CC BY
38
УДК 616.831:577.112
1Довгань I. М., 1Мельник Н. О., 2Лабунець I. Ф., 2Утко Н. А., 1Савосько С. I. Д0СЛ1ДЖЕННЯ АКТИВН0СТ1 ФЕРМЕНТ1В АНТИОКСИДАНТНОТ СИСТЕМИ У К0Р1 ВЕЛИКИХ П1ВКУЛЬ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЗА МОДЕЛЮВАННЯ
ГЕМ0РАГ1ЧН0Г0 1НСУЛЬТУ
Жацюнальний медичний ушверситет iMeHi О. О. Богомольця (м. КиГв) 2ДУ «1нститут генетичноГ та регенеративно'!' медицини НАМН УкраГни» (м. КиГв)
savosko [email protected]
Дослщження е фрагментом науково-дослщноУ роботи кафедри пстологп та ембрюлогп «Органи неврологи, ¡мунолог1У та сечостатевоУ системи в умо-вах експериментального пошкодження», № державно! реестрацп0112U001413.
Вступ. Сучасн науков1 доотдження в галуз1 не-йробюлогп та молекулярноУ бюлогп стверджують про постмну генерацю втьних радикал1в (актив-них форм кисню) в нейронах в процес нормального метабол1зму i активность За умов пошкодження (травма, iшемiя, iнтоксикацiя) вiдбуваeться подаль-ша гiперпродукцiя цього класу цитотоксичних мета-болiтiв i3 одночасним падшням активностi клiтинних систем антиоксидантного захисту. Коли пул втьних радикалiв та темпи Ух утворення перевищують ем-нiсть внутрiшньокJliтинних механiзмiв захисту вщбу-ваються необоротнi змiни, якi морфолопчно щенти-фiкують як некроз або апоптоз нейроыв.
На молекулярному рiвнi каскад бiохiмiчних ре-акцiй по продукцп вiльних радикалiв описують лан-цюгами окислювального стресу. Останнiй е одним iз ключових етапiв подм, що залучений до розвитку ексайтотоксичност у iшемiчно уражених нейронах [19].
Як вщомо, за утилiзацiю втьних радикалiв у клг тинi вщповщають ферментативнi та нефермента-тивнi системи. Найбтьш частим i показовим е оцш-ка ферментативноУ системи, яка включае каталазу (САТ), супероксиддисмутазу (SOD) та глутатюн-за-лежнi ферменти, таю як глутатюнпероксидаза (GPx) i глутатюнредуктази (GR). В оцiнцi функцiонального рiвня неферментативноУ системи дослiджують рi-вень глутатюну. Показники активностi цих систем суттево залежать i змiнюються вщ iшемiУ мозку.
З часу вщкриття цих систем проведено ряд до-слiджень. Метою бiльшостi дослiджень було вплину-ти на рiвень продукцп втьних радикалiв, послабити ступiнь пошкодження мозку та пщвищити рiвень антиоксидантних систем шляхом введення рiзних фармаколопчних засобiв. Аналiз лiтературних даних свщчить про активацiю ендогенних цитопротектор-них механiзмiв за умов iшемiУ, проте, доогмдження ролi антиоксидантних систем в патофiзiологiУ iше-мiчного ураження мозку суттево варюють i навiть можуть суперечити. Але беззаперечними е ^ данi. що збереження функцiонування ферментативних систем у мозку корелюе iз виживанням нейронiв та цитопротекторним впливом лкарських засобiв.
