RU2521279C1 - Method for correction of oxidative stress and no producing endothelial dysfunction accompanying vascular complications of diabetes mellitus in experiment - Google Patents
Method for correction of oxidative stress and no producing endothelial dysfunction accompanying vascular complications of diabetes mellitus in experiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521279C1 RU2521279C1 RU2013121908/15A RU2013121908A RU2521279C1 RU 2521279 C1 RU2521279 C1 RU 2521279C1 RU 2013121908/15 A RU2013121908/15 A RU 2013121908/15A RU 2013121908 A RU2013121908 A RU 2013121908A RU 2521279 C1 RU2521279 C1 RU 2521279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- afobazole
- dose
- oxidative stress
- arginine
- name
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фармацевтической промышленности и медицине, в частности к эндокринологии, и касается лечения ангиопатии и патологии внутренних органов при экспериментальном аллоксановом диабете.The invention relates to the pharmaceutical industry and medicine, in particular to endocrinology, and for the treatment of angiopathy and pathology of internal organs in experimental alloxan diabetes.
Исследование биохимических показателей гемодинамических сосудистых осложнений сахарного диабета остается одной из наиболее актуальных проблем современной медико-биологической науки. Среди нескольких гипотез, объясняющих патогенез сосудистых диабетических поражений, особое место занимает развитие окислительного стресса, вследствие повышенной генерации активных метаболитов кислорода (АМК), и нарушения антиоксидантной защиты (АОЗ) клеток. Фактором риска в условиях окислительного стресса становится нарушение функции эндотелия, основными механизмами которой могут быть изменения активности и/или экспрессии эндотелиальной NO-синтазы (NOS-3), сниженный синтез NO из L-аргинина, чувствительность гладкомышечных клеток (ГМК) к NO или усиленная его деградация за счет взаимодействия с активными формами кислорода (АФК), включая супероксид-анион, а также другими продуктами ПОЛ.The study of biochemical parameters of hemodynamic vascular complications of diabetes remains one of the most urgent problems of modern biomedical science. Among several hypotheses explaining the pathogenesis of vascular diabetic lesions, a special place is played by the development of oxidative stress, due to increased generation of active oxygen metabolites (AMA), and violation of antioxidant defense (AOD) of cells. A risk factor under conditions of oxidative stress is impaired endothelial function, the main mechanisms of which may be changes in the activity and / or expression of endothelial NO synthase (NOS-3), decreased synthesis of NO from L-arginine, and sensitivity of smooth muscle cells (MMC) to NO or enhanced its degradation due to interaction with reactive oxygen species (ROS), including superoxide anion, as well as other lipid peroxidation products.
Учитывая важную роль в развитии сахарного диабета (СД) окислительного стресса, и нарушения NO-продуцирующей функции эндотелия, можно полагать, что необходимой составляющей патогенетической терапии диабетических ангиопатии является новый методологический подход, основанный на применении препарата, обладающего антиоксидантными свойствами и способностью нормализовать метаболизм NO (Зенина Т.А., Силкина И.В., Серединин С.Б., Мирзоян Р.С. Экспериментальная и клиническая фармакологии. - 2006. - №4. - С.45-47; Balasanyan M.G., Kanayan A.S., Jhopchayan A.V. Acta Physiol. Hung. 2002. vol.89, №1-3, p.198).Given the important role in the development of diabetes mellitus (DM), oxidative stress, and impaired NO-producing function of the endothelium, we can assume that a new methodological approach based on the use of a drug with antioxidant properties and the ability to normalize NO metabolism is a necessary component of the pathogenetic treatment of diabetic angiopathy. Zenina T.A., Silkina I.V., Seredinin S.B., Mirzoyan R.S. Experimental and Clinical Pharmacology. - 2006. - No. 4. - P.45-47; Balasanyan MG, Kanayan AS, Jhopchayan AV Acta Physiol. Hung. 2002. vol. 89, No. 1-3, p .98).
По данным литературы селективный анксиолитик афобазол, синтезированный в ГУНИИ фармакологии им. В.В.Закусова РАМН, обладает способностью позитивно модулировать продукцию NO, ингибируя индуцибельную изоформу NO-синтазы и стимулируя конститутивную эндотелиальную NO-синтазу (NOS-3) и одновременно обладает антиоксидантными свойствами (Середенин С.Б., Мелкумян Д.С., Вальдман Е.А. Влияние афобазола на содержание BDNF в структурах мозга инбредных мышей с различным фенотипом эмоционально-стрессовой реакции. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2006. - Т.69. - №3. - С.3-6). Однако препарат афобазол ранее не использовали для коррекции эндотелиальной дисфункции при сосудистых осложнениях нейроангиопатиях, вызванных экспериментальным сахарным диабетом.According to the literature, the selective anxiolytic afobazole synthesized at the GUNII Pharmacology named after V.V.Zakusova RAMS, has the ability to positively modulate NO production by inhibiting the inducible isoform of NO synthase and stimulating constitutive endothelial NO synthase (NOS-3) and at the same time possesses antioxidant properties (Seredenin SB, Melkumyan D.S., Valdman EA The influence of afobazole on the BDNF content in the brain structures of inbred mice with different phenotypes of emotional-stress reactions. Experimental and clinical pharmacology. 2006. - T. 69. - No. 3. - C.3-6). However, afobazole was not previously used to correct endothelial dysfunction in vascular complications of neuroangiopathies caused by experimental diabetes mellitus.
