УДК 616.33-002:615.099:599.323.4

http://doi.org/10.31288/oftalmolzh202233944

 

Вплив корвітину та метформіну на біохімічні зміни в слізних залозах щурів при моделюванні «стресу уникнення води» 

Мацицька Є. К., Акімов О. Є., Микитенко A. O. 

Полтавський державний медичний університет; Полтава (Україна)

ЯК ЦИТУВАТИ: Matsytska Ye. K. Influence of corvitin and metformin on biochemical changes in lacrimal glands of rats during water avoidance stress modeling / Ye. K. Matsytska, O. Ye. Akimov, A. O. Mykytenko // Офтальмол. журн. — 2022. — № 3. — С. 39-44.  http://doi.org/10.31288/oftalmolzh202233944

Актуальність. Синдром сухого ока – багатофакторне ураження кон’юнктиви та рогівки, яке характеризується порушенням слізної плівки. Метаболізм слізних залоз відіграє вирішальну роль в синдромі сухого ока. Емоційний стрес може погіршити роботу слізних залоз. 

Мета – вивчити зміни активності конститутивних та індуцибельної NO-синтаз, аргіназ, супероксиддисмутази, каталази, продукції супероксидного аніон-радикалу, концентрації малонового діальдегіду та нітритів у слізних залозах щурів при моделюванні «стресу уникнення води» та його корекції метформіном та корвітином.

Матеріал та методи. Ми провели наш експеримент на 36 дорослих щурах-самцях лінії «Вістар» вагою 190-240 г. Тварин було поділено на 6 груп, по 6 тварин кожна, а саме: контрольна група, група «стресу уникнення води», групи корекції метформіном (200 мг/кг) та корвітином (10 мг/кг) при моделюванні «стресу уникнення води». А також дві групи контролю впливу препаратів.

Результати. «Стрес уникнення води» призводить до підвищення активності індуцибельної NO-синтази, супероксиддисмутази, каталази та концентрації малонового діальдегіду в 1,59, 1,93, 1,97 та 1,28 раза відповідно. Метформін та корвітин знижували активність індуцибельної NO-синтази у 8,25 та 8,5 раза відповідно, концентрація малонового діальдегіду знижувалась у 1,35 та 1,26 раза відповідно. Активність супероксиддисмутази не змінилася після введення метформіну та корвітину. Метформін знижував активність каталази в 1,47, а корвітин збільшував її в 1,55 рази. Продукція супероксиду під час «стресу уникнення води» впала в 1,59 рази і була збільшена до рівня нижче або рівного рівня контрольних тварин при введенні метформіну та корвітину. 

Висновки. Підвищення активності індуцибельної NO-синтази є можливою причиною пошкодження слізних залоз щурів при моделюванні «стресу уникнення води». Корекція метформіном або корвітином пошкодження слізних залоз щурів при моделюванні «стресу уникнення води» є ефективним завдяки їх здатності знижувати активність індуцибельної NO-синтази.

Ключові слова: корвітин, метформін, слізні залози, стрес уникнення води

Література

1.Stapleton F, Alves M, Bunya VY, Jalbert I, Lekhanont K, Malet F, Na KS, Schaumberg D, Uchino M, Vehof J, Viso E, Vitale S, Jones L. TFOS DEWS II Epidemiology Report. Ocul Surf. 2017; 15(3): 334-365. 

2.Rouen PA, White ML. Dry Eye Disease: Prevalence, Assessment, and Management. Home Healthc Now. 2018; 36(2): 74-83. 

3.Seen S, Tong L. Dry eye disease and oxidative stress. Acta Ophthalmol. 2018; 96(4): e412-e420. 

4.Dogru M, Kojima T, Simsek C, Tsubota K. Potential Role of Oxidative Stress in Ocular Surface Inflammation and Dry Eye Disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018; 59(14): DES163-DES168. 

5.Park B, Jo K, Lee TG, Hyun SW, Kim JS, Kim CS. Polydatin Inhibits NLRP3 Inflammasome in Dry Eye Disease by Attenuating Oxidative Stress and Inhibiting the NF-κB Pathway. Nutrients. 2019; 11(11): 2792. 

6.Hyon JY, Yang HK, Han SB. Association between Dry Eye Disease and Psychological Stress among Paramedical Workers in Korea. Sci Rep. 2019; 9(1): 3783. 

7.Cortes M, Esposito G, Sacco R, Gillet VB, Ianni A, Micera A. NGF and iNOS Changes in Tears from Video Display Terminal Workers. Curr Eye Res. 2018; 43(9): 1119-1125.  

8.Kim J, Kim YS, Park SH. Metformin as a Treatment Strategy for Sjögren's Syndrome. Int J Mol Sci. 2021; 22(13): 7231. 

9.Abengózar-Vela A, Schaumburg CS, Stern ME, Calonge M, Enríquez-de-Salamanca A, González-García MJ. Topical Quercetin and Resveratrol Protect the Ocular Surface in Experimental Dry Eye Disease. Ocul Immunol Inflamm. 2019;27(6):1023-1032.  

10.Yamamoto K, Takao T, Nakayama J, Kiuchi H, Okuda H, Fukuhara S, Yoshioka I, Matsuoka Y, Miyagawa Y, Tsujimura A, Nonomura N. Water avoidance stress induces frequency through cyclooxygenase-2 expression: a bladder rat model. Int J Urol. 2012; 19(2): 155-62. 

