CC BY
7
DOI 10.31718/2077-1096.21.3.208 УДК 616-06:616-092.9
арман Я.В., Савицький 1.В., Прейс Н.1.
ЗМ1НИ АКТИВНОСТ11НДУЦИБЕЛЬНО1 СИНТАЗИ ОКСИДУ АЗОТУ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬН1Й Д1АБЕТИЧН1Й РЕТИНОПАТП ТА СПОСОБАХ II КОРЕКЦ11
ДП «УкраТнський науково-дослщний iнститут медицини транспорту МОЗ УкраТни», м.Одеса
Д'абетична ретинопатiя за даними Всесв'тньоУ оргашзацп охорони здоров'я - основна причина зниження зору та слiпоти при цукровому д'абет'!. Мета досл'дження: аналiз зм/'н активност/ ¡'нду-цибельно'У синтази оксиду азоту при експериментальнiй д'абетичшй ретинопатп та при рiзних способах УУ корекц! Матерiал та методи. Дослiдження проводилося на б'тих щурах лш Встар ма-сою 180-200 г. Вдповдно до задач тварини були розпод'тен'! на 7 груп: 1-а група - 60 нтактних тварин; 2-а група - 60 тварин, у яких моделювали д'абетичну ретинопатю без подальшоУ корекцУУ. 3 група— 60 тварин, у яких моделювали д'абетичну ретинопатю з подальшою корек^ею гiперглi-кемП. 4 група - 60 тварин, у яких моделювали д'абетичну ретинопатю з подальшою корек^ею г-перглкемУУ, введенням афлберцепта та розчину L-аргiнiну. 5 группа - 60 тварин, у яких моделювали д'абетичну ретинопатю з подальшою корек^ею гiперглiкемn, введенням афл'берцепта та бро-мфенаку. 6 група - 60 тварин, у яких моделювали д'абетичну ретинопатю з подальшою корек^ею гiперглiкемn, введенням афлiберцепта, L-карнiтiну та бромфенаку. 7 група - 60 тварин, у яких моделювали д'абетичну ретинопатю з подальшою корек^ею гiперглiкемn, введенням афл'берцепта, розчину L-аргiнiну та цитиколну. Результати та висновки. Одержан/ результати св'дчать про пдвищення активност/ ¡'ндуцибельно'У синтази оксиду азоту, починаючи '¡з 30ч та з подальшим про-гресуванням на 60-у та 180-у доби експериментально'У д'абетично'У ретинопатп, що св'дчить про порушення фiзiологiчного шляху синтезу оксиду азоту. Корек^я г'погл'кем'чними засобами у 3-й групi мала позитивний ефект, але не була спроможна знизити активнсть ¡'ндуцибельно'У синтази оксиду азоту, яка на 2-му та 3-му етап пдвищилася, тому виникла необх'дн'ють у застосуванн додаткових засо&в. Застосування афл'берцепту та донатора оксиду азоту у 4-й групi для корекцУУ розвитку д'абетично'У ретинопатп суттево знижувала активнсть '¡ндуцибельноУ синтази оксиду азоту (найбльш результативно на 180-у добу експерименту), проте не досягала контрольних по-казник/'в. Доведено, що корек^я, проведена у 5-й та 6-й групах значно знижувала активнсть ¡'нду-цибельно'У синтази оксиду азоту але не досягала контрольних показник'т. У п'ятш групi на 180-у добу активнсть маркера навпаки пдвищуеться. Максимально ефективною корек^ею виявилось поеднання метформiну, афлберцепту, L-аргiнiну та цитиколну щурам 7-У групи, про що св'дчить нормалiзацiя р'вню малонового д'альдег'ду на 60-у добу експерименту, а на 180-у було заф/'ксовано зниження вмсту маркера до контрольних показник'т.
Ключов1 слова: цукровий д1абет, експериментальна д1абетична ретинопат1я, дисфункц1я ендотел1ю, шдуцибельна синтаза оксиду азоту, синтез оксиду азоту, запалення.
Вступ
Дiабетична ретинопа™ (ДР) за даними Всесв^ньоТ' оргашзаци охорони здоров'я - основна причина зниження зору та слтоти при цукровому дiабетi. Дана патолопя е основною причиною швалщизацп по зору у населення економiчно розвинених краТн [1,2,3,4] i дiагнос-туеться у 40-85 % па^етчв, як страждають на цукровий дiабет. Варто зауважити, що нав^ь при компенсаци вуглеводного обмшу продов-жуеться розвиток ДР. Важливим фактором розвитку ретинопати при цукровому дiабетi е не лише гiперглiкемiя, а i артерiальна ппертен-зiя [5]. На сьогодшшнш день доведена ключова роль дисфункци ендотелш у виникненн та прогресуванн ДР [6].
Оксид азоту, який е ушверсальним фiзiоло-пчним регулятором процеав кл^инного мета-болiзму та мiжклiтинного взаемосполучення в бюлопчних системах являе собою хiмiчну спо-луку втьно радикально! структури. Багатьма дослщженнями доведено участь NO в регуляци багатьох функцш оргашзму та органу зору зок-рема. I хоча фiзiологiчна та патофiзiологiчна
роль оксиду азоту в оц ще не достатньо досл^ джена, проте доведено участь NO у патогенезi цтоТ' низки очних захворювань [7].
Мета дослщження
Аналiз змш активност шдуцибельноТ синтази оксиду азоту при експериментальнш дiабе-тичнш ретинопати та при рiзних способах ТТ ко-рекцп.
