Механізми метаболічних порушень слизової оболонки шлунка щурів за умов поєднаного надлишкового надходження нітрату та фториду натрію та їх корекція ентеросорбентами

Abstract

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і розв’язання наукового завдання, яке полягає у встановлені молекулярних механізмів патогенної дії нітратіонів та фторид-іонів в умовах їх поєднання на слизову оболонку шлунка щурів та експериментального обґрунтування корекції поєднаної інтоксикації ентеросорбентами. Робота була проведена на 90 білих щурах обох статей лінії «Вістар» масою 185-240 г. У роботі використано експериментальні (моделювання хронічної нітратної, фторидної та нітратно-фторидної інтоксикацій на щурах), біохімічні (спектрофотометричне визначення активності ензимів: синтази оксиду азоту, нітрат- і нітритредуктази, аргінази, орнітиндекарбоксилази, супероксиддисмутази та каталази; концентрації пероксинітритів лужних та лужноземельних металів; швидкості продукції пероксинітритів лужних та лужноземельних металів; швидкості продукції супероксидного аніон-радикала; концентрацій гідроперекисів ліпідів: дієнових, октадієнових та трієнових кон’югатів; концентрації ТБКактивних продуктів та їх приріст після інкубації в залізоаскорбатному буферному розчині; вмісту окисно-модифікованих білків, вільного L-оксипроліну та глікозаміногліканів; концентрацію гепарин-гепаранової, кератан-дерматанової та хондроїтинової фракції глікозаміногліканів) та математико-статистичні методи дослідження. Встановлено, що хронічне надлишкове надходження нітрату натрію призводить до гіперпродукції монооксиду азоту (NO) за рахунок L-аргінін 3 незалежного нітрат-нітритредуктазного шляху його утворення, сприяє розвитку оксидативного стресу та посиленню процесів перекисного окиснення ліпідів, а в сполучній тканині слизової оболонки шлунка щурів посилює процеси колагенолізу та зменшує вміст двох протизапальних фракцій глікозаміногліканів. Концентрація пероксинітриту та його продукція в умовах хронічного надходження нітрату натрію у дозі 500 мг/кг статистично значуще знижується. Виявлено, що хронічне надлишкове надходження фториду натрію у дозі 10 мг/кг призводить до гіперпродукції монооксиду азоту за рахунок нітратнітритредуктазного шляху та NO-синтазного шляхів його утворення, сприяє розвитку оксидативно-нітрозативного стресу та посиленню процесів перекисного окиснення ліпідів, а в сполучній тканині слизової оболонки шлунка щурів посилює процеси колагенолізу та зменшує вміст двох протизапальних фракцій глікозаміногліканів. Взаємодія нітратів та фторидів підчас їх поєднаного впливу призводить до: посилення активності нітритредуктаз, збільшення базової продукції супероксидного аніон-радикалу, знижує його продукцію від мікросомального електроно-транспортного ланцюга, збільшує розпад аморфної речовини сполучної тканини слизової оболонки шлунка щурів та призводить до збільшення концентрації протизапальних та посилюючих регенерацію фракцій глікозаміногліканів. Встановлено, що фторидний компонент поєднаної інтоксикації має наступні ефекти: посилює активність NO-синтаз, знижує активність аргіназ та орнітиндекарбоксилази, збільшує продукцію та вміст пероксинітриту, збільшує вміст нітритів, посилює продукцію супероксидного аніон-радикалу від НАДФН2- оксидази фагоцитів, знижує активність супероксиддисмутази, інтенсифікує оксидативну модифікацію білків та процеси колагенолізу. Нітратний компонент поєднаної інтоксикації має наступні ефекти: знижує активність NO-синтаз, підвищує активність аргіназ та орнітиндекарбоксилази, збільшує активність нітратредуктаз, знижує продукцію та вміст пероксинітриту, збільшує продукцію супероксидного аніон-радикалу від мітохондріального 4 електроно-транспортного ланцюга, обмежуючи при цьому продукцію супероксидного аніон-радикалу від НАДФН2-оксидази фагоцитів, знижує активність каталази, інтенсивність оксидативної модифікації білків та накопичення вторинних продуктів перекисного окиснення ліпідів. Встановлено, що стать щурів статистично значуще не впливає на досліджувані параметри в умовах фторидної, нітратної та поєднаної нітратнофторидної інтоксикацій. Виявлено, що введення суспензії нанодисперсного оксиду кремнію та карболайну є ефективним засобом корекції надмірної продукції NO, яка спостерігається в умовах хронічної нітратно-фторидної інтоксикації, оскільки знижується активність NO-синтаз, нітрат-нітритредуктаз та вміст нітриту в слизовій оболонці шлунка щурів. Застосування лігніну гідролізного призводить до збільшення продукції NO в слизовій оболонці шлунка щурів за умов хронічної нітратно-фторидної інтоксикації. Застосування досліджуваних ентерособентів в умовах хронічної нітратнофторидної інтоксикації призводить до зниження базової продукції супероксидного аніон-радикала, підвищується активність супероксиддисмутази та каталази, зменшується концентрація первинних (дієнових, октадієнових та трієнових кон’югатів) та вторинних (які реагують із тіобарбітуровою кислотою) продуктів перекисного окиснення ліпіді в слизовій оболонці шлунка щурів. Проте використання карболайну призводить до збільшення продукції супероксидного аніон-радикала від