Роль транскрипційного фактора NF-ΚB у розвитку оксидативного стресу у серці щурів за умов індукції системної запальної відповіді бактеріальним ліпополісахаридом

Abstract

Синдром системної запальної відповіді – це загрозливе ускладнення, яке може призводити до розвитку інфаркту міокарду. У розвитку синдрому системної запальної відповіді неоднозначну роль відіграє активація ядерного транскрипційного фактору κB (NF-κB). Метою даного дослідження є визначення впливу активації ядерного транскрипційного фактору NF-κB на продукцію супероксидного аніон радикалу (О2·-), активність супероксиддисмутази та каталази, вміст вільного малонового діальдегіду в серці щурів за умов експериментального синдрому системної запальної відповіді. Матеріали та методи. Дослідження виконані на 24 статевозрілих щурах-самцях лінії «Вістар» вагою 180-220 г. Тварини були розподілені на 3 групи по 8 тварин (контрольна, група синдрому системної запальної відповіді, група блокади NF-κB). Синдром системної запальної відповіді моделювали шляхом внутрішньоочеревинного введення бактеріального ліпополісахариду (Пірогенал) із розрахунку 0,4 мкг/кг 3 рази на тиждень в перший тиждень; далі раз на тиждень протягом 2-х місяців. Блокаду NF-κB здійснювали шляхом введення амонію пірролідіндітіокарбамату із розрахунку 76 мг/кг. У 10 % гомогенаті серця досліджували продукцію О2·-, активність супероксиддисмутази та каталази, вміст малонового діальдегіду. Результати. Індукція синдрому системної запальної відповіді пірогеналом збільшує базову продукцію О2·- на 54,6% відносно контрольної групи. Продукція О2·- від мікросомального електроно-транспортного ланцюга та NO–синтази збільшується на 52,9%. Продукція О2·- від мітохондріального електроно-транспортного ланцюга збільшується на 38,9%. Активність супероксиддисмутази зростає в 1,86 рази, активність каталази зростає в 1,53 рази. Концентрація вільного малонового діальдегіду в тканинах серця зростає на 81,2%. Блокада транскрипційного фактора NF-κB знижує базову продукцію О2·- на 38,9%; від мікросомального електронотранспортного ланцюга та NO–синтази на 41%; від мітохондріального електронотранспортного ланцюга на 22,2% відносно групи синдрому системної запальної відповіді. Активність супероксиддисмутази зменшується на 56,7% в той час як активність каталази статистично значуще не змінюється. Концентрація вільного малонового діальдегіду в тканинах серця зменшується на 31,4%. Висновки. Активація ядерного транскрипційного фактора NF-κB в серці щурів за умов індукції синдрому системної запальної відповіді пірогеналом призводить до збільшення продукції О2·- з послідуючим розвитком оксидативного стресу в тканинах серця. Компенсаторна активація антиоксидантних ферментів за цих умов не здатна запобігти розвитку оксидативного стресу в тканинах серця.