Матерiали та методи дослщження
Дослщження проводилося на бтих щурах лши Вютар масою 180-200 г. Вщповщно до задач тварини були розподтеш на 7 груп:
1-а група - 60 штактних тварин;
2-а група - 60 тварин, у яких моделювали дiабетичну ретинопалю без подальшоТ корек-ци;
3 група-- 60 тварин, у яких моделювали д^ абетичну ретинопатш з подальшою корек^ею пперглшемп;
4 група - 60 тварин, у яких моделювали дiа-бетичну ретинопатш з подальшою корек^ею пперглшемп, введенням афлiберцепта та розчину L-арпншу;
5 группа - 60 тварин, у яких моделювали д^ абетичну ретинопатiю з подальшою корекцieю пперглшемп, введенням афлiберцепта та бро-мфенаку;
6 група - 60 тварин, у яких моделювали дiа-бетичну ретинопатш з подальшою корек^ею пперглшемп, введенням афлiберцепта, L-карнiтiну та бромфенаку;
7 група - 6о тварин, у яких моделювали дiа-бетичну ретинопатш з подальшою корекцiею пперглшемп, введенням афлiберцепта, розчи-ну L-аргiнiну та цитиколшу.
Цукровий дiабет 2-го типу та дiабетичну ре-тинопатiю моделювали за допомогою штрапе-ритонального введення стрептозотоцину (Sigma, США) розчиненого в 0.1 М цитратному буферi з рН 4,5 [8]. Дозу стрептозотоцину 55 мг/кг маси тварини роздтили на два введення. Введенню стрептозотоцину передувала висо-кожирова дiета протягом 28-и дiб [9].
Дози препарат'в:
Гiпоглiкемiчний препарат - метформiн (Merck Sante, виробництво Францiя) - у дозi 300 мг/кг маси у питтевш формi [10] на 0,9% розчиш натрiя хлориду через шприц з внутршньошлу-нковим зондом щоденно.
Введення розчину L-арпншу, який е донатором NO, (С1МЕСТА, виробництво Китай, стандарт якост USP32) здшснювалось шляхом внутрiшньо шлункового введення розчину L-аргiнiну на 0,9% розчиш натрiя хлориду в дозi 500 мг/кг [11] через шприц з внутршньошлун-ковим зондом. Об'ем розчину залежав вщ маси тварини i не перевищував 1 мл. Препарат вводили 1 раз на добу до врашшнього годування, щоденно протягом 10 дшв [11].
Афлiберцепт (anti-VEGF терапiю) вводили у формi субкон'юктивальних iн'екцiй у дозi 0,08 мл (25 мг/мл) [12].
Бромфенак - шстиляци 0,09 % розчину оч-них крапель 1 раз на добу [13].
L-карнтн ("Sigma", США) вводили у формi водного розчину через шприц з внутршньо-шлунковим зондом у дозi 25 мг/100 г маси тварини [14, 15].
Цитиколш - 81,8 мг/кг (0,33 мл/кг) вводили внутршньом'язово 1 раз на добу.
Виведення тварин iз експерименту прово-дилося у три етапи:
1-й етап дослщження - 30-а доба шсля початку моделювання цукрового дiабету;
2-й етап дослiдження - 60-а доба пiсля початку моделювання цукрового дiабету;
3-й етап дослщження - 180-а доба шсля початку моделювання цукрового дiабету.
Тварин виводили з дослiду шляхом декаш-таци пiд легким ефiрним наркозом згiдно з «Правилами виконання роб^ з використанням експериментальних тварин», затверджених Наказом МОЗ Укра'ни № 249 вщ 01.03.2012 та Законом Украши № 3447-IV «Про захист тварин вщ жорстокого поводження» (зi змiнами вiд
15.12.2009р та вщ 16.10.2012р).
Здiйснювали 3a6ip KpoBi з ретроорб^ально-го венозного сплетiння, яке лежить в op6iTi по-заду очного яблука. Прокол здшснювали круго-вими рухами скляною шпеткою з вiдтягнутим капiляром, вiстря якого сточене пщ кутом 45 Проколювали кон'юктивальний мiшок у медiа-льному кутi ока мiж очним яблуком та орбггою. Пiсля проколу шпетку вводили на глибину до 24 мм за очне яблуко. Контроль потрапляння у венозне сплетшня - наповнення кашляра шпе-тки кров'ю (Дьяконов А.В., Хрикша 1.С., Хегай А.А. та т., 2013).
Активнiсть iндуцибельноï синтази оксиду азоту визначали спектрофотометричним методом по приросту концентраци штрилв та штра-тiв у реакцiйнiй сумш [16].
Статистична обробка отриманих ре-зультат'в
Для виявлення змши у дослщжуваних пока-зниках мiж рiзними групами та на рiзних етапах нами були використаш параметричнi статисти-чнi методи, в основу яких покладено оперуван-ня з параметрами статистичного розподту (се-реднiм та диспераею). Використанi методи розрахованi на нормально розподтеш данi, тому ми виконали перевiрку всiх даних на нор-мальнiсть за допомогою критерш асиметрiï та ексцесу G.I. Пустильника.
Вс данi, якi ми розглядаемо, виявилися нормально розподiленими, тому можна попарно порiвнювати середнi значення вибiрок. Заува-жимо, що в подальших порiвняннях ми викону-емо порiвняння у незалежних вибiрках. Це бу-дуть порiвняння мiж рiзними групами тварин або порiвняння мiж тiею е ж групою тварин (але так як у вибiрках не мае вщповщносп мiж тва-ринами, то вони теж будуть незалежними). Значення р< 0.05 було обране у якост крите-рш достовiрностi. Був проведений аналiз, чи в^зняються середнi значення. Результати визначення t-критерш дають вiдповiдь про рiв-нiсть або вiдмiннiсть середнiх значень, але вони не дають можпивосп точно вимiрювати рiз-ницю мiж середнiми значеннями. Зауважимо, що ця рiзниця е досить умовною. Ця рiзниця була розрахована у вщсотках. Таким чином, ми продемонстрували порiвняння середнiх значень мiж рiзними групами тварин.
