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

Pathogenetical linkage of the Nitric oxide synthase isoforms disbalance in pancreatic islets with chronical prenatal hyperglycemia

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

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