ВПЛИВ ГОСТРОЇ ГІПОКСИЧНОЇ ГІПОКСІЇ НА ОКИСНИЙ І НЕОКИСНИЙ ШЛЯХИ МЕТАБОЛІЗМУ L-АРГІНІНУ В МІОКАРДІ ТА АОРТІ ЩУРІВ У ВІКОВОМУ АСПЕКТІ

Н. М. Малевич; Т. Я. Ярошенко

doi:10.11603/mcch.2410-681X.2021.i2.12237

Автор(и)

Н. М. Малевич ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ
Т. Я. Ярошенко ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ І. Я. ГОРБАЧЕВСЬКОГО МОЗ УКРАЇНИ

DOI:

https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2021.i2.12237

Ключові слова:

оксид азоту, індуцибельна NO-синтаза, ендотеліальна NO-синтаза, гіпоксія

Анотація

Вступ. Оксид азоту (NO) є унікальним фактором регуляції тонусу судин, важливою складовою крово- та киснепостачання в організмі людини і тварин. З віком його рівень поступово знижується при гіпоксії, в тому числі при так званих вікозалежних, перш за все хворобах серцево-судинної системи.

Мета дослідження – вивчити рівень стабільних метаболітів оксиду азоту, активність ензимів окисного (NO-синтази) і неокисного (аргіназа) шляхів метаболізму L-аргініну, вміст карбаміду за дії гострої гіпоксичної гіпоксії в щурів різного віку.

Методи дослідження. Досліди проведено з використанням безпородних білих щурів-самців 2 вікових груп: 6–8-місячних (дорослих) і 24–26-місячних (старих). Дослідних тварин піддавали впливу гострої гіпоксичної гіпоксії. Евтаназію контрольних і дослідних щурів здійснювали через 24 год після завершення “спуску”, проводили забір крові, вилучали серце й аорту. Визначали вміст стабільних метаболітів оксиду азоту (нітритів і нітратів), активність ендотеліальної та індуцибельної NO-синтаз, вміст карбаміду і L-аргініну.

Результати й обговорення. За дії гіпоксії вміст стабільних метаболітів NO в міокарді дорослих щурів, порівняно з контрольними, вірогідно збільшувався, у старих – лише дещо зростав рівень нітратів (на 20 %). У старих дослідних тварин, на відміну від дорослих, активність ендотеліальної NO-синтази в міокарді нижча (на 17 %), натомість активність індуцибельної NO-синтази перевищувала її рівень у контрольних щурів майже у 2 рази (на 107 %). У плазмі крові за впливу гіпоксії вміст нітратів зростав у тварин обох вікових груп, більшою мірою – у старих (на 68 %). У плазмі крові старих щурів у стані фізіологічного спокою вміст карбаміду перевищував такий у дорослих (на 40 %). За впливу гіпоксії вміст карбаміду в плазмі крові дорослих тварин збільшувався (на 69 %), а в плазмі старих – не змінювався і дорівнював його вмісту в дорослих. Вміст L-аргініну був однаковим у плазмі крові щурів обох вікових груп у стані фізіологічного спокою і залишався на такому ж рівні після дії гіпоксії.

Висновки. Підтримання відносно стабільного рівня нітритів і нітратів у міокарді старих дослідних щурів відбувається, на відміну від дорослих, виключно за рахунок зростання активності індуцибельної NO-синтази. Причиною цього явища може бути інгібування ендотеліальної NO-синтази, яке викликане індуцибельною NO-синтазою за умов дії вираженої експресії шляхом надлишкового продукування оксиду азоту. Активація неокисного шляху L-аргініну може спричинити обмеження синтезу NO інгібуванням індуцибельної NO-синтази, а також шляхом конкуренції за спільний субстрат. Співвідношення шляхів метаболізму L-аргініну значною мірою залежать від гіпоксії та розвитку адаптації. Після впливу гіпоксії аргіназна активність знижується в дорослих тварин, а в старих – залишається на рівні контрольних. Що стосується плазми крові, то зростання рівня карбаміду в ній вказує на достатню адаптованість організму до дії гострої гіпоксії, чого не відбувається у старих щурів. Оскільки вміст L-аргініну в міокарді та плазмі крові контрольних і дослідних щурів обох вікових груп однаковий та не змінюється за впливу гіпоксії, можна говорити про достатню субстратну забезпеченість NO-синтазних реакцій.

Посилання

Kleinbongard, P., & Dejam, A., Lauer, T., Rassa, T. (2003). Plasma nitrite reflects constitutive nitric oxide synthase activity in mammals. Free Radical Biology and Medicine, 35, 790-796. DOI: 10.1016 / s0891-5849 (03) 00406-4.

Ozdemir, B., & Yazici, A. (2020). Could the decrease in the endothelial nitric oxide (NO) production and NO bioavailability be the crucial cause of COVID-19 related deaths? Medical Hypotheses, 144, 109970.

DOI: 10.1016 / j.mehy.2020.109970.

Lee, A., & Butt, W. (2020). Nitric oxide: a new role in resuscitation. Crit. Care Resusc., 22, 72-79.

Tewari, D., & Sah, A.N., Bawari, S. (2021). Role of nitric oxide in neurodegeneration: Function, regulation, and inhibition. Current Neuropharmacology, 19 (2), 114-126. DOI: 10.2174/1570159X18666200429001549.

Torregrossa, A.C., & Aranke, M., & Bryan, N.S. (2011). Nitric oxide and geriatrics: Implications in diagnostics and treatment of the elderly. J. Geriatr. Cardiol., 8, 230-242.

Kiselyk, I.O., Lutsyk, M.D., & Shevchenko, L.Yu. (2001). Osoblyvosti vyznachennia nitrativ ta nitrytiv v peryferychnii krovi u khvorykh na virusni hepatyty ta pry syndromi zhovtianytsi inshoi etiolohii [Features of determination of nitrates and nitrites in peripheral blood in patients with viral hepatitis and jaundice syndrome of other etiology]. Laboratorna diahnostyka – Laboratory Diagnosis, 3, 43-45 [Ukrainian]

Orlova, E.A. (2002). Analiz nitritov i nitratov v tkani pri eksperimentalnoy ostroy pochechnoy nedostatochnosti [Analysis of nitrites and nitrates in tissue in experimental acute renal failure]. Ukr. zhurnal ekstremalnoy meditsiny – Ukrainian Journal of Extreme Medicine, 3, 1, 79-82 [in Russian].

Sumbaev, V.V., & Yasinskaya, I.M. (2000). Vliyanie DDT na aktivnost sintazy oksida azota v pecheni, legkih i golovnom mozge [Effect of DDT on the activity of nitric oxide synthase in the liver, lungs and brain]. Sovremennye problemy – Modern Problems, 3, 3-7 [in Russian].

Chou, T.C., Yen, M.N., Li, C.Y., & Ding, Y.A. (1998). Alteration of NOS expression with aging and hypertension in rats. Hyperten., 31, 2, 643-648.

Gross, D. & Tolba, R. (2015). Ethics in animal-based research. Eur. Surg. Res., 55 (1-2), 43-57.

Okeh, U. (2009). Statistical problems in medical research. East. Afr. J. Public. Health, 6 (1), 1-7.