Activation of the Angiotensin Converting Enzyme Significantly Contributes to Oxidative Stress in the Aorta of Rats with Alloxan-Induced Diabetes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Changes in the activity of the angiotensin converting enzyme and the production of reactive oxygen species in the rat aorta during diabetes induction by alloxan have been studied. The activity of the angiotensin converting enzyme in the aortic segments was determined by the hydrolysis of hippuryl-L-histidyl-L-leucine, and the formation of reactive oxygen species was determined by the oxidation of dichlorodihydrofluorescein. It has been shown that the activity of the angiotensin converting enzyme increases with an increase in blood glucose concentration to a maximum value at a glucose concentration of 12 mM and does not increase with a further increase in glucose levels. In contrast to the activity of the angiotensin converting enzyme, the formation of reactive oxygen species increases with increasing glucose concentration over the entire studied concentration range (up to 24 mM). Experiments with enalapril, an angiotensin converting enzyme inhibitor, have shown that it completely prevents an increase in the rate of formation of reactive oxygen species up to glucose concentration of 12 mM (100% contribution of activation of angiotensin converting enzyme to an increase in the formation of reactive oxygen species), but further the effectiveness of enalapril decreases (about 30% contribution of activation of angiotensin converting enzyme to an increase in formation of reactive oxygen species).

About the authors

T. V Samokhvalova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Russia

A. F Korystova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Russia

V. V Shaposhnikova

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Pushchino, Russia

Y. N Korystov

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Email: ykorystov@rambler.ru
Pushchino, Russia