Весьма актуальным является исследование в эксперименте у крыс с сахарным диабетом типа 1 показателей активности ПОЛ, антиокислительной системы (АОС), концентрации суммарных метаболитов оксида азота (NOx), роли уровня экспрессии эндотелиальной NO-синтазы (NOS-3), липидного спектра крови и на основе этих фундаментальных данных разработка возможного пути коррекции нарушений с применением афобазола при экспериментальном сахарном диабете (ЭСД) у крыс. Вместе с тем следует отметить, что в доступной литературе отсутствуют данные о биохимических маркерах нарушения функции эндотелия и изучение влияния афобазола на метаболические показатели эндотелиальной дисфункции при экспериментальном сахарном диабете.It is very relevant to study in an experiment in rats with
Известен способ коррекции эндотелиальной дисфункции при сосудистых осложнениях аллоксанового диабета в эксперименте, включающий использование в качестве лекарственного препарата убихинон-коэнзим Q10, который вводят в количестве 0,11 мкл/100 г живого веса (см. патент РФ №2455702, МПК9 G09D 23/28, G01N 33/48, A61K 31/122, A61P 5/48, A61P 9/08, опубл. 10.07.2012 г.).A known method for the correction of endothelial dysfunction in vascular complications of alloxan diabetes in the experiment, including the use of ubiquinone coenzyme Q 10 as a drug, which is administered in an amount of 0.11 μl / 100 g live weight (see RF patent No. 2455702, IPC 9 G09D 23 / 28, G01N 33/48, A61K 31/122, A61P 5/48, A61P 9/08, published on July 10, 2012).
Недостатком данного способа является то, что не приводились данные экспрессии NOS-3 и не исследовалось участие L-аргинина - субстрата синтеза NO и стимулятора экспрессии NOS-3, а также влияние ингибитора энзима - L-NAME у крыс с экспериментальным сахарным диабетом. На фоне L-аргинина и L-NAME и их комбинации с коэнзимом Q10 не исследовались показатели системы ПОЛ-АОС и характер изменений гемодинамики.The disadvantage of this method is that NOS-3 expression data were not presented and the participation of L-arginine, a substrate for NO synthesis and NOS-3 expression stimulator, and the effect of the enzyme inhibitor L-NAME in rats with experimental diabetes mellitus were not investigated. Against the background of L-arginine and L-NAME and their combination with coenzyme Q10, the parameters of the POL-AOS system and the nature of hemodynamic changes were not studied.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ лечения нефроангиопатии при аллоксановом диабете у экспериментальных животных, включающий предварительное одноразовое введение в организм крысы натощак внутрибрюшинно 5% водного раствора аллоксана в дозе 15 мг/кг веса животного, с последующим введением лекарственного препарата (см. патент РФ №2372898, МПК9 A61K 31/197, A61P 13/12, G09B 23/28, опубл. 20.11.2009 г.).Closest to the claimed technical solution is a method of treating nephroangiopathy with alloxan diabetes in experimental animals, which includes a preliminary single administration of a fasting rat intraperitoneally to a
Недостатками прототипа являются отсутствие исследований по изучению влияния донора NO - L-аргинина и ингибитора энзима L-NAME на эти показатели, тогда как исследование этих веществ позволило бы выяснить новые звенья патогенеза сосудистых осложнений участие субстрата фермента L-аргинина и его ингибитора - L-NAME. Более того не представлены сведения о нарушении метаболизма холестерина и его влиянии на биодоступность оксида азота. Во всех этих условиях эксперимента отсутствуют данные о характере гемодинамических нарушений.The disadvantages of the prototype are the lack of studies to study the effects of the NO donor - L-arginine and the L-NAME enzyme inhibitor on these parameters, while the study of these substances would clarify the new links in the pathogenesis of vascular complications, the participation of the substrate of the enzyme L-arginine and its inhibitor L-NAME . Moreover, information about the violation of cholesterol metabolism and its effect on the bioavailability of nitric oxide is not provided. In all these experimental conditions, there is no data on the nature of hemodynamic disturbances.
Технический результат заключается в определении дозы афобазола, повышении точности и достоверности коррекции экспериментального сахарного диабета по показателям окислительного стресса, NO-продуцирующей функции эндотелия и биодоступности NO.The technical result consists in determining the dose of afobazole, increasing the accuracy and reliability of the correction of experimental diabetes mellitus in terms of oxidative stress, NO-producing endothelial function and NO bioavailability.
Технический результат достигается тем, что в способе коррекции окислительного стресса и нарушения NO-продуцирующей функции эндотелия при сосудистых осложнениях сахарного диабета в эксперименте, включающем предварительное одноразовое введение в организм крысы натощак внутрибрюшинно 5% водного раствора аллоксана в дозе 15 мг/кг веса животного, с последующим введением лекарственного препарата, согласно изобретению, в качестве лекарственного препарата используют афобазол, который вводят в условиях окислительного стресса после увеличения уровня глюкозы в крови крысы, по крайней мере, в два раза, подкожно в количестве 10 мг/кг живого веса один раз в сутки в течение 30 дней на фоне ежедневного введения L-аргинина в дозе 10 мг/кг веса животного или на фоне NG-нитроаргинин метилового эфира (L-NAME)-ингибитора фермента NOS-3 в дозе 25 мг/кг веса животного.The technical result is achieved by the fact that in the method of correcting oxidative stress and impaired NO-producing function of the endothelium in case of vascular complications of diabetes mellitus in an experiment that involves a preliminary single dose administration of a 5% aqueous solution of alloxan to a rat on an empty stomach at a dose of 15 mg / kg of animal weight, s subsequent administration of the drug according to the invention, afobazole is used as the drug, which is administered under conditions of oxidative stress after increasing blood glucose rat at least twice subcutaneously at 10 mg / kg of body weight once a day for 30 days at the background of daily administration of L-arginine, 10 mg / kg body weight or amid N G- nitroarginine methyl ester (L-NAME) -inhibitor of the NOS-3 enzyme at a dose of 25 mg / kg of animal weight.
