Peculiarities of oxidative modification of proteins indices in blood plasma of the female rats’ offspring with experimental gestational diabetes depending on sex, age and basal glycemia level

Analysis of products of oxidative modification of proteins (OMP) in correlation with plasma catalase activity will help us to define the state of oxidative stress parameters in the normal animals and in the female rats’ offspring with experimental gestational diabetes (EGD). Itwilldefine their role in organism’s reorganization aimed to activation of compensatory and defensive mechanisms both at the cellular level and at the level of homeostasis. We’ll also define its alteration in animals with the prenatal negative influence of chronic hyperglycemia. The aim of research wasto study peculiarities of OMP parameters and plasma catalase activity of the female rats’offspring with EGD in dependence on sex, age and basal glycemia level. Materials and methods.The research was carried out on 80 rats (males and females) offspring of the female rats with normal pregnancy and 80 offspring (males and females) of the female rats with EGD. The animals were grouped by the age 2, 4, 6 and 18 months; 20 animals in each group. Animals were freely allowed to standard food and water. When animals reached appropriate age they were decapitated under thiopental anesthesia (40 mg/kg). Glucose was measured by glucose oxidative method in all groups of animals. In order to define the intensity of oxidative reactions in blood plasma of laboratory animals the degree of OMP by Halliwell method was done. Wemeasuredlevelofaldehydephenylhydrazone (APH) which is thought to be as early mark of proteins oxidation, and ketonephenylhydrazone (KPH) which is referred to late mark of protein destruction. The state of antioxidative system was evaluated by plasma catalase activity with the help of spectrophotometric method. The obtained data was processed by statistic programs VIDAS-2.5 (Kontron Elektronik, Германия), EXCEL MS Office 2007 (Microsoft Corp., США), STATISTICA 6.0 (Stat-Soft, 2001). Results and discussion. In the present research, we have observed the decrease of plasma catalase activity with the age both in male and female normal rats. But in female rats catalase activity increases by 12% (pSt<0,05) to senile age, whereas in male rats it remains stable. The decrease of catalase activity is accompanied by increase of APH and KPH concentration (in induced OMP) by 33% (pSt<0,05) and 21% (pSt<0,05) respectively in 4 months old male rats. At the age of 6 months both in males and females content of OMP products – APH and KPH increases. In males APH and KPH in spontaneous OMP increases in 2 times (pSt<0,05) and by 36% (pSt<0,05) respectively; induced OMP caused the increase of KPH by 16% (pSt<0,05). In female rats at the same age APH and KPH increases by 89% (pSt<0,05) and 32% (pSt<0,05) respectively at spontaneous OMP, and by 9% (pSt<0,05) and 47% (pSt<0,05) respectively at induced OMP. At the age of 18 months accumulation of KPH increases by 17% (pSt<0,05) in females and by 27% (pSt<0,05) in males. We established the decrease of plasma catalase activity in offspring of the female rats with EGD in all age groups (both males and females). In the age of 18 months female rats demonstrated 1,8 time decrease (pSt<0,05) of plasma catalase activity; male rats 4-times decrease (pSt<0,05) of it. The “exhaustion” of antioxidative system was accompanied by oxidative destruction of protein molecules, which was manifested with the increase of the parameters of spontaneous and induced oxidative modification of proteins both in male and female rats. Conclusions.The most expressed alterations in the antioxidativesystem are observed in animals, which age corresponds to hormonal rearrangement; they are dependent on intensity of metabolic processes and adaptive abilities of the organism. The most expressed changes of oxidative stress parameters are manifested in male offspring of the female rats with EGD; at the same time alterations in carbohydrate and lipid metabolism develop which progress with the age of the animals

Вікова характеристика експресії білка ранньої відповіді с-Fos у нейронах супраоптичного ядра гіпоталамуса у щурів-самців лінії Wistar