Результати дослщження та ïx обговорення
1ндуцибельна синтаза оксиду азоту активу-еться цитомнами через сигнальний каскад. Pi-вень NO, який продукуеться iNOS, може в 1000 разiв перевищувати рiвнi оксиду азоту, якi про-дукуються ендотелiальною NOS [17]. Оксид азоту може, минаючи ферментативш та не фе-рментативнi системи, напряму взаемодiяти iз супероксидним анiон-радикалом. Пiд час таких реакцш утворюються молекули NO та анюни пероксiнiтритiв, якi шсля протонування розпа-даються на активы NO2 та ОН-радикали, що
здатнi приймати участь у ланцюгових вiльно дуцибельно'Т синтази оксиду азоту у кровi екс-
радикальних процесах та пошкоджувати прак- периментальних тварин зi змодельованою дiа-
тично всi бiохiмiчнi структури [18]. бетичною ретинопатieю та при рiзних способах
Результати дослiдження змш активностi iн- ТТ корекцiТ' представлен у таблицi 1.
Таблиця 1.
Активнiсть iндуцибельно'l синтази оксиду азоту у кровi експериментальних тварин зi змодельованою дiабетичною ретино-патieю та при рiзних способах и корец на 30-у, 60-у та 180-у добу (М±т), ^кромоль^тр/годину)
—-^^^^^^ Етапи I етап II етап III етап
Групи -—
1 група 3,64±0,27 3,64±0,23 3,64±0,25
2 група 12,03±0,29 14,37±0,26 16,23±0,23
3 група 8,93±0,25 9,43±0,25 9,84±0,22
4 група 7,21±0,22 6,00±0,18 5,29±0,25
5 група 5,42±0,27 5,04±0,16 6,1±0,24
6 група 5,00±0,24 4,61 ±0,21 4,35±0,18
7 група 5,23±0,26 4,4±0,23 3,69±0,25
При дослщженш активност iNOS у 2-й rpyni виявлене ïï значне пщвищення - на 69,75 % (р<0,001). На другому eTani патолопчне збть-шення aктивностi е ще бтьш вираженим nopiB-няно з штактними тваринами - на 74,66 % (р<0,001), у пopiвняннi з попередшм етапом збiльшeння виявлене на 16,27 % (р<0,001). На третьому еташ встановлено прогресування пiдвищeння aктивнoстi iNOS - на 77,57 % (р<0,о01) пopiвнянo з iнтaктнoю групою; на 25,86 % (р<0,001) у пopiвняннi з даними 2-Ï групи на 1-му еташ, i на 11,46 % (р<0,001) на 2-му.
При aнaлiзi даних групи № 3 виявлене пщвищення активност дослщжуваного ферменту на першому еташ на 59,25 % (р<0,001), але меш виражене, нiж у груш №2 - на 34,71 % (р<0,001). На другому еташ встановлене зб^ льшення на 61,36 % (р<0,001) пopiвнянo з групою №1, а у пopiвняннi з групою №2 патолопч-не збтьшення iNOS е нижчим на 52,49 % (р<0,001). На третьому еташ активнють шдуци-бельноТ синтази оксиду азоту в 3-й груш бтьша на 63,01 % (р<0,001) у пopiвняннi з даними щу-piв 1-Ï групи, на 9,24 % (р<0,01) вища за дaнi 3-Ï групи на першому eтaпi, але е менш вираже-ною шж у 2-й гpупi на третьому еташ - на 64,90 % (р<0,001).
При дослщженш активност iNOS у кpoвi щуpiв 4-Ï групи виявлене пщвищення на 49,49 % (р<0,001) у пopiвняннi з штактною групою. При цьому aктивнiсть даного фермента е ниж-чою на 66,96 % (р<0,001) пopiвнянo з результатами групи № 2 (в якш не коригували патолоп-чний процес) i на 23,95 % (р<0,001) нижчою за результати 3-Ï групи (в якiй проводили лише корекцш пперглкемГО. На другому еташ пщ впливом коригуючоТ терапи aктивнiсть досл^ джуваного показника дещо знизилась у пopiв-няннi з попередшм етапом - на 20,09 % (р<0,001). Активнють показника е вищою на 39,32 % (р<0,001) шж у iнтaктних тварин. Пор^ вняно з даними 2-ï групи - менш виражена на 139,48 % (р<0,001), а вiднoснo 3-Ï - на 57,05 % (р<0,001). На третьому eтaпi в 4-й груш пopiв-няно з 1-ю активнють iNOS е збтьшеною на
31,15 % (р<0,001), пopiвнянo з 2-ю - активнють менша на 206,90 % (р<0,001), а пopiвнюючи з групою №3 - нижча на 86,11 % (р<0,001) (що свщчить про позитивний вплив залучення донатора оксиду азоту до складу коригуючоТ терапи). У пopiвняннi з першим етапом активнють iNOS на третьому еташ е менш пщвищеною на 36,37 % (р<0,001), а у пopiвняннi з другим - на 13,47 % (р<0,05).
При aнaлiзi aктивнoстi шдуцибельноТ синтази NO у 5-й груш встановлено, що на першому еташ вона вища на 32,84 % (р<0,001) пopiвня-но з даними штактних тварин. Вщносно групи без корекци (№2) aктивнiсть нижча на 122,01 % (р<0,001), вщносно 3-Ï групи - менш виражена на 64,81 % (р<0,001), а у пopiвняннi з групою №4 - нижча на 32,97 % (р<0,001). На другому еташ - активнють дослщжуваного ферменту е вищою на 27,72 % (р<0,001) пopiвнянo з даними 1-Ï групи, у пopiвняннi з групою №2 - активнють фермента нижча на 185,25 % (р<0,001), пopiвнянo з групою №3 - менша на 87,07 % (р<0,001), а пopiвнянo з 4-ю - нижча на 19,11 %. (р<0,001) На третьому еташ активнють дослщжуваного показника пщвищилась на 11,15 % (р<0,05) пopiвнянo з 1-м етапом i на 17,41 % (р<0,001) - пopiвнянo з 2-им. Вщносно штактних тварин активнють iNOS е вищою на 40,31 % (р<0,001). Пopiвнянo з групою №2, в якш моделювали дiaбeтичну ретинопалю без корекци, активнють фермента е менш вираженою на 166,08 % (р<0,001), i на 61,36 % (р<0,001) нижчою пopiвнянo з групою №3, в якш змодельо-вану ДР коригували лише гiпoглiкeмiчним препаратом. У пopiвняннi з групою №4, у якш до корекци долучали донатор оксиду азоту - у п'ятш груш ефективнють (нopмaлiзaцiя актив-нoстi iNOS) е менш вираженою на 13,30 % (р<0,05). Отримаш дaнi свiдчaть про наявнють бiльш вираженоТ peзультaтивнoстi пopiвнянo з двома пoпepeднiми способами корекци (група №3 та №4), але ефект не е довготривалим - на третьому еташ спостер^аеться збтьшення па-толопчноТ пщвищеносп aктивнoстi iNOS.
При aнaлiзi aктивнoстi iNOS у кpoвi експериментальних тварин 6-Ï групи, в якiй моделю-
вали ДР з подальшою корек^ею rineprnÎKeMiï, введенням афлiбeрцeпта, L-KapHiTiHy та бром-фенаку, на першому eTani виявлене ïï пщви-щення на 27,72 % (р<0,001) у порiвнянi з Ытак-тними щурами, а порiвняно з результатами групи №2 - вона нижча на 140,58 % (р<0,001). Даний споаб корекцп на 78,60 % (р<0,001) бiльш виражено сприяе зниженню пaтологiчно пiдвищeноï aктивностi Ыдуцибельно!' синтази порiвняно з 3-ю групою, i на 44,09 % (р<0,001) -у порiвняннi з 4-ю. Статистично значущих вщ-мiнностeй у порiвняннi 3 5-ю групою не вияв-лено. На другому етат порiвняно з 1-ю групою активнють фермента е вищою на 21,02 % (р<0,01), а порiвняно з 2-ю групою - нижча на 211,67 % (р<0,001). Порiвняно з 3-ю групою активнють е менш вираженою на 104,39 % (р<0,001), у порiвняннi з 4-ю - на 30,14 % (р<0,001), що безумовно свщчить про резуль-тaтивнiсть корeкцiï у 6-й грут. У порiвнянi з 5-ю групою статистично значущих вщмЫностей не встановлено. На третьому етат в шостм грут виявлене патолопчне пiдвищeння активной дослiджувaного фермента лише на 16,35 % (р<0,05). Порiвняно з групою без корекцп активнють е нижчою на 272,89 % (р<0,001). При по-рiвняннi eфeктивностi коригуючих зaсобiв 6-ï групи у порiвняннi з попeрeднiми засобами корекцп встановлено наступне: порiвняно з 3-ю групою активнють iNOS е менш вираженою на 126,13 % (р<0,001), у порiвняннi з 4-ю - на 21,50 % (р<0,01) i у порiвняннi з 5-ю на 40,14 % (р<0,001). Вищезазначене свщчить про позити-вний вплив розглянутого способом корекцп на нормaлiзaцiю активной маркера гiпeрпродуцiï оксиду азоту та розвитку запального процесу. Також встановлено, що у порiвняннi з даними ж групи першого етапу активнють е нижчою на 14,91 % (р<0,05).
У сьомiй грут, в яш при модeлювaннi ДР проводилась корек^я гiпeрглiкeмiï, введення aфлiбeрцeптa, розчину L-aргiнiну та цитиколь ну, активнють iNOS на першому етат була вищою за дат Ытактних щурiв на 30,39 %
(р<0,001). Пор1вняно з даними групи №2, активнють фермента е нижчим на 130,1 % (р<0,001), у пор1внянн1 з групою №3 - на 70,81 % (р<0,001), у пор1внянн1 з 4-ю - на 37,81 % (р<0,001). Статистичних вщм1нностей на цьому етап1 при пор1внянн1 з 5-ю та 6-ю групами не виявлено. На другому етат встановлено що дослщжуваний показник е на 17,21 % (р<0,05) бтьшим за дат ЫтактноТ групи, патолопчне пщвищення е на 18,89 % (р<0,05) нижчим порь вняно з першим етапом. У пор1внянн1 з 2-ю групою активнють нижча на 226,72 % (р<0,001), пор1вняно з 3-ю - на 114,26 % (р<0,001), пор1в-няно з 4-ю - на 36,43 % (р<0,001), а з 5-ю -14,54 % (р<0,05). Вщносно 6-Т групи статистично значущих в1дм1нностей не виявлено. Звер-тають на себе увагу даш 3-го етапу експерименту - встановлено максимально виражену но-рмал1зац1ю активной 1ндуцибельноТ синтази оксиду азоту - вщм1нностей м1ж 7-ю та Ытакт-ною групами не встановлено. Пор1вняно з 2-ю групою активн1сть е нижчою на 339,36 % (р<0,001). У пор1внянн1 з 3-ю групою встановлено нормал1зац1ю активност! фермента на 166,44 % (р<0,001), пор1вняно з 4-ю - на 43,16 % (р<0,001), у пор1внянн1 з 5-ю групою - на 65,12 % (р<0,001), I вщносно 6-Т групи - на 17,82 % (р<0,05). Вищезазначене е пщтвер-дженням позитивного впливу використаного способу корекцп. В данм грут на першому ета-т результат е дещо нижчим, шж у 6-й грут, але в подальшому ефективн1сть е бтьш значно вираженою та стмкою.
