Российская академия наук

Вид материала

Тезисы

Содержание Курение и окислительный стресс. идеология или реальность? Редокс-чувствительные факторы транскрипции и противовоспалительное действие фенольных Влияние прерарата мелафен и антиоксиданта Использование полярографического кислородного датчика для изучения эффективности антиоксидантов Сравнительный анализ суммарного содержания антиоксидантов и их активности в плазме крови человека. Необходимость создания единых терминов и Биологическая активность компонентов

Подобный материал:

• Основание Петербургской академии наук, 49.85kb.
• Спонсоры конференции: Фармацевтическая фирма «Санофи-Авентис», 74.5kb.
• Ш. Н. Хазиев (Институт государства и права ран) Российская академия наук и судебная, 297.05kb.
• Научный журнал «Вопросы филологии» Оргкомитет: Сопредседатели, 53.54kb.
• Научный журнал "Вопросы филологии" Оргкомитет: Сопредседатели, 47.73kb.
• Котов Сергей Викторович доктор медицинских наук, профессор Савин Алексей Алексеевич, 547.92kb.
• Н. д кондратьева Международный фонд Н. д кондратьева и Российская академия естественных, 13.13kb.
• Российская академия наук отделение общественных наук ран, 74.85kb.
• Высочество Князь Монако Альберт II и другие. Сдоклад, 38.69kb.
• Ипээ ран www sevin ru, 22.27kb.

КУРЕНИЕ И ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС. ИДЕОЛОГИЯ ИЛИ РЕАЛЬНОСТЬ?


Меньшов В.А


Институт Биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, г.Москва, ул.Косыгина,4 ; vinoman66@mail.ru


Последние десятилетия в научно-медицинской литературе патогенез многих легочных заболеваний, в том числе связанных с курением, стабильно ассоциируется с неконтроллируемым окислительным стрессом [1]. Несмотря на растущий объем публикуемых ежегодно данных по вопросам рисков, связанных со здоровьем курильщика, современные представления об оксистрессе, как об универсальном генераторе патологий, и методах его оценки, а также биологических свойствах сигаретного дыма не дают однозначного ответа на вопрос о механизмах вредного воздействия курения. Человеческий организм имеет мощную многоуровневую систему защиты от оксистресса, которая включает как ферментативные, так и неферментные механизмы. Не так просто вывести данную систему из строя даже при достаточно сильных воздействиях. Кроме того, совершенно не учитывается тот факт, что сигаретный дым содержит не только промоторы окисления, но и антиоксиданты, потенциал которых еще очень мало изучен. Необходима качественная модернизация научно-методической базы исследований прежде всего для оценки антиоксидантных и прооксидантных свойств сигаретного дыма in vitro, а также объективная позиция в оценке экспериментальных данных. Только опираясь на результаты всесторонних объективных исследований при полном понимании механизмов оксистресса можно расчитывать на инновационные технические решения как в сфере дизайна сигарет с уменьшенным риском для здоровья, так в области профилактики и лечения возможных патологий у курильщиков.

Невозможно что-либо исправить, не осознав сам факт от­клонения и не оценив масштабы отклонения. Поэтому одной из первейших за­дач, связанных с изучением оксистресса у курильщиков, является как раз проблема адекватного диагностирования факта критического нарушения (дисбаланса) редокс процес­сов и определения степени отклонения от нормы. Вторая задача включает поиск причины возникновения дисбаланса (сбой в работе защитных систем или пере­грузка активными формами кислорода, поступающими из внешней среды). Тре­тья задача включает поиск решения для устранения проблемы дисбаланса.

Yanbaeva D.G. et all. .Systemic Effects of Smoking. Chest. 2007. V.131. N.5, P.1557-1566


РЕДОКС-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ ТРАНСКРИПЦИИ И ПРОТИВОВОСПАЛИТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ФЕНОЛЬНЫХ

АНТИОКСИДАНТОВ


¹Меньщикова Е.Б., ¹Зенков Н.К., ¹Ткачев В.О., ² Кандалинцева Н.В.


