Редокс-залежні механізми нейропротекції головного мозку щурів із експериментальним цукровим діабетом

The aim. To investigate the efficacy regulation of redox-dependent mechanisms neuroprotection in case of various pharmacological schemes including N-acetylcysteine (NAC) and melatonin (Mel) in the brain of rats with experimental type 1 diabetes mellitus (DM 1).Methods. NAC (1.5g/kg), Mel (10 mg/kg) or their combination (NAC+Mel) where administrated to rats with induced DM 1 for 5 weeks. State of the mitochondria electron transport chain (ETC),velocity of generation superoxide radicals (SR), activity of nNOS, concentration of lactoferrin, “free iron”, methemoglobin, 8-oxoG in the cells of rats` brain were determined by electron paramagnetic resonance (EPR) method using a computerized spectrometer PE-1307 at the temperature of liquid nitrogen (T=77K).Results. During 7-week after induced DM 1, the rate of superoxide radicals (SR) generation by brains` mitochondria of rats with DM 1 was significantly higher and the activity of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) was decreased compare to control group. The reduction in the activity of mitochondrial ETC Complex I and the growth of level 8-oxoG, concentration of "free iron" complexes, NO-FeS proteins, lactoferrin and MetHb concentration in the brain tissue of animals with DM1 were determined. Administration of all investigated pharmacological groups caused decreasing the rate of SR generation and recovering activity of nNOS by brains` mitochondria. After pharmacological intervention with NAC/Mel or NAC+Mel the levels of 8-oxoG and NO-FeS proteins were significantly decreased, activity of «free iron» complexes were normalizedinthe tissue of rats` brain with DM 1. Therapy of NAC also caused reduction level of MetHb and a combination therapy of NAC + Mel caused reduction level of lactoferrin of the rats` brain with DM 1.Conclusion. At induction of type 1 diabetes, mitochondrial ETC was damaged by products of incomplete catalysis of glucose, which manifested by a decrease in the synthesis of ATP, an increase in the level of SR, which are generated as a result of defection of the electron transport mechanism.The therapy of NAC and Mel or their combination was accompanied by the protection of the rats` brain cells with DM 1 from the toxic effect of SR, preventing disturbance of mitochondrial function that indicate neuroprotective action. NAC and Mel are perspective drugs for the prevention and treatment of diabetic neuropathyЦель. Исследовать эффективность регулирования редокс-зависимых механизмов нейропротекции различных фармакологических схем N-ацетилцистеина (NAC) и мелатонина (Mel) в головном мозге крыс с экспериментальным сахарным диабетом 1 типа (СД 1).Методы. Крысы с индуцированным СД 1 получали NAC (1,5 г / кг), Mel (10 мг / кг) или их комбинацию (NAC + Mel) в течение 5-ти недель. Состояние электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) митохондрий, скорость генерирования супероксидных радикалов (СР), активность nNOS, концентрацию лактоферрина, «свободного железа», метгемоглобина, 8-oxoG в клетках головного мозга крыс исследовали методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) на компьютеризированном ЭПР-спектрометре РЕ-1307 при температуре жидкого азота (Т = 77К).Результаты. Через 7 недель после индукции СД 1 скорость генерирования СР митохондриями головного мозга крыс с СД 1 была значительно выше, а активность NO-синтазы (nNOS) сниженною по сравнению с группой контроля. Было установлено уменьшение активности Комплекса І ЭТЦ митохондрий и рост уровня 8-oxoG, концентрации «свободного железа», NO-FeS-белков, концентрации лактоферрина и MetHb, в ткани головного мозга животных с СД 1. Все исследуемые фармакологические схемы способствовали достоверному снижению скорости генерирования СР и восстановлению активности nNOS митохондриями головного мозга. Фармакологическая коррекции NAC/Mel или NAC + Mel способствовала достоверному снижению уровня 8-охоG и комплексов NO-FeS-белков, нормализации активности комплексов «свободного железа» ткани головного мозга крыс с СД 1. Терапия NAC также способствовала уменьшению уровня MetHb, а комбинированная терапия NAC + Mel - уменьшению уровня лактоферрина головного мозга крыс с ЦД1.Выводы. При индукции СД 1 типа происходит повреждение ЭТЦ митохондрий продуктами неполного распада глюкозы, что проявляется снижением синтеза АТФ, повышением уровня СР, генерируемые в результате нарушения механизма транспорта электронов. Терапия NAC и Mel или их комбинации сопровождалась защитой клеток головного мозга крыс с СД 1 от токсического действия СР, препятствуя нарушения функций митохондрий, что свидетельствует о нейропротективном действие. NAC и Mel являются перспективными лекарственными средствами для профилактики и лечения диабетической нейропатииМета. Дослідити ефективність регулювання редокс-залежних механізмів нейропротекції різних фармакологічних схем N-ацетилцистеїну (NAC) та мелатоніну (Mel) у головному мозку щурів з експериментальним цукровим діабетом 1 типу (ЦД 1).Методи. Щури з індукованим ЦД 1 отримували NAC (1,5 г/кг), Mel (10 мг/кг) або їх комбінацію ( NAC+Mel) протягом 5-ти тижнів. Стан електрон-транспортного ланцюга (ЕТЛ) мітохондрій, швидкість генерування супероксидних радикалів (СР), активність nNOS, концентрацію лактоферину, «вільного заліза», метгемоглобіну, 8-oxoG в клітинах головного мозку щурів досліджували методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) на комп’ютеризованому ЕПР-спектрометрі РЕ-1307 за температури рідкого азоту (Т=77К).Результати. Через 7 тижнів після індукції ЦД 1 швидкість генерування СР мітохондріями головного мозку щурів з ЦД 1 була значно вищою, а активність нейрональної NO-синтази (nNOS) зниженою, порівняно з групою контролю. Було встановлено зменшення активності Комплексу І ЕТЛ мітохондрій та зростання рівня 8-oxoG, концентрації «вільного заліза», NO-FeS-білків, концентрації лактоферину та MetHb, в тканині головного мозку тварин з ЦД 1. Всі досліджувані фармакологічні схеми сприяли достовірному зниженню швидкості генерування СР та відновленню активності nNOS мітохондріями головного мозку. Фармакологічна корекції NAC/Mel або NAC+Mel сприяла достовірному зниженню рівня 8-oxoG та комплексів NO-FeS-білків, нормалізації активності комплексів «вільного заліза» тканини головного мозку щурів з ЦД 1. Терапія NAC також сприяла зменшенню рівня MetHb, а комбінована терапія NAC+Mel - зменшенню рівня лактоферину головного мозку щурів з ЦД1.Висновки. При індукції ЦД 1 типу відбувається пошкодження ЕТЛ мітохондрій продуктами неповного розпаду глюкози, що проявляється зниженням синтезу АТФ, підвищенням рівня СР, які генеруються в наслідок порушення механізму транспорту електронів. Терапія NAC та Mel чи їх комбінації супроводжувалася захистом клітин головного мозку щурів з ЦД 1 від токсичної дії СР, перешкоджаючи порушення функцій мітохондрій, що свідчить про нейропротективну дію. NAC та Mel є перспективними лікарськими засобами для профілактики та лікування діабетичної нейропаті

