Роль NO- та NF-кВ–залежних процесів у патогенезі експериментального метаболічного синдрому

Размещено на http://www.allbest.ru/

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

метаболічний синдром окиснювальний

ВСТУП

Актуальність теми. Метаболічний синдром (МС) - це комплекс гормональних та метаболічних порушень, які збільшують ризик виникнення цукрового діабету (ЦД) 2 типу та серцево-судинних захворювань (ССЗ). Встановлення певного патогенетичного зв'язку між артеріальною гіпертензією, інсулінорезистентністю (ІР), ожирінням, дисліпідемією та хронічним субклінічним запаленням стало основою для виділення метаболічного синдрому як окремої патології [8,10,43,139,238,256]. В останні роки як додаткові компоненти МС нерідко називають розвиток окиснювального стресу та порушення системи гемостазу [7,36,39,77].

За даними Kuopio Ischaemic Heart Disease Risk Factors Study, серед хворих на МС ризик розвитку ішемічної хвороби серця (ІХС) виявився вищим у 2,9 - 4,2 рази, смертність від ІХС - в 2,6 - 3,0 рази та смертність від усіх причин - в 1,9 - 2,1 рази порівняно з пацієнтами без метаболічних порушень. У іншому проспективному дослідженні (ARIC study) було показано, що в осіб з МС (23% популяції) випадки розвитку ішемічного інсульту спостерігалися в 2 рази частіше (у чоловіків ризик становив 1,9; у жінок - 1,52) у порівнянні з контрольною групою.

Однак у останні роки все більше підіймається питання, чи є МС простим «кластером» факторів ризику розвитку ЦД 2 типу та ССЗ, як це постулюється в останніх міжнародних рекомендаціях, чи в основі його патогенезу дійсно існує спільний компонент? Очевидно, розв'язання цього питання полягає у з'ясуванні молекулярних механізмів, які лежать в основі цих явищ. Як «втрачена ланка», що єднає класичні фактори ризику ССЗ, розглядається ІР і ліпотоксичність [139]. Припускається наявність спільних ланок патогенезу МС та неалкогольного стеатогепатиту [78], хронічного генералізованого пародонтиту [88,169], хронічного сіаладенозу [3,4].

В останні роки висунуто припущення, що загальною ланкою, яка об'єднує всі компоненти МС та призводить до ІР, ліпотоксичності, системної гіперцитокінемії та артеріальної гіпертензії є порушення NF-кB сигналізації [40,45]. NF-кB є потужним транскрипційним фактором, який активує більшість прозапальних, проліферативних механізмів у патогенезі атеросклерозу. Наведений ядерний фактор збільшує витрачання енергії за допомогою підвищення рівня прозапальних цитокінів [189,263], викликає продукцію ангіотензиногенів та здатний інгібувати передачу інсулінового сигналу опосередковано, через фосфорилювання IRS-1 по залишкам серину.

Повідомляється про можливість взаємодії між NF-кB та системою оксиду азоту (NO) [62,217,229,230]. Проте дані літератури про взаємостосунки між NF-кB та NO-синтазами (NOS) досить суперечливі. Індукція iNOS в клітинах in vivo та in vitro залежить від активності фактора NF-кB. Останній опосередковує вивільнення фактора некрозу пухлин-б та інтерлейкіну-1в, які, в свою чергу, є індукторами іNOS. Встановлено, що NO перешкоджає експресії власного гена шляхом зниження експресії NF-кB [255].

Якщо роль ізоформ NO-синтаз у атерогенезі є достатньо з'ясованою [200,201,218], то їхня участь у патогенезі МС (особливо вплив на NF-кB-залежні процеси) залишається не розкритою. З'ясування цього питання дозволить розширити існуючі засоби попередження, лікування МС та профілактики його патологічних наслідків.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана як самостійний фрагмент планових наукових робіт Вищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія» МОЗ України «Кисень- та NO-залежні механізми ушкодження внутрішніх органів та їх корекція фізіологічно активними речовинами» (№ держреєстрації №0108U010079) та «Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрипційних факторів у механізмах патологічного системогенезу» (№ держреєстрації №0114U004941). Здобувачка є співвиконавцем тем. Тема дисертації затверджена на засіданні Проблемної комісії МОЗ і НАМН України «Нормальна та патологічна фізіологія» (протокол № 2 від 31.05.2012) та на засіданні Вченої ради стоматологічного факультету (протокол № 2 від 26.09.2012).

Мета дослідження. Метою роботи є з'ясування ролі компонентів системи оксиду азоту (різних ізоформ NO-синтази, її субстрату, пероксинітриту) та транскрипційного ядерного фактора кB у механізмах порушення окиснювальних процесів, вуглеводного, ліпідного обмінів і гемокоагуляції в організмі лабораторних тварин за умов відтворення експериментального метаболічного синдрому.

Завдання дослідження:

1. Дослідити стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи, вуглеводного, ліпідного обмінів, показники коагуляційного гемостазу в плазмі крові, а також продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах аорти за умов 2-місячного утримання білих щурів на вуглеводно-ліпідній дієті.

2. Вивчити вплив селективних інгібіторів нейрональної та індуцибельної NO-синтаз на стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи, вуглеводного, ліпідного обмінів, показники коагуляційного гемостазу в плазмі крові, а також продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах аорти щурів за умов відтворення експериментального метаболічного синдрому.

3. Дослідити вплив екзогенного L-аргініну на стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи, вуглеводного, ліпідного обмінів, показники коагуляційного гемостазу в плазмі крові, а також продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах аорти щурів за умов відтворення експериментального метаболічного синдрому.

4. З'ясувати вплив скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну на стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи, вуглеводного, ліпідного обмінів, показники коагуляційного гемостазу в плазмі крові, а також продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах аорти щурів за умов відтворення експериментального метаболічного синдрому.

5. Вивчити вплив інгібіторів активації NF-кB (JSH-23 та метформіну гідрохлориду) на стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи, вуглеводного, ліпідного обмінів, показники коагуляційного гемостазу в плазмі крові, а також продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах аорти щурів за умов відтворення експериментального метаболічного синдрому.

Об'єкт дослідження: патогенез метаболічного синдрому.

Предмет дослідження: роль NO-синтазних систем і NF-кB-сигналізації у патогенезі метаболічних і гемокоагулологічних порушень за умов експериментального метаболічного синдрому.

