Шановні колеги, вітаю Вас! Науковий семінар «Актуальні проблеми сучасної біохімії» нашого Інституту продовжує свою діяльність. 18-го лютого (вівторок) 2020 р. о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь м.н.с. О.О.Гудкової (відділ «Сигнальних механізмів клітини» Інституту) «БІОЛОГІЧНА РОЛЬ АМІНООКСИДАЗ У РОЗВИТКУ ПАТОЛОГІЧНИХ СТАНІВ НИРКИ ТА ЛЕГЕНІ». До цього листа, як завжди, додаємо тези авторської доповіді. Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару.
З повагою – С.О.Костерін.
БІОЛОГІЧНА РОЛЬ АМІНООКСИДАЗ У РОЗВИТКУ ПАТОЛОГІЧНИХ СТАНІВ НИРКИ ТА ЛЕГЕНІ
З-поміж великої кількості метаболічних шляхів, в яких генеруються активні форми кисню (АФК) та реактивні карбонільні сполуки (РКС), особливе місце займають реакції за участі класу ензимів амінооксидаз (AOs), які каталізують окисне дезамінування біогенних амінів та поліамінів з утворенням пероксиду водню, відповідного до субстрату альдегіду та аміаку. AOs, залежно від приєднаного кофактора поділяють на дві групи: FAD-вмісні (моноамінооксидаза (ЕС 1.4.3.4, МАО), поліамінооксидаза (ЕС 1.5.3.17, PAO)) та Cu–вмісні семікарбазидчутливі (диамінооксидаза (ЕС 1.4.3.22, DAO), семікарбазидчутлива амінооксидаза (ЕС 1.4.3.21, SSAO), лізилоксидаза (ЕС 1.4.3.14, LOX)) ензими. AOs беруть безпосередню участь у контролі важливих клітинних та фізіологічних процесі.
За патологічних станів, реакції за участі AOs можуть бути додатковим джерелом токсичних для організму сполук, тоді як активності цих ензимів можуть слугувати маркерами розвитку низки системних захворювань. На сьогодні, інформація в літературі стосовно комплексного дослідження ролі AOs у розвитку патологічних станів нирки та легені є обмеженою, як і з’ясування потенційних ефектів інгібітора Cu-залежних AOs, семікарбазиду (SC), на прояви захворювань, що зумовило постановку мети й завдань дослідження
На моделі гліцерол-індукованого рабдоміолізу у щурів показано, що за умов прогресування патології, яка супроводжується появою в плазмі крові незв’язаного окисленого Fe3+, в органі-мішені нирці та імунокомпетентному органі тимусі, багаторазово збільшувались активності DAO, РАО та SSAO. Вивільнені в реакціях дезамінування амінів та поліамінів РКС і АФК були одним з патогенетичних факторів пошкодження тканини нирок та безпосередньо модулювали активності AOs.
На моделі стрептозотоцин-індукованого діабету та діабету, ускладненого рабдоміолізом, продемонстровано суттєве зростання активності SSAO, про- та антиоксидантних ензимів в органі-мішені нирці, а також в крові та печінці діабетичних щурів. Це корелювало із зростанням показників оксидативно/карбонільного та нітрозативного стресу в крові та печінці цих тварин. Ускладнення діабету рабдоміолізом, як джерела додаткового потужного оксидативного стресу, не призводило до зростання активності SSAO, інших досліджених ензимів та показників карбонільного стресу, а навпаки, нормалізувало їх. Оскільки за цих умов спостерігалось збільшення кількості лише зв’язаних форм NO (Hb-NO в крові та динітрозильних комплексів заліза в печінці), ми припустили, що зниження концентрації активних форм азоту в організмі піддослідних тварин може бути одним із факторів нормалізації низки біохімічних показників.
Для зменшення ступеня деструкції тканин органів-мішеней за патологічних умов ми вирішили модулювати активності Cu-вмісних AOs семікарбазидом (SC). Враховуючи суттєві обмеження використання SC в клініці, в дослідах in vitro було вивчено шляхи метаболізації даної сполуки в широких межах концентрацій (0,15-7,5 мМ), ідентифіковано продукти, причини та межі її токсичності. Показано, що біотрансформація SC відбувається за участі ензимів CYP-450 печінки, при цьому утворюються формальдегід, NO та аміак, чим зумовлений дозозалежний потенційно токсичний ефект SC. При цьому виявилось, що концентрація до 1,5 мМ є безпечною.
На моделі овальбумін-індукованої бронхіальної астми у мурчаків встановлено, що у тварин з розвинутою патологією багаторазово зростають активності DAO та SSAO в крові, а також LOX в легеневій тканині, що супроводжує формування головних ознак патології – розвитку субепітелійного фіброзу, інфільтрування клітинами запалення та деструкції легеневої тканини, підтверджених гістологічними та морфометричними дослідженнями. Споживання тваринами з бронхіальною астмою семікарбазиду в розчині (0,05%) per os та у вигляді аерозолю (0,2%) призводило до нормалізації біохімічних та морфологічних показників.
На моделі Блеоміцин С-індукованого фіброзу легені у щурів продемонстровано суттєве збільшення відносно контрольної групи активностей LOX, SSAO, DAO в легені та крові. Гістологічні та морфометричні дослідження підтвердили у цих тварин всі ознаки розвитку пульмонологічного фіброзу. Для корекції ознак патології легеневої тканини тваринам давали замість питної води розчин SC (0,005%) та препарат на основі модифікованого гіпохлоритом Na креатину (30 г/л), який містив SC (0,00024%). При цьому, і в першому, і в другому випадку спостерігали нормалізацію активностей всіх Cu-вмісних AOs та суттєве зменшення ознак ремоделювання дихальних шляхів піддослідних тварин.
Таким чином, всі досліджені AOs є безпосередніми учасниками патологічних змін органів-мішеней, тоді як використання необоротного інгібітора Cu-вмісних AOs SC в низьких концентраціях виявилось нетоксичним та зумовлювало позитивний терапевтичний ефект на прояви патології легеневої тканин.