Дослідження супероксид- та NO-залежних механізмів протекції N-ацетилцистеїну та лозартану в аорті та печінці щурів із стрептозотоцин-індукованим цурковим діабетом
DOI:
https://doi.org/10.15587/2519-4852.2017.119490Ключові слова:
стрептозотоцин, супероксид, аорта, печінка, щури, N-ацетилцистеїн, лозартанАнотація
Мета. Дослідити супероксид- та NO-залежні механізми дії N-ацетилцистеїну (NAC) та лозартану (LOS) в аорті та печінці щурів із індукованим цукровим діабетом 1 типу (ЦД1).
Методи. Щури із індукованим ЦД1 отримували NAC (1,5 г/кг), LOS (20 мг/кг) або їх комбінацію (NAC+LOS) протягом 4-х тижнів.
Результати. Швидкість генерування СР мітохондріями аорти нелікованих тварин із ЦД1 була достовірно вищою порівняно до групи контролю, в той час рівень NO знижувався. Продукція СР та NO значно підвищувалася у печінці тварин із ЦД1. Підвищувалася екскреція з сечею маркеру окисного пошкодження ДНК -8-оксогуаніну у щурів із ЦД1. Всі досліджувані фармакологічні схеми сприяли достовірному зниженню швидкості генеруванні СР та NO мітохондріями аорти та печінки; рівень NO був значно нижчий у тканині печінці щурів порівняно із групою ЦД1. Тільки NAC статистично значуще відновлював рівень NO в аорті діабетичних щурів. Введення NAC/ LOS або NAC+LOS сприяло збільшенню рівня 8-оксогуаніну порівняно із групою ЦД1.
Висновки. Корекція NAC та LOS чи їх комбінації пов’язана із захистом клітин аорти та печінки у тварин із ЦД1 від токсичної дії СР, перешкоджаючи мітохондріальній дисфункції і послідуючого руйнування ДНК, що свідчить про кардіопротекторні ефекти та загальне метаболічне покращення
Посилання
- Global report on diabetes (2016). Geneva: World Health Organization. Available at: http://www.who.int/diabetes/global-report/en/
- Worldwide trends in diabetes since 1980: a pooled analysis of 751 population-based studies with 4·4 million participants (2016). The Lancet, 387 (10027), 1513–1530. doi: 10.1016/s0140-6736(16)00618-8
- Giacco, F., Brownlee, M. (2010). Oxidative Stress and Diabetic Complications. Circulation Research, 107 (9), 1058–1070. doi: 10.1161/circresaha.110.223545
- Watanabe, K., Thandavarayan, R. A., Harima, M., Sari, F. R., Gurusamy, N., Veeraveedu, P. T. et. al. (2010). Role of Differential Signaling Pathways and Oxidative Stress in Diabetic Cardiomyopathy. Current Cardiology Reviews, 6 (4), 280–290. doi: 10.2174/157340310793566145
- Ansley, D. M., Wang, B. (2012). Oxidative stress and myocardial injury in the diabetic heart. The Journal of Pathology, 229 (2), 232–241. doi: 10.1002/path.4113
- Guo, R., Liu, B., Zhou, S., Zhang, B., Xu, Y. (2013). The Protective Effect of Fasudil on the Structure and Function of Cardiac Mitochondria from Rats with Type 2 Diabetes Induced by Streptozotocin with a High-Fat Diet Is Mediated by the Attenuation of Oxidative Stress. BioMed Research International, 2013, 1–9. doi: 10.1155/2013/430791
- Fulbright, J. M., Egas-Bejar, D. E., Huh, W. W., Chandra, J. (2015). Analysis of redox and apoptotic effects of anthracyclines to delineate a cardioprotective strategy. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 76 (6), 1297–1307. doi: 10.1007/s00280-015-2879-4
- Wang, J., Wang, H., Hao, P., Xue, L., Wei, S., Zhang, Y., Chen, Y. (2011). Inhibition of aldehyde dehydrogenase 2 by oxidative stress is associated with cardiac dysfunction in diabetic rats. Molecular Medicine, 17 (3-4), 172–179. doi: 10.2119/molmed.2010.00114
- Dludla, P. V., Nkambule, B. B., Dias, S. C., Johnson, R. (2017). Cardioprotective potential of N-acetyl cysteine against hyperglycaemia-induced oxidative damage: a protocol for a systematic review. Systematic Reviews, 6 (1), 1–5. doi: 10.1186/s13643-017-0493-8
- ESC Guidelines on diabetes, pre-diabetes, and cardiovascular diseases developed in collaboration with the EASD (2013). European Heart Journal, 34 (39), 3035–3087. doi: 10.1093/eurheartj/eht108
- Axelsson, A., Iversen, K., Vejlstrup, N., Ho, C., Norsk, J., Langhoff, L. et. al. (2015). Efficacy and safety of the angiotensin II receptor blocker losartan for hypertrophic cardiomyopathy: the INHERIT randomised, double-blind, placebo-controlled trial. The Lancet Diabetes & Endocrinology, 3 (2), 123–131. doi: 10.1016/s2213-8587(14)70241-4
- Ochiai, M., Brancalhao, E., Puig, R., Vieira, K., Cardoso, J., Oliveira-Jr, M., Barretto, A. (2014). Short-term add-on therapy with angiotensin receptor blocker for end-stage inotrope-dependent heart failure patients: B-type natriuretic peptide reduction in a randomized clinical trial. Clinics, 69 (5), 308–313. doi: 10.6061/clinics/2014(05)02
- Council Directive 2010/63/EU of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes (2010). Official Journal of the European Communities, 276, 33–79.
- Brosius, F. (Ed.) (2003). Low-Dose Streptozotocin Induction Protocol (Mouse). The University of Michigan Medical Center, 3.
- Burlaka, A. P., Sidorik, E. P. (2006). Radical forms of oxygen and nitric oxide in tumourogenesis. Kyiv Naukova Dumka, 227.
- Burlaka, A. P., Ganusevich, I. І., Golotiuk, V. V., Vovk, A. V., Lukin, S. М. (2016). Superoxide- and NO-dependent mechanisms of antitumor and antimetastatic effect of L-arginine hydrochloride and coenzyme Q10. Experimental Oncology, 38 (1), 31–35.
- Liu, Q., Wang, S., Cai, L. (2014). Diabetic cardiomyopathy and its mechanisms: Role of oxidative stress and damage. Journal of Diabetes Investigation, 5 (6), 623–634. doi: 10.1111/jdi.12250
- Raza, H., Prabu, S. K., John, A., Avadhani, N. G. (2011). Impaired Mitochondrial Respiratory Functions and Oxidative Stress in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. International Journal of Molecular Sciences, 12 (12), 3133–3147. doi: 10.3390/ijms12053133
- Wang, S., Wang, C., Yan, F., Wang, T., He, Y., Li, H. et. al. (2017). N-Acetylcysteine Attenuates Diabetic Myocardial Ischemia Reperfusion Injury through Inhibiting Excessive Autophagy. Mediators of Inflammation, 2017, 1–10. doi: 10.1155/2017/9257291
- Sivitz, W. I., Yorek, M. A. (2010). Mitochondrial Dysfunction in Diabetes: From Molecular Mechanisms to Functional Significance and Therapeutic Opportunities. Antioxidants & Redox Signaling, 12 (4), 537–577. doi: 10.1089/ars.2009.2531
- Liu, C., Lu, X.-Z., Shen, M.-Z., Xing, C.-Y., Ma, J., Duan, Y.-Y., Yuan, L.-J. (2015). N-Acetyl Cysteine improves the diabetic cardiac function: possible role of fibrosis inhibition. BMC Cardiovascular Disorders, 15 (1), 84. doi: 10.1186/s12872-015-0076-3
- Su, W., Zhang, Y., Zhang, Q., Xu, J., Zhan, L., Zhu, Q. et. al. (2016). N-acetylcysteine attenuates myocardial dysfunction and postischemic injury by restoring caveolin-3/eNOS signaling in diabetic rats. Cardiovascular Diabetology, 15 (1), 1–46. doi: 10.1186/s12933-016-0460-z
- Sleem, M., Taye, A., El-Moselhy, M. A., Mangoura, S. A. (2014). Combination therapy with losartan and l-carnitine protects against endothelial dysfunction of streptozotocin-induced diabetic rats. European Journal of Pharmacology, 744, 10–17. doi: 10.1016/j.ejphar.2014.09.032
- Dianat, M., Hamzavi, G. R., Badavi, M., Samarbafzadeh, A. (2014). Effects of Losartan and Vanillic Acid Co-Administration on Ischemia-Reperfusion-Induced Oxidative Stress in Isolated Rat Heart. Iranian Red Crescent Medical Journal, 16 (7). doi: 10.5812/ircmj.16664
- Kamper, M., Tsimpoukidi, O., Chatzigeorgiou, A., Lymberi, M., Kamper, E. F. (2010). The antioxidant effect of angiotensin II receptor blocker, losartan, in streptozotocin-induced diabetic rats. Translational Research, 156 (1), 26–36. doi: 10.1016/j.trsl.2010.05.004
- Sytnyk, I. M., Khaitovych, M. V., Chernovol, P. A. (2016). Antioxidant activity of angiotensin II inhibitors and metabotropic cardioprotectors under the conditions in vitro and in silico. Pharmacology and Drug Toxicology, 48 (2), 80–85.
