Sex- and age-related changes in saliva levels of nitric oxide metabolites in healthy volunteers and patients with cancer

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

BACKGROUND: Nitric oxide is a multifunctional signaling molecule that regulates processes such as vasodilation, platelet aggregation, immunotoxicity, and carcinogenesis. Currently, nitric oxide is believed to be involved in the development and progression of tumor lesions. Depending on the concentration, nitric oxide can affect tumor cell apoptosis, metastasis, and angiogenesis intensity. It also demonstrates anti-tumor and cytotoxic properties. Additionally, being the end products of nitric oxide, the total concentration of nitrites and nitrates can be considered diagnostic and prognostic markers for subclinical forms and recurrent cancer.

AIM: This study aimed to compare total nitrite and nitrate concentrations in the saliva of healthy volunteers and patients with tumors localized at different sites, depending on sex and age.

METHODS: The study included 106 patients, with 74 in the comparison group (healthy volunteers) and 32 in the cancer group. The study participants provided fasting saliva samples (5.0 ± 0.5 mL) in the morning. The samples were collected in plastic test tubes. The total concentration of nitrites and nitrates was determined by spectrophotometry using the colorimetric nitrite diazotization reaction with sulfanilamide and 1-naphthylamine. Nitrates were reduced to nitrites using zinc powder in an alkaline medium containing a copper sulfate-ammonia complex. Next, nitrite ions were quantified.

RESULTS: The total concentration of nitrites and nitrates in the saliva samples of healthy volunteers was 129 [59; 261] μM, with nitrites at 109 [36.4; 254.0] μM and nitrates at 6.4 [2.1; 20.9] μM. Nitrate and nitrite concentrations in saliva did not differ statistically between men and women. Nitrate and nitrite concentrations also increased with age. The total concentration of nitrites and nitrates in the saliva samples of patients with tumors at different sites was 14.5 [6.5; 80.1] μM, with nitrites at 9.2 [3.0; 79.4] μM and nitrates at 3.9 [1.5; 7.7] μM. The concentrations were statistically significantly lower compared with those in healthy volunteers. Additionally, patients with cancer aged 40 to 69 years demonstrated the most significant decrease in the total concentration of nitrites and nitrates.

CONCLUSION: The results suggest significant differences in nitrite and nitrate concentrations in saliva between healthy volunteers and patients with cancer. Further research could lead to new approaches for diagnosing cancer by using nitrite and nitrate concentrations in saliva as signal markers.

About the authors

Tatyana M. Ustinova

State Scientific Research and Test Institute of Military Medicine

Email: gniiivm_5@mil.ru
ORCID iD: 0000-0001-9579-9190
SPIN-code: 7247-4663

Cand. Sci. (Biology)

Russian Federation, Saint Petersburg

Nikolay G. Vengerovich

State Scientific Research and Test Institute of Military Medicine

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-3219-341X
SPIN-code: 6690-9649

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Anna O. Ivanova

State Scientific Research and Test Institute of Military Medicine

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0009-0002-1023-6060
SPIN-code: 7620-7211

chemist

Russian Federation, Saint Petersburg

Grigory A. Alper

Kirov Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-4131-9555
SPIN-code: 9778-1463

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Mikhail A. Yudin

State Scientific Research and Test Institute of Military Medicine

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0001-5646-0880
SPIN-code: 4763-9666

MD, Dr. Sci. (Medicine), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexander S. Partsernyak

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0002-9721-1319
SPIN-code: 5829-1481

MD, Dr. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexey V. Yusupov

Kirov Military Medical Academy

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0009-0006-0764-8725
SPIN-code: 5058-1390

cadet

Russian Federation, Saint Petersburg

Boris S. Kasparov

National Medical Research Center of Oncology named after N.N. Petrov

Email: vmeda-nio@mil.ru
ORCID iD: 0000-0003-0341-3823
SPIN-code: 1789-1260

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, village Pesochny, Saint Petersburg

