Ренин-ангиотензиновая система в регуляции апоптоза в почках: роль оксида азота

er // Best. Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. -2010. - Vol. 243, № 5. - P 829-841.

6. Suzuki, K. Evidence that insulin causes translocation of glucose transport activity to the plasma membrane from an intracellular storage site / K. Suzuki, T. Kono // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. - 1980. - Vol. 77. - P. 2542-2545.

7. Vriend, J.http: // www.ncbi.nlm.nih.gov / pubmed / 3371258 Melatonin increases serum insulin-like

growth factor-I in male Syrian hamsters / J. Vriend, M.S. Sheppard, R.M. http: // www.ncbi.nlm.nih. gov / pubmed / 3371258Bala // Endocrinology. -1988. - Vol. 122, № 6. - P. 2558-2561.

8. Wang, H. Ginseng extract inhibits lipolysis in rat adipocytes in vitro by activating phosphodiesterase 4 / H. Wang, L.A. Reaves, N.K. Edens // J. Nutr. -2006. - Vol. 136, № 2. - P337-342.

ИЗУЧЕНИЕ АНТИДИАБЕТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЕСТЕСТВЕННЫХ АДАПТОГЕНОВ РАЗЛИЧНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

К. С. ЭЛЬБЕКЬЯН, Э. Б. АРУШАНЯН,

А. Б. МУРАВЬЕВА

EXPERIMENTAL STUDYING OF ANTIDIABETIC PROPERTIES OF NATURAL ADAPTOGENS OF THE VARIOUS ORIGINS

ELBEKYAN K. S., ARUSHANYAN E. B., MURAVYEVA A. B.

Естественные адаптогены растительного происхождения тонизид и гормонального мелаксен оказывают положительное влияние на патологические изменения углеводного и липидного обменов у аллоксан-индуцированных животных.

Ключевые слова: аллоксановый сахарный диабет, тонизид, мелаксен

Natural adaptogens Tonizid and Melaxen have positive effect on the alloxan-induced pathological changes in the carbohydrate and lipid metabolism of the experimental animals.

Key words: alloxan diabetes mellitus, Tonizid, Melaxen

© Коллектив авторов, 2011

УДК: 616.45-0001.1/.3-02: 546.-21:591

РЕНИН-АНГИОТЕНЗИНОВАЯ СИСТЕМА В РЕГУЛЯЦИИ АПОПТОЗА В ПОЧКАХ: РОЛЬ ОКСИДА АЗОТА

Ю. А. Белоус1, Г. А. Дроздова1, И. А. Комаревцева2, В. Ф. Мустяца1, Е. А.Орлова 2, Е. В. Комаревцева2, О. И. Филиппова2

1 Российский университет дружбы народов, Москва

2 Луганский государственный медицинский университет, Украина

Белоус Юрий Александрович, кандидат медицинских наук, доцент кафедры психотерапии и наркологии факультета повышения квалификации медицинских работников Российского университета дружбы народов; тел.: (499) 4762502, 89166323361; e-mail: elenabel@front.ru.

Дроздова Галина Александровна, доктор медицинских наук, профессор кафедры патологической физиологии медицинского факультета Российского университета дружбы народов; тел.: (495) 4349524; e-mail: g-drozdova@yandex.ru.

Комаревцева Ирина Александровна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой медицинской химии Луганского государственного медицинского университета, Украина; тел.: 810380642553454; e-mail: olvimed@mail.ru.

Мустяца Владимир Федорович, доктор медицинских наук, профессор кафедры патологической физиологии медицинского факультета Российского университета дружбы народов; тел.: (495) 4349524.

Орлова Елена Анатольевна, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой фармацевтической химии Луганского государственного медицинского университета, Украина; тел.: 810380642553454.

Комаревцева Екатерина Витальевна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры хирургии и урологии Луганского государственного медицинского университета, Украина; тел.: 810380642553454.

Филиппова Ольга Ивановна, младший научный сотрудник Научно-исследовательского центра Луганского государственного медицинского университета, Украина; тел.: 810380642553454.

Участие в регуляции артериального давления - основная, но не единственная функция ангиотензин-превращающего фермента (АПФ). Он участвует в целом ряде процессов, протекающих в организме; его функция определяется локализацией, а также действием на регуляторные пептиды. АПФ является физиологическим регулятором ангиотензина II (AT II) и брадикинина.

Эксперименты на клетках почек показали [5], что АТ II является стимулятором образования свободных радикалов, в частности, супероксидных анионов, которые инактивируют оксид азота, промотируют образование пероксинитрита и снижают эффективность NO-опосредуемой сосудистой дилатации.

