Активність індуцибельної No-синтази та вміст цитруліну в сироватці крові як маркери імунозапальної активації та оксидативного стресу при хронічній серцевій недостатності

Автор(и)

  • Н. Г. Ліпкан Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя ДУ «Національний науковий центр «Інститут кардіології імені М. Д. Стражеска НАМН України»
  • О. Б. Кучменко Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя
  • Л. С. Мхітарян Ніжинський державний університет імені Миколи Гоголя

DOI:

https://doi.org/10.11603/bmbr.2706-6290.2021.4.12492

Ключові слова:

хронічна серцева недостатність, індуцибельна NO-синтаза, цитрулін

Анотація

Резюме. Оксид азоту (NO) є потужним ендотелійрозслаблювальним фактором, що викликає розслаблення гладких м’язів судин, пригнічує їх проліферацію, бере участь у регуляції системного та легеневого судинного опору, процесів агрегації тромбоцитів, зсідання крові тощо.

Мета дослідження – вивчити активність іNOS, показників імунозапальної реакції та інтенсивності оксидативного стресу при хронічній серцевій недостатності (ХСН).

Матеріали і методи. Дослідження виконано на базі відділення серцевої недостатності ДУ ННЦ «Інститут кардіології імені акад. М. Д. Стражеска НАМН України». Обстежено 120 пацієнтів із ХСН обох статей у віці (63±3,4) року, з них 76 з ішемічною хворобою серця (ІХС) та 44 – із гіпертонічною хворобою (ГХ). Критеріями залучення пацієнтів у дослідження були: 1) ХСН ІІ–IV функціональних класів за NYHA із СД ЛШ (фракція викиду (ФВ) ЛШ ≤45 %); 2) вік ≤75 років. Критеріями виключення в дослідження були: 1) вік >75 років; 2) ФВ ЛШ ≥45 % за даними ехокардіографічного дослідження; 3) ХСН як наслідок клапанних вад, запальних захворювань серця; 4) гіпертрофічна та рестриктивна кардіоміопатії; 5) гостра ішемічна хвороба серця; 6) перенесений інсульт або транзиторна ішемічна атака давністю <6 місяців; 7) онкологічні захворювання; 8) гострі інфекційні захворювання. Статистичну обробку результатів проводили за допомогою пакета прикладних програм Statistica for Windows. Достовірність відмінностей між кількісними ознаками із нормальним розподілом проводили за допомогою непарного t-критерію Стьюдента. При порівнянні двох незалежних груп використовувався критерій Манна – Уїтні (U) та критерій Вілкоксона (W) для двох залежних груп, якщо розподіл показника не відповідав нормальному. Різницю вважали статистично достовірною при р<0,05.

Результати. Обстежено 120 пацієнтів із ХСН обох статей у віці (63±3,4) року, з них 76 з ішемічною хворобою серця та 44 – із гіпертонічною хворобою. В результаті досліджень продемонстровано, що за ХСН спостерігається формування оксидативного стресу, на що вказує зростання вмісту продуктів окиснення ліпідів, білків у сироватці крові та в ліпопротеїнових фракціях. Інтенсифікація вільнорадикальних окиснювальних процесів відбувається на фоні значного пригнічення активності антиоксидантних систем захисту – каталази та супероксиддисмутази. Разом з цим спостерігається зниження рівня відновленого глутатіону й активності параоксонази-1. На наявність імунозапальної активації вказує зростання у 2 рази вмісту в сироватці крові церулоплазміну та прозапальних цитокінів IЛ-6 та ФНП-α. Результати НСТ-тесту з імунокомпетентними клітинами свідчать про збільшення фагоцитарної активності клітин в умовах системної запальної реакції. Підвищення активності ферменту мієлопероксидази в 2 рази у крові обстежуваних пацієнтів також слугує доказом активності нейтрофілів та моноцитів в умовах системної запальної реакції. Вказані зміни імунобіохімічних показників супроводжувались підвищенням загального вмісту цитруліну в сироватці крові в 2 та більше разів. Це може бути результатом надмірної активації індуцибельної ізоформи NO-синтази в умовах запальної реакції та під впливом підвищеного рівня прозапальних цитокінів. Активність ізоформи іNOS в цих умовах виявилася підвищеною в 3 рази.

Висновки. У взаємозв’язку між системною імунною активацією та інтенсивністю оксидативного стресу важливою зв’язувальною ланкою можна вважати активацію іNOS у клітинах крові та серцево-судинної системи. У зв’язку з цим активність іNOS та підвищення рівня цитруліну в циркулюючій крові можуть вважатися маркерами наявності імунної активації та оксидативного стресу, які зумовлюють прогресування основного серцево-судинного захворювання та ХСН.

Посилання

Moibenko OO, Sahach VF, Tkachenko MM, Korkushko OV, Bezrukov VV, Kulchytskyi OK, Stefanov OV, Soloviov AI, Mala LT, Frolkis VV. [Fundamental mechanisms of action of nitric oxide on the cardiovascular system as a basis for pathogenetic treatment of its diseases]. Fiziolohichnyi zhurnal. 2004;50(1): 11-30. Available from: https://fz.kiev.ua/index.php?abs=344

Gladwin MT, Raat NJH, Shiva S, Dezfulian C, Hogg N, Kim-Shapiro DB, et al. Nitrite as a vascular endocrine nitric oxide reservoir that contributes to hypoxic signaling, cytoprotection, and vasodilation. Am J Physiol Circ Physiol. 2006;291(5): H2026-35. Available at: https://www.physiology.org/doi/10.1152/ajpheart.00407.2006

