DOI: https://doi.org/10.14739/2310-1237.2019.3.188783

Особливості системи оксиду азоту в міокарді лівого шлуночка щурів з експериментальною переривчастою гіпоксією різної тривалості

Yu. M. Kolesnyk, M. I. Isachenko, O. V. Melnikova

Анотація


 

Мета роботи – встановити особливості стану системи NO в міокарді лівого шлуночка щурів при переривчастій гіпоксичній гіпобаричній гіпоксії тривалістю 15 і 60 днів.

Матеріали та методи. Дослідження здійснили на 30 щурах-самцях лінії Wistar, яких поділили на 3 експериментальні групи: 1 – контрольна, 2 – щури, які зазнавали впливу переривчастої гіпоксії протягом 15 днів, 3 група – щури з гіпоксією протягом 60 днів. Усім щурам вимірювали артеріальний тиск. Об’єкти дослідження – плазма крові, в якій імуноферментним методом визначали концентрацію нітротирозину, та міокард лівого шлуночка, в якому біохімічним методом Грісса досліджували концентрацію нітритів, імунофлуоресцентним методом визначали вміст імунореактивного матеріалу до ізоформ синтази оксиду азоту. Також у міокарді методом ПЛР-РЧ визначали експресію мРНК до ізоформ NOS.

Результати. Хоча показники АТ у щурів із гіпоксією перебувають у нормотензивних межах, у групах із гіпоксією спостерігали збільшення систолічного тиску порівняно з контролем, а при 60-денній гіпоксії – збільшення і діастолічного тиску. мРНК до всіх ізоформ у міокарді характеризувалась збільшенням в обох групах із гіпоксією. Показники вмісту імунореактивного матеріалу до ізоформ NOS змінювалися не так однозначно й мали залежність від терміну гіпоксії. Концентрація нітротирозину збільшилась в обох гіпоксичних групах, але при тривалій гіпоксії це відбулося на тлі зменшення рівня нітритів, що дає змогу припустити розвиток нітрозооксидативного стресу.

Висновки. 15-денна переривчаста гіпоксія призводить до зміни міокардіального ізоформного профілю NOS, збільшення показників експресії всіх трьох ізоформ, підвищення вмісту нітритів і нітротирозину. Переважною формою ферменту в міокарді стає іNOS на тлі збільшення її мРНК. При 60-денній гіпоксії профіль ферменту NOS характеризується збільшенням експресії конститутивних ізоформ і зниженням індуцибельної ізоформи на тлі істотного підвищення мРНК усіх трьох форм. Рівень кінцевих метаболітів NO характеризується зниженням нітритів, але збільшенням вмісту нітротирозину.


Ключові слова


синтаза оксиду азоту; ізоформи синтази оксиду азоту; лівий шлуночок серця; переривчаста гіпоксія; щури лінії Wistar

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


De Haas, S., Ghossein-Doha, C., Geerts, L., van Kuijk, S. M. J., van Drongelen, J., & Spaanderman, M. E. A. (2017). Cardiac remodeling in normotensive pregnancy and in pregnancy complicated by hypertension: Systematic review and meta-analysis. Ultrasound in Obstetrics and Gynecology, 50(6), 683-696. https://doi.org/10.1002/uog.17410

Yalçin, F., Kucukler, N., Cingolani, O., Mbiyangandu, B., Sorensen, L., Pinherio, A., . . . Abraham, T. P. (2019). Evolution of ventricular hypertrophy and myocardial mechanics in physiological and pathological hypertrophy. Journal of Applied Physiology, 126(2), 354-362. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00199.2016

Haque, Z. K., & Wang, D. (2017). How cardiomyocytes sense pathophysiological stresses for cardiac remodeling. Cellular and Molecular Life Sciences, 74(6), 983-1000. https://doi.org/10.1007/s00018-016-2373-0

Manukhina, E. B., Downey, H. F., & Mallet, R. T. (2006). Role of nitric oxide in cardiovascular adaptation to intermittent hypoxia. Experimental Biology and Medicine, 231(4), 343-365. https://doi.org/10.1177/153537020623100401

Treuer, A. V., & Gonzalez, D. R. (2015). Nitric oxide synthases, S-nitrosylation and cardiovascular health: From molecular mechanisms to therapeutic opportunities (review). Molecular Medicine Reports, 11(3), 1555-1565. https://doi.org/10.3892/mmr.2014.2968

Manukhina, E. B., Downey, H. F., Mallet, R. T., Malyshev, I. Yu., & Vanin, A. F. (2012). Depo oksida azota (NO) i ego adaptivnaya rol' v serdechno-sosudistoi sisteme. [Nitric oxide (NO) stores and their adaptive function in the cardiovascular system]. Patogenez, 10(2), 19-27. [in Russian].

Abe, H., Semba, H., & Takeda, N. (2017). The Roles of Hypoxia Signaling in the Pathogenesis of Cardiovascular Diseases. Journal of Atherosclerosis and Thrombosis, 24(9), 884-894. https://doi.org/10.5551/jat.RV17009

Kolesnyk, Y. M., Isachenko, M. I., Melnikova, O. V., & Hrekova, T. A. (2018). Characteristics of the nitric oxide system indicators in the left ventricle myocardium in SHR. Pathologia(3), 278-283. https://doi.org/10.14739/2310-1237.2018.3.151670

Kolesnyk, Y. M., Hancheva, O. V., Abramov, A. V., Ivanenko, T. V., Fedotova, M. I., & Danukalo, M. V. (2016). Sposib modeliuvannia fiziolohichnoho remodeliuvannia miokarda u dribnykh hryzuniv [Method for modeling physiological myocardial remodeling in small rodents]. Ukraine Patent UA 112290. Retrieved from https://base.uipv.org/searchINV/search.php?action=viewdetails&IdClaim=230277

Pro zakhyst tvaryn vid zhorstokoho povodzhennia. Zakon Ukrainy vid 21.02.2006 no 3447-IV [On the Protection of Animals from Brutal Treatment. Law of Ukraine on February 21, 2006 no 3447-IV] Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/main/3447-IV

Gorbunov, N. V. (1995). Opredelenie stabil'nykh metabolitov oksida azota po Grissu v biologicheskom material [Determination of stable nitric oxide metabolites by Griss in biological material]. Byulleten' ehksperimental'noi biologii i meditsiny, 120(7), 40-48. [in Russian].

