ВМІСТ ОКСИДУ АЗОТУ В ГЕПАТОЦИТАХ ЩУРІВ ЗА УМОВ АЛІМЕНТАРНОЇ ДЕПРИВАЦІЇ ПРОТЕЇНУ ТА ТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2017.02.159Keywords:
оксид азоту, NO-cинтаза, аліментарна депривація протеїну, ацетамінофен, токсичне ураження, печінкаAbstract
У роботі представлені дослідження вмісту оксиду азоту в субклітинних фракціях печінки та сироватці крові щурів за умов аліментарної депривації протеїну і гострого токсичного ураження ацетамінофеном. З метою моделювання низькопротеїнової дієти тварини протягом 28 днів отримували ізоенергетичний раціон, що містив 4,7 % протеїну, 10 % жирів та 85,3 % вуглеводів, розрахований згідно з рекомендаціями American Institute of Nutrition. Моделювання гострого токсичного ураження проводили шляхом введення per os дослідним тваринам ацетамінофену з розрахунку 1250 мг/кг маси тварини. Мітохондріальну та цитозольну фракцію клітин печінки щурів отримували методом препаративного диференційного центрифугування. Вміст оксиду азоту визначали за уніфікованим методом шляхом визначення вмісту NO2-, який є стабільним метаболітом оксиду азоту. Оскільки NO інактивується в оксидазній реакції з перетворенням в нітрит або нітрат, який швидко метаболізується, то вміст оксиду азоту оцінювали за зміною NO2-. Встановлено, що в мітохондріальній та цитозольній фракціях клітин печінки щурів відбувається підвищення вмісту оксиду азоту порівняно з контролем з максимальними значеннями в групі тварин, яким на тлі аліментарної депривації протеїну вводили токсичні дози ацетамінофену (на 60 % та 42 % відповідно). Водночас у сироватці крові дослідних груп щурів також спостерігається підвищення вмісту NO порівняно зі значеннями контрольної групи тварин. Слід відмітити, що аліментарна деривація протеїну та введення токсичних доз ацетамінофену проявляють однаковий характер щодо змін концентрації оксиду азоту. Таким чином реалізація біологічних ефектів оксиду азоту, в значній мірі, визначається його біодоступністю, тобто рівновагою між його генеруванням, з одного боку, та утилізацією в тканинах або перехопленням супероксидними аніон-радикалами й взаємодією з іншими клітинними компонентами, з іншого. Зростання вмісту NO може викликати порушення в редокс-залежних механізмах, які є проміжним етапом у виникненні та розвитку патологічних станів.
References
Akopova O.V., Sagach V.F. Іnduction of the mitochondrial pore opening as affected by Сa2+ in the rat myocardium // Ukrains'kyi biokhimichnyi zhurnal. – 2004. – Vol. 76(1). – P. 48-55. (In Russian).
Voloshchuk O.N., Kopyl'chuk G.P., Buchkovskaia I.M. Activity of the marker liver enzymes under the conditions of toxic hepatitis and alimentary deprivation of protein // Eksp Klin Gastroenterol. – 2014. – Vol. 8. – P. 96-100. (In Russian).
Dmitrenko N.P., Holian A. Role of interaction of metabolism pathways of formaldehyde and nitric oxide in the mechanism of their toxic effect. 3. Main metabolism sites of formaldehyde and nitric oxide mediating their effect // Ukrains'kyi biokhimichnyi zhurnal. – 2007. – Vol. 79(5). – P. 72-90. (In Russian).
Doklinichni doslidzhennia likarskykh zasobiv (metodychni rekomendatsii) / Edited by O. V. Stefanova. – Kyiv: Avitsena, 2001. – 528 p. (In Ukrainian).
Kopylchuk H.P., Nykolaichuk I.M., Ostrovska Y.K. Osoblyvosti desulfuraznoho shliakhu metabolizmu sulfurovmisnykh aminokyslot v hepatotsytakh shchuriv v umovakh proteinovoi nedostatnosti ta toksychnoho urazhennia // Ukr. Biochem. J. – 2016. –Vol. 88(4). – P. 68. (In Ukrainian).
Bian K., Ghassemi F., Sotolongo A., Siu A., Shauger L., Kots A., Murad F. NOS-2 signaling and cancer therapy // IUBMB Life. – 2012. – 64(8). – P. 676–683. doi: 10.1002/iub.1057
Brown G.C. Nitric oxide and neuronal death // Nitric Oxide. – 2010. – 23(3). – P.153-165. doi: 10.1016/j.niox.2010.06.001
Chen J.Y., Ye Z.X., Wang X.F., Chang J., Yang M.W., Zhong H.H., Hong F.F., Yang S.L. Nitric oxide bioavailability dysfunction involves in atherosclerosis // Biomed Pharmacother. – 2017. – 97. – P.423–428. doi: 10.1016/j.biopha.2017.10.122
Curran R.D., Ferrari F.K., Kispert P.H., Stadler J., Stuehr D.J., Simmons R.L., Billiar T.R. Nitric oxide and nitric oxide-generating compounds inhibit hepatocyte protein synthesis // FASEB J. – 2001. – 5(7). – P. 2085–2092.