В сучаснiй фармакологи запропоновано широкий арсенал лкарських засобiв: антиоксиданти
(флавоноУди, вiтамiни групи В, алкалоУди), анта-гонiсти кальцт (нiмодипiн), модулятори глутама-тергiчноУ системи (антагонюти NMDA-рецепторiв). агонiсти ГАМК, агонюти допамiнових рецепторiв (пропоран), похiднi тролщолу (пiрацетам), стабiлi-затори бiологiчних мембран (лецитин) та Ыим спо-луки з антиоксидантною дieю (токоферол, нкотина-мiд) [13]. У експериментальних роботах дослщжено вплив препаратiв, Ух комбшацп та порiвнювалися ефекти. Так, нейропротекторну дю пiрацетаму описано у рядi експериментальних робiт [8,21,22], але лише в деяких дослщжувався вплив препарату на стан антиоксидантноУ системи. Зокрема, при введены трацетаму на тт iшемiчного iнсульту встанов-лено збiльшення активностi SOD, САТ i GPx у корi та ппокамт мозку [20]. Нейропротекторна дiя фос-фотидилхолiну (лецитин) полягае у активацп САТ i пригнiченнi утворення малонового дiальдегiду, що ефективно захищае нейрони вiд пошкодження на тш iшемiУ [5]. Кверцетин е полiфенольним флавоноУдом i також мае антиоксидантну дт, пригнiчуe патобiохi-мiчнi реакцп у iшемiчно ушкоджених нейронах [12]. Авторами описано корегуючий ефект комбЫацп цих молекул на розвиток ексайтотоксичнос^ при iшемiУ та пояснюеться можливють проходження ними ге-матоенцефалiчного бар'еру [9].
Метою роботи було оцшити вплив пiрацетамy лiпiну з кверцетином та Ух комбЫацп на змши актив-ностi ферментiв антиоксидантноУ системи у експериментальних тварин з геморапчним шсультом.
Об'ект i методи дослщження. Експеримен-тальнi дослiдження проведеы на 45 щурах-самцях лiнiУ WKY (середня вага 220-250 г.). Геморапчний iн-сульт моделювали у правм пiвкулi головного мозку шляхом введення аутокровi у дiлянку внутрiшньоУ капсули. Премедикацт здiйснювали шляхом введення тюпенталу натрiю (i.р., 50 мг/кг). Розподт до-слiдних груп наведено у таблица
Таблиця.
Дослiднi групи тварин
№ Тип групи Ктьюсть тварин
Група 1 Контроль 7
Груп а 2 1нсульт 12
Група 3 1нсульт+трацетам 8
Група 4 1нсульт+лтш+кверцетин 10
Група 5 1нсульт+комбша^я 8
Лкарськ засоби вводили через 2 години теля моделювання шсульту за такими схемами i дозами:
• Пipaцетaм - 100 мг/кг, i.p. - через 2 години тсля опеpaцiï i щоденно y нacтyпнi 10 дiб.
• Кверцетина - 7,2 мг/кг, i.p. - через 2 години тсля операцп i щоденно y наступш 5 дiб.
• Лон - 10 мг/кг, i.p. - через 2 години тсля операцп i щоденно y нacтyпнi 5 дiб.
Тваринам групи 2 вводили фiзiологiчний розчин (0,02 мл/до6у, i.p., теpмiн введення 10 дiб).
Виведення доcлiдних тварин iз екcпеpиментy здмснювали на 10 до6у екcпеpиментy.
Для бiохiмiчного доcлiдження видiляли фраг-менти кори головного мозку. Haвaжкy кори великого мозку (100 мг) (попередньо виcyшеноï на фшь-трувально'|' пaпеpi), гомогенiзyвaли за допомогою електричного гомогешзатора Glas-Col (США) в 1 мл охолодженого 0,05 M фосфатного буфера з 0,1 мМ ЕДТА (pH 7,6). Активнicть феpментiв визначали в супернатантах, отриманих центрифугуванням го-могенaтiв при 10000 g протягом 20 хв, за допомогою вщомих спектрофотометричних методiв з викорис-танням спектрофотометра ^Quant, Bio-Tek, (США).
Концентра^ю бiлкa у пpобi визначали за методом Lowry O.H. Метод базуеться на pеaкцiï бiлкy з лужним розчином мiдi. Отримана субстан^я вщнов-люеться реагентом Folin, що супроводжуеться зми ною забарвлення у блакитний [15].
Каталазну (CAT) активнють визначали за методом Aebi H. [6]. Метод вимipювaння активной ка-талази базуеться на здiбноcтi каталази yтилiзyвaти пероксид водню, концентрацю якого вимipюють на cпектpофотометpi. Активнють ферменту виражали в мiкpомолях yтилiзовaноï Н2О2 на 1 мг бшка за 1 хв (мкмоль-хв-1-мг-1).
Активнють супероксиддисмутази (SOD) визначали за методом Mirsa H.P. [16]. Про активнють SOD судили за ступенем шпбування окислення адренали ну. Активнють СОД виражали в умовних одиницях iз розрахунку на 1 мг бшка i 1 хв (од хв-1мг-1). За оди-ницю aктивноcтi SOD брали 50% шпбування окислення адреналшу.