Fedotova, M. I., Kovalov, M. M., Zhulinskyi, V. O., & Kadzharian, Ye. V. (2017). Osoblyvosti ekspresii izoform syntazy oksydu azotu u miokardi livoho shlunochka shchuriv pry arterialnii hipertenzii riznoho henezu [Peculiarities of expression of nitric oxide synthase isoforms in left ventricular myocardium of rats in arterial hypertension of various geneses]. Aktualni problemy suchasnoi medytsyny, 17(4.2), 91-95. [in Ukrainian].

Zaitsev, V. M., Liflyandskii, V. G., & Marinkin, V. I. (2006). Prikladnaya meditsinskaya statistika. [Applied Medical Statistics]. St. Petersburg: Foliant [in Russian].

Chis, I. C., Baltaru, D., Dumitrovici, A., Coseriu, A., Radu, B. C., Moldovan, R., & Muresan, A. (2018). Protective effects of quercetin from oxidative/nitrosative stress under intermittent hypobaric hypoxia exposure in the rat's heart. Physiology International, 105(3), 233-246. https://doi.org/10.1556/2060.105.2018.3.23

Na, H., Chung, H., Ha, K., Lee, H., Kwon, Y., Billiar, T. R., & Kim, Y. (2008). Chapter 17 detection and measurement for the modification and inactivation of caspase by nitrosative stress in vitro and in vivo. https://doi.org/10.1016/S0076-6879(08)01217-2

Rossier, B. C., Bochud, M., & Devuyst, O. (2017). The hypertension pandemic: An evolutionary perspective. Physiology, 32(2), 112-125. https://doi.org/10.1152/physiol.00026.2016

Meerson, F. Z., & Pshennikova, M. G. (1988). Adaptatsiya k stressovym situatsiyam i fizicheskim nagruzkam [Adaptation to stressful situations and physical activity]. Moscow: Izdatelstvo Meditsina. [in Russian].

Zhang, Y. H. (2017). Nitric oxide signalling and neuronal nitric oxide synthase in the heart under stress. F1000Research, 6 https://doi.org/10.12688/f1000research.10128.1

Carnicer, R., Suffredini, S., Liu, X., Reilly, S., Simon, J. N., Surdo, N. C., . . . Casadei, B. (2017). The subcellular localization of neuronal nitric oxide synthase determines the downstream effects of NO on myocardial function. Cardiovascular Research, 113(3), 321-331. https://doi.org/10.1093/cvr/cvx002

Lefer, D. J. (2006). Induction of HIF-1α and iNOS with siRNA: A novel mechanism for myocardial protection. Circulation Research, 98(1), 10-11. https://doi.org/10.1161/01.RES.0000200398.52220.cc

Ding, H., Zhu, H., Dong, J., Zhu, W., Yang, W., Yang, H. & Zhou, Z. (2005). Inducible nitric oxide synthase contributes to intermittent hypoxia against ischemia/reperfusion injury. Acta Pharmacologica Sinica, 26(3), 315-322. https://doi.org/10.1111/j.1745-7254.2005.00046.x

La Padula, P. H., Etchegoyen, M., Czerniczyniec, A., Piotrkowski, B., Arnaiz, S. L., Milei, J., & Costa, L. E. (2018). Cardioprotection after acute exposure to simulated high altitude in rats. role of nitric oxide. Nitric Oxide - Biology and Chemistry, 73, 52-59. https://doi.org/10.1016/j.niox.2017.12.007

Capettini, L. S. A., Cortes, S. F., & Lemos, V. S. (2010). Relative contribution of eNOS and nNOS to endothelium-dependent vasodilation in the mouse aorta. European Journal of Pharmacology, 643(2-3), 260-266. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2010.06.066

Forstermann, U., & Munzel, T. (2006). Endothelial nitric oxide synthase in vascular disease - From marvel to menace. Circulation, 113(13), 1708-1714. https://doi.org/10.1161/circulationaha.105.602532

Macdonald, W. A., & Hool, L. C. (2008). The effect of acute hypoxia on excitability in the heart and the L-type calcium channel as a therapeutic target. Current Drug Discovery Technologies, 5(4), 302-311. https://doi.org/10.2174/157016308786733546

Wyatt, A. W., Steinert, J. R., & Mann, G. E. (2004). Modulation of the L-arginine/nitric oxide signalling pathway in vascular endothelial cells https://doi.org/10.1042/bss0710143

Rus, A., del Moral, M., Molina, F., & Peinado, M. (2011). Does inducible NOS have a protective role against hypoxia / reoxygenation injury in rat heart? Cardiovascular Pathology, 20(1), e17-e25. https://doi.org/10.1016/j.carpath.2010.01.002




ПАТОЛОГІЯ   Лицензия Creative Commons
Запорізький державний медичний університет