Biopolym. Cell. 2019; 35(5):356-370.
Биоорганическая химия
Оценка влияния 2,3-диазепина на тканевое дыхание и внешнесекреторную функцию печени крыс с ротеноновой моделью болезни Паркинсона
2Хиля В. П., 1Янчук П. И., 1, 2Штанова Л. Я., 1Весельский С. П., 2Вовкун Т. В., 1Цимбалюк О. В., 2Москвина В. С., 2Шабликина О. В., 2Богза С. Л.
  1. Институт высоких технологий,
    Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко
    пр. Академика Глушкова 2 кор 5, Киев, Украина, 03022
  2. Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко
    ул. Владимирская, 64, Киев, Украина, 01601

Abstract

Болезнь Паркинсона (БП) — это прогрессирующее нейродегенеративное заболевание, характеризующееся потерей дофаминергических нейронов в субстанции nigra pars compacta. Причины БП не полностью поняты, тем не менее, все больше данных свидетельствует о нарушении дыхательной функции митохондрий и недостатке энергии в клетках. Цель. Изучить влияние 2.3-диазепина (2.3-ДП), нового производного бензодиазепина, на тканевое дыхание печени (ТДП) и энергетически зависимые процессы продукции желчи и желчных кислот (ЖК) у крыс с БП, моделированной ротеном (РOT). Методы. БП была вызвана у крыс внутрибрюшинными инъекциями РOT. ТДП (интенсивность поглощения кислорода) оценивали с помощью полярографа LP-9 (Чешская Республика). Секретированную желчь собирали в течение 1 часа эксперимента через полиэтиленовый катетер, вставленный в общий желчный проток. ЖК были разделены методом тонкослойной хроматографии. Результаты. РOT уменьшал коэффициент потребления О2 в печени на 34 % (р < 0.001), снижал отток желчи на 33.8 % (р < 0.001) и нарушал конъюгацию холевой кислоты с аминокислотами таурином и глицином, уменьшив коэффициент конъюгации на 29.2 % (р < 0.001). РOT также увеличивал на 25.6 % (р < 0.001) долю кислого пути в биосинтезе ЖК. Применение 2.3-ДП приводило к полному восстановлению ТДП, или частичному — оттока желчи, концентраций ЖК и их соотношения в желчи крыс с БП. Заключение. 2.3-ДП существенно влияет на функцию паренхимы печени у крыс с РОТ моделью БП. Этот препарат восстановил интенсивность ТДП, оттока желчи и заметно улучшил ее химический состав, нарушенный применением РОТ.
Keywords: болезнь Паркинсона, 2.3-диазепин, тканевое дыхание печени, отток желчи, желчные кислоты

