Стан системи оксиду азоту при ультрафіолетовому опроміненні у віддалені терміни в експерименті

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 546.172.6:615.831.4/.6:616-092.9

ДУ «Інститут нейрохірургії ім. акад. А.П. Ромоданова НАМН України», м. Київ

СТАН СИСТЕМИ ОКСИДУ АЗОТУ ПРИ УЛЬТРАФІОЛЕТОВОМУ ОПРОМІНЕННІ У ВІДДАЛЕНІ ТЕРМІНИ В ЕКСПЕРИМЕНТІ

Кицюк Н.І.

Звягінцева Т.В.

Представлена робота є фрагментом НДР «Удосконалення профілактики та лікування основних екозалежних та професій но обумовлених захворювань на основі вивчення особливостей їх етіології та патогенезу», № державної реєстрації 0116U008822.

Небезпечні прояви ультрафіолетового опро мінення (УФО) [21;23] (фотоіндуковане старіння, актинічний кератоз, еластоз, сонячне лентиго, меланома та немеланомні пухлини шкіри [17;18]), як правило, виникають після тривалого латентного періоду [2]. Про це свідчать і наші власні дослідження. Так, локальне УФО шкіри морських свинок в мінімальній еритемній дозі призвело до виражених змін морфофункціона- льного стану шкіри у віддалений постеритемний період - потовщення епідермального шару, дис трофічних змін епідермоцитів і дискератозу, збі льшення товщини фібробластів, підвищення ко- лагенізації дерми, зміни вмісту і структури елас тичних волокон, наростання нерівномірного фіб розу дерми з наступним розвитком склеротичнх змін [11;19].

Сучасна концепція патогенезу УФО шкіри пе редбачає провідну роль імунних порушень, ме ханізми та шляхи корекції яких активно вивча ються. Оксид азоту (NO) розглядають як важли вий фактор імунологічної реактивності, з яким пов'язана не тільки захисна, але й ушкоджува льна дія на організм [5;6]. З надлишковою про дукцією NO [15], яка виникає внаслідок активіза ції індуцибельної NO-синтази (iNOS), пов'язують формування вторинного імунодефіцитного стану [12]. Це спонукало нас дослідити роль NO в ме ханізмах розвитку негативних віддалених нас лідків дії УФО [10;15;22] на організм, зокрема на шкіру.

Мета дослідження

Дослідити вміст метаболітів NO у шкірі вог нища опромінення, а також їх концентрацію та активність iNOS в крові при локальному УФО шкіри морських свинок у постеритемний період.

Матеріали та методи

Дослідження виконані на 30 морських свин- ках-альбіносах масою 300-350 г, які були розподілені на 2 групи: інтактна (n=6); основна (n=24). У тварин основної групи опромінювали виголену ділянку шкіри УФ променями за допо могою ртутно-кварцевого опромінювача ОКН- 11М (УФ А і В) в дозі 1 МЕД (мінімальна еритем на доза). Тварини основної групи виводилися з експерименту в постеритемний період на 8-у, 15-у, 21-у та 28-у добу після опромінення з дот риманням принципів біоетики. Визначення вмісту загальних метаболітів NO в крові та шкірі проводили за методом L. Green et al. в модифі кації В.А. Метельської та Н.Г. Гуманової [13]; ні- трит-аніону - за Т.В. Звягіною [8]; вміст нітратів вираховували за різницею показників загальних метаболітів NO і нітрит-аніону. Активність iNOS в крові визначали за методом A. Loesch et al. [20]. Вміст метаболітів NO виражали в мкмоль/г у шкірі або мкмоль/л у крові, активність iNOS в крові - в одиницях оптичної щільності. Стати стичну обробку результатів проводили з викори станням «STATA 12», а також «Microsoft Office Ехсєі 2013». Нормальність розподілу оцінювали за критерієм Шапіро-Уілка. Дані представлені у вигляді середнього арифметичного ± стандарт не відхилення (М ± SD). Для порівняльного аналізу двох незалежних вибірок з дисперсії не нормального розподілу використовували У-тест Манна-Уїтні. Відмінності вважали статистично достовірними, якщо величина р <0,05.

Результати та їх обговорення

Локальне УФО шкіри морських свинок приз водить до вірогідного підвищення вмісту всіх ме таболітів NO в шкірі протягом 8-ї, 15-ї і 21-ї доби (рис. 1).