References

  1. Danaei G., Finucane M. M., Lu Y., Singh G. M., Cowan M. J., Paciorek C. J., Lin J. K., Farzadfar F., Khang Y.-H., Stevens G. A., Rao M., Ali M. K., Riley L. M., Robinson C. A., and Ezzati M. National, regional, and global trends in fasting plasma glucose and diabetes prevalence since 1980: systematic analysis of health examination surveys and epidemiological studies with 370 country-years and 27 million participants. Lancet, 378 (1), 31–40 (2011). doi: 10.1016/S0140-6736[11]60679-X
  2. Delbin M. A. and Trask A. J. The diabetic vasculature: Physiological mechanisms of dysfunction and influence of aerobic exercise training in animal models. Life Sci., 102 (1), 1–9 (2014). doi: 10.1016/j.lfs.2014.02.021
  3. Giugliano D., Ceriello A., and Paolisso G. Oxidative stress and diabetic vascular complications. Diabetes Care, 19 (3), 257–267 (1996). doi: 10.2337/diacare.19.3.257
  4. De Vriese A. S., Verbeuren T. J., Van de Voorde J., Lameire N. H., and Vanhoutte P. M. Endothelial dysfunction in diabetes. Br. J. Pharmacol., 130 (5), 963–974 (2000). doi: 10.1038/sj.bjp.0703393
  5. Kayama Y., Raaz U., Jagger A., Adam M., Schellinger I. N., Sakamoto M., Suzuki H., Toyama K., Spin J. M., and Tsao P. S. Diabetic cardiovascular disease induced by oxidative stress. Int. J. Mol. Sci., 16, 25234–25263 (2015). DOI: 103390/ijms101025234
  6. Sharifi A. M., Mousavi S. H., and Larijani B. Study of interaction between nitric oxide and ACE activity in STZ-induced diabetic rats: role of insulin. Pharmacol. Res., 50 (3), 261–266 (2004). doi: 10.1016/j.phrs.2004.02.009
  7. Fiordaliso F., Cuccovillo I., Bianchi R., Bai A., Doni M., Salio M., De Angelis N., Ghezzi P., Latini R., and Masson S. Cardiovascular oxidative stress is reduced by an ACE inhibitor in a rat model of streptozotocin-induced diabetes. Life Sci., 79 (1), 121–129 (2006). doi: 10.1016/j.lfs.2005.12.036
  8. Griendling K. K., Minieri C. A., Ollerenshaw J. D., and Alexander R. W. Angiotensin II stimulates NADH and NADPH oxidase activity in cultured vascular smooth muscle cells. Circ. Res., 74 (6), 1141–1148 (1994). doi: 10.1161/01.RES.74.6.1141
  9. Landmesser U., Cai H., Dikalov S., McCann L., Hwang J., Jo H., Holland S. M., and Harrison D. G. Role of p47phox in vascular oxidative stress and hypertension caused by angiotensin II. Hypertension, 40 (4), 511–515 (2002). doi: 10.1161/01.HYP.0000032100.23772.98
  10. Arutyunyan T. V., Korystova A. F., Kublik L. N., Levitman M. Kh., Shaposhnikova V. V., and Korystov Yu. N. Taxifolin and fucoidin abolish the irradiation-induced increase in the production of reactive oxygen species in rat aorta. Bull. Exp. Biol. Med., 160 (5), 635–638 (2016). doi: 10.1007/s10517-016-3236-2
  11. Korystova A. F., Kublik L. N., Samokhvalova T. V., Shaposhnikova V. V., and Korystov Yu. N. Black tea is more effective than green tea in prevention of radiation-induced oxidative stress in the aorta of rats. Biomed. Pharmacother., 142, 112064 (2021). doi: 10.1016/j.biopha.2021.112064
  12. Samokhvalova T. V., Kim Y. A., Korystova A. F., Kublik L. N., Shaposhnikova V. V., and Korystov Yu. N. [+]-Catechin stereoisomer and gallate induce oxidative stress in rat aorta. Molecules, 27, 3379 (2022). DOI: 103390/molecules27113379
  13. Korystov Yu. N., Emel’yanov M. O., Korystova A. F., Levitman M. Kh., and Shaposhnikova V. V. Determination of reactive oxygen and nitrogen species in rat aorta using the dichlorofluorescein assay. Free Radic. Res., 43 (2), 149–155 (2009). doi: 10.1080/10715760802644686
  14. Mahesh T. and Menon V. P. Quercetin alilevates oxidative stress in streptozotocin-induced diabetic rats. Phytother. Res., 18 (2), 123–127 (2004). doi: 10.1002/ptr.1374
  15. Garcia-Pedraza J.-A., Ferreira-Santos P., Aparicio R., Montero M.-J., and Morán A. Blocking 5-HT2 receptor restores cardiovascular disorders in type 1 experimental diabetes. Sci. Rep., 6, 33979 (2016). doi: 10.1038/srep33979
  16. Obasi D. C. and Ogugua V. N. GC-MS analysis, pH and antioxidant effect of Ruzu herbal bitters on alloxan-induced diabetic rats. Biochem. Biophys. Rep., 27, 101057 (2021). doi: 10.1016/j.bbrep.2021.101057
  17. de Cavanagh E. M. V., Inserra F., Tobili J., Stella I., Fraga C. G., and Ferder L. Enalapril attenuates oxidative stress in diabetic rats Hypertension, 38 (5), 1130–1136 (2001). doi: 10.1161/hy1101.092845
  18. Anikina V. A., Kim Y. A., Korystova A. F., Levitman M. Kh., Shaposhnikova V. V., and Korystov Y. N. Effects of catechin on activity of angiotensin-converting enzyme and generation of reactive oxygen species in rat aorta. Bull. Exp. Biol. Med., 168, (11), 565–568 (2019). doi: 10.1007/s10517-020-04766-0
  19. Hadcocks S., Richardson M., Winocour P., and Hatton M. W. C. Intimal alterations in the first six months of alloxan-induced diabetes. Arterioscler. Thromb., 11 (3), 517–529 (1991). doi: 10.1161/01.ATV.11.3.517
  20. Kim J. A., Berliner J. A., Natarajan R. D., and Nadler J. L. Evidence that glucose increases monocyte binding to human aortic endothelial cells. Diabetes, 43 (9), 1103–1107 (1994). doi: 10.2337/diab.43.9.1103

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».