Метаболиты оксида азота при ультрафиолет-индуцированных повреждениях кожи морских свинок

Summary

DYNAMICS OF NEUROLOGICAL DEFICIT IN RATS EXPERIENCED MODELLED ISCHEMIC STROKE WITH ANTITHROMBOTIC AND ANTICOAGULANT PHARMACOLOGICAL CORRECTION Melnyk V.S., Savosko S.I.

Key words: ischemic stroke, nadroparin calcium, aspirin, neurological deficit, experiment.

This study was aimed to assess regression of functional disorders in rats experienced ischemic stroke against the background of aspirin and fraxiparin therapy to prevent secondary cerebral lesions, stroke recurrence. Nadroparin calcium in combination with aspirin provided a regression of neurological deficit on the 14th day since local ischemic stroke had been modelled, but at the same time among the experimental animals an increase in mortality in the acute period (1-5 days) against nadroparin calcium administered was observed.

УДК 616.5-001.2-092.9:577.121:546.172.6 Миронченко С. И., Звягинцева Т. В.

МЕТАБОЛИТЫ ОКСИДА АЗОТА ПРИ УЛЬТРАФИОЛЕТ-ИНДУЦИРОВАННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЯХ КОЖИ МОРСКИХ СВИНОК

Харьковский национальный медицинский университет, Харьков, Украина

Избыточное количество оксида азота (N0) приводит к нарушениям иммунологического характера, которые играют первостепенную роль в развитии не только ранних, но и отдаленных последствий УФ-излучения. Цель: изучение метаболитов N0 и активности индуцибельной N0-синтазы в крови морских свинках в эритемные сроки локального ультрафиолетового облучения (УФО) кожи. Материалы и методы. Исследования были выполнены на 18 морских свинках-альбиносах. Эритему вызывали облучением выбритого участка кожи УФ-лучами с помощью ртутно-кварцевого облучателя. Через 4 часа и на 3-и сутки в сыворотке крови определяли содержание общих метаболитов N0, нитрит-аниона, нитратов, активность индуцибельной N0-синтазы (iN0S). Гоуппой контроля служили интактные морские свинки. Результаты. При местном УФО кожи у морских свинок наблюдается выраженная эритема, сопровождающаяся повышением в крови концентрации всех метаболитов оксида азота (суммарных, нитрит-аниона, нитратов) и активности индуцибельной N0-синтазы. Резкое повышение активности iN0S, приводящее к накоплению метаболитов N0 в крови, свидетельствуют о серьезных иммунологических сдвигах, возникающих под влиянием локального УФО кожи. Выводы. 1. Локальное ультрафиолетовое облучение кожи морских свинок вызывает повышение в крови концентрации всех метаболитов оксида азота в течение 3 суток. 2. Параллельно накоплению метаболитов N0 в крови возрастает активность индуцибельной син-тазы (iN0S) в течение 3 суток.

Ключевые слова: метаболиты оксида азота, ультрафиолетовое облучение кожи

Связь публикации с плановыми научно-исследовательскими работами - работа выполнена соответственно планам научно-исследовательской работы Харьковского национального медицинского университета «Механизмы и фармакологическая коррекция ультрафиолет-индуцированных повреждений кожи» (№ державноТреестрацп 0113Ш02281).

Кроме положительных эффектов (обеспече- снижения антиоксидантного потенциала и др.

ние метаболизма веществ, способствующих об- [3,4]. Регуляторное и защитное действие N0

разованию витамина Д, улучшение самочувст- осуществляется за счет стабильных его концен-

вия, устранение депрессивных состояний), из- траций. Синтез малых, необходимых для нор-

быток солнечного облучения оказывает нега- мальной жизнедеятельности организма коли-

тивное влияние [1]. К быстрым проявлениям по- честв N0, происходит под влиянием конститу-

ражения кожи чрезмерным количеством ульт- тивной N0-синтазы (сN0S). Повреждающее

рафиолетовыми (УФ)-лучами относятся эрите- действие N0 осуществляется чрезмерными

ма, солнечные ожоги, телеангиоэктазии [1]. Од- концентрациями. Синтез высоких концентраций

ним из эффектов, инициируемых избыточным связан с активностью индуцибельной N0-

уровнем УФ излучения, является развитие про- синтазы (i-N0S), локализованной в лейкоцитах.