Підвищення загальних метаболітів NO спо стерігалося на 8-21 добу після опромінення. Зо крема, максимальне підвищення відмічалося на 8-у добу (в 1,9 разу вище норми). На 15-у добу показники дещо знижувалися, але все ще пере вищували аналогічні в інтактній групі в 1,7 разу (p<0,05), на 21-у добу - в 1,5 разу (p<0,05). На 28-у добу хоч і спостерігалося підвищення вміс ту загальних метаболітів NO, проте воно не було вірогідним.

Зміни вмісту нітратів були подібними до тих, що спостерігалися із загальними метаболітами NO. Максимальне зростання показника відбува лося на 8-у добу (в 1,9 разу вище норми). На 15- у та 21-у добу вміст нітратів мав тенденцію до зменшення, однак все ще перевищував значен ня інтактних тварин в 1,7 разу (p<0,05) та 1,5 ра зу (p<0,05) відповідно. Як і з загальними мета болітами NO, на 28-у добу цей показник пере вищував значення інтактних тварин, проте зміни не були вірогідними.

Щодо нітрит-аніону - максимальне зростання вмісту також відбувалося на 8-у добу після опромінення та перевищувало показник інтакт ної групи в 1,8 разу (p<0,05). Достовірним пере важанням норми було і на 15-у та 21-у добу (в 1,6 разу та 1,4 разу). Однак, на 28-у добу зна чення достовірно не відрізнялося від інтактних тварин.

Як видно з рис. 2, зміни концентрації метабо літів NO в крові, як і в шкірі також направлені в бік підвищення. Однак зростання рівня окремих метаболітів відрізнялося за ступенем та трива лістю. Концентрація загальних метаболітів NO була вірогідно підвищеною відносно норми на 8- у добу в 1,4 разу та на 15-у добу в 1,3 разу. В інші терміни дослідження достовірних переви щень порівняно з нормою не було знайдено.

Рівень нітратів в крові на 8-у добу перевищу вав норму в 1,4 разу (p<0,05). В подальшому ві рогідних змін концентрації нітратів порівняно з інтактними тваринами не було виявлено.

Привертають увагу зміни рівня нітрит-аніону в крові в основній групі (рис. 2). Його концентра ція була підвищеною протягом всього дослі дження і достовірно переважала норму з тенде нцією до зростання на 8-у добу в 2,3 разу, на 15- у добу - в 2,4 разу, на 21-у добу - в 2,5 разу. Навіть на 28-у добу рівень нітрит-аніону був ви щим від норми в 2,1 разу (p<0,05).

Щодо активності wOs, то вона була підви щена у всі терміни та достовірно перевищувала значення інтактної групи - в 3,4 разу на 8-у добу, в 2,9 разу на 15-у добу, в 2,8 разу на 21-у добу та в 2,4 разу на 28-у добу (рис. 3). метаболіт ультрафіолетовий опромінення кров

Таким чином, локальне УФО шкіри морських свинок супроводжується дисбалансом системи NO у віддалені постеритемні терміни. Про це свідчить підвищення вмісту загальних метаболі тів NO, нітратів та нітрит-аніону у відповідь на локальне УФО у віддалені після впливу терміни. Наші результати узгоджуються з даними дослід ників, що виявили зміни концентрації NO в ран ній постеритемний період і на 14-у та 28-у добу [4]. Відомо, що пошкоджуюча дія NO (інгібування активності ферментів, порушення структури ДНК, індукція процесів ПОЛ та ін.) реалізується значно більш високими концентраціями, ніж ре гуляторний та захисний вплив NO [3;9], а гене рація надлишкової кількості NO відбувається з участю надлишкової WOS. Дійсно, результати наших досліджень показали різку активацію WOS в крові протягом всього терміну дослі дження, що дає змогу констатувати триваюче утворення і пошкоджувальну дію NO.

Привертає увагу виражене і тривале збіль шення вмісту нітрит-аніону в крові, що є показ ником нітрозилюючого стресу [1 ;14]. Ще один важливий патогенетичний аспект впливу надли шкових кількостей NO на імунітет полягає в то му, що при запаленні різко зростає продукція су- пероксиданіону. Відмічається швидке поєднання надлишкової кількості NO і супероксиданіону з утворенням пероксинітриту.

Останній володіє ще більшою реакційною здатністю, ніж NO і су- пероксиданіон [3;16]. Це обгрунтовує необхід ність подальшого вивчення механізмів пошко джуючої дії УФО, зокрема дослідження окислю вально-антиоксидантного потенціалу, що і скла де мету наших майбутніх досліджень. Співставлення отриманих результатів цієї роботи з гістоморфологічними процесами, що відбуваються в шкірі [10;11], дозволяє зробити висновок, що метаболіти є достатньо надійним критерієм прогнозування перебігу процесів, які відбуваються в постеритемний період. Про мож ливість практичного використання показників метаболізму NO для оцінки тяжкості і прогнозу патологічного процесу вказують і інші дослідники [7].

