Об участии валина крови и L-аргинин-NO системы в развитии гипертермии, формировании тиреоидного статуса и прооксидантно-антиоксидантного состояния при стрессе, вызываемом бактериальным эндотоксином

Общеизвестна значимость свободных аминокислот в процессах жизнедеятельности в норме и при патологии. В то же время данные о роли валина плазмы крови в процессах формирования тиреоидного статуса, прооксидантно-антиоксидантного состояния и развития гипертермии, вызываемой бактериальным эндотоксином, отсутствуют, хотя его участие в этих процессах вполне закономерно, поскольку валин является ингибитором аргиназы, активность которой сказывается на уровне аминокислоты аргинина и монооксида азота (NO), имеющих важное значение в регуляции температуры тела, процессов перекисного окисления липидов и уровня йодсодержащих гормонов. 

Цель исследования – выяснение значимости валина плазмы крови и L-аргинин-NO системы в процессах формирования тиреоидного статуса, прооксидантно-антиоксидантного состояния и поддержания температуры тела при стрессе, вызываемом бактериальным эндотоксином. 

В экспериментах на крысах и кроликах установлено, что в условиях действия в организме животных липополисахарида (ЛПС) E. сoli имеют место активация системы гипофиз–щитовидная железа, процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в крови и печени, повышение содержания нитратов/нитритов (NO3–/NO2–), снижение уровней валина и аргинина в плазме крови и повышение температуры тела. В условиях депрессии аргиназы печени L-валином (100 мг/кг внутрибрюшинно за 30 мин до инъекции эндотоксина) действие ЛПС не сопровождается повышением температуры тела, приводит к менее выраженным изменениям в процессах ПОЛ, более значимому снижению содержания трийодтиронина и повышению уровня NO3–/NO2 – в плазме крови крыс. Предварительное введение в организм животных ингибитора синтеза NO L-NAME (25 мг/кг внутрибрюшинно за 30 мин до инъекции ЛПС) не только ослабляет подъем температуры тела и повышение уровня NO3–/NO2 – в плазме крови на действие эндотоксина, но и усугубляет изменения в процессах ПОЛ плазмы крови и печени, а также препятствует активации системы гипофиз–щитовидная железа. 

1. Шейбак, В. М. Лейцин, изолейцин, валин: биохимические основы разработки новых лекарственных средств / В. М. Шейбак. – Гродно : ГрГМУ, 2014. – 242 с.

2. Аминокислоты глазами химиков, фармацевтов, биологов : в 2 т. / А. О. Сыровая [и др.]. – Харьков : Щедра садиба плюс, 2015. – Т. 2. – 268 с.

3. Маянский, Д. Н. Клетки Купфера и патология печени / Д. Н. Маянский // Пат. физиология и эксперим. терапия. – 1985. – Т. 29, № 4. – С. 80−86.

4. Blokade of Kupffer cells prevents the belrile and preoptic prostaglandin E2 responses to intravenous lipopolysaccharide in guinea pigs / E. Sehic [et al.] // Annals N. Y. Acad. Sci. – 1997. – Vol. 813. – P. 448–452. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1997.tb51732.x

5. Тэйлор, Б. С. Индуцибельная синтаза оксида азота в печени: регуляция и функции / Б. С. Тэйлор, Л. Х. Аларсон, Т. Р. Биллиар // Биохимия. – 1998. – Т. 63, № 7. – С. 905–923.

6. Nitric oxide in the liver: physiopathological roles / H. Suzuki [et al.] // Adv. Neuroimmunol. – 1995. – Vol. 5, N 4. – P. 379–410. https://doi.org/10.1016/0960-5428(95)00024-0

7. Фабри, З. П. Функциональная активность щитовидной железы и распределение ее гормонов в периферических тканях при экспериментальном поражении печени / З. П. Фабри, А. Е. Пащенко, И. П. Заячук // Укр. биохим. журн. – 1985. – Т. 57, № 2. – С. 84–87.

8. Kelly, G. S. Peripheral metabolism of thyroid hormones: a review / G. S. Kelly // Altern. Med. Rev. – 2000. – Vol. 5, N 4. – P. 306–333.

9. Висмонт, Ф. И. Роль детоксикационной функции печени в формировании тиреоидного статуса организма и терморегуляции / Ф. И. Висмонт, М. А. Глебов // Мед.-биол. проблемы жизнедеятельности. – 2013. – № 2. – С. 61–65.