- Wang, T., Qiao, S., Lei, S., Liu, Y., Ng, K. F. J., Xu, A. et. al. (2011). N-Acetylcysteine and Allopurinol Synergistically Enhance Cardiac Adiponectin Content and Reduce Myocardial Reperfusion Injury in Diabetic Rats. PLoS ONE, 6 (8), e23967. doi: 10.1371/journal.pone.0023967
- Mao, X., Wang, T., Liu, Y., Irwin, M. G., Ou, J., Liao, X. et. al. (2013). N-Acetylcysteine and Allopurinol Confer Synergy in Attenuating Myocardial Ischemia Injury via Restoring HIF-1α/HO-1 Signaling in Diabetic Rats. PLoS ONE, 8 (7), e68949. doi: 10.1371/journal.pone.0068949
- Kumar, S., Prasad, S., Sitasawad, S. L. (2013). Multiple Antioxidants Improve Cardiac Complications and Inhibit Cardiac Cell Death in Streptozotocin-Induced Diabetic Rats. PLoS ONE, 8 (7), e67009. doi: 10.1371/journal.pone.0067009
- Falach-Malik, A., Rozenfeld, H., Chetboun, M. et. al. (2016). N-Acetyl-L-Cysteine inhibits the development of glucose intolerance and hepatic steatosis in diabetes-prone mice. American Journal of Translational Research, 9 (8), 3744–3756.
- Chughlay, M. F., Kramer, N., Spearman, C. W., Werfalli, M., Cohen, K. (2016). N-acetylcysteine for non-paracetamol drug-induced liver injury: a systematic review. British Journal of Clinical Pharmacology, 81 (6), 1021–1029. doi: 10.1111/bcp.12880
- Li, Y.-S., Song, M.-F., Kasai, H., Kawai, K. (2013). 8-Hydroxyguanine in Urine and Serum as an Oxidative Stress Marker: Effects of Diabetes and Aging. Journal of UOEH, 35 (2), 119–127. doi: 10.7888/juoeh.35.119
- Kumar, P., Swain, M. M., Pal, A. (2016). Hyperglycemia-induced inflammation caused down-regulation of 8-oxoG-DNA glycosylase levels in murine macrophages is mediated by oxidative-nitrosative stress-dependent pathways. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 73, 82–98. doi: 10.1016/j.biocel.2016.02.006
- Simone, S., Gorin, Y., Velagapudi, C., Abboud, H. E., Habib, S. L. (2008). Mechanism of Oxidative DNA Damage in Diabetes. Diabetes, 57 (10), 2626–2636. doi: 10.2337/db07-1579
- Kumar, P., Rao, G. N., Pal, B. B., Pal, A. (2014). Hyperglycemia-induced oxidative stress induces apoptosis by inhibiting PI3-kinase/Akt and ERK1/2 MAPK mediated signaling pathway causing downregulation of 8-oxoG-DNA glycosylase levels in glial cells. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 53, 302–319. doi: 10.1016/j.biocel.2014.05.038
- Lodovici, M., Bigagli, E., Tarantini, F., Di Serio, C., Raimondi, L. (2015). Losartan reduces oxidative damage to renal DNA and conserves plasma antioxidant capacity in diabetic rats. Experimental Biology and Medicine, 240 (11), 1500–1504. doi: 10.1177/1535370215570826
- Cooke, M. S., Henderson, P. T., Evans, M. D. (2009). Oxidative Stress-Induced Carcinogenesis and Its Prevention Guest Editor: Shinya Toyokuni Sources of Extracellular, Oxidatively-Modified DNA Lesions: Implications for Their Measurement in Urine. Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition, 45 (3), 255–270. doi: 10.3164/jcbn.sr09-41
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Inna Sytnyk, Anatoliy Burlaka, Anastasia Vovk, Mykola Khaitovych
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу.