Российская академия наук

Вид материала

Содержание

Влияние гибридного антиоксиданта ихфана в
Влияние стероидных гормонов на тиол-зависимые процессы в митохондриях и опухолевых клетках
Влияние меди и бутилгидрокситолуола на
Проявление оксидативного стресса при
Антиоксидантное действие полифенольного
Изменения активности ферментов
Изучение эффективности применения соевых изофлавоноидов в качестве антистрессорных агентов
Антиокислительная активность конъюгатов

Подобный материал:

1 ... 39 40 41 42 43 44 45 46 47

ВЛИЯНИЕ ГИБРИДНОГО АНТИОКСИДАНТА ИХФАНА В

РАЗНЫХ ДОЗАХ НА СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

МЕМБРАН И СОСТАВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ГОЛОВНОГО МОЗГА МЫШЕЙ

Фаткуллина Л.Д., Мишарина Т.А., Теренина М.Б.,

Голощапов А.Н., Бурлакова Е.Б.

Институт биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, Москва

119334, Москва, Косыгина, 4; Тел: 8(495)939-71-81;

E-mail: fatkullina@sky.chph.ras.ru

В ИБХФ РАН синтезированы и исследуются препараты нового поколения – гибридные антиоксиданты «ихфаны», включающие в себя кроме антиоксидантной части остаток холина, обеспечивающий антихолинэстеразную активность, а также жирнокислотный фрагмент, с помощью которого можно влиять на вязкостные свойства мембран. Ранее было установлено, что они проявляют высокую антиоксидантную активность и являются ингибиторами холинэстеразной активности в цитозольной и мембранной фракциях головного мозга животных. Целью данной работы было изучение структурного состояния и жирнокислотного состава мембран головного мозга у мышей при введении ихфана в разных дозах, поскольку известно, что на вязкость мембран большое влияние оказывает состав жирных кислот. Обнаружено, что при введении препарата увеличивается микровязкость липидного бислоя мембран, измеренная методом ЭПР с использованием спиновых зондов, во фракциях суммарных мембран и микросом, выделенных из клеток головного мозга животных. Для микросом мозга наряду с изменениями микровязкости найдены существенные сдвиги в содержании ненасыщенных ЖК, зависящие как от дозы ихфана, так и от времени после его введения. Через сутки после введения ихфана в дозе 10^-14 М/кг в микросомах мозга опытных мышей происходит значительное увеличение содержания линолевой (С18:2ω6), эйкозотриеновой (С20:3ω6) и докозатетраеновой (С22:4ω6) жирных кислот в среднем в 1,5 раза по сравнению с контролем, а через 7 суток обнаружено уменьшение до 20% количества арахидоновой (С20:4ω6) кислоты. Введение препарата в дозе 10^-5 М/кг приводит к снижению докозогексаеновой кислоты (С22:6ω3) в микросомах мозга на 20% по сравнению с контролем через 1 и 14 суток после воздействия препарата. На основании полученных данных обоснована целесообразность применения ихфанов в качестве потенциальных терапевтических средств при нейродегенеративных заболеваниях, в частности при болезни Альцгеймера, поскольку известно, что изменения структуры и функции клеточных мембран играют важную роль в патогенезе этих заболеваний.

ВЛИЯНИЕ СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ НА ТИОЛ-ЗАВИСИМЫЕ ПРОЦЕССЫ В МИТОХОНДРИЯХ И ОПУХОЛЕВЫХ КЛЕТКАХ

Федотчева Т.А.¹^*, Одинцова Е.В.¹, Ржезников В.М.², Теплова В.В.³, Федотчева Н.И.³,Шимановский Н.Л.¹

¹Российский Государственный медицинский университет, г.Москва,

²Институт экспериментальной эндокринологии РАМН, г.Москва, ³Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН,

г. Пущино, Московской обл.* tfedotcheva@mail.ru

Митохондрии играют центральную роль в редокс-зависимых процессах, так как являются главным источником активных форм кислорода (АФК) в клетке. При развитии окислительного стресса, когда продукция АФК превышает защитные свойства антиоксидантных систем, наибольшему токсическому влиянию подвергаются тиол-содержащие ферменты цикла трикарбоновых кислот и дыхательной цепи. Редокс состояние тиолов имеет существенное значение в индукции циклоспорин А зависимой неселективной поры в митохондриях (МРТ), ключевой стадии клеточной гибели. В связи с этим митохондрии рассматриваются в настоящее время как мишени для противоопухолевой терапии. Химиотерапевтические препараты, действующие на митохондрии, ингибируют дыхательные функции митохондрий или стимулируют редокс цикл, активируя продукцию АФК и открытие поры. Цитотоксическое действие большинства препаратов, как правило, связано с активацией МРТ с последующей индукцией апоптоза.

