CC BY
9
DOI 10.31718/2077-1096.19.2.123 УДК 616.71-002 : 615.27 : 546 Ковальова 1.О., Костенко В.О.
ВПЛИВ 1НГ1Б1ТОРА ТРАНСКРИПЦ1ЙНОГО ЧИННИКА AP-1 НА СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛ1ЧН1 ТА Б1ОМЕХАН1ЧН1 ЗМ1НИ KICTKOBOÏ ТКАНИНИ ЗА УМОВ ПОЕДНАНОГО НАДЛИШКОВОГО НАДХОДЖЕННЯ ФТОРИДУ ТА Н1ТРАТУ НАТР1Ю
УкраТнська медична стоматологiчна акаде1^я, м. Полтава
Досл'джено вплив iнгiбiтора активацИ транскрипц/йного чинника AP-1 на MexaHi3Mu структурно-метабол'чних i бомехан/чних порушень у стегнових кютках i хребцях за умов поеднаного надлиш-кового надходження фториду та штрату натрiю. Експеримент було проведено на 30 б/лих щурах, розподлених на 4 групи: 1-ша - нтактн! тварини, 2-га - п/сля поеднаного введення фториду на-трю (10 мг/кг маси тла) та штрату натрiю (500 мг/кг маси тла) протягом 30 д!б, у 3-й групi, по-чинаючи з 15-У доби iнтоксикацУ), внутршньоочеревинно вводили iнгiбiтор активацИ AP-1 SR 11302 ((E,E,Z,E)-3-Methyl-7-(4-methylphenyl)-9-(2,6,6-trimethyl-1 -cyclohexen-1 -yl)-2,4,6,8-nonatetraenoic acid) в дозi 1 мг/кг 3 рази на тиждень. Виявлено, що призначення SR 11302 в/дновлюе за умов поеднаного введення фториду та штрату натрiю механiзм авторегуляцИ рiвня NO в стегнових кютках, зме-ншуючи загальну активн'ють NO-синтази та активн'ють ïï' iндуцибельно'У iзоформи при реципрок-ному збiльшеннi загально'У арг/назно'У активност'!, та обмежуючи утворення пероксинiтриту. Це су-проводжуеться зниженням активност! ферментiв-маркерiв резорбц) кютки (кисло)' фосфатази та ïï к'ютково'У /зоформи) та обмеженням депол'меризацИ колагену, протеогл'кан'т та с'алогл'копроте-Ун/'в сполучно) (к'ютково'У) тканини стегнових ксток i хребц/в. При цьому введення SR 11302 за умов експерименту супроводжуеться зб'тьшенням щтьност'1 та мнерально'У насиченостi стегнових кi-сток i хребц/в, покращенням бомехан/чних характеристик стегнових к/сток (Ухньо'У м!цностi та пружностi).
Ключов1 слова: транскрипцшний чинник AP-1, кютки, хрожчна 1нтоксикац1я фторидом i нитратом натр1ю, авторегуляц1я моноксиду нлтрогену, активы форми нлтрогену, ремоделювання кютково!' тканини, дезштегра^я органичного матриксу исток. Робота е фрагментом НДР «Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрипц/йних фактор/в у механ/змах патолог/чного системогенезу» (№ держреестрацп 0114U004941).
тю фтор^в активувати конститутивн та шдуци-бельну синтази моноксиду ытрогену (NOS) [6] та пригшчувати арпназний шлях метаболiзму L-арпшну, що конкуруе з NOS [7].
Прим^но, що дiя активних форм ытрогену та фторид-юшв сприяе активаци' таких транскрип-цшних чинниш, як активацшний протеш-1 (AP-1, вщ англ. Activator Protein 1) та нуклеарний фактор каппа B (NF-kB, англ. Nuclear Factor Kappa-light-chain-enhancer of activated B cells), що конт-ролюють бюсинтез прозапальних i прооксидант-них чинниш, у тому чи^ шдуцибельноТ NOS (iNOS) [8]. Доведеним е вплив AP-1 i NF-kB на процес ремоделювання кютковоТ тканини [9], але наслщки ^еТ дм е суперечливими та важко-прогнозованими, що потребуе проведення пода-льших дослщжень.
Метою роботи було з'ясування впливу тутора активаци AP-1 на мехаызми структурно-метаболiчних i бюмехашчних порушень у стегнових кютках i хребцях щурiв за умов поеднаного надлишкового надходження фториду та жт-рату натрю
Матерiали та методи
Дослщження були проведет на 30 бтих щурах лшп Вютар масою 190-240 г, розподтених на 4 групи: 1-ша - штактж тварини, 2-га - жсля поеднаного введення фториду натрш (10 мг/кг маси тта) та жтрату натрш (500 мг/кг маси тта) протягом 30 дiб, у 3-й груш, починаючи з 15-ï доби штоксикацп, внутршньоочеревинно вводили
Ытрати та фториди е потенцшно небезпеч-ними хiмiчними сполуками, як можуть надходити у концентра^ях, що значно перевищують гранично допустимк Так, за даними РегюнальноТ цн льовоТ програми розвитку водного господарства та еколопчного оздоровлення басейну рiчки Джпро в Полтавськш област на перюд до 2021 року, саме з жтратним забрудненням пов'язана небезпечна ситуа^я щодо якост фунтових вод. У водi переважноТ частини шахтних колодязiв i в багатьох свердловинах ПолтавськоТ областi виявлено перевищення норм вмюту нiтратiв, жтри-^в, азоту амонiйного в декiлька разiв [1].
