Гендерні особливості впливу гіпергомоцистеїнемії на метаболізм сірковмісних амінокислот та гідроген сульфіду в печінці
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2017.v0.i1.7352Ключові слова:
гіпергомоцистеїнемія, гідроген сульфід, метаболізм, міокард.Анотація
Вступ. Порушення обміну сірковмісних амінокислот є визнаними метаболічними факторами ризику кардіоваскулярної патології. Однак залишається нез’ясованим питання стосовно їх причетності до формування стать-специфічної патології серцево-судинної системи.
Мета дослідження – вивчити вплив тривалої тіолактонової гіпергомоцистеїнемії на вміст сірковмісних метаболітів у крові та активність ензимів обміну гомоцистеїну, цистеїну і гідроген сульфіду в печінці щурів обох статей.
Методи дослідження. Досліди проведено на 40 білих лабораторних щурах обох статей масою 220–280 г. Модель тривалої гіпергомоцистеїнемії створювали шляхом введення тіолактону D, L-гомоцистеїну інтрагастрально в дозі 100 мг/кг маси на 1 % розчині крохмалю 1 раз на добу протягом 28 діб. У роботі визначали вміст гомоцистеїну, цистеїну та гідроген сульфіду в сироватці крові, а також активність ензимів цистатіонін-γ-ліази, цистатіонін-β-синтази, цистеїнамінотрансферази, метіонінаденозилтрансферази, цистеїндіоксигенази та γ-глутамілцистеїнлігази в печінці.
Результати й обговорення. Гіпергомоцистеїнемія ініціювала стать-специфічні зміни вмісту сірковмісних метаболітів у сироватці крові щурів: зростання вмісту гомоцистеїну й цистеїну та зниження рівня гідроген сульфіду становили, відповідно, 111; 59,2 та 59,4 % в самців, 82,4; 38,0 і 47,5 % у самок (р<0,05) порівняно з контролем.
За умов гіпергомоцистеїнемії в самців відмічали більш виразне зниження в печінці активності ензимів реметилування і транссульфування гомоцистеїну (на 20,5–24,8 % у самців, на 13,4–15,4 % у самок, р<0,05), ензимів деградації цистеїну в окисному та кон’югаційному шляхах (на 21,1–22,0 % у самців, на 13,4–15,3 % у самок, р<0,05) та H2S-продукуючих ензимів (на 20,6–25,9 % у самців, на 13,5–17,5 % у самок, р<0,05) порівняно з контролем.
Висновки. Показано, що тривале введення тіолактону гомоцистеїну супроводжується зростанням вмісту гомоцистеїну, цистеїну та зменшенням рівня гідроген сульфіду в крові особин обох статей, однак більш істотні зміни відмічають у самців. Поряд із цим реєструють стать-специфічні зміни метаболізму сірковмісних сполук у печінці: в самців відзначають достовірно більше зниження активності ензимів реметилування і транссульфування гомоцистеїну, ензимів деградації цистеїну та синтезу гідроген сульфіду в печінці порівняно із самками щурів.
Посилання
1. Moat, S.J. (2008). Plasma total homocysteine: instigator or indicator of cardiovascular disease? Ann. Clin. Biochem., 45, 345-348.
Wang, R. (2010). Hydrogen sulfide: the third gasotransmitter in biology and medicine. Antioxid. Redox. Signal., 12 (9), 1061-1064.
Barna, O.M. (2007). Henderna kardiolohiia. Proektsiia na arytmii u zhinok [Gender cardiology. Projection on arrhythmias in women]. Meditsinskie aspekty zdorovia Zhenshchiny – Medical Aspects of Women's Health, 4 (7), 14-18 [in Ukrainian].
Regitz-Zagrosek, V., Oertelt-Prigione, S., & Seeland U. (2010). Sex and gender differences in myocardial hypertrophy and heart failure. Circ. J. 74 (7), 1265-1273.
Stangl, G.I., Weisse, K., & Dinger, C. (2007). Homocysteine thiolactone-induced hyperhomocysteinemia does not alter concentrations of cholesterol and SREBP-2 target gene mRNAS in rats. Exp. Biol. Med. (Maywood) 232 (1), 81-87.
Melnyk, A.V. & Pentiuk, O.O. (2009). Aktyvnist enzymiv syntezu hidrohen sulfidu v nyrkakh shchuriv [Аctivity of hydrogen sulfide production enzymes in kidneys of rats]. Ukr. biokhim. zhurnal – Ukrainian Biochemical Journal, 81 (4), 12-22. [in Ukrainian].
Goldstein, J.L., Campbell, B.K., Gartler, S.M. (1972). Cystathionine synthase activity in human lymphocytes: induction by phytohemagglutinin. J. Clin. Invest, 51 (4), 1034-1037.
Chiang, P.K., & Cantoni G.L. (1977). Activation of methionine for transmethylation. Purification of the S-adenosylmethionine synthetase of bakers' yeast and its separation into two forms. J. Biol. Chem., 252 (13), 4506-4513.
Stipanuk, M.H., De la Rosa J., & Hirschberger, L.L. (1990). Catabolism of cyst(e)ine by rat renal cortical tubules. J. Nutr., 120 (5), 450-458.
Orlowski, M., & Mrister A. (1971). Partial reaction by г-glutamylcysteine synthetase and evidence for an activated glutamate intermediate. J. Biol. Chem. 246 (23), 7095-7105.
Gaitonde, M.K. (1967). A spectrophotometric method for direct determination of cysteine in the presence of other naturally occuring amino acid. Biochem. J., 104 (2), 627-633.
Zaichko, N.V., Pentiuk, N.O., Pentiuk, L.O., Melnyk, A.V., & Andrushko, I.I. (2009). Vyznachennia vmistu hidrohen sulfidu v syrovattsi krovi [Determination of hydrogen sulfide in blood serum]. Visnyk naukovykh doslidzhen – Bulletin of Scientific Research, 1 (59), 29-32 [in Ukrainian].
Kopeck, J. Krijt, J., & Rakov K. (2011). Restoring assembly and activity of cystathionine в-synthase mutants by ligands and chemical chaperones. J. Inherit. Metab. Dis. 34 (1), 39-48.
Avila, M.A., Corrales, F.J., & Ruiz F. (1998). Specific interaction of methionine adenosyltransferase with free radicals. Biofactors, 8 (1-2), 27-32.
Driggers, C.M., Kean, K.M., & Hirschberger L.L. (2016). Structure-Based Insights into the Role of the Cys-Tyr Crosslink and Inhibitor Recognition by Mammalian Cysteine Dioxygenase. J. Mol. Biol., 428 (20), 3999-4012.
Fukagawa, N.K., Martin, J.M., & Wurthmann A. Sex-related differences in methionine metabolism and plasma homocysteine concentrations. Am. J. Clin. Nutr., 72 (1), 22-29.
