Природничий альманах. Серія : Біологічні науки (Випуск 20-28, 32-34)
Permanent URI for this collectionhttps://ekhsuir.kspu.edu/handle/123456789/10090
Browse
Search Results
Item CARBON MONOXIDE SUPPRESSES PRODUCTION OF PRO-INFLAMMATORY CYTOKINES DURING ISCHEMIA-REPERFUSION(2022) Beschasnyi, S. P.; Hasiuk, O. M.; Бесчасний, С. П.; Гасюк, О. М.The endogenously produced gaseous transmitter carbon monoxide (CO) affects the cardiovascular system. Enzymes responsible for CO synthesis have been found in endothelial cells and smooth muscle. The mechanism of physiological action of CO is similar to that of nitric oxide. CO is formed from heme, which is part of the heme-containing proteins under the influence of heme oxygenase enzymes. Inducible heme oxygenase has a very important role in the adaptation of body cells and tissues to stress conditions. Ischemic-reperfusion injury accompanies cardiovascular diseases. When exposed to ischemia, mast cell macrophages are activated. After that, the production of pro-inflammatory cytokines increases. Elevated levels of these cytokines attract leukocytes and initiate inflammation in ischemic-damaged tissue. Myocardial ischemia-reperfusion was modelled in vivo in Wistar rats, and a polypropylene ligature was applied to the left coronary artery. Two groups were formed: experimental and control. In animals from both groups, a 30-minute ischemia followed by a 90-minute reperfusion was performed. Animals in the experimental group, before surgery, received CO inhalation at a dose of 250 ppm for 1 hour before ischemia-reperfusion of the heart. Blood samples were collected from each animal. In blood serum obtained 3, 6, 12, and 24 hours after reperfusion, we measured the mRNA for cyclooxygenase (COX)-2, inducible nitric oxide synthase, and the levels of cytokines IL-1β, IFN-α, IL-6, and TNF-α. Analysis of the obtained results showed that CO inhalation at a low dose and short exposure reduces the production of pro-inflammatory cytokines after ischemia-reperfusion. The level of IL-6 and IL-1β was reduced up to 3 hours after ischemia in the group of animals that received low concentrations of CO. mRNA expression for iNOS and COX-2 was also reduced in animals given a low dose of CO for up to 3 hours. TNF-α levels in blood serum decrease after exposure to inhaled CO for up to 6 hours after exposure to ischemia. 12 hours after reperfusion, mRNA expression for iNOS increased significantly. IL-1β after 5 hours recorded an increase in this cytokine. Відомо, що ендогенний газотрансмітер монооксид вуглецю (СО) здатен впливати на функціонування серцево-судинної системи. Ферменти, які відповідають за його синтез, було виявлено в ендотеліальних клітинах і гладенькій мускулатурі. Механізм фізіологічної дії СО подібний до дії оксиду азоту. СО під впливом ферментів-гемоксигеназ утворюється з гему, який входить до складу гем-вмісних білків. Індуцибельна гемоксигеназа має велике значення в адаптації клітин та тканин організму до умов стресу. Безсумнівно, що ішемічно-реперфузійне ушкодження супроводжує серцево-судинні захворювання. Під впливом ішемії активуються макрофаги та тучні клітини. Після цього спостерігається підвищення продукції прозапальних цитокінів. Підвищення рівня цих цитокінів є хемоатрактантом для лейкоцитів та ініціює запалення в ішемічно-ушкодженій тканині. У даному дослідженні моделювали ішемію-реперфузію міокарда in vivo у щурів лінії Wistar шляхом накладання поліпропіленової лігатури на ліву коронарну артерію. Було сформовано дві групи: експериментальну та контрольну. У тварин обох груп виконували 30-хвилинну ішемію з наступною 90-хвилинною реперфузією. Тварини експериментальної групи перед операцією отримували інгаляцію СО у дозі 250 ppm протягом 1 години до ішемії серця. По завершенню реперфузії збирали зразки крові від кожної тварини. Визначили мРНК для циклоксигенази (COX-2), індуцибельної синтази оксиду азоту, рівень цитокінів IL-1β, IFN-α, IL-6, TNF-α у сироватці крові, отриманої через 3, 6, 12 та 24 години після реперфузії. Аналіз отриманих результатів показав, що інгаляції СО в низькій дозі та нетривалій експозиції знижує продукцію прозапальних цитокінів після ішемії-реперфузії. Рівень IL-6 та IL-1β був знижений до 3-х годин після ішемії у групі тварин, які отримували СО у низькій концентрації. Експресія mRNA для iNOS та COX-2 також була знижена в період до 3 годин у тварин, які піддавалися