Вмiст фторид-iонiв у ждземних джерелах пи-тного водопостачання в середньому в краТж становить 2,5-5 мг/дм (у Полтавськш област -2,5-8,8 мг/дм3) i бiльше (до 12 мг/дм3) [2]. При тривалому надходженж в органiзм людини спо-луки фтору виявляють токсичну дш на серцево-судинну i центральну нервову систему, а також на роботу печшки, нирок, щитоподiбноТ залози, викликають розвиток зубного i скелетного флюорозу [3].
Нещодавно було показано, що поеднана дiя жтрату та фториду натрш призводить до дизре-гуляторних змiн активностi ферметчв окисного (NO-синтазного) та неокисного (арпназного) шляхiв метаболiзму L-аргiнiну в кровi та рiзних органах [4, 5]. Це супроводжуеться розвитком окисно-жтрозативного стресу та дезштегра^ею сполучноТ тканини [4], що пов'язують зi здатню-
iHri6iT0p активацп AP-1 SR 11302 ((E,E,Z,E)-3-Methyl-7-(4-methylphenyl)-9-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-2,4,6,8-nonatetraenoic acid, ви-робництво "Tocris Bioscience", Велика Британiя) в дозi 1 мг/кг 3 рази на тиждень [10].
Тварин декаштували пiд легким ефiрним наркозом, дотримуючись положень «европейськоГ конвенцiï по захисту хребетних тварин, яких ви-користовують в експериментальних та шших на-укових цтях» (Страсбург, 1986). Видтяли i ске-летували стегновi кiстки та хребцi.
Визначення активност загальних NO-синтаз, аргiназ та концентрацп пероксинiтритiв лужних та лужно-земельних металiв у нативних стегно-вих кютках проводили спектрофотометричним методом [5]. Для визначення активност консти-тутивних NO-синтаз (cNOS) додавали 1% розчин амшогуанщину гiдрохлориду (98%, "Sigma-Aldrich, Inc.", США) [11]. Активнiсть iNOS оцшю-вали шляхом вiднiмання активностi cNOS вщ сумарноТ активностi NOS.
Активнють ферментiв-маркерiв формування та резорбцiï кюток (лужноТ фосфатази, кисло!' фосфатази та ïï кiстковоï тартратрезистентноУ iзоформи) визначали кшетичним методом з ви-користанням набору реактивiв фiрми «Ольвекс диагностикум» (Росiя).
Стан колагену визначали за вмютом у тканинi стегнових кюток i хреб^в вiльного оксипролiну [12]. Деполiмеризацiю неколагенових бiлкiв (аалоглко-протеМв i протеоглiканiв) оцiнювали шляхом визначення Тхых мономерiв - ^ацетилнейрамшовоТ та гексуронових кислот [13, 14].
Визначали структуры та бiофiзичнi характеристики сухих кюток: щтьнють, мшеральну на-сиченiсть, зольнiсть. Дослiдження бюмехашчних властивостей стегновоТ кiстки проводили за 2-х точковою схемою (випробовування на лшшний розрив) та 3-х точковою схемою (випробовуван-ня на згин) з використанням машини розривноТ РМУ-0,05-1 з оцшкою розривного навантаження (мiцностi) та вщносного подовження кiсток (пру-жносп).
Таблиця 1
Вплив ¡нг1б1тора активацп AP-1 на функцюнування арг1назного та NO-синтазного шлях1в метаболизму L-аргiнiну в стегнових шстках щур'в за умов надлишкового надходження фториду та штрату натрю (M+m, n=15)
Статистичж розрахунки проводили з використанням програми "StatisticSoft 6.0". Для перевн рки розподту на нормальнють було застосовано розрахунок критерш Шашро-Втка. Якщо варiа-цшш ряди вiдповiдали нормальному розподту, то для ïx порiвняння використовували критерiй t Стьюдента для незалежних вибiрок. У разi, коли вони не пщлягали нормальному розподту, ста-тистичну обробку здiйснювали, використовуючи непараметричний метод - тест Манна-В^нк
Результати дослiдження та ïx обговорення
Рашше нами було показано, що поеднане введення фториду та штрату натрш, на вiдмiну вiд окремого застосування цих сполук, порушуе мехаызм авторегуляцiï рiвня NO в стегнових кютках щурiв, збiльшуючи активнють загальноТ NO-синтази та ÏÏ iндуцибельноï iзоформи на тлi зниження загальноТ аргiназноï активностi та ак-тивностi конститутивних iзоферментiв NO-синтази з подальшим пiдвищенням у тканинах концентрацп пероксиштри^в лужних та лужно-земельних металiв, що свiдчить про розвиток ж-трозативного стрессу [15]. Вщомо, що фторид-iони активують конститутивнi та iндуцибельну NOS [6], що може бути пов'язаним з гальмуван-ням конкурентного аргшазного шляху метаболн зму L-аргiнiну [16]. Надлишкове утворення NO та пероксинiтриту супроводжуеться цитотоксичною дiю, яка виявляеться також при дослщженн кль тин кютковоТ тканини [17]. Цьому сприяе також зменшення вироблення cNOS низьких концент-рацiй NO, що виконують сигнальну дш.