Исследование значения AT Il в механизмах окислительного стресса и эндотелиальной дисфункции логично привело к рассмотрению его роли в генезе апоптоза кардиальных, васкулярных клеток и эндотелиальных клеток проксимальных канальцев почек. Так, было показано, что АТ II в физиологической концентрации может вызвать апоптоз в клетках проксимального канальца почек in vitro. Другими авторами [6] установлено, что при почечной патологии увеличен синтез АТ II, который является индуктором апоптоза в клетках почек. Предлагаются гипотезы относительно использования блокаторов АПФ и антагонистов рецепторов в регуляции клеточной смерти. Принципиальным оказывается вывод, что повышенный уровень АТ II сопряжен с активностью некротического, трансформирующего

и ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА

ростовых факторов, интерлейкинов, а также апоптоз-ных белков, непосредственно связанных с ферментами, ответственными за фрагментацию ДНК [7].

Патогенетический, проапоптозный эффект ангиотензина II может быть ограничен ингибиторами АПФ. Таков в современном понимании сопряженный с ангиотензином II и АПФ патогенез «окислительного стресса» и эндотелиальной дисфункции, которые также запускают механизмы апоптоза.

Целью данного исследования явилось установление роли ингибирования ангиотензин-превращающего фермента в регуляции клеточной гибели почек.

Материал и методы. Эксперимент выполнен на белых крысах 16-18-недельного возраста. В качестве модели стимулированного апоптоза в клетках почек была выбрана экспериментальная острая почечная недостаточность (ОПН), которая формировалась путем двухстороннего пережатия почечной ножки в течение 30 минут. После ишемии-реперфузии животных забивали декапитацией в течение первых, вторых и третьих суток. Почки извлекали, гомогенизировали. Для изучения степени фрагмента ции ДНК был использован дифениламиновый тест [1].

Поскольку ишемия-реперфузия почек со прово-ждается развитием окислительного стресса (ОС), т.е накоплением свободных радикалов (О2- , NO- и др.) и угнетением антиоксидантных ферментов, в частности, супероксиддисмутазы (СОД), что показано в предыдущих исследованиях [3], было решено установить взаимосвязь между активностью АПФ и активностью NO-синтазы в рамках данной модели.

В целях изучения состояния системы оксида азота у крыс определяли содержание его метаболитов в ткани почек: нитрита (NO2-) и нитрата (NO3-) - с помощью реактива Грисса спектрофотометрическим методом [2].

Блокатор индуцибельной NO-синтазы - нитроа-миногуанидин («Sigma») - вводили предварительно, за 20 минут до формирования ОПН в дозе 10 мг/кг. Иньекции проводили внутрибрюшинно одноразово в течение 1-х, 2-х и 3-х суток. Блокирование АПФ на фоне ОПН осуществляли путем предварительного введения каптоприла в дозе 12,5 мг/кг. Препарат вводили внутрибрюшинно в течение 1-х, 2-х и 3-х суток, одноразово.

Параллельное блокирование АПФ и NO-синтазы проводили в такой последовательности: введение ни-тороаминогуанидина, через 20 минут - каптоприл, через 20 минут - формирова ние ОПН. Совместная блокада также проводи лась одноразово в течение 1-х, 2-х и 3-х суток.

Достоверность экспериментальных данных оценивали по t-критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение. Применение блокато-ра АПФ-каптоприла привело к значительному снижению деградации ядерной ДНК, при этом мини мальный показатель, приблизившийся к базальному уровню был отмечен на 3-и сутки развития ОПН (табл. 1). Известно, что ангиотензин II оказывает выраженное патологическое воздействие на те органы, в которых высока его активность. Установлено, что локальная почечная концентрация AT II в тысячи раз превышает содержание в плазме [4].

Механизмы патогенного действия АТ II обусловлены не только его мощной сосудосуживающей, но и прооксидантной активностью. Стимуляция ангиотензином продукции супероксид-аниона (О2-) клетками мезангия вызывает оксидативное поражение почечной ткани. На сегодня не вызывает сомнения тот факт, что ОС активирует апоптоз.