Методи дослідження: поставлена мета досягнута шляхом використання експериментальних, біохімічних і коагулологічних методів дослідження.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше виявлено відмінності у впливі нейрональної та індуцибельної ізоформ NO-синтази на вуглеводний, ліпідний метаболізм та систему гемостазу в організмі щурів за умов експериментального метаболічного синдрому. Показано, що функціональна активність нейрональної NO-синтази за умов експерименту обмежує в організмі тварин прояви інсулінорезистентності, активацію пероксидного окиснення ліпідів, різноспрямовано впливає на показники антиоксидантної системи крові та зменшує ступінь гіперкоагуляційних зрушень за зовнішнім шляхом. Функціональна активність індуцибельної NO-синтази за умов моделювання метаболічного синдрому посилює інсулінорезистентність, збільшує прояви дисліпопротеїнемії і гіпертриацилгліцеролемії, призводить до активації у крові білих щурів декомпенсованого пероксидного окиснення ліпідів, сприяє розвитку гіперкоагуляційних зрушень, що супроводжуються посиленням зовнішнього шляху згортання крові, його кінцевого етапу - утворення фібрину із фібриногену та порушенням фібринолітичної активності плазми крові.

Дістало подальший розвиток уявлення про метаболічну дію L-аргініну під час відтворення метаболічного синдрому, його здатність коригувати дисліпопротеїнемію та пероксидне окиснення ліпідів. Показано, що введення L-аргініну за умов експерименту обмежує ступінь гіперкоагуляційних зрушень за зовнішнім шляхом та подовжує кінцевий етап гемокоагуляції - утворення фібрину із фібриногену.

Вперше виявлено, що застосування скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну за умов відтворення МС позитивно впливає на ліпідний метаболізм, обмежує в організмі щурів ступінь гіперкоагуляційних зрушень (за зовнішнім та внутрішнім шляхами гемокоагуляції), подовжує кінцевий етап гемокоагуляції - утворення фібрину із фібриногену та покращує фібринолітичну активність плазми крові.

Дістало подальший розвиток уявлення про ефективність застосування інгібіторів активації NF-кB з різним механізмом дії для корекції порушень окиснювальних процесів, вуглеводного та ліпідного метаболізму за умов відтворення метаболічного синдрому. Показано, що JSH-23 і метформіну гідрохлорид за умов експерименту виявляють ангіопротекторну дію, зменшують у клітинах аорти щурів загальний фон продукції супероксидного аніон-радикала та його генерацію НАДФН-залежними (мікросомальним та NOS) і НАДН-залежним (мітохондріальним) електронно-транспортними ланцюгами. Вперше з'ясовані механізми обмеження процесу гіперкоагуляції при введенні щурам JSH-23 (вплив на зовнішній і внутрішній шляхи згортання крові, механізм утворення фібрину, збільшення фібринолітичної активності плазми) та метформіну гідрохлориду (дія на на зовнішній і внутрішній шляхи коагуляційного гемостазу).

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати можуть використовуватися як експериментальна база для розробки патогенетично обґрунтованих методів попередження та корекції метаболічних і гемокоагуляційних розладів за умов МС із застосуванням інгібіторів індуцибельної NO-синтази, скевенджерів пероксинітриту (L-селенометіонін) та інгібіторів активації NF-кB. Вони можуть бути використані для експериментального обґрунтування призначення інгібіторів активації NF-кB як ангіопротекторних засобів, здатних попереджувати вільнорадикальні ушкодження артерій за умов метаболічного синдрому. Розроблений спосіб моделювання метаболічного синдрому (патент України на корисну модель №93517).

Результати роботи впроваджено в навчальний процес на кафедрах патофізіології Вищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія», Державного вищого навчального закладу України «Тернопільський державний медичний університет ім. І.Я. Горбачевського», Запорізького державного медичного університету, Національного фармацевтичного університету, Харківського національного медичного університету, в науково-дослідницьку роботу Науково-дослідного інституту генетичних та імунологічних основ розвитку патології та фармакогенетики Вищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія».

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійною завершеною науковою працею. Здобувачем особисто здійснено патентно-інформаційний пошук, експериментальні дослідження, проведено статистичну обробку та аналіз отриманих результатів, сформульовано висновки дисертації. Разом із науковим керівником розроблена програма, визначені мета і завдання дослідження, методичні підходи до проведення експерименту на тваринах. У працях, опублікованих у співавторстві, дисертанту належить фактичний матеріал і основний творчий доробок: результати власних експериментальних досліджень, участь в аналізі та узагальненні отриманих даних, підготовлено статті до друку.

Апробація результатів дослідження. Основні наукові положення і результати дисертації доповідалися та обговорювалися на XVIII міжміській конференції молодих учених «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петербург, 2012), VI конгресі патофізіологів України «Від експериментальних досліджень до клінічної патофізіології» (Місхор, 2012), Всеукраїнській науково-практичній конференції «Медична наука в практику охорони здоров'я» (Полтава, 2012), ІХ міжнародній науковій конференції «Актуальні питання теоретичної і прикладної біофізики, фізики та хімії. БФФХ-2013» (Севастополь, 2013), XVII Всеросійській медико-біологічній конференції молодих дослідників (з міжнародною участю) «Фундаментальная наука и клиническая медицина - Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2014), науково-практичній конференції «Актуальні питання експериментальної та клінічної патофізіології» (Вінниця, 2014), Всеукраїнській науково-практичній конференції «Медична наука в практику охорони здоров'я» (Полтава, 2014), XIV читаннях ім. В.В. Підвисоцького (Одеса, 2015), Всеукраїнській науково-практичній конференції «Актуальні проблеми сучасної патоморфології та патофізіології» (Запоріжжя, 2015).

Публікації. Результати дослідження опубліковані в 5 статтях у фахових журналах України (згідно із переліком МОН України), що реферуються міжнародними наукометричними базами даних РІНЦ, Index Copernicus International, Google Scholar, 1 статті у фаховому журналі за кордоном (Республіка Білорусь), 10 робіт опубліковано у матеріалах конгресів і конференцій, одержано 1 патент України на корисну модель.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 156 сторінках комп'ютерного набору, містить 34 таблиці та 2 рисунки. Складається зі вступу, огляду літератури, характеристики об'єктів і методів дослідження, 5-ти розділів результатів власних досліджень, аналізу та узагальнення отриманих результатів, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел, який містить 289 джерел - 108 кирилицею та 181 латиницею (обсягом 32 сторінки).