Введення iнгiбiтора активацiï транскрипцшно-го чинника AP-1 SR 11302 зменшувало сумарну активнiсть NOS та активнють ÏÏ iндуцибельноï iзоформи на 64 та 75% вщповщно порiвняно з результатами 2-Ï групи (табл. 1). Активнють cNOS за цих умов збтьшувалася вдвiчi, загаль-на арпназна активнiсть - на 88%. Вiрогiдно зни-жувалася (на 8%) концентра^я пероксинiтритiв лужних та лужно-земельних металiв.
Групи Активнють NOS, мкмоль NO 2 /гхв. Загальна арпназна активнють, мкмоль/хвг бiлка Концентрацiя пероксинiтритiв, мкмоль/г
Сумарна cNOS iNOS
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 SR 11302 0,41±0,04 *,** 0,14±0,01 ** 0,27±0,04 *,** 1,22±0,02 *,** 3,14±0,06 *,**
Тут i далi: * - Р<0,05 порiвняно 3i значеннями iнтактних щурв;
Прим^но, що надлишкове утворення NO та шших активних форм штрогену може активувати експресш компонент AP-1 у штинах сполучноТ тканини [18]. Цей чинник контролюе експресiю гена iNOS. Нин виявлено участь однiеï з пщгруп мiтоген-активованих протеïнкiназ - MAPK (p38), що активуе AP-1, у регуляцп iNOS [19]. Тобто саме з актива^ею AP-1 може бути пов'язане ви-явлене нами за умов надлишкового наванта-
** - P<0,05 пор1вняно 3i значеннями 2-Ïгрупи. ження фторидом i штратом натрш порушення меxанiзму авторегуляцiï рiвня NO (внаслiдок rï-перекспресiï iNOS). Зменшення у гомогенат стегнових кюток загальноТ активностi NOS та актив-ностi ÏÏ iндуцибельноï iзоформи, на нашу думку, е свщченням вщновлення меxанiзму авторегу-ляцiï рiвня NO. При цьому збтьшуеться загаль-на арпназна активнють (очевидно, через посла-блення конкуренцп з NOS за субстрат) та обме-
жуеться утворення пероксиштриту.
Введення SR 11302 зменшувало активнiсть кисло' фосфатази та ïï татрат-резистентно' i30-форми, що на 32 та 20% вщповщно поступалося значенню 2-Ï групи (табл. 2). Це свщчить про
обмеження пщ дiею iнгiбiтора активаци транс-крипцшного чинника AP-1 процесу резорбцп кю-ток. Активнють лужноТ фосфатази за цих умов ютотно не змшювалася.
Таблиця 2
Вплив ¡нг1б1тора активацИ' AP-1 на показники формування та резорбцп' кюток у щур1в за умов надлишкового надходження фториду та н1трату натрю (М±т, n=15)
Групи Показники активност ферменпв кровi
Лужна фосфатаза од. акт. Кисла фосфатаза, од. акт. Тартрат-резистентна кисла фосфатаза, од. акт.
1нтактш 307,8±11,1 11,8±0,7 6,3±0,3
Сукупне введення фториду та штрату натрю 299,2±18,5 18,9±0,9 * 8,5±0,3 *
+ введення SR 11302 301,4±17,3 12,8±0,8 ** 6,8±0,6 **
AP-1, як вщомо, мае неоднозначну дш на процес резорбцп кютково''' тканини [20, 21]. Вщ-сутнють бтюв амейства AP-1 (наприклад, Fra-2) у дефщитних за ними новонароджених мишей супроводжуеться дефектами остеокластiв, а п-перекспресiя Fra-2 викликае посилену диферен-^ацп остеобластiв [20]. З шшого боку, експресiя Fra-1 збiльшуе диферен^ацш остеокластiв [22]. Тобто, на характер впливу AP-1 на ремоделювання кютково''' тканини може впливати залучен-ня тих чи шших його компонент, що утворюють гомо- та гетеродимери ^зш бiлки цього амейства в^зняються за потенцiалом трансактива-цп). Крiм того активацiя компонент AP-1 мож-лива за участю багаторiвневих сигнальних мо-дулiв, наприклад, каскадiв, пов'язаних з MAPK, JNK, i ERK [23].
