ДИСЕРТАЦІЯ

на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук

доктор медичних наук, професор

ПОЛТАВА - 2016

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Патогенна дія метилметакрилату на організм людини і тварин

1.2 Механізми протекторної та токсичної дії оксиду азоту та його метаболітів на слинні залози та органи ротової порожнини людини і тварин

РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

РОЗДІЛ 3. СТАН ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ І ФУНКЦІЇ СЛИННИХ ЗАЛОЗ БІЛИХ ЩУРІВ ЗА УМОВ ДІЇ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТУ

3.1 Зміни активності NOS та орнітиндекарбоксилази в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

3.2 Зміни продукції супероксидного аніон-радикала у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

3.3 Зміни процесів пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов за умов дії метилметакрилату

3.4 Зміни активності б-амілази у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

РОЗДІЛ 4. ВПЛИВ ІНГІБІТОРІВ NO-СИНТАЗ ТА ЇХ СУБСТРАТУ НА ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНІ ПРОЦЕСИ І ФУНКЦІЮ СЛИННИХ ЗАЛОЗ ЩУРІВ ЗА УМОВ ДІЇ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТУ

4.1 Вплив інгібіторів і субстрату NO-синтаз та їх субстрату на активність NOS та орнітиндекарбоксилази в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

4.2 Вплив інгібіторів і субстрату NO-синтаз та їх субстрату на продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

4.3 Вплив інгібіторів і субстрату NO-синтаз та їх субстрату на процеси пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

4.4 Вплив інгібіторів і субстрату NO-синтаз та їх субстрату на активність б-амілази у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

РОЗДІЛ 5. РОЛЬ АРГІНАЗИ У МЕХАНІЗМАХ ПОРУШЕНЬ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ І ФУНКЦІЇ СЛИННИХ ЗАЛОЗ ЩУРІВ ЗА УМОВ ДІЇ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТУ

5.3 Вплив інгібітора аргінази L-норваліну на процеси пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

5.4 Вплив інгібітора аргінази L-норваліну на активність б-амілази у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

РОЗДІЛ 6. РОЛЬ ПЕРОКСИНІТРИТУ У ПАТОГЕНЕЗІ ПОРУШЕНЬ ОКИСНЮВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ І ФУНКЦІЇ СЛИННИХ ЗАЛОЗ БІЛИХ ЩУРІВ ЗА УМОВ ДІЇ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТУ

6.1 Вплив скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну на активність NOS та орнітиндекарбоксилази в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

6.2 Вплив скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну на продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

6.3 Вплив скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну на процеси пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

6.4 Вплив скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну на активність б-амілази у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

РОЗДІЛ 7. ЕФЕКТИВНІСТЬ ПОЄДНАНОГО ЗАСТОСУВАННЯ L-АРГІНІНУ ТА NF-кB ДЛЯ КОРЕКЦІЇ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ І ФУНКЦІЙ СЛИННИХ ЗАЛОЗ ЩУРІВ ЗА УМОВ ДІЇ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТУ

7.1 Поєднаний вплив L-аргініну та інгібітора NF-кB JSH-23 на активність NOS та орнітиндекарбоксилази в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

7.2 Поєднаний вплив L-аргініну та інгібітора NF-кB JSH-23 на продукцію супероксидного аніон-радикала у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

7.3 Поєднаний вплив L-аргініну та інгібітора NF-кB JSH-23 на процеси пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

7.4 Поєднаний вплив L-аргініну та інгібітора NF-кB JSH-23 на активність б-амілази у тканинах піднижньощелепних слинних залоз за умов дії метилметакрилату

РОЗДІЛ 8. АНАЛІЗ ТА УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Перелік умовних скорочень

ВСТУП

Актуальність теми. Слинні залози (СЗ) відіграють важливу роль в процесі травлення, формуванні місцевого імунітету в порожнині рота, синтезують низку ендогенних біорегуляторів [31,102,108]. Тобто функції СЗ є тісно взаємопов'язаними як з іншими відділами системи травлення, так і органами кровообігу, виділення тощо [46,81,163, 240].

Відомо, що залози травної системи, у т.ч. великі слинні, є досить чуттєвими до впливу різноманітних екзогенних та ендогенних чинників. Дисфункцію СЗ викликають стоматологічні і деякі системні захворювання, іонізуюче опромінення, травматичні ушкодження [3,45, 52], а також використання знімних протезів [111,83,84]. Все це негативно впливає на місцевий гомеостаз порожнини рота і функціонування травної системи в цілому.

У стоматологічній практиці як мономер для виготовлення знімних конструкцій зубних протезів використовують метилметакрилат. Кількість вільного (залишкового) мономера у пластмасі становить 5-8% [87]. Відома здатність цієї сполуки виділятися із базисів знімних зубних протезів, що може бути наслідком неякісного виготовлення останніх, підвищення агресивності слини тощо. Доведено, що мономер виявляє дозозалежну цитолітичну дію, сприяє вивільненню з клітин прозапальних медіаторів з подальшим розвитком запалення у порожнині рота, дисфункцією СЗ з виникненням гіпосалівації та наступним ще більшим порушенням адаптації до знімних зубних протезів за механізмом “зачарованого” кола [31,4,35,166,213].

Виявлена здатність метилового ефіру метакрилової кислоти викликати подразнення рецепторів слизової оболонки порожнини рота з рефлекторною зміною активності СЗ із подальшим їх виснаженням та розвитком атрофічних процесів [111,122].

В останні роки показана роль компонентів системи оксиду азоту (NO) у механізмах вільнорадикального та гіпоксичного некробіозу у тканинах СЗ за умов тривалого механічного ушкодження проток СЗ [52].

Відомо, що NO є важливим біорегулятором, виконує роль внутрішньо- та позаклітинної сигнальної молекули. В тканинах СЗ активно функціонують усі три ізоформи NO-синтаз (NOS) - ендотеліальна (eNOS), нейрональна (nNOS) та індуцибельна (iNOS) [256]. NO бере участь у регуляції гемодинаміки СЗ, процесів секреції слини, нейротрансмісії, забезпечує функціонування гістогематичного бар'єра, впливає на проліферацію та диференціювання клітин СЗ [152, 244].