Данный способ позволит вскрыть новые звенья патогенеза ангиопатии при хроническом аллоксановом диабете, предложить лечение, повышающее эффективность, воспроизводимость, удобство, доступность, безопасность и невысокую стоимость для проведения эксперимента на животных.This method will open up new links in the pathogenesis of angiopathy in chronic alloxan diabetes, offer a treatment that improves efficiency, reproducibility, convenience, affordability, safety and low cost for conducting an experiment on animals.
Сущность заявляемого способа подтверждена графически и таблицами: где на фиг.1 (а-г) представлены изменения концентрации общего холестерина и его содержание в липопротеинах различной плотности на фоне корригирующей терапии афобазолом при ЭСД.The essence of the proposed method is confirmed graphically and in tables: where Fig. 1 (a-d) shows the changes in the concentration of total cholesterol and its content in lipoproteins of different densities against the background of corrective therapy with afobazole for ESD.
Таблица №1. Изменение уровня экспрессии NOS-3 под влиянием афобазола и его комбинации с L-аргинином и L-NAME.
Таблица №2. Изменения системы ПОЛ-АОС на фоне ингибитора фермента NOS-3 - NG-нитроаргинин метилового эфира (L-NAME).
Таблица №3. Изменения системы ПОЛ-АОС на фоне субстрата L-аргинина.
Таблицы №4, 5, 6. Динамика изменения показателей гемодинамики в норме, при экспериментальном сахарном диабете и на фоне корригирующей терапии с афобазолом на фоне субстрата L-аргинина и ингибитора фермента NOS-3 - L-NAME.Tables No. 4, 5, 6. The dynamics of changes in hemodynamic parameters are normal in experimental diabetes mellitus and during corrective therapy with afobazole against the background of L-arginine substrate and NOS-3 enzyme inhibitor - L-NAME.
Способ коррекции окислительного стресса и нарушения NO-продуцирующей функции эндотелия при сосудистых осложнениях сахарного диабета в эксперименте осуществляли следующим образом.A method for the correction of oxidative stress and impaired NO-producing endothelial function in case of vascular complications of diabetes mellitus in an experiment was carried out as follows.
Для поражения инсулиногенных β-клеток островков Лангерганса экспериментальный сахарный диабет (аллоксановый) вызывали путем внутрибрюшинного введения крысам 5% водного раствора аллоксана (синтезированного в лаборатории отдела патобиохимии ФГБУН ИБМИ ВНЦ РАН и РСО-А) в дозе 15 мг/кг веса животного натощак, на фоне 24-48 часового голодания при свободном доступе к воде. Через 48-72 часа натощак забирали кровь из хвоста крысы (микроколичество) и определяли уровень глюкозы глюкозооксидазным методом (тест-наборы). Модель считали состоявшейся при повышении глюкозы в крови в 2 раза. Для коррекции вводили афобазол подкожно в количестве 10 мг/кг веса животного один раз в сутки в течение 30 дней. Для выяснения вопроса о влиянии афобазола на доступность субстрата L-аргинина для эндотелиальной NO-синтазы (NOS-3) вводили афобазол на фоне ежедневного введения L-аргинина в дозе 10 мг/кг веса животного. В другом варианте экспериментов вводили афобазол на фоне NG-нитроаргинин метилового эфира (L-NAME) - ингибитора фермента NOS-3 в дозе 25 мг/кг веса животного, определяли показатели антиоксидантной системы, липидного спектра крови, состояние микро- и макрогемодинамики, а также концентрацию суммарных метаболитов NO и экспрессию эндотелиальной NO-синтазы (eNOS) в условиях окислительного стресса, и по изменению этих показателей судили о наличии эндотелиальной дисфункции при сосудистых осложнениях сахарного диабета у животных.To damage the insulinogenic β-cells of the islets of Langerhans, experimental diabetes mellitus (alloxan) was induced by intraperitoneal administration to rats of a 5% aqueous solution of alloxan (synthesized in the laboratory of the pathobiochemistry department of the Federal State Budget Scientific Institution IBMI VSC RAS and PCO-A) at a dose of 15 mg / kg of fasting animal weight background 24-48 hours of fasting with free access to water. After 48-72 hours on an empty stomach, blood was taken from the tail of the rat (microquantity) and the glucose level was determined by the glucose oxidase method (test kits). The model was considered valid with a 2-fold increase in blood glucose. For correction, afobazole was administered subcutaneously in an amount of 10 mg / kg of animal weight once a day for 30 days. To clarify the effect of afobazole on the availability of L-arginine substrate for endothelial NO synthase (NOS-3), afobazole was administered against the background of daily administration of L-arginine at a dose of 10 mg / kg of animal weight. In another version of the experiments, afobazole was introduced against the background of N G- nitroarginine methyl ester (L-NAME), an inhibitor of the NOS-3 enzyme at a dose of 25 mg / kg of the animal’s weight, the parameters of the antioxidant system, blood lipid spectrum, the state of micro- and macrohemodynamics were determined, and also the concentration of total NO metabolites and the expression of endothelial NO synthase (eNOS) under conditions of oxidative stress, and the change in these parameters was used to evaluate the presence of endothelial dysfunction in animals with vascular complications of diabetes.