Активнють глутатюнпероксидази (GPx) i глута-тiонpедyктaзи (GR) вимipювaли за зменшенням NADPH ("Sigma", США) у сполучешй глутатюнредук-тaзнiй pеaкцiï з додаванням у реактивну сумш вщпо-вiдних pеaгентiв i виражали в наномолях окисненого NADPH на 1 мгбшка за 1 хв (нмоль хв-1мг-1) [18].
Принцип методу: GPx 1. 2GSH + НО
GSSG + 2H 2O
GP 2
2. GSSG + NADPH + 2GSH + NADP+
GR - глyтaтiон редуктаза
GSSG - окиснений глyтaтiон
GSH - вщновлений глyтaтiон
NADP+ - оксилений NAD
NADPH - вщновлений NAD
А = 10004k / (6,224m)
де: k - коефщент регресп; 6,22 - коефщент м1ш-молярно! екcтинкцiï НАДФН; m - концентращя бiлкa в пpобi в мг/мл.
Активнють ферменту обчислювали за формулою i виражали в нмоль окисленого NADPH на 1 мг бшка i
1 хв (нм0ль-хв"1-мг"1}.
Для пщтвердження локалiзацií дiлянки кровови-ливу проводили гютолопчне дослiдження фронталь-них зрiзiв мозку. Для цього головний мозок щурiв (зразки iз яких попередньо видшялися для бiохiмiч-ного дослщження) фiксували в 10% нейтральному формалшк Фiксованi зрiзи зневоднювали i заключали у парапласт (Leica Surgipath Paraplast Regular). Протокол депдратацп: етанол (з 70% до 100%-роз-чину етанолу), дiоксан, ксилол, ксилол/парапласт (1:1; 37°С), парапласт (56оС). Парафiновi зрiзи ор-ганiв товщиною 6-8 мкм виготовляли на мiкротомi Thermo Microm HM 360. Зрiзи депарафшували, реп-дратували i забарвлювали гематоксилшом та еози-ном за стандартною методикою.
Морфометричне дослiдження та фотографуван-ня гематоми проводили на мiкроскопi OlympusBX 51 (Японiя}. Kiлькiсний аналiз проводили за допомогою програмного забезпечення Carl Zeiss software (AxioVision SE64 Rel.4.9.1). Статистичну обробку отриманих вибiрок даних проводили iз застосуван-ням програми Statistica 6.0.
Yd експериментальнi манiпуляцií проводили вщ-повщно до правил "Regulations on the animal use of in research biomedical research", "European Convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purposes" i "Guide for the Care and Use of Laboratory Animals".
Результати дослщження. За результати гюто-лопчного дослщження наявнють гематоми у правм внутршнм капсул головного мозку встановлено у 100% оперованих щурiв. Pозмiр гематоми на фронтальному розрiзi був у межах 6,1±0,4 мм2. Локалiза-^ю дослщжувано'| дiлянки наведено на рисунку 1, а гютолопчну картину крововиливу на рисунку 2.
Рис. 1. Фронтальний розр1з головного мозку щура з крововиливом у внутршнш капсул1. Пор1вняльна ¡люстрац1я стереотаксичного атласу щура та непрофарбованого зразка експериментального матер1алу.
Результати бiохiмiчних доcлiджень показали змши aктивноcтi феpментiв aнтиокcидaнтноï сис-теми на тлi iнcyльтy (група 2). Так, активнють CAT збшьшувалась вщ контрольних значень (група 1) в середньому на 13,5% (p<0,05), при цьому значення GPx i GR були менше 32,2% (p=0,05) i 40,3% (p<0,05) (рис. 2-6). При цьому показник активносл SOD не мав статистично значущо1 вщмши вiд контрольноУ групи. Ui даш вказують на компенсаторну aктивaцiю ферментативних систем yтилiзaцiï вiльних радика-лiв (активних форм кисню) i одночасне порушення
Pиc. 2. ДГлянга кpoвoвиливy y пpaвiй пiвкyлi гoлoвнoгo
мoзкy щypa. Гeмaтoкcилiн-eoзин. Сб. 20, oк. 10.
cиcтeми мeтaбoлiзмy глyтaтioнy - ocнoвнoгo низь-кoмoлeкyляpнoгo зaxoплювaчa циx цитoтoкcичниx cпoлyк.