РОЗДІЛ 1. NO ТА NF-кB-ЗАЛЕЖНІ МЕХАНІЗМИ РОЗВИТКУ МЕТАБОЛІЧНОГО СИНДРОМУ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

1.1 Сучасні уявлення про метаболічний синдром та механізми його розвитку

Згідно із сучасними уявленнями, МС - це комплекс метаболічних, гормональних і клінічних порушень, які є факторами високого ризику розвитку CCЗ та ЦД 2-го типу, в основі яких знаходиться первинна ІР і компенсаторна системна гіперінсулінемія [8,10,43,139,256]. Примітно, що у міжнародній класифікації хвороб (МКХ) 10-го перегляду МС як нозологічна одиниця відсутня. У той же час у США він вже визнаний як окреме захворювання з ідентифікаційним номером та кодом - ICD-9-CM, 277.7 [179].

Хоча роль МС у патогенезі атеросклерозу, ІХС та ЦД 2-го типу є в наш час загальновизнаною, проте у визначенні тактики лікування вона практично не враховується. Певною мірою це пов'язано з різною динамікою розвитку окремих компонентів МС: вони досягають клінічної виразності в різний час, а «повний» МС, при якому поєднуються всі його складові, спостерігається відносно рідко. Так, зниження чутливості до інсуліну та порушення толерантності до глюкози виникають задовго до інших проявів МС [8]. Не всі ознаки МС рівнозначні і за проатерогенним потенціалом, а патогенетична роль МС значно зростає при поєднанні всіх або хоча б декількох його компонентів.

У літературі широко дискутується питання щодо підходів до діагностики МС. Європейські рекомендації з профілактики ССЗ 2003 р. пропонують використовувати для діагностики МС критерії, запропоновані Національною освітньою програмою з холестеролу США у 2001 р. (АТР ІІІ, National Cholesterol Education Program Adult Treatment Panel III) [151]. Згідно з ними, діагноз МС повинен бути встановленим за наявності 3-х і більше з 5-ти ознак [19,43,110,111,166]:

- збільшення обхвату талії (>102 см у чоловіків та >88 см у жінок);

- підвищення рівня ТАГ (>1,7 ммоль/л);

- зниження рівня ХС ЛПВЩ (<1 ммоль/л у чоловіків та <1,3 ммоль/л у жінок);

- підвищення рівня артеріального тиску (>130/85 мм рт.ст.);

- підвищення рівня глікемії (>6,1 ммоль/л).

Нова редакція критеріїв визначення МС була представлена у 2005 р. Всесвітньою федерацією цукрового діабету (IDF) та Американською серцевою асоціацією спільно з Національним інститутом серця, легень і крові (АНА/NHLBI) [111,267]. Ці інституції включили до компонентів МС окрім абдомінального ожиріння, ІР, гіперглікемії, дисліпідемії і АГ також порушення системи гемостазу та наявність маркерів хронічного субклінічного запалення.

Принципово новою позицією у визначенні критеріїв МС було затвердження абдомінального ожиріння (обхват талії >94 см для чоловіків і >80 см для жінок) як основної ознаки при діагностиці МС. Окрім того, постановка діагнозу МС, згідно з рекомендаціями IDF, вимагає наявності 2-х або більше критеріїв з інших 4-х:

- ТАГ >1,7 ммоль/л;

- ХС ЛПВЩ <1,0 для чоловіків та <1,3 ммоль/л для жінок або гіполіпідемічна терапія;

- АГ >130/85 мм рт.ст. (або антигіпертензивна терапія);

- гіперглікемія натще >5,6 ммоль/л (або порушення толерантності до глюкози, чи ЦД 2-го типу).

Використання критеріїв IDF призводить до збільшення поширеності МС порівняно з критеріями АТР ІІІ, а встановлення діагнозу МС за критеріями АТР ІІІ дозволяє виявити пацієнтів більш високого ризику, ніж за критеріями IDF [19,244].

Так, у дослідженнях, проведених у Австрії, Греції та США, реєстрація протягом 4-х років усіх випадків ССЗ показала позитивну кореляцію частоти розвитку гострого інфаркту міокарда, раптової серцевої смерті, смерті від хронічної серцевої недостатності на тлі ІХС, ішемічного інсульту, випадків коронарної реваскуляризації з наявністю МС за критеріями АТР ІІІ. Серед хворих діагноз МС, за критеріями АТР ІІІ, було встановлено у 37,3% обстежених. Найбільш поширеним компонентом МС була АГ - 85,4% випадків, далі - гіпертриацилгліцеролемія - 75,0%, гіперглікемія натще - 70,4%, зниження рівня ХС ЛПВЩ - 68,9%, збільшення обхвату талії - 59,3%. У той же час, діагноз МС, за критеріями IDF, було встановлено у 45,5% випадках. За частотою виявлення ознак було отримано такі дані: абдомінальне ожиріння - 100% (обов'язковий критерій), АГ - 89,4%, гіперглікемія - 83,9%, гіпертриацилгліцеролемія - 59,2 %, зниження рівня ХС ЛПВЩ - 52,2 % [244].

Згідно з результатами дослідження EUROASPIRE поширеність МС, за критеріями АТР ІІІ та IDF, становить відповідно 56,0% та 72,0% у жінок і 40,0% та 59,0% у чоловіків [134].

Такі відмінності у прогностичній цінності визначення МС пояснюють різним підходом до встановлення критеріїв діагнозу. Так, розгляд обхвату талії, як обов'язкового критерію МС за IDF, призводить до втрати частини хворих із істотними змінами інших, не менш важливих показників, зокрема - з дисліпідемією [19,244]. За даними авторів, провідними маркерами високого ризику виникнення ССЗ вважаються саме рівень ТАГ і ХС ЛПВЩ.

Питання про те, якою мірою окремі складові МС пов'язані між собою патогенетично і який з компонентів синдрому є первинним, залишаються нез'ясованими з самої появи поняття МС. До нашого часу зберігається також невизначеність у питаннях про те, чи має зниження чутливості до інсуліну первинний характер, чи потрібно його розглядати як провідний етіологічний чинник МС з наступною появою специфічного для синдрому комплексу метаболічних і функціональних порушень. Не можна виключити, що ці порушення і чутливість до інсуліну взаємопов'язані, причому значимість етіологічного фактора може належати кожному з компонентів синдрому.