Висновки

1. У шкірі вогнища опромінення підвищення вмісту загальних метаболітів NO, нітратів та ніт- рит-аніону відмічається у віддалені постеритемні терміни - на 8-у, 15-у, 21-у добу після опромі нення.

2. Локальне опромінення шкіри призводить до зростання концентрації загальних метаболітів NO на 8-у, 15-у добу, нітратів - на 8-у добу, ніт- рит-аніону - у всі віддалені постеритемні термі ни (8-а, 15-а, 21-а, 28-а доба).

3. Різка активація iNOS в крові спостерігаєть ся протягом всього терміну дослідження - 8-а, 15-а, 21-а, 28-а доба.

Література

1. Айдешвили-Сыромятникова М. К. Возможные механизмы про тивовоспалительного действия метилурацила / М. К. Айдеш вили-Сыромятникова, Л. П. Абрамова, Ю. В. Загоруйко, В. В. Мясоедов // Теоритична і експериментальна медицина. - 2013. - № 1 (58). - С. 18-21.

2. Акимов В. Г. Биологические эффекты ультрафиолетового об лучения кожи / В. Г. Акимов // Вестник дерматологии и вене рологии. - 2008. - № 3. - с. 81-84.

3. Бондарь Т. Н. Система L-аргинин/оксид азота и иммунитет / Т. Н. Бондарь // Експериментальна і клінічна медицина. - 2009. - №3. - С. 4-8.

4. Гринь В. В. Влияние мази, содержащей метилурацил с нано частицами серебра, на уровень метаболитов оксида азота при локальном ультрафиолетовом облучении кожи морских сви нок / Т. В. Звягинцева, В. В. Гринь, С. И. Миронченко // Фунда ментальные и прикладные проблемы медицины и биологии : международная научная конференция, 16-23 октября 2013 г. : материалы - Дубай (ОАЭ), 2013. - Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2013. - № 10, Ч.2. - С. 274-275.

5. Гринь В. В. Динаміка розвитку ультрафіолет-індукованих по рушень та їх фармакологічна корекція / В. В. Гринь // Медици на третього тисячоліття : міжвузівська конференція молодих вчених та студентів, 15-16 січня 2013 р. : збірник тез - Харків, 2013. - С. 195-196.

6. Гринь И. В. Влияние мази тиотриазолина с наночастицами се ребра на содержание метаболитов оксида азота при экспери ментальном термическом ожоге / И. В. Гринь, Т. В. Звягинце ва, В. В. Гринь // Фармакологія та лікарська токсикологія. - 2017. - № 1 (52). - С. 25-30.

7. Гулюк А. Г. Метаболиты оксида азота при посттравматической регенерации альвеолярной кости у крыс в условиях введения дексаметазона / А. Г. Гулюк, Е. В. Желнин // Вісник стоматоло гії. - 2013. - № 2. - С. 19-22.

8. Звягина Т. В. Изменения метаболизма оксида азота при рев матических заболеваниях / Т. В. Звягина, И. В. Гамаюнов, Е. А. Губанова [и др.] // Украинский ревматологический жур нал. - 2002. - №3(9). - С. 10-15.

9. Звягинцева Т. В. Роль метаболитов оксида азота в механиз мах развития экспериментального ожога / Т. В. Звягинцева, А. В. Кривошапка, Е. В. Желнин // Експериментальна і клінічна медицина. - 2011. - Т. 2, № 51. - С. 5-9.

10. Кицюк Н. І. Вплив мазі тіотриазоліну на морфологічні зміни шкіри морських свинок у віддалений постеритемний період пі сля ультрафіолетового опромінення / Н. І. Кицюк // Актуальні питання медичної теорії та практики. Збірник матеріалів між народної науково-практичної конференції: тез. доп. - 2017. - Дніпро, 2017. - С. 108.

11. Кицюк Н. І. Морфологічні зміни шкіри морських свинок у відда лені терміни після локальної дії ультрафіолетових променів в умовах застосування мазі тіотриазоліну з наночастками срібла / Н. І. Кицюк // Медико-фармацевтичний форум- 2017: ІІІ Між народна науково-практична конференція, 22 грудня 2017 р.: збірник тез - Карлові Вари - Київ, 2017. - SCIENCE AND LIFE. - 2017. - № 81. - С. 315-319.