У Tpym 3 вiдмiчeнo нopмaлiзaцiю aктивнocтi CAT i GR. Пoкaзник SOD i GPx нaблизивcя ao кoнтpoль-ниx знaчeнь (p=0J0б). Bcтaнoвлeнo зб^ь^юння a^ тивнocтi GR щoAO фупи 2 (в cepeAньoмy нa 60,7%, p<0,01).
У гpyпi 4 piвeнь SOD зaлишaвcя знижeним вiд кoнтpoльниx знaчeнь нa 14,9% (p<0,05). Piвeнь CAT нe вiApiзнявcя вiA кoнтpoльниx знaчeнь. OAнoчacнo з цим вcтaнoвлeнo виpaжeнy aктивaцiя GPx y 3,2 paзи, a GR y 3,1 paзи (p<0,01).
У гpyпi 5 вiAмiчeнo тeнAeнцiю ao знищeння aктив-нocтi GPx (p=0,05). Aктивнicть ^ornx фepмeнтiв нe вiApiзнялиcь вiA кoнтpoлю.
Taким чинoм, peзyльтaти бioxiмiчнoгo Aooni-Aжeння cвiAчaть пpo змiни y aктивнocтi фepмeнтiв aнтиoкcиAaнтнoгo зaxиcтy гoлoвнoгo мoзкy пpи Ы-cyльтi. Збтьоюння aктивнocтi CAT i змeншeння GR e пpoявoм poзбaлaнcyвaння цитoпpoтeктopниx мю-xaнiзмiв, ocкiльки oбиAвa циx eнзими cпpямoвaнi нa нeйтpaлiзaцiю вiльниx paдикaлiв, пepший чepeз yтилiзaцiю пepeкиcнy вoдню, a iнший y вiAнoвлeння пулу myiar^y. В той œe чac пiA впливoм пpeпapaтiв cпocтepiгaeтьcя чacткoвe вiAнoвлeння aбo нaвiть пo-cилeння aктивнocтi aнтиoкcиAaнтниx фepмeнтiв пpи ввeдeннi лiпiнy з квepцeтинoм.
Pиc. 3. Aктивнicть cyпepoкcиддиcмyтaзи y кopi iпciлaтepaльнoГ пiвкyлi гoлoвнoгo мoзкy щypiв нз 10 дo6y дocлiдy. Дaнi пpeдcтaвлeнi y виглядi M±m;* -дocтoвipнo дo кoнтpoльнoГ гpyпи (гpyпa 1) p<0,05; # - дocтoвipнo дo гpyпи з iнcyльтoм (гpyпa 2) p<0,05.
Pиc. 4. Aктивнicть кaтaлaзи y кopi iпciлaтepaльнoï пiвкyлi гoлoвнoгo мoзкy щypiв нз 10 дoбy дocлiдy. ДЗШ пpeдcтaвлeнi y виглядi M±m;
* - дocтoвipнo дo кoнтpoльнoГ гpyпи (гpyпa 1) p<0,05;
# - дocтoвipнo дo ^упи з iнcyльтoм (гpyпa 2) p<0,05.
Pиc. 5. Aктивнicть глyтaтioнпepoкcидaзи y ropi iпciлaтepaльнoГ пiвкyлi гoлoвнoгo мoзкy щypiв нз 10 дoбy дocлiдy. Дaнi пpeдcтaвлeнi y виглядi M±m; " -
p=0,05 щoдo кoнтpoльнoГ гpyпи (гpyпa 1); # - дocтoвipнo дo гpyпи з Культом (гpyпa 2) p<0,05.