Ранiше була доведена здатнють iнгiбiтора активаци AP-1 момордину I гальмувати RANKL-iндукований остеокластогенез, пригнiчуючи екс-пресш c-Fos без ютотно''' дм' на MAPK-сигналiзацiю та фосфорилювання JNK, ERK i p38 [24]. 1нший iнгiбiтор AP-1 N-метилпiролiдон також здатний пригшчувати функцш остеоклас-тiв через гальмування RANKL-шдукованого фосфорилювання ERK p42/44, необхiдного для
експресп' c-Fos i активаци' AP-1 [25].
За нашим припущенням, пригшчення активаци AP-1, мае покращити цiлiснiсть оргашчного матриксу кiсток не тiльки внаслщок зменшення експресп пiдконтрольного цьому транскрипцш-ному чиннику гена iNOS, але i через зниження бюсинтезу шших AP-1-залежних пстол^ичних бiлкiв - матриксних металопроте'наз, проокси-дантних сполук [26].
Резорб^я кiсток, як вiдомо, реалiзуеться не тiльки через диференцiацiю остеокласпв, але i через деградацiю матриксу [27]. Так, як нами показано у попереднш статп [15], поеднане введення фториду та штрату натрш супроводжува-лося вiрогiдним збiльшенням у стегнових кiстках i хребцях щурiв концентрацп вiльного оксипролн ну, N-ацетилнейрамшово''' кислоти та гексуро-нових кислот, що свiдчить про деполiмеризацiю компонентiв органiчного матриксу кюток (колаге-ну, аалогшкопроте'шв, протеоглiканiв).
Введення SR 11302 достовiрно зменшувало у гомогенат стегнових кюток i хреб^в вмiст вть-ного оксипролшу - на 7,7 та 12,2%, N-ацетилнейрамшово''' кислоти - на 37,8 та 39,2%, гексуронових кислот - на 29,2 та 28% вщповщно порiвняно з результатами 2-Ï групи (табл. 3).
Таблиця 3
Вплив ¡нг1б1тора активацИ' AP-1 на вмют компонент1в орган1чного матриксу кюток щур1в за умов надлишкового надходження фториду та н1трату натр1ю (M+m, n=15)
Групи Втьний оксипролш, мкмоль/г N-ацетилнейрамшова кислота, мкмоль/г Гексуроновi кислоти, мкмоль/г
Стегнова кiстка Хребцi Стегнова кiстка Хребцi Стегнова кiстка Хребцi
Iнтактнi 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 нiтрату натрiю 4,14±0,09 * 4,69±0,16 * 3,73±0,22 * 3,88±0,20 * 2,98±0,17 * 3,18±0,16 *
+ введення SR 11302 3,82±0,09 ** 4,12±0,16 ** 2,32±0,18 ** 2,36±0,12 ** 2,11±0,22 ** 2,29±0,23 **
Це доводить, що SR 11302 може ефективно обмежувати деполiмеризацiю колагенових i не-колагенових бтш оргашчного матриксу кюток скелету. Рашше було показано, що застосування сполуки за умов лтополюахарид-шдуковано' системно' запально' вщпов^д знижуе у кютковш тканиш пародонта деполiмеризацiю колагену, протеоглкашв та аалогшкопроте'шв, що супроводжуеться обмеженням резорбцш альвеолярного вщростка щелеп [28].
За нашими попередшми даними, поеднане
введення фториду та штрату натрш суттево по-значаеться на ктькюних показниках структурно'' композицп стегнових кiсток i хребцiв, зокрема, зменшуе 'хню щiльнiсть i мшеральну насиченiсть [15]. Застосування SR 11302 за цих умов вiрогi-дно пщвищувало щiльнiсть стегново' кiстки та хреб^в - на 21,6 та 12,6%, мшеральну насиче-нiсть - на 20,5 та 15,8% вщповщно, але суттево не змшювало показник зольност порiвняно з результатами 2-Ï групи (табл. 4)
Таблиця 4
Вплив ¡нг1б1тора активацп AP-1 на шькюш показники структурноï композицп кюток за умов надлишкового надходження фториду та н1трату натр1ю (M+m, n=15)
Групи Щтьнють, г/см3 Мшеральна насиченють, г/см3 Зольшсть,%
Стегнова юстка 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 натрю 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 SR 11302 0,90±0,03 ** 1,25±0,03 ** 0,47±0,02 ** 0,66±0,03 ** 52,2±1,8 52,7±2,0
При цьому введення SR 11302 BiporiqHO пщ- (табл. 5). Вщносне подовження кюток при ви-вищувало розривне навантаження при лшшному пробовуванн на лшшний розрив i згин достовiр-розривi та дослщженн на згин на 29,7 та 19,3% но перевищувало вщповщы значення 2-Ï групи вщповщно порiвняно з результатами 2-Ï групи на 9,0 та 11,6 %.