Таблица 1

Фрагментация ДНК ( %) в клетках почек крыс при экспериментальной ОПН на фоне предварительного введения блокаторов МО-синтазы и АПФ

Группы животных Фармакологическая блокада

Без блокаторов Блокатор ЫО-синтазы Блокатор АПФ Блокатор ЫО-синтазы + + блокатор АПФ

Контроль, n=10 7,7±1,6 — — —

1-е сутки, n=6 25,1±2,5* 26,3±2,3 12,9±1,3** 33,1±4,8**

2-е сутки, n=6 30,9±4,2* 28,4±2,1 17,4±1,7** 35,2+4,5**

3-е сутки, n=6 25,4±2,5* 26,6±2,2 7,4±1,5** 34,4±4,7**

* - р<0,05 относительно контроля;

** - р<0,05 относительно группы ОПН.

Многочисленные регуляторные влияния АТ II осуществляет посредством взаимодействия с мембраносвязанными рецепторами: АТ, и АТ2. Активация АТ2 предполагает их участие в стимуляции апоптоза при почечной патологии [6]. Исходя из вышесказанного, можно предположить, что блокада АПФ ингибирует апоптоз в клетках почек при экспериментальной ОПН вследствие снижения окислительного стресса. С другой стороны, АТ II оказывает прямое влияние на процессы синтеза и деградации N0. Направленность эффекта (усиление синтеза или инактивации N0) зависит от того, на какие рецепторы действует АТ II. Стимуляция АТ2 -рецепторов способствует усилению его синтеза [8].

При анализе показателей системы N0 (табл. 2) установлено, что под влиянием каптоприла процессы синтеза N0 были активированы по сравнению с контрольной группой, но несколько снижены в сравнении с группой «чистой» ОПН. Это проявляется в увеличении содержания стабильных метаболитов N0 в ткани почек.

Таблица 2

Содержание стабильных метаболитов (мкг / г) в клетках почек крыс при экспериментальной ОПН на фоне предварительного введения блокаторов iNOs -синтазы и АПФ.

Группы животных Фармакологическая блокада

Без блока- торов Блокатор NO-син- тазы Блокатор АПФ Блокатор NO-синтазы + + блокатор АПФ

Контроль, n=10 34±1,6 _ _ _

1 -е сутки, n=6 83,7±10* 32,6±2,8** 55,7±4,7** 59,1±4,3**

2-е сутки, n=6 90±1 1,3* 31,3±1,9** 76,9±6,8** 74,3±5,8**

3-е сутки, n=6 86,9±9,0* 39,7±2,1** 69,8±5,4** 65,7±4,5**

* - р<0,05 относительно контроля;

** - р<0,05 относительно группы ОПН.

Следовательно, мы подтвердили участие АТ II в регуляции системы N0 в почечной ткани при 0ПН и существенную роль тканевой ренин-ангиотензиновой системы (РАС) в регуляции апоптоза.

Известно, что АПФ инактивирует брадикинин до неактивных метаболитов. Последний является физиологическим антагонистом АТ II и одним из стимуляторов синтеза N0. Вклад брадикинина в эффект ингибиторов АПФ продолжает обсуждаться, однако из накопленных экспериментальных данных можно заключить, что антиапоптозные эффекты ингибиторов АПФ связаны не только с уменьшением синтеза АТ II, но и с повышением уровня брадакинина, влияющего на продукцию N0 [7,10].

Для подтверждения этой гипотезы была проведена серия опытов с интактными крысами, которым в течение одних, двух и трех суток внутрибрюшинно одноразово вводили каптоприл. Полученные данные показали: уровень стабильных метаболитов оксида азота был высоким в этих группах животных по сравнению с контрольными и приближался к показателям в экспериментальных группах «чистой» 0ПН. Таким образом, блокируя синтез АПФ, можно у здоровых крыс вызвать N0-зависимый эффект 0ПН, который, по-видимому, опосредуется накоплением брадикинина. При этом степень деградации ДНК имела тенденцию к увеличению от односуточных до трехсуточных животных с максимальной фрагментацией на третьи сутки. Количественно эти показатели соответствовали показателям животных с «чистой» 0ПН.

Взаимодействие оксида азота и РАС является наиболее сложным вопросом в функционировании N0. Представляется важным изучение этого вопроса в рамках регуляции программируемой клеточной гибели, т.к. обе эти системы вносят вклад в патогенез почечных заболеваний.

С целью изучения этого вопроса мы провели пред-варитель ное блокирование iNOs-синтазы и АПФ у крыс с экспериментальной 0ПН. Инъекции соответствующих препаратов вызывали у крыс высокую степень фрагментации (свыше 30 %) во всех экспериментальных группах, по сравнению с группами «чистой» 0ПН и угнетения NO-синтазы (табл. 1). Содержание нитритов и нитратов в клетках почек также было повышенным, по сравнению с группами блокады N0-синтазы, но не превышало их значений в группах «чистой» 0ПН (табл. 2). Полученные данные указывают, что предварительная блокада iNOs-синтазы практически нивелирует полученный эффект ингибирования АПФ только по фрагментации ДНК, не изменяя содержание нитрит- и нитрат-ионов.