Pиc. б. Aктивнicть глyтaтioнpeдyктaзи y кopi iпciлaтepaльнoГ пiвкyлi гoлoвнoгo мoзкy щypiв нз 10 дoбy дocлiдy. Дaнi пpeдcтaвлeнi y виглядi M±m;
* - дocтoвipнo дo кoнтpoльнoГ гpyпи (^упз 1) p<0,05;
# - дocтoвipнo дo гpyпи з iнcyльтoм (^упз 2) p<0,05.
O6гoвopeння peзyльтaтiв дocлiджeння. У
пpoвeAeнoмy eкcпepимeнтaльнoмy AOCлiAжeннi бyлo oцiнeнo змiни aктивнocтi фepмeнтiв aнти-oкcиAaнтнoï cиcтeми зa yмoв мoдeлювaння re-мopaгiчнoгo iнcyльтy тa зacтocyвaння лiкapcькиx зacoбiв. Ha cьoгoAнi в нeйpoфiзioлoгiï викopиcтo-вують piзнi мoдeлi iшeмiï, iшeмiï-peпepфyзiï мoзкy [10,11,14], aлe викopиcтaнa бyлa мoAeль лoкaль-нoгo кpoвoвиливy, ocкiльки тaкa мoAeль xapa^e-pизyeтьcя виcoкoю cтaнAapтизaцieю пoшкoAжeння мюзку, чiткoю лoкaлiзaцieю внyтpiшньoмoзкoвoгo кpoвoвиливy i лeгкicтю вiAтвopeння y лaбopaтop-
них тварин. Оцшку 6ioxiMi4HMX параметр1в проводили ¡з зразюв кори тстатерально'| niBKyëi, тобто над дiлянкoю крововиливу. ГНтературы дан свщ-чать, що у дшянц irneMiÏ та пepифoкaльнiй зон1 розвиваеться оксидативний стрес, гiпepпpoдyкцiя активних форм кисню, а втьы радикали сприяють пошкодженню мозку, тобто е чинником прогре-сування вторинного ураження мозку при гiпoкciÏ i травмг До числа таких paдикaлiв вщноситься перекис водню (H2O2), пероксиытрит (ONOO-) та iншi цитoтoкcичнi молекули. За даними експеримен-тальних роб^ на тлi iшeмiÏ вiдбyвaeтьcя зменшення aктивнocтi SOD i GPx, а пюля peпepфyзiÏ aктивнicть продовжуе знижуватись [7]. На противагу цьому можлива aктивaцiя CAT. У проведених нами до^-дах на мoдeлi внутршньомозкового крововиливу отримано пoдiбнi результати, а саме падшня ак-тивнocтi фермен^в, якi вiднoвлюють глyтaтioнoвий пул (GR i GPx) i збтьшення piвня aктивнocтi CAT. Öi дaнi пщтверджують зaгaльнi уявлення про розви-ток пошкоджуючого впливу порушеного мозкового кровооб^у на клiтини мозку, незалежно вщ етюло-гiчнoгo чинника, тобто iшeмiÏ або гeмopaгiÏ.
Додатково пpoaнaлiзoвaнo змши aктивнocтi до-cлiджyвaниx фepмeнтiв на тл введення лiкapcькиx зacoбiв. На вщмшу вiд пoпepeднix дocлiджeння [3], застосовано комбшацт кверцетину з фосфо-тидилxoлiнoм (лiпiнoм) i як препарат пopiвняння пipaцeтaм. Додатково oцiнювaли вплив комбшацп цих лiкapcькиx зacoбiв. За результатами бioxiмiч-ного дocлiджeння встановлено нopмaлiзaцiю щодо контрольних пoкaзникiв активной CAT i GR у груп з пipaцeтaмoм i виражену актива^я GR i GPx у груп тварин, яким вводили кверцетин з фосфотидилхо-лiнoм. З лiтepaтypниx даних вщомо, що кверцетин активуе ц ферменти, але такий виpaжeнi змши ймoвipнo пoв'язaнi з тим, що фосфотидилхолш безпосередньо нeйтpaлiзye вiльнi радикали, що
також зменшуе пошкодження мозку вщ iшeмiÏ. В поодиноких ктычних та експериментальних роботах також зазначено змши деяких показниюв антиоксидантного захисту на тл застосування трацетаму [1,2,4]. При цьому кoмбiнoвaнa фар-мaкoкopeкцiя не мала такого впливу на систему фермен^в мeтaбoлiзмy глутатюну, що cвiдчить про нopмaлiзaцiю окисно-вщновно'| piвнoвaги.
Harni дaнi cвiдчaть про нoвi пaтoгeнeтичнi стра-тeгiÏ у бopoтьбi з нейродегенеративними змiнaми кори мозку на тл iшeмiÏ та набряку мозку у перифо-кальнм дiлянцi гeмopaгiчнoгo ¡нсульту.