¹Научный центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН, г.Новосибирск, 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2;

lemen@soramn.ru;

²Новосибирский государственный педагогический университет


В индукцию, течение и разрешение воспалительного процесса включаются многие клеточные элементы, что требует быстрой и эффективной регуляции и координации их действия. В роли такого регулятора и координатора могут выступать относительно долгоживущие активированные кислородные метаболиты (АКМ), включающие активные формы кислорода и азота О (t_½ ~1 мкс), Н₂О₂ (t_½ > 10 с), NO^ (t_½ ~1 с), ONOО^– (t_½ ~0,5 с). Действие данных молекул пространственно ограничено и в достаточно неспецифично, что позволяет преодолеть связанные с клеточной дифференцировкой рецепторные и метаболические различия. При этом фагоцитирующие клетки, являющиеся эффекторами и модуляторами воспалительного процесса, имеют эффективные ферментативные механизмы синтеза АКМ. В клетках млекопитающих на сегодняшний день известно более 20 так называемых "редокс-чувствительных" транскрипционных факторов, отвечающих на изменение окислительно-восстановительного баланса или изменение соотношения прооксидантов и антиоксидантов. Активация таких редокс-чувствительных факторов транскрипции NF-κB, АР-1, p53, Nrf2 приводит к изменению экспрессии нескольких сотен генов и, соответственно, активности многих ферментативных процессов, что делает эти регуляторные молекулы ключевыми элементами клеточной пролиферации и дифференцировки, индукции апоптоза и развития множественной лекарственной устойчивости. Факторы транскрипции NF-κB и АР-1 являются ключевыми в экспрессии генов, отвечающих за развитие патологических процессов воспалительной природы, включая бронхиальную астму, атеросклероз, ревматоидный артрит.

Сегодня ведутся активные исследования возможности регуляции течения патологических процессов посредством изменения редокс-баланса в клетках и связанных с ним метаболических и регуляторных процессов, в том числе факторов транскрипции. При воспалительных процессах особого внимания заслуживает сигнальный путь Nrf2/Кеар1, регулирующий экспрессию многих генов антиоксидантных ферментов и ферментов детоксикации ксенобиотиков, в регуляторных сайтах которых содержатся антиоксидант-респонсивные элементы (ARE). Помимо активных форм кислорода и азота индукторами системы Nrf2/Кеар1/ARE выступают фенольные и серусодержащие антиоксиданты. Нами был синтезирован и исследован структурно взаимосвязанный ряд бифункциональных фенольных антиоксидантов, содержащих разное количество орто-трет-бутильных заместителей и сульфонатные и тиосульфонатные группы в пара-алкильных заместителях. На моделях воспаления у крыс, индуцированного зимозаном (системный ответ на внутривенное введение) и каррагинаном (отек лапы, "воздушный мешок") была выявлена высокая флоголитическая активность частично экранированного фенола 3-(3'-трет-бутил-4'-гидроксифенил) пропилтиосульфонат натрия (ТС-13). Возможным объяснением биологической и противовоспалительной эффективности ТС-13 может служить наличие в молекуле ингибитора Кеар1 специфических к индукторам цистеиновых остатков, а также перекрестная активация различных редокс-чувствительных сигнальных систем.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 09-04-00600).


ВЛИЯНИЕ ПРЕРАРАТА МЕЛАФЕН И АНТИОКСИДАНТА

ФЕНОЗАН НА СОДЕРЖАНИЕ БЕЛКОВ Р 53 И BCL-2 У МЫШЕЙ И В КЛЕТКАХ АКЭ.


Миль Е.М., Алексеева О.М. , Албантова А.А. , Бинюков В.И.,

Голощапов А.Н.,Бурлакова Е.Б.


Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, г.Москва 117334 Москва, ул. Косыгина д.4., 137-41-01, elenamil2004@mail.ru


В ИБХФ РАН были синтезированы ряд препаратов , представляющих собой экранированные фенолы – такие как фенозан (β-4-окси-(3,5- дитретбутил-4-оксифенил) калий пропионат, имеющий антиоксидантные свойства и препарат мелафен (меламиновая соль бис (оксиметил) фосфиновой кислоты) . Задачей настоящей работы было изучение влияние мелафена и фенозана на структурные и функциональные свойства клеток АКЭ и мышей лейкозной линии АКР.

Фенозан является антиоксидантом широкого спектр действия, влияющим на структуру и состав липидной фазы мембран, дающий многочисленный положительный эффект у человека и животных, хотя пока и не выявлены определенные мишени его воздействия. В работе было обнаружено, что фенозан в серхмалой и в терапевтической концентрации 10-14 М и 10-4 М вызывает увеличение уровня содержания регуляторных белков – основного белка регулятора апотоза р53 и антиапоптозного белка bcl-2 в сыворотке крови мышей АКЭ. Одновременное увеличение уровня этих белков может свидетельствовать о преобладании процессов репарации над процессами апоптоза в клетках крови мышей АКЭ ( АКР).

