Мітохондріальна дисфункція головного мозку щурів зі скополамін-індукованою нейродегенерацією та під впливом еналаприлу

Автор(и)

  • О.Г. Кметь канд. мед. наук, доц. кафедри фармакології Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Ukraine
  • Н.Д. Філіпець д-р мед. наук, проф. кафедри фармакології Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Ukraine
  • Т.І. Кметь д-р мед. наук, проф. кафедри гігієни та екології Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Ukraine
  • Н.Й. Андрійчук канд. мед. наук, доц. кафедри гігієни та екології Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Ukraine
  • Д.М. Тимкул асистент кафедри гігієни та екології Буковинського державного медичного університету, м. Чернівці, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24061/2413-0737.XXVІ.2.102.2022.10

Ключові слова:

еналаприл; скополамін-індукована хвороба Альцгеймера; функціональний стан мітохондрій

Анотація

Мета роботи. Для нейродеструктивних захворювань характерними є складні патобіохімічні каскади в нейроні, які спричиняють порушення енергетичного метаболізму та формування мітохондріальної дисфункції. У фізіологічному функціонуванні мітохондрій важливу роль відіграє ренінангіотензинова система, надмірна активність якої підвищує ризик нейродегенеративних захворювань головного мозку. Хоча сьогодні інгібітори ангіотензин-перетворювального ферменту розглядаються як засоби профілактики і лікування ішемічного ураження центральної нервової системи, їх корегувальні властивості при розвитку центральної нейродегенерації продовжують уточнюватись.
Мета дослідження – вивчення впливу інгібітору ангіотензин-перетворювального ферменту еналаприлу при мітохондріальній дисфункції кори головного мозку та гіпокампа щурів за умов скополамін-індукованої нейродегенерації, яка відтворює розвиток хвороби Альцгеймера в експерименті.
Матеріал і методи. Експерименти проводили на нелінійних лабораторних білих щурах-самцях масою 0,18-0,20 кг. Модель хвороби Альцгеймера створювали внутрішньоочеревинним уведенням 27 днів скополаміну гідрохлориду (Sigma, США) дозою 1 мг/кг. Починаючи з 28-ї доби експерименту, еналаприл уводили внутрішньоочеревинно дозою 1 мг/кг, один раз у день упродовж 14 днів.
Результати. Встановлено, що при моделюванні скополамін-індукованої хвороби Альцгеймера в мітохондріальній фракції кори головного мозку та гіпокампа щурів підвищується вільнорадикальне окиснення ліпідів, білків та знижується активність ензимів циклу Кребса – α-кетоглутаратдегідрогенази та сукцинатдегідрогенази; знижується розсіювання світла та зростає відносна швидкість набухання мітохондрій. Після 14-денного введення еналаприлу щурам зі скополамін-індукованою хворобою Альцгеймера в мітохондріальній фракції кори головного мозку та гіпокампа знижується вміст продуктів, що реагують із 2-тіобарбітуровою кислотою та окисної модифікації білків; в обох досліджуваних структурах зростає активність каталази, α-кетоглутаратдегідрогенази, сукцинатдегідрогенанзи, а супероксиддисмутази – лише в корі головного мозку; спостерігається поступове зниження світлорозсіювання та зниження відносної швидкості набухання мітохондрій.
Висновок. Покращення стану антиоксидантної системи та енергозабезпечення мітохондрій, а також зниження інтенсивності набухання мітохондрій кори головного мозку та гіпокампа щурів зі скополамініндукованою хворобою Альцгеймера вказує на протективні властивості еналаприлу.

Посилання

Abadir PM, Foster DB, Crow M, Cooke CA, Rucker JJ, Jain A, et al. Identification and characterization of a functional mitochondrial angiotensin system. Proc Natl Acad Sci. USA. 2011;108(36):14849-54.

Almeida-Santos AF, Kangussu LM, Campagnole-Santos MJ. The Renin-angiotensin system and the neurodegenerative diseases: A Brief Review. Protein Pept Lett. 2017;24(9):841-53. DOI: 10.2174/0929866524666170822120258.

