Tag Archives: оксид азоту
Біосинтез оксиду азоту з L-аргініну. Особливості утворення та функціональна роль NO в мітохондріях
Г. В. Данилович, Т. В. Богач, Ю. В. Данилович
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
В огляді проаналізовано сучасні дані щодо біохімічних закономірностей біосинтезу оксиду азоту із L-аргініну в клітинах ссавців за нормоксичних умов. Розглянуто структуру та особливості регуляції ізоформ NO-синтази. Акценти зроблено на новітніх уявленнях про компартменталізацію в клітинах окремих ізоформ цього ензиму та можливості спрямованого транспорту оксиду азоту в судинній стінці. Центральне місце в огляді приділено питанням ендогенного утворення NO в мітохондріях та його вірогідному фізіологічному значенню. Подано і власні результати по ідентифікації оксиду азоту в мітохондріях гладенького м’яза матки, біохімічні характеристики цього процесу, обговорено можливу роль NO в регуляції транспорту Са2+ в мітохондріях.
Антистресові ефекти N-стеароїлетаноламіну за хронічного соціального стресу в щурів
Т. М. Горідько1, Г. В. Косякова1, А. Г. Бердишев1, О. Ф. Мегедь1, Є. А. Гудзь1,
О. В. Онопченко1, В. С. Асмолкова1, В. М. Лозова2, Є. В. Тукаленко2, О. В. Бондаренко2,
І. І. Тубальцева2, О. А. Коваленко2, М. Ю. Макарчук2, Н. М. Гула1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2ННЦ «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
e-mail: TanGoRi@ukr.net
На моделі хронічного соціального стресу в щурів досліджено вплив N-стеароїлетаноламіну на низку біохімічних показників, що задіяні у формуванні стрес-реакції організму (кортикостерон, катехоламіни, ТБК-активні продукти, нітрит-аніон, серотонін, тестостерон). Також досліджено стан пам’яті, рівень дослідницької активності та больової чутливості у тварин. Показано, що за застосування N-стеароїлетаноламіну (14 днів, інтрагастрально, 50 мг/кг) після розвитку в щурів хронічного соціального стресу (який спричинювали щоденними протягом 14 днів агоністичними взаємодіями між тваринами) відбувалася нормалізація вмісту кортикостерону, тестостерону, адреналіну, норадреналіну, допаміну, ТБК-активних продуктів, нітрит-аніону та вірогідне зростання вмісту серотоніну. Ці зміни сприяли покращенню стану пам’яті та зростанню рівня дослідницької активності в щурів. При цьому, за дії N-стеароїлетаноламіну рівень больової чутливості в тварин не змінювався, а залишався на рівні значень у стресованих тварин.
Про-/антиоксидантні реакції та метаболізм оксиду азоту в умовах підгострої дії похідних бурштинової кислоти
І. А. Палагіна
ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В. Я. Данилевського НАМН України», Харків;
e-mail: lab-tox@ukr.net
Похідні бурштинової кислоти є активними сполуками, які реалізують свою біологічну дію шляхом впливу на про-/антиоксидантні процеси та енергетичний метаболізм. У роботі досліджено метаболізм оксиду азоту та реакції вільнорадикального пероксидного окислення протеїнів і ліпідів в організмі щурів за умов підгострої дії сполук з антидіабетичною активністю – похідного бурштинової кислоти та його метаболітів. Встановлено, що досліджені сполуки зумовлюють зміни інтенсивності протеїн- та ліпопероксидації в печінці та сироватці крові щурів, які взаємопов’язані зі змінами активності ключових антиоксидантних ензимів. Похідні бурштинової кислоти виявили інгібувальну дію на синтазу оксиду азоту, що позначалося на зниженні рівня нітрит- і нітрат-аніонів у печінці, плазмі крові та сечі, а також на змінах стану окислювальних процесів у печінці та сироватці крові. Зміни про-/антиоксидантних реакцій та гомеостазу оксиду азоту можуть бути критеріями оцінки біологічної дії сукцинатвмісних сполук.
