CC BY
7
of the abdominal aorta wall and a decrease in the percentage of the component of the vessel wall. When accompanied by prolonged immobilization and vagotonia, preservation of the endothelial layer of the abdominal aorta was observed against the background of a decrease in intimal thickness and degenerative cell changes, as well as media thickening and focal changes in adventitia.
D0l:10.31718/2077-1096.18.4.102
УДК 612.005.32/33:547.233.4:616.31-018:615.33:579.8]-092.9 Сл'шська А.М., Костенко В.О.
ВПЛИВ 1НГ1Б1ТОРА ТРАНСКРИПЦ1ЙНОГО ФАКТОРА STAT-3 НА ПОКАЗНИКИ ОКИСНО-Н1ТРОЗАТИВНОГО СТРЕСУ В ТКАНИНАХ ПАРОДОНТА ЩУР1В ЗА УМОВ СИСТЕМНОГО ВВЕДЕННЯ Л1ПОПОЛ1САХАРИДУ
Укра'шська медична стоматолопчна акаде1^я, м. Полтава
Досл'джено вплив iнгiбiтора фактора транскрипцн STAT-3 '¡матин'бу мезилату на показники окис-но-штрозативного стресу в м'яких тканинах пародонта в умовах системноï запальноУ в'дпов'д (СЗВ), ндукованоУ введенням лпополсахариду (ЛПС) Salmonella typhi (в дoзi 0,4 мкг/кг маси 3 рази протягом 1-го тижня та одноразово щотижнево протягом наступних 7-ми тижнв). Введення iма-тинбу мезилату в дoзi 15 мг/кг 3 рази в тиждень, починаючи з 30-го дня моделювання СЗВ, супро-воджувалося суттевим зменшенням швидкостi генерування супероксидного анон-радикала диха-льним ланцюгом м'тохондрШ (на 13,4%) пoрiвнянo з даними групи з в'дтворенням СЗВ. Швидксть продукування цього радикала NADPH-залежними електронно-транспортними ланцюгами та фагоцитами суттево не змнювалася. Водночас у тканинах пародонта знижувалася сумарна актив-нсть NO-синтази (на 27.4%) без iстотних зм/'н концентрацИ' перoксинiтрит-йoнiв. Насл1'дком цього було суттеве обмеження пероксидного окиснення лШд'т (ПОЛ) у м'яких тканинах пародонта: концентрацИ' вторинних продукт'т пероксидацИ до та псля iнкубацИ у прооксидантному буферному рoзчинi при введеннi iматинiбу мезилату поступалися на 37.5 та 33.8% в'дпов'дно результатам групи з в'дтворенням СЗВ. Активнсть супероксиддисмутази та каталази перевищувала дан групи пoрiвняння на 40,0 та 60,0% в'дпов'дно. Зроблено висновок, що застосування iнгiбiтoра актива-ц/'У STAT-3 '¡матинбу мезилату за умов ЛПСч'ндуковано'У СЗВ обмежуе у тканинах пародонта щур'т утворення активних форм кисню й азоту: знижуе швидксть продукування супероксидного анюн-радикала м1'тохондр1'альним електронно-транспортним ланцюгом, зменшуе сумарну активнсть NO-синтази. Насл1'дком цього е зниження утворення вторинних продукт'т ПОЛ у тканинах пародонта та активностi в них антиоксидантних ферментiв (супероксиддисмутази, каталази).
кпючов/ слова: транскрипцшний фактор STAT-3, 1матин1бу мезилат, лтополюахаридчндукована системна запальна вщповщь, в1льнорадикальн1 процеси, окисно-жтрозативний стрес, пародонт.
Робота е фрагментом НДР «Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрип^йних фактoрiв у мехашзмах патoлoгiчнoгo системогенезу» (№ держреестрацп 0114U004941).