При надлишковому утворенні NO порушує функціональну активність залізо- та мідьвмісних біополімерів, перетворюється в реакції з супероксидним аніон-радикалом (^.О) на пероксинітрит, який виявляє властивості як потужного патогенного чинника, так і сигнальної молекули [104,232,262].

Нещодавно показано, що вироблення цитотоксичної кількості NO значно зростає через індукцію iNOS при активації транскрипційного ядерного фактора кB (NF-кB) [160,239]. У той же час, дані літератури про взаємозв'язки між останнім та компонентами системи NO (NOS, нітрат- і нітрит-йонами, пероксинітритом) досить суперечливі.

Невизначеною залишається роль ізоформ NO-синтаз, пероксинітриту та NF-кB у патогенезі ушкодження СЗ за участю метилового ефіру метакрилової кислоти. З'ясування цього питання дозволить розширити існуючі засоби попередження та лікування ускладнень, пов'язаних із зубним протезуванням.

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). Здобувач є співвиконавцем тем. Тема дисертації затверджена на засіданні Проблемної комісії МОЗ і НАМН України “Нормальна та патологічна фізіологія” (протокол № 5 від 24.10.2013 р.) та на засіданні Вченої ради стоматологічного факультету (протокол №7 від 6.03.2014 р.).

Мета дослідження. Метою цієї роботи було з'ясування закономірностей впливу ізоформ NO-синтази, аргінази, пероксинітриту та NF-кB на вільнорадикальні процеси і білоксинтезуючу функцію піднижньощелепних слинних залоз білих щурів за умов тривалої дії метилметакрилату на слизову оболонку порожнини рота.

Завдання дослідження:

1. Дослідити стан NO-синтазного (за сумарною активністю NOS) та аргіназного (за активністю орнітиндекарбоксилази) шляхів метаболізму L-аргініну, рівень продукції супероксидного аніон-радикала, стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи в тканинах піднижньощелепних слинних залоз щурів та їх білоксинтезуючої функції (за активністю б-амілази) за умов 30-денної аплікації 1 % розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота.

2. Вивчити вплив селективних інгібіторів нейрональної та індуцибельної NOS та її субстрату L-аргініну на стан NO-синтазного та аргіназного шляхів метаболізму L-аргініну, рівень продукції супероксидного аніон-радикала, стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи в тканинах піднижньощелепних слинних залоз щурів та їх білоксинтезуючої функції за умов 30-денної аплікації 1 % розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота.

3. Дослідити вплив неселективного інгібітора аргінази L-норваліну на стан NO-синтазного та аргіназного шляхів метаболізму L-аргініну, рівень продукції супероксидного аніон-радикала, стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи в тканинах піднижньощелепних слинних залоз щурів та їх білоксинтезуючої функції за умов 30-денної аплікації 1 % розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота. інгібітор азот метаболіт ротовий

4. Вивчити дію скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну на стан NO-синтазного та аргіназного шляхів метаболізму L-аргініну, рівень продукції супероксидного аніон-радикала, стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи в тканинах піднижньощелепних слинних залоз щурів та їх білоксинтезуючої функції за умов 30-денної аплікації 1 % розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота.

5. Дослідити вплив інгібітора ядерної транслокації NF-кB JSH-23 стан NO-синтазного та аргіназного шляхів метаболізму L-аргініну, рівень продукції супероксидного аніон-радикала, стан пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи в тканинах піднижньощелепних слинних залоз щурів та їх білоксинтезуючої функції за умов 30-денної аплікації 1 % розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота.

6. З'ясувати закономірності поєднаного впливу L-аргініну та інгібітора ядерної транслокації NF-кB JSH-23 на стан вільнорадикальних процесів і білоксинтезуючу функцію піднижньощелепних слинних залоз щурів за умов 30-денної аплікації 1 % розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота.

Об'єкт дослідження: NO- та NF-кB-залежні механізми пошкодження слинних залоз.

Предмет дослідження: роль NOS, аргінази, пероксинітриту та NF-кB-сигналізації у патогенезі метаболічних розладів і функції слинних за умов патогенної дії метилметакрилату.

Методи дослідження: поставлена мета досягнута шляхом використання експериментальних і біохімічних методів дослідження слинних залоз щурів.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше виявлено, що 30-денна аплікація 1% розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота викликає у тканинах піднижньощелепних слинних залоз щурів дизрегуляторні зміни NO-синтазного та аргіназного шляхів метаболізму L-аргініну, збільшує продукцію супероксидного аніон-радикала, сприяє розвитку декомпенсованого пероксидного окиснення ліпідів, порушенню білоксинтезуючої функції піднижньощелепних слинних залоз. З'ясовано відмінності в ефектах індуцибельної та нейрональної NO-синтаз за умов дії метилметакрилату.

Вперше виявлено, що функціонування аргінази за умов 30-денної аплікації 1% розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота спрямоване на підвищення активності орнітиндекарбоксилази та реципрокне пригнічення сумарної активності NO-синтаз у тканинах піднижньощелепних слинних залоз, обмеження у них продукції супероксидного аніон-радикала НАДН-залежним (мітохондріальним) електронно-транспортним ланцюгом та інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів, збільшення активності антиоксидантних ферментів (супероксиддисмутази, каталази) та б-амілази.

Показано, що введення щурам скевенджеру пероксинітриту L-селенометіоніну та пригнічення активації транскрипційного фактора кB шляхом введення інгібітора його ядерної транслокації JSH-23 за умов 30-денної аплікації 1% розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота супроводжується зменшенням активності NO-синтаз у тканинах піднижньощелепних слинних залоз, обмеженням у них продукції супероксидного аніон-радикала НАДН- і НАДФН-залежними електронно-транспортними ланцюгами, інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів із підвищенням антиоксидантного потенціалу.