Вплив тимічних мезенхімних стовбурових клітин на аргіназну активність та продукцію оксиду азоту в макрофагах мишей
Р. С. Довгий1,2, І. С. Нікольський3, Л. М. Сківка1
1Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
2ДУ «Інститут геронтології ім. Д. Ф. Чеботарьова НАМН України», Київ, Україна;
3ДУ «Інститут генетичної та регенеративної медицини НАМН України», Київ, Україна;
e-mail: romandovgiy@gmail.com
Мезенхімні стовбурові клітини (МСК) відомі своїми терапевтичними властивостями, які значною мірою зумовлені їх протизапальною дією. Нами досліджувалася здатність МСК молодих мишей, модулювати метаболічний профіль макрофагів, одержаних від старих тварин. Клітини кісткового мозку молодих та старих мишей співкультивували з МСК у присутності M-CSF. Продукцію оксиду азоту оцінювали реакцією Гріса, аргіназну активність вимірювали у клітинних лізатах. Встановлено, що аргіназна активність була вірогідно нижчою в макрофагах старих мишей порівняно з такими, одержаними від молодих тварин (P ˂ 0,05). Сингенне співкультивування з МСК значно стимулювало аргіназну активність макрофагів і молодих, і старих мишей (P ˂ 0,001), причому в останніх ефект був виразнішим. Вірогідних відмінностей в синтезі оксиду азоту між групами не встановлено. Таким чином, при співкультивуванні з МСК спостерігалася вираженіша протизапальна метаболічна активація макрофагів, одержаних від старих тварин.
Функціонування циклу оксиду азоту в слизовій оболонці шлунка щурів за надмірного комбінованого надходження нітрату та фториду натрію
О. Є. Акімов, В. О. Костенко
ВДНЗУ «Українська медична стоматологічна академія», Полтава, Україна;
e-mail: riseofrevan@mail.ru
У статті розглядається функціонування циклу оксиду азоту (•NO) в умовах хронічного надмірного комбінованого надходження фторидів та нітратів протягом 30 днів. Встановлено, що загальна NO-синтазна активність (NOS) у групі надмірного надходження фториду натрію збільшувалась, у той самий час нітрат-редуктазна активність статистично значуще не змінювалась, але загальна нітрит-редуктазна активність збільшувалась. Загальна аргіназна активність знижувалась. Надмірне надходження нітрату натрію знижувало загальну NO-синтазну активність, підвищуючи при цьому нітрат-редуктазну, нітрит-редуктазну та загальну аргіназну активність. Надмірне поєднане надходження нітрату та фториду натрію збільшувало загальну NO-синтазну активність на 18,9%, нітрат-редуктазну активність на 71,7%, нітрит-редуктазну на 161,5% та загальну аргіназну активність на 61,4%. Найбільшу кількість пероксинітриту було зафіксовано в групі надмірного надходження фториду натрію, найменшу – у разі надмірного надходження нітрату натрію. Поєднане надмірне надходження нітрату та фториду натрію показало проміжні результати. Дійшли висновку, що поєднане надмірне надходження нітрату та фториду натрію створює оптимальні умови для функціонування нітрат-нітрит редуктаз.
Вплив донора оксиду азоту SNAP на вивільнення ГАМК із нервових закінчень мозку щурів
А. С. Тарасенко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: tas@biochem.kiev.ua
У роботі ми досліджували вплив наномолярних концентрацій оксиду азоту на вивільнення ГАМК (гама-аміномасляної кислоти) з нервових закінчень мозку щурів. Для цього використовували радіоізотопний метод із [3H]ГАМК та спектрофлуориметричний метод із застосуванням Са2+-чутливого зонда Fluo-4 AM. Показано, що в присутності дитіотреїтолу (ДТТ) донор оксиду азоту SNAP у концентрації, що виділяє NO в наномолярному діапазоні, спричинює Са2+-незалежне вивільнення [3H]ГАМК із нервових закінчень. Застосування 4-амінопіридину (4-АП) та ніпекотинової кислоти (НК) як індукторів вивільнення ГАМК із везикулярного та цитоплазматичного пулів показало, що максимум SNAP/+ДТТ-індукованого вивільнення [3H]ГАМК припадає на 10-ту хв інкубації і збігається в часі з майже вдвічі збільшеним вивільненням [3H]ГАМК за дії НК. У ц[ей час 4-АП-індуковане вивільнення [3H]ГАМК істотно знижувалося. На 15-й хв інкубації синаптосом із SNAP+ДТТ спостерігалася протилежна картина: зменшення НК- і збільшення 4-АП-індукованого вивільнення [3H]ГАМК. Таким чином, у наномолярному діапазоні концентрацій оксид азоту у вигляді S-нітрозотіолів зумовлює Са2+-незалежне витікання ГАМК із синаптичних везикул у цитозоль із наступним його вивільненням із нервових терміналей. У подальшому відбувається зворотне захоплення нейромедіатора і його реакумуляція в синаптичних везикулах.
Преднізолон і вітамін D(3) модулюють окисний метаболізм і шляхи клітинної загибелі мононуклеарів крові та кісткового мозку
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.