10. Morris, S. M. (Jr.). Enzymes of arginine metabolism / S. M. Morris (Jr.) // J. Nutr. – 2004. – Vol. 134, suppl. 10. – P. 2743S–2747S. https://doi.org/10.1093/jn/134.10.2743S

11. Scibior, D. Arginine-metabolism and functions in the human organism / D. Scibior, H. Czeczot // Postepy Hig. Med. Dosw. – 2004. – Vol. 58. – P. 321–332.

12. Gerstberger, R. Nitric oxide and body temperature control / R. Gerstberger // News Physiol. Sci. – 1999. – Vol. 14, N 1. – P. 30–36. https://doi.org/10.1152/physiologyonline.1999.14.1.30

13. Moncada, S. Nitric oxide: Physiology, pathophysiology and pharmacology / S. Moncada, R. M. J. Palmer, E. A. Higgs // Pharmacol. Rev. – 1991. – Vol. 43, N 2. – P. 109–142.

14. Holowatz, L. A. Up-regulation of arginase activity contributes to attenuated reflex cutaneous vasodilatation in hypertensive human / L. A. Holowatz, W. L. Kenney // J. Physiol. – 2007. – Vol. 581, pt. 2. – P. 863–872. https://doi.org/10.1113/jphysiol.2007.128959

15. Висмонт, А. Ф. Роль аргиназы печени и мочевины крови в процессах теплообмена, детоксикации, формирования тиреоидного статуса и тепловой устойчивости / А. Ф. Висмонт, Ф. И. Висмонт // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2014. – № 2. – С. 48–55.

16. Висмонт, Ф. И. Эндотоксинемия, дисрегуляция и формирование предболезни / Ф. И. Висмонт // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. мед. навук. – 2018. – Т. 15, № 1. – С. 7–16.

17. Carvajal, N. Kinetics of inhibition of rat liver and kidney arginase by proline and branched chain amino acids / N. Carvajal, S. D. Cederbaum // Biochim. Biophys. Acta. – 1986. – Vol. 870, N 2. – P. 181–184. https://doi.org/10.1016/0167-4838(86)90219-0

18. Arginase: a multifaceted enzyme important in health and disease / R. W. Caldwell [et al.] // Physiol. Rev. – 2018. – Vol. 98, N 2. – P. 641–665. https://doi.org/10.1152/physrev.00037.2016

19. Boucher, J. L. Nitric oxide biosynthesis, nitric oxide synthase inhibitors and arginase competition for L-arginine utilization / J. L. Boucher, C. Moali, J. P. Tenu // Cell. Mol. Life Sci. – 1999. – Vol. 55, N 8–9. – P. 1015–1028. https://doi.org/10.1007/s000180050352

20. Geyer, J. W. Rapid method for determination of arginase activity in tissue homogenates / J. W. Geyer, D. Dabich // Anal. Biochem. – 1971. – Vol. 39, N 2. – Р. 412–417. https://doi.org/10.1016/0003-2697(71)90431-3

21. Nitrite and nitrate determinations in plasma: A critical evaluation / H. Moshage [et al.] // Clin. Chem. – 1995. – Vol. 41, N 6, pt. 1. – P. 892−896.

22. Mihara, M. Determination of malonaldehyde precusor in tissues by thiobarbituric acid test / M. Mihara, M. Uchiyаma // Anal. Biochem. – 1978. – Vol. 86, N 1. – P. 271–278. https://doi.org/10.1016/0003-2697(78)90342-1

23. Костюк, В. А. Спектрофотометрическое определение диеновых конъюгатов / В. А. Костюк, А. И. Потапович, Е. Ф. Лунец // Вопр. мед. химии. – 1984. – Т. 30, № 4. – С. 125–127.

24. Fletcher, B. L. Measurement of fluorescent lipid peroxidation products in biological systems and tissues / B. L. Fletcher, C. L. Dillard, A. L. Tappel // Anal. Biochem. – 1973. – Vol. 52, N 1. – P. 1–9. https://doi.org/10.1016/0003-2697(73)90327-8

25. Боборико, Т. Л. Определение каталазной активности в биологическом материале / Т. Л. Боборико, Г. Т. Маслова, В. Н. Леонтьев. – М., 1988. – Деп. в ВИНИТИ. – № 1512–В88.

26. Черняускене, Р. Ч. Одновременное флюорометрическое определение концентраций витаминов Е и А в сыворотке крови / Р. Ч. Черняускене, З. З. Варшкявичене, П. С. Грибаускас // Лаб. дело. – 1984. – № 6. – С. 362–365.