Висновки
1. У щypiв з локальним одностороным гемора-гiчним ¡нсультом на 10-ту добу експерименту встановлено збтьшення активной каталази i пaдiння активной глyтaтioнпepoкcидaзи та глутатюнре-дуктази.
2. У щypiв з ¡нсультом, яким вводили трацетам виявлено нopмaлiзaцiю активной фepмeнтiв, а у щypiв з введенням лтшу та кверцетину додаткову активацт глyтaтioнпepoкcидaзи та глутатюнре-дуктази.
3. При комбшованому ввeдeннi шрацетаму, лi-пiнy i кверцетину показник активной фepмeнтiв aнтиoкcидaнтнoÏ системи не вiдpiзнялиcя вiд зна-чень у контрольна гpyпi.
Перспективи подальших дослщжень. Результати дocлiджeнь по вивченню пaтoбioxiмiчниx змiн при гострому порушены мозкового кpoвooбi-гу можуть бути використан для наукового обфун-тування розробки комплексно'1 фармакокорекцй' окиснювального стресу при ппоксп.
ËiTepaTypa
1. Kalchuk R.O. Sravnitelnaya antistressovaya aktivnost kombinirovannogo sredstva tiotsetam i ego sostavlyayuschih v usloviyah sochetannogo deystviya vospaleniya i immobilizatsii v eksperimente / R.O. Kalchuk, L.T. Kirichek // Eksperimentalna i klinichna meditsina. - 2013. - № 2 (59). - S. 42-45.
2. Mischenko T.S. Novyie vozmozhnosti v terapii bolnyih s mozgovyim insultom / T.S. Mischenko, V.N. Mischenko, I.V. Zdesenko // Mezhdunarodnyiy nevrologicheskiy zhurnal. - 2013. — № 2 (56). - S. 25-32.
3. Oliynik T.M. Metabolichni zmini kori velikogo mozku shchuriv pislya modelyuvannya gemoragichnogo insultu / T.M. Oliynik, S.I. Savosko, Yu.B. Chaykovskiy // Visnik problem biologiyi i meditsini. - 2015. - Vip. 2 (3). - S. 193-198.
4. Perfilova V.N. Antioksidantnoe deystvie soedineniy RGPU-147 i RGPU-195 v usloviyah hronicheskoy alkogolnoy intoksikatsii / V.N. Perfilova, I.N. Tyurenkov // Volgogradskiy nauchno-meditsinskiy zhurnal. - 2010. - № 1 (25). - S. 20-22.
5. Aabdallah D.M. Possible neuroprotective effects of lecithin and alpha-tocopherol alone or in combination against ischemia/ reperfusion insult in rat brain / D.M. Aabdallah, N.I. Eid // J Biochem Mol Toxicol. - 2004. - Vol. 18 (5). - P. 273-278.
6. Aebi H. Catalase in vitro / H. Aebi // Meth. Enzymol. - 1984. - Vol. 105. - P. 121-126.
7. Armogida M. The protective role of catalase against cerebral ischemia in vitro and in vivo / M. Armogida, A. Spalloni, D. Aman-tea [et al.] // Int. J Immunopathol Pharmacol. - 2011. - Vol. 24 (3). - P. 735-747.
8. Coq J.O. Acute reorganization of the forepaw representation in the rat SI cortex after focal cortical injury: neuroprotective effects of piracetam treatment / J.O. Coq, C. Xerri // Eur J Neurosci. - 1999. - Vol. 11 (8). - P. 2597-2608.
9. Dajas F. Neuroprotection by flavonoids / F. Dajas, F. Rivera-Megret, F. Blasina [et al.] // Braz J Med Biol Res. - 2003. -Vol. 36 (12). - P. 1613-1620.
10. Decano J.L. Analysis of cd45- [cd34+/kdr+] endothelial progenitor cells as juvenile protective factors in a rat model of isch-emic-hemorrhagic stroke / J.L. Decano, A.M. Moran, N. Giordano, N. Ruiz-Opazo, V.L.M. Herrera // PLoS. - 2013. - ONE 8 (1). — e55222.
11. Ding G. Persistent cerebrovascular damage after stroke in type two diabetic rats measured by MRI / G. Ding, T. Yan, J. Chen [et al.] // Stroke; a journal of cerebral circulation. - 2015. - Vol. 46 (2). - P. 507-512.
