Вплив модуляторів NMDA-рецепторів на біохімічні змінив сітківці при ішемічному та травматичному ураженні зорового аналізатора
DOI:
https://doi.org/10.11603/mcch.2410-681X.2018.v0.i1.8883Ключові слова:
зоровий аналізатор, NMDA-рецептори, амантадин, мемантин, ішемія, контузія.Анотація
Вступ. Глутаматна ексайтотоксичність і гіперактивація NMDA-рецепторів відіграють провідну роль в ураженні зорового аналізатора ішемічного та травматичного генезу. Залишається невивченим вплив модуляторів різних сайтів NMDA-рецепторів на метаболічні процеси в сітківці ока за цих патологічних станів.
Мета дослідження – встановити вплив модуляторів NMDA-рецепторів амантадину сульфату та мемантину на біохімічні зміни (оксидативний стрес, енергодефіцит, стан системи оксиду азоту, вміст глутамату) в сітківці за ішемічного ураження зорового аналізатора в щурів і травматичного ураження зорового аналізатора у кролів.
Методи дослідження. Досліди проведено на 56 білих щурах-самцях та 24 кролях. Ішемічне ураження зорового аналізатора в щурів моделювали шляхом створення однобічної ішемії-реперфузії в басейні а. ophthalmica. Травматичне ураження зорового аналізатора у кролів викликали дією потоку вуглекислого газу під тиском на рогівку ока. Модулятори NMDA-рецепторів вводили впродовж 7 діб до та через 30 хв після моделювання патології. Застосовували блокатор поліамінового сайта амантадин (5 мг/кг внутріш-
ньовенно) та блокатор фенциклідинового сайта мемантин (20 мг/кг внутрішньошлунково). Визначали вміст аденозинтрифосфорної кислоти, маркери оксидативно-нітрозативного стресу, рівень глутамату в сітківці ока, рівень нейронспецифічної енолази в сироватці крові.
Результати й обговорення. Застосування інгібіторів NMDA-рецепторів викликало деескалацію рівня нейрон специфічної енолази в крові, зменшувало енергодефіцит, оксидативно-нітрозативний стрес, рівень глутамату в сітківці за ішемії-реперфузії ока в щурів та контузії ока у кролів. Інгібітор поліамінового сайта амантадин перевершував (в 1,2–1,5 раза, р<0,05) інгібітор фенциклідинового сайта мемантин за здатністю коригувати рівень аденозинтрифосфорної кислоти, малонового діальдегіду, окисномоди-
фікованих протеїнів, відновлювати активність глутатіонпероксидази в сітківці за ішемічного та травматичного ураження зорового аналізатора.
Висновки. Модулятори поліамінового та фенциклідинового сайтів NMDA-рецепторів проявляли нейроретинопротекторний ефект як за ішемічного, так і за травматичного ураження зорового аналізатора у тварин. Вивчення впливу амантадину на репаративні процеси в сітківці ока є перспективним напрямком подальших досліджень.
Посилання
Ullian, E.M., Barkis, W.B., Chen, S., Diamond, J.S., & Barres, B.A. (2004). Invulnerability of retinal ganglion cells to NMDA excitotoxicity. Mol. Cell Neurosci, 26 (4), 544-557.
Calzada, J.I., Jones, B.E., Netland, P.A., & Johnson, D.A. (2002). Glutamate-induced excitotoxicity in retina: neuroprotection with receptor antagonist, dextromethorphan, but not with calcium channel blockers. Neurochem. Res., 27, 1-2, 79-88.
Ito, Y., Nakamura, S., Tanaka, H., Tsuruma, K., Shimazawa, M., Araie, M., & Hara H. (2010). Lomerizine, a Ca2+ channel blocker, protects against neuronal degeneration within the visual center of the brain after retinal damage in mice. CNS Neurosci. Ther., 6 (2),103-114. http://doi.org/10.1111/j.1755-5949.2009.00081.x
Kim, J.H., Lee, N.Y., Jung, S.W., & Park C.K. (2007). Expression of N-methyl-d-aspartate receptor 1 in rats with chronic ocular hypertension. Neuroscience,149 (4), 908-916.