Регулятор роста растений мелафен в малых дозах является стимулятором роста растений, а в больших дозах - угнетает рост, т.е. оказывает разнонаправленное влияние на делящиеся клетки. Кроме того, мелафен угнетал развитие злокачественных новообразований in vivo и in vitro у животных. В клетках асцитной карциномы Эрлиха (АКЭ) мелафен угнетал Са2+_сигнальную систему и ускорял процесс апоптоза. Известно, что Са2+ сигнальная система клеток оказывает влияние на Са2+-связывающие белки ряда S100, которые связываются с регуляторным белком р53 и изменяют его транскрипционную активность , что может воздействовать на факторы индукции и ингибирования апоптоза в клетках. В результате эксперимента показано, что мелафен увеличивает количество белка р53 и снижает количество белка Bcl-2 через 1.5 ч после воздействия, , в то время как через 0.5 ч существенных изменений не наблюдалось. Таким образом наблюдаемые эффекты указывают на развитие апоптоза через 1.5 ч после воздействия мелафена in vitro. Это согласуется с ранее полученными данными о том, что при этой концентрации мелафена начинает угнетать систему Са2+ ответа.

Таким образом, по изменению уровня содержания белков регуляторов апоптоза в клетках АКЭ или в сыворотке крови мышей АКР можно сделать вывод о разнонаправленности действия препаратов мелафен и фенозан на метаболизм клеток.


ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКОГО КИСЛОРОДНОГО ДАТЧИКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИОКСИДАНТОВ


Миняев М.В., Костюк Н.В., Белякова М.Б., Лещенко Д.В.


ГОУ ВПО Тверская государственная медицинская академия Росздрава, Тверь; 170100 г.Тверь, ул. Советская, д.4, тел. 8-4822-34-52-26


Несмотря на то, что препараты, обладающие антиоксидантным действием, находят все более широкое применение в клинической практике, оценка их эффективности и выяснение механизма защитного действия до сих пор представляют собой достаточно сложную задачу. Обычно в качестве критерия для такой оценки используется замедление окисления различных компонентов инкубационных смесей растворенным кислородом. Но при этом часто не учитывается, что подобный эффект вовсе не обязательно объясняется улавливанием свободных радикалов, образующихся за счет взаимодействия кислорода с содержащимися в инкубационной смеси веществами, а вполне может определяться, например, окислительно-восстановительными свойствами изучаемого препарата.

Гораздо более информативным показателем проявления именно антиоксидантной активности может служить изменение содержания кислорода в инкубационной смеси, расходующегося за счет участия в окислении ее компонентов или образующегося в результате разложения перекисей. Тем не менее, хотя именно кислород является первопричиной неуправляемых окислительных процессов в живых организмах, данный подход не нашел должного распространения. Основной причиной является низкая скорость неферментативных окислительных реакций и, соответственно, незначительные изменения концентрации растворенного кислорода, которые не всегда возможно уловить существующими методами. Проблема дополнительно усугубляется невозможностью надежной изоляции инкубационных смесей от атмосферы, в связи с чем изменения содержания кислорода в них сглаживаются или даже полностью компенсируются кислородом, поступающим из воздуха. По этой причине учет количества кислорода, поступающего в инкубационную смесь из атмосферы, а также из различных компонентов самой измерительной системы, оказывается весьма актуальной задачей.

В качестве решения данной задачи нами были разработаны методы количественной оценки диффузионных потоков кислорода между инкубационной смесью и ее окружением, к которому относятся контактирующие с ней компоненты измерительной системы и атмосферный воздух. В основе методов лежит дифференцирование кинетических кривых обмена кислородом между инкубационной смесью и отдельными составляющими ее окружения, способными играть роль источника кислорода (атмосферный воздух) или кислородного буфера (собственная кислородная емкость), полученных с использованием полярографического кислородного датчика. В ходе последующей обработки кинетических кривых выявлялась зависимость скорости диффузии кислорода из атмосферы от его парциального давления в инкубационной смеси, а также величина собственной кислородной емкости измерительной системы, на основании которых рассчитывались поправки к результатам.

Для проверки предложенных методов корректировки использовалась химическая модельная система с титрованным раствором сульфита натрия в качестве поглощающего кислород объекта. Эксперименты с моделью показали, что предлагаемый подход позволяет снизить относительную погрешность измерения количества потребленного кислорода с 8,24 до 0,19%, а коэффициент вариации с 8,91 до 2,02%, что дает реальную возможность количественной оценки медленного потребления кислорода в ходе реакций неферментативного окисления.


СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СУММАРНОГО СОДЕРЖАНИЯ АНТИОКСИДАНТОВ И ИХ АКТИВНОСТИ В ПЛАЗМЕ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА.


Мисин В.М.¹, Сажина Н.Н.¹, Короткова Е.И.<sup>2


1</sup>Институт биохимической физики им Н.М.Эмануэля РАН, Россия, г. Москва, ул. Косыгина 4, (495) 9397418, Е-mail: natnik48@mail.ru

²Томский политехнический университет, Россия, г. Томск, пр. Ленина, 30, Е-mail: eikor@mail.ru


Определение антиоксидантной активности (АОА) плазмы крови человека является важной задачей для медико-биологических исследований, поскольку АОА определяет защитную систему организма для борьбы с окислительным стрессом [1]. Кровь является сложной субстанцией для исследований, антиоксидантный состав которой обусловлен, прежде всего, наличием в ней аминокислот, мочевой кислоты, витаминов Е, С, глюкозы, гормонов, ферментов, неорганических солей, а также промежуточных и конечных продуктов метаболизма [2]. При этом, под суммарной АОА понимается интегральная составляющая, характеризующая потенциальную возможность АО действия всех компонентов плазмы крови, причем в совокупности их взаимодействия между собой в этой сложной системе с учетом потенциального синергизма их кооперативного АО действия и вклада минорных АО.

Целью настоящей работы явилось измерение АОА плазмы крови 30 человек параллельно с измерением суммарного содержания АО фенольного типа в плазме двумя электрохимическими методами и сопоставление полученных результатов. Плазма крови была получена центрифугированием при 1500 об/мин крови 30 пациентов обычной поликлиники разного возраста, пола и патологии. В первом, использованном в работе вольтамперометрическом методе, в качестве модельной реакции используется процесс электровосстановления кислорода (ЭВ О₂) на ртутно-пленочном электроде, идущий по механизму, аналогичному восстановлению кислорода в живых клетках. В качестве критерия антиоксидантной активности исследуемых веществ принимается кинетический критерий К, отражающий количество кислорода и его активных радикалов, прореагировавших с АО за единицу времени [3]. Второй способ измерения, амперометрический, позволяет определить в пробах плазмы крови суммарное содержание АО фенольного типа [4].

Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что в плазме крови большинства пациентов присутствует достаточное количество классических фенольных соединений, которые определяют доминирующие процессы взаимодействия компонентов плазмы крови с кислородом и его радикалами и характер полученных вольтамперограмм. Наблюдается неплохая корреляция между суммарным содержанием фенольных антиоксидантов С в этих образцах плазмы и значениями кинетического критерия К. Коэффициент корреляции составил r=0,8141. Уравнение регрессии между К и содержанием фенольных антиоксидантов С имеет вид: К=0,0256 С – 0,0933.


1. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимический и патофизиологический аспекты. // М.: МАИК «Наука/Интерпериодика». 2001. С. 343.

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. Под ред. С.С. Дебова. // М.: Медицина. 1982. С. 750.

3. Е.В.Плотников, Е.И.Короткова, Е.В.Дорожко и др. // Заводская лаборатория, 2009, Т. 74, №12, С.12.

4. 2. Яшин А.Я. // Российский химический журнал. 2008. Т. LII. №2. С. 130-135.


НЕОБХОДИМОСТЬ СОЗДАНИЯ ЕДИНЫХ ТЕРМИНОВ И

ОПРЕДЕЛЕНИЙ В ОБЛАСТИ «АНТИОКСИДАНТЫ»


Мисин В.М., Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г., Завьялов А.Ю.


Институт биохимической физики им Н.М. Эмануэля РАН, 119334 Москва, ул. Косыгина, 4; (495)939-74-09; e-mail: misin@sky.chph.ras.ru


Четкие представления о сути терминов «антиоксиданты» (АО), «концентрация АО», «антиоксидантная активность» (АОА), «антирадикальная активность» (АРА) и место этих терминов по отношению к различным объектам окисления были созданы химиками ещё в середине прошлого столетия при исследовании кинетики процессов окисления в жидкой фазе разнообразных органических соединений, в том числе высокомолекулярных. Однако измерения величин, характеризующих АО, и задачи объективного сравнения результатов, полученных в различных лабораториях разными методами в различной продукции вызывает целый ряд затруднений. К сожалению, предлагаемые методы измерений, термины и единицы измерений бывают зачастую не корректны. Решение таких задач возможно только для хорошо воспроизводимых методов выполнения измерений, которые будут базироваться на четких физико-химических механизмах с использованием правильных и удобных единиц измерения.

Становление и развитие рыночных отношений в России привело к широкому распространению разнообразных брендовых ходов, поднимающих популярность выпускаемой и/или продаваемой продукции. В частности, в области рекламы стали повсеместно использоваться термины «свободные радикалы», «АОА» и «АО» для описания качества продукции. Однако, получению реальной и объективной оценки содержания и активности АО, а также их сравнению в различных объектах препятствует отсутствие:

• единой системы показателей (терминологии);
  
• общепринятых единиц измерений.
  

Например, в соответствии с разработанной специфической методикой была введена необычная единица содержания АО в объекте, например - Кл/см³ . Даже могут появляться неверные единицы измерений, например, АОА определяют в мг/см³ . То есть в данном случае существует путаница в применении терминов: «содержание АО» и «АОА». В действительности содержание АО характеризует количество АО объекте, а АОА характеризует некую интегральную способность АО, находящихся в образце, тормозить свободнорадикальный процесс окисления субстратов. Распространенной ошибкой также является смешивание терминов «АОА» и «АРА».

Проблема становится еще более острой, когда результатами пользуются не химики, а производители, продавцы и потребители продукции, содержащей АО.

По этой причине возникла необходимость разработки нормативно – технической документации, регламентирующей строгое использование терминов в области АО в особенности по отношению к измеряемым величинам. Только в этом случае можно будет добиться понимания результатов измерений всеми заинтересованными лицами. При этом необходимо дать четкие определения терминам, используемым в конкретных случаях. Нормативно – техническая документация должна также рекомендовать применение правильных обоснованных, понятных и удобных единиц измерения величин.

С этой целью в ИБХФ был разработан СТО ИБХФ РАН 1.0-2008 «Антиоксиданты. Химический анализ и определение показателей качества. Термины и определения». В настоящее время этот стандарт издан. Его могут приобрести как юридические, так и физические лица. На основе СТО ИБХФ РАН 1.0-2008 разрабатывается проект национального стандарта.


БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ КОМПОНЕНТОВ

ЭФИРНЫХ МАСЕЛ


Мишарина Т.А.


Институт биохимической физики имени Н.М. Эмануэля РАН; Москва, 119334, Москва, ул. Косыгина, 4; Т.(495)939 73 43;

E-mail: tmish@rambler.ru


Пряно-ароматические растения широко используются в различных целях с античных времен. Основное применение этих растений – вкусовая и ароматическая добавка к пище, также они применялись в качестве лечебных и профилактических средств. Биологическая активность таких растений чаще всего связана с присутствующими в них эфирными маслами. Термин «эфирное масло» впервые введен в 16-ом столетии Парацельсом Хоненхаймом. До середины 20 века эфирные масла использовались, в основном, в качестве ароматизирующих компонентов в парфюмерной, косметической и пищевой промышленности. Исследования эфирных масел, проводимые с 70-80 гг. 20 века показали наличие у этих соединений различных видов биологической активности, в том числе антиоксидантной.

Эфирные масла являются натуральной, сложной, многокомпонентной системой, биосинтезируемой растениями в период их вегетации и созревания для предохранения от инфекций, паразитов или в ответ на стрессовые ситуации. Эфирные масла получают перегонкой с паром, экстракцией или прессованием растительного сырья: семян, плодов, сухих или свежих частей растений, кожуры цитрусовых. Некоторые из них, например, цитрусовых, подвергают дополнительному фракционированию. Эфирные масла представляют собой смесь моно- и сесквитерпеновых углеводородов, спиртов, альдегидов, кетонов, сложных эфиров, фталидов и производных фенола, сохраняющих структуру терпенов. Место выращивания растений и климатические условия сезона влияют на состав эфирных масел, при этом содержание основных компонентов может колебаться в пределах 20%.

Многие эфирные масла, благодаря присутствию в них активных компонентов, проявляют способность подавлять рост различных микроорганизмов (бактерий, грибов, плесени) и вирусов. Хорошо изучена антиоксидантная активность эфирных масел, содержащих производные фенола – тимол, эвгенол, карвакрол и др. Показано, что некоторые терпеновые углеводороды также проявляют свойства антиоксидантов в различных системах. Установлено, что многие эфирные масла способны регулировать пищеварительные процессы не только при употреблении эфирных масел, но и при их вдыхании. В отдельных публикациях приводятся данные о наличии у эфирных масел свойств влиять на развитие воспалительных процессов, остеопороза, нейродегенеративных заболеваний, гипертензии и др. Некоторые компоненты эфирных масел способны снижать риск возникновения онкологических заболеваний.

В докладе будут приведены основные литературные данные по различным видам биологической активности компонентов эфирных масел и механизму их действия, а также результаты исследований, проведенных нами по изучению влияния композиций эфирных масел на развитие опухолевых процессов в лабораторных животных. Биологическая активность изученных композиций эфирных масел обусловлена, вероятно, их антиоксидантными свойствами.