Українська Русский English

ISSN 2522-9028 (Print)
ISSN 2522-9036 (Online)
DOI: https://doi.org/10.15407/fz

Fiziologichnyi Zhurnal

is a scientific journal issued by the

Bogomoletz Institute of Physiology
National Academy of Sciences of Ukraine

Editor-in-chief: V.F. Sagach

The journal was founded in 1955 as
1955 – 1977 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0015 – 3311)
1978 – 1993 "Fiziologicheskii zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
1994 – 2016 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
2017 – "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 2522-9028)

Fiziol. Zh. 2007; 53(4): 15-26


Aceinhibitor enalapril action on nitric oxide synthesis, oxidative metabolism and vascular toneof aging rat

V.F.Sagach., O.V.Baziljuk, L.G. Stepanenko, A.V.Kotsuruba, L.G.Stepanenko, Ju.P.Korkach

    O.O.Bogomolets Institute of Physiology, NAS of Ukraine,Kyiv;O.V.Palladin Institute of Biochemistry, NAS of Ukraine,Kyiv


Abstract

Endothelium-dependent and endothelium-independent reactions of relaxations of vascular smooth muscle (VSM) were examined in the aorta preparations of the two groups (6-8 and 21-22 month). The studies also two NO synthase (NOS) isoform activity - inducible (iNOS) and constitutive (cNOS), activity of arginase and nitrate reductase and the content of high-molecular nitrosothiols (HMNT) and low-molecular nitrosothiols (LMNT) and stable metabolites of NO (NO- 2, NO- 3). Aging rats demonstrated only endothelium-dependent responses of VSM to acethylcholine lowering. This endothelial dysfunction depend on high activity of arginase, iNOS and salvage (by nitrate reductase) NO synthesis, both reactive oxigen species (ROS) (by xanthine oxidase) and peroxynitrite generation, as well as low activity of constitutive (eNOS, nNOS) NO synthesis. Angiotensin-converting enzyme inhibitor (enalapril) administration (20 mg/kg, 30 or 55 days) up regalate constitutive NO synthesis by arginase, iNOS, nitrate reductase activity and ROS and peroxynitrite generation inhibition thus restore endothelium-dependent relaxations of VSM in aging rats. The result obtained suggest a new roles for the renin-angiotensin system in vascular tone regulation. Thus enalapril might serve as a novel tool to prevent aging-associated endothelial dysfunction.