Вступ 3 спостер^алась при вщтворенш рiзних моделей
Ылок STAT-3 е представником амейства парОД°нтиту на лаб°рат°рних тваринах: wary-ышк SlAl 3 е представником амейства рноГо [6] та ЛПСчндукованого [4]. Пщкреслюеть-транскрипцшних фaкторiв i передaвaчiв сигнaлiв н 1 J му ¿т-»-г о "н^""610
STAT (вщ англ. Signal TransduCÎand Activator of ся, щ°т£Ш ^ в1aто4f)и6:ЗT1A0"Г-?-7с;и2H)£ÎЛi3aцiфЯK 1н-
Transcription) [2]. Цей ^нник претендуе на клю- Жейк,фи ('L) 1 4, 6 10' 1-, 2?мЛерферон
к ' L J ^ ... vu ■■■ „u (INF)-y, фактор некрозу пухлини (TNF-a) та лто-
чову роль у регуляци пролiферацil та диферен- 4 . 1 ^ /пп^Г « ■
цiЮBaHHЯ ^тиш ^кч мч-к полiсaхaриди (ЛПС), беруть участь у мехашзмах
TTAT-бтки знаходяться в цитоплaзмi в неак- розвитку пародонтиту [2]. За даними ^c^Hki-
тивному cтaнi Пюля зв'язування цит0кiнiв з ре- KiB, мiшенями впливу сигнального шляху TTAT-3
тивному cтaнi. 11юля звязування цитокшт з ре е TNF-a, IL-1, IL-4, IL-6, IL-10, INF-y, матрикcнi цепторами, рецептор-acоцiйовaнi тирозиновi кi- .. \ ■ А ■ к
Цези JAK-1 , JAK-2, JAK^ i rвyk-2 троисактиву- моналопроте'нази 2 ( Э^Д^6^^ с^гаа
. . о-гл-г моноксиду нгтрогену (iNOT), циклооксигеназа-2,
ються й шдукують aктивнicть TTAT, створюючи 3 ^ 3 4 ' м . ..
■______ „„Тт.,' __________охлх що також мають значення для розвитку rnei па-
дтянку звязування для TTAT-бiлкiв, якi при i.. ^ 3 ^
Повiдомляетьcя, що характерною рисою па-
цьому димеризуються. Цi гомо- або гетеродиме-
ри переносяться до ядра, де активують транс-
■ мот i_i к- ■■■о-гл-г о - тогенезу захворювань, що супроводжуються си-
крипшю [16]. Необхiдне для активацil STAT-3 ио- 3 к . .
_u _u ■ с стемною запальною вiдповiддю (СЗВ), зокрема
го фосфорилювання вiдбуваeться за тирозином ожир1ння Мкрового ^^абет" 2^го тип то^о е
(Tyr)-705, але максимальна транскрипцiИна ак- жи^н^ цукр в г Д' ту _ -г типу т щ ,
Tивelцiя в имагае додаткового фосфорилювання о™«*™ афаKTивацiЯ STAT-Nj тр^Ф^ЦШ^го
за серином (Ser) 727 [15] ядерного фактора каппа B (NF-kB) е [11]. Вiдомо,
НерЩодав(но з^илию публ1кацГГ, що обгово- що ^^^ NF-kB та пов'язаний з нею розBИ-
рюютьм^кливу роль STAT-3 у патогЩнез1 запа- ™к окисно-нпгрозативкого стресу е одИHм ,з nf^
^ 3 ^ 3 . о-гл-г вщних механiзмiв ушкодження пародонта, шду-
льних захворювань пародонта. Активацiя STAT- 3 ^ 3
кованого системним введенням ЛПС [18].
У той же час недостатньо з'ясованою зали-шаеться роль STAT-3 у мехаызмах втьноради-кального пошкодження пародонту, пов'язаного з утворенням активних форм оксигену та штроге-ну в умовах експериментального моделювання СЗВ.
Метою роботи було вивчення впливу шпбп"о-ра фактора транскрипцп STAT-3 iматинiбу мези-лату на показники окисно-нiтрозативного стресу в м'яких тканинах пародонта в умовах ЛГС-шдукованоТ системно!' запальноТ вiдповiдi.
Матерiали та методи дослщження
Дослiдження були проведенi на 30 бiлих щу-рах-самцях лiнiï Вютар масою 180-220 г, розпо-дтених на три групи по 10 тварин: 1-ша - штак-тн тварини, 2-га - пiсля вщтворення СЗВ шляхом системного введення ЛПС Salmonella typhi, 3-тя - тваринам внутршньоочеревинно вводили iнгiбiтор активацп STAT-3 iматинiбу мезилат (ви-робництво "Sigma-Aldrich, Inc.", США) у дозi 15 мг/кг [2] 3 рази в тиждень, починаючи з 30-го дня моделювання СЗВ.
ЛПС S. typhi (препарат «Прогенал», фiрма «Медгамал», Росiя) вводили в дозi 0,4 мкг/кг ма-си протягом 1-го тижня 3 рази, протягом наступ-них 7-ми тижшв - 1 раз у тиждень [19].
Тварин декаштували пiд ефiрним наркозом, дотримуючись принцитв бiомедичноï етики. До-слiджували комплекс м'яких тканин пародонта (ясен, перюдонтальноТ зв'язки).
Оцшювали утворення супероксидного анюн-
радикала (О2 ) при проведены тесту з штроси-жм тетразолiем з використанням спектрофотометру Ulab у гомогенатi тканин з шдукторами: ж-котинамiдаденiндинуклеотидом вiдновленим
(NADH) для оцшки продукцiï О2 мiтохондрiаль-ним електронно-транспортним ланцюгом (ЕТЛ), нiкотинамiдаденiндинуклеотидфосфатом вщно-вленим (NADPH) - ендоплазматичним ретику-лумом i NO-синтазою (NOS), пiрогеналом -NADPH-оксидазою лейкоци^в [8].
Сумарну активнiсть nOs визначали за рiзни-цею концентрацiï жтрит-йожв до та пiсля шкуба-
Вплив ÎMamuHiôy мезилату на продукування супероксидного
mopie за умов системного
цп гомогенату в середовищ^ що мютить apriHiH (субстрат NOS) та NADPH [1]. Концентрацш пе-роксинiтрiт-йонiв у гомогенат визначали спект-рофотометрично [1].
Рiвень пероксидного окиснення лiпiдiв (ПОЛ) у тканинах оцшювали за утворенням у реакцп тюбарб^уровоТ кислоти (ТБК) забарвленого триметинового комплексу до i жсля 1,5-годинноТ iнкубацiï у залiзо-аскорбатному буферному роз-чинi. Стан антиоксидантноТ системи оцiнювали за приростом концентрацп ТБК-активних сполук за час шкубацп, а також за активнютю антиокси-дантних ферментiв - супероксиддисмутази (СОД) та каталази.
Статистичж розрахунки проводили з використанням програми "StatisticSoft 6.0". Для перевн рки розподту на нормальнiсть було застосовано розрахунок критерш Шапiро-Уiлка. Якщо вони вщповщали нормальному розподiлу, то для Тх порiвняння використовували критерiй t Стьюде-нта для незалежних вибiрок. У разi, коли ряди результат не пiдлягали нормальному розподн лу, статистичну обробку здшснювали, викорис-товуючи непараметричний метод - тест Манна-Вiтнi.
Результати дослiдження та ïx обговорення
Про змiни генерування О2 у м'яких тканинах пародонта при моделюванж ЛПС-iндукованоï СЗВ ми повщомляли у попереднiй роботi [2]. Зп-дно з отриманими результатами, системне введення ЛПС супроводжувалося суттевим збть-шенням швидкостi продукування цього радикала NADPH- i NADH-залежними ЕТЛ (ендоплазматичним ретикулумом та NOS, мiтохондрiями, NADPH-оксидазою лейкоци^в).
Введення шпбтора активацiï STAT-3 iматинi-бу мезилату за умов вщтворення СЗВ супроводжувалося достовiрним зменшенням швидкост
генерування О2 дихальним ланцюгом мтохон-дрiй (на 13,4%) порiвняно з даними групи з вщ-творенням СЗВ (табл. 2). Швидкють продукування цього радикала NADPH-залежними ЕТЛ та фагоцитами суттево не в^знялася вiд даних 2-ï групи тварин.
Таблиця 1
н-радикала у тканинах пародонта при eeedeHHi pi3Hux ÏHôyK-дення лiпополiсаxаридy S. typhi, нмоль/сг гомогенату (M+m)
Групи дослав Введення шдуктс^в генерацп' супероксидного анюн-радикала
NADPH NADH ГЛрогенал
lнтактнi тварини 12,47±0,87 15,41±1,08 1,58±0,12
Системне введення лтополюахариду 17,25±0,66 * 21,65±1,01 * 2,10±0,09 *
Застосування iматинiбу мезилату на mi системного введення лтополюахариду 15,84±0,57 * 18,75±0,51 */** 1,85±0,07
Пpимimка (у табл. 1-3): * - р<0,05 пopiвнянo з результатами 1 **- р<0,05 пopiвнянo з результатами 2-Ïгрупи.
