Стан системи оксиду азоту при локальному ультрафіолет А опроміненні в експерименті

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДП «Український науково-дослідний інститут медицини транспорту Міністерства охорони здоров'я України»

СТАН СИСТЕМИ ОКСИДУ АЗОТУ ПРИ ЛОКАЛЬНОМУ УЛЬТРАФІОЛЕТ А ОПРОМІНЕННІ В ЕКСПЕРИМЕНТІ

Кицюк Н.І.

м. Одеса

Annotation

STATE OF NITROGEN OXIDE SYSTEM UNDER EXPERIMENTAL LOCAL ULTRAVIOLET A IRRADIATION

Kitsyuk N.I. SE “Ukrainian Research Institute of Transport Medicine of the Ministry of Health of Ukraine", Odess

In the pathogenesis of disorders that develop under ultraviolet irradiation (UVI), the leading place belongs to immunosuppression. One of the main mediators of intercellular interaction, including in the immune system, is nitric oxide (NO). The negative effect of UV A on the nitric oxide system after the termination of UVI requires more detailed study. The purpose of the research is to investigate the state of the nitric oxide system under the action of UV A irradiation in an experiment and in the conditions of application of ointment with antioxidant activity. Materials and methods. The investigations were performed on 18 albino guinea pigs, which were divided into 3 groups, by 6 in each: I - animals exposed to local UV A irradiation, II - UV A + thiotriazoline ointment with silver nanoparticles (SNP), III - intact animals. Animals of groups I and II were subjected to local irradiation with UV A (irradiator OUFK-03, area 2x2 cm, daily for 30 minutes for 5 days). Thiotriazoline ointment with SNP was applied on the skin of group II animals in a preventive mode. On day 6-th, all animals were removed from the experiment in accordance with the principles of bioethics. The content of total NO metabolites, nitrites, nitrates in blood and skin, peroxynitrite concentration and iNOS activity in blood were determined. Results. Local UV A irradiation leads to a probable increase the content of all NO metabolites in the skin (total metabolites and nitrates - 1.9 times, nitrites - 1.5 times compared to intact animals). The content of total metabolites and nitrates in the blood exceeded the norm over 1.4 times, nitrites - over 2.4 times, peroxynitrite - over 4.1 times. INOS activity increased over 2.6 times. In group II of animals in the hearth, the content of total metabolites, nitrates and nitrites decreased compared with the group without correction. The rate of nitrites did not differ from the same in intact animals. The content of total metabolites and nitrates in the blood decreased to norm, nitrites and peroxynitrite - relatively to group I. INOS activity decreased to norm. Conclusions. 1.

After local fractional UV A irradiation in the skin of the hearth the content of total metabolites NO, nitrates and nitrites increases significantly (on average 1.7 times). 2. Local fractional irradiation with UV A leads to an increase the concentration of total metabolites of NO, nitrates and nitrites (on average 1.9 times), peroxynitrite (4.1 times), abrupt activation of iNOS (2.6 times) in the blood after irradiation. 3. Under conditions of preventive use of thiotriazoline ointment with SNP, the nitrite content in the hearth is restored; the level of all metabolites decreases and the activity of iNOS in the blood is restored.

Keywords: ultraviolet A irradiation, nitric oxide, thiotriazoline ointment, silver nanoparticles