References

  1. Аликулов З.А., Львов Н.П. Кретович В.Л. Нитрат- и нитрит- редуктазная активности молока // Биохимия. – 1980. – 45, №9. – С. 1714–1718.
  2. Сагач В.Ф., Базілюк О.В., Олешко Н.Н. та ін. Система оксиду азоту за умов хронічного дефіциту церебрального дофаміну // Фізіол.журн. – 1999. – 45, №1–2. – С.16–25.
  3. Сагач В.Ф., Базілюк О.В., Коцюруба А.В., Буха- невич О.М. Порушення ендотелійзалежних судинних реакцій, аргіназного та NO-синтазного шляхів обміну L-аргініну при артеріальній гіпертензії // Там само. – 2000. – 46, №3. – С.3–13.
  4. Сагач В.Ф., Коцюруба А.В., Базілюк О.В. та ін. Інгібітори аргіназного шляху метаболізму L- аргініну як новий клас антигіпертензивних сполук: дія карбаміду на окисний метаболізм ліпідів і судинний тонус при артеріальній гіпертензії // Там само. – 2001. – 47, №5. –С.3–11.
  5. Ткаченко М.М., Сагач В.Ф., Коцюруба А.В., Базілюк О.В. та ін. Ендотелійзалежні скорочувальні реакції судинних гладеньких м’язів і вміст вільних радикалів кисню у щурів за умов старіння // Там само. – 2002. – 48, №4. – С.3–13.
  6. Ткаченко М.М., Сагач В.Ф., Коцюруба А.В., Базілюк О.В. та ін. Вікові особливості змін скорочувальних реакцій і вміст вільних радикалів кисню та метаболітів оксиду азоту у мишей лінії BALB/c за умов перебування у зоні відчуження // Там само. – 2005. – 51, №3. – С.32–41.
  7. Фролькис В.В., Базилюк О.В., Сыкало Н.В. Роль эндотелия в возрастных изменениях реактивности сосудов к действию физиологически активных веществ и гипоксии // Проблемы старения и долголетия. – 1993. – 3, №2. – С.83–90.
  8. Шугалей В.С., Козина А.С. Содержание мочевины и активность аргиназы в органах крыс при акклима- тизации к холоду // Физиол. журн. СССР. –1977, № 8. – С. 1199–1202.
  9. 9. Aoyagi K., Nagase S., Tomida C. еt al. Synthesis of guanidinosuccinate from argininosuccinate and reactive oxygen in vitro//Enzyme Protein. – 1996. –49(4). – P.199–204.
  10. 10. Aoyagi K. Inhibition of arginine synthesis by urea: a mechanism for arginine deficiency in renal failure which leads to increased hydroxyl radical generation // Molю and Cell. Biochem . – 2003. – 244(1–2). – P.11–15.
  11. Boesch D.M., Garvin J.L. Age-dependent activation of PKC isoforms by angiotensin II in the proximal nephron //Amer. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2001. – 281(3). – R861–867.
  12. Boyde J.R., Rahmotullah M. Optimization of condi- tions for the colorimetric determination of citrulline, using diacey monoxime // Anal. Biochem. – 1980. – 107. – P.424–431.
  13. Cai H., Li Z., Dicalov S. et al. NAD(P)H oxidase-deri- ved hydrogen peroxide mediates endothelial nitric ox- ide production in response to angiotensin II // J. Biol. Chem. – 2002. – 277 (50). – P.48311–48317.
  14. Cernadas M.R., Sanchez de Miguel L., Garcia-Duran M. et al Expression of constitutive and inducible nitric oxide synthases in the vascular wall of young and ag- ing rats // Circulat. Res. – 1998. – 83(3). – P.279–286.
  15. Childers-Peterson T., Brajter-Toth A. A HPLC assay of the electro-oxidation of purines uric acid and the nucleotide drug // Anal. Chem. Acta. – 1987. – 202, №1. – P.167–174.
  16. Chin S.Y., Pandey K.N., Shi S.J. et al. Increased activ- ity and expression of Ca2+-dependent NOS in renal cortex of ANG II-infused hypertensive rats // Amer. J. Physiol. – 1999. – 277, № 5. – P. 797–804.
  17. Gerdel D., Cederbaum A.J. Inhibition of the catalitic activity of alkoholdegydrogenase by NO is associated with S-nitrosylation and the release of zinc // Biochem- istry. – 1996. – 35, № 50. – P.16186–16194.
  18. Giraldez R.R., Panda A., Zweier J.L. Is the balance between nitric oxide and superoxide alter in sponta- neously hypertensive rats with endothelial dysfunc- tion? //Amer. J. Physiol. Heart. Circulat. Physiol. – 2001. – 16, № (1). – Н. 2–5.
  19. 19. Gonzales Bosc L.V., Kurnjek M.L., Muller A. et al. Effect of chronic angiotensin II inhibition on the nitric oxide synthase in normal rat during aging // Hyperten- sion. –2001. –19 (8). – P.1403–1409.
  20. 20. Green L.L., Wagner D.A., Glogowski J. et al. Analysis of nitrate, nitrite and [15N] nitrate in biological fluids / / Anal. Biochem. – 1982. – 126, № 1. – P.131–138.
  21. Jsukahara H. Effect of NOS inhibitions on bone methabolism in growing rats // Amer. J. Physiol. – 1996. – 270, №5. – E840–E845.
  22. Mazzali M., Filho G.A. Use of aminophylline and enalapril in posttransplant polycythemia //Transplan- tation. – 1998. – 65(11). – P.1461–1464.
  23. Mazzali M., Hughes J., Kim Y.G. et al. Elevated uric acid increases blood pressure in the rat by a novel crystalindependent mechanism // Hypertension. –2001. – 38 (5). – P.1101–1106.
  24. Mervaala E.M., Cheng Z.J., Tikkanen I. Endothelial dysfunction and xanthine oxidoreductase activity in rats with human renin and angiotensinogen genes //Ibid. – 37(2 Part 2). – P.414–418.
  25. Olson S., Oeckler R., Li X. et al. Angiotensin II stimu- lates nitric oxide production in pulmonary artery endo- thelium via tape 2 receptor // Amer. J. Physiol. Lung. Cell. Mol. Physiol. – 2004. – 287 (3). – L. 559-568.
  26. Salter M., Knowles R.G., Moncada S. Widespread tis- sue distribution, species and changes in activity of Ca2+- dependent and Ca2+-independent nitric oxide syntase // FEBS Lett. – 1991. – 291, № 1. – P. 145–149.
  27. Soloviev A.I., Stefanov A.V., Bazilyuk O.V., Sagach V.F. Phospholipid vesicles (liposomes) restore endot- helium-dependent cholinergic relaxation in thoracic aorta from spontaneously hypertensive rats // J. Hy- pertension. – 1993. –11. – P.623–627.
  28. Xu W.M., Liu L.Z., Charles I.S. Microencapsulated iNOS-expressing cells cause tumor suppression in mice // FASEB J. – 2001. – 15. – P.131–148.
  29. 29. Watanabe T., Barker T.A., Berk B.C. Angiotensin II and Endothelium: Diverse Signals and Effects // Hy- pertension. – 2005. – 45 (2). – P.163–169.
  30. 30. Wu L, de Champlain J. Effects of superoxide on signal- ing pathways in smooth muscle cells from rats // Ibid. – 1999. – 34(6). – H. 1247–1253.
  31. Zhang Z., Naughton D., Winyard P.G. Generation of nitric oxide by a nitrite reductase activity of xanthine oxidase: a potential pathway for nitric oxide formation in the absence of nitric oxide synthase activity // Biochem. and Biophys. Res. Commun. – 1998. – 249, №3. – P. 767–772.
  32. Zhang X.P., Hintze T.H., Boesch D.M., Garvin J.L. cAMP signal transduction induces eNOS activation by promoting PKB phosphorylation // Amer. J.hysiol. Heart. Circulat. Physiol. – 2006. – 290(6). – H.2376–2384.

© National Academy of Sciences of Ukraine, Bogomoletz Institute of Physiology, 2014-2019.