Таблиця 5
Вплив ¡нг1б1тора активацп AP-1 на бюмехан1чн1 властивостi стегновоТкютки за умов надлишкового надходження фториду та штрату натр':ю (М±т, n=15)
Групи Характер випробовування
На лшшний розрив (за 2-точковою схемою) На згин (за 3-точковою схемою)
Розривне навантаження, Н Вiдносне подовження,% Розривне навантаження, Н Вiдносне подовження, %
1нтактш 104,2±1,8 20,2±0,3 117,2±2,3 12,2±0,4
Сукупне введення фториду та штрату натрю 63,4±2,8 * 18,9±0,3* 77,4±2,7 * 8,6±0,2*
+ введення SR 11302 82,2±2,5 *,** 20,6±0,3 ** 92,3±3,1 *,** 9,6±0,3 *,**
Зниження показниш штрозативного стресу при призначенн шпбп~ора активацп AP-1, обме-ження при цьому маркерних ферметчв резорб-цп кiсток, ознак деструкцп ïx органiчного матрик-су, покращення щшьносп та мiнеральноï наси-ченостi губчастих i трубчастих кюток, Тхых бю-меxанiчниx властивостей дозволяе припустити ефективнiсть застосування цих аген^в при ос-теопатологiï, спричиненоТ дiею екологiчно не-безпечних чинникiв та порушенням авторегуля-цiï активних форм ытрогену. Це доводить доцн льнють розширення арсеналу остеопротектив-них засобiв за рахунок iнгiбiторiв транскрипцш-них чинниш.
Висновки
1. lнгiбiтор транскрипцшного чинника AP-1 SR 11302 вщновлюе за умов поеднаного введення фториду та ытрату натрiю меxанiзм авторегуля-цiï рiвня NO в стегнових кютках щурiв, зменшую-чи загальну активнють NO-синтази та активнiсть ïï iндуцибельноï iзоформи при реципрокному збiльшеннi загальноТ аргiназноï активностi, та обмежуючи утворення пероксинiтриту. Це су-проводжуеться зменшенням активностi фермен-тiв-маркерiв резорбцп кiстки (кисло!' фосфатази та ïï кiстковоï iзоформи) та обмеженням деполн меризацiï колагену, протеоглiканiв та аалоглко-протеïнiв сполучноТ (кютково'О тканини стегнових кюток i хреб^в.
2. 1нпбтор транскрипцiйного чинника AP-1 SR 11302 за умов поеднаного введення фториду та штрату натрш збтьшуе щтьнють i мшеральну насиченють стегнових кюток i хреб^в, покращуе бiомеxанiчнi характеристики стегнових кюток (Тх-ню мщнють i пружнiсть).
.niTepaTypa
1. Moseychuk AA. Otsinka yakosti pytnoyi vody v dzherelakh detsentralizovanoho vodopostachannya Poltavs'koyi oblasti [Evaluation of the drinking water quality in the sources of decentralized water supply in the Poltava region. Visn. Poltavs'koyi derzh. ahr. akad. 2011;(4):12-17. [Ukrainian].
2. Vergolyas MR, Golovkov AN, Naniieva AV et al. Genotoksicheskoye vliyaniye ftora pit'yevoy vody [Genotoxic influence of fluorine drinking water]. Faktory eksperymental'noyi evolyutsiyi orhanizmiv. 2016;18:33-35. [Russian].
3. Barbier O, Arreola-Mendoza L, Del Razo LM. Molecular mechanisms of fluoride toxicity. Chem Biol Interact. 2010 Nov 5;188(2):319-333.
4. Bohdanov AV, Hryshko Yu M, Kostenko VA. Mechanisms of nitroxide-ergic dysregulation in tissues of parodontium in rats under combined excessive sodium nitrate and fluoride intake. Wiad Lek. 2016; LXIX(3, cz. II):457-461.
5. 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):70-75.
6. §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; 28:591-595.
7. Tormanen CD. Substrate inhibition of rat liver and kidney arginase with fluoride. J Inorg Biochem. 2003;93(3-4):243-246.
8. Gào X, Schottker B. Reduction-oxidation pathways involved in cancer development: a systematic review of literature reviews. Oncotarget. 2017 Apr 16;8(31):51888-51906.
9. Kenkre JS, Bassett J. The bone remodelling cycle. Ann Clin Biochem. 2018 May;55(3):308-327.
10. Sun Y, Lin Z, Liu CH et al. Inflammatory signals from photoreceptor modulate pathological retinal angiogenesis via c-Fos. J Exp Med. 2017 Jun 5;214(6):1753-1767.
11. Yelins'ka AM, Akimov O Ye, Kostenko VO. Role of AP-1 transcriptional factor in development of oxidative and nitrosative stress in periodontal tissues during systemic inflammatory response. Ukr Biochim J. 2019;91(1):80-85.
12. Tetyanets SS. Metod opredeleniya svobodnogo oksiprolina v syvorotke krovi [Method for the determination of free hydroxyproline in serum]. Lab. delo. 1985;(1):61-66. [Russian].
13. Metody klinichnykh ta eksperymental'nykh doslidzhen' v medytsyni [Methods of clinical and experimental research in medicine] (Ed. IP Kaidashev). - Poltava, 2003. 320 p. [Ukrainian].
14. Sharayev PN. Metod opredeleniya glikozaminoglikanov v biologicheskikh zhidkostyakh [Method for the determination of glycosaminoglycans in biological fluids]. Lab. delo. 1987;(5):530-532. [Russian].
15. Kovalova IO, Kostenko VO. Vplyv inhibitoriv transkryptsiynoho chynnyka kappa B na metabolichni ta strukturni porushennya kistkovoyi tkanyny za umov poyednanoho nadlyshkovoho nadkhodzhennya ftorydu ta nitratu natriyu [Effect of transcription
22. Matsuo K, Owens JM, Tonko M et al. Fosll is a transcriptional target of c-Fos during osteoclast differentiation. Nat Genet. 2000 Feb;24(2):184-187.
23. Sirianni R, Nogueira E, Bassett MH et al. The AP -1 family member FOS blocks transcriptional activity of the nuclear receptor steroidogenic factor 1. J Cell Sci. 2010; 123(22):3956-3965.
24. Hwang YH, Lee JW, Hahm ER et al. Momordin I, an inhibitor of AP-1, suppressed osteoclastogenesis through inhibition of NF-kappaB and AP-1 and also reduced osteoclast activity and survival. Biochem Biophys Res Commun. 2005;337(3):815-823.
25. Ghayor C, Correro RM, Lange K et al. Inhibition of osteoclast differentiation and bone resorption by N-methylpyrrolidone. J Biol Chem. 2011 Jul 8;286(27):24458-24466.
26. Shadrina AS, Plieva Ya Z, Kushlinskiy DN. Classification, regulation of activity, and genetic polymorphism of matrix metalloproteinases in health and disease. Alm Clin Med. 2017;45(4):266-279.
27. Paiva KBS, Granjeiro JM. Matrix Metalloproteinases in Bone Resorption, Remodeling, and Repair. Prog Mol Biol Transl Sci. 2017;148:203-303.
28. Yelins'ka AM, Kostenko VO. Vplyv inhibitora faktora transkryptsiyi AP-1 na depolimeryzatsiyu bilkiv spoluchnoyi tkanyny parodonta shchuriv za umov systemnoyi zapal'noyi vidpovidi [Influence of AP-1 transcription factor inhibitors on the protein depolimerization in periodontal connective tissue of rats under systemic inflammatory response]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny]: Visn. Ukrayins'koyi med. stomatol. akademiyi. 2018; 18(2): 335-339. [Ukrainian].
Реферат
ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРА ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА AP-1 НА СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ И БИОМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ ПРИ СОЧЕТАННОМ ИЗБЫТОЧНОМ ПОСТУПЛЕНИИ ФТОРИДА И НИТРАТА НАТРИЯ Ковалева И.А., Костенко В. А.
Ключевые слова: транскрипционный фактор AP-1, кости, хроническая интоксикация фторидом и нитратом натрия, ауторегуляция моноксида азота, активные формы азота, ремоделирование костной ткани, дезинтеграция органического матрикса костей.
Исследовано влияние ингибитора активации транскрипционного фактора AP-1 на механизмы структурно-метаболических и биомеханических нарушений в бедренных костях и позвонках в условиях сочетанного избыточного поступления фторида и нитрата натрия. Эксперимент был проведен на 30 белых крысах, распределенных на 4 группы: 1-я - интактные животные, 2-я - после сочетанного введения фторида натрия (10 мг/кг массы тела) и нитрата натрия (500 мг/кг массы тела) в течение 30 суток, в 3-й группе, начиная с 15-го дня интоксикации, внутрибрюшинно вводили ингибитор активации AP-1 SR 11302 ((E,E,Z,E)-3-Methyl-7-(4-methylphenyl)-9-(2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl)-2,4,6,8-nonatetraenoic acid) в дозе 1 мг/кг 3 раза в неделю. Выявлено, что назначение SR 11302 восстанавливает в условиях сочетанного введения фторида и нитрата натрия механизм ауторегуляции уровня NO в бедренных костях, уменьшая общую активность NO-синтазы и активность ее индуцибельной изо-формы при реципрокном увеличении общей аргиназной активности, ограничивает образование перо-ксинитрита. Это сопровождается снижением активности ферментов-маркеров резорбции кости (кислой фосфатазы и ее костной изоформы) и ограничением деполимеризации коллагена, протеоглика-нов и сиалогликопротеинов соединительной (костной) ткани бедренных костей и позвонков. При этом введение SR 11302 в условиях експеримента сопровождается увеличением плотности и минеральной насыщенности бедренных костей и позвонков, улучшением биомеханических характеристик бедренных костей (их прочности и упругости).