мікросомального електроно-транспортного ланцюга, а лігніну гідролізного до збільшення продукції супероксидного аніон-радикала від мітохондріального електроно-транспортного ланцюга в слизовій оболонці шлунка щурів за умов хронічної нітратно-фторидної інтоксикації. Ентеросорбенти, які використовували для корекції хронічної нітратнофторидної інтоксикації призвели до зменшення нестимульованої продукції пероксинітриту та вмісту окисно-модифікованих білків в слизовій оболонці шлунка щурів. Проте застосування карболайну збільшує вміст пероксинітритів в слизовій оболонці шлунка щурів за умов поєднаної нітратно-фторидної 5 інтоксикації. Корекція хронічної поєднаної нітратно-фторидної інтоксикації нанодисперсним оксидом кремнію викликає зменшення вмісту глікозаміногліканів, карболайном – викликає збільшення вмісту глікозаміногліканів в слизовій оболонці шлунка щурів. Застосування досліджуваних ентеросорбентів призводить до зменшення інтенсивності процесів колагенолізу в слизовій оболонці шлунка щурів за умов хронічної поєднаної нітратно-фторидної інтоксикації. Наукова новизна отриманих результатів. Уперше встановлено, що підчас поєднаної нітратно-фторидної інтоксикації спостерігається гіперпродукція оксиду азоту в слизовій оболонці шлунка щурів, нітратний компонент поєднаної інтоксикації посилює продукцію оксиду азоту нітрат-нітритредуктазним шляхом, у той час коли фторидний компонент збільшує продукцію оксиду азоту від NOсинтаз. Активність аргіназ в умовах поєднаної інтоксикації зростає. Виявлено, що поєднана нітратно-фторидна інтоксикація призводить до розвитку оксидативно-нітрозативного стресу в слизовій оболонці шлунка щурів, що супроводжується збільшенням продукції активних форм кисню та азоту, зниженням активності антиоксидантних ферментів та посиленням ПОЛ. Встановлена взаємодоповнююча пригнічуюча дія нітратів та фторидів, при їх поєднанні, на ферментативну ланку антиоксидантної системи (активність супероксиддисмутази та каталази).Вперше доведено, що поєднана нітратно-фторидна інтоксикація призводить до посилення деградації сполучної тканини слизової оболонки шлунка щурів. Інтенсивність процесів колагенолізу залежить переважно від фторидного компоненту поєднаної інтоксикації. Розпад аморфної речовини сполучної тканини супроводжується зростанням протизапальних фракцій глікозаміногліканів. Вперше досліджено вплив ентеросорбентів на функціональний стан системи оксиду азоту в слизовій оболонці шлунка щурів за умов поєднаної нітратнофторидній інтоксикації. Встановлено, що застосування суспензії нанодисперсного оксиду кремнію є ефективнішим методом корекції надмірної продукції оксиду 6 азоту у слизовій оболонці шлунка щурів при порівнянні із суспензіями лігніну гідролізного та карболайну. Встановлено, що введення ентеросорбентів попереджає розвиток оксидативного стресу в слизовій оболонці шлунка щурів за умов поєднаної нітратно-фторидної інтоксикації. Застосування суспензії нанодисперсного оксиду кремнію ефективніше запобігає розвитку оксидативного стресу в слизовій оболонці шлунка щурів за умов поєднаної нітратно-фторидної інтоксикації у порівнянні із суспензіями лігніну гідролізного та карболайну. Виявлено, що використання ентеросорбентів в умовах поєднаної нітратнофторидної інтоксикації зменшує деградацію сполучної тканини слизової оболонки шлунка щурів. Уперше доведено, що застосування суспензії нанодисперсного оксиду кремнію усуває негативний вплив хронічної поєднаної нітратно-фторидної інтоксикації на слизову оболонку шлунка щурів. Суспензія карболайну зменшує фторидні ефекти, а суспензія лігніну обмежує нітратні ефекти поєднаної нітратнофторидної інтоксикації в слизовій оболонці шлунка щурів. Практичне значення отриманих результатів. Одержані результати можуть використовуватися як експериментальна база для розробки патогенетично обґрунтованих методів попередження та корекції оксидативного стресу, що викликаний поєднаною нітратно-фторидною інтоксикацією. Одержані результати можуть використовуватися як експериментальне обґрунтування доцільності проведення подальших клінічних досліджень ефективності нанодисперсного оксиду кремнію в якості засобу терапії хронічної надлишкового надходження нітратів та фторидів до організму. Розроблені методи діагностики функціонального стану системи оксиду азоту (патенти України на корисну модель № 111874, № 111232, № 120064). Результати роботи впроваджено в навчальний процес на кафедрі патофізіології Української медичної стоматологічної академії, кафедрі патофізіології Національного фармацевтичного університету, кафедрі патологічної фізіології Запорізького державного медичного університету та на кафедрі 7 патологічної фізіології ім. Д.О. Альперна Харківського національного медичного університету. Публікації. За темою дисертації опубліковано 31 наукову працю, із них 5 статей у фахових наукових виданнях України (1 у виданні, яке входить до наукометричної бази Scopus), 6 – у міжнародних виданнях (1 у виданні в країні Євросоюзу; 1 у виданні що входить до наукометричної бази Scopus та знаходиться на території Євросоюзу); 17 тез у збірниках наукових праць. Отримано 3 патенти України на корисну модель.