Більшість науковців вважають ІР основною ознакою МС [10,109,143,166,168]. На думку багатьох дослідників, схильність до ІР є історично сформованим механізмом адаптації організму людини до зміни зовнішніх умов для підтримки енергетичного балансу і нормального функціонування всіх органів і систем [41,266]. Для пояснення цієї генетичної схильності до ІР J. Neel висунув теорію «ощадливого генотипу» (наведено за [46]), згідно з якою, організм людини в період достатку в харчуванні накопичує жири і вуглеводи, а в період дефіциту їжі зберігає нормоглікемію і більш економно витрачає енергію, за рахунок зниження рівня утилізації глюкози в м'язовій тканині, посилення глюконеогенезу та ліпогенезу. Цей механізм дозволяє людині виживати у періоди голодування та підтримувати організм у стані між здоров'ям і хворобою протягом певного часу. В процесі філогенезу ця особливість метаболізму призводить до значної поширеності ІР.

Розвиток ІР можливий при багатьох фізіологічних станах, наприклад, у літніх людей, вагітних, під час нічного сну, гіподинамії [5,47]. Проте найчастіше ІР викликають патологічні стани: генетичні дефекти, надлишкова маса тіла, АГ, дисліпідемія [46]. Одним із провідних чинників ІР є мутація генів IRS-1, глікогенсинтетази, гормончутливої ліпази, в₃-адренорецепторів, TNF-б, роз'єднуючого протеїну, а також молекулярні дефекти білків, що передають сигнали інсуліну: зниження мембранної концентрації та активності внутрішньоклітинних транспортерів глюкози - GLUT 4 у м'язовій тканині [14,47].

За даними багатьох авторів, значну роль у розвитку ІР та інших компонентів МС (дисліпідемії, підвищення АТ, гіперглікемії) відіграє ожиріння [10,109,153,166,168]. Експериментальні і клінічні дослідження виявили залежність між ступенем розвитку абдомінально-вісцеральної жирової тканини та чутливістю тканин до інсуліну [153]. За даними науковців, ця залежність має форму кривої - збільшення вмісту вісцеральної жирової тканини з 0,5 до 1,8 кг призводить до зменшення чутливості тканин до інсуліну на 60%. Подальше підвищення вмісту жирової тканини має менший вплив на чутливість до інсуліну.

Вісцеральна жирова тканина, на відміну від жирової тканини іншої локалізації, має більш густу іннервацію, широку мережу капілярів і безпосередньо пов'язана з портальною системою [19]. Для інтраабдомінальних адипоцитів притаманна висока щільність в-адренорецепторів (особливо в₃), рецепторів до кортикостероїдів та андрогенів і відносно низька щільність б₂-адренорецепторів і рецепторів до інсуліну, що обумовлює високу чутливість жирової тканини до ліполітичного ефекту катехоламінів і низьку - до антиліполітичного ефекту інсуліну [10,19,180]. Інтенсивний ліполіз в інтраабдомінальних адипоцитах призводить до вивільнення великої кількості ВЖК, які надходять по ворітній вені в печінку, а потім - у системний кровотік, що призводить до підвищення їх вмісту у плазмі крові, артеріях, міокарді, скелетних м'язах, печінці та інших тканинах. Печінка піддається потужній і постійній дії ВЖК, що сприяє низці метаболічних порушень з подальшим розвитком ІР і системної гіперінсулінемії [103].

На думку авторів, роль абдомінального ожиріння в розвитку ІР визначається зміною метаболізму вісцеральної жирової тканини, внаслідок чого підвищується рівень чинників, що посилюють ІР (IL-6, TNF-б, лептин, резистин, адипсин, білок, стимулюючий ацетилювання, інгібітор активатора плазміногену 1-го типу (PAI-1), ангіотензиноген, вісфатін, апелін) і знижується рівень чинників, що перешкоджають її розвитку (адипонектин) [24,25,160,198].

Останніми роками широко обговорюється роль лептинорезистентності в розвитку вісцерального ожиріння та ІР. Численні дослідження свідчать, що за фізіологічних умов лептин обмежує надмірне накопичення жиру в організмі, шляхом модуляції в гіпоталамусі синтезу різних пептидів, які сприяють зменшенню апетиту. Так, при введенні лептину в структури головного мозку експериментальним тваринам відмічається дозозалежний ефект у вигляді зниження потреби в їжі, збільшення витрачання енергії і зменшення маси тіла [242]. До певної міри, це може бути обумовлено збільшенням зворотного захоплення серотоніну під впливом лептину. Тобто, ефекти останнього в зниженні маси тіла частково опосередковуються через серотонінергічну систему мозку [12]. Крім того, передбачається, що лептин призводить до ушкодження жирових клітин через індукцію апоптозу [224].

При вісцеральному ожирінні рівень лептину в крові є підвищеним [211,216]. Вважається, що це обумовлено лептинорезистентністю внаслідок порушення транспорту цього чинника через гематоенцефалічний бар'єр або через дефект рецепторів до нього.

Механізм впливу лептину на м'язову та жирову тканину представлений різними авторами неоднозначно. За результатами одних дослідників, у м'язовій тканині лептин справляє гальмівний вплив на фосфорилювання IRS-1 за тирозином [203,233], а у жировій - пригнічує транспорт глюкози, що стимулюється інсуліном. Інші автори вважають, що лептин, навпаки, здатний посилювати захоплення глюкози жировими та м'язовими клітинами [14]. При цьому, рівень лептину відбиває не лише кількість накопиченого жиру, але і порушення енергетичного обміну: при голодуванні концентрація лептину значно знижується, а при переїданні, навпаки - підвищується. У вісцеральній жировій клітковині його рівень прямо корелює з індексом маси тіла, величиною артеріального тиску та частотою серцевих скорочень [235].

Звертає на себе увагу той факт, що формування МС у чоловіків залежить від ступеня абдомінального ожиріння, а у жінок ця залежність проявляється тільки з часу розвитку менопаузи й гіпоестрогенемії [75]. Найбільш вразливим періодом у жінок вважається пременопауза [134]. На тлі дефіциту естрогенів порушується метаболізм ЛП, глюкози, інсуліну, розвивається ЕД. У дослідженні EUROASPIRE показано, що з віком у жінок збільшується поширеність вісцерального ожиріння та зростає рівень ХС ЛПНЩ [134]. Наявність ЦД 2-го типу або порушень вуглеводного обміну в пацієнтів жіночої статі з МС вважається прогностично несприятливою ознакою.