Вперше виявлено, що поєднане введення L-аргініну та JSH-23 за умов експерименту сприяє покращенню білоксинтезуючої функції піднижньощелепних слинних залоз, нормалізує рівень генерації супероксидного аніон-радикала НАДФН- і НАДН-залежними електронно-транспортними ланцюгами, виявляє адитивну дію щодо обмеження пероксидного окиснення ліпідів.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати можуть використовуватися як експериментальна база для розробки патогенетично обґрунтованих методів попередження та корекції метаболічних і функціональних розладів слинних залоз із залученням інгібіторів індуцибельної NO-синтази, NF-кB, скевенджерів пероксинітриту (L-селенометіоніну) у осіб, які використовують знімні конструкції зубних протезів або ортодонтичні апарати з ризиком вивільнення залишкового мономера (метилметакрилату). Розроблений спосіб експериментальної терапії дисфункції слинних залоз при дії на органи ротової порожнини метилового ефіру метакрилової кислоти (патент України № 101142).

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.

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 VI науково-практичній конференції “Актуальні питання патології за умов дії надзвичайних факторів” (Тернопіль, 2013), XIII читаннях ім. В.В. Підвисоцького (Одеса, 2014), Всеукраїнській науково-практичній конференції “Медична наука в практику охорони здоров'я” (Полтава, 2014), XVIIІ міжнародній медико-біологічній конференції молодих дослідників, присвяченій 20-річчю медичного факультету СПбДУ “Фундаментальная наука и клиническая медицина - Человек и его здоровье” (Санкт-Петербург, 2015), Всеукраїнській науково-практичній конференції з міжнародною участю, присвяченій 50-річчю кафедри патологічної анатомії та кафедри патофізіології Запорізького державного медичного університету “Актуальні проблеми сучасної патоморфології та патофізіології” (Запоріжжя, 2015), VIІІ науково-практичній конференції “Актуальні питання патології за умов дії надзвичайних факторів” (Тернопіль, 2015).

Публікації. Результати дослідження опубліковано в 5 статтях у фахових журналах України, що реферуються міжнародними наукометричними базами даних РІНЦ, Index Copernicus International, Google Scholar, 1 статті у фаховому журналі за кордоном (Республіка Білорусь), 6 робіт опубліковано у матеріалах конгресів і конференцій, одержано 1 патент України на корисну модель.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 158 сторінках комп'ютерного набору, містить 33 таблиці та 4 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 285 джерел - 126 кирилицею та 159 латиницею (обсягом 35 сторінок).

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Патогенна дія метилметакрилату на організм людини і тварин

Експериментальні та клінічні дослідження свідчать про те, що полімерні матеріали, які використовуються в медицині, та речовини, що з них вивільняються, можуть викликати різні несприятливі ефекти на організм людини та тварин. Ці розлади не завжди вкладаються в поняття "гостре отруєння", але є пов'язаними з різноманітними ефектами несприятливого впливу хімічних речовин на організм [116].

Широке розповсюдженням полімерів загострює проблему довготривалої дії хімічних речовин у порівняно невеликих дозах і концентраціях. Міграція шкідливих сполук з полімерів визначає не стільки погіршення якості виробів, скільки характер і рівень їх впливу на здоров'я людей. При цьому хімічні забруднення малої інтенсивності відрізняються повільною непомітною дією, частіше у формі хронічних інтоксикацій, які можуть набувати настільки масовий характер, що їх попередження стає важливою медико-біологічною та соціальною проблемою. Рівень міграції хімічних сполук з полімерів залежить від їхньої будови, терміну експлуатації, якості екстрагувального середовища, його температури і часу контакту, а також від низки менш значущих чинників [87,116,270]. Форма макромолекул полімеру має певне значення з погляду потенційної небезпеки виділення з полімерних матеріалів шкідливих речовин, у тому числі у біологічне середовище). Причому інтенсивність міграції низькомолекулярних сполук із сітчастих полімерів нижче, ніж з розгалужених і тим більше лінійних. Міграція хімічних сполук, що входять до складу полімерних матеріалів, визначається значною мірою завершеністю процесів полімеризації або поліконденсації. Будова полімерів з часом змінюється через перебіг процесів старіння і деструкції, а також вимивання та випотівання компонентів або продуктів їхньої взаємодії [124]. До складу полімерних матеріалів вводяться пластифікатори, наповнювачі, отверджувачі, мастила, стабілізатори та інші допоміжні речовини. Ці компоненти переважно не вступають у хімічний зв'язок з полімерами, а перебувають з ним у механічного зв'язку, через що здатні мігрувати в навколишнє середовище.

У стоматології застосовуються базисні, еластичні пломбувальні та реставраційні полімери. Розрізняють пластмаси гарячої та холодної полімеризації. До цієї групи також належать акрилові полімери - основні матеріали в ортопедичної стоматології. Акрилові пластмаси складаються з двох компонентів: полімеру (порошку) і рідини мономера (метилметакрилату). Продукт полімеризації останнього є поліметилметакрилат, який отримується шляхом суспензійного методу полімеризації. Таким чином, метилметакрилат (метиловий ефір метакрилової кислоти) є основною речовиною базисних пластмас [87,182,272]. Це безбарвна рідина із запахом ацетону, легко випаровується, вогненебезпечна, під дією світла і кисню повітря починає полімеризуватися. Вона є добре розчинною у спиртах, звичайних органічних розчинниках, обмежено розчинною у воді. Має поріг запаху 0,085 мг/л, допустима кількість міграції хімічних речовин (ДКМ) становить 0,25 мг/л [94,100,214,241,285].

З поліметилметакрилату виготовляють штучні зуби, основу для них і пломбувальні матеріали. Незначна частина молекул мoномера завжди знаходиться у вільному стані, тому повного його затвердіння досягти технічно неможливо.

