بررسی میزان و فعالیت سیرتوئین در رتهای دیابتی شده وتحت محدودیت کالری و اثر نیتریک اکساید بر آن
الموضوعات :صفر محسنی بندپی 1 , نازنین نظری 2
1 - دانشگاه گلستان- دانشکده علوم- گروه زیست شناسی
2 - دانشگاه گلستان - دانشکده علوم- گروه زیست شناسی
الکلمات المفتاحية: نیتریک¬اکساید, دیابت, محدودیت¬کالری, سیرتوئین ,
ملخص المقالة :
زمینه و هدف : سیرتوئینها، پروتئینهای رده 3 یک خانواده از آنزیمهای هیستون داستیلاز هستند که هیدرولیز انتهای استیله هیستون را کاتالیز کرده، موجب تغییر شکل کروماتین، ایجاد هتروکروماتین و در نتیجه مهار رونویسی شده و در پیری و سرطان نقش دارد. سیرتوئین فرایندهای مهم سلولی نظیر آپوپتوز، پیری سلول و متابولیسم را تنظیم میکند. بنابراین سیرتوئین میتواند یک هدف درمانی جدید برای دیابت باشد. همچنین سیرتوئین بعنوان پروتئین تنظیمکننده طول عمر شناخته شده است. در مطالعه حاضر اثر نیتریک اکساید بر فعالیت سیرتوئین در رتهای دیابتی و تحت محدودیت کالری مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش ها : حیوانات مورد استفاده در پژوهش حاضر موشهای صحرایی نر نژاد ویستار با وزن 250 گرم بودند که به 5 گروه کنترل (C)، تحت محدودیت کالری (CR)، دیابتی شده (D)، ال-آرژنین و گروه L-Name تقسیم شدند و هر گروه شامل ده حیوان بوده است. برای دیابتی کردن به هر حیوان، استرپتوزوسین با دوز mg/kg 50 به روش درونصفاقی تزریق گردید. گروه دریافت کننده L-Name (مهارکننده NO)، با دوز mg/kg 10 آنرا بصورت تزریق درون حفره شکمی دریافت کردند. گروه ال-آرژنین (پیشساز نیتریکاکساید) نیز، دوز mg/kg 50 از آنرا بصورت تزریق درون حفره صفاقی دریافت کردند. گروه محدودیت کالری به مدت 4 هفته تحت رژيم كم كالري قرار گرفتند. پس از طي دورهي 4 هفتهای، حيوانات تحت بیهوشی قرارگرفته و خونگیری بطور مستقیم از قلب آنها بعمل آمد. میزان سیرتوئین بوسیله کیت مربوطه و با دستگاه الایزاریدر سنجیده شد. نتایج حاصل با استفاده از نرمافزار spss تجزیه و تحلیل شد.
نتایج : میزان سیرتوئین سرم در گروه ال-آرژنین (P<0.05) و CR (P<0.01) بطور معنیداری افزایش یافت در حالیکه در گروه دیابت کاهش معنیدار نشان داد (P<0.001). همچنین میزان کاهش سیرتوئین در گروه L-Name معنادار نبود.
نتیجه گیری : نتایج نشان داد که ال- آرژنین بعنوان پیشساز نیتریکاکساید باعث افزایش میزان سیرتوئین در رتهای دیابتی و تحت محدودیت کالری میگردد.
1. Mondillo C, Pagotto RM, Piotrkowski B, Reche CG, Patrignani ZJ, Cymeryng CB, Pignataro OP. Involvement of nitric oxide synthase in the mechanism of histamine-induced inhibition of Leydig cell steroidogenesis via histamine receptor subtypes in Sprague-Dawley rats. Biology of reproduction. 2009 Jan 1;80(1):144-52.
2. Bian K, Doursout MF, Murad F. Vascular system: role of nitric oxide in cardiovascular diseases. The journal of clinical hypertension. 2008 Apr;10(4):304-10.
3. Godo S, Shimokawa H. Divergent roles of endothelial nitric oxide synthases system in maintaining cardiovascular homeostasis. Free Radical Biology and Medicine. 2017 Aug 1;109:4-10.
4. Welch KM, editor. Primer on cerebrovascular diseases. Academic press; 1997 Apr 24.
5. Cortese-Krott MM, Kelm M. Endothelial nitric oxide synthase in red blood cells: key to a new erythrocrine function?. Redox biology. 2014 Jan 1;2:251-8.
6. McCay CM, Crowell MF, Maynard LA. The effect of retarded growth upon the length of life span and upon the ultimate body size: one figure. The journal of Nutrition. 1935 Jul 1;10(1):63-79.
7. Speakman JR, Mitchell SE. Caloric restriction. Molecular aspects of medicine. 2011 Jun 1;32(3):159-221.
8. Bédard K, Robinette K, Ferland G, Gaudreau P. Effects of long-term dietary interventions on pituitary growth hormone-releasing hormone receptor in aging rats and potential mechanisms of action. Mechanisms of ageing and development. 2010 Mar 1;131(3):169-78.
9. Aguilera O, Fernández AF, Muñoz A, Fraga MF. Epigenetics and environment: a complex relationship. Journal of applied physiology. 2010 Jul;109(1):243-51.
10. Autiero I, Costantini S, Colonna G. Human sirt-1: molecular modeling and structure-function relationships of an unordered protein. PloS one. 2009 Oct 8;4(10):e7350.
11. McCarter RJ, McGee JR. Transient reduction of metabolic rate by food restriction. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 1989 Aug 1;257(2):E175-9.
12. Koubova J, Guarente L. How does calorie restriction work?. Genes & development. 2003 Feb 1;17(3):313-21.
13. Lakshmi S, Punitham R, Arokiasamy T, Sukumar B, Ramakrishnan S. Effect of oral supplementation of free amino acids in type 2 diabetic patients--a pilot clinical trial. Medical science monitor: international medical journal of experimental and clinical research. 2002 Mar 1;8(3):CR131-7.
14. Mohamadin AM, Hammad LN, El‐Bab MF, Gawad HS. Can nitric oxide‐generating compounds improve the oxidative stress response in experimentally diabetic rats?. Clinical and experimental pharmacology and physiology. 2007 Jul;34(7):586-93.
15. Nisoli E, Tonello C, Cardile A, Cozzi V, Bracale R, Tedesco L, Falcone S, Valerio A, Cantoni O, Clementi E, Moncada S. Calorie restriction promotes mitochondrial biogenesis by inducing the expression of eNOS. Science. 2005 Oct 14;310(5746):314-7.
16. Masoro EJ. Role of sirtuin proteins in life extension by caloric restriction. Mechanisms of ageing and development. 2004 Sep 1;125(9):591-4.
17. Turkmen K, Karagoz A, Kucuk A. Sirtuins as novel players in the pathogenesis of diabetes mellitus. World journal of diabetes. 2014 Dec 12;5(6):894.
18. Wenzel U. Nutrition, sirtuins and aging. Genes & nutrition. 2006 Jun;1:85-93.
19. Fazelian S, Olia AS, Mirfatahi M, Hoseini M, Yganeh HS, Heshmati J, Namazi N. Effect of L-Arginine supplementation on antioxidant enzyme activity, total antioxidant capacity and body composition in patients with pre-diabetes. Arak Medical University Journal. 2013 Jan 1;16(78):25-35.
20. Merksamer PI, Liu Y, He W, Hirschey MD, Chen D, Verdin E. The sirtuins, oxidative stress and aging: an emerging link. Aging (Albany NY). 2013 Mar;5(3):144.
21. H Ruggiero C, Metter EJ, Cherubini A, Maggio M, Sen R, Najjar SS, Windham GB, Ble A, Senin U, Ferrucci L. White blood cell count and mortality in the Baltimore Longitudinal Study of Aging. Journal of the American College of Cardiology. 2007 May 8;49(18):1841-50.
22. Guarente L. Sirtuins, aging, and medicine. New England Journal of Medicine. 2011 Jun 9;364(23):2235-44.
23. Kitada M, Koya D. SIRT1 in type 2 diabetes: mechanisms and therapeutic potential. Diabetes & metabolism journal. 2013 Oct 1;37(5):315-25.
24. Brownlee M. Biochemistry and molecular cell biology of diabetic complications. Nature. 2001 Dec 13;414(6865):813-20.
25. Imai SI, Armstrong CM, Kaeberlein M, Guarente L. Transcriptional silencing and longevity protein Sir2 is an NAD-dependent histone deacetylase. Nature. 2000 Feb 17;403(6771):795-800.