Механізми VEGF-опосередкованого виживання та проліферації ендотеліальних клітин в умовах довготривалого культивування без заміни середовища
Т. В. Ніколаєнко, В. В. Нікуліна, Д. В. Шелест, Л. В. Гарманчук
ННЦ «Інститут біології», Київський
національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
e-mail: nikolaenkotetiana@yandex.ua
Механізми VEGF-опосередкованих ефектів на ендотеліальні клітини під час розвитку та прогресії раку досі залишаються повністю нез’ясованими. Досліджено біологічні ефекти VEGF, VEGF-збагаченого середовища культивування перитонеальних макрофагів мишей з карциномою легенів Льюїс на лінію ендотеліальних клітин МАЕС за довготривалого культивування без заміни середовища інкубації. Показано, що VEGF підвищував проліферацію клітин на 5-й день культивування в порівнянні з контролем та клітинами, що оброблялися анти-VEGF. Цей ефект був пов’язаний з підвищенням споживання глюкози і продукції NO на 2-й день та зниженням – на 5-й день культивування клітин. VEGF-опосередкована продукція NO залежала від Ca2+. Блокатор Са2+-каналів (LaCl3) виявив вираженіший інгібувальний ефект в порівнянні з хелатором Са2+ (ЕДТА). Показано, що перитонеальні макрофаги є одними з головних постачальників VEGF в умовах ангіогенезу пухлини, про що свідчать одержані дані на модельній системі ендотеліоцитів, синхронізованих у G0/G1 фазі.
Зміни в обміні оксиду азоту та заліза у щурів, спричинені азбестом
С. Г. Шандренко, Т. О. Кішко, І. М. Чумаченко, М. П. Дмитренко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України;
е-mail: dmytrenko@biochem.kiev.ua
Метою роботи було порівняти інтенсивність процесів синтезу NO в тканині легень і печінки щурів лінії Wistar на моделі інтратрахеального введення азбестових волокон та дослідити зміни в обміні заліза. Азбест марки А6-45, просіяний через сито розміром 0,1 мм, вводили в дозі 5 мг/кг в 0,2 мл фізіологічного розчину. Для оцінки інтенсивності синтезу NO використали метод ЕПР та пастку NO: комплекс діетилдітіокарбамат – залізо (ДТК-Fe2+). Біохімічні та ЕПР-показники визначали на 3, 6 та 10 добу після інстиляції азбесту. Результати дослідження свідчать про те, що введені інтратрахеально азбестові волокна спричиняють активацію синтезу NO в тканині легень. Підвищена NO-синтазна активність зберігається принаймні 10 діб на рівні 2 мкмоль/(год·г тканини). Утворення нітрозильного комплексу негемового заліза (DNIC) у печінці на рівні 2 мкмоль/г тканини у разі відсутності нітрозильного комплексу гемоглобіну в зразках крові свідчить про те, що процес активації синтезу NO відбувається не тільки в місцях локалізації азбестових волокон (в легенях), але і в інших органах.
Гіперпродукція NO призводить як до зменшення кількості заліза в залізотранспортувальному протеїні крові – трансферині, так і до накопичення у крові окисленого негемового заліза, що не включене до трансферину. Накопичення неекранованого протеїном заліза може бути одним із пускових механізмів оксидативного стресу.
Оксид азоту як регулятор внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу в міоцитах матки
Ю. В. Данилович
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Проаналізовано літературні дані щодо механізмів і регуляції пасивного та активного транспорту Са2+ в міометрії. Особливу увагу приділено cGMP-залежним та незалежним шляхам дії оксиду азоту (NO) або його похідних на внутрішньоклітинний Са2+-гомеостаз гладенького м’яза матки та її скоротливу активність. У порівняльному аспекті наведені відомості стосовно впливу NO на Са2+-транспортувальні системи інших типів гладеньких м’язів. На основі власних експериментальних результатів та даних літератури запропоновано схему дії NO в міометрії, згідно з якою NO або його похідні спричинюють Са2+-залежну поляризацію сарколеми. Як свідчать наші результати, в основі цього ефекту може лежати зростання проникності сарколеми для Са2+ за дії NO або його похідних та стимуляція, принаймні початкова, пасивного транспорту катіона у міоцити крізь дигідропіридинчутливі канали. Додатковими факторами, які сприяють поляризації мембрани, можуть бути посилення транспорту протонів із міоцитів та стимуляція Na+,K+-АТР-ази. Діючи на саркоплазматичний ретикулум, нітрозактивні сполуки посилюють енергозалежне включення кальцію в цей компартмент та пригнічують Са2+-індуковане вивільнення катіона. Останні ефекти здатні забезпечити компенсацію NO-індукованого надходження Са2+ в міоцити та пригнічувати електромеханічне спряження на етапі вивільнення Са2+ з ретикулума. Похідні NO також інгібують ключову ланку запуску контрактильного акту в гладенькому м’язі – формування комплексу Са2+-кальмодулін.