На ринку виробів для стоматології метилметакрилат поширюється як матеріал для зовнішнього покриття зуба, заповнювачів порожнин і тріщин, що наносяться на поверхню зуба для попередження карієсу [167,182,199]. Поліметилметакрилат застосовують також як цемент для кісток, особливо для ендопротезування суглобів, краніо- і вертебропластики [74,193,248]. В останні роки метилметакрилат широко використовується при виробництві штучних нігтів [159,215].

В акриловій пластмасі залишковий мономер буває здатним або нездатним до вимивання. Нездатний до вимивання мономер є стабільно зв'язаним і виявляється до 0,3% навіть після 15 років користування ортопедичними або ортодонтичними конструкціями [17,50].

За даними експериментальних досліджень, навіть при правильному режимі полімеризації кількість залишкового мономера після гарячої полімеризації складає 0,2-0,5%, для пластмас холодного затвердіння це значення дорівнює 2-7%. В результаті порушення полімеризаційного циклу підвищується пористість та підвищене внутрішнє напруження матеріалу, що призводить до збільшення вмісту залишкового мономера (до 8%) [94,169,196,270].

Вихід метилметакрилату з базису протеза (ортодонтичного апарату) відбувається неоднорідно - в перші шість місяців відмічається невелике вимивання, а після 8-12 місяців цей процес прогресує [44].

Доведено наявність метилметакрилату в венозній крові хворих, яким під час операції вводили цемент, що містить цю сполуку, в стегно і вертлюжну западину (наведено за [116]). При цьому в плазмі крові максимальна концентрація метилметакрилату реєструвалася в перші 5 хв після введення цементу в кістку і становила 3,1 мкг/мл. Відзначено, що рівень метилметакрилату в клітинах крові в 2 рази вище, ніж у плазмі, причому з клітин він виводиться в 10 разів повільніше, ніж з плазми. Вважається, що клітини крові при цьому виконують роль накопичувача мономера.

Результати клінічних спостережень переконливо доводять, що залишковий мономер досить часто може викликати стійкість мікроорганізмів, пригнічення різних ланок імунітету, а також призводить до виникнення небажаних побічних реакцій (токсико-алергічні прояви, дисбіоз) [23,24,61].

Навіть невеликі дози акрилатів при тривалому контакті здатні викликати хронічний персистуючий гепатит. Окрім того, вони виявляють гемато-, нефро-, нейро- та імунотоксичну дію [71,137,140, 204,214]. Ендокринна патологія, ферментопатії, захворювання системи травлення призводять до підвищеної антигенної стимуляції, сприяють сенсибілізації організму.

Доведено, що мономер метилметакрилат і хімічні речовини, що виділяються з полімеру, є гаптенами, які набувають антигенних властивостей при зв'язуванні з білками в організмі. Встановлено, що алергічний стоматит при наявності базисних пластмас на основі поліметилметакрилату в порожнині рота може викликатися реакціями гіперчутливості IV і I типу. Реакція IV типу на першому етапі супроводжується макрофагальною інфільтрацією, а в подальшому - нейтрофільною.

При недотриманні гігієнічних правил по догляду за знімними акриловими пластинковими протезами і ортодонтичними апаратами на основі поліметилметакрилату на них адсорбуються колонії мікроорганізмів, продукти життєдіяльності яких є антигенами (гаптенами). У результаті алергічної реакції IV типу посилюється проникність слизової оболонки ротової порожнини, мікробні антигени проникають в тканини протезного ложа і викликають алергічні реакції I типу. Цьому сприяє те, що базисна акрилова пластмаса має підвищену гідрофільність, що призводить до виникнення внутрішніх напружень, а також формуванню порожнин, в які проникає мікрофлора, що зв'язується з пластмасою за рахунок утворення стабільних, стійких зв'язків [62,70].

Наводяться дані щодо розвитку різних алергічних захворювань у практиці ортопедичної стоматології як у лікарів, так і переважно у пацієнтів у вигляді бронхіальної астми, алергічних дерматитів, токсикодермії [138]. Повідомляється про більш часті випадки респіраторних, шкірних і урогенітальних розладів у осіб, що контактують з метилметакрилатом, що міститься у повітрі робочої зони навіть на рівні нижче за ГДК [116].

Неодноразово у стоматологів, хірургів-ортопедів, манікюрниць спостерігався алергічний дерматит на похідні акрилової кислоти та позитивні результати шкірного тесту на метилметакрилат. Описано випадки гіперчутливості до останнього у ортопедичних та хірургічних хворих, яким проводилася імплантація виробів з полімерних матеріалів [165,231]. Повідомляється про розвиток алергічних реакцій на акрилові штучні нігті [197,218].

За даними літератури, під час операцій первинного тотального ендопротезування кульшового суглоба з використанням кісткового цементу, що містить метилметакрилат, зупинка серця відбувається у 0,6-10% хворих і тягне за собою летальний результат у 0,02-0,6% випадків [74].

Описано випадок, коли у зубного техніка із 40-річним стажем, який зазнавав постійний і досить інтенсивний транскутанний та інгаляційний вплив метилметакрилату, розвинулася генералізована периферична сенсомоторна нейропатія аксонального дегенеративного типу, підтверджена біопсією [155]. Повідомляється про розвиток парестезій у зубних техніків-протезистів, які найчастіше контактують з цементом, що містить метилметакрилат [238]. Виявлення останнього в сечі цих працівників, на думку авторів, вказує на всмоктування речовини через шкіру.

У осіб, що займалися розливом метилметакрилату у форми, відзначалася дратівливість, швидка стомлюваність, частий головний біль, нудота, втрата апетиту, порушення моторної функції шлунка з розвитком ерозивного гастриту [116].

Метилметакрилат є потужним органічним розчинником і сприяє активації прокоагулянтів, які беруть участь у початкових етапах згортання крові. Важливу роль в цьому процесі відводять підвищенню проникності мембран формених елементів крові, що забезпечує вивільнення прокоагулянтів [109]. За даними О.М. Дорошенко [35], для метилового ефіру метакрилової кислоти зі зшивагентом - диметакриловим ефіром дифенілопропану - притаманна дозозалежна цитолітична дія, яка характеризується тим, що збільшення концентрації мономера підвищує гемоліз еритроцитів in vitro. ЛС₅₀ по гемолізу еритроцитів знаходиться на рівні 1,27% мономера в реакційному середовищі.