Редокс-залежні механізми нейропротекції головного мозку щурів із експериментальним цукровим діабетом

The aim. To investigate the efficacy regulation of redox-dependent mechanisms neuroprotection in case of various pharmacological schemes including N-acetylcysteine (NAC) and melatonin (Mel) in the brain of rats with experimental type 1 diabetes mellitus (DM 1).Methods. NAC (1.5g/kg), Mel (10 mg/kg) or their combination (NAC+Mel) where administrated to rats with induced DM 1 for 5 weeks. State of the mitochondria electron transport chain (ETC),velocity of generation superoxide radicals (SR), activity of nNOS, concentration of lactoferrin, “free iron”, methemoglobin, 8-oxoG in the cells of rats` brain were determined by electron paramagnetic resonance (EPR) method using a computerized spectrometer PE-1307 at the temperature of liquid nitrogen (T=77K).Results. During 7-week after induced DM 1, the rate of superoxide radicals (SR) generation by brains` mitochondria of rats with DM 1 was significantly higher and the activity of neuronal nitric oxide synthase (nNOS) was decreased compare to control group. The reduction in the activity of mitochondrial ETC Complex I and the growth of level 8-oxoG, concentration of "free iron" complexes, NO-FeS proteins, lactoferrin and MetHb concentration in the brain tissue of animals with DM1 were determined. Administration of all investigated pharmacological groups caused decreasing the rate of SR generation and recovering activity of nNOS by brains` mitochondria. After pharmacological intervention with NAC/Mel or NAC+Mel the levels of 8-oxoG and NO-FeS proteins were significantly decreased, activity of «free iron» complexes were normalizedinthe tissue of rats` brain with DM 1. Therapy of NAC also caused reduction level of MetHb and a combination therapy of NAC + Mel caused reduction level of lactoferrin of the rats` brain with DM 1.Conclusion. At induction of type 1 diabetes, mitochondrial ETC was damaged by products of incomplete catalysis of glucose, which manifested by a decrease in the synthesis of ATP, an increase in the level of SR, which are generated as a result of defection of the electron transport mechanism.The therapy of NAC and Mel or their combination was accompanied by the protection of the rats` brain cells with DM 1 from the toxic effect of SR, preventing disturbance of mitochondrial function that indicate neuroprotective action. NAC and Mel are perspective drugs for the prevention and treatment of diabetic neuropathyЦель. Исследовать эффективность регулирования редокс-зависимых механизмов нейропротекции различных фармакологических схем N-ацетилцистеина (NAC) и мелатонина (Mel) в головном мозге крыс с экспериментальным сахарным диабетом 1 типа (СД 1).Методы. Крысы с индуцированным СД 1 получали NAC (1,5 г / кг), Mel (10 мг / кг) или их комбинацию (NAC + Mel) в течение 5-ти недель. Состояние электрон-транспортной цепи (ЭТЦ) митохондрий, скорость генерирования супероксидных радикалов (СР), активность nNOS, концентрацию лактоферрина, «свободного железа», метгемоглобина, 8-oxoG в клетках головного мозга крыс исследовали методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) на компьютеризированном ЭПР-спектрометре РЕ-1307 при температуре жидкого азота (Т = 77К).