ИНДУКЦИЯ ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА NRF2 УГНЕТАЕТ ПРОДУКЦИЮ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА И АЗОТА В ПЕЧЕНИ КРЫС ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СИНДРОМА В УСЛОВИЯХ КРУГЛОСУТОЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ
Аннотация
Цель. Оценить влияние индуктора Nrf2 диметилфумарата на продукцию активных форм кислорода и азота в печени крыс при моделировании метаболического синдрома в условиях круглосуточного освещения. Материал и методы. Белым крысам на фоне воспроизведения метаболического синдрома (20% водный раствор фруктозы для питья и рацион, обогащенный углеводами и липидами) внутрибрюшинно вводили диметилфумарат в 10% растворе диметилсульфоксида в дозе 15 мг/кг. В гомогенате печени крыс определяли скорость генерации супероксидного анион-радикала (•О), активность общей NO-синтазы (NOS), ее конститутивной и индуцибельной изоформ (cNOS, iNOS), содержание пероксинитритов щелочных и щелочно-земельных металлов. Результаты. Введение диметилфумарата в условиях эксперимента существенно уменьшало в тканях печени выработку •О микросомами и NOS – на 48,9%, митохондриями – на 47,3%, NADPH-оксидазой лейкоцитов – на 45,6%, активность NOS (общую и iNOS) на 33,1 и 35,9%, соответственно, концентрацию пероксинитритов – на 39,7% по сравнению со значениями контрольной группы, получавшей только растворитель (10% раствор диметилсульфоксида). Активность cNOS и индекс сопряжения превышали результат контроля в 2,95 и 5,5 раза, соответственно. Выводы. Введение индуктора Nrf2 диметилфумарата при воспроизведении модели метаболического синдрома в условиях круглосуточного освещения крыс – эффективное средство ограничения в тканях печени выработки активных форм кислорода и азота.
Литература
Cardinali DP, Hardeland R. Inflammaging, Metabolic Syndrome and Melatonin: A Call for Treatment Studies. Neuroendocrinology. 2017;104(4):382-397. https://doi.org/10.1159/000446543.
Gombert M, Martin-Carbonell V, Pin-Arboledas G, Carrasco-Luna J, Carrasco-García Á, Codoñer-Franch P. Melatonin Levels in Children with Obesity Are Associated with Metabolic Risk and Inflammatory Parameters. Nutrients. 2021;13(10):3629. https://doi.org/10.3390/nu13103629.
Williams T. Metabolic Syndrome: Nonalcoholic Fatty Liver Disease. FP Essent. 2015;435:24-9. https://doi.org/10.1201/b17315-6.
Belikova OI, Cherno VS, Frenkel YuD, Kostenko VO. Vplyv hronichnoi gipomelatoninemii na vuglevodnyj i lipidnyj obmin za umov pryznachennja shhuram “dijety zahidnogo typu” [Influence of chronic hypomelatoninemia on carbohydrate and lipid metabolism of rats kept on “western pattern diet”]. Fiziologichnyj zhurnal. 2018;64(3):52-60. https://doi.org/10.15407/fz64.03.052. (Ukrainian).
Belikova OI, Cherno VS. Kostenko VO. Pojednanyj vplyv melatoninu ta metforminu gidrohlorydu na biohimichni markery syndromu insulinorezystentnosti v umovah eksperymentalnogo gipopinealizmu [Effects produced by co-administration of melatonin and metformin hydrochloride on biochemical markers of insulin resistance syndrome in modeled hypopinealism]. Farmakologija ta likarska toksykologija [Pharmacology and Drug Toxicology]. 2017:(4-5):57-65. (Ukrainian).
Chen L, Deng H, Cui H, Fang J, Zuo Z, Deng J, Li Y, Wang X, Zhao L. Inflammatory responses and inflammation-associated diseases in organs. Oncotarget. 2017;9(6):7204-7218. https://doi.org/10.18632/oncotarget.23208.
Frenkel YuD, Cherno VS, Kostenko VO. Vplyv pirolidyndytiokarbamatu amoniju na utvorennja aktyvnyh form kysnju ta azotu v pechinci shhuriv za umov ih cilodobovogo osvitlennja ta utrymannja na vuglevodno-lipidnij dijeti [Effect of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate on the formation of reactive oxygen and nitrogen species in liver of rats kept on carbohydrate-lipid diet and exposed to round-the-clock lighting]. Aktualni problemy suchasnoi medycyny [Actual problems of modern medicine]. 2021;21(3):214-218. https://doi.org/10.31718/2077-1096.21.3.214. (Ukrainian).
Pham L, Baiocchi L, Kennedy L, Sato K, Meadows V, Meng F, Huang CK, Kundu D, Zhou T, Chen L, Alpini G, Francis H. The interplay between mast cells, pineal gland, and circadian rhythm: Links between histamine, melatonin, and inflammatory mediators. J Pineal Res. 2021;70(2):e12699. https://doi.org/10.1111/jpi.12699.