За даними дослідників [6], тільки частина з понад 100 сполук, що виявляються в стоматологічних кабінетах, можуть мати більш-менш значну концентрацію. Але з цих речовин тільки акрилати досягають максимальних концентрацій. Вміст метилметакрилату протягом робочого дня може збільшитися в 80-180 разів у терапевтичних кабінетах і 2-3 рази в ортопедичних і хірургічних відділеннях. Прогноз зростання захворюваності зубних техніків, пов'язаний з тривалим впливом метилметакрилату в приміщеннях зуботехнічних лабораторій, становить при виготовленні знімних протезів - 21%, при виготовленні незнімних протезів - 14%, а при реставрації знімних протезів - 7,4% [123].

Підвищені концентрації метилметакрилату у повітрі приміщень викликають, за даними дослідників, подразнення слизової оболонки очей, порушення з боку респіраторного тракту у вигляді кашлю, задишки [138,188], причому не тільки у пацієнтів і робітників, а й у експериментальних тварин [186], з розвитком запалення та атрофії назального ендотелію (у щурів і мишей) [210]. Респіраторні порушення при впливі метилметакрилату супроводжуються розвитком пневмонії, бронхітів і бронхіальної астми з тяжкими порушеннями бронхіальної прохідності [138,188].

При вивченні віддалених ефектів впливу метилметакрилату за умов експерименту отримані як позитивні свідчення про наявність у цієї сполуки ембріотоксичних, тератогенних і мутагенних властивостей, так і негативні [191,247,267]. Не виявлено збільшення частоти пухлин у тварин при дослідженні канцерогенності метилметакрилату. При проведенні когортних досліджень у осіб, які мають професійний контакт з метилметакрилатом, відзначається певне підвищення смертності від онкологічних захворювань органів дихання і товстої кишки. У нещодавно виконаному епідеміологічному дослідженні виявлено збільшення ризику випадків смерті у пацієнтів, які контактували з метилметакрилатом, від раку порожнини рота і глотки (в 15 разів), стравоходу (в 1,1 рази), товстої та прямої кишки (в 1,4 рази), молочної залози (у 1,3 рази), сечових органів і гемобластозів (у 2 рази) [66].

Встановлено, що метиловий ефір метакрилової кислоти, який потрапляє в слину внаслідок вимивання або стирання пластмаси, викликає токсичні та алергічні стоматити [15,23,24,43]. Показано, що акрилові пластинкові протези мають негативний вплив на тканини протезного ложа у 40% осіб, які ними користуються [86].

Романова Ю.Г. та співавт. [94] виявили, що тривалий вплив на слизову оболонку порожнини рота щурів метилметакрилату в концентрації 1% протягом 30 діб призводить до дегенеративних змін епітеліоцитів, ознаками репарації епітелію, що виявляється його гіперплазією, акантозом і фокальним гіперкератозом.

У роботах стоматологів повідомляється про розвиток «протезних стоматитів», пов'язаних з вивільненням надлишку мономера в базисах протезів, у 25-69% обстежених хворих [23,24,121,122].

За даними Т.С. Кочконян та співавт. [60], використання для заміщення дефектів зубних рядів незнімних ортопедичних конструкцій на основі метилметакрилату призводить до вираженої стимуляції вільнорадикального окиснення біомолекул і зниження активності каталази та СОД у ротовій рідині хворих. При цьому окисний стрес, що формується на тлі протезування незнімними і знімними ортопедичними конструкціями, виявляється як на місцевому, так і на системному рівнях. Системні прояви окисного стресу, на думку дослідників, пов'язані з накопиченням вторинних продуктів ПОЛ, зниженням небілкових тіолових груп, а також дисбалансом у роботі ферментів антирадикального захисту еритроцитів. Автори висловили припущення, що ініціація вільнорадикальних процесів у ротовій порожнині може бути пов'язана з дією нереалізованих радикалів залишкового мономера, що не вступив у реакцію полімеризації. Показана ефективність застосування антиоксидантної й антигіпоксантної терапії для зниження несприятливої дії метилметакрилату [39].

У працях останніх років показана негативна дія метилметакрилату на структуру та функції малих та великих СЗ. На думку деяких авторів, механізм походження зниження функції малих СЗ обумовлений низкою чинників, зокрема, впливом тиску базису на протезне ложе та дією остаточного мономеру акрилового протезу [18,48,121,122]. Так, жорсткість і пористість протезів, поганий догляд за ними сприяють транслокації мікроорганізмів у базис полімерного матеріалу з подальшим формуванням нальоту, який у сукупності з харчовими залишками призводить до значної колонізації мікроорганізмів, зокрема, грибів роду Candida [185]. Продукти життєдіяльності останніх викликають біль, печіння в зоні протезного ложа, а антигени цих грибів викликають алергічні реакції клітинного типу [19,247].

За даними дослідників [20,43,48,60,69], тривалий контакт з матеріалом знімного акрилового протезу призводить до розвитку гіпосалівації через дисфункцію СЗ.

Повідомляється, що слизова оболонка твердого піднебіння зазнає тиск базису протезу, що супроводжується її стоншенням і розвитком хронічного запалення з подальшою атрофією малих СЗ, заміщенням секреторних елементів жировою і сполучною тканиною. У осіб, які застосовували протез протягом 5-ти років, нерідко відмічаються складності в отриманні секрету, що виділяється в ділянці протезного ложа малими СЗ [88,98,247].

