СПІВВІДНОШЕННЯ СИНТЕЗУ ІНДУЦИБЕЛЬНОЇ NO-СИНТАЗИ РЕСПІРАТОРНОГО ВІДДІЛУ ЛЕГЕНЬ ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ПОТЕНЦІАЛУ СИРОВАТКИ КРОВІ ЩУРІВ ПРИ ЙОДНІЙ ДЕПРИВАЦІЇ, ІНСУЛІНОРЕЗИСТЕНТНОСТІ ТА ЇХ ПОЄДНАННІ

Анотація

Сучасні наукові дослідження акцентують увагу на виявленні субклінічних
порушень метаболізму та механізмів їх регуляції, як початкових ланок багатьох
системних захворювань. На увагу такого напрямку заслуговує дихальна система,
особливо після пандемії COVID-19. Численні наукові публікації стверджують про
ускладнений перебіг захворювання на тлі цукрового діабету, зростання патології
щитоподібної залози у постковідний період. Зважаючи на поширеність
ендокринних захворювань і доклінічних порушень тиреоїдного і вуглеводного
гомеостазу, представляє інтерес дослідження впливу аліментарно-залежних
ендокринних порушень на перебіг біохімічних процесів у респіраторному відділі
легень. Зміни метаболічних процесів із великою ймовірністю супроводжуються
активацією нітрозо-оксидативних процесів, порушенням прооксидантно-
/антиоксидантного балансу.
Мета – дослідити інтенсивність синтезу індуцибельної NO-синтази у
респіраторному відділі легень та антиоксидантного потенціалу сироватки крові
щурів, яким моделювали йодний дефіцит, інсулінорезистентність та їх
поєднання.
Матеріали і методи. Дослідження проведено на статевозрілих нелінійних білих
щурах-самцях масою 150-180 г. Тварин рандомно розподілили на чотири групи та
вигодовували впродовж 90 днів стандарним харчовим раціоном (n=15, 1-ша група,
контрольна), раціоном із низьким вмістом йоду (n=15, 2-га дослідна група),
стандартним харчовим раціоном, замінивши питну воду 20 % розчином фруктози
(n=15, 3-тя дослідна група), раціоном харчування із низьким вмістом йоду у
поєднанні з розчином фруктози замість питної води (n=15, 4-та дослідна група).
Тварин виводили з експерименту під тіопентал-натрієвим знеболенням. Забір
тканин, аналіз біохімічних показників крові та респіраторного відділу легень
проведено з урахуванням загальноприйнятих та спеціальних методів дослідження
в акредитованих лабораторіях Івано-Франківського національного медичного
університету. Дослідження виконано із дотриманням положень Конвенції Ради
Європи про охорону хребетних тварин, яких використовують в експериментах та
інших наукових цілях (1986), Директив ЄЕС № 609 (1986), Наказу МОЗ України №
281 від 01.11.2000 р. «Про міри по подальшому вдосконаленню організаційних норм
роботи з використанням експериментальних тварин» і Закону України № 3447-
IV «Про захист тварин від жорстокого поводження» (2006). Отримано
позитивний висновок Комісії з етики Івано-Франківського національного
медичного університету (Протокол № 109/19 від 29.05.2019 р.). Статистичні
величини визначено з урахуванням середньої арифметичної вибірки (M),
стандартної похибки (m) з використанням критеріїв Шапіро-Вілка та
Колмогорова-Смірнова. Біохімічні показники у вибірках із нормальним розподілом
оцінювали з використанням критерію t Стьюдента. Результат р<0,05 визначали
як достовірний.
Результати. У результаті проведення дослідження встановили суттєве
зростання синтезу нітрит-іона у сироватці крові за умов йодної депривації – на
80,5 % (р<0,02), інсулінорезистентності – у 2,3 раза (р<0,01) та їх поднання – у
2,1 раза (р<0,02) щодо контролю. Надмірний синтез оксиду азоту може бути
зумовлений експресією індуцибельної NO-синтази (iNOS). Зокрема, у сироватці
крові активність ферменту збільшувалась у два – три рази (р<0,02) щодо значень
у інтактних тварин. Привертає увагу збільшення активності iNOS у
респіраторному відділі легень за досліджуваних умов. Встановлено, що
перебування тварин на дієті з низьким вмістом йоду зумовило збільшення
активності ферменту на 33,5 % (р<0,02), за умов високовуглеводного
вигодовування – на 17,6 % (р<0,02), а на тлі комбінованої ендокринної патології – на 23,5 % (р<0,05) щодо значень аналогічного показника у інтактних тварин.
Такі зміни відображають розвиток запального процесу, що є фактором ризику
суттєвого зниження споживання кисню та тригером гіпометаболічної реакції на
харчові раціони. Важливо, що такі зміни в системі оксиду азоту спостерігали на
тлі дисбалансу антиоксидантних ферментів: збільшення активності каталази (у
2,5 – 3,1 раза, р<0,02) незалежно від дієти, пригнічення ферментів глутатіонової
системи (зниження на 21,3 – 33,0 %, р<0,01), особливо за умов надмірного
споживання вуглеводів та при поєднанні з йодною депривацією.
Висновки. Дієт-індуковані йододефіцит та інсулінорезистентність
супроводжуються надмірним синтезом оксиду азоту шляхом активації iNOS, у
тому числі – у респіраторному відділі легень. Такі порушення метаболізму оксиду
азоту зумовлюють пригнічення антиоксидантного потенціалу сироватки крові.
Виявлені зміни можуть характеризувати розвиток нітрозо-оксидативного
стресу, запалення та ендотеліальної дисфункції, пригнічувати імунну відповідь
та є фактором ризику ушкодження дихальної системи, ймовірність якого
суттєво зростає на тлі коморбідної ендокринної патології.