Dai Z., Wu Z., Yang Y., Wang J., Satterfield M.C., Meininger C.J., Bazer F.W., Wu G. Nitric oxide and energy metabolism in mammals // BioFactors. – 2013. – 39(4). – P. 383–391. doi: 10.1002/biof.1099
Erkens R., Suvorava T., Kramer C.M., Diederich L.D., Kelm M., Cortese-Krott M.M. Modulation of local and systemic heterocellular communication by mechanical forces: A role of endothelial nitric oxide synthase // Antioxid Redox Signal. – 2017. – 26(16). –P. 917–935. doi: 10.1089/ars.2016.6904
Feng C., Chen L., Li W., Elmore B.O., Fan W., Sun X. Dissecting regulation mechanism of the FMN to heme interdomain electron transfer in nitric oxide synthases // J Inorg Biochem. – 2014. – Vol. 130. – P.130–140. doi: 10.1016/j.jinorgbio.2013.09.005
Förstermann U., Sessa W.C. Nitric oxide synthases: regulation and function // Eur Heart J. – 2012. – 33(7). – P. 829–837. doi: 10.1093/eurheartj/ehr304
Gisone P., Dubner D., Del Pérez Rosario M., Michelin S., Puntarulo S. The Role of Nitric Oxide in the Radiation-induced Effects in the Developing Brain // In vivo. – 2004. – 18(3). – P. 281–292.
Hwang S.M., Lopez C.A., Heck D.E., Gardner C.R., Laskin D.L., Laskin J.D., Denhardt D.T. Osteopontin inhibits induction of nitric oxide synthase gene expression by inflammatory mediators in mouse kidney epithelial // J Biol. Chem. – 1994. – 269(1). –P. 711–715.
Kopylchuk H. P., Nykolaichuk I. M., Zhuretska O. M. Rat liver arginase system under acetaminopheninduced toxic injury and protein deprivation // Ukr Biochem J. – 2017. – 89(2). – P. 92–98. doi: 10.15407/ubj89.02.092
Li H., Jamal J., Plaza C., Pineda S.H., Chreifi G., Jing Q., Cinelli M.A., Silverman R.B., Poulos T.L. Structures of human constitutive nitric oxide synthases // Acta Crystallographica Section D: Biological Crystallography. – 2014. – 70 (Pt 10). – P. 2667– 2674. doi: 10.1107/S1399004714017064
Lomba A., Martínez J.A., García-Díaz D.F., Paternain L., Marti A., Campión J., Milagro F.I. Weight gain induced by an isocaloric pair-fed high fat diet: A nutriepigenetic study on FASN and NDUFB6 gene promoters // Mol Genet Metab. – 2010. – 101(2–3). – P. 273–278. doi: 10.1016/j.ymgme.2010.07.017
Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J Biol Chem. – 1951. – 193(1). – P. 265–275.
Napoli C., Paolisso G., Casamassimi A., Al-Omran M., Barbieri M., Sommese L., Infante T., Ignarro L. Effects of nitric oxide on cell proliferation: novel insights // J Am Coll Cardiol. – 2013. – 62(2). – P. 89–95. doi: 10.1016/j.jacc.2013.03.070
Pokotylo O.S., Nedoshytko J.Y. Lipid profile of liver of white rats of both sexes during intoxication by xenobiotics and its сorrection // Biolohiia tvaryn. – 2010. – 12(2). – P. 248–252.
Radi R. Peroxynitrite, a stealthy biological oxidant // J Biol Chem. – 2013. – 288(37). – P. 26464–26472. doi:10.1074/jbc.R113.472936.
Reeves P.G., Nielsen F.H., Fahey G.C. Jr. AIN-93 Purified Diets for Laboratory Rodents: Final Report of the American Institute of Nutrition Ad Hoc Writing Committee on the Reformulation of the AIN-76A Rodent // J Nutr. – 1993. – 123(11). – P. 1939 – 1951.
Sabatini D.D. Preparation of rough microsomes from rat liver // Cold Spring Harb Protoc. – 2014. – 2014(8). – P. 845–851. doi: 10.1101/pdb.prot079970
Van Faassen E.E., Bahrami S., Feelisch M., Hogg N., Kelm M., Kim-Shapiro D.B., Kozlov A.V., Li H., Lundberg J.O., Mason R., Nohl H., Rassaf T., Samouilov A., Slama-Schwok A., Shiva S., Vanin A.F., Weitzberg E., Zweier J., Gladwin M.T. Nitrite as regulator of hypoxic signaling in mammalian physiology // Med. Res. Rev. – 2009. – 29(5). –P. 683–741. doi: 10.1002/med.20151
Voloshchuk O.N., Kopylchuk G.P. The Peculiarities of the Structural and Functional State of the Cytochrome Component of the Liver Mitochondrial Respiratory Chain under Conditions of Acetaminophen-Induced Hepatitis on the Background of Alimentary Protein Deprivation // Biophysics. –2015. – 60(3). – Р. 420–424. doi:10.1134/S0006350915030215