По истечении срока эксперимента изучали перфузию в различных точках локации тканей (жидкостный обмен) прозвучиванием датчиком 10 МГц, работающим по принципу «слепого» допплера у наркотизированных животных. Затем крысы забивались под тиопенталовым наркозом; забирали кровь из сердца с использованием в качестве антикоагулянта 2,8% раствора ЭДТА для определения концентрации малонового диальдегида (МДА) и сыворотку для определения активности СОД, каталазы, церулоплазмина и NO.At the end of the experiment, perfusion was studied at various points of tissue location (fluid exchange) by sounding with a 10 MHz sensor operating on the principle of “blind” Doppler in anesthetized animals. Then the rats were killed under thiopental anesthesia; blood was taken from the heart using a 2.8% EDTA solution as an anticoagulant to determine the concentration of malondialdehyde (MDA) and serum to determine the activity of SOD, catalase, ceruloplasmin and NO.
Уровень экспрессии NOS-3 в эндотелии аорты определяли методом Метельской В.А., Гумановой Н.Г., Литинской О.А. (Оксид азота: роль в регуляции биологических функций, методы определения в крови человека // Лабораторная медицина. - 2005. - №7. - С.19-24). Аорты извлекали, промывали физиологическим раствором и помещали в пластиковые пробирки, которые хранили в жидком азоте, после чего аорты обрабатывали соответственно методике. Полосу, соответствующую NOS-3, детектировали в соответствии с ее молекулярной массой, устанавливаемой по сравнению с белками-метчиками. Пленку высушивали на воздухе, полосы сканировали и рассчитывали площадь под кривой с использованием программы Total Lab. Результаты представляли в условных единицах как отношение интенсивности полосы X к интенсивности полосы, принятой за контроль на каждой пленке. Аорта экспериментальных крыс подвергалась гистологическому исследованию микроскопически. Количественную оценку гистологических изменений структуры проводили по методу Автандилова с помощью цифрового фотоаппарата "Nikon", совмещенного с микроскопом.The level of NOS-3 expression in the aortic endothelium was determined by the method of Metelskaya V.A., Gumanova N.G., Litinskaya O.A. (Nitric oxide: a role in the regulation of biological functions, methods for determination in human blood // Laboratory Medicine. - 2005. - No. 7. - S.19-24). The aorta was removed, washed with physiological saline and placed in plastic tubes, which were stored in liquid nitrogen, after which the aorta was treated according to the procedure. The band corresponding to NOS-3 was detected in accordance with its molecular weight, established in comparison with the protein taps. The film was dried in air, the bands were scanned, and the area under the curve was calculated using the Total Lab program. The results were presented in arbitrary units as the ratio of the intensity of the band X to the intensity of the band taken as control on each film. The aorta of experimental rats was microscopically examined histologically. Histological changes in the structure were quantified by the Avtandilov method using a Nikon digital camera combined with a microscope.
Пример.Example.
Исследование проводили в 9 группах крыс-самцов линии Вистар:The study was conducted in 9 groups of male Wistar rats:
1-я группа - контрольная в количестве 20 голов;1st group - control in the amount of 20 goals;
2-я группа - крысы с экспериментальным сахарным диабетом в количестве 30 голов;
3-я опытная группа - интактные крысы+L-аргинин в дозе 10 мг/кг в течение 30 дней в количестве 15 голов;3rd experimental group - intact rats + L-arginine at a dose of 10 mg / kg for 30 days in an amount of 15 animals;
4-я опытная группа - интактные крысы+L-NAME в дозе 25 мг/кг в течение 30 дней в количестве 15 голов;The 4th experimental group - intact rats + L-NAME at a dose of 25 mg / kg for 30 days in an amount of 15 animals;
5-я опытная группа - крысы с ЭСД+L-аргинин в дозе 10 мг/кг в течение 30 дней в количестве 20 голов;The 5th experimental group — rats with ESD + L-arginine at a dose of 10 mg / kg for 30 days in an amount of 20 animals;
6-я опытная группа - крысы с ЭСД+L-NAME в дозе 25 мг/кг в течение 30 дней в количестве 20 голов;The 6th experimental group — rats with ESD + L-NAME at a dose of 25 mg / kg for 30 days in an amount of 20 animals;
7-я опытная группа - крысы с ЭСД+афобазол в дозе 10 мг/кг веса животного в количестве 30 голов;The 7th experimental group - rats with ESD + Afobazole at a dose of 10 mg / kg of animal weight in an amount of 30 animals;
8-я опытная группа - крысы с ЭСД+афобазол в дозе 10 мг/кг веса животного+L-аргинин 10 мг/кг в течение 30 дней в количестве 20 голов;The 8th experimental group - rats with ESD + afobazole at a dose of 10 mg / kg of animal weight + L-arginine 10 mg / kg for 30 days in an amount of 20 animals;
9-я опытная группа - крысы с ЭСД+афобазол в дозе 10 мг/кг веса животного+L-NAME 25 мг/кг в течение 30 дней в количестве 20 голов.The 9th experimental group - rats with ESD + Afobazole at a dose of 10 mg / kg of animal weight + L-NAME 25 mg / kg for 30 days in an amount of 20 animals.
Экспериментальный сахарный диабет, характеризующийся инсулиновой недостаточностью, вызывали у крыс опытной группы путем внутрибрюшинного введения 5% водного раствора аллокеана в дозе 15 мг/кг массы тела натощак на фоне 24-48-часового голодания при свободном доступе к воде. Через 48-72 часа натощак забирали кровь из хвоста (микроколичество) и определяли уровень глюкозы глюкозооксидазным методом (тест наборы) и при повышении глюкозы в крови, по крайней мере, в 2 раза.Experimental diabetes mellitus, characterized by insulin deficiency, was caused in rats of the experimental group by intraperitoneal administration of a 5% aqueous solution of alloecane at a dose of 15 mg / kg body weight on an empty stomach on the background of 24-48-hour fasting with free access to water. After 48-72 hours on an empty stomach, blood was taken from the tail (microquantity) and the glucose level was determined by the glucose oxidase method (test kits) and at least 2-fold increase in blood glucose.