П1д час пригн1чення активной ендотел1аль-ноТ NO-синтази 1ндукуеться система синтезу оксиду азоту через Ыдуцибельну NO-синтазу, а також залучаеться активац1я анг1огенезу. П1д час цього процесу вщбуваеться зниження приросту Ыдекса резистентност1 ендотелмзалеж-ноТ в1дпов1д1 на регурптац1ю, яке неадекватне р1вню оксиду азоту та пов'язане 1з експреаею ендотел1ну-1. Зб1льшення концентрац1Т ендо-тел1ну робить ендотел1й менш чутливим до ва-зодилятац1йного ефекту оксиду азоту [19].
Рисунок 1. Активнють iндуцибельноï синтази оксиду азоту у кровi експериментальних тварин 3i змодельованою д/'абетич-ною ретинопатieю та при рiзних способах ïï корекцп на 30-у, 60-у та 180-у добу. Бокс плоти люструють розподЛ величин р'вню дослiджуваного показника в усх групах експерименту на кожному i3 етапiв дослiдження (n=20)
Вазоспазм, iшeмiя, запалення, eндoтeлiaль-на дисфункцiя призводять до так званого «роз'еднання» субодиниць eNOS, i такий фермент, поряд з NO, може виробляти суперокси-дний радикал, пероксиштрит, нiтpoзoтioли або шшГ сполуки з подальшим зменшенням бюдос-тупнoстi No, що призводить до зниження база-льного piвня NO [20]. Зазначають, що пригшчення eNOS веде до компенсаторно!' активаци' патолопчноТ форми -
iндуцибeльнoï iNOS (пщ впливом piзних фГ-зioлoгiчних i патолопчних фaктopiв: прозапаль-нi цитокши, ендотоксини), в peзультaтi чого пщвищуеться piвeнь NO [20].
Наочно динамку активност iндуцибeльнoï синтази оксиду у проведеному дослщженш протюстровано на рис. 1.
Висновки
1. Одержан результати свщчать про пщви-щення активност iндуцибeльнoï синтази оксиду азоту, починаючи iз 30-ï та з подальшим прогресуванням на 60-у та 180-у доби експе-риментальноТ дiaбeтичнoï peтинoпaтiï, що свщ-чить про порушення фiзioлoгiчнoгo шляху синтезу оксиду азоту.
2. Корек^я гiпoглiкeмiчними засобами у 3-й груш мала позитивний ефект, але не була спроможна знизити активнють шдуцибельноТ синтази оксиду азоту, яка на 2-му та 3-му еташ пщвищилася, тому виникла необхщнють у за-стосуванш додаткових зaсoбiв.
3. Застосування aфлiбepцeпту та донатора оксиду азоту у 4-й груш для корекци розвитку дiaбeтичнoï ретинопати суттево знижувала ак-тивнiсть iNOS (найбтьш результативно на 180-у добу експерименту), проте не досягала конт-рольних показниш.
4. Доведено, що корек^я, проведена у 5-й та 6-й групах, значно знижувала активнють ш-дуцибельноТ синтази оксиду азоту але не досягала контрольних показниш. У п'ятш груш на 180-у добу активнють маркера навпаки пщви-щуеться.
5. Максимально ефективною корек^ею ви-явилось поеднання метформшу, aфлiбepцeпту, L-apгiнiну та цитикoлiну щурам 7-Ï групи, про що свiдчить нopмaлiзaцiя piвню малонового дГ-aльдeгiду на 60-у добу експерименту, а на 180-у було зафксовано зниження вмюту маркера до контрольних показниш.
Перспективи подальших дослiджень
Oдepжaнi дaнi дозволяють розробити практи-чнi рекомендацп' для застосування нових спосо-бiв кopeкцiï при нeпpoлiфepaтивнiй стади' дiaбe-тичноТ ретинопатп' опираючись на aнaлiз шляху синтезу оксид азоту. Враховуючи Ыформатив-нГсть визначення aктивнoстi ЫдуцибельноТ синтази оксиду азоту, доцтьним е подальше вивчення даного ферменту при дослщженш спосо6Гв впли-ву на дослщжуваний пaтoлoгiчний стан.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
References
Sorokina yua, Lovtsova LV. Koeffitsienty okislitelnoho stressa kak sposob personifitsirovaniya farmakoterapii v debyute SD 2 tipa [Oxidative stress coefficients as a way to personalize pharmacotherapy in the onset of type 2 diabetes mellitus]. [Internet]. Meditsina i farmakolohiya: elektron nauchn zhurn. 2014; 1 (14). Available from:
https://7universum.com/ru/med/archive/item/1868 (Russian) Pasechnikova NV, Moroz OA. Issledovanie vliyaniya kvertsetina i lipoata na protsessy perekisnoho okisleniya lipidov v setchatke pri eksperimentalnom diabete [Study of the effect of quercetin and lipoate on the processes of peroxide lipid oxidation in the retina in experimental diabetes mellitus]. Oftalmolohicheskiy zhurnal. 2016; 4 (470):38-42 (Russian)
Vorob'eva IV, Repkina MYU. Prakticheskie rekomendacii o nablyudenii bol'nyh s diabeticheskoj retinopatiej [Practical guidelines for monitoring patients with diabetic retinopathy]. Russkij medicinskij zhurnal. Endokrinologiya. 2009;17(24):1591-1595 (Russian)
Vorob'eva IV, Gigineishvili DN. Rol' disfunkcii endoteliya v patogeneze diabeticheskoj retinopatii u bol'nyh saharnym diabetom 2 tipa. Obzor [ The role of endothelial dysfunction in the pathogenesis of diabetic retinopathy in patients with type 2 diabetes mellitus. Overview]. Oftal'mologiya. 2012;9(3):9-13. (Russian)
Porta M, Maldari P, Mazzaglia F. New approaches to the treatment of diabetic retinopathy. Diabetes Obes Metab. 2011;13:784-790.