References

[1] Kalia LV, Lang AE. Parkinson's disease. Lancet. 2015;386(9996):896-912.
[2] Coppedè F. Genetics and epigenetics of Parkinson's disease. ScientificWorldJournal. 2012;2012:489830.
[3] Park JS, Davis RL, Sue CM. Mitochondrial Dysfunction in Parkinson's Disease: New Mechanistic Insights and Therapeutic Perspectives. Curr Neurol Neurosci Rep. 2018;18(5):21.
[4] Baig F, Lawton M, Rolinski M, Ruffmann C, Nithi K, Evetts SG, Fernandes HR, Ben-Shlomo Y, Hu MT. Delineating nonmotor symptoms in early Parkinson's disease and first-degree relatives. Mov Disord. 2015;30(13):1759-66.
[5] Zhao H, Wang C, Zhao N, Li W, Yang Z, Liu X, Le W, Zhang X. Potential biomarkers of Parkinson's disease revealed by plasma metabolic profiling. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci. 2018;1081-1082:101-108.
[6] Cannon JR, Greenamyre JT. Gene-environment interactions in Parkinson's disease: specific evidence in humans and mammalian models. Neurobiol Dis. 2013;57:38-46.
[7] Sherer TB, Betarbet R, Testa CM, Seo BB, Richardson JR, Kim JH, Miller GW, Yagi T, Matsuno-Yagi A, Greenamyre JT. Mechanism of toxicity in rotenone models of Parkinson's disease. J Neurosci. 2003;23(34):10756-64.
[8] Betarbet R, Sherer TB, MacKenzie G, Garcia-Osuna M, Panov AV, Greenamyre JT. Chronic systemic pesticide exposure reproduces features of Parkinson's disease. Nat Neurosci. 2000;3(12):1301-6.
[9] Jenner P. A2A antagonists as novel non-dopaminergic therapy for motor dysfunction in PD. Neurology. 2003;61(11 Suppl 6):S32-8.
[10] Fonseca-Fonseca LA, Wong-Guerra M, Ramírez-Sánchez J, Montano-Peguero Y, Padrón Yaquis AS, Rodríguez AM, da Silva VDA, Costa SL, Pardo-Andreu GL, Núñez-Figueredo Y. JM-20, a novel hybrid molecule, protects against rotenone-induced neurotoxicity in experimental model of Parkinson's disease. Neurosci Lett. 2019;690:29-35.
[11] Khabarov KM, Kharaneko OI, Bogza SL. 2,3 Benzodiazepine-1-thione in the synthesis of substituted and hetero-annelated 2,3-benzodiazepines. Chem Heterocycl Compd. 2009; 45(4): 468–74.
[12] Gallagher D, Belmonte D, Deurenberg P, Wang Z, Krasnow N, Pi-Sunyer FX, Heymsfield SB. Organ-tissue mass measurement allows modeling of REE and metabolically active tissue mass. Am J Physiol. 1998;275(2):E249-58.
[13] Chang YT, Luo XG, Ren Y. Behavior alteration and damage of dopaminergic neurons of substantia nigra caused by rotenone in rats. Jiepouxue Yanjiu Jingzhan. 2011; 7: 60–2.
[14] Bures J, Burešová O, Huston JP. Techniques and Basic Experiments for the Study of Brain and Behavior. Elsevier. 1976; 37–89.
[15] Berezovsky VA. Oxygen tension in animal and human tissues. Kyiv, Naukova dumka, 1975; 230p.
[16] Tsybenko VA, Egorova LS, Mikhaĭlova NV, Zhakhalova LA, Dubileĭ TA. [Neurogenic control of oxidative metabolism in the liver]. Fiziol Zh SSSR Im I M Sechenova. 1988;74(5):737-45.
[17] Ghazaee SP, Gorenko ZA, Karbovska LS, Veselsky SP, Yanchuk PI, Makarchuk MY. Desmopressin stimulates bile secretion in anesthetized rats. Gen Physiol Biophys. 2010;29(2):151-9.
[18] Matsumura T, Sato N, Kawano S, Hijioka T, Eguchi H, Kamada T. Effect of hepatic blood oxygenation on bile secretion in rats. Adv Exp Med Biol. 1988;222:585-9.
[19] Claudel T, Staels B, Kuipers F. The Farnesoid X receptor: a molecular link between bile acid and lipid and glucose metabolism. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2005;25(10):2020-30.
[20] Hovorukha TM, Nazarenko AI, Zhalilo LI, Fil' HB, Baban VM, Seredenko MM. [Disturbances in biliary secretion during tissue hypoxia and attempts at their corrections]. Fiziol Zh. 2002;48(1):35-40.
[21] Hofmann AF, Mysels KJ. Bile acid solubility and precipitation in vitro and in vivo: the role of conjugation, pH, and Ca2+ ions. J Lipid Res. 1992;33(5):617-26.
[22] Russell DW. The enzymes, regulation, and genetics of bile acid synthesis. Annu Rev Biochem. 2003;72:137-74.
[23] Rosa AI, Duarte-Silva S, Silva-Fernandes A, Nunes MJ, Carvalho AN, Rodrigues E, Gama MJ, Rodrigues CMP, Maciel P, Castro-Caldas M. Tauroursodeoxycholic Acid Improves Motor Symptoms in a Mouse Model of Parkinson's Disease. Mol Neurobiol. 2018;55(12):9139-9155.
[24] Pfeiffer RF. Gastrointestinal Dysfunction in Parkinson's Disease. Curr Treat Options Neurol. 2018;20(12):54.
[25] Morais LH, Lima MM, Martynhak BJ, Santiago R, Takahashi TT, Ariza D, Barbiero JK, Andreatini R, Vital MA. Characterization of motor, depressive-like and neurochemical alterations induced by a short-term rotenone administration. Pharmacol Rep. 2012;64(5):1081-90.
[26] Uversky VN. Neurotoxicant-induced animal models of Parkinson's disease: understanding the role of rotenone, maneb and paraquat in neurodegeneration. Cell Tissue Res. 2004;318(1):225-41.