References

  1. Moncada S, Higgs A. The L-arginine-nitric oxide pathway. N Engl J Med. 1993;329(27):2002–2012. doi: 10.1097/00041552-199301000-00018
  2. Gumanova NG. Nitric oxide and its circulating nox metabolites, their role in human body functioning and cardiovascular death risk prediction (part I). Russian Journal of Preventive Medicine and Public Health. 2021;24(9):102–109. doi: 10.17116/profmed202124101119 EDN: VOEXBV
  3. Deryagina VP. Role of nitric oxide and endothelial no synthase in carcinogenesis. Advances in Molecular Oncology. 2021;8(2):29–39. doi: 10.17650/2313-805X-2021-8-2-29-39 EDN: VOHYWB
  4. Xu W, Liu LZ, Loizidou M, et al. The role of nitric oxide in cancer. Cell Res. 2002;12(5-6):311–320. doi: 10.1038/sj.cr.7290133
  5. Gao D, Asghar S, Hu R, et al. Recent advances in diverse nanosystems for nitric oxide delivery in cancer therapy. Acta Pharm Sin B. 2023;13(4):1498–1521. doi: 10.1016/j.apsb.2022.11.016 EDN: KLTKHC
  6. Moriyama A, Masumoto A, Nanri H, et al. High plasma concentrations of nitrite/nitrate in patients with hepatocellular carcinoma. Am J Gastroenterol. 1997;92(9):1520–1523.
  7. Szaleczky E, Rosta A, Nakazawa H, et al. Plasma nitrite/nitrate levels in patients with colorectal carcinoma. Med Sci Monit. 1999;5:1098–1100.
  8. Arias-Diaz J, Vara E, Torres-Melero J, et al. Nitrite/nitrate and cytokine levels in bronchoalveolar lavage fluid of lung cancer patients. Cancer. 1994;74(5):1546–1551. doi: 10.1002/1097-0142(19940901)74:5<1546::AID-CNCR2820740509>3.0.CO;2-F EDN: XYHGLK
  9. Dios-Barbeito S, Gonzaler R, Cadenas M, et al. Impact of nitric oxide in liver cancer microenvironment. Nitric Oxide. 2022;128:1–11. doi: 10.1016/j.niox.2022.07.006 EDN: EOLBBM
  10. Somasundaram V, Basudhar D, Bharadwaj G, et al. Molecular mechanisms of nitric oxide in cancer progression, signal transduction, and metabolism. Antioxid Redox Signal. 2019;30(8):1124–1143. doi: 10.1089/ars.2018.7527
  11. Timoshenko AV, Maslakova OV, Werle B, et al. Presentation of NO-metabolites (nitrite/nitrate) in blood serum and pleural effusions from cancer patients with pleurisy. Cancer. 2002;182(1):93–99. doi: 10.1016/s0304-3835(02)00063-0
  12. Deryagina VP, Ryzhova NI, Krivasheeva LV. Formation of nitric oxide metabolites during growth of transplanted tumor with different metastatic potential. Biochemistry Moscow Supplement Series B: Biomedical Chemistry. 2015;9(2):130–136. doi: 10.1134/S1990750815020055 EDN: UFZOIH
  13. Manisundar N, Julius A, Amudhan A, et al. Nitric oxide as an inflammatory biomarker in oral and systemic diseases - a systematic review. Middle East J Sci Res. 2014;20(7):881–886. doi: 10.5829/idosi.mejsr.2014.20.07.82174
  14. Hezel MP, Weitzberg E. The oral microbiome and nitric oxide homeostasis. Oral Dis. 2015;21(1):7–16. doi: 10.1111/odi.12157 EDN: UPRGSD
  15. Shende V, Biviji AT, Akarte N. Estimation and correlative study of salivary nitrite and nitrate in tobacco related oral squamous carcinoma and submucous fibrosis. J Oral Maxillofac Pathol. 2013;17(3):381–385. doi: 10.4103/0973-029X.125210
  16. Sokolov AV, Kostina DA, Marinchev SS, et al. The significance of determinate nitrites in the oral cavity in healthy people. Klin Lab Diagn. 2018;63(4):215–219. doi: 10.18821/0869-2084-2018-63-4-215-219 EDN: YXJGRC