12. Метельская В. А. Скрининг-метод определения уровня мета болитов оксида азота / В. А. Метельская, Н. Г. Гуманова // Клин. лаб. диагностика. - 2005. - № 6. - С 15-18.

13. Остапченко Л. И. Роль антиоксидантной системы и оксида азота в формировании стресс-индуцированой язвы желудка у крыс / Л. И. Остапченко, О. В. Сокур, Я. С. Максимович // Тен денции развития биологии, химии, физики : международная заочная научно-практическая конференция, 06 марта 2012 г.: материалы - Новосибирск : Изд. «Сибирская ассоциация кон сультантов», 2012. - 100 с.

14. Плехова Н. Г. Физиологическая роль оксида азота при инфек ционном процессе / Н. Г. Плехова, Л. М. Сомова // Успехи фи зиологических наук. - 2012. - Т. 43, № 3. - С. 62-81.

15. Гула Н. М. Протизапальний вплив N-стеароїлетаноламіну на експериментальну опікову травму у щурів / Н. М. Гула, А. А. Чумак, А. Г. Бердишев [та ін.] // Український біохімічний жур нал. - 2009. - Т. 81, № 2. - С. 107-116.

16. Bilag C. Chronic actinic damage of facial skin / C. Bilag, M.T. §ahin, S. Ozturkcan // Clin Dermatol. - 2014. - V.32(6). - P. 752 762.

17. Ridley A.J. Cellular and sub-cellular responses to UVA in relation to carcinogenesis / A.J. Ridley, J.R. Whiteside, T.J. McMillan, S.L. Allinson // Int J Radiat Biol. - 2009. - V.85(3). - P. 177-195.

18. Kitsyuk N. I. The influence of the thiotriazoline ointment with silver nanoparticles on morphological lesions of guinea pigs' skin due to the local effects of ultraviolet rays at the remote terms after irradia tion. / N. I. Kitsyuk, T. V. Zvyagintseva // Journal of Education, Health and Sport. - 2018. - V.8(1). - P. 274-279.

19. Loesch, A. Ultrastructural localization of NADPH-diaphorase and colocalization of nitric oxide synthase in endothelial cells of the rabbit aorta / A. Loesch, A. Belai, G. Burnstock // Cell Tissue Res. - 1993. - V. 274. - P. 539-545.

20. Sivamani R.K. The benefits and risks of ultraviolet tanning and its alternatives: the role of prudent sun exposure / R.K. Sivamani, L.A. Crane, R.P. Dellavalle. // Dermatol Clin. - 2009. - V.27(2). - P.149-154.

21. Tomas D. Apoptosis, UV-radiation, precancerosis and skin tumors / D. Tomas // Acta Med Croatica. - 2009. - V.63, Suppl 2. - P. 53 58.

22. Veier0d M.B. Solaria, vitamin D, and skin cancer / M.B. Veier0d, L.T. Nilsen, T.E. Robsahm // Tidsskr Nor Laegeforen. - 2010. - V.130(18). - P.1818-1821.

Анотація

Оксид азоту (NO) розглядають як важливий фактор імунітету, з яким пов'язана не тільки захисна, але й ушкоджувальна дія на організм при ультрафіолетовому опроміненні. Мета дослідження - дос лідити вміст метаболітів NO у шкірі вогнища опромінення, а також їх концентрацію та актив ність iNOS в крові при локальному ультрафіолетовому опроміненні шкіри морських свинок у посте- ритемний період. Матеріали та методи. Морських свинок (n=24) опромінювали ртутно-кварцевим приладом ОКН-11М (УФ А і В) в дозі 1 МЕД (мінімальна еритемна доза) і виводили з експерименту в постеритемний період (на 8-у, 15-у, 21-у, 28-у добу) з дотриманням принципів біоетики. Досліджу вали вміст загальних метаболітів NO, нітритів, нітратів в крові та шкірі, активність iNOS в кро ві. Результати. Локальне ультрафіолетове опромінення шкіри морських свинок супроводжувалося дисбалансом системи NO у віддалені постеритемні терміни. У шкірі відмічалося підвищення вмісту всіх метаболітів NO протягом 8-ї, 15-ї і 21-ї доби з максимумом на 8-у добу. У крові найбільші зсуви спостерігалися в концентрації нітритів та активності iNOS, показники яких значно перевищували норму протягом всього експерименту (8-а - 28-а доба), що свідчить про пошкоджувальну дію NO. Висновки. 1. У шкірі вогнища опромінення підвищення вмісту загальних метаболітів NO, нітратів та нітритів відмічається у віддалені постеритемні терміни - на 8-у, 15-у, 21-у добу після опромі нення. 2. Локальне опромінення шкіри призводить до зростання концентрації загальних метаболі тів NO на 8-у, 15-у добу, нітратів - на 8-у добу, нітритів - у всі віддалені постеритемні терміни (8- а, 15-а, 21-а, 28-а доба). 3. Різка активація iNOS в крові спостерігається протягом всього терміну дослідження - 8-а, 15-а, 21-а, 28-а доба.