Для коррекции нарушений ПОЛ, АОС, липидного спектра крови, микро- и макрогемодинамики а также концентрации суммарных метаболитов NO и экспрессии эндотелиальной NO-синтазы (NOS-3) в условиях окислительного стресса вводили крысам опытной группы с экспериментальным сахарным диабетом в течение месяца подкожно афобазол в дозе 10 мг/кг массы тела.To correct violations of lipid peroxidation, AOS, the blood lipid spectrum, micro- and macrohemodynamics, as well as the concentration of total NO metabolites and the expression of endothelial NO synthase (NOS-3) under conditions of oxidative stress, rats of the experimental group with experimental diabetes were injected subcutaneously with Afobazole for 1 month. dose of 10 mg / kg body weight.
По истечении периода введения исследовали показатели перекисного окисления липидов, антиоксидантной системы, липидного спектра крови, состояние микро- и макрогемодинамики, а также концентрацию суммарных метаболитов NO и экспрессию эндотелиальной NO-синтазы (NOS-3) в условиях окислительного стресса.After the administration period, lipid peroxidation parameters, antioxidant system, blood lipid spectrum, the state of micro and macro hemodynamics, as well as the concentration of total NO metabolites and the expression of endothelial NO synthase (NOS-3) under oxidative stress were studied.
Результаты свидетельствуют о существенном снижении концентрации МДА в крови под влиянием афобазола у диабетических крыс (с 8,65±0,031 нмоль/мл до 7,26±0,061 нмоль/мл (p<0,001) (см. строка 1, таблица 2). Анализ активности АОС показал достоверное возрастание активности СОД в сыворотке крови и эритроцитах (соответственно с 1,45±0,044 усл.ед. до 1,78±0,148 усл.ед. (p<0,05) и с 64,4±1,53 ед.акт. до 74,6±1,55 ед.акт. (p<0,001)) (см. строка 4, таблица 2), а повышенные данные каталазы и церулоплазмина достоверно снизились. Вместе с тем следует отметить, что активность каталазы осталась повышенной, что вероятно является проявлением клеточной компенсаторной реакции. В группе крыс на фоне лечения афобазолом статистически достоверно повысилась концентрация суммарных метаболитов NO в сыворотке крови с 32,54±1,56 мкмоль до 48,7±0,844 мкмоль (p<0,001) (см. строка 2, таблица 2). Для выяснения эффективности действия афобазола на процессы ПОЛ и активность ферментов АОЗ провели корреляционный анализ. Полученные данные в этой группе диабетических крыс, получавших лечение афобазолом, показали наличие прямой значимой корреляционной зависимости между концентрацией МДА и активностью каталазы (r=+0,60), и концентрацией церулоплазмина (r=+0,58) и обратной связи между снижением концентрации МДА и повышенной активности СОД в сыворотке крови (r=-0,61). Происходило повышение концентрации суммарных метаболитов NO и корреляционный анализ показал наличие отрицательной связи с МДА (r=-0,57).The results indicate a significant decrease in the concentration of MDA in the blood under the influence of afobazole in diabetic rats (from 8.65 ± 0.031 nmol / ml to 7.26 ± 0.061 nmol / ml (p <0.001) (see
Таким образом, афобазол угнетает ПОЛ, коррегирует взаимоотношения между ферментами АОЗ и способствует повышению концентрации суммарных метаболитов NO, хотя уровень их содержания не достигает контрольных значений. Полученные данные демонстрируют мембранопротекторные свойства афобазола in vivo при СД в эксперименте. Наши исследования впервые показали, что in vivo при СД у крыс афобазол, угнетая СРО и восстанавливая АОЗ, способствует повышению экспрессии eNOS и соответственно концентрации NO.Thus, afobazole inhibits lipid peroxidation, corrects the relationship between AOZ enzymes and contributes to an increase in the concentration of total NO metabolites, although their level does not reach control values. The obtained data demonstrate the membrane protective properties of afobazole in vivo in diabetes in the experiment. Our studies showed for the first time that in vivo in diabetes mellitus in rats, afobazole, inhibiting CPO and restoring AOD, promotes an increase in eNOS expression and, accordingly, NO concentration.
Ряд факторов влияют на экспрессию NOS-3 и эффективность образования NO:A number of factors affect the expression of NOS-3 and the efficiency of NO formation:
- доступность субстрата L-аргинина- the availability of the substrate L-arginine
- наличие эндогенного ингибитора фермента NOS-3 - АДМА.- the presence of an endogenous inhibitor of the NOS-3 enzyme - ADMA.
- состояние коферментов: НАДФН2, ТТБП и т.д.- condition of coenzymes: NADPH 2 , TTBP, etc.
- влияние окисленных ЛНП, вызывающих атерогенные изменения сосудистой стенки.- the effect of oxidized LDL, causing atherogenic changes in the vascular wall.