Gavrilova NA, Tishchenko OE. Vliyanie sulodeksida na funkcional'noe sostoyanie endoteliya u bol'nyh saharnym diabetom i diabeticheskoj retinopatiej [The effect of sulodexide on the functional state of the endothelium in patients with diabetes mellitus and diabetic retinopathy]. Saharnyj diabet. 2011;2:66-68 (Russian).
Uryas'ev OM, Shahanov AV. Rol' polimorfizma sintaz oksida azota v formirovanii komorbidnoj patologii - bronhial'noj astmy i gipertonicheskoj bolezni [The role of nitric oxide synthase polymorphism in the formation of comorbid pathology - bronchial asthma and hypertension]. Kazanskij medicinskij zhurnal. 2017;98(2): 226-232 (Russian).
Pasechnikova NV, Moroz OA. Zashchitnoe deystvie kvertsetina i lipoata na funktsionalnye hruppy belkov setchatki pri modelirovanii diabeta [Protective effect of quercetin and lipoate on functional groups of retinal proteins in diabetes mellitus modeling]. Oftalmolohichniy zhurnal. 2015; 3:76-81. (Russian). Kaydash OA, Ivanov VV, Venherovskiy AI, Buyko EE, Shchepetkin IA. Eksperimentalnaya model sakharnoho diabeta 2-ho tipa u krys, vyzvannaya dietoy s vysokim soderzhaniem zhirov i streptozototsinom v nizkoy doze [Experimental model of type 2 diabetes mellitus in rats induced by a diet high in fat and low dose streptozotocin]. Byulleten sibirskoy meditsiny. 2020; 19(2):41-47. (Russian).
Bayrasheva VK, Babenko ayu, Dmitriev yuv, et al. Rol metformina v profilaktike diabeticheskoy nefropatii pri eksperimentalnom sakharnom diabete 2 tipa [The role of metformin in the prevention of diabetic nephropathy in of 2 diabetes mellitus]. Rehionarnoe i mikrotsirkulyatsiya. 2016; 15(3):70-80.
experimental type krovoobrashchenie (Russian). Pokrovskiy MV,
Pokrovskaya TH,
Korchakov VI. Endotelioprotektornye effekty L-arhinina pri modelirovanii defitsita okisi azota [Endothelial protective effects of L-arginine in modeling nitric oxide deficiency]. Eksperimentalnayaya i klinicheskaya farmakolohiya. 2008; 71 (2):29-31. (Russian) Gal-Or O, Livny E, Sella R, et al. Efficacy of Subconjunctival Aflibercept Versus Bevacizumab for Prevention of Corneal Neovascularization in a Rat Model. Cornea. 2016; 3(7):991-996. Pavlova ON, Hulenko ON, Karimova RH. Issledovanie dinamiki aktivnosti katalazy v syvorotke krovi krys pri mekhanicheskom vozdeystvii na hematooftalmicheskiy barter [Study of the dynamics of catalase activity in the blood serum of rats under mechanical action on the blood-ophthalmic barrier]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatelskiy zhurnal. 2020;5 (95,1):153-158. (Russian)
Bykov IL. Vliyanie L-karnitina na metabolicheskie narusheniya pri eksperimentalnoy nedostatochnosti atsil-koa dehidrohenaz [Effect of L-carnitine on metabolic disorders in experimental deficiency of acyl-coa dehydrogenases]. Eksperimentalnaya i klinicheskaya farmakolohiya. 2004; 6(67):48-52. (Russian) Dzuhkoev SH, Dzukoeva FS, Humanova NV. Metelskaya VA. Vliyanie koenzima Q 10, afobazola i L-karnitina na endotelialnuyu funktsiyu u krys s eksperimentalnym sakharnym diabetom [Effect of coenzyme Q 10, afobazole and L-carnitine on endothelial function in rats with experimental diabetes mellitus]. Kubanskiy nauchnyi meditsinskiy vestnik. 2012; 3 (132):48-51. (Russian)
Koval'ova OM, Demidenko GV, Gorbach TV. Diagnostika endotelial'noj funkcii - ocenka vazoaktivnogo pula oksida azota [Diagnosis of endothelial function - assessment of the
2
3
4
5
6
7
8
9
17.
18.
vasoactive pool of nitric oxide]. Ministerstvo ohoroni zdorov'ya Ukrai'ni. Ukra'i'ns'kij centr naukovoi' medichnoi' informaci''' ta patentno-licenzijno''' roboti. Metodichni rekomendaci''. Kyiv: vidavnictvo SPD FO Tarasenko V.P.; 2007. 16 s. (Russian) Deryagina V.P., Ryzhova N.I., Krivosheeva L.V., Golubeva I.S. Formation of nitric oxide metabolites during growth of transplanted tumors with different metastatic potential. Biochemistry. Suppl. Series B: Biomed Chemistry. 2015;9(2):130-136.
Deryagina VP, Reutov VP. Modulirovanie obrazovaniya aktivnyh form azota ingredientami rastitel'nyh produktov pri ingibirovanii kancerogeneza [Modulation of the formation of active forms of nitrogen by ingredients of plant products during inhibition of
19.