Miao, Y., Dong, L.D., Chen, J., Hu, X.C., Yang, X.L., & Wang Z. (2012). Involvement of calpain/p35-p25/Cdk5/ NMDAR signaling pathway in glutamate-induced neurotoxicity in cultured rat retinal neurons. PLoS One, 7 (8), 42318. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0042318
WoldeMussie, E., Yoles, E., Schwartz, M., Ruiz, G., & Wheeler, L.A. (2002). Neuroprotective effect of memantine in different retinal injury models in rats. J. Glaucoma, 11 (6), 474-480.
Abdel-Hamid, A.A., Firgany, Ael-D., & Ali, E.M. (2016). Effect of memantine: A NMDA receptor blocker, on ethambutol-induced retinal injury. Ann Anat., 204, 86-92. http://doi.org/10.1016/j.aanat.2015.11.006.
Chereshniuk, I.L., Komnatska, K.M., Povkh, V.L., & Khodakivskyi, O.A. (2016). Patent for Utility Model No 109789 UA. Kyiv, Ukraine: Ukrainian Intellectual Property Institute [in Ukrainian].
Vladimirov, Yu.V., & Archakov, A.I. (1972). Pereisnoe okislenie lipidov v biologicheskikh membranakh [Peroxide oxidation of lipids in biological membranes]. Мoscow: Nauka [in Russian].
Zaichko, N.V. (2003). Okysliuvalna modyfikatsiia bilkiv syrovatky krovi yak marker aktyvnosti revmatoidnoho artrytu ta yii zminy pid vplyvom farmakoterapii amizonom, indometatsynom, nimesulidom [Oxidative modification of blood serum proteins as a marker of activity of rheumatoid
arthritis and its changes under the influence of pharmacotherapy with amison, indomethacin, nimesulide]. Visnyk Vinnytskoho derzhavnoho medychnoho universytetu – Bulletin of Vinnytsia State Medical University, 7 (2/2), 664-666 [in Ukrainian].
Kochetov, G.A. (1980) Prakticheskoe rukovodstvo po enzimologii [Practical guide to enzymology]. Moscow: Vysshaya shkola [in Russian].
Vlasova, S.N., Shabunina, E.I., & Perslegina, I.A. (1990). Aktivnost glutation-zavisimykh fermentov eritrotsitov pri khronicheskikh zabolevaniyakh pecheni u detey [The activity of glutathione-dependent enzymes of erythrocytes in chronic liver diseases in children]. Laboratornoe delo – Laboratory Work, 8, 19-22 [in Russian].
Korenman, I.M. (1975). Metody opredeleniya organicheskikh soyedineniy [Methods for the determination of organic compounds]. Moscow: Khimiya [in Russian].
Prokhorova, M.I. (1982). Sovremennye metody biokhimicheskikh issledovaniy [Modern methods of biochemical research]. Leningrad: Izdatelstvo Leningradskogo universiteta [in Russian].
Popova, L.D. (2006). Vplyv kinurenovoi kysloty na vmist zbudzhuvalnykh i halmivnykh mediatoriv u shchuriv iz riznym rivnem sudomnoi hotovnosti [Effect of kynurenic acid on the content of excitatory and inhibitory mediators in rats with different levels of seizure readiness]. Ukrainskyi biokhimichnyi zhurnal – Ukrainian Biochemical Journal, 78 (5), 120-126 [in Ukrainian].
Haque, A., Ray, S.K., Cox, A., & Banik, N.L. (2016). Neuron specific enolase: a promising therapeutic target in acute spinal cord injury. Metabolic brain disease, 31 (3), 487-495. http://doi.org/10.1007/s11011-016-9801-6.
Fujieda, H., Sato, T., & Wake, K. (1994). Expression of neuron-specific enolase in the developing rat retina as revealed by immunocytochemistry. Brain Res. Dev. Brain Res., 82, 1-2, 69-80.
