NO- та NF-kB - залежні механізми ураження слинних залоз щурів за умов експериментального метаболічного синдрому

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню наукової задачі, яка полягає у визначенні ролі компонентів системи оксиду азоту (різних ізоформ NO-синтази (NOS), її субстрату, пероксинітриту) та транскрипційного ядерного фактора κB у патогенезі функціонально-метаболічних порушень піднижньощелепних слинних залоз (СЗ) щурів за умов відтворення експериментального метаболічного синдрому (МС). У роботі показано, що відтворення МС призводить у тканинах СЗ до реципрокних змін окисного (NO-синтазного, головним чином, за рахунок гіперактивації індуцибельної NOS (iNOS)) й неокисного (аргіназного) шляхів метаболізму L-аргініну та посилення загального фону продукції супероксидного аніон-радикала (.О 2 ) та його генерації мітохондріальним і НАДФН–залежними (мікросомальним і NOS) електронно-транспортними ланцюгами (ЕТЛ) з подальшою активацією процесів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) і зниженням антиоксидантного (АО) потенціалу. Виявлено, що функціональна активність нейрональної NOS (nNOS) за умов експериментального МС зменшує у тканинах піднижньощелепних СЗ продукцію. О 2 НАДФН- і НАДН-залежним ЕТЛ, обмежує активацію ПОЛ, але знижує активність каталази та істотно не позначається на стані АО потенціалу. Функціонування nNOS за умов відтворення МС сприяє збільшенню активності α-амілази у тканинах піднижньощелепних СЗ. Показано, що дисбаланс NOS та аргіназного шляхів метаболізму L-аргініну та активація вільнорадикальних реакцій у тканинах піднижньощелепних СЗ за умов експериментального МС є пероксинітрит- та NF-κB-залежними процесами. Введення білим щурам скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну та інгібіторів активації NF-κB JSH-23 (4-метил-N-(3-фенілпропіл)бензол-1,2-діаміну) та метформіну гідрохлориду під час відтворення МС знижує у тканинах СЗ активність NOS, продукцію. О 2 НАДФН-залежними і НАДН-залежним (мітохондріальним) ЕТЛ, обмежує активність ПОЛ і підвищує стан АО захисту. Призначення L-селенометіоніну та інгібітора ядерної транслокації NF-κB JSH-23 за умов експерименту покращує білоксинтезуючу функцію піднижньощелепних СЗ, що не є характерним при застосуванні метформіну гідрохлориду.