Примітно, що у ряді фундаментальних досліджень показано, що ожиріння є швидше маркером, ніж причиною розвитку МС, оскільки у значної кількості осіб з надмірною масою тіла МС не розвивається, а у багатьох хворих з МС немає ожиріння. Встановлено також, що залежність між МС і АГ не залежить від наявності ожиріння (як загального, так і вісцерального), а кореляція між ожирінням та ІР при врахуванні активності системної запальної відповіді не виявляється [8]. Крім того, результати досліджень останніх років свідчать про те, що розвиток ІР залежить не від збільшення маси жирової тканини, а від накопичення ліпідів безпосередньо в печінці, скелетних м'язах і міокарді, а ожиріння лише сприяє цьому. Так, у мишей з генетичною ліподистрофією та відсутністю підшкірної і вісцеральної жирової тканини, як і при кахексії у онкологічних хворих, відмічається виражена ІР на тлі високого вмісту ліпідів у гепатоцитах. Усунення ліподистрофії шляхом трансплантації жирової тканини відновлює чутливість клітин печінки, міокарду та скелетних м'язів до інсуліну паралельно зі зникненням накопичених у них ТАГ [8].

Неодноразово відмічалося також, що неалкогольний стеатогепатит закономірно поєднується зі зниженням чутливості до інсуліну, незалежно від наявності і обсягу підшкірного та вісцерального жиру, а зменшення індексу маси тіла у осіб з ожирінням сприяє зростанню чутливості до інсуліну тільки у тому випадку, якщо супроводжується зменшенням вмісту ліпідів безпосередньо у гепатоцитах і скелетних м'язах. Цей ефект виникає тільки при значній втраті маси тіла, що перевищує 25% [268].

Ці дані зумовили появу альтернативної гіпотези, відповідно до якої, основою розвитку МС є гіперінсулінемія, оскільки інсулін здатний безпосередньо індукувати розвиток низки його компонентів. Так, АГ при МС спостерігається в 50% випадків у хворих з гіперінсулінемією і тільки у 10% без неї, незважаючи на те, що сам інсулін не має гіпертензивної дії, а, навпроти, є прямим вазодилататором [8].

Участь інсуліну в патогенезі АГ пов'язують з його здатністю викликати збільшення реабсорбції натрію й води нирками, стимулювати центри симпатичної нервової системи, активувати обмін йонів у гладеньких м'язах судин, що сприяє накопиченню в них натрію, кальцію та підвищенню чутливості до пресорної дії катехоламінів та ангіотензину ІІ. Інсулін також сприяє розвитку в гладеньких м'язах судин процесів ремоделювання шляхом стимулювання їхньої проліферації через локальну ренін-ангіотензин-альдостеронову систему, що є чинником стабілізації підвищеного рівня артеріального тиску [10,19,153,165,168].

Показано що гіперінсулінемія, здатна стимулювати синтез ЛПДНЩ у печінці, викликати суттєві кількісні та якісні зміни ліпопротеїнових молекул, підвищувати чутливість рецепторів клітинних мембран стінок артерій до ЛПНЩ та транспорт в них надлишку ХС [44]. В той же час, метаболіти ТАГ і НЕЖК порушують механізми передачі інсулінового сигналу, інгібують окиснення, транспорт, фосфорилювання глюкози, синтез глікогену [44].

Крім того, інсулін має виражену прозапальну і прооксидантну дію через здатність стимулювати продукцію супероксидного аніон-радикала, активуючи НАДФН-оксидазу плазматичної мембрани фібробластів, запальних клітин крові, адипоцитів, що супроводжується розвитком окиснювального стресу. Наявність цього ефекту встановлена також в ізольованих сегментах аорти щурів з гіперінсулінемією, тоді як застосування СОД або інгібіторів НАДФН-оксидази значно пригнічує продукцію АФК і зменшує активність вільнорадикальних реакцій [8].

У той же час, більшість дослідників розглядають гіперінсулінемію не як причину, а як наслідок розвитку МС. Виникаючи вторинно, як компенсаторна реакція на зниження чутливості до інсуліну, гіперінсулінемія тривалий час сприяє підтримці нормального рівня глюкози в крові.

Гіперглікемія також розглядається деякими дослідниками як безпосередня причина розвитку МС. Ця точка зору обґрунтовується здатністю глюкози індукувати розвиток окиснювального стресу, посилювати експресію NF-кB у моноцитах з їх активацією, адгезією до ендотелію, зростанням утворення TNF-б, моноцитарного хемотаксичного білку (MCP-1), в₂-інтегрину мембрани лейкоцитів, IL-1в [249]. При обстеженні 20 практично здорових добровольців, на тлі блокади ендогенної секреції інсуліну, стабілізація рівня глюкози в крові на рівні 15 ммоль/л поєднується зі зростанням рівня IL-6, IL-18, TNF-б в плазмі крові впродовж перших двох годин, у середньому на 55% [150], а у осіб з порушеною толерантністю до глюкози - рівень IL-6 та TNF-б у плазмі крові, підвищується вже на початку спостереження та зростає після відтворення більш тривалої гіперглікемії.

Роль гіперглікемії в розвитку МС певною мірою пов'язана також із здатністю глюкози активувати симпатичну нервову систему з розвитком АГ. Показано, що вміст норадреналіну в жировій тканині достовірно зростає після навантаження глюкозою або фруктозою. Оскільки фруктоза є менш інсуліногенною, ніж глюкоза, то однакова адренергічна реакція на ці моносахариди свідчить про відносно малу роль інсуліну в її розвитку [285].

В той же час, гіперглікемія частіше відмічається на пізніх етапах розвитку МС як результат ІР скелетних м'язів і печінки. Крім того, гіперглікемія може розвиватися вторинно, як наслідок запалення, а введення рекомбінантного IL-6 навіть практично здоровим особам супроводжується виникненням гіперглікемії і компенсаторної гіперінсулінемії [161].

На противагу цим поглядам, в останні роки особлива увага в механізмі розвитку ІР, МС і ЦД 2-го типу приділяється системній запальній відповіді та окиснювальному стресу [8,23,49,101]. Так, у дослідженні IRAS (INSULIN RESISTANCE ATHEROSCLEROSIS STUDY) при обстеженні 1087 осіб без ЦД значення хронічного субклінічного запалення, як чинника розвитку ІР і МС, була підтверджена наявністю високої кореляції між чутливістю до інсуліну та активністю запалення [172]. Ці дані були підтверджені і в дослідженні ARIC (ATHEROSCLEROSIS RISK IN COMMUNITIES), в якому у 10275 осіб ризик розвитку ІР і ЦД 2-го типу протягом 9 років спостереження позитивно корелює з індексом маси тіла, частотою серцевих скорочень, рівнем ТАГ у плазмі крові й інтегральним індексом системного запалення, який визначали з урахуванням його основних маркерів [228].

У низці досліджень встановлено, що ІР може розвиватися при багатьох патологічних процесах (запаленні, сепсисі, онкогенезі), загальною ознакою яких є посилене вивільнення TNF-б. Так, при обстеженні 40 хворих на ЦД 2-го типу було показано, що рівень TNF-б у плазмі крові був підвищений, у порівнянні з контролем, на 23% у осіб з помірною ІР, на 50% - з вираженою ІР. При цьому, він позитивно корелює з індексом маси тіла, рівнем ТАГ і глюкози та негативно - з ХС ЛПВЩ [8].

На думку авторів, TNF-б індукує розвиток ІР за допомогою низки механізмів, включаючи пряму інгібуючу дію на рецептори інсуліну, мембранну експресію GLUT 4, фосфорилювання IRS-1 [8].

За умов експерименту неодноразово була показана здатність прозапальних цитокінів IL-6 і TNF-б викликати гіперглікемію [8]. Встановлено, що IL-6 посилює вивільнення інсуліну, що стимулюється глюкозою, ізольованими клітинами підшлункової залози, послаблює ініційований інсуліном синтез глікогену гепатоцитами. Показано, що у патогенез ІР безпосередньо залучена реакція гострої фази запалення з активацією імунної системи. Підвищення концентрації IL-6 та С-РБ в крові є достовірним предиктором МС.

Повідомляється про високу позитивну кореляцію між ступенем ІР і рівнем у плазмі крові медіаторів запалення - TNF-б, IL-6 [275,276]. Показано, що вони викликають розвиток ІР як завдяки прямому впливу на рецептори інсуліну і пригнічення фосфорилювання їхніх тирозинових залишків, так і шляхом стимуляції секреції кортизону і гормону росту [277].

Нерозривний зв'язок запалення низької градації з ожирінням і іншими компонентами МС показаний при спостереженні 2821 практично здорової особи, протягом 6 років. При цьому, достовірною прогностичною ознакою прогресуючого зростання маси тіла виявляється збільшення в плазмі крові хоча б одного з маркерів запалення (фібриногену, оросомукоїду, антитрипсину, гаптоглобіну, церулоплазміну) [149]. Встановлено, що запалення сприяє посиленому утворенню жирової тканини [136]. Так, при трирічному спостереженні осіб з підвищеним рівнем фібриногену та кількості нейтрофілів у плазмі крові відмічається значний приріст маси тіла. В той же час, ожиріння підвищує активність запалення, внаслідок чого формується замкнуте «порочне» коло.

Одним з механізмів збільшення маси тіла та розвитку інших компонентів МС при запаленні є прямий вплив цитокінів (TNF-б, IL- 1в) на вищі вегетативні центри з активацією симпатичної нервової системи, підвищенням апетиту, розвитом гіперкортизолемії, АГ, ожиріння, резистентності до лептину, ІР [170].

Існує гіпотеза, що рівень біохімічних маркерів МС - запалення, гемостазу та нейрогуморальних маркерів підвищується ще до виникнення АГ та розвитку ЦД [19]. При проведенні Framingham Offspring Study вивчали такі біохімічні показники, таких як С-РБ, PAI-1, фібриноген, рівень альдостерону, реніну, натрійуретичного пептиду та гомоцистеїну [183]. Дослідниками виявлено позитивний зв'язок між частотою розвитку МС та рівнем біохімічних маркерів, таких як PAI-1 та альдостерон. Відомо, що PAI-1 бере участь у регуляції обміну жирової тканини, розвитку ожиріння та ІР. На його синтез впливають інсулін, глюкокортикоїди, ангіотензин ІІ, цитокіни та жирні кислоти. У дослідженні виявлено зв'язок між рівнем альдостерону та розвитком ІР і таких компонентів МС, як: АГ, рівень ТАГ, обхват талії та зниження рівня ХС ЛПВЩ.

Проте виявлено, що у патогенезі ІР запалення не завжди є первинним. Як уже згадувалося, запалення може бути і наслідком ожиріння, оскільки жирова тканина є найважливішим джерелом прозапальних цитокінів (IL-6, TNF-б). Ожиріння призводить до пропорційного підвищення їх рівня в крові, а зростання чутливості до інсуліну при втраті маси тіла або застосуванні препаратів групи тіазолідинедіонів поєднується зі зменшенням рівня в плазмі крові С-РБ і TNF-б [150]. Окрім цього, гостра фаза запалення може запускатися у відповідь на збільшенням концентрації в крові глюкози і ВЖК, а також після вживання їжі. При цьому, утворення IL-6 у жировій тканині збільшується в 5 разів. Ця залежність підтверджується наявністю прямого зв'язку між концентрацією в крові глюкози, глікозильованого гемоглобіну, медіаторів запалення (С-РБ і IL-6), а також здатністю підвищеного рівня глюкози in vitro стимулювати утворення IL-6 у моноцитах, що супроводжується зростанням рівня IL-6 та TNF-б у крові при гострій гіперглікемії та зниженням рівня в крові маркерів запалення при зменшенні її виразності.

Талаєва Т.В. та співавт. [91] показали наявність прямого зв'язку між компонентами МС, внаслідок чого, експериментальну модель ІР можна відтворити шляхом моделювання запалення, гіперліпідемії або гіперглікемії за умов тривалого вуглеводного та ліпідного навантаження.

Братусь В.В. та співавт. [8] вважають найбільш аргументованою і переконливою точку зору, відповідно до якої провідною причиною розвитку МС і патогенетичною основою атеросклерозу, ІХС, діабетичної кардіоміопатії є порушення обміну ліпідів і ЛП крові, зростання в ній рівня ТАГ і ВЖК.

У працях останніх років підкреслюється, що причини ІР є більш «ліпогенічними», ніж «глюкогенічними» [8,93-95]. Так, у осіб з ЦД 2-го типу значно порушена динаміка обміну ліпідів, підвищений рівень циркулюючих ВЖК і ТАГ [8]. В результаті відбувається виражене відкладення ліпідів в різних тканинах, включаючи скелетні м'язи, що може відігравати провідну роль як у етіології ІР, так і в порушенні функції в-клітин підшлункової залози.

Таким чином, проведений аналіз результатів сучасних досліджень свідчить про високу значущість МС, як патогенетичної основи розвитку ССЗ та ЦД 2-го типу. Результати багатьох клінічних та експериментальних робіт дозволили визначити механізми розвитку компонентів МС, патогенетичний зв'язок між ними. Водночас, поки що немає єдиної точки зору на визначення головної ланки патогенезу МС та послідовності залучення тих чи інших механізмів формування головних ознак МС, що це свідчить про необхідність більш поглибленого вивчення механізмів розвитку МС та розроблення єдиного патогенетичного підходу до лікування осіб з цією патологією.