Taking into account the important role of oxytocin- and vasopressinergic hypothalamic neurosecretory systems in the regulation of many of organism’s physiological functions the alterations of transcription factor c-Fos expression in it can be supposed. The rate of c-Fos expression may vary in the process of animals’ development; it’s variability can be considered to be an index of hypothamus’ functional activity. The aim of research was to study peculiarities of c-Fos transcription factor expression in hypothalamic supraoptic nucleus in male Wistar rats of different age groups, to define correlative relations of protein expression parameters with the level of the analyzed hormones. The results of research demonstrate that the rate of manifestation of transcription factor c-Fos protein expression in the neurons of hypothalamic supraoptic nucleus is age-dependent; the patterns of c-Fos protein expression intensify in the period of puberty. Positive correlative relations are established between: the area of immunoreactive material to c-Fos protein in the neurons with the level of leptin, epiniphrine and corticosterone; c-Fos protein concentration and content in the immunoreactive material in the neurons with the level of insulin and epinephrine.Учитывая важную роль окситоцин- и вазопрессинергических нейросекреторных систем гипоталамуса в регуляции большого числа физиологических функций организма, можно предположить изменение степени экспрессии транскрипционного фактора белка с-Fos в нейронах супраоптического ядра гипоталамуса в процессе развития животных и рассматривать ее вариабельность, как один из возможных показателей функциональной активности гипоталамуса. Целью исследования было изучить у крыс-самцов линии Wistar в возрастном аспекте особенности экспрессии транскрипционного фактора с-Fos в супраоптическом ядре гипоталамуса, установить наличие корреляционных связей между параметрами экспрессии белка с-Fos и концентрациями исследуемых гормонов. В ходе проведенного исследования было установлено, что степень выраженности экспрессии транскрипционного фактора белка с-Fos в нейронах супраоптического ядра гипоталамуса зависит от возраста, паттерны экспрессии белка с-Fos усиливаются в пубертатном периоде. Выявлены позитивные корреляционные связи между площадью материала, иммунореактивного к белку с–Fos и уровнем лептина, кортикостерона, адреналина; между концентрацией белка с-Fos и его содержанием в площади материала, иммунореактивного к нему и уровнями инсулина и адреналина.Враховуючи важливу роль окситоцин - і вазопрессинергічних нейросекреторних систем гіпоталамуса в регуляції великої кількості фізіологічних функцій організму, можна припустити зміну ступеню експресії транскрипційного фактора білка с-Fos у нейронах супраоптичного ядра гіпоталамуса в процесі розвитку тварин і розглядати її варіабельність, як один із можливих показників функціональної активності гіпоталамуса. Метою дослідження було вивчити у щурів-самців лінії Wistar у віковому аспекті особливості експресії транскрипційного фактору білку с-Fos у супраоптичному ядрі гіпоталамуса, встановити кореляційні зв'язки параметрів експресії білка з рівнями досліджуваних гормонів. В ході проведеного дослідження було встановлено, що ступінь вираженості експресії транскрипційного фактора білка с-Fos у нейронах супраоптичного ядра гіпоталамуса залежить від віку, патерни експресії білка с-Fos посилюються в пубертатному періоді. Виявлені позитивні кореляційні зв'язки між площею матеріалу, імунореактивного до білка с-Fos та рівнем лептину, кортикостерону, адреналіну; концентрацій інсуліну та адреналіну з концентрацією білка с-Fos й його вмістом у площі матеріалу, імунореактивного до нього

Особливості динаміки показників окислювальної модифікації білків та активності каталази у плазмі крові в нащадків самиць з експериментальним гестаційним діабетом залежно від статі, віку та рівня базальної глікемії