Chatterjee A, Catravas JD. Endothelial nitric oxide (NO) and its pathophysiologic regulation. Vascul Pharmacol. 2008;49(4-6): 134-40. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1537189108000815

Bahri S, Zerrouk N, Aussel C, Moinard C, Crenn P, Curis E, et al. Citrulline: From metabolism to therapeutic use. Nutrition. 2013;29(3): 479-84. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0899900712002584

Moinard C, Cynober L. Citrulline: A new player in the control of nitrogen homeostasis. J Nutr. 2007;137(6): 1621S-5S. Available from: https://academic.oup.com/jn/article/137/6/1621S/4664929

Stuehr DJ. Enzymes of the L-Arginine to nitric oxide pathway. J Nutr. 2004;134(10): 2748S-51S. Available from: https://academic.oup.com/jn/article/134/10/2748S/4688471

McSorley SI. Nitric oxide pathway. В: Encyclopedia of immunology. PI. Devis. N.Y.Academic press; 2004.

Meirelles de LR, Resende A de C, Matsuura C, Salgado Â, Pereira NR, Cascarelli PG, et al. Platelet activation, oxidative stress and overexpression of inducible nitric oxide synthase in moderate heart failure. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2011;38(10): 705-10. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1440-1681.2011.05580.x

Rath M, Müller I, Kropf P, Closs EI, Munder M. Metabolism via arginase or nitric oxide synthase: Two competing arginine pathways in macrophages. Front Immunol. 2014;5. Available from: http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fimmu.2014.00532/abstract

Stalnaya ID. Method for determination of diene conjugation of unsaturated higher fatty acids. [Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирных кислот] Moscow: Meditsina; 1977. Russian.

Stalnaya ID. Garishvili TG. Method for the determination of malondialdehyde using thiobarbituric acid. [Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты] Orekhovich VN. ed. Moscow: Meditsina. Russian.

Dubinina EE, Burmistrov SO, Khodov DA, Porotov IG. [Oxidative modification of human serum proteins. A method of determining it]. Vopr med khim. 1995;41(1): 24-6. Available from: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7771084

A method for diagnosing progressive atherosclerosis: Pat. 30972 Ukraine: G01N33 / 48 / Evstratova IN, Mkhitaryan LS, Orlova NM, Kazimirko EI, Fedun NM, Drobotko TF. No. 30972A; stated 25.06.1998; publ. 15.12.2000, Bull No. 7.

Korolyuk MA, Ivanova LI, Majorova IG, Tokarev VE [Method for determining catalase activity]. Laboratornoe delo. 1988;(1): 16-9. Russian.

Misra HP, Fridovich I. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J Biol Chem. 1972;247(10): 3170-5. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0021925819452289

Manolescu BN, Berteanu M, Cintezã D. Effect of the nutritional supplement ALAnerv® on the serum PON1 activity in post-acute stroke patients. Pharmacol Reports. 2013;65(3): 743-50. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1734114013710545

Docenko OI. [Functioning of the erythrocyte glutathione system under conditions of oxidative stress]. Vestnik Donetsk natі univer. 2009;2: 254-9. Russian.

Kamyshnikov VS. Handbook of clinical and biochemical laboratory diagnostics in 2 vol. [Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. – в 2 т.] Minsk: Belarus; 2000. Russian.

Gorudko IV, Kostevich, VA, Sokolov AV, Buko IV, Konstantinova EE, Capaeva NL, Mironova EV et al. [Increased activity of myeloperoxidase - a risk factor for coronary heart disease in patients with diabetes mellitus]. Biomeditsinskaya himiya. 2012;58(4): 485-4. Available from: http://pbmc.ibmc.msk.ru/pdf/PBMC-2012-58-4-475. Russian.

A method of determining the functional state of the inducible NO-synthase system in patients with cardiovascular pathology: UA Pat. u201011861 Ukraine: IPC (2011.01) G01N 33/00. Mkhitaryan LS, Evstratova IN, Yakushko LV, Lipkan NG, Gavrylenko TI. No. 57878; stated 06.10.2010; publ. 10.03.2011, Bul. No. 5. Ukrainian.

Snell FD, Snell ST. Colorimetric method of analysis. New York: Van Nostard; 2013.

Chistyakov DA, Melnichenko AA, Orekhov AN. [Cardiovascular diseases associated with paraoxonase and atherosclerosis]. Biohimiya. 2017;132: 19-27. Russian.

Giannitsi S, Maria B, Bechlioulis A, Naka K. Endothelial dysfunction and heart failure: A review of the existing bibliography with emphasis on flow mediated dilation. JRSM Cardiovasc Dis. 2019;8: 204800401984304. Available from: http://journals.sagepub.com/doi/10.1177/2048004019843047

Aimo A, Castiglione V, Borrelli C, Saccaro LF, Franzini M, Masi S, et al. Oxidative stress and inflammation in the evolution of heart failure: From pathophysiology to therapeutic strategies. Eur J Prev Cardiol. 2020;27(5): 494-510. Available from: https://academic.oup.com/eurjpc/article/27/5/494-510/5924888

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-02-23

Як цитувати

Ліпкан, Н. Г., Кучменко, О. Б., & Мхітарян, Л. С. (2022). Активність індуцибельної No-синтази та вміст цитруліну в сироватці крові як маркери імунозапальної активації та оксидативного стресу при хронічній серцевій недостатності. Вісник медичних і біологічних досліджень, (4), 46–52. https://doi.org/10.11603/bmbr.2706-6290.2021.4.12492

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження