ДОСЛІДЖЕННЯ ПОКАЗНИКІВ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕСУ В НИРКАХ СТАТЕВОНЕЗРІЛИХ ЩУРІВ З ГІПЕРГОМОЦИСТЕЇНЕМІЄЮ
DOI 10.17721/1728.2748.2022.91.5-9
Ключові слова:
гіпергомоцистеїнемія, глутатіон, супероксиддисмутаза, каталаза, ниркиАнотація
Гіпергомоцистеїнемія у дітей може розвиватися внаслідок генетичних дефектів, ендокринних аномалій або за впливу харчових чинників. Підвищений рівень гомоцистеїну вважається фактором ризику прогресування хронічної хвороби нирок. Метою роботи було дослідити показники оксидативного стресу в гомогенаті нирок статевонезрілих щурів у контролі та за гіпергомоцистеїнемії. Було визначено концентрацію відновленого та окисненого глутатіонів, активність супероксиддисмутази, каталази та синтази оксиду азоту. Модель гіпергомоцистеїнемії відтворювали на одномісячних щурах-самцях, яких утримували на стандартному раціоні віварію. Дослідній групі внутрішньошлунково вводили D,L-тіолактон гомоцистеїну гідрохлориду на 1%-му розчині крохмалю в дозі 200 мг/кг маси тіла один раз на добу упродовж восьми тижнів. Контрольній групі тварин уводили відповідний об'єм 1%-го розчину крохмалю. Концентрацію білка визначали за методом Бредфорд. Активність супероксиддисмутази, каталази та синтази оксиду азоту визначали спектрофотометрично, концентрацію відновленого та окисненого глутатіону – флуорометричним методом. Установлено, що за гіпергомоцистеїнемії відбувалось зниження концентрації відновленого глутатіону, активності супероксиддисмутази, каталази та синтази оксиду азоту на тлі підвищення концентрації окисненого глутатіону в гомогенаті нирок статевонезрілих щурів. Отримані результати свідчать про те, що розвиток оксидативного стресу в нирках статевонезрілих щурів мав подібну тенденцію із процесом у статевозрілих тварин, описаним у літературі. Зниження концентрації відновленого глутатіону й активності ферментів антиоксидантного захисту можуть указувати на розвиток патологічних процесів у нирках.
Посилання
Kellum J, Romagnani P, Ashuntantang G, Ronco C, Zarbock A, Anders H. Acute kidney injury. Nat Rev Dis Primers. 2021;7(1):52. doi:10.1038/s41572-021-00284-z
Poddar R. Hyperhomocysteinemia is an emerging comorbidity in ischemic stroke. Exp Neurol. 2021;336:113541. doi:10.1016/j.expneurol. 2020.113541
Mallamaci F, Zoccali C, Tripepi G, Fermo I, Benedetto F, Cataliotti A, et al. Hyperhomocysteinemia predicts cardiovascular outcomes in hemodialysis patients. Kidney Int. 2002;61(2):609-14. doi:10.1046/j.1523-1755.2002.00144.x
Elsherbiny N, Sharma I, Kira D, Alhusban S, Samra Y, Jadeja R, et al. Homocysteine Induces inflammation in retina and brain. Biomolecules. 2020;10(3):393. doi:10.3390/biom10030393
Kozat S., Okman E. Homocystein: A new biochemical marker in livestock sector. J Adv Vet Anim Res. 2017; 4(4):319-32. doi:10.5455/javar.2017.d230
Bostom A, Rosenberg I, Silbershatz H, Jacques P, Selhub J, D'Agostino R, et al. Nonfasting plasma total homocysteine levels and stroke incidence in elderly persons: the Framingham Study. Ann Intern Med. 1999;131(5):352-5. doi:10.7326/0003-4819-131-5-199909070-00006
Sacharow S, Picker J, Levy H. Homocystinuria caused by cystathionine beta-synthase deficiency. In: Adam M, Everman D, Mirzaa G, et al., eds. GeneReviews. Seattle (WA): University of Washington, Seattle; 2004-2017. Available from: www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1524/
Weber G, Poloni S, Blom H, Schwartz I. Three Main Causes of Homocystinuria: CBS, cblC and MTHFR Deficiency. What do they Have in Common? J. inborn errors metab. screen. 2019;7:e20190007. doi:10.1590/2326-4594-JIEMS-2019-0007
Zhuo J, Wang H, Praticò D. Is hyperhomocysteinemia an Alzheimer's disease (AD) risk factor, an AD marker, or neither? Trends Pharmacol Sci. 2011;32(9):562-71. doi:10.1016/j.tips.2011.05.003
Ighodaro O, Akinloye O. First line defence antioxidants-superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPX): Their fundamental role in the entire antioxidant defence grid. Alexandria journal of medicine. 2018;54(4):287-93. doi:10.1016/j.ajme.2017.09.001
Ganguly P, Alam S. Role of homocysteine in the development of cardiovascular disease. Nutr J. 2015;14:6. doi:10.1186/1475-2891-14-6
Nyui M, Shoji Y, Ueno M, Nakanishi I, Matsumoto K. Reduction of molecular oxygen by redox active thiols: comparison of glutathione, N-acetylcysteine, cysteine, and homocysteine. J Clin Biochem Nutr. 2019;65(3):185-92. doi:10.3164/jcbn.19-25
Perna A, Ingrosso D, Lombardi C, Acanfora F, Satta E, Cesare C, et al. Possible mechanisms of homocysteine toxicity. Kidney Int Suppl. 2003;(84):S137-40. doi:10.1046/j.1523-1755.63.s84.33.x
Lai W, Kan M. Homocysteine-induced endothelial dysfunction. Ann Nutr Metab. 2015;67(1):1-12. doi:10.1159/000437098
Serbin A, Komar Y, Koval T, Kharchenko O, Andriychuk Т. Study of proteolytic activity in rats kidney and liver during the development of chronic alcoholic intoxication. Visnyk Taras Shevchenko national university of Kyiv. Biology. 2021;85(2):42-6. doi:10.17721/1728_2748.2021.85.42-46
Raksha N, Maievskyi O, Dzevulska I, Kaminsky R, Samborska I, Savchuk O, et al. Proteolytic activity in the heart of rats with hyperhomocysteinemia. Wiad Lek. 2022;75(4):831-5. doi:10.36740/WLek202204115
Bradford M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976;72:248-54. doi:10.1006/abio.1976.9999
Ruch R, Cheng S, Klaunig J. Prevention of cytotoxicity and inhibition of intercellular communication by antioxidant catechins isolated from Chinese green tea. Carcinogenesis. 1989;10(6):1003-8. doi:10.1093/carcin/10.6.1003
Chakraborthy G. Free radical scavenging activity of Aesculus indica leaves. Inter J PharmTech Research 2009;1:524-6.
