Стан системи гідроген сульфіду печінки щурів при експериментальній нефропатії за умов введення мелатоніну

І.О. Коляник; І.В. Геруш

Резюме. Метаболічні порушення, що виникають при нефропатії, супроводжуються продукцією вільних радикалів, що призводить до структурно-функціональних порушень клітинних мембран різних органів і систем, у тому числі й печінки. Гідроген сульфід (H2S) – це газотрансмітер і важлива сигнальна молекула, що регулює безліч фізіологічних та патофізіологічних процесів. Мелатонін, як гормон епіфіза, володіє імуностимулюючими, детоксикаційними та антиоксидантними властивостями. Однак залишаються нез’ясованими всі механізми дії мелатоніну, зокрема його вплив на систему гідроген сульфіду при нефропатії. Мета дослідження – з’ясувати вплив мелатоніну на стан системи гідроген сульфіду в печінці щурів за умов експериментальної нефропатії. Матеріали і методи. Експеримент проведено на 84 нелінійних щурах-самцях масою 0,16–0,18 кг. Експериментальну нефропатію моделювали за допомогою одноразового внутрішньочеревного введення фолієвої кислоти в дозі 250 мг/кг маси тіла. Мелатонін вводили інтрагастрально упродовж 7-ми днів після моделювання нефропатії в дозі 10 мг/кг. У постмітохондріальній фракції печінки щурів визначали продукцію та концентрацію гідроген сульфіду, а також активність H2S-генеруючих ензимів: цистатіонін-γ-ліази (CSE), цистатіонін-β-синтази (СBS) та цистеїнамінотрансферази (САТ). Результати. При експериментальній нефропатії встановлено зниження продукції та концентрації H2S на 27,9 % і 45,2 % відповідно, а також зниження активності H2S-продукуючих ензимів: CSE – на 31,7 %, СBS – на 32,1 % та САТ – на 32,7 % відповідно порівняно з групою контрольних тварин. Введення мелатоніну сприяло підвищенню H2S-продукції та концентрації на 20,9 % і 33,0 %, а також активності H2S-продукуючих ензимів СBS та САТ на 23,7 % і 25,4 % відповідно, порівняно з показниками тварин із нефропатією, але все ще достовірно відрізнялося від показників контрольних тварин. Висновки. Нефропатія призводить до зниження концентрації та продукції Н2S у печінці щурів, через пригнічення H2S-продукуючої активності ензимів, що генерують Н2S. Введення мелатоніну сприяло підвищенню вмісту гідроген сульфіду як за рахунок підвищення активності СВS та САТ, так, ймовірно, і за рахунок безпосередньої участі мелатоніну в знешкодженні вільних радикалів та зниженні окиснювальної модифікації протеїнів, зокрема і досліджуваних ензимів

гідроген сульфід, нефропатія, печінка, мелатонін

[1] Hydrogen sulfide as a novel regulatory factor in liver health and disease / D. D. Wu, D. Y. Wang, H. M. Li [et al.] // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2019. – No. 2019.

[2] Szabo C. International Union of Basic and Clinical Pharmacology. CII: Pharmacological Modulation of H2S Levels: H2S Donors and H2S Biosynthesis Inhibitors / C. Szabo, A. Papapetropoulos // Pharmacological Reviews. – 2017. – No. 69 (4). – Р. 497–564.

[3] Wei W. The content of hydrogen sulfide in plasma of cirrhosis rats combined with portal hypertension and the correlation with indexes of liver function and liver fibrosis / W. Wei, C. Wang, D. Li. // Exp. Ther. Med. – 2017. – No. 14 (5). – Р. 5022–5026.

[4] Melatonin: Pharmacology, functions and therapeutic benefits / S. Tordjman, S. Chokron, R. Delorme [et al.] // Current Neuropharmacology. – 2017. – No. 15 (3). – Р. 434–443.

[5] Folic acid induces acute renal failure (ARF) by enhancing renal prooxidant state / А. Gupta, V. Puri, R. Sharmа, R. Puri. // Exper. and Toxic. Pathol. – 2012. – No. 64 (3) – P. 225

[6] Stipanuk M. H. Characterization of the enzymic capacity for cysteine desulphhydration in liver and kidney of the rat / M. H. Stipanuk, P. W. Beck. // Biochem. J. – 1982 (2). – No. 206. – Р. 267–277.

[7] The vasorelaxant effect of H2S as a novel endogenous KATP channel opener / W. Zhao, J. Zhang, Y. Lu, R. Wang // European Molecular Biology Organization. – 2001. – No. 20. – Р. 6008–6016.

[8] Siegel L. M. A direct microdetermination for sulfide / L. M. Siegel // Analytical Biochemistry. – 1965. – No. 11. – Р. 126–132.

[9] Protein measurement with the Folin phenol reagent / O. H. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr, R. J. Randall // J. Biol. Chem. – 1951. – No. 193 (1). – P. 265–275.

[10] Implications of hydrogen sulfide in liver pathophysiology: Mechanistic insights and therapeutic potential / H. J. Sun, Z. Y. Wu, X. W. Nie [et al.] // Journal of Advanced Research. – 2021. – No. 27. – Р. 127–135.

[11] Loiselle J. J. Hydrogen sulfide and hepatic lipid metabolism - a critical pairing for liver health / J. J. Loiselle, G. Yang, L. Wu // Br. J. Pharmacol. – 2020. – No. 177. – Р. 757–768.

[12] Changes in hydrogen sulfide in rats with hepatic cirrhosis in different stages / N. Zhang, Y. Zheng, W. Chen [et al.] // Curr. Med. Sci. – 2017. – No. 37 (5). – Р. 705–710.

[13] Kimura H. Signaling molecules: hydrogen sulfide and polysulfide / H. Kimura // Antioxidants & Redox Signaling. – 2015. – No. 22 (5). – Р. 362–376.

[14] Luhinich N. Effects of 7-day melatonin introduction on the hydrogen sulfide production and glutathione system in the liver of alloxan induced diabetic rats. / N. Luhinich, I. Gerush // Georgian Med. News. – 2019. – No. 289. – Р. 135–139.

[15] Kimura H. Production and physiological effects of hydrogen sulfide / H. Kimura // Antioxidants & Redox Signaling. – 2014. – No. 20 (5). – Р. 783–793.