Тобто, пригжчення STAT-3-залежноУ сигналн зацп у меншш мiрi впливае на продукування АФО, жж це вщбуваеться при введены шпбто-ров NF-kB i AP-1 [17, 18], незважаючи на здат-
-Ï групи (iнmакmнi тварини),
нють сигнального шляху STAT-3 впливати на експресш прозапальних цитокiнiв TNF-a, IL-1, IL-6, INF-y, якi вiдомi як iнiцiатори окисного стресу [20]. Водночас, повщомляеться про можливiсть
STAT-3, особливо бтюв «неканошчно!» (mîtoxo-Н^ально'О локалiзацN', збiльшувати вироблення активних форм оксигену [9].
Рашше нами показано, що за умов системного введення ЛПС у тканинах пародонта суттево збтьшувалася сумарна активнють NOS та кон-центрацiя високотоксично'1 активно!' форми шт-рогену - пероксиштриту [18].
Застосування iматинiбу мезилату за умов СЗВ знижувало сумарну активнють NOS у тка-
Вплив ÎMamuHiôy мезилату на показники нтрозативного с
нинах пародонта на 27,4% порiвняно з даними 2-1 групи. Вмют пероксиштрит-йошв суттево не змiнювався.
Рашше повщомлялося про неоднозначний вплив STAT-3 на продукування NO. З одного боку, STAT-3 виявляв здатнють стимулювати транскрипцш iNOS [12, 20], з iншого - вiн пригш-чував синтез NO у макрофагах людини у вщпо-вiдь на шфкування Mycobacterium tuberculosis [13].
Таблиця 2
у в тканинах пародонта за умов системного введення лтополюахариду S. typhi (M+m)
Групи дослав Сумарна активнють NOS, мкмоль^О2-)/хвтбтка Концентра^я пероксинприт-йошв, мкмоль/г гомогенату
1нтактш тварини 4,20±0,22 0,83±0,04
Системне введення лтополюахариду 10,32±0,50 * 1,08±0,05 *
Застосування iматинiбу мезилату на mi системного введення лтополюахариду 7,49±0,67 */** 0,97±0,04 *
Отримаш результати свщчать, що застосування iнгiбiторiв транскрипцшного чинника STAT-3, як це було рашше нами виявлено при введенш iнгiбiторiв активацп NF-kB та AP-1 [17, 18], зменшувало у тканинах пародонта при вщ-твореннi ЛГС-iндукованоï СЗВ прояви окисно-
нiтрозативного стресу: генерацiю О2 рiзними джерелами та продукування цитотоксичних кон-центрацiй NO.
Наслiдком цього е суттеве обмеження ГОЛ у
Вплив iмаmинiбy мезилату на показники пероксидного оки
м'яких тканинах пародонта (табл. 3). Так, конце-нтрацп ТБК-реактан^в до та пюля шкубацп у прооксидантному буферному розчиш при введенш iматинiбу мезилату на ™i вiдтворення СЗВ на 37,5 та 33,8% вщповщно поступалися результатам 2-1 групи. Проте прирют концентрацп ТБК-активних сполук за час шкубацп ютотно не змн нювався. Активнiсть СОД i каталази перевищу-вала данi 2-1 групи на 40,0 та 60,0% вщповщно.
Таблиця 3
ння лт/д/в i антиоксидантно'1 системи у тканинах пародонта за умов системного введення лтополюахариду S. typhi (M+m)
Групи дослiдiв Концентра^я ТБК-реактантiв, мкмоль/кг Активнiсть антиоксидантних ферментiв
До шкубацп Гiсля шкубацп' Грирiст за час шкубацп' СОД, од. акт. Каталаза, мккат/г
lнтактнi тварини 20,9±3,8 34,3±2,5 13,4±1,8 0,23±0,02 0,28±0,02
Системне введення лiпополiсахариду 40,5±3,0 * 67,7±4,4 * 27,3±2,8 * 0,15±0,01 * 0,15±0,01 *
Застосування iматинiбу мезилату на тлi системного введення лтополюахариду 25,3±4,0 ** 44,8±5,3 ** 19,5±3,0 0,21±0,02 ** 0,24±0,03 **
Обмеження окисно-штрозативного стресу е важливим мехашзмом превенцп шших ланок патогенезу запально-дистрофiчних захворювань пародонта та асоцшовано'Т з ними патологи вну-трiшнiх оргашв - деструкци екстрацелюлярного матриксу, стресорних, токсичних, шфекцшних, iмунних i нейродистрофiчних уражень [10, 14].