Были исследованы изменения показателей обмена ХС: концентрации ОХС, ХС ЛВП, ХС ЛНП, ТАГ на фоне лечения афобазолом у крыс с СД. Анализ содержания общего ХС в сыворотке крови и его распределения в липопротеинах различной плотности показал, что на фоне лечения происходит статистически достоверное снижение концентрации ОХС с 3,896±0,161 ммоль/л до 2,493±0,04 ммоль/л, p<0,001, повышение ХС ЛВП с 0,556±0,012 ммоль/л до 0,601±0,003 ммоль/л, p<0,01 и значительное снижение в ЛНП с 3,124±0,15 ммоль/л до 1,706±0,044 ммоль/л, p<0,001 (см. фиг.1). Одновременно снижалась и концентрация ТАГ в сыворотке крови с 0,476±0,018 ммоль/л до 0,41±0,019 ммоль/л, p<0,02 (см. фиг.1).Changes in cholesterol metabolism were studied: concentrations of cholesterol, cholesterol, cholesterol, LDL, TAG during treatment with afobazole in rats with diabetes. Analysis of the content of total cholesterol in blood serum and its distribution in lipoproteins of various densities showed that during treatment there is a statistically significant decrease in the concentration of cholesterol from 3.896 ± 0.161 mmol / L to 2.493 ± 0.04 mmol / L, p <0.001, an increase in HDL cholesterol from 0.556 ± 0.012 mmol / L to 0.601 ± 0.003 mmol / L, p <0.01 and a significant decrease in LDL from 3.124 ± 0.15 mmol / L to 1.706 ± 0.044 mmol / L, p <0.001 (see Fig. one). At the same time, the concentration of TAG in serum decreased from 0.476 ± 0.018 mmol / L to 0.41 ± 0.019 mmol / L, p <0.02 (see Fig. 1).
Для выяснения взаимосвязи между концентрацией NO и липопротеиновым спектром сыворотки крови провели корреляционный анализ и выявили наличие отрицательной связи между этими показателями (r=-0,69; r=-0,67; r=-0,64; r=-0,71). Следовательно, снижение ОХС и ХС ЛНП в условиях угнетения ПОЛ способствовало повышению биодоступности NO. Для выяснения вопроса о влиянии афобазола на доступность субстрата L-аргинина для NOS-3 в другом варианте исследований вводили афобазол на фоне ежедневного введения L-аргинина в дозе 10 мг/кг веса тела в течение 3-х недель диабетическим крысам. По окончании эксперимента определяли в сыворотке крови концентрацию суммарных метаболитов NO и показатели окислительного стресса. Полученные результаты продемонстрировали повышение концентрации NO с 32,54±1,56 мкмоль при ЭСД до 42,27±0,893 мкмоль (p<0,01) при ЭСД+аргинин и до 50,54±0,472 (p<0,001) (см. строка 2, таблица 3) на фоне введения аргинина с афобазолом в этих вариантах исследований. Сопоставительный анализ данных у крыс с ЭСД на фоне L-аргинина и комбинации L-аргинина с афобазолом показал более существенное снижение концентрации МДА и повышение концентрации NO на фоне комбинированного введения L-аргинина и афобазола (см. таблица 3).To clarify the relationship between the concentration of NO and the lipoprotein spectrum of blood serum, a correlation analysis was performed and a negative relationship was found between these indicators (r = -0.69; r = -0.67; r = -0.64; r = -0.71 ) Consequently, a decrease in total cholesterol and cholesterol of LDL under conditions of inhibition of lipid peroxidation contributed to an increase in the bioavailability of NO. To clarify the effect of afobazole on the availability of L-arginine substrate for NOS-3 in another research variant, afobazole was administered against the background of daily administration of L-arginine at a dose of 10 mg / kg body weight for 3 weeks to diabetic rats. At the end of the experiment, the concentration of total NO metabolites and oxidative stress indices were determined in blood serum. The results showed an increase in the NO concentration from 32.54 ± 1.56 μmol with ESD to 42.27 ± 0.893 μmol (p <0.01) with ESD + arginine and up to 50.54 ± 0.472 (p <0.001) (see
Эти данные подтверждают, что афобазол повышает биодоступность субстрата L-аргинина к своему ферменту и соответственно концентрацию суммарных метаболитов NO. Можно полагать, что афобазол в комбинации с L-аргинином оказывает влияние и на сам фермент NOS-3. Для выяснения этого вопроса мы исследовали экспрессию NOS-3 на фоне комбинированного введения L-аргинина и афобазола. Данные показали повышение уровня экспрессии NOS-3 на фоне комбинированного применения L-аргинина и афобазола.These data confirm that afobazole increases the bioavailability of the L-arginine substrate to its enzyme and, accordingly, the concentration of total NO metabolites. It can be assumed that afobazole in combination with L-arginine also affects the enzyme NOS-3 itself. To clarify this issue, we examined the expression of NOS-3 against the background of the combined administration of L-arginine and afobazole. The data showed an increase in the expression level of NOS-3 against the background of the combined use of L-arginine and afobazole.
В другом варианте экспериментов вводили афобазол на фоне L-NAME-ингибитора фермента NOS-3, контролем служили исследования на фоне введения одного ингибитора L-NAME. У интактных и диабетических крыс в этих вариантах определили концентрацию МДА, NO и экспрессию NOS-3. Данные показали, что концентрация NO значительно снизилась через 3 недели после введения L-NAME с 51,069±0,50 мкмоль до 33,13±0,595 мкмоль (p<0,001) (см. строка 2, таблица 2), причиной чему могло послужить угнетение экспрессии eNOS. В другом варианте исследований при введении афобазола на фоне L-NAME концентрация суммарных метаболитов NO повысилась с 30,74±0,567 мкмоль до 40,23±0,62 мкмоль, p<0,001, тогда как уровень МДА в крови снизился с 9,186±0,009 нмоль/мл до 8,01±0,053 нмоль/мл, p<0,001 (см. строки 1, 2, таблица 2).In another variant of the experiments, afobazole was administered against the background of the L-NAME-inhibitor of the NOS-3 enzyme; the control was studies against the background of the administration of one L-NAME inhibitor. In intact and diabetic rats, the concentration of MDA, NO, and NOS-3 expression were determined in these variants. The data showed that the NO concentration decreased significantly 3 weeks after the administration of L-NAME from 51.069 ± 0.50 μmol to 33.13 ± 0.595 μmol (p <0.001) (see
Для подтверждения участия NOS-3 исследовали уровень экспрессии NO продуцирующего фермента в экстрактах аорты у диабетических крыс (см. таблица 1). Экспериментальные данные подтвердили впервые, что анксиолитик - афобазол, угнетая ПОЛ, повышает концентрацию NO и несомненно оказывает стимулирующее влияние на экспрессию NOS-3, тогда как на фоне L-NAME уровень экспрессии NOS-3 в экстрактах аорты был значительно снижен.To confirm the involvement of NOS-3, the level of NO expression of the producing enzyme in aortic extracts was studied in diabetic rats (see table 1). The experimental data confirmed for the first time that the anxiolytic, afobazole, by inhibiting LPO, increases the concentration of NO and undoubtedly has a stimulating effect on the expression of NOS-3, whereas against the background of L-NAME, the level of expression of NOS-3 in aortic extracts was significantly reduced.