Ключові слова: локальне ультрафіолетове опромінення, оксид азоту, постеритемний період.

Оксид азота (NO) рассматривают как важный фактор иммунитета, с которым связана не только защитное, но и повреждающее действие на организм при ультрафиолетовом облучении. Цель иссле дования - исследовать содержание метаболитов NO в коже очага облучения, а также их концентра цию и активность iNOS в крови при локальном ультрафиолетовом облучении кожи морских свинок в постэритемный период. Материалы и методы. Морских свинок (n=24) облучали ртутно-кварцевым прибором ОКН-11М (УФ А и В) в дозе 1 МЕД (минимальная эритемная доза) и выводили из экспери мента в постэритемный период (на 8-е, 15-е, 21-е, 28-е сутки) с соблюдением принципов биоэтики. Исследовали содержание общих метаболитов NO, нитритов, нитратов в крови и коже, активность iNOS в крови. Результаты. Локальное ультрафиолетовое облучение кожи морских свинок сопровож далось дисбалансом системы NO в отдаленные постэритемные сроки. В коже отмечалось повышение содержания всех метаболитов NO на протяжении 8-х, 15-х и 21-х суток с максимумом на 8-е сутки. В крови самые большие сдвиги наблюдались в концентрации нитритов и активности iNOS, показатели которых значительно превышали норму в течение всего эксперимента (8-е - 28-е сутки), что свиде тельствует о повреждающем действии NO. Выводы. 1. В коже очага облучения повышение содержа ния общих метаболитов NO, нитратов и нитритов отмечается в отдаленные постэритемные сроки - на 8-е, 15-е, 21-е сутки после облучения. 2. Локальное облучение кожи приводит к росту концентрации общих метаболитов NO на 8-е, 15-е сутки, нитратов - на 8-е сутки, нитритов - во все отдаленные по- стэритемные сроки (8-е, 15-е, 21-е, 28-е сутки). 3. Резкая активация iNOS в крови наблюдается в те чение всего срока исследования - 8-е, 15-е, 21-е, 28-е сутки.

Ключевые слова: локальное ультрафиолетовое облучение, оксид азота, постэритемный период.

Nitrogen oxide (NO) is considered as an important factor in immunity that however provides not only protective but also harmful effects on body during ultraviolet irradiation (UVI). The purpose of this study is to investigate the content of NO metabolites in the skin of exposed skin areas, as well as their concentration and activity of iNOS in the vblood after the local UVI of the skin of guinea pigs in the post-erythematous period. Materials and methods. Guinea pigs (n=24) were irradiated with a mercury-quartz device OKN-11M (UV A and B) in a dose of 1 MED (minimal erythematous dose) and removed from the experiment in the post- erythematous period (on the 8th, 15th, 21st, 28th days) in accordance with the principles of bioethics. We studied the content of total NO metabolites, the content of nitrites, nitrates in the blood and skin and the activity of iNOS in the blood. Results. Exposure of guinea pigs' skin to local UVI resulted in NO system imbalance in remote post-erythematous period. There was an increase in the content of total NO metabolites in the skin on the 8th, 15th and 21st days with a maximum on the 8th day. The greatest shifts in blood were observed in the concentration of nitrites and iNOS activity, whose rates significantly exceeded the normal indices throughout the experiment (8th - 28th days) indicating the damaging effect of NO. Conclusions. 1. In the skin of the UVI exposed foci the increased content of total metabolites of NO, nitrites and nitrates is observed in remote post- erythematous period, on the 8th, 15th, 21st day after the exposure. 2. Local skin exposure increases the overall concentration of NO metabolites on the 8th, 15th days, nitrates - on the 8th day, nitrites -throughout the remote post-erythematous time period (8th, 15th, 21st, 28th day). 3. The sharp activation of iNOS in the blood is observed throughout the study period - on the 8th, 15th, 21st and 28th days.

Key words: local ultraviolet irradiation, nitric oxide, post-erythematous period.

Размещено на Allbest.ru