Вплив тиреоїдних гормонів на процеси реметилування та транссульфування сірковмісних амінокислот в органах щурів
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2017.v0.i1.7689Ключові слова:
тиреоїдні гормони, сірковмісні амінокислоти, цикл реметилування, шлях транссульфування, гомоцистеїн, цистеїн, гідроген сульфід.Анотація
Вступ. Cірковмісні амінокислоти забезпечують процеси життєдіяльності клітини і процеси метилування, підтримують редокс-потенціал та цілісність клітинних систем, знешкоджують токсичні агенти і вільні радикали. Порушення їх обміну асоціюються з рядом патологій, включаючи хворобу Альцгеймера, розвитком злоякісних пухлин, дефектами невральної трубки, хворобами нирок. Підвищення в крові концентрації сірковмісної амінокислоти гомоцистеїну (ГЦ) є серйозним фактором розвитку захворювань серцево-судинної системи, як- от атеросклерозу, гіпертонії, венозного тромбозу. Регуляція метаболізму сірковмісних амінокислот здійснюється на різних рівнях, у тому числі й тиреоїдними гормонами. Встановлено, що гіпотиреоз є незалежним фактором, який призводить до збільшення концентрації ГЦ у крові та ризику розвитку серцево-судинних захворювань. Проте конкретні молекулярні механізми впливу тиреоїдних гормонів на обмін сірковмісних амінокислот залишаються невідомими.
Мета дослідження – вивчити в експерименті вплив тиреоїдних гормонів на процеси реметилування та транссульфування в печінці й нирках, вміст ГЦ, цистеїну і гідроген сульфіду в сироватці крові експериментальних тварин.
Методи дослідження. Щурам вводили L-тироксин і мерказоліл для моделювання станів гіпер- та гіпотиреозу, які підтверджували за вмістом вільного тироксину, вільного трийодтироніну і тиреотропного гормону в сироватці крові.
Результати й обговорення. У печінці й нирках тварин з гіпотиреозом спостерігали зниження активності ферментів циклу реметилування – S-аденозилметіонінсинтетази, S-аденозилгомоцистеїнгідролази, бетаїнгомоцистеїнметилтрансферази та ферментів транссульфування – цистатіонін-β-синтази, цистатіонін-γ-ліази і цистеїнамінотрансферази. При моделюванні гіпертиреозу активність даних ферментів у досліджуваних органах підвищувалася. Гіпертиреоз супроводжувався зниженням концентрації ГЦ, а гіпотиреоз –зростанням концентрації ГЦ, цистеїну та зменшенням вмісту гідроген сульфіду в крові тварин.
Висновок. Вагомими факторами ризику розвитку атеросклерозу, ендотеліальної дисфункції та гіперкоагуляції при гіпотиреоїдних станах можуть бути порушення процесів реметилування і транссульфування сірковмісних амінокислот в органах.
Посилання
Zaichko, N.V., Pentiuk, N.O., Melnyk, A.V., Shtatko, O.I. (2009). Sposib vyznachennia produktsii hidrohen sulfidu v orhanakh shchuriv [Method for determination of production of hydrogen-sulfide in animal organs] Patent UA, no. 45018 [in Ukrainian].
Zaichko, N.V., Melnyk, A.V., Pentiuk, N.O. (2010). Sposib vyznachennia vmistu hidrohen sulfidu plazmy krovi [Method for determination of content of hydrogen-sulfide in blood serum] Patent UA, no. 52136 [in Ukrainian].
Brosnan, J.T., Brosnan, M.E. (2006) The sulfur-containing amino acids: an overview. Journal of Nutrition, 136(6), 1636-1640.
Polhemus, D.J., Li, Z., Pattillo, C.B., Gojon, G.Sr., Gojon, G.Jr., Giordano. T. & Krum, H. (2015). A novel hydrogen sulfide prodrug, SG1002, promotes hydrogen sulfide and nitric oxide bioavailability in heart failure patients. Cardiovascular Therapeutics, 33(4), 216-226. doi: 10.1111/1755-5922.12128.
Zhou, Y., Chen, Y., Cao, X., Liu, C., & Xie, Y. (2014). Association between plasma homocysteine status and hypothyroidism: a meta-analysis. International Journal of Clinical and Experimental Medicine, 15, 7(11), 4544-4553.
Chiang, P.K. & Cantoni, G.L. (1977). Activation of methionin for transmethylation. Purification of the S-adenosylmethionine synthetase of bakers’ yeast and its separation into two forms. The Journal of Biological Chemistry, 252, 13, 4506-4513.
Dombkowski, R.A., Russell, M.J., & Olson, K.R. (2004). Hydrogen sulfide as an endogenous regulator of vascular smooth muscle tone in trout. American Journal of Physiology Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 286(4), 678-685. doi:10.1152/ajpregu.00419.2003.
Ericson, L.E. (1960). Betaine-homocysteine methyltransferases. III. The methyl donor specificity of the transferase isolated from pig liver. Acta. Chemica. Scandinavica, 14, 2127-2134.
Gadalla, M.M., & Snyder, S.H. (2010). Hydrogen sulfide as a gasotransmitter. Journal of Neurochemistry, 113, 14-26. doi: 10.1111/j.1471-4159.2010.06580.x
Orzechowska-Pawilojc, A., Siekierska-Hellmann, M., Syrenicz, A., Sworczak, K. (2009). Homocysteine, folate, and cobalamin levels in hyperthyroid women before and after treatment. Endokrynologia Polska, 60(6), 443–448.
Isa, Y., Tsuge, H., & Hayakawa, T. (2006). Effect of vitamin B6 deficiency on S-adenosylhomocysteine hydrolase activity as a target point for methionine metabolic regulation. Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 52(5), 302-306.
Colleran, K.M., Romero, L.A., Upton, D.A., & Burge, M.R. (2005). Methimazole-induced hypothyroidism paradoxically decreases homocysteine. Metabolism: Clinical and experimental, 54(4), 460-465. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.metabol.2004.10.013
Stein, A., & Bailey, S.M. (2013) Redox biology of hydrogen sulfide: Implications for physiology, pathophysiology, and pharmacology. Redox. Biology, 1, 32-39. doi:10.1016/j.redox.2012.11.006
Andrésdóttir, G., Bakker, S.J., Hansen, H.P., Parving, H.H., Rossing, P. (2013). Urinary sulphate excretion and progression of diabetic nephropathy in Type 1 diabetes. Diabetic Medicine: a Journal of the british diabetic Association, 30(5), 563-566. doi: 10.1111/dme.12131. Epub 2013 Mar 7.