Коррекция дисфункции эндотелия, показателей окислительного стресса и метаболизма NO, сопровождалась повышением средней и систолической скоростей кровотока в сосудах микроциркуляторного русла, снижением плотности сосудистой стенки - индекса Гослинга (PI) и удельного периферического сосудистого сопротивления - индекса Пурсело (RI) (см. таблицы 5, 6).Correction of endothelial dysfunction, indicators of oxidative stress and NO metabolism was accompanied by an increase in the average and systolic blood flow velocities in the vessels of the microvasculature, a decrease in the density of the vascular wall - the Gosling index (PI) and specific peripheral vascular resistance - the Purselo index (RI) (see table 5, 6).
Эти гемодинамические изменения свидетельствуют о повышении процессов перфузии, обусловленные снижением сосудистого сопротивления - реографического индекса и повышением средней и систолической скоростей кровотока на фоне введения афобазола. Для подтверждения эффективности влияния афобазола на гемодинамику в микроциркуляторном русле провели корреляционный анализ между концентрацией NO и скоростью кровотока соответственно средней, систолической и диастолической (r=+0,51; r=+0,56; r=+0,57; p<0,001). Из таблицы видно, что между повышением концентрации NO и процессов микроциркуляции выявлена положительная сильная корреляционная связь.These hemodynamic changes indicate an increase in perfusion processes due to a decrease in vascular resistance - the rheographic index and an increase in the average and systolic blood flow velocities against the background of the administration of afobazole. To confirm the effectiveness of the influence of afobazole on hemodynamics in the microvasculature, a correlation analysis was performed between the NO concentration and blood flow velocity, respectively, of the average, systolic and diastolic (r = + 0.51; r = + 0.56; r = + 0.57; p <0.001 ) The table shows that between the increase in the concentration of NO and the processes of microcirculation revealed a positive strong correlation.
Исследования кровотока в магистральных артериальных сосудах (БА) показали снижение средней (М), систолической (S) и диастолической (D) скоростей кровотока на фоне введения афобазола (см. таблицы 4, 5, 6). Характер изменений гемодинамики в почечных артериях показал аналогичную картину, характеризующуюся снижением средней (М) и систолической (S) скоростей кровотока на фоне лечения афобазолом. Данные реографических показателей выявили повышение индекса Гослинга (PI), следовательно, упругоэластических свойств (плотности) сосудистой стенки, а также индекса Пурсело (RI), отражающего регионарное периферическое сосудистое сопротивление на фоне афобазола. В HПB происходит снижение средней (М), систолической (S) и диастолической (D) скоростей кровотока, а также понижение реографических индексов: PI - индекса Гослинга и RI - индекса Пурсело (см. таблицы 5, 6). Эти данные свидетельствуют о том, что афобазол, оказывая антиоксидантное действие, повышает концентрацию суммарных метаболитов NO и уровень экспрессии NO - продуцирующего фермента - eNOS в эндотелии сосудов. Эти изменения метаболизма NO способствуют восстановлению функции эндотелия и снижают уровень гиперперфузии в магистральных артериальных сосудах. В противоположность этому восстановление функции регуляторов тонуса сосудов в микроциркуляторном звене способствует увеличению перфузии - жидкостного обмена.Blood flow studies in the main arterial vessels (BA) showed a decrease in mean (M), systolic (S) and diastolic (D) blood flow velocities during the administration of afobazole (see tables 4, 5, 6). The nature of the hemodynamic changes in the renal arteries showed a similar picture, characterized by a decrease in the average (M) and systolic (S) blood flow velocities during treatment with afobazole. The rheographic data revealed an increase in the Gosling index (PI), therefore, of the elastic-elastic properties (density) of the vascular wall, as well as the Purselo index (RI), which reflects regional peripheral vascular resistance against afobazole. In HPB, there is a decrease in average (M), systolic (S) and diastolic (D) blood flow velocities, as well as a decrease in rheographic indices: PI - Gosling index and RI - Purselo index (see tables 5, 6). These data indicate that afobazole, having an antioxidant effect, increases the concentration of total NO metabolites and the expression level of NO - producing enzyme - eNOS in the vascular endothelium. These changes in NO metabolism contribute to the restoration of endothelial function and reduce the level of hyperperfusion in the main arterial vessels. In contrast, the restoration of the function of regulators of vascular tone in the microcirculatory link contributes to an increase in perfusion - fluid exchange.
Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом повысить эффективность лечения, для коррекции экспериментального сахарного диабета в условиях окислительного стресса, что характеризует его влияние на основное патогенетическое звено развивающейся ангиопатии при аллоксановом диабете у экспериментальных животных, повысить воспроизводимость, удобство, доступность, безопасность, и низкую стоимость проведения эксперимента и эффективность на крысах с экспериментальным сахарным диабетом.Using the proposed method will allow, in comparison with the prototype, to increase the effectiveness of treatment for the correction of experimental diabetes mellitus under conditions of oxidative stress, which characterizes its effect on the main pathogenetic link of developing angiopathy in alloxan diabetes in experimental animals, to increase reproducibility, convenience, accessibility, safety, and low experimental cost and efficacy in rats with experimental diabetes mellitus.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121908/15A RU2521279C1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method for correction of oxidative stress and no producing endothelial dysfunction accompanying vascular complications of diabetes mellitus in experiment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013121908/15A RU2521279C1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method for correction of oxidative stress and no producing endothelial dysfunction accompanying vascular complications of diabetes mellitus in experiment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2521279C1 true RU2521279C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51218197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013121908/15A RU2521279C1 (en) | 2013-05-13 | 2013-05-13 | Method for correction of oxidative stress and no producing endothelial dysfunction accompanying vascular complications of diabetes mellitus in experiment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521279C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003099277A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-12-04 | Oxis International, Inc. | Method of reducing incidence diabetic embryopathy with l-ergothioneine |
RU2372898C1 (en) * | 2008-09-29 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию | Method for treating nephroangiopathy combined with alloxan diabetes in experimental animals |
RU2455702C1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-07-10 | Учреждение Российской академии наук Институт биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН и правительства РСО-Алания (ИБМИ ВНЦ РАН И РСО-А) | Diagnostic technique and method of endothelial dysfunction correction in vascular complications of alloxan diabetes in experiment |
-
2013
- 2013-05-13 RU RU2013121908/15A patent/RU2521279C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003099277A1 (en) * | 2002-05-20 | 2003-12-04 | Oxis International, Inc. | Method of reducing incidence diabetic embryopathy with l-ergothioneine |
RU2372898C1 (en) * | 2008-09-29 | 2009-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Осетинская государственная медицинская академия" Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию | Method for treating nephroangiopathy combined with alloxan diabetes in experimental animals |
RU2455702C1 (en) * | 2010-11-25 | 2012-07-10 | Учреждение Российской академии наук Институт биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН и правительства РСО-Алания (ИБМИ ВНЦ РАН И РСО-А) | Diagnostic technique and method of endothelial dysfunction correction in vascular complications of alloxan diabetes in experiment |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДЗУГКОЕВ С.Г. И ДР. Влияние коэнзима Q10, афобазола и L-карнитина и их комбинации на эндотелиальную функцию у крыс с экспериментальным сахарным диабетом// Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии, 2012, N11, с.49-52. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Gandhi et al. | Hyperglycaemia and diabetes impair gap junctional communication among astrocytes | |
Bonkovsky et al. | Pathogenesis and clinical features of the acute hepatic porphyrias (AHPs) | |
Knight et al. | Mediobasal hypothalamic SIRT1 is essential for resveratrol’s effects on insulin action in rats | |
Chowdhury et al. | Mitochondrial respiratory chain dysfunction in dorsal root ganglia of streptozotocin-induced diabetic rats and its correction by insulin treatment | |
He et al. | Autophagy after experimental intracerebral hemorrhage | |
Tunstall et al. | Exercise training increases lipid metabolism gene expression in human skeletal muscle | |
Fischer et al. | False neurotransmitters and hepatic failure | |
Hopwood et al. | Transient changes in cortical glucose and lactate levels associated with peri-infarct depolarisations, studied with rapid-sampling microdialysis | |
Velmurugan et al. | Defective Nrf2-dependent redox signalling contributes to microvascular dysfunction in type 2 diabetes | |
Liang et al. | EGFR inhibition protects cardiac damage and remodeling through attenuating oxidative stress in STZ-induced diabetic mouse model | |
Ball et al. | Trafficking of glucose, lactate, and amyloid-β from the inferior colliculus through perivascular routes | |
Oku et al. | Antidiabetic effect of T-1095, an inhibitor of Na+-glucose cotransporter, in neonatally streptozotocin-treated rats | |
Sun et al. | Induction of caveolin-3/eNOS complex by nitroxyl (HNO) ameliorates diabetic cardiomyopathy | |
Stein et al. | Osmoregulation of ceroid neuronal lipofuscinosis type 3 in the renal medulla | |
Sousa Fialho et al. | Activation of HIF1α rescues the hypoxic response and reverses metabolic dysfunction in the diabetic heart | |
Chanseaume et al. | Muscle mitochondrial oxidative phosphorylation activity, but not content, is altered with abdominal obesity in sedentary men: synergism with changes in insulin sensitivity | |
Kumai et al. | Influence of androgen on tyrosine hydroxylase mRNA in adrenal medulla of spontaneously hypertensive rats | |
García-Arroyo et al. | Antioxidant supplements as a novel mean for blocking recurrent heat stress-induced kidney damage following rehydration with fructose-containing beverages | |
Zhao et al. | PPAR-alpha agonist fenofibrate induces renal CYP enzymes and reduces blood pressure and glomerular hypertrophy in Zucker diabetic fatty rats | |
Aktuglu-Zeybek et al. | Nitisinone: a review | |
Wang et al. | Profilin-1 promotes the development of hypertension-induced artery remodeling | |
Aquaron | Alkaptonuria in France: past experience and lessons for the future | |
Lin et al. | Porphyric neuropathy | |
Okamura et al. | Therapeutic targeting of mitochondrial ROS ameliorates murine model of volume overload cardiomyopathy | |
Cuevas et al. | Renal Hydrogen Peroxide Production Prevents Salt‐Sensitive Hypertension |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150514 |