цессов, приводящих к оксидативному стрессу Индуцибельная N0-синтаза экспрессируется

[2]. Свободные радикалы, образующиеся после под воздействием бактериальных продуктов,

уФ облучения, запускают синтез оксида азота провоспалительных цитокинов и активных форм

(N0) - уникального медиатора межклеточного кислорода, обеспечивая синтез большого коли-

взаимодействия, имеющего разнонаправленное чества N0, способного оказывать токсическое,

действие [2,3]. Помимо регуляторного и защит- повреждающее действие на клетку [4,5]. Избы-

ного N0 оказывает и повреждающее действие, точное количество N0 приводит к нарушениям

реализуемое путем ингибирования активности иммунологического характера, которые, как из-

ферментов, нарушения структуры ДНК, индук- вестно, играют первостепенную роль в развитии

ции процессов перекисного окисления липидов, не только ранних, но и отдаленных последствий

УФ-излучения: фотостарение, канцерогенез и т.д. [1,6,7].

Цель

Изучение метаболитов N0 и активности ин-дуцибельной N0-синтазы в крови морских свинок в эритемные сроки локального ультрафиолетового облучения кожи.

Материалы и методы

Исследования были выполнены на 18 морских свинках-альбиносах. Эритему вызывали облучением выбритого участка кожи УФ-лучами с помощью ртутно-кварцевого облучателя (ОКН-11-М), помещенного на расстоянии 10 см от животного, в течение 2 минут. При этом участок кожи экранировался круглой пластинкой, имеющей пять отверстий диаметром 6 мм. Степень реакции оценивали через 1, 2, 4 часа и 3 суток после облучения в баллах для каждого пятна: 0 - отсутствие эритемы, 1 - четкое покраснение, 2 - интенсивная эритема. Суммировали интенсивность 5-и пятен. Уровень повреждающего действия оценивали по интенсивности и длительности эритемной реакции [8]. Через 4 часа и на 3-и сутки в сыворотке крови определяли содержание общих метаболитов N0, нитрит-аниона, нитратов спектрофотометрическим методом [9], активность индуцибельной N0-синтазы - методом оптического анализа [10]. Группой контроля служили интактные морские свинки (6). Эксперименты на животных проведены в соответствии с требованиями Европейской конвенции о защите позвоночных животных, использующихся в экспериментальных и других

научных целях, законом Украины «О защите животных от жестокого отношения».

Результаты исследований обрабатывали стандартными методами вариационной статистики [11].

Результаты исследования и их обсуждение

Динамика эритемной реакции представлена в табл. 1.

Таблица 1

Суммарная интенсивность в баллах эритемной реакции кожи морских свинок, подвергшихся локальному УФ-

облучению

Группа Время после облучения

животных 1 час 2 часа 4 часа 3 суток

УФО 3,5 4,8 9,2 7,7

У всех морских свинок после локального ультрафиолетового облучения (УФО) развивалась эритема. Через 1 час после облучения суммарная эритема составляла 3,5 балла, через 2 часа - 4,8 балла. Через 4 часа после облучения регистрировался максимум, когда суммарная интенсивность 5-и пятен возрастала до 9,2 балла. На 3-и сутки интенсивность суммарной эритемы была выраженной, составляя 7,7 баллов.

Исследования содержания метаболитов N0 в крови морских свинок показало, что через 4 часа после облучения содержание всех метаболитов значительно превышало показатели у ин-тактных морских свинок: суммарные метаболиты - в 1,6 раза (рис. 1,а), нитраты - в 1,5 раза (рис. 1,б), нитрит-анион - в 2,6 раза (рис. 1,в).

а)

Ммоль/л 6

4 ч

3 сут

в)

Рис. 1. Содержание суммарных метаболитов N0

На 3-и сутки уровень метаболитов N0 оставался по-прежнему высоким: суммарных метаболитов превышал норму в 2 раза (рис. 1,а), нитратов - в 1,9 раза (рис. 1,б), нитрит-аниона -в 2,6 раза (рис. 1,в).

#-опт. ед.

35 30 25 20 15 10 5 0

4 ч

Активность iN0S через 4 часа после облучения увеличивалась в 2,1 раза, на 3-и сутки - в 3,1 раза по сравнению с интактными животными (рис. 2).