Анотація

В патогенезі порушень, що розвиваються при ультрафіолетовому опроміненні (УФО), провідне місце належить імуносупресії. Одним із основних медіаторів міжклітинної взаємодії, в тому числі і в імунній системі, є оксид азоту (NO). Негативна дія УФ А на систему оксиду азоту після припинення УФО потребує більш детального вивчення. Мета дослідження: вивчити в експерименті стан системи оксиду азоту при дії УФ А опромінення та в умовах застосування мазі з антиоксидантною активністю. Матеріали та методи. Дослідження проводилися на 18 морських свинках- альбіносах, які були розподілені на 3 групи, по 6 в кожній: І - тварини, що піддавалися локальному УФ А опроміненню, ІІ - УФ А + мазь тіотриазоліну з наночастками срібла (НЧС), ІІІ - інтактні тварини. Тварини І та ІІ групи піддавалися локальному опроміненню УФ А (опромінювач ОУФК-03, площа 2х2 см, щодня по 30 хвилин 5 днів поспіль). Тваринам ІІ групи застосовували мазь тіотриазоліну з НЧС в профілактичному режимі. На 6-й день всіх тварин виводили з експерименту з дотриманням принципів біоетики. Визначали вміст загальних метаболітів NO, нітритів, нітратів у крові та шкірі, концентрацію пероксинітриту та активність iNOS в крові. Результати. Локальне УФ А опромінення призводить до вірогідного підвищення вмісту всіх метаболітів NO в шкірі (загальних метаболітів та нітратів - в 1,9 разів, нітритів - в 1,5 разів порівняно з інтактними тваринами). У крові вміст загальних метаболітів та нітратів перевищував норму в 1,4 рази, нітритів - в 2,4 рази, пероксинітриту - в 4,1 рази. Активність iNOS зросла в 2,6 разів. У ІІ групі тварин у вогнищі вміст загальних метаболітів, нітратів і нітритів знижувався порівняно з групою без корекції. Показник нітритів не відрізнявся від такого ж в інтактних тварин. В крові вміст загальних метаболітів і нітратів знижувався до норми, нітритів та пероксинітриту - відносно І групи. Активність iNOS знижувалася до норми. Висновки. 1. Після локального фракційного УФ А опромінення у шкірі вогнища значно підвищується вміст загальних метаболітів NO, нітратів та нітритів (в середньому в 1,7 разів). 2. Локальне фракційне опромінення УФ А призводить до зростання концентрації загальних метаболітів NO нітратів та нітритів ( в середньому в 1,9 разів), пероксинітриту (в 4,1 рази), різкої активації iNOS (в 2,6 разів) в крові після опромінення. 3. В умовах профілактичного застосування мазі тіотриазоліну з НЧС відновлюється вміст нітритів у вогнищі; зменшується рівень всіх метаболітів та відновлюється активність iNOS в крові.

Ключові слова: ультрафіолет А опромінення, оксид азоту, мазь тіотриазоліну, наночастки срібла

Аннотация

СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ОКСИДА АЗОТА ПРИ ЛОКАЛЬНОМ УЛЬТРАФИОЛЕТ А ОБЛУЧЕНИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Кицюк Н.И. ГП «Украинский научно-исследовательский институт медицины транспорта Министерства здравоохранения Украины», г.Одесса,