Huang X, Lu G, Li G, Li H, Li B, Yin J, et al. Dynamic changes in the renin-angiotensin-aldosterone system and the beneficial effects of renin-angiotensin-aldosterone inhibitors on spatial learning and memory in a rat model of chronic cerebral ischemia. Front Neurosci. 2017;11:11.

Gebre AK, Altaye BM, Atey TM, Tuem KB, Berhe DF. Targeting renin-angiotensin system against alzheimer’s disease. Front Pharmacol. 2018;9(440):1-11.

Kmet ОG, Ziablitsev SV, Filipets ND, Kmet TI, Slobodian XV. Carbacetam effect on behavioral reactions in experimental Alzheimer’s disease. Arch Bal Med Union. 2019;54(1):124-9.

Paxinos G, Watson C. The rat brain in stereotaxic coordinates, 2013, 7-th Edition, Academic Press: San Diego; 2013. 472 p.

Kopylchuk GP, Voloshchuk OM. Activity of the liver mitochondrial aspartate aminotransferase and malate dehydrogenase in rats with toxic hepatitis under conditions of alimentary protein deficiency. The Animal Biology. 2019;21(3):14-20.

Kushnir OYu, Yaremii IM, Shvets VI, Shvets NV. Influence of melatonin on glutathione system in rats skeletal muscle under alloxan induced diabetes. Fiziol zh. 2018;64(5):54-62.

Feysa SV. Lipid peroxidation and antioxidant defense status in patients with non-alcoholic fatty liver disease and concomitant hypothyroidism. Fiziol zh. 2019;65(2):89-96.

Lamazian GR, Sytnyk IM, Natrus LV, Bruzgina TS, Chernovol PA, Rizhko IM. Investigation of antioxidant defense mechanisms of Citrullus Colocynthis fruits and N-acetylcysteine in the diabetes mellitus model on rats. Zaporozhye medical journal. 2016;5:69-77.

Kiss G, Konrad C, Doczi J, Starkov A, Kawamata H, Manfredi G, et al. The negative impact of α-ketoglutarate dehydrogenase complex deficiency on matrix substrate-level phosphorylation. The FASEB Journal. 2013;27:2392-2406.

Kopylchuk GP, Voloshchuk OM. NADH: ubiquinone reductase AND succinate dehydrogenase activity in the liver of rats with acetaminophen-induced toxic hepatitis on the background of alimentary protein deficiency. Ukr Biochem J. 2015;87(1):121- 6.

Vadzyuk OB. Protective effects of potassium transport in mitochondria from rat myometrium under activation of mitochondrial permeability transition pore. Ukr Biochem J. 2015;87(6):86-94.

Eisenhofer S, Toókos F, Hense BA, Schulz S, Filbir F, Zischka H. A mathematical model of mitochondrial swelling. BMC RES Notes. 2010;3(1):67.

Giorgi C, Agnoletto C, Bononi A, Bonora M, De Marchi E, Marchi S, et al. Mitochondrial calcium homeostasis as potential target for mitochondrial medicine. Mitochondrion. 2012;12(1):77-85. DOI: 10.1016/j.mito.2011.07.004.

Ceban E, Banov P, Galescu A, Botnari V. Oxidative stress and antioxidant status in patients with complicated urolithiasis. J Med Life. 2016;9(3):259-62.

Kalani K, Yan SF, Yan SS. Mitochondrial permeability transition pore: a potential drug target for neurodegeneration. Drug Discov Today. 2018;23(12):1983-89. DOI: 10.1016/j.drudis.2018.08.001.

Koju N, Taleb A, Zhou J, Lv G, Yang J, Cao X, et al. Pharmacological strategies to lower crosstalk between nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) oxidase and mitochondria. Biomed Pharmacother. 2019;111:1478-98. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.11.128.

Hampel H, Mesulam MM, Cuello AC, Farlow MR, Giacobini E, Grossberg GT, et al. The cholinergic system in the pathophysiology and treatment of Alzheimer’s disease. Brain. 2018;141(7):1917-33. DOI: 10.1093/brain/awy132.

Xu-Qiao Chen, William Mobley. Exploring the pathogenesis of Alzheimer disease in basal forebrain cholinergic neurons: converging insights from alternative hypotheses. Front Neurosci. 2019;13:1-18.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-05-26

Номер

Розділ

ОРИГІНАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