Результаты. Через 7 недель после индукции СД 1 скорость генерирования СР митохондриями головного мозга крыс с СД 1 была значительно выше, а активность NO-синтазы (nNOS) сниженною по сравнению с группой контроля. Было установлено уменьшение активности Комплекса І ЭТЦ митохондрий и рост уровня 8-oxoG, концентрации «свободного железа», NO-FeS-белков, концентрации лактоферрина и MetHb, в ткани головного мозга животных с СД 1. Все исследуемые фармакологические схемы способствовали достоверному снижению скорости генерирования СР и восстановлению активности nNOS митохондриями головного мозга. Фармакологическая коррекции NAC/Mel или NAC + Mel способствовала достоверному снижению уровня 8-охоG и комплексов NO-FeS-белков, нормализации активности комплексов «свободного железа» ткани головного мозга крыс с СД 1. Терапия NAC также способствовала уменьшению уровня MetHb, а комбинированная терапия NAC + Mel - уменьшению уровня лактоферрина головного мозга крыс с ЦД1.Выводы. При индукции СД 1 типа происходит повреждение ЭТЦ митохондрий продуктами неполного распада глюкозы, что проявляется снижением синтеза АТФ, повышением уровня СР, генерируемые в результате нарушения механизма транспорта электронов. Терапия NAC и Mel или их комбинации сопровождалась защитой клеток головного мозга крыс с СД 1 от токсического действия СР, препятствуя нарушения функций митохондрий, что свидетельствует о нейропротективном действие. NAC и Mel являются перспективными лекарственными средствами для профилактики и лечения диабетической нейропатииМета. Дослідити ефективність регулювання редокс-залежних механізмів нейропротекції різних фармакологічних схем N-ацетилцистеїну (NAC) та мелатоніну (Mel) у головному мозку щурів з експериментальним цукровим діабетом 1 типу (ЦД 1).Методи. Щури з індукованим ЦД 1 отримували NAC (1,5 г/кг), Mel (10 мг/кг) або їх комбінацію ( NAC+Mel) протягом 5-ти тижнів. Стан електрон-транспортного ланцюга (ЕТЛ) мітохондрій, швидкість генерування супероксидних радикалів (СР), активність nNOS, концентрацію лактоферину, «вільного заліза», метгемоглобіну, 8-oxoG в клітинах головного мозку щурів досліджували методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) на комп’ютеризованому ЕПР-спектрометрі РЕ-1307 за температури рідкого азоту (Т=77К).Результати. Через 7 тижнів після індукції ЦД 1 швидкість генерування СР мітохондріями головного мозку щурів з ЦД 1 була значно вищою, а активність нейрональної NO-синтази (nNOS) зниженою, порівняно з групою контролю. Було встановлено зменшення активності Комплексу І ЕТЛ мітохондрій та зростання рівня 8-oxoG, концентрації «вільного заліза», NO-FeS-білків, концентрації лактоферину та MetHb, в тканині головного мозку тварин з ЦД 1. Всі досліджувані фармакологічні схеми сприяли достовірному зниженню швидкості генерування СР та відновленню активності nNOS мітохондріями головного мозку. Фармакологічна корекції NAC/Mel або NAC+Mel сприяла достовірному зниженню рівня 8-oxoG та комплексів NO-FeS-білків, нормалізації активності комплексів «вільного заліза» тканини головного мозку щурів з ЦД 1. Терапія NAC також сприяла зменшенню рівня MetHb, а комбінована терапія NAC+Mel - зменшенню рівня лактоферину головного мозку щурів з ЦД1.Висновки. При індукції ЦД 1 типу відбувається пошкодження ЕТЛ мітохондрій продуктами неповного розпаду глюкози, що проявляється зниженням синтезу АТФ, підвищенням рівня СР, які генеруються в наслідок порушення механізму транспорту електронів. Терапія NAC та Mel чи їх комбінації супроводжувалася захистом клітин головного мозку щурів з ЦД 1 від токсичної дії СР, перешкоджаючи порушення функцій мітохондрій, що свідчить про нейропротективну дію. NAC та Mel є перспективними лікарськими засобами для профілактики та лікування діабетичної нейропаті

Дослідження супероксид- та NO-залежних механізмів протекції N-ацетилцистеїну та лозартану в аорті та печінці щурів із стрептозотоцин-індукованим цурковим діабетом

Aim. The aim of the research was to investigate superoxide- (SR) and NO-dependent mechanisms of action of N-acetylcysteine (NAC) and losartan (LOS) in aorta and liver of rats with type 1 diabetes mellitus (DMI).Methods. Diabetic rats were treated with NAC (1.5g/kg), LOS (20mg/kg) or combination (NAC+LOS) for 4 weeks.Results. The rate of SR generation by mitochondria of aorta in untreated diabetic animals was significantly higher than in control, while the level of NO was decreased. Production of SR and NO in the liver of diabetic rats were dramatically increased. The marker of oxidatively damaged DNA, 8-oxoG, was raised in urine of diabetic rats. All of pharmacological schemes showed significant decrease the rate of SR generation by mitochondria of aorta and liver; NO level was lowered in the liver tissue compared to DMI. Only NAC significantly restored NO level in aorta of diabetic rats. Intervention with NAC / LOS or NAC+LOS increased the level of 8-oxoG in compare to DM1.Conclusion. In conclusion, treatment with NAC and LOS or combination is associated with protection of aorta and liver cells in diabetic animals against toxic action of SR, preventing mitochondrial dysfunction and further DNA damage, which point out the cardioprotective effects and overall metabolic improvementМета. Дослідити супероксид- та NO-залежні механізми дії N-ацетилцистеїну (NAC) та лозартану (LOS) в аорті та печінці щурів із індукованим цукровим діабетом 1 типу (ЦД1).Методи. Щури із індукованим ЦД1 отримували NAC (1,5 г/кг), LOS (20 мг/кг) або їх комбінацію (NAC+LOS) протягом 4-х тижнів.Результати. Швидкість генерування СР мітохондріями аорти нелікованих тварин із ЦД1 була достовірно вищою порівняно до групи контролю, в той час рівень NO знижувався. Продукція СР та NO значно підвищувалася у печінці тварин із ЦД1. Підвищувалася екскреція з сечею маркеру окисного пошкодження ДНК -8-оксогуаніну у щурів із ЦД1. Всі досліджувані фармакологічні схеми сприяли достовірному зниженню швидкості генеруванні СР та NO мітохондріями аорти та печінки; рівень NO був значно нижчий у тканині печінці щурів порівняно із групою ЦД1. Тільки NAC статистично значуще відновлював рівень NO в аорті діабетичних щурів. Введення NAC/ LOS або NAC+LOS сприяло збільшенню рівня 8-оксогуаніну порівняно із групою ЦД1.Висновки. Корекція NAC та LOS чи їх комбінації пов’язана із захистом клітин аорти та печінки у тварин із ЦД1 від токсичної дії СР, перешкоджаючи мітохондріальній дисфункції і послідуючого руйнування ДНК, що свідчить про кардіопротекторні ефекти та загальне метаболічне покращенн