Нинi показано, що STAT-3 i NF-кB синерпчно регулюють гени, що кодують цитокши та хемокн ни [2, 7]. STAT-3 е фактором позитивно! регуля-ц11" NF-кB [3]. Члени амейства NF-кB здатнi до фiзичноl' взаемоди зi STAT-3, що призводить до транскрипцшноТ синерги або репресп пщконтро-льних генiв NF-кB / STAT-3 [7]. Автори припус-кають, що нефосфорильований STAT-3 зв'язу-еться з комплексом NF-кB/IкB, що полегшуе ак-тивацiю NF-кB. STAT-3 також може взаемодiяти з р65 та збтьшити час його перебування у ядрi через ацетилювання. Пiдкреслюеться, що комплекс NF-кB / STAT-3 може активувати гени, як окремо ц чинники iндуковати не здатнi.
Висновки
Застосування шпбтора активацп STAT-3 iма-
тинiбу мезилату за умов СЗВ обмежуе у тканинах пародонта щурiв утворення активних форм оксигену та штрогену: знижуе швидкiсть продукування супероксидного анюн-радикала мтохо-ндрiальним електронно-транспортним ланцю-гом, зменшуе сумарну активнють NO-синтази. Наслiдком цього е зниження утворення вторин-них продук^в ПОЛ у тканинах пародонта та ак-тивностi в них антиоксидантних ферметчв (СОД, каталази).
Перспективи подальших дослiджень
Отримаш результати дозволяють вважати перспективним дослщження поеднаноТ дiï шпбн торiв STAT-3 i NF-kB як засобiв корекци окисно-нiтрозативного стресу в тканинах пародонта.
References
1. 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.
2. Ambili R, Janam P. A critique on nuclear factor-kappa B and signal transducer and activator of transcription 3: The key transcription factors in periodontal pathogenesis. J Indian Soc Periodontol. 2017 Sep-Oct; 21(5): 350-6.
10.
11.
Cha B, Lim JW, Kim H. Jak1/Stat3 is an upstream signaling of NF-kB activation in Helicobacter pylori-induced IL-8 production in gastric epithelial AGS cells. Yonsei Med J. 2015 May;56(3):862-6. Chaves de Souza JA, Nogueira AV, Chaves de Souza PP et al. SOCS3 expression correlates with severity of inflammation, expression of proinflammatory cytokines, and activation of STAT3 and p38 MAPK in LPS-induced inflammation in vivo. Mediators Inflamm. 2013;2013:650812.
Choi S, Lim JW, Kim H. Effect of thiol antioxidants on lipopolysaccharide-induced cyclooxygenase-2 expression in pulmonary epithelial cells. J Physiol Pharmacol. 2018 Aug;69(4). doi: 10.26402/jpp.2018.4.04.
Garcia de Aquino S, Manzolli Leite FR, Stach-Machado DR et al. Signaling pathways associated with the expression of inflammatory mediators activated during the course of two models of experimental periodontitis. Life Sci. 2009 May 22;84(21-22):745-54. Grivennikov SI, Karin M. Dangerous liaisons: STAT3 and NF-kappaB collaboration and crosstalk in cancer. Cytokine Growth Factor Rev. 2010 Feb;21(1):11-9.
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. (Ukrainian).
Kramer AH, Kadye R, Houseman PS, Prinsloo E. Mitochondrial STAT3 and reactive oxygen species: A fulcrum of adipogenesis? JAKSTAT. 2015 Sep 11;4(2):e1084084.