11.Talash VV, Kostenko VO. Effect of inhibitors of nuclear factor κB activation upon metabolism and hemocoagulation under modeled metabolic syndrome. Pharmacology and drug toxicology. 2015; 43(2): 83-9. (in Ukrainian)

12.Khmil’ DO, Kostenko VO. Effect of L-arginine and corvitin on oxidative-nitrosative stress in skin of rats exposed to excessive sodium nitrate. Fiziolohichnyi zhurnal. 2017; 63(6): 53-9. (in Ukrainian)

13.Akimov OYe, Kostenko VO. Functioning of nitric oxide cycle in gastric mucosa of rats under excessive combined intake of sodium nitrate and fluoride. Ukr. Biochem. J. 2016; 88(6):70-75. 

14.Yelins’ka AM, Akimov OYe, Kostenko VO. Role of AP-1 transcriptional factor in development of oxidative and nitrosative stress in periodontal tissues during systemic inflammatory. Ukr.Biochem.J. 2019; 91(1): 80-5. 

15.Kostenko VO, Tsebrzhins'kii OI. Production of superoxide anion radical and nitric oxide in renal tissues sutured with different surgical suture material. Fiziolohichnyi Zhurnal (Kiev, Ukraine : 1994). 2000 ;46(5):56-62. (in Ukraininan).

16.Brusov OS, Gerasimov AM, Panchenko LF. Effect of Natural Inhibitors of Radical Reactions on Adrenaline Autooxidation. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 1976; 1: 33-35. (In Russian).

17.Korolyuk MA, Ivanova LI, Mayorova IG. Method for determining catalase activity. Laboratory work. 1988; 1: 16-19. (In Russian).

18.Gérard-Monnier D, Erdelmeier I, Régnard K, Moze-Henry N, Yadan JC, Chaudière J. Reactions of 1-Methyl-2-phenylindole with Malondialdehyde and 4-Hydroxyalkenals. Analytical Applications to a Colorimetric Assay of Lipid Peroxidation. Chem. Res. Toxicol. 1998;11(10):1176-83.

19.Bartesaghi S, Radi R. Fundamentals on the biochemistry of peroxynitrite and protein tyrosine nitration. Redox Biol. 2018; 14: 618-625. doi: 10.1016/j.redox.2017.09.009. 

20.Jones AM, Vanhatalo A, Seals DR, Rossman MJ, Piknova B, Jonvik KL. Dietary Nitrate and Nitric Oxide Metabolism: Mouth, Circulation, Skeletal Muscle, and Exercise Performance. Med Sci Sports Exerc. 2021 Feb 1;53(2):280-294. 

21.Kapil V, Khambata RS, Jones DA, Rathod K, Primus C, Massimo G, Fukuto JM, Ahluwalia A. The Noncanonical Pathway for In Vivo Nitric Oxide Generation: The Nitrate-Nitrite-Nitric Oxide Pathway. Pharmacol Rev. 2020 Jul;72(3):692-766. 

22.Soydas T, Yaprak Sarac E, Cinar S, Dogan S, Solakoglu S, Tuncdemir M, Kanigur Sultuybek G. The protective effects of metformin in an in vitro model of aging 3T3 fibroblast under the high glucose conditions. J Physiol Biochem. 2018; 74(2): 273-281. 

23.Batandier C, Poyot T, Marissal-Avry N, Couturier K, Canini F, Roussel AM, Hininger-Favier I. Acute emotional stress and high fat/high fructose diet modulate brain oxidative damage through NrF2 and uric acid in rats. Nutr Res. 2020; 79: 23-34. 

24.Singh S, Singh DK, Meena A, Dubey V, Masood N, Luqman S. Rutin protects t butyl hydroperoxide-induced oxidative impairment via modulating the Nrf2 and iNOS activity. Phytomedicine. 2019; 55: 92-104. 

 

Information about authors and disclosure of information

Corresponding author: Mykytenko A.O., e-mail: mykytenkoandrej18@gmail.com.

Author contribution: Matsytska Ye.K.: Conception; Research; Visualization; Writing an initial project. Akimov O.Ye.: Research; Methodology; Formal analysis; Validation; Writing - reviewing and editing. Mykytenko A.O.: Conception; Overall responsibility; Validation; Writing - reviewing and editing. All authors analyzed the results and approved the final version of the manuscript.

Disclaimer: Authors state that the opinions expressed in the submitted article are their own, and do not reflect official positions of their institution

Financial support: there is no financial support for this work

COI statement: Authors certify that we have no actual or potential conflict of interest (financial, personal, professional, or other interests) that I believe may be relevant to the subject matter or materials described and discussed in this manuscript.

Abbreviations: WAS – water avoidance stress; ROS – reactive oxygen species; Nfr-2 – erythroid-2–related factor 2; SOD – superoxide dysmutases; CAT – catalase; NF-κB – nuclear factor kappa-light-chain-en hancer of activated B cells; iNOS – induc ible NO-synthase; MDA – malondialdehyde; NO2- – nitrites; ONOO- – peroxinitrites; LPO – lipid peroxidation; NO – nitric oxide; O2 – oxygen; O2•- – superoxide anion radical; CO2 – carbon dioxide; carbon trioxide (CO3•-); nitrate anion (NO3-).

 

Received 27.01.2022