12. Ghosh A. Neuroprotective Role of Nanoencapsulated Quercetin in Combating Ischemia-Reperfusion Induced Neuronal Damage in Young and Aged Rats / A. Ghosh, S. Sarkar, A.K. Mandal, N. Das // PLoS ONE. - 2013. - Vol. 8 (4). — e57735.
13. Kawakami M. Molecular dissection of cyclosporin a's neuroprotective effect reveals potential therapeutics for ischemic brain injury / M. Kawakami // Brain Sci. - 2013. - № 3. - P. 1325-1356.
14. Kizmazoglu C. Neuroprotective effect of resveratrol on acute brain ischemia reperfusion injury by measuring Annexin V, p53, Bcl-2 levels in rats / C. Kizmazoglu, H.E. Aydin, I.E. Sevin [et al.] // Journal of Korean Neurosurgical Society. - 2015. -Vol. 58 (6). - P. 508-512.
15. Lowry O.H. Protein measurement with Folin phenol reagent / O.H. Lowry, N.J. Rosebrough, A.L. Farr, R.I. Randal // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193, № 1. - P. 265-275.
16. Mirsa H.P. The role of super oxide anion in the antioxidation of epinefrine and simple assay for superoxide dismutase / H.P. Mirsa, Y Fredovich // IAMA. - 1972. - Vol. 247 (10). - P. 3170-3175.
17. Muradian K.K. Correlative links between superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase activities in the liver of mice / K.K. Muradian, N.A. Utko, T.G. Mozzhukhina [et al.] // Ukr Biochem J. - 2003. - Vol. 75 (1). - P. 33-37.
18. Paglia D.E. Studies on the quantitative and qualitative characterization of erythrocyte glutathione peroxidase / D.E. Paglia, W.N. Valentine // J. Clin. Med. - 1967. - Vol. 70. - P. 158-169.
19. Phaniendra A. Free Radicals: Properties, Sources, Targets, and Their Implication in Various Diseases / A. Phaniendra, D.B. Jestadi, L. Periyasamy // Indian Journal of Clinical Biochemistry. - 2015. - Vol. 30 (1). - P. 11-26.
20. Wattanathorn J. Zingiber officinale Mitigates Brain Damage and Improves Memory Impairment in Focal Cerebral Ischemic Rat / J. Wattanathorn, J. Jittiwat, T. Tongun, S. Muchimapura, K. Ingkaninan // Evidence-based Complementary and Alternative Medicine. — 2011. — P. 429505.
21. Wheble P.C. A systematic review and meta-analysis of the efficacy of piracetam and piracetam-like compounds in experimental stroke / P.C. Wheble, E.S. Sena, M.R. Macleod // Cerebrovasc Dis. - 2008. - Vol. 25 (1-2). - P. 5-11.
22. Xerri C. Neuroprotective effects on somatotopic maps resulting from piracetam treatment and environmental enrichment after focal cortical injury / C. Xerri, Y Zennou-Azougui, J.O. Coq // ILAR J. - 2003. - Vol. 44 (2). - P. 110-124.
УДК 616.831:577.112
ДОСЛ1ДЖЕННЯ АКТИВНОСТ1 ФЕРМЕНТ1В АНТИОКСИДАНТНО1 СИСТЕМИ У КОР1 ВЕЛИКИХ П1ВКУЛЬ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЗА МОДЕЛЮВАННЯ ГЕМ0РАГ1ЧН0Г0 1НСУЛЬТУ
Довгань I. М., Мельник Н. О., Лабунець I. Ф., Утко Н. А., Савосько С. I.
Резюме. Y статт наведено результати експериментального дослщження по оцшщ метаболiчних змш у корi мозку при шсультк Щурам моделювали локальний геморапчний шсульт та вводили лкарсью засоби (трацетам, лон з кверцетином та ¿х комбша^я). Бi°хiмiчними методами оцшювали активнють супероксиддисмутази, каталази, глутатюнпероксидази i глутатюнредуктази. Результати дослщжень показали збшьшення активност каталази i зменшення активност глутатюнпероксидази i глутатюнредуктази на ™i шсульту. Введення лону з кверцетином позначилося вираженим збшьшенням активной глутатюнпероксидази i глутатюнредуктази.