20.
carcinogenesis]. Uspekhi molekulyarnoj onkologii. 2019;6(1):18-36. (Russian).doi: 10.17650/2313-805X-2019-6-1-18-36 Gulanom ZSH. Vliyanie L-arginina na disfunkciyu endoteliya u bol'nyh s vrozhdyonnym prolapsom mitral'nogo klapana [Effect of L-arginine on endothelial dysfunction in patients with congenital mitral valve prolapse]. Kazanskij medicinskij zhurnal. 2014;95(3):326-331 (Russian). Doi: 10.17816/KMJ1506 Rozhdestvenskaya TA, Lazuko SS. Vliyanie inducibel'noj NO-sintazy i oksida azota v syvorotke krovi beremennyh s arterial'noj gipertenziej na sostoyanie plodovogo krovotoka [Influence of inducible NO-synthase and nitric oxide in blood serum of pregnant women with arterial hypertension on the state of fetal blood flow]. Problemy reprodukcii. 2015; 5:127-131 (Russian).
Реферат
ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ ИНДУЦИБЕЛЬНОЙ СИНТАЗЫ ОКСИДА АЗОТА ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ДИАБЕТИЧЕСКОЙ РЕТИНОПАТИИ И СПОСОБЫ ЕЕ КОРРЕКЦИИ Сирман Я.В., Савицкий И.В., Прейс Н.И.
Ключевые слова: сахарный диабет, экспериментальная диабетическая ретинопатия, дисфункция эндотелия, индуцибельная синтаза оксида азота, синтез оксида азота, воспаление.
Диабетическая ретинопатия по данным Всемирной организации здравоохранения - основная причина снижения зрения и слепоты при сахарном диабете.
Цель исследования: анализ изменений активности индуцибельной синтазы оксида азота при экспериментальной диабетической ретинопатии и при различных способах ее коррекции.
Материал и методы. Исследование проводилось на белых крысах линии Вистар массой 180-200 г. В соответствии с задачами животные были разделены на 7 групп: первая группа - 60 интактных животных; вторая группа - 60 животных, у которых моделировали диабетическую ретинопатию без дальнейшей коррекции. 3 группа - 60 животных, у которых моделировали диабетическую ретинопатию с последующей коррекцией гипергликемии. 4 группа - 60 животных, у которых моделировали диабетическую ретинопатию с последующей коррекцией гипергликемии, введением афлиберцепта и раствора L-аргинина. 5 группа - 60 животных, у которых моделировали диабетическую ретинопатию с последующей коррекцией гипергликемии, введением афлиберцепта и бромфенака. 6 группа - 60 животных, у которых моделировали диабетическую ретинопатию с последующей коррекцией гипергликемии, введением афлиберцепта, L-карнитина и бромфенака. 7 группа - 60 животных, у которых моделировали диабетическую ретинопатию с последующей коррекцией гипергликемии, введением афлиберцепта, раствора L-аргинина и цитиколина.
Результаты и выводы. Полученные результаты свидетельствуют о повышении активности индуцибельной синтазы оксида азота, начиная с 30-х и с последующим прогрессированием на шестидесятые и сто восьмидесятые сутки экспериментальной диабетической ретинопатии, что свидетельствует о нарушении физиологического пути синтеза оксида азота. Коррекция гипогликемическими средствами в 3-й группе имела положительный эффект, но не была способна снизить активность индуцибельной синтазы оксида азота, которая на 2-м и 3-м этапе повысилась, поэтому возникла необходимость в применении дополнительных средств. Применение афлиберцепта и донатора оксида азота в 4-й группе для коррекции развития диабетической ретинопатии существенно снижала активность индуцибе-льной синтазы оксида азота (наиболее результативно на сто восьмидесятые сутки эксперимента), однако не достигала контрольных показателей. Доказано, что коррекция, проведенная в 5-й и 6-й группах, значительно снижала активность индуцибельной синтазы оксида азота, но не достигала контрольных показателей. В пятой группе на сто восьмидесятые сутки активность маркера наоборот повышается. Максимально эффективной коррекцией оказалось сочетание метформина, афлиберцепта, L-аргинина и цитиколина крысам 7-й группы, о чем свидетельствует нормализация уровня малонового диальдегида на шестидесятые сутки эксперимента, а на сто восьмидесятые было зафиксировано снижение содержания маркера к контрольным показателям.
Summary
CHANGES IN ACTIVITY OF INDUCIBLE NITRIC OXIDE SYNTHASE IN EXPERIMENTAL DIABETIC RETINOPATHY AND METHODS
FOR ITS CORRECTION
Sirman Y.V., Savytskyi I.V., Preys N.I.
Key words: diabetes mellitus, experimental diabetic retinopathy, endothelial dysfunction, inducible nitric oxide synthase, nitric oxide synthesis, inflammation.