Дослідження супероксид- та NO-залежних механізмів протекції N-ацетилцистеїну та лозартану в аорті та печінці щурів із стрептозотоцин-індукованим цурковим діабетом

Aim. The aim of the research was to investigate superoxide- (SR) and NO-dependent mechanisms of action of N-acetylcysteine (NAC) and losartan (LOS) in aorta and liver of rats with type 1 diabetes mellitus (DMI).Methods. Diabetic rats were treated with NAC (1.5g/kg), LOS (20mg/kg) or combination (NAC+LOS) for 4 weeks.Results. The rate of SR generation by mitochondria of aorta in untreated diabetic animals was significantly higher than in control, while the level of NO was decreased. Production of SR and NO in the liver of diabetic rats were dramatically increased. The marker of oxidatively damaged DNA, 8-oxoG, was raised in urine of diabetic rats. All of pharmacological schemes showed significant decrease the rate of SR generation by mitochondria of aorta and liver; NO level was lowered in the liver tissue compared to DMI. Only NAC significantly restored NO level in aorta of diabetic rats. Intervention with NAC / LOS or NAC+LOS increased the level of 8-oxoG in compare to DM1.Conclusion. In conclusion, treatment with NAC and LOS or combination is associated with protection of aorta and liver cells in diabetic animals against toxic action of SR, preventing mitochondrial dysfunction and further DNA damage, which point out the cardioprotective effects and overall metabolic improvementМета. Дослідити супероксид- та NO-залежні механізми дії N-ацетилцистеїну (NAC) та лозартану (LOS) в аорті та печінці щурів із індукованим цукровим діабетом 1 типу (ЦД1).Методи. Щури із індукованим ЦД1 отримували NAC (1,5 г/кг), LOS (20 мг/кг) або їх комбінацію (NAC+LOS) протягом 4-х тижнів.Результати. Швидкість генерування СР мітохондріями аорти нелікованих тварин із ЦД1 була достовірно вищою порівняно до групи контролю, в той час рівень NO знижувався. Продукція СР та NO значно підвищувалася у печінці тварин із ЦД1. Підвищувалася екскреція з сечею маркеру окисного пошкодження ДНК -8-оксогуаніну у щурів із ЦД1. Всі досліджувані фармакологічні схеми сприяли достовірному зниженню швидкості генеруванні СР та NO мітохондріями аорти та печінки; рівень NO був значно нижчий у тканині печінці щурів порівняно із групою ЦД1. Тільки NAC статистично значуще відновлював рівень NO в аорті діабетичних щурів. Введення NAC/ LOS або NAC+LOS сприяло збільшенню рівня 8-оксогуаніну порівняно із групою ЦД1.Висновки. Корекція NAC та LOS чи їх комбінації пов’язана із захистом клітин аорти та печінки у тварин із ЦД1 від токсичної дії СР, перешкоджаючи мітохондріальній дисфункції і послідуючого руйнування ДНК, що свідчить про кардіопротекторні ефекти та загальне метаболічне покращенн

Study of Superoxide- and NO-dependent Protective Mechanisms of N-acetylcysteine and Losartan in Ratʼs Aorta and Liver Under Streptozoticin-induced Type 1 Diabetes Mellitus