Lyashenko LI, Denysenko SV, Kostenko VO. Rol' transkryptsiynoho yadernoho faktora kappa B u mekhanizmakh porushen' vil'noradykal'nykh protsesiv i dezorhanizatsiyi spoluchnoyi tkanyny parodonta za umov eksperymental'noho metabolichnoho syndrome [The role of transcription nuclear factor kB in mechanisms of free radical processes impairment and connective tissue disorganization in periodontium under modeled metabolic syndrome]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2014; 14(1):97-100. (Ukrainian). Liu X, Yin S, Chen Y et al. LPS-induced proinflammatory cytokine expression in human airway epithelial cells and macrophages via NF-kB, STAT3 or AP-1 activation. Mol Med Rep. 2018 Apr;17(4):5484-91.
12.
13.
14.
15.
16. 17.
18.
19.
20.
Puram SV, Yeung CM, Jahani-Asl A et al. STAT3-iNOS Signaling Mediates EGFRvIII-Induced Glial Proliferation and Transformation. J Neurosci. 2012 Jun 6;32(23):7806-18.
Queval CJ, Song OR, Deboosère N et al. STAT3 Represses Nitric
Oxide Synthesis in Human Macrophages upon Mycobacterium
tuberculosis Infection. Sci Rep. 2016 Jul 7;6:29297.
Silva N, Abusleme L, Bravo D et al. Host response mechanisms in
periodontal diseases. Journal of Applied Oral Science. 2015 May-
Jun;23(3):329-55.
Wen Z, Zhong Z, Darnell JE Jr. Maximal activation of transcription
by Statl and Stat3 requires both tyrosine and serine
phosphorylation. Cell. 1995 Jul 28;82(2):241-50.
Wieczorek M, Ginter T, Brand P et al. Acetylation modulates the
STAT signaling code. Cytokine Growth Factor Rev. 2012
Dec;23(6):293-305.
Yelins'ka AM, Kostenko VO. Vplyv inhibitora transkryptsiynoho chynnyka AP-1 na vil'noradykal'ne okysnennya ta antyoksydantnyy zakhyst u tkanynakh parodonta shchuriv za umov systemnoho vvedennya lipopolisakharydu Salmonella typhi [Influence of AP-1 transcription factor inhibitor on free-radical oxidation and antioxidant protection in periodontal tissues of rats exposed to systemic administration of Salmonella typhi lipopolisaccharide]. Aktual'ni problemy suchasnoyi medytsyny: Visnyk Ukrayins'koyi medychnoyi stomatolohichnoyi akademiyi. 2018; 18(3):175-9. (Ukrainian). Yelins'ka AM, Shvaykovs'ka OO, Kostenko VO. Vplyv pirolidyndytiokarbamatu amoniyu na produktsiyu aktyvnykh form kysnyu i azotu v tkanynakh parodonta ta slynnykh zaloz shchuriv za umov systemnoho vvedennya lipopolisakharydu [Influence of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate on the production of reactive oxygen and nitrogen species in tissues of periodontium and salivary glands in rats exposed to Salmonella typhi lipopolisaccharide]. Fiziol Zh. 2018;64(5):58-64. (Ukrainian).
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. Problemy ekolohii ta medytsyny. 2017; 21(3-4):51-4. Zaki OS, Safar MM, Ain-Shoka AA, Rashed LA. A Novel Role of a Chemotherapeutic Agent in a Rat Model of Endotoxemia: Modulation of the STAT-3 Signaling Pathway. Inflammation. 2018;41(1):20-32.
Реферат
ВЛИЯНИЕ ИНГИБИТОРА ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА STAT-3 НА ПОКАЗАТЕЛИ ОКИСЛИТЕЛЬНО-НИТРОЗАТИВНОГО СТРЕССА В ТКАНЯХ ПАРОДОНТА КРЫС В УСЛОВИЯХ СИСТЕМНОГО ВВЕДЕНИЯ ЛИПОПОЛИСАХАРИДА Елинская А.Н., Костенко В.А.
Ключевые слова: транскрипционный фактор STAT-3, иматиниба мезилат, липополисахарид-индуцированный системный воспалительный ответ, свободнорадикальные процессы, окислительно-нитрозативный стресс, пародонт.