Diabetic retinopathy according to the World Health Organization reports is known as the main cause of decreased vision and blindness in diabetes. The purpose of the study is to analysis of changes in the activity of inducible nitric oxide synthase in experimental diabetic retinopathy and in various methods of its correction. Materials and methods. The research was carried out on white Wistar rats weighting 180-220 g. The animals were divided into 7 groups: 1st group included 60 intact animals; 2nd group involved 60 animals with modelled diabetic retinopathy (DR) without further correction; 3rd group included 60 animals with modelled DR and subsequent hyperglycemia correction; 4th group included 60 animals with modelled DR, which received subsequent hyperglycemia correction with aflibercept and L-arginine solution administration; 5th
group consisted of 60 animals with modelled DR and subsequent hyperglycemia correction by aflibercept and bromfenac administration; 6th group was formed by 60 animals with modelled DR and subsequent hyperglycemia correction by aflibercept, L-carnitine and bromfenac administration; and the 7th group included 60 animals with modelled DR and subsequent hyperglycemia correction by aflibercept, L-arginine solution and citicoline. Results and conclusion. The results obtained demonstrate an increase in the activity of inducible nitric oxide synthase, starting from the 30th day of the experiment and with subsequent progression to the 60 and 108 days of experimental diabetic retinopathy that points out the deterioration of the physiological pathway of nitric oxide synthesis. Correction with hypoglycemic agents in group 3 had a positive effect, but was not able to reduce the activity of inducible nitric oxide synthase, which increased in the 2nd and 3rd stages, thus, there was a need for additional agents. The use of aflibercept and nitric oxide donor in group 4 to correct the progression of diabetic retinopathy significantly reduced the activity of inducible nitric oxide synthase (most effectively on the one hundred and eighty days of the experiment), but did not reach the control values. It has been proved that the correction applied in groups 5 and 6 significantly reduced the activity of inducible nitric oxide synthase but did not reach the control values. Moreover, the marker activity in the group 5 grew up on the 108 day. The study has shown the most effective correction includes a combination of metformin, aflibercept, L-arginine and citicoline given to the rats of group 7, as evidenced by the normalization of malonic dialdehyde levels on the 60 day of the experiment; on the 108 days of experiment there has been a decrease in marker content to control values.
DOI 10.31718/2077-1096.21.3.214
УДК 616.36:599.323.3-071
Френкель Ю.Д., Черно В.С., Костенко В.О.
ВПЛИВ П1РОЛ1ДИНД1Т1ОКАРБАМАТУ АМОН1Ю НА УТВОРЕННЯ АКТИВНИХ ФОРМ КИСНЮ ТА АЗОТУ В ПЕЧ1НЦ1 ЩУР1В ЗА УМОВ ÏX Ц1ЛОДОБОВОГО ОСВ1ТЛЕННЯ ТА УТРИМАННЯ НА ВУГЛЕВОДНО-Л1П1ДН1Й Д16Т1
Чорноморський нацюнальний уншерситет ¡мен1 Петра Могили, м. МиколаУв, Полтавський державний медичний уншерситет
У експеримент!' на 21 блому щурi дослджено вплив iнгiбiтора ядерного чинника капа B на продук^ю активних форм кисню та азоту в печнц тварин за умов ïx цтодобового освтлення та утримання на вуглеводно-лiпiднiй д'ет'!. Показано, що введення амоню п'рол'диндШокарбамату (у доз 76 мг/кг 3 рази на тиждень, починаючи з 30 доби експерименту) на тлi призначення щурам вуглеводно-лШдно)' дieти (60 д'б) та цтодобового освтлення (1500 лк протягом останнх 30 д'б експерименту) зменшувало у тканинах печiнки вироблення супероксидного анон-радикала НАДФН- i НАДН-залежними електронно-транспортними ланцюгами на 45.2 та 43.5%, в'дпов'дно. Вироблення цього радикала НАДФН-оксидазою лейкоцитiв було на 41.6% нижчим за результат групи порiвняння. Ак-тивнсть NO-синтази (загальна та )ï iндуцибельного iзоферменту) зменшувалася на 34.4 та 29.8%, активнсть конститутивноï iзоформи зростала втричi. 1ндекс спряження останньо) зрос-тав у 5.16 раза, що вказуе на в'дновлення спряженого стану цього iзоферменту. Зменшення гене-рац) супероксидного анон-радикала та оксиду азоту супроводжувалося зниженням на 36.4% кон-центрац) пероксинiтритiв. Зроблено висновок, що введення iнгiбiтора NF-капа B амоню пiролiдин-дШокарбамату при в'дтвореннi моделi метабол'чного синдрому шляхом цтодобового освтлення щур'т та Ух утримання на д'ет'!, збагачено'У вуглеводами та жирами, e ефективним засобом обме-ження у тканинах печiнки вироблення активних форм кисню та азоту.
^№40Bi слова: експериментальний метаболнний синдром, цтодобового осв^лення, вуглеводно-лтщноТ дюта, ядерний чинник капа B, глролщиндтокарбамат амоыю, активы форми кисню та азоту, печЫка.
Робота e фрагментом НДР «Роль екологiчно-небезпечниx чинниюв у мехашзмах розвитку хвороб цив^зацИ» (№ державно)' реестрацИ' 0120U002026).
Рашше нами було показано, що за умов ць пiнeaлiзму [2]. За цих умов значно збтьшува-
лодобового освгглення щурiв разом з призна- лося утворення активних форм кисню (АФК) в
ченням вуглеводно-лтщноТ дiети (ВЛД) спо- чутливих до шсулшу органах. При цьому про-
стер^алися бтьш глибок мeтaболiчнi пору- дукцт супероксидного анюн-радикала у ткани-
шення, притаманн мeтaболiчному синдрому нах печшки та м'язах стегна значно перевищу-
(МС), а саме: рiвeнь ппершсулшеми, дислтоп- вала швидкють утворення цього радикала при
ротешеми, ппо-а-лтопротешеми, ппертригл^ окремому застосуванн цтодобового осв^лен-
церидеми, пщвищення маси вюцерального жи- ня та ВЛД [3].
ру порiвняно з окремим застосуванням наве- Прим^но, що порушення вуглеводного та
деного рацюну [1]. На п¡дстaв¡ цього нами була лтщного мeтaболiзму при ппомелатоншеми та
запропонована експериментальна модель Мс, забезпеченн тварин «дютою захщного типу»
що фунтуеться на вщтворенш на ™i ВЛД ппо- залежать вщ транскрипцшного ядерного чин-
