Effect of nf-κb and nrf2 transcription factor modulators on indicators of oxidative–nitrosative stress in skeletal muscles of rats under chronic hypomelatoninemia and carbohydrate-lipid diet

Abstract

This article describes the effect of NF-κB inhibitor ammonium pyrrolidine dithiocarbamate and Nrf2 inducer dimethylfumarate on indicators of oxidative-nitrosative stress in skeletal muscles of rats with chronic hypomelatoninemia, induced by roundthe- clock illumination with an intensity of 1500 lux for 30 days, against the background of a carbohydrate-lipid diet (20% fructose solution and appropriate food) for 60 days. The study demonstrated that the administration of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate and dimethylfumarate under the experimental conditions impedes the development of hypomelatoninemia, this was accompanied by a two-fold increase in the blood serum melatonin concentration compared to the control group. Moreover, the administration of ammonium pyrrolidine dithiocarbamate and dimethylfumarate significantly reduces the production of superoxide anion radical by electron transport chains of mitochondria (by 47.9 and 51.3%) and sarcoplasmic reticulum (by 48.6 and 52.0%) in the homogenate of femoral muscles, the total activity of NO synthase (by 37.2 and 36.2%) and its inducible isoform (by 41.1 and 40.0%), the concentration of peroxynitrites of alkaline and alkaline earth metals (by 37.2 and 41.0%), while the activity of constitutive NO-synthases (by 2.9 and 2.8 times) and their conjugation index (by 5.2 and 5.4 times) increases compared to the respective control values. We suggest that modulators of redox-sensitive transcription factors NF-κB and Nrf2 under conditions of chronic hypomelatoninemia and the exposure to the carbohydrate-lipid diet are effective means to restrain the development of oxidative-nitrosative stress in skeletal muscles.Досліджували вплив інгібітора NF-κB піролідиндитіокарбамату амонію та індуктора Nrf2 диметилфумарату на показники оксидативно-нітрозативного стресу в скелетних м’язах щурів за умов хронічної гіпомелатонінемії, індукованої цілодобовим освітленням інтенсивністю 1500 лк упродовж 30 діб на тлі 60-денного утримання тварин на вуглеводно-ліпідній дієті (20%-й розчин фруктози та відповідний раціон). Виявлено, що введення піролідиндитіокарбамату амонію та диметилфумарату за умов експерименту обмежувало розвиток гіпомелатонінемії, що супроводжувалося дворазовим зростанням концентрації мелатоніну в сироватці крові порівняно з результатами контрольної групи, що зазнавала цілодобового освітлення на тлі вуглеводно-ліпідної дієти. Крім того, зменшувалася у м’язах стегна швидкість генерації супероксидного аніон-радикала мітохондріями (на 47,9 і 51,3%) та саркоплазматичним ретикулумом (на 48,6 і 52,0%), загальна активність NO-синтази (на 37,2 і 36,2%) та її індуцибельної ізоформи (на 41,1 і 40,0%), концентрація пероксинітритів лужних та лужно-земельних металів (на 37,2 і 41,0%) при зростанні активності конститутивних NO-синтаз (у 2,9 і 2,8 раза) та індексу їх спряження (в 5,2 і 5,4 раза) порівняно з відповідними значеннями контролю. Зроблено висновок щодо ефективності застосування модуляторів редоксчутливих транскрипційних факторів NF-κB і Nrf2 за умов хронічної гіпомелатонінемії та призначення вуглеводно-ліпідної дієти як засобів обмеження в скелетних м’язах розвитку оксидативно–нітрозативного стресу.