Синдром системного воспалительного ответа - это угрожающее осложнение, которое может приводить к развитию инфаркта миокарда. В развитии синдрома системного воспалительного ответа неоднозначную роль играет активация ядерного транскрипционного фактора κB (NF-κB). Целью данного исследования является определение влияния активации ядерного транскрипционного фактора NF-κB на продукцию супероксидного анион радикала (О2•-), активность супероксиддисмутазы и каталазы, содержание свободного малонового диальдегида в сердце крыс в условиях экспериментального синдрома системного воспалительного ответа. Материалы и методы. Исследования выполнены на 24 половозрелых крысах-самцах линии «Вистар» весом 180-220 г. Животные были разделены на 3 группы по 8 животных (контрольная, группа синдрома системного воспалительного ответа, группа блокады NF-κB). Синдром системного воспалительного ответа моделировали путем внутрибрюшинного введения бактериального липополисахарида (Пирогенал) из расчета 0,4 мкг / кг 3 раза в неделю в первую неделю; далее раз в неделю в течение 2-х месяцев. Блокаду NF-κB осуществляли путем введения аммония пирролидиндитиокарбамата из расчета 76 мг / кг. В 10% гомогенате сердца исследовали продукцию О2•-, активность супероксиддисмутазы и каталазы, содержание малонового диальдегида. Результаты. Индукция синдрома системного воспалительного ответа Пирогеналом увеличивает базовую продукцию О2•- на 54,6% относительно контрольной группы. Продукция О2•- от микросомальной электронотранспортной цепи и NO-синтазы увеличивается на 52,9%. Продукция О2•- от митохондриальной электронотранспортной цепи увеличивается на 38,9%. Активность супероксиддисмутазы возрастает в 1,86 раза, активность каталазы возрастает в 1,53 раза. Концентрация свободного малонового диальдегида в тканях сердца возрастает на 81,2%. Блокада транскрипционного фактора NF-κB снижает базовую продукцию О2•- на 38,9%; от микросомальной электронотранспортной цепи и NOсинтазы на 41%; от митохондриальной электронотранспортной цепи на 22,2% относительно группы синдрома системного воспалительного ответа. Активность супероксиддисмутазы уменьшается на 56,7% в то время как активность каталазы статистически значимо не меняется. Концентрация свободного малонового диальдегида в тканях сердца уменьшается на 31,4%. Выводы. Активация ядерного транскрипционного фактора NF-κB в сердце крыс в условиях индукции синдрома системного воспалительного ответа Пирогеналом приводит к увеличению продукции О2•- с последующим развитием оксидативного стресса в тканях сердца. Компенсаторная активация антиоксидантных ферментов в этих условиях не способна предотвратить развитие оксидативного стресса в тканях сердца.

Systemic inflammatory response syndrome (SIRS) is a threatening complication that can lead to myocardial infarction. Activation of the nuclear transcription factor κB (NF-κB) plays an unambiguous role in the SIRS development. The purpose of this study is to determine the effect of NF-κB nuclear transcription factor activation on production of superoxide anion radical (O2•-), superoxide dismutase (SOD) and catalase activity, concentration of free malondialdehyde (MDA) in the heart of rats during SIRS modelling. The experiment was performed on 24 mature Wistar male rats weighing 180-220 g. Animals were divided into 3 groups consisting of 8 animals (control, SIRS group, NF-κB blockade group). SIRS was modelled by intraperitoneal administration of bacterial lipopolysaccharide (Pyrogenal) in a dose of 0.4 μg / kg 3 times a week in the first week; then once a week for 2 months. The blockade of NF-κB was performed by administration of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (PDTC) in a dose of 76 mg / kg. Production of O2•-, activities of SOD and catalase, concentration of MDA was investigated in 10% heart tissues homogenate. Induction of SIRS by Pyrogenal increases basic production of O2•- by 54.6% compared to the control group. Production of O2•- by microsomal electron transport chain (ETC) and NO synthase increases by 52.9%; production of O2•- by mitochondrial ETC increases by 38,9%. Activity of SOD increases by 1.86 times, activity of catalase increases by 1.53 times. The concentration of free MDA in heart tissues has grown by 81.2%. Blockade of the transcription factor NF-κB reduces basic production of O2•- by 38.9%; by microsomal ETC and NO synthase by 41%; by mitochondrial ETC by 22.2% compared to SIRS group. SOD activity decreases by 56.7%, while catalase activity does not statistically significantly change. The concentration of free MDA in heart tissues decreases by 31.4%. Activation of the nuclear transcription factor NF-κB in the heart of rats during SIRS induced by Pyrogenal leads to an increase in O2•- production with subsequent development of oxidative stress. Compensatory activation of antioxidant enzymes under these conditions is not able to prevent the development of oxidative stress in heart tissues.