1.2 Роль NF-кB сигналізації у механізмах розвитку інсулінорезистентності, ліпотоксичності, системної запальної відповіді, цукрового діабету 2 типу і атеросклерозу

Цитоплазматичний фактор транскрипції NF-кB (Nuclear Factor Kappa-light-chain enhancer of activated B cells) є одним з головних транскрипційних факторів, що відповідають за адаптивні реакції клітин. Він присутній у всіх клітинах дорослого організму, займаючи центральні позиції в регуляції більше ніж 100 (за іншими даними більше ніж 300) генів, відповідальних за індуктивний гомеостаз [42,68,174,217, 271].

Цей чинник унікальний тим, що може активуватися великим числом внутрішньоклітинних шляхів, індукованих фізичними і хімічними факторами (іонізуючою радіацією, ультрафіолетовим світлом, гіпербарією, форболовими ефірами та ін.), інфекційними агентами (бактеріями, вірусами, паразитами та їх продуктами), сигнальними молекулами (гормонами, ангіотензином II, факторами росту, цАМФ, АФК тощо), прозапальними цитокінами, окисненими ліпідами, НЕЖК, глюкозою (за умов гіперглікемії), сполуками, присутніми в атероматозних бляшках тощо [42,68,129,206,217,271].

NF-кB представлений п'ятьма білками - р50/105 (NF-кB1), р52/100 (NF-кB2)1, р65 (RelA), c-Rel и RelB [133,174,217,271]. Внутрішньоядерний транспорт NF-кB, взаємодію з ДНК, інгібіторами та утворення димеризованих молекул забезпечує їхній NH₂-кінець, який має Rel-гомологічний домен, що складається з 300 амінокислот.

Безліч генів, що регулюються NF-кB, містять одну або декілька NF-кB-зв'язуючих послідовностей. Тому, очевидно, в регуляції різних генів, індукованих у відповідь на різні стимули, беруть участь різні комбінації субодиниць [129,271]. Наприклад, у відповідь на дію TNF-б у ядрі швидко з'являються димерні комплекси p50-p65, p50-c-Rel, p65-c-Rel, p52-c-Rel і p52-p65. Це пов'язують з необхідністю наявності різних димерів для регуляції генів.

Специфіка NF-кB-реакцій доповнюється особливостями регуляторних IKK-IкB молекул, які, поряд з великою кількістю NF-кB-зв'язуючих ДНК-сайтів, забезпечують чутливість до низки стимулів. Сюди слід додати хімічні реакції, що впливають на структуру активованого NF-кB (від них залежить його транскрипційна активність) - ацетилювання, фосфорилювання, S-нітрозилювання [68]. Все це створює картину полівалентної активації NF-кB, яка містить безліч регуляторних шляхів, що призводять до реалізації ефекторного потенціалу клітин.

NF-кB присутній у цитоплазмі в неактивній формі, перебуваючи в комплексі з інгібіторними IкB-білками. Сімейство останніх включає IкBб, IкBв, IкBг / Р105, IкBд / Р100, IкBе і фактор-3 В-клітинної лімфоми (Bcl-3) [68,174,217,271], які мають декілька анкіринових повторів (складаються з 30-33 амінокислот), що зв'язуються з Rel-доменом NF-кB.

Класичним типом NF-кB вважається гетеродімер р50-р65, який міститься в більшості клітин. Гомодимери р50 неактивні і відіграють роль репресорів, оскільки не містять трансактиваційних доменів [68].

У відповідь на різні стимули відбувається фосфорилювання IкB ІКК (IкB kinase) - комплексом. При цьому, змінюється конформаційна структура молекул, що визначає їхнє розпізнавання та руйнування всередині протеасом [126, 133]. Це призводить до протеолітичного розщеплення IкB і його убіквітинізації та руйнування комплексу NF-кB/IкB. Після чого NF-кB активується, вивільняється і траслокується в ядро, де зв'язується з промоторними ділянками специфічних генів та активує процес транскрипції різних генів, задіяних в імунній, гострофазовій і запальній відповідях, зокрема, гени IL-1в,-2,-6,-8,-12, TNF-б, хемокінів, iNOS, молекул клітинної адгезії, головного комплексу гістосумісності, білків комплементу, чинників, що контролюють клітинний цикл (р53, циклин D1 та ін.), інгібіторів і активаторів апоптозу (c-IAP1, c-IAP2, FasL, Bcl-2, TRAF-1, TRAF-2, каспази тощо) [129,206,217,271] та генів, що кодують білки - компоненти АО системи (СОД, церулоплазмін) тощо [127,232].

У 2011 р І.П. Кайдашев [44] висунув концепцію прекондиціонування системи NF-кB сигналізації з розвитком системної запальної відповіді у хворих на ЦД 2-го типу, атеросклероз і МС.

Інсулін вважається достатньо потужним ростовим фактором, чиї ефекти опосередкуються через МАР (mitogen-activated protein) кіназний шлях. Після взаємодії між IRS-1 і SHC активується позаклітинно регульована кіназа (ERK), що переноситься в ядро і каталізує фосфорилювання транскрипційних факторів, які підсилюють ріст клітин, їхню проліферацію та диференціювання [264]. Тобто, цей шлях відіграє важливу роль у патогенезі атеросклерозу. Блокада МАР кінази запобігає стимуляції проліферативних ефектів інсуліну, але не виявляє дію на метаболічну активність цього гормону [185]. Важливими є дані щодо розвитку ІР в РІ-3-К шляху, при непошкодженому МАР кіназному шляху та механізмів розвитку запалення, що опосередковується через NF-кB [284] і c-Jun N-кінцеву кіназу, які також можуть викликати ІР [44].

Виявлено, що порушена активація фосфорилювання за тирозином IRS-1 і РІ-3-К у хворих на ЦД 2-го типу зі зниженою масою тіла та у осіб з нормальною толерантністю до глюкози, але з надмірною масою, викликає глибокі порушення транспорту та фосфорилювання глюкози, синтезу глікогену [231]. Внаслідок того, що еNOS активується за участю тієї ж РІ-3-К, порушується продукція NO, що призводить до розвитку ЕД та атеросклерозу [120]. Це, на думку науковців, відображає молекулярний зв'язок між ІР, запаленням і розвитком атеросклерозу у хворих на ЦД 2-го типу.

Дефект, що виникає в сигнальному шляху інсуліну, ініціює повторювані цикли зворотного зв'язку [44].

