ВПЛИВ ХРОНІЧНОЇ ГІПЕРГОМОЦИСТЕЇНЕМІЇ НА МЕТАБОЛІЗМ СІРКОВМІСНИХ АМІНОКИСЛОТ У НИРКАХ ЩУРІВ ПРИ ГІПЕР- ТА ГІПОТИРЕОЗІ

  • V. M. Nechiporuk ДВНЗ Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова
  • M. M. Korda ДВНЗ “Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського”
  • N. V. Zaichko ДВНЗ Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова
  • A. V. Melnik ДВНЗ Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова
  • R. S. Ostrenyuk ДВНЗ Вінницький національний медичний університет ім. М.І. Пирогова
Ключові слова: тереоїдні гормони, сірковмісні амінокислоти, процес реметилування, процес десульфурування, гомоцистеїн, цистеїн

Анотація

Гіпергомоцистеїнемія (ГГЦ) є незалежним фактором ризику передчасного атеросклеротичного захворювання судин і тромбозу вен. Відомо, що гіпотиреоз пов’язаний із легкою формою ГГЦ, підвищеним ризиком серцево-судинних захворювань, ішемічної хвороби серця. Висока концентрація загального гомоцистеїну (ГЦ) в плазмі крові є незалежним фактором ризику атеросклерозу. Встановлено, що хворі на гіпотиреоз мають помірно підвищені рівні ГЦ, які нормалізуються при замісній гормонотерапії.

Мета дослідження – встановити вплив експериментального гіпер- та гіпотиреозу при ГГЦ на процеси реметилування та десульфурування сірковмісних амінокислот у нирках, вміст ГЦ, цистеїну, H2S в сироватці крові тварин.

Матеріали і методи. Дослідження виконано на білих щурах-самцях, яким моделювали ГГЦ, гіпер- та гіпотиреоз, ГГЦ із різною функцією щитоподібної залози. В нирках визначали активність S-аденозилметіонінсинтетази (S-AMC, S-аденозилгомоцистеїнгідролази (S-АГГ), бетаїнгомоцистеїнметилтрансферази (БГМТ), цистатіонін-β-синтази ЦБС), цистатіонін-γ-ліази (ЦТЛ) і цистеїнамінотрансферази (ЦАТ), γ-глутамілцистеїнлігази (γ-ГЦЛ) цистеїндиоксигенази (ЦДО), сульфіт оксидази, тіосульфат-дитіосульфідтрансферази. У сироватці крові визначали загальний вміст ГЦ, цистеїну, H2S.

Результати досліджень та їх обговорення. Експерементальна ГГЦ спричиняє порушення функціонування в нирках ферментів циклу реметилування ГЦ унаслідок зниження активності S-АМС та БГМТ та катаболізму цистеїну – ЦДО, що призводить до зростання вмісту ГЦ та цистеїну і зниження рівня H2S у сироватці крові через зменшення активності ЦБС та ЦГЛ порівняно з контрольною групою тварин. Стан гіпертиреозу, індукований введенням L-тироксину щурам, спричиняє зростання в нирках активності ферментів, що відповідають за утилізацію ГЦ (S-АМС, S-АГГ, БГМТ) та цистеїну (ЦДО, ГГЦЛ, ЦБС, ЦГЛ, ЦАТ)  порівняно з контрольною групою тварин. Це призводить до зменшення рівня ГЦ в крові, порівняно з контрольною групою, а також до зростання продукції H2S порівняно з групою тварин із ГГЦ. Гіпотиреоз у щурів викликає пригнічення процесів реметилування та десульфурування. При цьому рівні ГЦ та цистеїну достовірно зростають у сироватці крові порівняно з конт­рольною групою. Активність ферментів циклу реметилування зменшилась (S-АМС, S-АГГ, БГМТ). Активність ГГЦЛ, що відповідає за утилізацію цистеїну, достовірно зросла, при цьому активність ЦДО, ТСТ, СО достовірно знизилась порівняно з контрольною групою тварин. Введення L-тироксину щурам із ГГЦ призводило до незначного збільшення активності ферментів циклу реметилування (S-АГГ БГМТ), катаболізму та цистеїну (ЦДО) порівняно з групою тварин із ГГЦ. Водночас, введення мерказолілу щурам із ГГЦ спричиняло протилежні зміни в активності вищеназваних ферментів, а саме, в циклах реметилування (S-АМС, S-АГГ) та десульфурування (ЦБС та ЦГЛ) активність ферментів знизилась порівняно з контрольною групою тварин.