Summary
EFFECT OF AP-1 TRANSCRIPTION FACTOR INHIBITOR ON STRUCTURAL, METABOLIC AND BIOMECHANICAL CHANGES IN BONE TISSUE DURING COMBINED EXCESSIVE INTAKE OF SODIUM FLUORIDE AND SODIUM NITRATE Kovalova I.O., Kostenko V.O.
Key words: transcription factor AP-1, bones, chronic intoxication with fluoride and sodium nitrate, autoregulation of nitrogen monoxide, reactive forms of nitrogen, remodeling of bone tissue, disintegration of the bone organic matrix.
This article highlights the effect produced by the inhibitor of the AP-1 transcription factor activation on the mechanisms of structural, metabolic and biomechanical disorders in the femoral bones and vertebrae during combined excessive intake of sodium fluoride and sodium nitrate. The experiment was conducted on 30 white rats divided into 4 groups: the 1st included the intact animals, the 2nd group involved the rats subjected to the co- administration of sodium fluoride (10 mg / kg body weight) and sodium nitrate (500 mg / kg body weight) for 30 days, the 3rd group included the animals, which starting from the 15th day of intoxication, were injected SR 11302 ((E, E, Z, E) -3-Methyl-7- (4-methylphenyl) - 9- (2,6,6-trimethyl-1-cyclohexen-1-yl) -2,4,6,8-nonatetraenoic acid), an inhibitor of AP-1 activation in a dose of 1 mg / kg intraperitoneally 3 times a week. It has been revealed that the SR 11302 administration restores the mechanism of NO autoregulation in the femoral bones during the sodium fluoride and sodium nitrate co-administration, reducing the total activity of NO synthase and activity of its inducible isoform under a
factor kappa B inhibitors on metabolic and structural disorders in bone tissue under combined excessive intake of fluoride and sodium nitrate]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2019;19(1):65-70.
16. Tormanen CD. Substrate inhibition of rat liver and kidney arginase with fluoride. J Inorg Biochem. 2003 Jan 15;93(3-4):243-246.
17. Sorokin BV, Kostenko VO. Rol' NO-syntaz u mekhanizmakh strukturno-funktsional'nykh porushen' kistok pry vidtvorenni hlyukokortykoyidnoho osteoporozu za umov khronichnoyi intoksykatsiyi nitratom 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):178-181. [Ukrainian].
18. Mendes AF, Carvalho AP, Caramona MM, Lopes MC. Role of nitric oxide in the activation of NF-kappaB, AP-1 and NOS II expression in articular chondrocytes. Inflamm Res. 2002 Jul;51(7):369-375.
19. Ratajczak-Wrona W, Jablonska E, Garley M et al. Role of AP-1 family proteins in regulation of inducible nitric oxide synthase (iNOS ) in human neutrophils. J Immunotoxicol. 2013;10(1):32-39.
20. Bozec A, Bakiri L, Jimenez M et al. Fra-2/AP-1 controls bone formation by regulating osteoblast differentiation and collagen production. J Cell Biol. 2010 Sep 20;190(6):1093-1106.
21. Wagner EF. Functions of AP1 (Fos/Jun) in bone development. Ann Rheum Dis. 2002 Nov;61 Suppl 2:ii40-42.
reciprocal increase in total arginase activity, and suppresses the peroxynitrite production. This is accompanied by a decrease in the activity of enzymes, which are known as markers of bone resorption (acid phosphatase and its bone isoform) and restriction of the depolymerization of collagen, proteoglycans and sialoglycoproteins of the connective (bone) tissue in the femurs and vertebrae. Moreover, the introduction of SR 11302 under the experimental conditions is accompanied by an increase in the density and mineral saturation of the femurs and vertebrae, and an improvement in the biomechanical characteristics of the femurs (their strength and elasticity).
DOI 10.31718/2077-1096.19.2.128 УДК: 616-006.04-076-097.3-079.4 Пославська О.В.