Сенчакович Ю.В. та Єрошенко Г.А. [101] при використанні 1% розчину метилового ефіру метакрилової кислоти для відтворення експериментальної гіпофункції піднебінних СЗ у білих щурів виявили спазм резистивної ланки мікроциркуляторного русла на 14 добу спостереження, після чого спостерігалася дилятація (до 30 доби експерименту). З боку обмінної і ємнісної ланок мікроциркуляторного русла визначається стійка дилятація протягом всього експерименту. На думку авторів, ці явища обумовлені безпосереднім подразнюючим впливом 1% розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку залозистої зони твердого піднебіння щурів.

Терешина Т.П. та Бабій Р.І. [111] показали, що залишковий мономер (метиловий ефір метакрилової кислоти) спричиняє збудження рецепторів слизової оболонки ротової порожнини. За цих умов великі СЗ рефлекторно підвищують свою активність, збільшуючи виділення слини. Це забезпечує нейтралізацію і змивання мономера із слизової оболонки порожнини рота. За цих умов гіперфункція СЗ призводить до компенсаторного наростання маси цих органів. Далі відбувається виснаження СЗ з ознаками їхньої атрофії та гіпофункції.

Новицька І.К. і Вітт В.В. [84] дослідили патоморфологічні зміни піднижньощелепних СЗ щурів за умов експериментальної гіпосаливації, яку відтворювали шляхом 30-денної аплікації 1% розчину метилового ефіру метакрилової кислоти на слизову оболонку порожнини рота тварин. Дослідники виявили тотальне зниження функціональної активності епітеліоцитів СЗ, що проявляється у відсутності в цитоплазмі вакуолей, виконаних секретом. Автори зробили висновок, що при деструктивних змінах у СЗ, що призводять до гіпосалівації, лікування повинно бути спрямоване на відновлення структури СЗ з одночасним застосуванням замісної терапії (штучної слини). Проте дослідники не запропонували конкретні методи патогенетичної терапії.

В іншій праці І.К. Новицька [83] повідомляє про втрату еластичності і зміну кольору СЗ (поява сірого відтінку) у щурів, порожнину рота яких обробляли мономером. При цьому відмічається зниження маси СЗ (маса привушних залоз зменшується майже в 2 рази у порівнянні з даними інтактних тварин).

Лише одиничні публікації висвітлюють механізми патогенної дії метилметакрилату на метаболізм в різних органах і тканинах.

Найважливіший шлях первинного перетворення залишкового мономера - гідроліз ефірного зв'язку карбоксилестеразою тканин з формуванням відповідних спиртів і кислот. У системах in vitro та in vivo при оцінці впливу метилметакрилату виявлено участь різних систем біотрансформації цього ксенобіотика - карбоксилестерази та цитохрому Р-450. У присутності метаболічної системи (мікросоми + НАДФН) різко активується реакція кон'югації відновленого глутатіону з акрилатами й їх похідними [114]. Доведено, що ці сполуки можуть пригнічувати тканинне дихання за рахунок блокади сульфгідрильних груп, в результаті чого утворюється метгемоглобін і руйнуються низькомолекулярні антиоксиданти безпосередньо в тканинах.

Еропкина Е.М. та співавт. [38] виявили токсичну дію метилметакрилату в клінічно адекватних концентраціях на енергетичний метаболізм, що проявляється у дозозалежному пригніченні сумарної активності мітохондріальних ферментів, що є одним з показників стресу на клітинному рівні. У іншій роботі [37] автори дослідили роль йонів Са²⁺ в механізмах клітинної загибелі на культурі клітин людини U-937 при дії на них метилметакрилату. Як індикатор транспорту Са²⁺ через біологічні мембрани використовували флуоресцентний зонд хлортетрациклін. Виявлено, що слаботоксичні концентрації метилметакрилату в більшості випадків викликали невелике, але достовірне, зниження зв'язування Са²⁺ клітинами, в той час як більш високі концентрації призводили до різкого підвищення поглинання Са²⁺.

Chen M.S. et al. [148] з'ясували закономірності дії метилметакрилату на первинну культуру людських нейронів неокортексу, отриману з ембріональної тканини мозку. Вплив мономера (1/200, V мономера / V гліцерола) протягом двох діб призводить до значного збільшення рівня лактатдегідрогенази. Проте призначення мономера (1/20000, 1/2000, або 1/200) істотно не збільшує рівень нітритів. Автори виявили, що метилметакрилат викликає зморщення нейронів з утворенням дистрофічних і / або фрагментованих аксонів, інколи - лізис клітин. Показано, що прекондиціювання культури із додаванням СОД, каталази та аскорбінової кислоти захищає нейрони від токсичної дії мономера. Автори підставили під сумнів зв'язок метилметакрилат-індукованої нейротоксичності з цитотоксичними властивостями оксиду азоту, але підтримують думку щодо опосередкування цього ефекту через агресивну дію супероксидного аніон-радикала та інших вільних радикалів.

Проте у інших дослідженнях виявлено здатність метилметакрилату збільшувати в організмі людини та тварин вироблення оксиду азоту, що супроводжується вазорелаксацією [127,128,184]. Примітно, що ендотелій-залежна відповідь у тканинах на введення мономера суттєво пригнічується при внесенні неселективного інгібітора NOS - метилового ефіру нітро-L-аргініну (L-NAME), що доводить участь NO у цьому процесі [209].

Таким чином, дані літератури доводять, що полімерні матеріали, що містять метилметакрилат, досить широко використовуються в стоматології та медицині, при цьому залишковий мономер здатний у досить значній кількості вивільнятися з полімерів та справляти негативну дію як на органи ротової порожнини, так і внутрішні органи. Доведена патогенна дія метилметакрилату на малі та великі СЗ, що супроводжується різким зниженням рівня секреції. При цьому показано, що секреторна активність СЗ має дуже важливу роль в забезпеченні гомеостазу та мікробіоцинозу порожнини рота, від яких залежить, як виникнення стоматологічної патології, так і підтримка соматичного здоров'я людини. Наслідком дисфункції СЗ є порушення гомеостазу ротової порожнини, зниження захисної функції слизової оболонки порожнини рота та зниження якості жувальної функції. Проте механізми ефекту метилметакрилату на великі СЗ до цього часу залишаються нез'ясованими, провідні ланки патогенезу цієї дії не визначені, що обумовлює необхідність подальших досліджень.