Диссертация посвящена решению научной задачи, которая заключается в определении роли компонентов системы оксида азота (разных изоформ NO-синтазы, ее субстрата, пероксинитрита) и транскрипционного ядерного фактора κB в патогенезе функционально-метаболических нарушений поднижнечелюстных слюнных желез (СЖ) крыс в условиях воспроизведения экспериментального метаболического синдрома (МС). Эксперименты выполнены на 85 белых крысах-самцах линии Вистар массой 180-230 г. Использованы экспериментальные и биохимические методы исследования слюнных желез. В работе показано, что воспроизведение МС приводит в тканях поднижнечелюстных СЖ к реципрокным изменениям окислительного (NO синтазного) и неокислительного (аргиназного) путей метаболизма L-аргинина (усиление суммарной активности NO-синтаз (NOS) и содержания продуктов окисления NO - нитрит-ионов, с одной стороны, и уменьшение активности орнитиндекарбоксилазы, с другой). Этот процесс сопровождается усилением общего фона продукции супероксидного анион-радикала (.О 2 ) и его генерации митохондриальной и НАДФН-зависимыми электронно-транспортными цепями (микросомальной и NOS), активацией процессов пероксидного окисления липидов (ПОЛ), снижением антиоксидантного (АО) потенциала, активности супероксиддисмутазы и каталазы, нарушениями белоксинтетической функции СЖ. Выявлено, что в условиях моделирования МС активность суммарной NOS в тканях СЖ повышается, главным образом, за счет индуцибельной NOS (iNOS). Угнетение iNOS сопровождается в поднижнечелюстных СЖ активацией конкурирующего аргиназного пути метаболизма L-аргинина, что выражается в увеличении активности орнитиндекарбоксилазы. Показано, что функциональная активность нейрональной NOS (nNOS) в условиях экспериментального МС уменьшает в тканях поднижнечелюстных СЖ продукцию .О 2 НАДФН- и НАДН-зависимыми электронно-транспортными цепями, ограничивает активацию ПОЛ, но снижает активность каталазы и существенно не влияет на АО потенциал. Функционирование nNOS в условиях воспроизведения МС способствует увеличению активности α-амилазы в тканях поднижнечелюстных СЖ. Функциональная активность iNOS в условиях эксперимента увеличивает в тканях поднижнечелюстных СЖ продукцию .О 2 НАДФН- и НАДН-зависимыми электронно-транспортными цепями, приводит к активации в них декомпенсированного ПОЛ, сопровождается истощением антиоксидантного потенциала, уменьшением активности СОД и каталазы, нарушением белоксинтетической функции этих желез. Выявлено, что введение крысам экзогенного L-аргинина при воспроизведении МС не сопровождается феноменом «аргининового парадокса» при оценке активности NOS в тканях поднижнечелюстных СЖ крыс, но оптимизирует функционирование неокислительного (аргиназного) пути метаболизма этой аминокислоты, снижает продукцию в тканях СЖ .О 2 НАДФН- зависимыми электронно-транспортными цепями. Показано, что дисбаланс NOS и аргиназного путей метаболизма L-аргинина и активация свободнорадикальных реакций в тканях поднижнечелюстных СЖ в условиях экспериментального МС является пероксинитрит- и NF-κB-зависимыми процессами. Введение белым крысам скэвенджера пероксинитрита L-селенометионина и ингибиторов активации NF-κB JSH-23 (4-метил-N- (3-фенилпропил) бензол-1,2-диамина) и метформина гидрохлорида при воспроизведении МС снижает в тканях СЖ активность NOS, продукцию .О 2 НАДФН-зависимыми и НАДН-зависимым (митохондриальным) электронно-транспортными цепями, ограничивает активность ПОЛ и повышает состояние АО защиты. Назначение L-селенометионина и ингибитора ядерной транслокации NF- κB JSH-23 в условиях эксперимента улучшает белоксинтезирующую функцию поднижнечелюстных СЖ, что не характерно при применении метформина гидрохлорида.

This dissertation is devoted to solving the problem which consists in the determining the role of NO-system components (different isoforms of NO-synthase, its substrate, peroxynitrite) and transcription nuclear factor κB in the pathogenesis of functional and metabolic disorders of submandibular salivary glands (SG) in rats under modeled metabolic syndrome (MS). This work has demonstrated the modeling of MS in SG tissues results in reciprocal changes in oxidative (mainly, NO-synthase way due to iNOS hyperactivation) and non-oxidative (arginase) metabolic pathways of L-arginine and enhancing the total production of anion-radical superoxide production, and its generation by mitochondrial and NADPH-dependent electron transport chains (microsomal and NOS) with following activation of processes of lipid peroxidation and reducing of antioxidant (AO) potential. It has been found out the functional activity of nNOS in modeled MS reduces the production by NADPH-dependent and NADH-dependent electron transport chains (ETC), limits lipid peroxidation, but does not suppress the catalase activity and does not affect sufficiently on AO potential SG tissues. Functioning of nNOS in modeled MS promotes the growth of α-amylase activity in the tissues of submandibular SG. This research has revealed the imbalance of NOS and arginase ways of L-arginine metabolism and activation of free-radical reactions in the tissues of submandibular SG in modeled MS is caused by peroxynitrite-dependent as well as NF-κB-dependent processes. The introduction of peroxynitrite scavenger L-selenomethionine and NF-κB activation inhibitors as JSH-23 and metformin hydrochloride under the experimental MS lowered NOS activity, L-selenomethionine introduction and an inhibitor of nuclear translocation NF-κB JSH-23 (4-methyl-N-(3-phenylpropyl)benzene-1,2-diamine) under experimental conditions improves protein- synthesizing function by submandibular SG that is far from being typical when metformin hydrochloride is administered.