Ukr.Biochem.J. 2016; Том 88, № 5, вересень-жовтень, c. 38-47

doi: https://doi.org/10.15407/ubj88.05.038

Преднізолон і вітамін D(3) модулюють окисний метаболізм і шляхи клітинної загибелі мононуклеарів крові та кісткового мозку

01.12.2016   Без категорії   No comments

I. О. Шиманський, O. О. Лісаковська, A. О. Мазанова,
Д. О. Лабудзинський, A. В. Хоменко, M. М. Великий

Інститут біохімії ім. O.В. Палладіна, НАН України, Київ;
e-mail: ishymansk@inbox.ru

Проведено оцінку інтенсивності генерування активних форм кисню (ROS)/оксиду азоту (NO) і шляхів апоптичної/некротичної загибелі мононуклеарів периферичної крові та кісткового мозку за дії преднізолону і встановлено ефективність вітаміну D3 у запобіганні розвитку глюкокортикоїд (GC)-індукованих порушень. Показано, що введення преднізолону (5 мг на 1 кг маси тіла щурів-самиць лінії Wistar протягом 30 днів) зумовлювало надмірне продукування ROS та NO в мононуклеарах крові (моноцити і лімфоцити), що корелювало з підвищеними рівнями апоптичної і некротичної загибелі клітин. На противагу цьому, преднізолон не впливав на генерування ROS/NO в мононуклеарах кісткового мозку, що приводило до зниження рівня загибелі клітин у порівнянні з контролем. Виявлені зміни прооксидантних процесів супроводжувалися розвитком дефіциту вітаміну D3 у тварин, який оцінювали за зниженням концентрації сироваткового 25OHD3. Введення щурам вітаміну D3  (100 МО в день протягом 30 днів одночасно із введенням преднізолону) повністю відновлювало вміст 25OHD3 до рівня контрольних значень та істотно знижувало продукування ROS і NO в клітинах крові, що приводило до зниження їх апоптозу. У клітинах кісткового мозку введення вітаміну D3 спричинювало посилене утворення ROS/NO та нітрування протеїнів, що може відігравати роль у запобіганні індукованої преднізолоном інтенсифікації резорбції кісткової тканини. Таким чином, вітамін D3 ефективно протидіє пошкодженню клітин, асоційованому із тривалим введенням преднізолону, забезпечуючи регуляторний вплив на формування ROS/NO та шляхи клітинної загибелі.

Ключові слова: , , , , , , ,

Посилання:

  1. Hartmann K, Koenen M, Schauer S, Wittig-Blaich S, Ahmad M, Baschant U, Tuckermann JP. Molecular Actions of Glucocorticoids in Cartilage and Bone During Health, Disease, and Steroid Therapy. Physiol Rev. 2016 Apr;96(2):409-47. Review. PubMed, CrossRef
  2. Buehring B, Viswanathan R, Binkley N, Busse W. Glucocorticoid-induced osteoporosis: an update on effects and management. J Allergy Clin Immunol. 2013 Nov;132(5):1019-30. Review. PubMed, CrossRef
  3. Lin H, Gao X, Chen G, Sun J, Chu J, Jing K, Li P, Zeng R, Wei B. Indole-3-carbinol as inhibitors of glucocorticoid-induced apoptosis in osteoblastic cells through blocking ROS-mediated Nrf2 pathway. Biochem Biophys Res Commun. 2015 May 1;460(2):422-7. PubMed, CrossRef
  4. Shymanskyy IO, Khomenko AV, Lisakovska OO, Labudzynskyi DO, Apukhovska LI, Veliky MM. The ROS-generating and antioxidant systems in the liver of rats treated with prednisolone and vitamin D3. Ukr Biochem J. 2014 Sep-Oct;86(5):111-25. (In Ukrainian). PubMed, CrossRef
  5. Saccone D, Asani F, Bornman L. Regulation of the vitamin D receptor gene by environment, genetics and epigenetics. Gene. 2015 May 1;561(2):171-80. Review. PubMed, CrossRef
  6. Basit S. Vitamin D in health and disease: a literature review. Br J Biomed Sci. 2013;70(4):161-72. PubMed, CrossRef
  7. Jain SK, Micinski D. Vitamin D upregulates glutamate cysteine ligase and glutathione reductase, and GSH formation, and decreases ROS and MCP-1 and IL-8 secretion in high-glucose exposed U937 monocytes. Biochem Biophys Res Commun. 2013 Jul 19;437(1):7-11. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  8. Cheng Q, Barboule N, Frit P, Gomez D, Bombarde O, Couderc B, Ren GS, Salles B, Calsou P. Ku counteracts mobilization of PARP1 and MRN in chromatin damaged with DNA double-strand breaks. Nucleic Acids Res. 2011 Dec;39(22):9605-19. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Khomenko AV. Cholecalciferol hydroxylation in rat hepatocytes under the influence of prednisolone. Ukr Biokhim Zhurn. 2013 May-Jun;85(3):90-5. (In Ukrainian). PubMed, CrossRef
  10. Keeney JT, Förster S, Sultana R, Brewer LD, Latimer CS, Cai J, Klein JB, Porter NM, Butterfield DA. Dietary vitamin D deficiency in rats from middle to old age leads to elevated tyrosine nitration and proteomics changes in levels of key proteins in brain: implications for low vitamin D-dependent age-related cognitive decline. Free Radic Biol Med. 2013 Dec;65:324-34. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  11. Forman HJ, Augusto O, Brigelius-Flohe R, Dennery PA, Kalyanaraman B, Ischiropoulos H, Mann GE, Radi R, Roberts LJ 2nd, Vina J, Davies KJ. Even free radicals should follow some rules: a guide to free radical research terminology and methodology. Free Radic Biol Med. 2015 Jan;78:233-5. PubMed, CrossRef
  12. Shymanskyy IO, Lisakovska OO, Mazanova AO, Riasniy VM, Veliky MM. Effects of vitamin D3 and vitamin E on prednisolone-induced alterations of phagocyte function. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2016 Apr;20(7):1379-83. PubMed
  13. Shi J, Wang L, Zhang H, Jie Q, Li X, Shi Q, Huang Q, Gao B, Han Y, Guo K, Liu J, Yang L, Luo Z. Glucocorticoids: Dose-related effects on osteoclast formation and function via reactive oxygen species and autophagy. Bone. 2015 Oct;79:222-32.  PubMed, CrossRef
  14. Omori Y, Mano T, Ohtani T, Sakata Y, Takeda Y, Tamaki S, Tsukamoto Y, Miwa T, Yamamoto K, Komuro I. Glucocorticoids Induce Cardiac Fibrosis via Mineralocorticoid Receptor in Oxidative Stress: Contribution of Elongation Factor Eleven-Nineteen Lysine-Rich Leukemia (ELL). Yonago Acta Med. 2014 Sep;57(3):109-16. PubMed, PubMedCentral
  15. Olteanu D, Filip A, Mureşan A, Nagy A, Tabaran F, Moldovan R, Decea N, Catoi C, Clichici S. The effects of chitosan and low dose dexamethasone on extrahepatic cholestasis after bile duct ligation in Wistar rats. Acta Physiol Hung. 2012 Mar;99(1):61-73. PubMed, CrossRef
  16. Stahn C, Buttgereit F. Genomic and nongenomic effects of glucocorticoids. Nat Clin Pract Rheumatol. 2008 Oct;4(10):525-33. Review. PubMed, CrossRef
  17. Rizvi A, Farhan M, Naseem I, Hadi SM. Calcitriol-copper interaction leads to non enzymatic, reactive oxygen species mediated DNA breakage and modulation of cellular redox scavengers in hepatocellular carcinoma. Apoptosis. 2016 Sep;21(9):997-1007. PubMed, CrossRef
  18. Benvenuti S, Brandi ML. Corticosteroid-induced osteoporosis: pathogenesis and prevention. Clin Exp Rheumatol. 2000 Jul-Aug;18(4 Suppl 20):S64-6. Review. PubMed
  19. Kim HJ. New understanding of glucocorticoid action in bone cells. BMB Rep. 2010 Aug;43(8):524-9. PubMed, CrossRef
  20. Pennisi P, D’Alcamo MA, Leonetti C, Clementi A, Cutuli VM, Riccobene S, Parisi N, Fiore CE. Supplementation of L-arginine prevents glucocorticoid-induced reduction of bone growth and bone turnover abnormalities in a growing rat model. J Bone Miner Metab. 2005;23(2):134-9. PubMed, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.