Исследовано влияние ингибитора фактора транскрипции STAT-3 иматиниба мезилата на показатели окислительно-нитрозативного стресса в мягких тканях пародонта в условиях системного воспалительного ответа (СВО), индуцированного введением липополисахарида (ЛПС) Salmonella typhi (в дозе 0,4 мкг/кг 3 раза в течение 1-й недели и однократно еженедельно в течение следующих 7-ми недель). Введение иматиниба мезилата в дозе 15 мг/кг 3 раза в неделю, начиная с 30-го дня моделирования СВО, сопровождалось существенным уменьшением скорости генерирования супероксидного анион-радикала дыхательной цепью митохондрий (на 13,4%) по сравнению с данными группы с воспроизведением СВО. Скорость продуцирования этого радикала NADPH-зависимыми электронно-транспортными цепями и фагоцитами существенно не изменялась. В то же время в тканях пародонта снижалась суммарная активность NO-синтазы (на 27,4%) без существенных изменений концентрации пероксинитрит-ионов. Следствием этого было ограничение пероксидного окисления липидов (ПОЛ) в мягких тканях пародонта: концентрации вторичных продуктов пероксидации до и после инкубации в прооксидантном буферном растворе при введении иматиниба мезилата уступали на 37.5 и 33.8% соответственно результатам группы с воспроизведением СВО. Активность супероксиддисмутазы и ка-талазы превышала данные группы сравнения на 40,0 и 60,0% соответственно. Сделан вывод, что применение ингибитора активации STAT-3 иматиниба мезилат в условиях ЛПС-индуцированного СВО ограничивает в тканях пародонта крыс образование активных форм кислорода и азота: снижает скорость продуцирования супероксидного анион-радикала митохондриальной электронно-транспортной цепью, уменьшает суммарную активность NO-синтазы. Следствием этого является снижение образования вторичных продуктов ПОЛ в тканях пародонта и активности в них антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы).
3
4
5
6
7
8
9
BICHHK yKpaincbKa Medunna стоматоп.огiнна aKadeMia
Summary
INFLUENCE OF STAT-3 TRANSCRIPTION FACTOR INHIBITOR ON
OXIDATIVE AND NITROSATIVE STRESS PARAMETERS IN PERIODONTAL TISSUES OF RATS EXPOSED TO SYSTEMIC LIPOPOLISACCHARIDE ADMINISTRATION Yelins'ka A.M., Kostenko V.O.
Key words: transcription factor STAT-3, imatinib mesilate, lipopolysaccharide-induced systemic inflammatory response, free radical processes, oxidative and nitrosative stress, periodontium.
This study is aimed at investigating the effect of imatinib mesylate, an inhibitor of the transcription factor STAT-3, on the oxidative and nitrosative stress indicators in rat periodontal tissues during the experimental systemic inflammatory response (SIR) induced by the introduction of the Salmonella typhi lipopolysaccharide (LPS) (in a dose of 0.4 pg/kg body wt, 3 times for the 1 week and once a week through the next 7 weeks). Imatinib mesylate introduction in a dose of 15 mg/kg 3 times a week, starting from the 30th day of the SIR modeling, was accompanied by a significant decrease in the rate of production of superoxide anion radical by the mitochondrial respiratory chain (by 13.4%) compared with the data from the SIR modeled group. The production rate of this radical by NADPH-dependent electron transport chains and phagocytes did not change significantly.
At the same time, in the periodontal tissues, the total activity of NO synthase decreased (by 27.4%) without significant changes in the concentration of peroxynitrite ions. As a result, lipid peroxidation (LPO) in periodontal soft tissues was limited: the concentration of secondary peroxidation products before and after the incubation in a prooxidant buffer solution when imatinib mesylate was added was inferior to the results of the SIR modeled group by 37.5 and 33.8%, respectively. The activity of superoxide dismutase and catalase exceeded the data of the comparison group by 40.0 and 60.0%, respectively. It was concluded that the use of the inhibitor of STAT-3 activation, imatinib mesylate, under LPS-induced SIR, limits the formation of reactive oxygen and nitrogen species in rat periodontal tissues: it decreases the production rate of superoxide anion-radical by the mitochondrial electron transport chain, reduces the total activity of NO synthase. This results in the reduced formation of secondary LPO products in periodontal tissues and the reduced activity of antioxidant enzymes in them (superoxide dismutase, catalase).