Порушення утилізації глюкози викликає гіперглікемію, яка стимулює секрецію інсуліну. Внаслідок порушень функціонування шляху IRS-1/РІ-3-К виявляється надлишкова стимуляція МАР-кіназного шляху, оскільки останній зберігає нормальну чутливість до інсуліну. Підвищене фосфорилювання IRS-1 за серином, викликане різними метаболічними та запальними порушеннями, що виявляється у хворих на ЦД 2-го типу, ще більше перешкоджає сигналізації від інсуліну через РІ-3-К шлях [145].

У хворих на ЦД 2-го типу та у осіб з надмірною масою тіла тривала стимуляція МАР кіназного шляху викликає проліферацію гладеньких м'язів судин, збільшує продукцію колагену, надлишкової кількості факторів росту та прозапальних цитокінів, що активує атерогенез. Необхідно відмітити, що більшість прозапальних цитокінів, в свою чергу, посилюють експресію NF-кB і викликають реципрокну активацію свого синтезу [142,157].

В останні роки показано, що гіперінсулінемія посилює здатність ангіотензину ІІ активувати NF-кB [163]. Слід зазначити, що ангіотензин ІІ також здатний фосфорилювати IRS-1 у клітинах гладеньких м'язів аорти та скелетних м'язів. Тобто, каскад реакцій, пов'язаних з NF-кB, є сполучною ланкою між ІР, атерогенезом і АГ.

Підвищена активність NF-кB розглядається як молекулярний механізм, відповідальний за розвиток запалення і ІР при ЦД 2 типу [162]. Показано, що TNF-б, IL-6 та протеїнкіназа C, також як IKK, викликають фосфорилювання IRS-1 за залишками серину, пригнічуючи інсуліновий сигнал, що призводить до розвитку ІР [138,159].

Відомо, що вміст IкB у скелетних м'язах хворих на ЦД 2-го типу знижений. Це пов'язують з підвищенням активності NF-кB. Показано, що низка стимулюючих факторів, в т.ч. ліпіди, активують сигнальний шлях NF-кB, викликаючи стан ІР у міоцитах організмів різних видів. Так, у міоцитах людини пальмітат посилює активність NF-кB і збільшує утворення мРНК IL-6. За цих умов трансфекція міоцитів суперрепресорним мутантом аденовірус-IкB блокує збільшення активності NF-кB і експресію мРНК IL-6 [240].

Циркулюючі НЕЖК також здатні викликати розвиток запалення та ІР, шляхом прямої активації TLR-4. У м'язах осіб з ожирінням та хворих на ЦД 2-го типу виявлено підвищений вміст мРНК і білка TLR-4, що тісно корелює з індексом ІР - НОМА - і активацією NF-кB [44,240]. Це, на думку дослідників, забезпечує ще один шлях реалізації прозапального ефекту НЕЖК і підсилює розвиток атеросклерозу.

На підставі аналізу літератури та власних досліджень І.П. Кайдашев [40,45] запропонував концепцію перманентної активації NF-кB, наслідком якої є розвиток інших компонентів МС (ІР, системного запалення, артеріальної гіпертензії, ЕД та дисліпідемії) (рис. 1.1).

Рис. 1.1. NF-кB як головна ланка патогенезу МС [40,45]

На кафедрі патофізіології Вищого державного навчального закладу України «Українська медична стоматологічна академія» виявлено, що введення як інгібіторів активації NF-кB (JSH-23, метформіну гідрохлориду) під час відтворення МС істотно впливає на систему NO, окиснювальні та репаративні процеси у тканинах пародонта та піднижньощелепних слинних залоз: знижує в них сумарну активність NOS та концентрацію продуктів окиснення NO - нітрит-йонів, зменшує продукцію супероксидного аніон-радикала, обмежує утворення вторинних продуктів пероксидного окиснення ліпідів (ТБК-активних сполук), резорбцію альвеолярного відростка щелеп, дезорганізацію сполучної тканини пародонта [35,61,62].

Таким чином, NF-кB може розглядатися як детермінанта патологічної системи при розвитку МС, що включає розвиток усіх компонентів цієї патології. Проте недостатньо доведеною залишається ефективність різних підходів до зниження транскрипційної активності NF-кB з метою усунення молекулярної основи розвитку МС і зниження ризику серцево-судинних захворювань. Не достатньо з'ясованими залишаються також взаємозв'язки NF-кB та системи оксиду азоту в патогенезі МС.

1.3 Роль оксиду азоту в патогенезі метаболічного синдрому та його наслідків

Оксид азоту (NO), вільнорадикальний газ, утворюється з амінокислоти L-аргініну під дією NOS (КФ 1.14.13.19) [112,156,221] в реакціях ферментативного або неферментативного відновлення нітрит-йонів [83,86,204,205].

Окрім L-аргініну в NO-синтазній реакції беруть участь молекулярний кисень, НАДФН та інші кофактори - тетрагідробіоптерин (ВН₄), флавінмононуклеотид (ФМН) / флавінаденіндинуклеотид (ФАД), глутатіон, йони Са²⁺, кальмодулін. У ході каталізу крім NO утворюється L-цитрулін [112,221]:

2 L-аргінін + 3НАДФН + 4О₂ + 3Н⁺ > 2 цитрулін +

+ 2NO + 3НАДФ + 4Н₂О (1)

Примітно, що дефіцит L-аргініну або хоча б одного з кофакторів, призводить до роз'єднання функціонування NOS та її дисфункції, внаслідок чого NOS переходить від продукції NO до утворення АФК, зокрема, супероксидного аніон-радикала [113,115,155]. Генерація останнього за участю nNOS значно підвищена у опасистих щурів лінії Zucker з ознаками ІР [246].

Продукцію NO в організмі ссавців каталізують три ізоформи NOS, дві з яких вважаються постійно функціонуючими ізоферментами: нейрональним (NOS I або nNOS) і ендотеліальним (NOS III, або eNOS) [112,156,221,289]. Ізоформи NOS I та NOS III, каталізують синтез NO у невеликих кількостях, постійно експресуються в клітинах, тому мають назву конститутивних. Для їх активації необхідні йони Са²⁺ і кальмодулін. NO, що продукується eNOS, є фізіологічно значущим вазодилататором, інгібітором агрегації й адгезії тромбоцитів, інгібітором проліферації та міграції гладеньком'язових клітин. Зниження продукції та / або біодоступності NO, що синтезується в ендотеліальних клітинах, вважають однією з основних причин ЕД, що має місце при таких патологічних станах, як дисліпідемія, гіперхолестеролемія, ЦД 2-го типу, АГ, МС, серцева недостатність тощо [63,99,102,108,120,197,252].