інгаляції СО. Рівень TNF-α у сироватці крові після дії інгаляцій СОItem CORM-2 AFFECTS LEVEL OF MALONDIALDEHYDE AND EXPRESSION OF MYOCARDIAL MARKERS PTGS2, ANP, BNP, MVH7 UNDER INDUCED FERROPTOSIS(2022) Beschasnyi, S. P.; Бесчасний, С. П.The formation of pro-oxidants in tissues is a dangerous phenomenon for the body. The emergence of pro-oxidants damages cell structures. Myocardium deserves special attention. This increases the level of superoxide radicals, hydrogen peroxide, and hydroxyl radicals under ischemia conditions. The formation of toxic active oxygen forms always accompanies ischemic-reperfusion myocardial damage. The phenomenon of ferroptosis, which comprises the release of iron ions, increases lipid peroxidation to form malondialdehyde (MDA). The endogenous formation of carbon monoxide, as a consequence of the breakdown of heme-containing proteins, leads to increased expression of heme-oxygenase 1 (HO-1). It is an enzyme with antioxidant and anti-inflammatory properties. Substances that release carbon monoxide after exposure to physiological media are useful for research. Following ingestion, they decay slowly, releasing carbon monoxide. This gas transmitter may have a positive effect on the cells as ferroptosis develops. Doxorubicin (DOX) injected multiple times intraperitoneally into laboratory mice for ferroptosis induction. Every group of animals received additional hemin or HO-1 inhibitor (zinc-protoporphyrin), or donor CO – tricarbonyldichlorothenium (II)-dimer (CORM-2) in doses of 20 and 200 mg/kg. By the end of the experiment, the level of expression of the myocardial markers of Ptgs2 mRNA, Anp, Bnp, and Mvh7 was determined. Simultaneously, the myocardial homogenate determined the content of the MDA. As a result, the injection of CORM-2 at a concentration of 20 mg/kg found to reduce damage marker expression in the myocardium under conditions of ferroptosis induction. Same CORM-2 concentration also reduced the MDA content in the myocardium. Use of the HO-1 blocker had a positive effect on myocardial ferroptosis. The result showed that excessive activation of HO-1 has a negative effect on the heart. The influence of DOX and hemin on myocardium was negative, with increased expression of Ptgs2, Anp, Bnp, and Mvh7 markers. A high level of myocardial MDA accompanied the increased expression of these markers. Утворення прооксидантів у тканинах є небезпечним явищем для організму. Внаслідок утворення прооксидантів ушкоджуються структурні елементи клітини. Особливої уваги заслуговує міокард. В умовах ішемії у міокарді підвищується рівень супероксид-радикалів, перекису водню та гідроксильних радикалів. Ішемічне та реперфузійне ушкодження міокарду супроводжується утворенням токсично активних форм оксигену. Особливої уваги заслуговує явище фероптозу, яке полягає у вивільненні йонів феруму з подальшим посиленням перекисного окиснення ліпідів та утворенням малонового діальдегіду (MDA). Ендогенне утворення монооксиду карбону, як наслідок розпаду гем-вмісних білків, призводить до посилення експресії гемоксигенази-1. Цей фермент має антиоксидантні та протизапальні властивості. Для дослідження фізіологічного впливу монооксиду карбону використовують молекули-донори. Після їхнього потрапляння до організму вони повільно розпадаються, вивільняючи монооксид карбону (СО). Цей газотрансміттер може мати позитивний вплив на кардіоміоцити під час розвитку фероптозу. Для індукції фероптозу лабораторним мишам декілька разів внутрішньоочеревинно уводили доксорубіцин (DOX). Кожна окрема група отримувала додатково гемін, або інгібітор гемоксигенази-1 (цинк-протопорфірин), або донор СО – CORM-2 у дозах 20 та 200 mg/kg. Наприкінці експерименту визначали рівень експресії mRNA маркерів ушкодження міокарду Ptgs2, Anp, Bnp та Mvh7. Одночасно визначали вміст малонового діальдегіду у гомогенаті міокарду. Як результат було встановлено, що введення CORM-2 у концентрації 20 mg/kg в умовах індукції фероптозу, знижувало експресію маркерів ушкодження міокарду. Ця концентрація донора СО також знижувала вміст MDA в тканині серця. Застосування блокатора НО-1 мало позитивний ефект в умовах індукованого фероптозу міокарда. Це вказує на негативну дію надмірної активації НО-1. Вплив DOX та геміну на міокард був негативним: посилювалася експресія маркерів Ptgs2, Anp, Bnp та Mvh7. Зазначені зміни супроводжувалися підвищеними показниками рівня малонового діальдегіду.