  17. Tannenbaum SR, Sinskey AJ, Weisman M, et al. Nitrite in human saliva. Its possible relationship to nitrosamine formation. J Natl Cancer Inst. 1974;53(1):79–84.
  18. Mirvish SS, Reimers KJ, Kutler B, et al. Nitrate and nitrite concentration in human saliva for men and women at different ages and times of the day and their consistency over time. Eur J Cancer Prev. 2000;9(5):335–342. doi: 10.1097/00008469-200010000-00008
  19. Zhloba AA, Subbotina TF, Alekseevskaya ES. Content of nitrogen oxides in the blood plasma of healthy individuals depending on age. Klin Lab Diagn. 2016;61(11):760–765. doi: 10.18821/0869-2084-2016-61-11-760-765 PMID: 31532946 EDN: XHCYQH
  20. Morelato RA, Benavides TE, Baruzzi AM, et al. Effect of pre-analytical conditions on salivary nitrite levels. Am J Anal Chem. 2011;2(6):683–688. doi: 10.4236/ajac.2011.26078
  21. Gumanova NG, Deev AD, Klimishina MV, et al. Serum nitrate and nitrite are associated with the prevalence of various chronic diseases except cancer. Int Angiol. 2017;36(2):160–166. doi: 10.23736/S0392-9590.16.03674-9 EDN: YVJPJB
  22. Gumanova NG. Nitrogen oxide and its circulating nox metabolites, their role in human body functioning and cardiovascular death risk prediction (part II). Russian Journal of Preventive Medicine and Public Health. 2021;24(10):119–125. doi: 10.17116/profmed202124101119 EDN: OTGNES
  23. Vannini F, Kashfi K, Nath N. The dual role of iNOS in cancer. Redox Biol. 2015;6:334–343. doi: 10.1016/j.redox.2015.08.009
  24. Okrut EI, Shakerova DA, Veselova TA. The change of nitric oxide concentration and free-radical oxidation activity in the blood of breast cancer patients. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. 2011;(5-1):118–121.
  25. Metgud R, Anandi C, Singh K. Estimation of salivary nitric oxide in oral precancer patients. Biotech Histochem. 2015;90(4):302–308. doi: 10.3109/10520295.2014.998282 EDN: URLFHT
  26. Banov SM, Gutorov SL, Kolyadina IV, et al. Breast cancer with brain metastases: current treatment options. Problems in Oncology. 2021;67(5):614–623. doi: 10.37469/0507-3758-2021-67-5-614-623 EDN: WERRRO
  27. Sakhin V, Kryukov E, Kazakov S, et al. Features of the secretion of hepcidin, a soluble transferrin receptor depending on the type of anemia in patients with malignant neoplasms. HemaSphere. 2022;6:2116–2117. doi: 10.1097/01.HS9.0000851812.69691.d7 EDN: IVXKRD
  28. Solodkov AP, Veremey IS, Osochuk SS. Photometric method for determining nitrates and nitrites in biological liquids. Instruction for use. Vitebsk: Vitebsk State Medical University; 2001. 7 p. (In Russ.) EDN: OQMKEV
  29. Metelskaya VA, Gumanova NG. Screening as a method for determining the serum level of nitric oxide metabolites. Clinical Laboratory Diagnostics. 2005;(6):15. EDN: OJCLRV
  30. Matveeva II, Zubrikhina GN, Gorozhanskaya EG, et al. Nitric oxide and endogenous intoxication in cancer. Journal of N.N. Blokhin Russian Cancer Research Center. 2008;19(4):55–60. EDN: KARUAH

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07

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».