontal tissues of rats under excessive combined sodium nitrate and fluoride intake]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2017;17(1):217-9. (Ukrainian).
Simon). Ингибиторы активации NF-kB (аммония пиролидиндитиокарбамат и водорастворимая форма кверцетина) восстанавливают механизм ауторегуляции уровня NO в бедренных костях крыс, что сопровождается уменьшением общей активности NO-синтазы, активности ее индуцибельной изофор-мы, увеличением общей аргиназной активности и ограничением образования пероксинитрита. Показано, что аммония пиролидиндитиокарбамат и водорастворимая форма кверцетина уменьшают в костях содержание свободного оксипролина, N-ацетилнейраминовой и гексуроновых кислот, что подтверждает их эффективность как средств коррекции деполимеризации коллагена, сиалогликопротеи-нов и протеогликанов. Обнаружена их способность повышать массу и плотность бедренных костей и позвонков.
Summary
EFFECT OF TRANSCRIPTION FACTOR KAPPA B INHIBITORS
ON METABOLIC AND STRUCTURAL DISORDERS IN BONE TISSUE UNDER COMBINED EXCESSIVE INTAKE OF FLUORIDE AND SODIUM NITRATE Kovalova I.O., Kostenko V.O.
Key words: transcription factor kappa B, bones, chronic intoxication with fluoride and sodium nitrate, ammonium pyrolidine dithiocarbamate, quercetin.
This experiment carried on 40 white Wistar rats aimed at studying the effect produced by inhibitors of the nuclear transcriptional factor kappa B (NF-kB) activation on the mechanisms of metabolic and structural disorders in the femoral bones and vertebrae under combined surplus fluoride and sodium nitrate intake. It has been found out that co-administration of sodium fluoride (10 mg/kg body weight) and sodium nitrate (500 mg/kg of body weight) for 30 days disrupts the autoregulation mechanism of nitrogen monoxide (NO) level in the femoral bones of the test rats that is manifested by an increase in the activity of total NO synthase and its inducible isoform against the background of a decrease in the total arginase activity and the activity of the constitutive NO synthase isoenzymes. Under these conditions, there has been observed the growth in the concentration of free hydroxyproline, N-acetylneuraminic and hexuronic acids in the femoral bones and vertebrae that is indicative of depolymerization of collagen, sialoglycoproteins and proteoglycans, decrease in bone mass, their density, mineral saturation, strength (the Simon index elevated). Inhibitors of NF-kB activation (ammonium pyrolidine dithiocarbamate and a water-soluble form of quercetin) restore the autoregulation mechanism of the NO level in the rats' femoral bones that is accompanied by a decrease in the total activity of NO synthase, the activity of its inducible isoform, an increase in the total arginase activity and by limited peroxinitrite formation. Ammonium pyrolidine dithiocarbamate and a water-soluble form of quercetin have been shown to result in lowering in the content of free hydroxyproline, N-acetylneuraminic and hexuronic acids in bones that confirms their effectiveness as a means for correcting depolymerization of collagen, sialoglycoproteins and proteoglycans. There has been found their property to promote the growth of bone mass and density of the femurs and vertebrae.