Aim. The aim of the research was to investigate superoxide- (SR) and NO-dependent mechanisms of action of N-acetylcysteine (NAC) and losartan (LOS) in aorta and liver of rats with type 1 diabetes mellitus (DMI).Methods. Diabetic rats were treated with NAC (1.5g/kg), LOS (20mg/kg) or combination (NAC+LOS) for 4 weeks.Results. The rate of SR generation by mitochondria of aorta in untreated diabetic animals was significantly higher than in control, while the level of NO was decreased. Production of SR and NO in the liver of diabetic rats were dramatically increased. The marker of oxidatively damaged DNA, 8-oxoG, was raised in urine of diabetic rats. All of pharmacological schemes showed significant decrease the rate of SR generation by mitochondria of aorta and liver; NO level was lowered in the liver tissue compared to DMI. Only NAC significantly restored NO level in aorta of diabetic rats. Intervention with NAC / LOS or NAC+LOS increased the level of 8-oxoG in compare to DM1.Conclusion. In conclusion, treatment with NAC and LOS or combination is associated with protection of aorta and liver cells in diabetic animals against toxic action of SR, preventing mitochondrial dysfunction and further DNA damage, which point out the cardioprotective effects and overall metabolic improvemen

Albumin Is a Component of the Esterase Status of Human Blood Plasma

The esterase status of blood plasma can claim to be one of the universal markers of various diseases; therefore, it deserves attention when searching for markers of the severity of COVID-19 and other infectious and non-infectious pathologies. When analyzing the esterase status of blood plasma, the esterase activity of serum albumin, which is the major protein in the blood of mammals, should not be ignored. The purpose of this study is to expand understanding of the esterase status of blood plasma and to evaluate the relationship of the esterase status, which includes information on the amount and enzymatic activity of human serum albumin (HSA), with other biochemical parameters of human blood, using the example of surviving and deceased patients with confirmed COVID-19. In experiments in vitro and in silico, the activity of human plasma and pure HSA towards various substrates was studied, and the effect of various inhibitors on this activity was tested. Then, a comparative analysis of the esterase status and a number of basic biochemical parameters of the blood plasma of healthy subjects and patients with confirmed COVID-19 was performed. Statistically significant differences have been found in esterase status and biochemical indices (including albumin levels) between healthy subjects and patients with COVID-19, as well as between surviving and deceased patients. Additional evidence has been obtained for the importance of albumin as a diagnostic marker. Of particular interest is a new index, [Urea] × [MDA] × 1000/(BChEb × [ALB]), which in the group of deceased patients was 10 times higher than in the group of survivors and 26 times higher than the value in the group of apparently healthy elderly subjects

Safety and Immunogenicity of Inactivated Whole Virion COVID-19 Vaccine CoviVac in Clinical Trials in 18–60 and 60+ Age Cohorts

We present the results of a randomized, double-blind, placebo-controlled, multi-center clinical trial phase I/II of the tolerability, safety, and immunogenicity of the inactivated whole virion concentrated purified coronavirus vaccine CoviVac in volunteers aged 18–60 and open multi-center comparative phase IIb clinical trial in volunteers aged 60 years and older. The safety of the vaccine was assessed in 400 volunteers in the 18–60 age cohort who received two doses of the vaccine (n = 300) or placebo (n = 100) and in 200 volunteers in 60+ age cohort all of whom received three doses of the vaccine. The studied vaccine has shown good tolerability and safety. No deaths, serious adverse events (AEs), or other significant AEs related to vaccination have been detected. The most common AE in vaccinated participants was pain at the injection site (p p 1:256, the rate of fourfold increase in nAB levels was below 45%; the participants who were seropositive at screening of the 2nd vaccination did not lead to a significant increase in nAB titers. In conclusion, inactivated vaccine CoviVac has shown good tolerability and safety, with over 85% NT seroconversion rates after complete vaccination course in participants who were seronegative at screening in both age groups: 18–60 and 60+. In participants who were seropositive at screening and had nAB titers below 1:256, a single vaccination led to a fourfold increase in nAB levels in 85.2% of cases. These findings indicate that CoviVac can be successfully used both for primary vaccination in a two-dose regimen and for booster vaccination as a single dose in individuals with reduced neutralizing antibody levels