1.2 Механізми протекторної та токсичної дії оксиду азоту та його метаболітів на слинні залози та органи ротової порожнини людини і тварин

У наш час велика увага приділяється вивченню ролі оксиду азоту (NO), як універсального трансмітера, який належить до нещодавно винайденої групи сигнальних молекул - газових месенджерів, що містить поряд з цією молекулою монооксид вуглецю та сульфід водню [95]. Всі ці сполуки мають високу реакційну здатність та відіграють важливу роль у регуляції різних фізіологічних і патологічних реакцій.

Ендогенний NO забезпечує низку життєво важливих процесів, пригнічує агрегацію тромбоцитів та їх адгезію на стінках кровоносних судин [261], бере участь у регуляції тонусу кровоносних судин [126], діяльності органів дихання [242], шлунково-кишкового тракту [258] та сечостатевої системи [275]. Крім цього NO відіграє важливу роль у нейротрансмісії [67,90] та імунній відповіді [181,252,276].

Як вільний радикал з одним неспареним електроном на зовнішній р-орбіталі NO здатний реагувати з більшістю біологічних молекул [174]. Радикали NO характеризуються тривалим терміном існування (у воді, з якої видалений кисень, NО зберігається протягом декількох діб, у фізіологічному розчині - від 6 до 30 с, середній час «життя» в біологічних системах - 5-6 с). NО легко дифундує в біологічних системах і, крім того, може в організмі транспортуватися кров'ю, оскільки утворює своєрідні «депо» - стабільні комплекси з гемоглобіном і альбуміном сироватки (час існування при 37° С - приблизно 40 хв) [49,85,174].

Синтез NO в організмі людини і тварин відбувається шляхом ферментативної трансформації гуанідинового фрагмента амінокислоти L-аргініну за участю ферментів сімейства цитохром-Р-450-подібних гемпротеїнів - NOS [26,47,77,130,174,228].

У наш час описано три ізоформи NOS, загальним для яких є наявність оксигеназного домену на N-термінальній ділянці і редуктазного домену на С-термінальній [130]. Оксигеназний домен як кофактор містить ВН₄, а редуктазний - флавінаденіндинуклеотид (ФАД) і флавінмононуклеотид (ФМН) і НАДФ [130,162]. Між доменами розташовані амінокислотні залишки, що служать для зв'язування білка кальмодуліну. Всі ізоформи NOS каталізують перетворення L-аргініну в еквівалентну кількість NO та L-цитруліну [26,47,77,130,228] (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Ферментативне утворення оксиду азоту із L-аргініну [27]

Незважаючи на загальні риси в структурі NOS, кожен із ізоферментів має свої особливості локалізації та механізмів активації. За характером індукції та дії вони поділяються на два види: конститутивна NOS (сNOS), присутня в клітинах у постійній кількості, що не залежить від метаболічних процесів, і індуцибельна NOS (iNOS), яка зазвичай присутня в клітинах у слідових кількостях, однак при додаванні індукторів її концентрація зростає [47,126]. сNOS залежно від первинно виявленої локалізації поділяється на ендотеліальну (еNOS) і нейрональну (nNOS) ізоформи. nNOS є цитозольним білком, а еNOS - зв'язаним з мембраною [22,112]. До сNOS належить також ізофермент, який виявляється у мітохондріях різних клітин (mtNOS) і бере участь у регуляції окиснювального фосфорилювання [283]. Активність сNOS регулюється йонами Ca²⁺ через утворення комплексу з білком кальмодуліном (позитивна регуляція).

iNOS є кальцій / кальмодулін-незалежною, її активність індукується ліпополісахаридами, цитокінами і глюкокортикоїдами в макрофагах, гепатоцитах, ендотеліоцитах і кардіоміоцитах [27,47,257]. Основна функція iNOS - імунний захист організму, тобто синтез NO як прозапального агента [27,103,151].

Активність nNOS має максимальне значення близько 300 нмоль / мг / хв, iNOS - до 1000 нмоль / мг / хв, eNOS - близько 15 нмоль / мг / хв. Молекула nNOS (161 kDa) складається з 1434 амінокислотних залишків, iNOS (131 kDa) - 1153, eNOS (133 kDa) -1203 [64,103,228].

У СЗ експерсуються всі ізоформи NOS [256]. Висока активність NOS у СЗ притаманна епітеліальним, ендотеліальним і нервовим клітинам, а також клітинам, що беруть участь у процесі запалення [256, 271,280,282].

У СЗ гризунів nNOS виявлено у щільних сплетеннях нейронів, які експресують nNOS. Вона виявляється у апікальній мембрані екскреторних та посмугованих проток, цитоплазмі гранулярних і, у меншій мірі, екскреторних та посмугованих проток [202]. У людини цю ізоформу знайдено у нервових волокнах привушних і під'язикових СЗ [256].

В останні роки доведено, що продукція NO за участю nNOS (ацинарного походження, на думку дослідників) регулює у щурів опосередкований в-адренорецепторами біосинтез білка [246]. Показано, що активація в-адрено- та VIP-рецепторів викликає за фізіологічних умов секрецію привушною залозою б-амілази через NO/цГМФ-залежний механізм [245]. Через цей же сигнальний шлях опосередковується вивільнення б-амілази при М-холінергічній стимуляції СЗ [249].

Lomniczia A. et al. [202] наводять дані, що nNOS здатна активуватися у ненервових клітинах піднижньощелепної СЗ через мускаринові або K₁ рецептори метахоліном і субстанцією Р, що викликає збільшення внутрішньоклітинної концентрації Са²⁺, з чим пов'язана активація ферменту. Секреторний процес у СЗ за цих умов, на думку дослідників, ініціюється через NO/цГМФ-сигналізацію та відкриття йонних каналів.

На секреторну активність СЗ впливає також активність іншої конститутивної ізоформи - eNOS, через яку опосередкується неадренергічна, нехолінергічна дія нейропептидів, які вивільняються з вегетативних нервових волокон [236].