Analysis of products of oxidative modification of proteins (OMP) in correlation with plasma catalase activity will help us to define the state of oxidative stress parameters in the normal animals and in the female rats’ offspring with experimental gestational diabetes (EGD). Itwilldefine their role in organism’s reorganization aimed to activation of compensatory and defensive mechanisms both at the cellular level and at the level of homeostasis. We’ll also define its alteration in animals with the prenatal negative influence of chronic hyperglycemia.The aim of research wasto study peculiarities of OMP parameters and plasma catalase activity of the female rats’offspring with EGD in dependence on sex, age and basal glycemia level.Materials and methods.The research was carried out on 80 rats (males and females) offspring of the female rats with normal pregnancy and 80 offspring (males and females) of the female rats with EGD. The animals were grouped by the age 2, 4, 6 and 18 months; 20 animals in each group. Animals were freely allowed to standard food and water. When animals reached appropriate age they were decapitated under thiopental anesthesia (40 mg/kg). Glucose was measured by glucose oxidative method in all groups of animals.In order to define the intensity of oxidative reactions in blood plasma of laboratory animals the degree of OMP by Halliwell method was done. Wemeasuredlevelofaldehydephenylhydrazone (APH) which is thought to be as early mark of proteins oxidation, and ketonephenylhydrazone (KPH) which is referred to late mark of protein destruction. The state of antioxidative system was evaluated by plasma catalase activity with the help of spectrophotometric method. The obtained data was processed by statistic programs VIDAS-2.5 (Kontron Elektronik, Германия), EXCEL MS Office 2007 (Microsoft Corp., США), STATISTICA 6.0 (Stat-Soft, 2001).Results and discussion. In the present research, we have observed the decrease of plasma catalase activity with the age both in male and female normal rats. But in female rats catalase activity increases by 12% (pSt&lt;0,05) to senile age, whereas in male rats it remains stable. The decrease of catalase activity is accompanied by increase of APH and KPH concentration (in induced OMP) by 33% (pSt&lt;0,05) and 21% (pSt&lt;0,05) respectively in 4 months old male rats. At the age of 6 months both in males and females content of OMP products – APH  and KPH increases.In males APH and KPH in spontaneous OMP increases in 2 times (pSt&lt;0,05) and by 36% (pSt&lt;0,05) respectively; induced OMP  caused the increase of KPH by 16% (pSt&lt;0,05). In female rats at the same age APH and KPH increases by 89% (pSt&lt;0,05) and 32% (pSt&lt;0,05) respectively at spontaneous OMP, and by 9% (pSt&lt;0,05) and 47% (pSt&lt;0,05) respectively at induced OMP. At the age of 18 months accumulation of KPH increases by 17% (pSt&lt;0,05) in females and by 27% (pSt&lt;0,05) in males.We established the decrease of plasma catalase activity in offspring of the female rats with EGD in all age groups (both males and females). In the age of 18 months female rats demonstrated 1,8 time decrease (pSt&lt;0,05) of plasma catalase activity; male rats 4-times decrease (pSt&lt;0,05) of it. The “exhaustion” of antioxidative system was accompanied by oxidative destruction of protein molecules, which was manifested with the increase of the parameters of spontaneous and induced oxidative modification of proteins both in male and female rats.Conclusions.The most expressed alterations in the antioxidativesystem are observed in animals, which age corresponds to hormonal rearrangement; they are dependent on intensity of metabolic processes and adaptive abilities of the organism. The most expressed changes of oxidative stress parameters are manifested in male offspring of the female rats with EGD; at the same time alterations in carbohydrate and lipid metabolism develop which progress with the age of the animals. C целью изучить особенности динамики показателей окислительной модификации белков и активность каталазы в плазме крови у крыс линии Вистар, потомков самок с экспериментальным гестационным диабетом, в зависимости от пола, возраста и уровня базальной гликемии проведено исследование на 160 животных. Определяли концентрацию глюкозы глюкозооксидазным методом, степень окислительной модификации белков плазмы по методу В. Halliwell, уровень альдегидфенилгидразонов и кетонфенилгидразонов. Установлено, что у потомков самок с экспериментальным гестационным диабетом концентрация кетонфенилгидразонов в плазме крови практически достигает концентрации альдегидфенилгидразонов, что, возможно, свидетельствует о «срыве» резервно-адаптационных возможностей организма. Данные процессы происходили на фоне достоверного снижения активности антиоксидантной системы. Более выраженные нарушения наблюдали у самцов, потомков самок с экспериментальным гестационным диабетом; они развивались параллельно с нарушениями в углеводном и жировом обменах и прогрессировали с возрастом. З метою вивчити особливості динаміки показників окислювальної модифікації білків та активність каталази у плазмі крові в щурів лінії Вістар, нащадків самок з експериментальним гестаційним діабетом, залежно від статі, віку та рівня базальної глікемії здійснили дослідження на 160тваринах. Визначали концентрацію глюкози глюкозооксидазним методом, ступінь окислювальної модифікації білків плазми за методом В. Halliwell, рівень альдегідфенілгідразонів і кетонфенілгідразонів. Встановлено, що в нащадків самиць з експериментальним гестаційним діабетом концентрація кетонфенілгідразонів у плазмі крові майже досягає концентрації альдегідфенілгідразонів, що, можливо, свідчить про «зрив» резервно-адаптаційних можливостей організму. Ці процеси перебігали на тлі вірогідного зниження активності антиоксидантної системи. Більш значні порушення спостерігали в самців, нащадків самок з експериментальним гестаційним діабетом; вони розвивались паралельно із порушеннями у вуглеводному та жировому обмінах і прогресували з віком

Патерн експресії ізоформ NOS в аркуатному ядрі гіпоталамуса при експериментальній артеріальній гіпертензії

In is known, that one of the main regulators of the blood pressure (BP) is hypothalamus. The efficiency of the BP regulation in a changeable environment is dependable on its coherence and coordination. This intrahypothalamic coordinator is an arcuate nucleus. One of the main conditions of the proper neuronal function is combination of their functional stability and plasticity, which is strictly dependable on adequate blood supply, metabolic and trophic processes. One of the key regulators of the above mentioned features is nitric oxide (NO).The purpose was to establish the pathogenetic link of NO synthases isoforms imbalance in Arc of hypothalamus with formation of hypertension in etiologically different models of essential hypertension (SHR) and endocrine-saline model (ESM).Materials and methods. Study was conducted on 48 mature male rats with weight of 250–270 gram and age of 13–14 months, which were allocated into 3 experimental groups of 16 animals: the 1st group was control with Wistar rats; the 2nd group comprised of Wistar rats with ESM and the 3rd was made of SHR.Results. Formation of the hypertension in ESM and SHR rats led to similar changes of the pattern of NOS isoforms expression. We found the significant increase of the IRM content to nNOS and iNOS, but decrease to eNOS. In the same time, the constitutive isoforms concentration (nNOS and eNOS) was significantly lower compared with control group, and iNOS concentration in both groups with hypertension was higher than in control group (6 % and 9 %, p &lt; 0.05, respectively).Conclusions: In rats with normal BP in Arc, the most expressed NOS isoform was the endothelial one. We found the typical changes in the pattern of the NOS isoforms allocation. We also found the increase of the content of all isoforms with the decrease of the concentration of constitutional ones (nNOS and eNOS), but the increase of the iNOS concentration.Известно, что основным центральным регулятором артериального давления (АД) является гипоталамус и его ядра. От согласованности и скоординированности их действия будет зависеть эффективность регуляции АД в изменяющихся условиях. Таким внутригипоталамическим координатором является аркуатное ядро. Важным условием эффективности работы нейронов в структуре является сочетание функциональной стабильности с пластичностью нейрональных процессов, что обеспечивается адекватным кровоснабжением, обменными и трофическими процессами. Одним из ключевых регуляторов вышеописанных процессов в ЦНС является оксид азота (NO).Цель работы – установить патогенетическую связь дисбаланса изоформ NOS в АрЯ гипоталамуса с формированием артериальной гипертензии при этиологически разных её моделях – эссенциальной (крысы линии SHR) и эндокринно-солевой (ЭСГ).Материалы и методы. Исследование было проведено на 48 половозрелых крысах-самцах массой 250–270 г, возраст – 13–14 месяцев, которые были разделены на три экспериментальные группы по 16 животных в каждой: 1 контрольная – крысы линии Wistar, 2 – крысы линии Wistar с эндокринно-солевой моделью гипертензии; 3 – крысы линии SHR со спонтанной гипертензией.Результаты. Сформированная АГ у крыс линии SHR и с ЭСГ приводила к однотипным изменениям в паттерне экспрессии изоформ NOS. Наблюдалось достоверное увеличение содержания ИРМ к nNOS и iNOS, но снижение его к еNOS. При этом концентрации конститутивных изоформ фермента nNOS и еNOS становились достоверно ниже, чем контроль, а концентрация iNOS в обеих группах с АГ превысила значения крыс с нормальным АД на 9 % (p &lt; 0,05) у SHR и у крыс с ЭСГ – на 6 % (p &lt; 0,05).Выводы. У крыс с нормальным АД в АрЯ гипоталамуса наиболее представленной из изоформ является эндотелиальная форма фермента. При разных по этиологическому фактору АГ (эссенциальная или эндокринно-солевая) в АрЯ гипоталамуса наблюдаются однотипные изменения в паттерне распределения изоформ NOS. Характерно увеличение содержания в структуре ядра всех трёх форм фермента со снижением концентрации ИРМ к конститутивным изоформам nNOS и еNOS, но увеличением её к iNOS.Відомо, що основним центральним регулятором артеріального тиску (АТ) є гіпоталамус та його ядра. Від злагодженості та скоординованості їхніх дій буде залежати ефективність регуляції артеріального тиску в умовах, що змінюються. Таким внутрішньогіпоталамічним координатором є аркуатне ядро. Важливою умовою ефективності роботи нейронів у структурі є поєднання функціональної стабільності з пластичністю нейрональних процесів, що забезпечується адекватним кровопостачанням, обмінними та трофічними процесами. Одним із ключових регуляторів описаних вище процесів у ЦНС є оксид азоту (NO).Мета роботи – встановити патогенетичний зв'язок дисбалансу изоформ NOS в АрЯ гіпоталамуса з формуванням артеріальної гіпертензії при етіологічно різних її моделях – есенціальної (щури лінії SHR) та ендокринно-сольової (ЕСГ).Матеріали та методи. Дослідження здійснили на 48 статевозрілих щурах-самцях масою 250–270 г, віком 13–14 місяців, які були поділені на три експериментальні групи по 16 тварин у кожній: 1 контрольна – щури лінії Wistar, 2 – щури лінії Wistar з ендокринно-сольовою моделлю гіпертензії; 3 – щури лінії SHR зі спонтанною гіпертензією.Результати. Сформована АГ у щурів лінії SHR і з ЕСГ призводила до однакових змін у патерні експресії ізоформ NOS. Спостерігалося вірогідне збільшення вмісту ІРМ до nNOS та iNOS, але зниження його до еNOS. При цьому концентрації конститутивних ізоформ ферменту nNOS та еNOS ставали вірогідно нижчими, ніж у контролі, а концентрація iNOS в обох групах з АГ перевищила значення щурів із нормальним артеріальним тиском на 9 % (p &lt; 0,05) у SHR і в щурів з ЕСГ – на 6 % (p &lt; 0,05).Висновки. У щурів із нормальним артеріальним тиском в АрЯ гіпоталамуса найбільш представленою з ізоформ є ендотеліальна форма ферменту. При різних за етіологічним фактором АГ (есенціальна або ендокринно-сольова) в АрЯ гіпоталамуса спостерігаються однотипні зміни в патерні розподілу ізоформ NOS. Характерно збільшення вмісту у структурі ядра всіх трьох форм ферменту зі зниженням концентрації ІРМ до конститутивних ізоформ nNOS та еNOS, але збільшенням її до iNOS.

The pattern of the NOS isoforms expression in arcuate nucleus of hypothalamus in experimental hypertension

Abstract In is known, that one of the main regulators of the blood pressure (BP) is hypothalamus. The efficiency of the BP regulation in a changeable environment is dependable on its coherence and coordination. This intrahypothalamic coordinator is an arcuate nucleus. One of the main conditions of the proper neuronal function is combination of their functional stability and plasticity, which is strictly dependable on adequate blood supply, metabolic and trophic processes. One of the key regulators of the above mentioned features is nitric oxide (NO). The purpose was to establish the pathogenetic link of NO synthases isoforms imbalance in Arc of hypothalamus with formation of hypertension in etiologically different models of essential hypertension (SHR) and endocrine-saline model (ESM). Materials and methods. Study was conducted on 48 mature male rats with weight of 250–270 gram and age of 13–14 months, which were allocated into 3 experimental groups of 16 animals: the 1st group was control with Wistar rats; the 2nd group comprised of Wistar rats with ESM and the 3rd was made of SHR. Results. Formation of the hypertension in ESM and SHR rats led to similar changes of the pattern of NOS isoforms expression. We found the significant increase of the IRM content to nNOS and iNOS, but decrease to eNOS. In the same time, the constitutive isoforms concentration (nNOS and eNOS) was significantly lower compared with control group, and iNOS concentration in both groups with hypertension was higher than in control group (6 % and 9 %, p < 0.05, respectively). Conclusions: In rats with normal BP in Arc, the most expressed NOS isoform was the endothelial one. We found the typical changes in the pattern of the NOS isoforms allocation. We also found the increase of the content of all isoforms with the decrease of the concentration of constitutional ones (nNOS and eNOS), but the increase of the iNOS concentration

Pathological anatomy of the placenta in pregnant women with pyelonephritis.

Background. In different countries 5-15% of pregnancies occur on the background either gestational or chronic pyelonephritis. Knowledge about the pathological and compensatory changes in placental tissue due to pyelonephritis in pregnant women are incomplete. Objective. To analyze the results of a comprehensive morphological study of the placenta in pregnant women with pyelonephritis at term and late preterm pregnancy taking into account the data of the presence and activity of a specific enzyme of renal parenchyma (transamidinase) with the aim to differentiate pathological and compensatory changes in the placenta. Methods. 79 placentas with chronic and gestational pyelonephritis, 15 placentas of comparison group were investigated. In addition to description of the morphological changes in placenta tissue micromorphometry and immunohistochemical reaction for 8 clotting factors (mark of endothelial cells and villi syncytiotrophoblast) were performed. Results. Damage of the placental tissue of infectious-toxic and hypoxic etiology (small-focal or diffuse macrophage-lymphocyte infiltration of the basal lamina, presence of intervillous fibrinoid, sclerosis of stroma, foci of calcification, thrombosis in the vessels of the placenta and on the surface of the villi) accompanied the formation of compensatory mechanisms, including hypertrophy and hyperplasia of structures at different levels: total hypertrophy of the placenta, hyperplasia of terminal villi, hyperplasia of syncytiotrophoblast nuclei, hyperplasia of capillaries, thin syncytial-capillaries membrane in terminal villi, increase in the number of syncytial-capillaries membranes, hyperplasia and hypertrophy of syncytial nodules. Conclusion. It has been established that in transamidinase-positive cases compensatory mechanisms do not compensate progressive damage of the placental tissue. Increasing production of 8th clotting factor in the terminal villous syncytiotrophoblast can be considered as adaptive mechanism due to the increased destruction of the villous epithelium at pyelonephritis in pregnant women, to create preconditions for the rapid formation of parietal thrombus, reducing the isolation of the maternal and fetal blood flow

The influence of the perinatal chronic hyperglycaemia on the pattern of NOS isoforms expression in left ventricle myocardium in male rats of pre-pubertal age

The aim of our study was to find out the features of the nitric oxide synthase (NOS) isoforms expression in longitudinal and transversal layers of the myocardium of the left ventricle in male rats of 3 months, which are descendants of female rats with experimental gestational diabetes (EGD). Materials and methods. Study was carried out on 10 male rats descendants of female rats with normal course of pregnancy and 10 descendants of female rats with EGD. We evaluated the expression of neuronal, endothelial and inducible isoforms of NOS in histological sections both of transversal and longitudinal layers of the myocardium of left ventricle. With the aim to analyze the pattern of the NOS isoforms expression in 5 um histological slices of left ventricle myocardium we have carried out a complex of histochemical assays. Slices were allocated to 3 groups: 1st one was incubated with rabbit IgG to neuronal NOS (Santa Cruz Biotechnology, USA) in dilution of 1:200; 2nd group underwent the incubation with rabbit IgG to endothelial NOS (eNos) (Santa Cruz Biotechnology, USA) in dilution 1:200; 3rd group was incubated with mice IgG to inducible NOS (iNos) conjugated with FITC (Santa Cruz Biotechnology, USA) in dilution of 1:200. The analysis of images was carried out with VIDAS-2.5 application package (Kontron Elektronik, Germany). Microimages of the left ventricle myocardium obtained with AxioScope (Carl Zeiss, Germany) and COHU 4922 (COHU Inc., USA) camera were processed in the system of digital image analysis VIDAS-386 (Kontron Elektronik, Germany). Results. In the study we have found that prenatal hyperglycaemia leads to the significant changes of the expression of NOS isoforms in the myocardium of left ventricle in male rats descendants of females with EGD, and the contain and the allocation of these enzymes are dependent both on type of the enzyme and its location in muscular layers. For eNOS the increase of the expression and the allocation in both transversal and longitudinal layers was typical, and for nNOS and iNOS we have found the significant decrease of the expression in transversal layers and the significant increase in longitudinal layers. Conclusion.We believe, the glucose homeostasis violation in foetus during the last trimester of the pregnancy changes the ratio of the NOS isoforms expression in the left ventricle myocardium and affects the balance of them in different layers, which could be a reason of the cardiovascular pathology development in adulthood

Патогенетичний зв’язок дисбалансу ізоформ синтази оксиду азоту в панкреатичних острівцях підшлункової залози із хронічною пренатальною гіперглікемією

The aim was to study patterns of the nNOS, iNOS and eNOS expression in pancreatic islets in prepubescent male offsprings of female rats with experimental gestational diabetes mellitus.Materials and methods. The study was carried out in 10 prepubescent male offsprings of female rats with normal pregnancy and in 10 prepubescent male offsprings of female rats with experimental gestational diabetes mellitus. The expression of nNOS, iNOS and eNOS was evaluated in histological slices of pancreatic islets.Results. It was found that the largest area of enzyme expression of eNOS was detected in control animals. On the other hand the immunoreactive material enzyme was maximal for iNOS.  Chronic fetal hyperglycaemia affects the allocation of NOS isoforms in pancreatic islets. Higher immunoreactive material enzyme and nNOS contain, increase of iNOS area and the most significant increase of contain and area of fluorescence of eNOS compared with other expression indexes were detected. We believe the affection of glucose homeostasis in fetus during the last trimester of the pregnancy changes the relation of patterns of the expression of NOS isoforms, and it can lead to the formation of metabolic violation in adults. Цель работы – изучить паттерн экспрессии эндотелиальной, индуцибельной и нейрональной NO-синтаз в панкреатических островках поджелудочной железы потомков самок с экспериментальным гестационным диабетом (ЭГД) в препубертатном периоде (возраст – 3 месяца). Исследования проведены на 10 самцах крыс – потомков самок с нормальной беременностью и 10 потомках самок с ЭГД. Для анализа состояния системы монооксида азота в гистологических срезах панкреатических островков исследовали экспрессию нейрональной, индуцибельной и эндотелиальной изоформ синтазы оксида азота. В ходе исследования установлено, что у контрольных крыс наибольшая площадь фермента была характерной для эндотелиальной изоформы, в то время как содержание иммунореактивного материала фермента (ИРМ) было максимальным для индуцибельной. Хроническая гипергликемия плода приводит к изменению распределения изоформ в панкреатических островках, отмечается большее содержание ИРМ к nNOS, увеличение площади ИРМ к іNOS и максимальные, по сравнению со всеми показателями экспрессии изоформ, значения площади и содержания ИРМ к еNOS. По нашему мнению, нарушение гомеостаза глюкозы у плода в последнем триместре беременности меняет соотношение паттернов экспрессии изоформ NOS в ПО поджелудочной железы, что может стать вероятной причиной формирования сахарного диабета в зрелом возрасте.Мета роботи – вивчити патерн експресії ендотеліальної, індуцибельної та нейрональної NO-синтаз у панкреатичних острівцях підшлункової залози нащадків самок з експериментальним гестаційним діабетом (ЕГД) у препубертатному періоді (вік – 3 місяці). Дослідження здійснені на 10 самцях щурів – нащадків самок із нормальною вагітністю та 10 нащадках самок з ЕГД. Для аналізу стану системи монооксиду азоту в гістологічних зрізах панкреатичних острівців досліджували експресію нейрональної, індуцибельної та ендотеліальної ізоформ синтази оксиду. У ході дослідження встановили, що в контрольних щурів найбільша площа ферменту була характерною для ендотеліальної ізоформи, водночас як вміст імунореактивного матеріалу до ферменту (ІРМ) був найбільшим для індуцибельної. Хронічна гіперглікемія плода призводить до зміни характеру експресії ізоформ і характеризується більшим вмістом ІРМ до nNOS, площі ІРМ до іNOS і максимальними, порівнюючи зі всіма показниками експресії лізоформ, значеннями площі та вмісту ІРМ до еNOS. На нашу думку, порушення гомеостазу глюкози у плода в останньому триместрі вагітності змінює співвідношення патернів експресії ізоформ NOS у ПО підшлункової залози, що може стати ймовірною причиною формування цукрового діабету у зрілому віці

Вплив пренатальної хронічної гіперглікемії на патерн експресії ізоформ NOS у міокарді лівого шлуночка серця щурів-самців препубертатного віку

The aim of our study was to find out the features of the nitric oxide synthase (NOS) isoforms expression in longitudinal and transversal layers of the myocardium of the left ventricle in male rats of 3 months, which are descendants of female rats with experimental gestational diabetes (EGD).Materials and methods. Study was carried out on 10 male rats descendants of female rats with normal course of pregnancy and 10 descendants of female rats with EGD. We evaluated the expression of neuronal, endothelial and inducible isoforms of NOS in histological sections both of transversal and longitudinal layers of the myocardium of left ventricle. With the aim to analyze the pattern of the NOS isoforms expression in 5 um histological slices of left ventricle myocardium we have carried out a complex of histochemical assays. Slices were allocated to 3 groups: 1st one was incubated with rabbit IgG to neuronal NOS (Santa Cruz Biotechnology, USA) in dilution of 1:200; 2nd group underwent the incubation with rabbit IgG to endothelial NOS (eNos) (Santa Cruz Biotechnology, USA) in dilution 1:200; 3rd group was incubated with mice IgG to inducible NOS (iNos) conjugated with FITC (Santa Cruz Biotechnology, USA) in dilution of 1:200. The analysis of images was carried out with VIDAS-2.5 application package (Kontron Elektronik, Germany). Microimages of the left ventricle myocardium obtained with AxioScope (Carl Zeiss, Germany) and COHU 4922 (COHU Inc., USA) camera were processed in the system of digital image analysis VIDAS-386 (Kontron Elektronik, Germany).Results. In the study we have found that prenatal hyperglycaemia leads to the significant changes of the expression of NOS isoforms in the myocardium of left ventricle in male rats descendants of females with EGD, and the contain and the allocation of these enzymes are dependent both on type of the enzyme and its location in muscular layers. For eNOS the increase of the expression and the allocation in both transversal and longitudinal layers was typical, and for nNOS and iNOS we have found the significant decrease of the expression in transversal layers and the significant increase in longitudinal layers.Conclusion.We believe, the glucose homeostasis violation in foetus during the last trimester of the pregnancy changes the ratio of the NOS isoforms expression in the left ventricle myocardium and affects the balance of them in different layers, which could be a reason of the cardiovascular pathology development in adulthood. Цель работы – установить особенности паттерна экспрессии изоформ NOS в продольном и поперечном слоях миокарда левого желудочка сердца крыс-самцов (возраст – 3 месяца), потомков самок с экспериментальным гестационным диабетом (ЭГД).Материалы и методы. Исследования были проведены на 10 самцах крыс, потомков самок с нормальной беременностью и 10 потомках самок с ЭГД. Для анализа состояния системы монооксида азота в гистологических срезах миокарда отдельно в продольном и поперечном слоях исследовали экспрессию нейрональной, индуцибельной и эндотелиальной изоформ синтазы оксида. Для анализа паттерна экспрессии изоформ фермента NOS в 5 мкм гистологических срезах миокарда левого желудочка сердца проводили комплекс иммуноцитохимических исследований. Гистологические срезы распределяли на 3 группы: первую группу срезов инкубировали с кроличьими IgG к нейрональной синтазе оксида азота (nNos) (Santa Cruz Biotechnology, USA) в разведении 1:200; вторую группу срезов инкубировали с кроличьими IgG антителами к эндотелиальной синтазе оксида азота (eNos) (Santa Cruz Biotechnology, USA) в разведении 1:200; третью группу срезов инкубировали с мышиными IgG к индуцибельной синтазе оксида азота (iNos), конъюгированной с FITC (Santa Cruz Biotechnology, USA) в разведении 1:200. Микроизображение миокарда левого желудочка, которое было получено на микроскопе AXIOSKOP, через высокочувствительную видеокамеру COHU 4922 (COHU Inc., США) вводилось в компьютерную систему цифрового анализа изображения VIDAS-386 (Kontron Elektronik, ФРГ).Результаты. В ходе исследования установлено, что пренатальная гипергликемия приводит к существенным изменениям экспрессии изоформ NOS в миокарде левого желудочка у 3-месячных потомков самок с ЭГД, при этом содержание и распределение энзимов зависит от типа фермента и его локализации в мышечных слоях. Для еNOS характерно повышение экспрессии и распределения в обоих слоях миокарда левого желудочка, для nNOS и іNOS, наоборот, характерно снижение экспрессии фермента в поперечных мышцах миокарда с повышением её в продольном слое.Выводы. Нарушение гомеостаза глюкозы у плода в последнем триместре беременности изменяет соотношение паттернов экспрессии изоформ NOS в миокарде левого желудочка и нарушает их баланс в отдельных слоях, что, вероятно, может стать причиной формирования сердечно-сосудистой патологии в зрелом возрасте.Мета роботи – встановити особливості патерну експресії ізоформ NOS у поздовжньому та поперечному шарах міокарда лівого шлуночка серця щурів-самців, (вік – 3 місяці) нащадків самиць із експериментальним гестаційним діабетом (ЕГД).Матеріали та методи. Дослідження здійснили на 10 самцях щурів, нащадків самиць із нормальною вагітністю, та 10 нащадках самиць з ЕГД. Для аналізу стану системи монооксиду азоту в гістологічних зрізах міокарда окремо в поздовжньому та поперечному шарах досліджували експресію нейрональної, індуцибельної та ендотеліальної ізоформ синтази оксиду. Для аналізу патерну експресії ізоформ ферменту NOS у 5 мкм гістологічних зрізах міокарда лівого шлуночка серця виконали комплекс імуноцитохімічних досліджень. Гістологічні зрізи розподіляли на 3 групи: першу групу зрізів інкубували з кролячими IgG до нейрональної синтази оксиду азоту (nNos) (Santa Cruz Biotechnology, USA) у розведенні 1:200; другу групу зрізів інкубували з кролячими IgG до ендотеліальної синтази оксиду азоту (eNos) (Santa Cruz Biotechnology, USA) у розведенні 1:200; третю групу зрізів інкубували з мишачими IgG до індуцибельної синтази оксиду азоту (iNos), кон’югованої з FITC (Santa Cruz Biotechnology, USA), у розведенні 1:200. Аналіз зображення здійснили за допомогою пакета прикладних програм VIDAS-2.5 (Kontron Elektronik, ФРН). Мікрозображення міокарда лівого шлуночку, які  отримано на мікроскопі AXIOSKOP, через високочутливу відеокамеру COHU 4922 (COHU Inc., США) вводилося в комп'ютерну систему цифрового аналізу зображення VIDAS-386 (Kontron Elektronik, ФРН). Результати. Під час дослідження встановлено, що пренатальна гіперглікемія призводить до суттєвих змін експресії ізоформ NOS у міокарді лівого шлуночка у 3-місячних нащадків самок з ЕГД, при цьому вміст і розподіл ензимів залежить від типу ферменту та його локалізації в м’язових шарах. Для еNOS притаманно підвищення експресії та розподілу в обох шарах міокарда лівого шлуночку, для nNOS та іNOS навпаки характерно зниження експресії ферменту в поперечних м’язах міокарда із підвищенням її в поздовжньому шарі.Висновки. Порушення гомеостазу глюкози у плода в останньому триместрі вагітності змінює співвідношення патернів експресії ізоформ NOS у міокарді лівого шлуночку та порушує їхній баланс в окремих шарах, що, ймовірно, може стати причиною формування серцево-судинної патології у зрілому віці