Salter M, Knowles R, Moncada S. Widespread tissue distribution, species distribution and changes in activity of Ca2+-dependent and Ca2+-independent nitric oxide synthases. FEBS Lett. 1991;291(1):145-9. doi:10.1016/0014-5793(91)81123-p
Chin S, Pandey K, Shi S, Kobori H, Moreno C, Navar L. Increased activity and expression of Ca2+-dependent NOS in renal cortex of ANG IIinfused hypertensive rats. Am J Physiol. 1999;277(5):F797-804. doi:10.1152/ajprenal.1999.277.5.F797
Demchenko A. Glutathione system state in a hemolysate of erythrocytes among the patients with chronic cerebral ischemia. East european journal of neurologyer. 2016;4:30-6.
Wu X, Zhang L, Miao Y, Yang J, Wang X, Wang C, et al. Homocysteine causes vascular endothelial dysfunction by disrupting endoplasmic reticulum redox homeostasis. Redox Biol. 2019;20:46-59. doi:10.1016/j.redox.2018.09.021
Taysi S. Oxidant/antioxidant status in liver tissue of vitamin B6 deficient rats. Clin Nutr. 2005;24(3):385-9. doi:10.1016/j.clnu.2004.12.001
Melnik A, Zaichko N. Gender characteristics of hyperhomocysteinemia effect on metabolism of sulfur-containing amino acids and hydrogen sulfide in liver. Medical and Clinical Chemistry. 2017;1:95-101. doi:10.11603/mcch.2410-681X.2017.v0.i1.7352
Jurkowska H, Kaczor-Kamińska M, Bronowicka-Adamska P, Wróbel M. γ–Liaza cystationinowa [Cystathionine γ-lyase]. Postepy Hig Med Dosw. 2014;68:1-9. doi:10.5604/17322693.1085372
Lubos E, Loscalzo J, Handy D. Homocysteine and glutathione peroxidase-1. Antioxid Redox Signal. 2007;9(11):1923-40. doi:10.1089/ars.2007.1771
Tawfik A, Samra Y, Elsherbiny N, Shabrawey M. Implication of hyperhomocysteinemia in blood retinal barrier (BRB) dysfunction. Biomolecules. 2020;10(8):1119. doi:10.3390/biom10081119
He L, He T, Farrar S, Ji L, Liu T, Ma X. Antioxidants maintain cellular redox homeostasis by elimination of reactive oxygen species. Cell Physiol Biochem. 2017;44(2):532-53. doi:10.1159/000485089
Milton N. Homocysteine inhibits hydrogen peroxide breakdown by catalase. The open enzyme inhibition journal. 2008;1(1):34-41. doi:10.2174/1874940200801010034
Long Y. Nie J. Homocysteine in renal injury. Kidney diseases (Basel). 2016;2(2):80-7. doi:10.1159/000444900
Pereira B, Vale G, Ceron C. The role of nitric oxide in renovascular hypertension: from the pathophysiology to the treatment. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2022;395(2):121-31. doi:10.1007/s00210-021-02186-z M
Cheng M, Wu T, Huang L, Tain Y. Renoprotective effects of melatonin in young spontaneously hypertensive rats with L-NAME. Pediatr Neonatol. 2014;55(3):189-95. doi:10.1016/j.pedneo.2013.09.005
Gilinsky M, Polityko Y, Markel A, Latysheva T, Samson A, Polis B, et al. Norvaline reduces blood pressure and induces diuresis in rats with inherited stress-induced arterial hypertension. Biomed Res Int. 2020;2020:4935386. doi:10.1155/2020/4935386
Oliveira F, Assreuy J, Sordi R. The role of nitric oxide in sepsisassociated kidney injury. Biosci Rep. 2022;42(7):BSR20220093. doi:10.1042/BSR20220093
Ishimoto Y, Tanaka T, Yoshida Y, Inagi R. Physiological and pathophysiological role of reactive oxygen species and reactive nitrogen species in the kidney. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2018;45(11):1097-105. doi:10.1111/1440-1681.13018
Chen C, Yang W, Hsiao Y, Huang S, Huang Y. High homocysteine, low vitamin B-6, and increased oxidative stress are independently associated with the risk of chronic kidney disease. Nutrition. 2016;32(2):236-41. doi:10.1016/j.nut.2015.08.016