В патогенезе нарушений, развивающихся при ультрафиолетовом облучении (УФО), ведущее место принадлежит иммуносупрессии. Одним из основных медиаторов межклеточного взаимодействия, в том числе и в иммунной системе, является оксид азота (NO). Негативное воздействие УФ А на систему оксида азота после прекращения УФО требует более детального изучения. Цель исследования: изучить в эксперименте состояние системы оксида азота при воздействии УФ А облучения и в условиях применения мази с антиоксидантной активностью. Материалы и методы. Исследования проводились на 18 морских свинках-альбиносов, которые были распределены на 3 группы, по 6 в каждой: I - животные, подвергавшиеся локальном УФ А облучению, II - УФ А + мазь тиотриазолина с наночастицами серебра (НЧС), III - интактные животные. Животные I и II группы подвергались локальном облучению УФ А (облучатель ОУФК-03, площадь 2х2 см, ежедневно по 30 минут 5 дней подряд). Животным II группы применяли мазь тиотриазолина с НЧС в профилактическом режиме. На 6-й день всех животных выводили из эксперимента с соблюдением принципов биоэтики. Определяли содержание общих метаболитов NO, нитритов, нитратов в крови и коже, концентрацию пероксинитри- та и активность iNOS в крови. Результаты. Локальное УФ А облучение приводит к достоверному повышению содержания всех метаболитов NO в коже (общих метаболитов и нитратов - в 1,9 раз, нитритов - в 1,5 раз по сравнению с интактными животными). В крови содержание общих метаболитов и нитратов превышало норму в 1,4 раза, нитритов - в 2,4 раза, пероксинитрита - в 4,1 раза. Активность iNOS выросла в 2,6 раза. Во ІІ группе животных в очаге содержание общих метаболитов, нитратов и нитритов снижалось по сравнению с группой без коррекции. Показатель нитритов не отличался от такого же в интактных животных. В крови содержание общих метаболитов и нитратов снижалось к норме, нитритов и пероксинитрита - относительно I группы. Активность iNOS снижалась к норме. Выводы. 1. После локального фракционного УФ А облучения в коже очага значительно повышается содержание общих метаболитов NO, нитратов и нитритов (в среднем в 1,7 раз). 2. Локальное фракционное облучение УФ А приводит к росту концентрации общих метаболитов NO нитратов и нитритов (в среднем в 1,9 раз), пероксинитрита (в 4,1 раза), резкой активации iNOS (в 2,6 раз) в крови после облучения. 3. В условиях профилактического применения мази тиотриазолина с НЧС восстанавливается содержание нитритов в очаге; уменьшается уровень всех метаболитов и восстанавливается активность iNOS в крови.

Ключевые слова: ультрафиолет А облучение, оксид азота, мазь тиотриазолина, наночастицы серебра

Вступ

Надлишок ультрафіолетового опромінення (УФО) спричинює негативний вплив на організм 10, викликає потужну реакцію [11] у відповідь із залученням всіх складових шкіри 15.

На відміну від ультрафіолету (УФ)- В, промені якого досягають лише епідермісу, УФ А промені можуть проникати в дерму. Тому думка про повну безпечність УФ А не може бути коректною, так як в перспективі можливі віддалені наслідки впливу на шкіру і організм в цілому.

Небезпека спільного впливу УФ А і В, в тому числі і на морфологічному рівні, в ранні [6] і віддалені [4] періоди після опромінення встановлена в серії експериментальних робіт [7, 14, 16, 18]. Проте негативна дія УФ А на систему оксиду азоту після припинення УФО у віддалений період потребує більш детального вивчення.

В патогенезі порушень, що розвиваються при УФО, провідне місце належить імуносупресії і оксидантному стресу [2]. Одним із основних медіаторів міжклітинної взаємодії, в тому числі і в імунній системі, є оксид азоту (NO) [3]. З ним пов'язана як захисна і регуляторна, так і пошкоджуюча дія на організм. Мала концентрація NO підтримує процеси гомеостазу в організмі. Надлишкова кількість оксиду азоту призводить до порушень імунологічного характеру [8], які спричинюють розвиток не тільки ранніх, але і віддалених наслідків УФО [1]: фотостаріння, канцерогенез та ін. [9, 20, 10, 7]. Пошкоджувальна дія відбувається шляхом інгібування активності ферментів, порушення структури ДНК, індукції процесів перекисного окислення ліпідів, зниження антиоксидантного потенціалу внаслідок надмірної концентрації NO. Тому вивчення різних компонентів системи оксиду азоту є невід'ємною складовою як для встановлення головних ланок патогенезу УФ пошкодження шкіри, так і для патогенетичних методів обґрунтування цих пошкоджень, що і стало наступною задачею нашого дослідження.

Мета дослідження: вивчити в експерименті стан системи оксиду азоту при дії УФ А опромінення та в умовах застосування мазі з антиоксидантною активністю.

Матеріали і методи дослідження

Дослідження проводилися на 18 морських свинках-альбіносах масою 300-350 г, які були розподілені на 3 групи: І - тварини, що піддавалися локальному УФ А опроміненню (без лікування, n=6), ІІ - УФ А + мазь тіотриазоліну з наночастками срібла (НЧС) (n=6), ІІІ - інтактні тварини (n=6). З метою створення моделі опромінення, найбільш наближеною до реальних умов, ми застосували режим локального фракційного опромінення ультрафіолетовим опромінювачем ОУФК-03, який генерує в основному УФ А. Тваринам перших двох груп опромінювали ультрафіолетом попередньо виголені ділянки шкіри, площею 2х2 см, щодня по 30 хвилин 5 днів поспіль, поміщаючи джерело опромінення на відстані 10 см від морської свинки. Для вивчення ролі мазі з високою антиоксидантною активністю в розвитку пошкоджувальної дії УФ А на шкіру та організм в цілому застосовували мазь тіотриазоліну з НЧС. Мазь наносили тонким шаром на шкіру морських свинок в ІІ групі за 1 годину до опромінення. На 6-й день тварин виводили з експерименту. Всіх тварин виводили з експерименту під загальним наркозом (тіо- пентал натрію в дозі 60 мг/кг). При роботі з тваринами дотримувалися Міжнародного кодексу медичної етики (Венеція, 1983), «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються в експериментальних та інших наукових цілях» (Страсбург, 1986 р), «Загальних етичних принципів Експерименти на тваринах», прийняті Першим національним конгресом з біоети- ки (Київ, 2001 рік), Директиви 2010/63 / ЄС Європейського парламенту та Ради щодо захисту тварин, що використовуються в наукових цілях, і Закону України «Про захист тварин від жорстокості” N 3477-IV від 21.02. 2006. Визначення вмісту загальних метаболітів NO в крові та шкірі проводили за методом L. Green et al. в модифікації В.А. Метельської та Н.Г Гуманової [17]; нітрит-аніону - за ТВ. Звягіною [13]; вміст нітратів вираховували за різницею показників загальних метаболітів NO і нітрит-аніону. Активність iNOS в крові визначали за методом A Loesch et al. [5]. Визначення вмісту пероксинітрит-іону проводили з використанням реакції з йодидом калію в буферизованому середовищі при pH=7,0 спектрофотометрично за поглинанням на довжині хвилі 355 нм. Вміст метаболітів NO виражали в мкмоль/г у шкірі або мкмоль/л у крові, активність iNOS в крові - в одиницях оптичної щільності. Результати досліджень обробляли стандартними методами варіаційної статистики [12].

Результати та їх обговорення

Локальне УФ А опромінення шкіри морських свинок призводить до вірогідного підвищення вмісту всіх метаболітів NO у вогнищі. Показник загальних метаболітів NO та нітратів в опроміненій УФ А групі перевищував значення в інтактній групі в 1,9 разів, нітрит-аніону - в 1,5 разів (p<0,05) (табл. 1).

В крові вміст загальних метаболітів NO та нітратів достовірно перевищує такий в інтактних морських свинок в 1,4 рази, нітрит-аніону - в 2,4 рази (табл. 2).

Відмічається різке зростання активності iNOS (в 2,6 разів) і утворення надлишку пероксинітриту (вище, ніж в інтактних тварин в 4,1 рази) (pd”0,05) (табл. 2).

Вивчаючи вплив мазі з вираженою антиоксидантною активністю на похідні оксиду азоту, отримали наступні результати (табл. 1, табл. 2). Як видно з представлених даних, в крові знижується вміст загальних метаболітів NO і нітратів, в порівнянні з групою без застосування мазі, причому настільки інтенсивно, що статистично значущої достовірності порівняно з інтактними морськими свинками не виявляється. Рівень нітритів у крові також знижується, достовірно в порівнянні з групою з природним перебігом патологічного процесу, але залишається вище, ніж в нормі (табл. 2).

Таблиця 1

Вплив мазі тіотриазоліну з наночастками срібла на вміст метаболітів оксиду азоту (мкмоль/г) у вогнищі опромінення морських свинок УФА (M±m, п=18)