Belikova OI. Prooksydantno-antyoksydantnyj stan insulin-chutlyvyh organiv shhuriv za umov gipomelatoninemii ta pryznachennja vuglevodno-lipidnoi dijety [Pro- and Antioxidant State of Insulin-sensitive Organs of Rats Kept on Carbon-lipid Disease under Conditions of Hypomelatoninemia]. Ukrainskyj zhurnal medycyny, biologii ta sportu [Ukrainian journal of medicine, biology and sport]. 2018;3(2):16-20. (Ukrainian). https://doi.org/10.26693/jmbs03.02.016.
Chabicovsky M, Prieschl-Grassauer E, Seipelt J, Muster T, Szolar OH, Hebar A, Doblhoff-Dier O. Pre-clinical safety evaluation of pyrrolidine dithiocarbamate. Basic Clin Pharmacol Toxicol. 2010;107(3):758-67. https://doi.org/10.1111/j.1742-7843.2010.00573.x.
Ahmadi Z, Ashrafizadeh M. Melatonin as a potential modulator of Nrf2. Fundam Clin Pharmacol. 2020;34(1):11-19. https://doi.org/10.1111/fcp.12498.
Tu W, Wang H, Li S, Liu Q, Sha H. The Anti-Inflammatory and Anti-Oxidant Mechanisms of the Keap1/Nrf2/ARE Signaling Pathway in Chronic Diseases. Aging Dis. 2019;10(3):637-651. https://doi.org/10.14336/AD.2018.0513.
Xu D, Xu M, Jeong S, Qian Y, Wu H, Xia Q, Kong X. The Role of Nrf2 in Liver Disease: Novel Molecular Mechanisms and Therapeutic Approaches. Front Pharmacol. 2019;9:1428. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.01428.
Zhao X, Sun G, Zhang J, Ting SM, Gonzales N, Aronowski J. Dimethyl Fumarate Protects Brain From Damage Produced by Intracerebral Hemorrhage by Mechanism Involving Nrf2. Stroke. 2015;46(7):1923-8. https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.115.009398.
Frenkel YuD, Belikova OI, Cherno VS, Larycheva OM, Chebotar LD, inventors; Frenkel YuD, assignee. Sposib modeljuvannja metabolichnogo syndromu [Method of metabolic syndrome modeling]. Ukraine patent UA 122249. 2017 Dec. 26. (Ukrainian).
Kostenko VO, Tsebrzhinskii OI. Produkcija superoksydnogo anion-radykala ta oksydu azotu u tkanyni nyrok pislja hirurgichnogo vtruchannja [Production of superoxide anion radical and nitric oxide in renal tissues sutured with different surgical suture material]. Fiziologichnyj zhurnal. 2000;46(5):56-62. (Ukrainian).
Akimov OY, Kostenko VO. Functioning of nitric oxide cycle in gastric mucosa of rats under excessive combined intake of sodium nitrate and fluoride. Ukr Biochem J. 2016;88(6):70-75. https://doi.org/10.15407/ubj88.06.070.
Yelins’ka AM, Akimov OYe, Kostenko VO. Role of AP-1 transcriptional factor in development of oxidative and nitrosative stress in periodontal tissues during systemic inflammatory response. Ukr Biochim J. 2019;91(1):80-85. https://doi.org/10.15407/ubj91.01.080.
Mys LA, Strutynska NA, Strutynskyi VR, Sagach, VF. Activation of endogenous hydrogen sulfide synthesis inhibits mitochondrial permeability transition pore opening and restores constitutive NO-synthase coupling in old rat heart. Int J Physiol Pathophysiol. 2018;9(1):59-67. https://doi.org/10.1615/IntJPhysPathophys.v9.i1.70.
Yeo YH, Lai YC. Redox Regulation of Metabolic Syndrome: Recent Developments in Skeletal Muscle Insulin Resistance and Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD). Curr Opin Physiol. 2019;9:79-86. https://doi.org/10.1016/j.cophys.2019.05.003.
Ignarro LJ, Freeman B, editors. Nitric Oxide: Biology and Pathobiology. 3rd ed. Academic Press; 2017. 434 p.
Ahmed SM, Luo L, Namani A, Wang XJ, Tang X. Nrf2 signaling pathway: Pivotal roles in inflammation. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2017;1863(2):585-597. https://doi.org/10.1016/j.bbadis.2016.11.005.
Xu C, Shen G, Chen C, Gélinas C, Kong AN. Suppression of NF-kappaB and NF-kappaB-regulated gene expression by sulforaphane and PEITC through IkappaBalpha, IKK pathway in human prostate cancer PC-3 cells. Oncogene. 2005;24(28):4486-95. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208656.
Tonelli C, Chio IIC, Tuveson DA. Transcriptional Regulation by Nrf2. Antioxid Redox Signal. 2018;29(17):1727-1745. https://doi.org/10.1089/ars.2017.7342.