Д1АГНОСТИКА ПУХЛИН 13 ГЕРМ1НОГЕННИХ КЛ1ТИН В ПОЗАГОНАДНИХ Д1ЛЯНКАХ З ПОГЛЯДУ АЛГОРИТМ1В ВИЗНАЧЕННЯ МЕТАСТАЗ1В КАРЦИНОМ НЕВ1ДОМО1 ПЕРВИННО1 ЛОКАЛ13АЦП
ДЗ «Днтропетровська медична акаде1^я МОЗ УкраТни», м. Дыпро
Анал'з випадк'т екстрагонадних тератом дае зрозумти, що пухлини з гермногених кл'/тин, як ха-рактернi для гонад дорослих, можуть зустр'чатись i в позагонадних длянках, наприклад, перед-ньому середост'тн'! (тимус) i середнш лш мозку (гермiноми еп'ф'зу i длянки над турецьким сдлом), що в таких випадках потребуе диферен^йно'У д'агностики з метастазами карцином iншого похо-дження. Точне д'агностування екстрагонадних пухлин з гермiногенних клiтин тльки шляхом рутинного фарбування гематоксилн-еозин (НхЕ) потребуе високоГ квал'ф'кацИ та досвiду, через Ух неспецифiчнi клiнiчнi симптоми / вар'ативн'! морфологiчнi характеристики. Серед онкоморфологiв широко визнано, що 'шуног'ютох'ш'чне фарбування займае важливу роль у точнiй гiстологiчнiй д'аг-ностиц цих пухлин. Мета - досл'дити особливост/ експрес'УУ 'шуног'ютох'ш'чних маркерiв та мор-фометричних показник'т площi, периметру та «круглост'1» ядер у рiзних типв екстрагонадних ПГК, порiвняно !з аналог'чними первинними пухлинами гонадноУ локал'зацУУ, для вдосконалення д'аг-ностичних алгоритм'т. Матерiали / методи. В робот/ проведено досл'дження б'юпсшного або псля-опера^йного матер'алу 8 пацiентiв (група 1) з екстрагонадними ПГК та 16 пацiентiв '¡з первинним гермногенними пухлинами гонад (група 2), як були верифкован псля проведення 'шуног'ютох'ш'ч-ного досл'дження на баз/ морфологiчного в'дд'лу д'агностичного центру «Аптеки медичноГ акаде-м'УУ» за пер'юд з 2015 по 2018рр. Результати. PLAP / CD117 мали найбльший вдсоток експрес'УУ в сем'томах/герн'шомах обох досл'джених груп, морфологiчнi показники бльше нiж в~ 3 рази за пло-щею та~ 2 рази за периметром перевищували показники нормальних л'шфоцит'т (р<0,05). Експреыя маркерiв CD30, ЕМА / СК АЕ1/3 виявилась д'агностично значущою в зразках ембронально'У карцином, морфологiчнi показники в~ 2,1 рази за площею та ~ 1,7 за периметром перевищували показники нормальних л'мфоцит'т (р<0,05). aFP -позитивне фарбування було показовим для пухлин жовтко-вого мшка, для яких морфологiчнi показники бльше нiж в~ 1,7 рази за площею та~ 1,5 за периметром перевищували показники нормальних л'шфоцит'т (р<0,05). П'дсумок. З урахуванням вар'ативно-ст'! морфологiчних характеристик / можливост/ екстрагонадного розташування пухлин з гермiно-генних клтин, 'шуног'ютох'ш'чне досл'дження з використанням морфометрУУ стае важливим \н-струментом в диференц1'альн1'й дiагностицi карцином без первинноГлокал'зацУУ Ключов1 слова: пухлини з гермшогених кл1тин, екстрагонадн1 тератоми, PLAP, CD117, ImageJ.
Дюслiдження виконано в рамках наукюею-дюслiдноí роботи кафедри патюлюгiчню'l анатомп i судовоГ медицини ДЗ «Днпропет-ровська медична академiя МОЗ УкраГни» «Розробка дiагнюстичних та прогностичних критерпе новоутворень рiзних локал-за^й з урахуванням болоачних показниюв актиенюстi пухлинного процесу» (номер державноГ реестрацп 011би002827, тер-мiн виконання 2016-2018).
Аналiз випадмв екстрагонадних тератом дае зрозум^и, що пухлини з гермшогенних кл^ин (ПГК), як характеры для яечка дорослих, так зван семшоми у чоловтв, Т'х прототипи дисгер-мшоми яечника у жшок та бтьш рщкюы «не-семшоми» можуть зус^чатись i в позагонадних дтянках, наприклад, передньому середостшш (тимуа) i середнш лшп мозку (гермшоми епiфiзу i дтянки над турецьким сщлом), що в таких випадках потребуе диференцшноТ дiагностики з метастазами карцином шшого походження. В дн агностиц допомагають ознаки морфолопчно'Г подiбностi, однаковють цитогенетичноТ аномалп
з iзохромосомою 12p, описаноТ вперше Atkin & Baker (1982), та iмуногiстохiмiчний профть тес-тикулярних семшом / «не-семшом», Тх аналопв в яечнику, передньому середостшы й по середнш лши мозку [1].
Бтьш шж 90% екстрагонадних пухлин з гермшогенних кл^ин (ЕПГК) зус^чаються у дорослих людей у Bi^ вщ 20 до 35 рош. Найбтьш поширеним мюцем первинних ЕПГК е середо-стiння, яке складае 50 ~ 70% вах первинних ЕПГК. Бiль у грудях, задишка, кашель i лихоманка е найпоширешшими клiнiчними проявами у медiастинальних локалiзацiй. Головнi болi, по-