Заключение. Таким образом, блокирование АПФ ингибирует программируемую клеточную гибель в клетках почек крыс в рамках данной модели стиму-

РЕНИН-АНГИОТЕНЗИНОВАЯ СИСТЕМА В РЕГУЛЯЦИИ АПОПТОЗА В ПОЧКАХ:

РОЛЬ ОКСИДА АЗОТА

Ю. А. БЕЛОУС, Г. А. ДРОЗДОВА,

И. А. КОМАРЕВЦЕВА, В. Ф. МУСТЯЦА,

Е. А. ОРЛОВА, Е. В. КОМАРЕВЦЕВА,

О. И. ФИЛИППОВА

Изучена роль ингибирования ангиотензин-превра-щающего фермента в регуляции клеточной гибели почек при экспериментальной модели стимулированного апоптоза - острой почечной недостаточности.

Установлен антиапоптозный эффект каптоприла и его влияние на усиление продукции оксида азота.

Ключевые слова: ангиотензин-превращающий фермент, каптоприл, апоптоз, оксид азота

лированного апоптоза вследствие подавления способности АТ II вызывать образование супероксидных радикалов. Это может иметь значение в рамках дополнительных к улучшению гемодинамики ткани путем блокады АПФ механизмов действия препарата. Важный вклад в антиапоптозный эффект каптоприла вносит его способность к усилению продукции NO, по-видимому, вследствие накопления брадикинина. Очевидно, две мощные регуляторные системы - NO и РАС способны модулировать эффекты друг друга.

Литература

1. Орлова, Е.А. Определение фрагментации ДНК в клетках почечной ткани / Е.А. Орлова, В.Н. Ко-маревцев // Ж. Актуальні проблеми акушерства і гінекології. Клі нічної імунології та медичної генетики. -2001. - Вип.6. - С. 206-207.

2. Орлова, Е.А. Анализ нитритов и нитратов в ткани почек при экспериментальной острой почечной недо статочности / Е.А. Орлова // Український журнал екстремальної медицини. - 2003. - Т. 3, № 1. - С. 72-74.

3. Орлова, Е.А. О роли оксидантного стресса в развитии апоптоза при экспериментальной острой почечной недостаточности / Е.А. Орлова, И.А. Ко-маревцева, Е.Г. Петров, Л.С. Деркач // Укр. мед. альманах. -2003. - Т.6, № 1. - С. 83-85.

4. Шестактова, М.В. Ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента и патология почек - непревзойденный нефропротективный эффект / М.В. Шестактова // Эндокринология. -2002. - Т.4, № 3. - С. 35-43.

5. Ajayi, A.L. Interaction of the renin-angiotensin system and alpha-1 adrenoreceptors on renal hemodynamics in health and acute renal failure rats: the role of nitric oxide / A.L. Ajayi, Н.С. Hercule, G. Pa-mugo, D. Dixon // Blood Press. - 2001. - Vol.10, № 4. - P. 238-246.

6. Bonnet, F. Apoptosis and angiotensin 11: yet another renal regulatory system / F. Bonnet, Z. Cao, M.E. Cooper // Exp. Nephrol. - 2001. - Vol. 9, № 5. - P. 295-300.

7. Gonike, P AT2-receptor stimu lation increases aortic cyclic GMP in SHRSP by a kin in-dependent mechanisms / P Gonike, C. Pees, T. Unger // Hypertension. - 1998. - Vol.31. - P 349-355.

8. Weidekmann, C. Effects of AT1, AT2 receptor blokade on angiotensin 11 induced apoptosis of human renal proximal tubular epithelial cells / C. Weidekmann, P Hauzer, C. Hansmann // J. Pharm. Pharmacol. -2002. -Vol.114, № 16. - P 725-729.

RENIN-ANGIOTENSIN SYSTEM IN REGULATION OF APOPTOSIS IN KIDNEYS:

A ROLE OF NITRIC OXIDE

BELOUS Y. A., DROZDOVA G. A.,

KOMAREVTSEVA I. A., MUSTYATSA V. F.,

ORLOVA E. A., KOMAREVTSEVA E. V.,

PHILIPPOVA O. I.

The role of inhibition of angiotensin-converting enzyme in kidneys cell death regulation within the model of stimulated apoptosis had been studied. The antiapoptotic effect of captoprile and its influence on nitric oxide production had been established.

Key words: angiotensin-converting enzyme, captoprile, apoptosis, nitric oxide