Висновки. Вищенаведені механізми, очевидно, є однією з причин порушення судинного тонусу та схильності до посиленого тромбоутворення, які бувають у пацієнтів із синдромом гіпотиреозу і можуть бути зумовлені порушеннями метаболізму сірковмісних амінокислот, що призводять до ГГЦ та зниження рівня H2S у крові.

Посилання

Zaichko, N.V., Pentiuk, N.O., Melnyk, A.V., & Shtatko, O.I. (2009). Vyznachennia vmistu hidrohen sulfidu v syrovattsi krovi [Determination of hydrogen sulfide in blood serum] Visnyk naukovykh doslidzhen – Bulletin of Scientific Research, 1, 29-32. [in Ukrainian].

Stefanova, O.V. (Ed.) (2001). Doklinichni doslidzhennia likarskykh zasobiv [Pre-clinical research of drugs]. Kyiv: Avitsena, p. 528 [in Ukrainian].

Nechyporuk, V.M., & Korda, M.M. (2017). Metabolizm tsysteinu pry eksperymentalnomu hiper- ta hipotyreozi v shchuriv [Metabolism of cysteine in experimental hyper- and hypothyroidism in rats]. Medychna ta klinichna khimiia – Medical and Clinical Chemistry, 19 (4), 32-40 [in Ukrainian].

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. J. Biol. Chem, 252 (13), 4506-4513.

Cohen, H.J., & Fridovich, I. (1971). Hepatic sulfite oxidase. Purification and properties. J. Biol. Chem, 246 (2), 359-366.

Turbat-Herrera, E.A., Kilpatrick, M.J., & Chen, J. (2018). Cystathione beta-Synthase Is Increased in Thyroid Malignancies. Anticancer Research, 38 (11), 6085-6090.

Dombkowski, R.A., Russell, M.J., & Olson, К.R. (2004). Hydrogen sulfide as an endogenous regulator of vascular smooth muscle tone in trout. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol, 286 (4), 678-685.

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.

Stangl, G.I. (2007). Homocysteine thiolactone-induced hyperhomocysteinemia does not alter concentrations of cholesterol and SREBP-2 target gene mRNAS in rats. Exp. Biol. Med., 232 (1), 81-87.

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. J. Nutr. Sci. Vitaminol, 52 (5), 302-306.

Orlowski, M., & Mrister, A. (1971). Partial reaction by γ-glutamylcysteine synthetase and evidence for an activated glutamate intermediate. J. Biol. Chem., 246 (23), 7095-7105.

Papenbrock, J., & Schmidt, A. (2000). Characterization of a sulfurtransferase from Arabidopsis thaliana. Eur. J. Biochem, 267 (1), 145-154.

Опубліковано
2019-04-17
Як цитувати
Nechiporuk, V. M., Korda, M. M., Zaichko, N. V., Melnik, A. V., & Ostrenyuk, R. S. (2019). ВПЛИВ ХРОНІЧНОЇ ГІПЕРГОМОЦИСТЕЇНЕМІЇ НА МЕТАБОЛІЗМ СІРКОВМІСНИХ АМІНОКИСЛОТ У НИРКАХ ЩУРІВ ПРИ ГІПЕР- ТА ГІПОТИРЕОЗІ. Вісник наукових досліджень, (1), 97-102. https://doi.org/10.11603/2415-8798.2019.1.10029
Номер
Розділ
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