High formation of superoxide anion and nitric oxide, and matrix metalloproteinases activity in vascular wall of rectal carcinoma vessels

Abstract

Aim: To study the relationship between the level of generation of reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) and activity of matrix metalloproteinases (MMPs) MMP-2 and MMP-9 in the vessels isolated from rectal tumors and Arteria rectalis superior. Methods: EPR at the room temperature and 77 °K, Spin Traps technology and zymography in polyacrylamide gels were applied. Results: In the vessels isolated from rectal tumors and Arteria rectalis superior high levels of ROS, NO· and formation of complexes of NO· with FeS-proteins at the sites of electron-transporting chain of mitochondria have been detected. High activities of MMP-2 and MMP-9 in vascular wall were also observed. The direct positive correlation between the rate of NO· generation and formation of complexes of NO·· with FeS-proteins as well as between ROS and NO formation and MMPs activities have been revealed. Conclusion: Altered oxidative equilibrium in mitochondria of cells in vascular wall promotes formation of cell hypoxia and its autocatalytic potentiation accompanied with activation of MMPs.

Цель: изучить взаимоотношение между уровнями образования активных форм кислорода (АФК) и оксида азота (ОА) и активности матриксных металлопротеиназ (MMPs) MMP-2 и MMP-9 в сосудах, изолированных из опухолевой ткани прямой кишки, и в Arteria rectalis superior. Методы: ЭПР при комнатной температуре и при 77 °K, технология спиновых ловушек, зимофрафия в полиакриламидном геле. Результаты: в сосудах, изолированных из опухолевой ткани прямой кишки, и в Arteria rectalis superior обнаружены высокие уровни образования АФК, · и комплексов · с FeS-белками в участках цепи митохондрий. Определена также высокая активность MMP-2 и MMP-9 в стенке сосудов, находящихся в опухолевом узле. Обнаружена прямая положительная корреляция между величиной образования · и образованием комплексов · с белками, а также между образованием АФК и NO и активность MMPs. Выводы: измененное окислительное равновесие в митохондриях клеток стенки сосудов, находящихся в опухолевой ткани, усиливает формирование в них клеточной гипоксии, ее аутокаталитическое потенцирование, что сопровождается активацией в этих клетках MMPs