Антиоксидантные свойства модуляторов HSP70 в условиях церебральной ишемии

Abstract

Цель исследования – изучить влияние модуляторов HSP70: тамоксифена, мелатонина, HSF-1 и глутамина на показатели оксидативного стресса и активность антиоксидантной системы в головном мозге при моделировании церебральной ишемии. Исследование проводили на 148 крысах линии Вистар, у которых моделировали острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК) путем двухсторонней необратимой перевязки общих сонных артерий под тиопенталовым наркозом (40 мг/кг). Установлено, что на 4 сутки экспериментальной церебральной ишемии исследуемые препараты достоверно снижали степень оксидативного стресса и повышали активность антиоксидантной системы. Так, введение мелатонина (5 мг/кг), тамоксифена (1 мг/кг), HSF-1 (200 мкл/кг) и глутамина (25 мг/ кг) уменьшало уровень нитротирозина на 66,4; 69,4; 69,9 и 60,1 % (р ≤ 0,05), а также уменьшало количество маркеров окислительной модификации белка АФГ/КФГ на 32,5–35,5 %/34,8–37,9 %; 29,2– 32,8 %/35,3–36,4 %; 22,5–30,0 %/28,7–29,3 % и 25,6–28,4 %/28,9–30,7 % соответственно по сравнению с контролем (р ≤ 0,05). Наиболее выраженное действие на активность СОД оказывало введение мелатонина, активность фермента повышалась на 84,7 % относительно контроля (р ≤ 0,05). Исследуемые тест-образцы в различной степени повышали уровень белка шаперона, наиболее выраженное действие оказывал HSF-1: HSP70 увеличивался в цитозольной и митохондриальной фракции мозга в 11,3 и 2,6 раза соответственно по сравнению с контролем (р ≤ 0,05). Анализ полученных данных подтверждает наличие у тамоксифена, мелатонина, HSF-1 и глутамина HSP70-зависимых механизмов регуляции эндогенной нейропротекции и обосновывает их применение в качестве нейропротекторных средств в лечении ОНМК. Мета дослідження – вивчити вплив модуляторів HSP70: тамоксифену, мелатоніну, HSF-1 і глутаміну на показники оксидативного стресу й активність антиоксидантної системи в головному мозку за умов моделювання церебральної ішемії. Дослідження проводили на 148 щурах лінії Вістар, в яких моделювали гостре порушення мозкового кровообігу (ГПМК) шляхом двосторонньої незворотної перев’язки загальних сонних артерій під тіопенталовим наркозом (40 мг/кг). Встановлено, що на 4 добу експериментальної церебральної ішемії досліджувані препарати достовірно знижували ступінь оксидативного стресу та підвищували активність антиоксидантної системи. Так, введення мелатоніну (5 мг/кг), тамоксифену (1 мг/кг), HSF-1 (200 мкл/кг) і глутаміну (25 мг/кг) зменшувало рівень нітротирозину на 66,4; 69,4; 69,9 і 60,1 % (р ≤ 0,05), а також маркерів окисної модифікації білка АФГ/КФГ на 32,5–35,5 %/34,8–37,9 %; 29,2–32,8 %/35,3–36,4 %; 22,5– 30,0 %/28,7–29,3 % і 25,6–28,4 %/28,9–30,7 % відповідно порівняно з контролем (р ≤ 0,05). Найвираженішу дію на активність СОД спричиняло введення мелатоніну, активність ферменту підвищувалася на 84,7 % до контролю (р ≤ 0,05). Досліджувані тест-зразки в різному ступені підвищували рівень білка шаперона, найвираженішу дію проявляв HSF-1: HSP70 підвищувався в цитозольній і мітохондріальній фракції мозку в 11,3 і 2,6 разу відповідно порівняно з контролем (р ≤ 0,05). Аналіз отриманих даних підтверджує наявність у тамоксифену, мелатоніну, HSF-1 і глутаміну HSP70-залежних механізмів регуляції ендогенної нейропротекції й обґрунтовує їхнє застосування як нейропротекторних засобів в лікуванні ГПМК. The aim of the study was to evaluate the effects of modulators HSP70: tamoxifen, melatonin, HSF-1 and glutamin on oxidative stress indices and antioxidant system activity in the brain under cerebral ischemia modeling. The study was carried out on 148 Wistar rats with modeled acute cerebrovascular accident (GMPM) by bilateral irreversible ligation of common carotid arteries under thiopental anesthesia (40 mg/kg). It was established that at 4 days of experimental cerebral ischemia the drugs studied significantly reduced the degree of oxidative stress and increased the activity of the antioxidant system. Thus, administration of melatonin (5 mg/kg), tamoxifen (1 mg/kg), HSF-1 (200 μl/kg) and glutamine (25 mg/kg) reduced the level of nitrotyrosine by 66,4; 69,4; 69,9 and 60,1 % (p ≤ 0,05), as well as markers of oxidation modification of AFG/KFG protein by 32,5–35,5 %/34,8–37,9 %; 29,2–32,8 %/35,3–36,4 %; 22,5–30,0 %/ 28,7–29,3 % and 25,6–28,4 %/28,9–30,7 %, respectively, relative to the control (p ≤ 0,05).The studied drugs significantly reduced the level of oxidative stress and increased the activity of the antioxidant system. Melatonin had the most pronounced effect on SOD activity, the enzyme activity increased by 84,7 % as to the control (p ≤ 0,05). The test compounds increased the level of chaperone protein to varying levels; HSF-1 had the most pronounced effect: HSP70 level had increased in the cytosolic and mitochondrial fractions of the brain by 11,3 and 2,6 times, respectively, as to the control (p ≤ 0,05). Analysis of the data confirms the presence of HSP70-dependent mechanisms of tamoxifen, melatonin, HSF-1 and glutamine in regulation of endogenous neuroprotection and substantiates their use as neuroprotective agents in the treatment of stroke.