Ключов1 слова: геморапчний шсульт, кора мозку, супероксиддисмутаза, каталаза, глутатюнпероксидаза, глутатюнредуктаза.
УДК 616.831:577.112
ИССЛЕДОВАНИЕ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В КОРЕ БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ГЕМОРРАГИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА
Довгань И. М., Мельник Н. А., Лабунець И. Ф., Утко Н. А., Савосько С. И.
Резюме. В статье приведены результаты экспериментального исследования по оценке метаболических изменений в коре головного мозга при инсульте. Крысам моделировали локальный геморрагический инсульт и вводили лекарственные средства (пирацетам, липин с кверцетином и их комбинация). Биохимическими методами оценивали активность супероксиддисмутазы, ка-талазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. Результаты исследований показали увеличение активности каталазы и уменьшение активности глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы на фоне инсульта. Введение липина с кверцетином сказало существенную активацию глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы.
Ключевые слова: геморрагический инсульт, кора мозга, супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза.
UDC 616.831:577.112
THE ACTIVITY OF ANTIOXIDANT SYSTEM ENZYMES IN THE CEREBRAL CORTEX OF THE BRAIN WITH HEMORRHAGIC STROKE
Dovgan I. M., Melnyk N. O., Labunets I. F., Utko N. A., Savosko S. I.
Abstract. In the experimental study we have used 45 male rats WKY line (average weight 220-250 g). Animals were divided into 5 groups: group 1 - intact rats (n=7); group 2 - rats with hemorrhagic stroke (n=12); group 3 - rats with hemorrhagic stroke which were injected with piracetam (n=8); group 4 - rats with hemorrhagic stroke which were injected with lecithin (Lipin) and quercetin (n=10); group 4 - rats with hemorrhagic stroke which were injected with combination of drugs (n=8). Hemorrhagic stroke was simulated in the right hemisphere of rat's brain by injection of autoblood in the internal capsule. The drugs were injected intraperitoneally 2 hours later after making stroke at the following schemes and doses: piracetam (100 mg/kg, during 10 days), quercetin (7,2 mg/kg, during 5 days), lecithin (Lipin) (10 mg/kg, during 5 days), saline (0,02 ml/day, during 10 days). The activity of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx) and glutathione reductase (GR) in the cerebral cortex were studied. Localization of intracerebral hematoma was examined by histological method.
According to the results of histological study the hematomas in the right internal capsule of the brain were found in 100% of operated rats. The hematoma's size on the front slices was 6,1±0,4 mm2.
The biochemical study results in the group of animals with stroke (group 2) identified the enzymes of antioxidant system activity changes. The CAT activity increased comparing with the control (group 1) average by 13,5% (p<0,05), while GPx and GR values were less than 32,2% (p=0,05) and 40,3% (p<0,05). After the SOD activity analysis the statistically significant difference with the control group was not found. In this way we could speak about compensatory activation of free radicals (reactive oxygen species) enzymatic utilization and the violation of glutathione metabolism at the same time, whereas the glutathione is main acceptor of low-cytotoxic molecules.
In the group 3 we marked the normalization of CAT and GR activity. The values of SOD and GPx approached the control (p=0,05). The increased level of GR activity comparing with the group 2 was detected (average 60,7%, p<0,01).
In the group 4 the level of SOD decreased by 14,9% (p<0,05) while the CAT level did not differ from the control. At the same time we found a strong activation of GPx in 3,2 times and GR in 3,1 times (p<0,01).
In the group 5 the tendency to reduction of GPx activity was marked (p=0,05). The activity of other enzymes did not differ from the control group.
Thus, the results of biochemical studies indicate the activity of antioxidant enzymes changes in the brain after stroke. The increased levels of CAT and decreased levels of GR are manifestations of cytoprotective mechanisms imbalance because both of these enzymes are taken part at neutralizing of free radicals through the hydrogen peroxide utilization and restoring the glutathione pool. At the same time using drugs supports the partial recovery while lecithin (Lipin) and quercetin even increase the activity of antioxidant enzymes.
Keywords: hemorrhagic stroke, cerebral cortex, superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase, glutathione reductase.
Pe^H3eHT — npo$. Henopa^a K. C.
CTarm Haflmw.a 01.06.2017 poKy