Проте D. Looms et al. [203] повідомляють, що NO має властивість розслабляти міоепітеліальні клітини СЗ та пригнічувати деякі до цього часу нез'ясовані механізми секреції амілази.

Tanaka T. et al. [265] вважають, що асоційоване з віком зменшення секреції СЗ пов'язано зі здатністю NO, що виробляється нейронами супраоптичних ядер і медіосептальної зони, відігравати інгібувальну роль у регуляції слиновиділення.

На процес секреції у СЗ може впливати також активність iNOS. Ця ізоформа виявлена в СЗ не тільки у макрофагах та гранулоцитах, а й у клітинах канальців і проток [202]. Показано, що збільшення активності iNOS у привушних залозах щурів за умов експериментального періодонтиту супроводжувалося підвищенням базальної секреції амілази [219]. Correia P.N. et al. [154] виявили, що up-регуляція експресії iNOS при введенні білим щурам ліпополісахариду підвищує секрецію СЗ за умов М-холінергічної стимуляції.

У той же час у експерименті на білих щурах, яким моделювали метаболічний синдром, показано, що функціонування iNOS пригнічує активність б-амілази у піднижньощелепних СЗ. Функціонування nNOS за цих умов, навпаки, сприяє збільшенню активності б-амілази у тканинах СЗ [42].

Відомо також, що iNOS і утворений нею NO сприяють активації вільно радикальних процесів з розвитком запальних і реактивно-дистрофічних уражень СЗ [42,52,53,106,271].

Виробляючи високі рівні NO (нано- та мікромолярні концентрації), iNOS може створювати різні NO-модульовані мікросередовища в тканинах. Для цієї ізоформи притаманна унікальна гнучкість ефектів. Варто відмітити, що мала кількість оксиду азоту (пікомолярні концентрації), що виробляється сNOS, може обмежувати ефекти iNOS, що також було виявлено при розвитку патологічних процесів у великих СЗ [42,52,53,58,106]. Проте, щоб бути ефективними, eNOS і nNOS повинні бути спрямовані та закріплені в безпосередній близькості від мішені дії NO (функціональна компартменталізація) [56].

Аргіназа - інший фермент, для якого L-аргінін є субстратом, оскільки метаболізм цієї амінокислоти йде не тільки окисним (NO-синтазним) шляхом з утворенням NO та L-цитруліну, але й альтернативним - неокисним (аргіназним) з утворенням L-орнітину та сечовини [216,217,223-225,277].

В організмі ссавців аргіназа присутня у вигляді цитозольної (тип I) та мітохондріальної (тип II) ізоферментів [221], які нещодавно були виявлені у ацинарних клітинах (але відсутні у протоках) СЗ щурів [281]. Активність аргінази у СЗ складає 3,6-7,3% такої у печінці щурів [281]. Помірний рівень активності аргінази I конститутивно представлений в ендотеліоцитах [135]. Аргіназа II є індуцибельною та активується ліпополісахаридами [135,278].

Аргінази відіграють важливу роль у синтезі орнітину, що є попередником проліну та поліамінів, які необхідні для клітинної проліферації і загоєння ран [216,217]. Блокада аргінази збільшує активність Са²⁺-залежної NOS та утворення NО клітинами. Аргіназа II типу експресується також в ендотеліоцитах судин, де вона конкурує за субстрат з eNOS [96,97,224,225].

При інтенсивній експресії аргінази можливі явища ендотеліальної дисфункції через недостатню продукцію NО. Такого роду механізм обмеження функції eNOS описаний при атеросклерозі, артеріальній гіпертензії, легеневій гіпертензії, ішемії-реперфузії міокарда та головного мозку, деяких інших патологічних процесах [59,67,96,97, 278].

Таким чином, метаболізм L-аргініну визначається головним чином найбільш потужними процесами - експресією iNOS, синтез якої стимулюється цитокінами Th1 (IL-1, TNFб, г-інтерферон), і аргінази, індукція синтезу якої забезпечується цитокінами Th2 (IL-4, IL-10, IL-13, а також трансформувальним фактором росту в) (рис. 1.2) [212].

Крім описаного вище NOS-механізму, генерація NO може відбуватися неферментативно в результаті взаємодії аргініну і пероксиду водню [269]. Виявлено, що нітрит-аніони - продукти окиснення NO - здатні відновлюватися в NO ферментативно (за участю бактеріальних та тканинних нітритредуктаз [147,254,255,260]) та неферментативно (у середовищах із кислими значеннями рН внаслідок розпаду азотистої кислоти шляхом протонування йонів NО, при ацидифікації в порожнині рота та шлунково-кишковому тракті, в реакціях відновленого глутатіону, аскорбінової кислоти та поліфенолів [142,208]).

Рис. 1.2. Шляхи метаболізму L-аргініну [212]

Нещодавно показано, що утворення NO при ферментативному відновленні нітрит-йонів в організмі ссавців може відбуватися в еритроцитах (за участю НАДH, НАДФH, флавопротеїнів та дезоксигемоглобіну), мітохондріях (за участю НАДH, НАДФH, флавопротеїнів та цитохромоксидази), ендоплазматичному ретикулумі (за участю НАДH, НАДФH, флавопротеїнів і цитохрому Р-450), при взаємодії з міоглобіном, ксантиноксидазою (за умов гіпоксії, ішемії - реперфузії), а також при функціонуванні eNOS (за умов гіпоксії) [146,147,168,179,229,250].

На цих фактах заснована концепція циклу оксиду азоту В.П. Реутова [89,92,93], в основі якої лежать уявлення про циклічні перетворенні продуктів метаболізму NO.

Цикл оксиду азоту включає два етапи (рис. 1.3) [89,92,93,208]:

- 1-й етап: NO-синтазна реакція. У ході реакції 1 відбувається перетворення L-аргініну в L-цитрулін і NO, який потім (реакція 2) окиснюється до нітрит- і нітрат-йонів;