3 сут

Рис. 2. Активность индуцибельной синтазы в крови морских свинок при УФО *-достоверно относительно интактных морских свинок

Следовательно, даже однократное ультрафиолетовое облучение кожи вызывает интенсификацию синтеза N0, что подтверждается увеличением всех его метаболитов в крови. Особое внимание обращают чрезмерно высокие концентрации наиболее токсичного метаболита - нитрит-аниона. Параллельно накоплению метаболитов N0 в крови возрастает активность индуцибельной синтазы. В норме iN0S, как известно, не синтезируется, но под влиянием супероксида и цитокинов происходит сверхэкспрессия iN0S и синтез N0 в количествах на несколько порядков выше, чем при работе сN0S [2,3]. Поэтому избыточный уровень нитрит-аниона и нитратов свидетельствует о высокой интенсивности синтеза N0 ферментом iN0S. Резкое повышение активности iN0S, приводящее к накоплению метаболитов N0 в крови, свидетельствуют о серьезных иммунологических сдвигах, возникающих под влиянием локального УФО кожи.

Таким образом, при местном ультрафиолетовом облучении кожи у морских свинок наблюдается выраженная эритема, сопровождающаяся иммунными нарушениями, что подтверждается повышением в крови концентрации всех метаболитов оксида азота (суммарных, нитрит-аниона, нитратов) и активности индуцибельной синтазы.

Это диктует необходимость лечебно-

профилактических мероприятий, уменьшающих не только выраженность эритемной реакции, но и предотвращающих иммунологические нарушения в организме, который подвергся УФО. Фармакологическая коррекция иммунных нарушений, возникших под влиянием УФО, составит цель наших дальнейших исследований.

Выводы

1. Локальное ультрафиолетовое облучение кожи морских свинок вызывает повышение в крови концентрации всех метаболитов оксида азота (суммарных, нитрит-аниона, нитратов) в течение 3 суток.

2. Параллельно накоплению метаболитов N0 в крови возрастает активность индуцибельной синтазы (iN0s) в течение 3 суток.

Литература

1. Калюжна Л.Д. Фотодерматози: кшшка, дiагностика, профтак-тика з використанням сучасних фотозахисних засс^в. (мето-дичш рекомендацп) // Л.Д. Калюжна, Е.О. Мурзша, К.О.Бардова. - Кив, 2011. - 44 с.

2. Верещака В.В. Окисний стрес у щурiв при патолопчних станах, зумовлених дieю ультрафюлетового опромшення / В.В. Верещака, С.А. Олшник // Журнал Академп Медичних Наук УкраТни. - 2007. - Т. 13, № 4. - С. 795-806.

3. Чеснокова Н.П. Источники образования свободных радикалов и их значение в биологических системах в условиях нормы / Н.П. Чеснокова, Е.В. Понукалина, М.Н Бизенкова // Современные наукоемкие технологии. - 2006. - № 6 - С. 28-34

4. Меньщикова Е.Б. Оксид азота и N0-синтазы в организме млекопитающих при различных функциональных состояниях / Е.Б. Меньщикова, Н.К. Зенков, В.П. Реутов // Биохимия. -2000. - Т. 65, Вып. 4. - С. 485-503.

5

4

3

2

1

0

Zamora R. Inducible nitric oxide synthase and inflammatory diseases / R. Zamora, V. Vodovotz, T.R. Billiar // Molec. Med. -2000. - Vol. 6, № 5. - P. 347-373.

Ullrich S. Mechanisms underlying UV-induced immune suppression: implications for sunscreen design / S. Ullrich, M. Kripke, H. Ananthaswamy [et al.] // Exp. Dermatol. - 2002 - Vol. 11, № 1. -P. 13-17.

Черний В.И. Нарушения иммунитета при критических состояниях. Особенности диагностики / В.И. Черний, А.Н. Нестерен-ко // Внутршня медицина. - 2007. - № 2. - С. 25-35.

10.

11.

Стефанов А.В. Биоскрининг. Лекарственные средства / Стефанов А.В. - К. : Авиценна, 1998. - 189 с. Метельская В. А. Скрининг-метод определения уровня метаболитов оксида азота / В.А. Метельская, Н.Г. Гуманова // Клин. лаб. диагностика. - 2005. - № 6. - С 15-18. Головчак Х.М. Вплив ентеросорбент на активнють NO-синтази у кштинах щурiв за умов введення афлатоксину В1 / Х.М. Головчак, I. В. Панчук, Г.Л. Антоняк, О.6. Возна // Бюло-пя тварин. - 2014. - Т. 16, № 1. - С. 55-62. Гланц С. Медико-биологическая статистика / Гланц С. - М. : Практика, 1998. - 459 с.

Реферат

МЕТАБОЛ1ТИ ОКСИДУ АЗОТУ ПРИ УЛЬТРАФ1ОЛЕТ-1НДУКОВАНИХ уШКОДЖЕННЯХ ШК1РИ МОРСЬКИХ СВИНОК Миронченко С. I., Звяпнцева Т. В.

Ключовi слова: метаболiти оксиду азоту, ультрафюлетове опромшення шфи

Надлишкова ктькють оксиду азоту NO призводить до порушень 1мунолопчного характеру, як1 гра-ють первинну роль у розвитку не лише раншх, але i вщдалених наслщш ультрафюлетового (УФ)-випромшювання. Мета: вивчення метаболтв NO i активносп шдуцибельноТ NG-синтази в кровi морсь-ких свинок в еритемний перюд локального ультрафюлетового опромшення (УФО) шюри. Матерiали i методи. Дослщження були виконан на 18 морських свинках-альбшосах. Еритему викликали опромн ненням поголеноТ дтянки шюри УФ-променями за допомогою ртутно-кварцового опромшювача. Через 4 години та на 3-ю доба в сироватц кровi визначали вмют загальних метаболтв NO, ытрит-анюну, нь тратiв, активнють шдуцибельноТ' NО-синтази (iNOS). Групою контролю служили штактш морськi свинки. Результати. При мюцевому УФО шюри у морських свинок спостерiгаeться виражена еритема, що супроводжуеться пiдвищенням в кровi концентрацiТ всiх метаболiтiв оксиду азоту (сумарних, штрит-анiону, ытра^в) й активностi iндуцибельноТ NО-синтази. Рiзке пiдвищення активностi iNOS, що призводить до накопичення метаболтв NO в кров^ свщчить про серйозн iмунологiчнi зрушення, що ви-никають пщ впливом локального ультрафiолетового опромшення шмри. Висновки. 1. Локальне ультрафюлетове опромшення шюри морських свинок викликае пщвищення в кровi концентраци всiх мета-болiтiв оксиду азоту протягом 3 дiб. 2. Паралельно накопиченню метаболтв NO в кровi зростае акти-внiсть iндуцибельноТ No-синтази протягом 3 дiб.

Summary

NITRIC OXIDE METABOLITES IN ULTRAVIOLET-INDUCED SKIN DAMAGES OF GUINEA PIGS Mironchenko S.I., Zvyagintseva T. V.

Key words: nitric oxide metabolites, ultraviolet irradiation, skin.

Excessive amount of nitric oxide (NO) results in immunological disorders, which play a leading role in the development of not only early, but also long-term effects caused by exposure to UV radiation. Objective: to study the NO metabolites and inducible NO-synthase activity in the blood of guinea pigs during erythema exposure periods of local ultraviolet irradiation (UVR) of the skin. Materials and methods. Studies were performed on 18 albino guinea pigs. Erythema was induced by exposure of shaved skin area to UV rays produced by a mercury-quartz illuminator. Total NO metabolites, nitrite anions, nitrates, inducible NO-synthase (iNOS) activity in the blood serum were studied in 4 hours and on the 3rd day after the exposure. The control group involved intact guinea pigs. Results. Under the exposure to local UV irradiation the skin of guinea pigs was observe to be pronounced erythematic, accompanied by an increase in the blood concentration of all NO metabolites (total nitrite anion, nitrate) and the activity of inducible NO-synthase. Sharp increase in iNOS activity leading to the accumulation of NO metabolites in the blood shows significant immunological changes that occur due to the influence of the local exposure of the skin to UV irradiation. Conclusions. 1. Local exposure of the skin of guinea pigs to UV irradiation causes a rise in the blood concentration of nitric oxide for 3 days. 2. Accumulation of NO metabolites in the blood increases parallel to the growth in the inducible nitric (iNOS) activity.

5

8

9

6

7