В настоящей работе показано, что так действуют прогестерон и его синтетический аналог медроксипрогестерон ацетат. Прогестерон ингибирует НАД-зависимое дыхание по типу ротенона. Другой аналог прогестерона, бутерол (17а-ацетокси-3в-бутаноилокси-6-метил-прегна-4,6-диен-20-он), действует как ингибитор МРТ. Нами установлено, что мишенью действия бутерола являются тиоловые группы аденилаттранслоказы, существенного регуляторного компонента МРТ. Структурной особенностью бутерола, в отличие от прогестерона и медроксипрогестерон ацетата, является наличие карбонила в остатке масляной кислоты при С₃ углероде. В основе его действия лежит образование нековалентно связанного стабильного комплекса за счет формирования водородных связей между SH-группами цистеинов и карбонилами стероида. В тоже время, на опухолевые клетки бутерол оказывает химиосенсибилизирующее действие, способствуя увеличению цитотоксического действия доксорубицина. В комбинации с доксорубицином бутерол повышал его эффективность, снижая жизнеспособность клеток на 20-30%. Это действие бутерола может быть связано со снижением мультилекрственной резистентности опухолевых клеток вследствие ингибирования бутеролом АТФ-зависимой системы транспорта лекарств в плазматических мембранах, также чувствительной к SH реагентам. Другим возможным механизмом сенсибилизации может служить снижение редокс-состояния клетки за счет связывания с бутеролом SH-групп белков этих систем транспорта и других тиол-содержащих соединений. Полученные данные показывают, что связывание тиоловых групп бутеролом, сопровождаемое нарушениями АДФ- и редокс-зависимых процессов, способствует сенсибилизации опухолевых клеток к доксорубицину.

ВЛИЯНИЕ МЕДИ И БУТИЛГИДРОКСИТОЛУОЛА НА

ПРОРОСТКИ ПШЕНИЦЫ

Федяев В.В., Рахманкулова З.Ф.

ГОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа, 450074, ул. Фрунзе, 32, кафедра физиологии растений, fvadv@rambler.ru

Медь, являясь участником окислительно-восстановительных процессов в клетке, в избыточных концентрациях вызывает усиление образования активных форм кислорода. Одним из обсуждаемых подходов защиты растений от воздействия меди является использование различных антиоксидантов. Изучали совместное и раздельное влияние повышенного уровня меди (70 μM) и различных концентраций синтетического антиоксиданта бутилгидрокситолуола (BHT) (10, 25 и 50 мг/л) на проростки шеницы Triticum aestivum L. (сорт Симбирка). Смена растворов проводилась ежедневно начиная с 3-х суток после посева семян в чашки Петри. Измерения проводили на 10-суточных проростках.

Медь в использованной концентрации приводила к снижению сухой массы побега и корня относительно контроля в 1,3 раза. В отсутствии меди ВНТ также снижал массу растений по мере возрастания концентрации в 1,1, 1,15 и 1,3 раза, соответственно. Композиция меди и ВНТ вызывала усиление роста относительно растений находившихся под влиянием меди. Наибольший рост сухой массы был обнаружен при использовании ВНТ в концентрации 25 мг/л. При этом масса корня возрастала в 1, 1 раза, а побега — в 1,3 раза.

Медь вызывала вызывала повышение содержания малонового диальдегида (МДА) в побегах и корнях растений в 2,1 и 3,5 раза, соответственно. На фоне меди ВНТ снижал уровень МДА, наиболее эффективно в концентрации 10 мг/л, как побегах, так и в корнях. Напротив, при содержании ВНТ в растворе в концентрациях 10 и 25 мг / л уровень МДА в растениях возрастал (в 7,2 и 3,4 раза, соответственно).Таким образом, судя по уровню содержания МДА в корнях, антиоксидантные свойства ВНТ проявляются только в присутствии индуктора образования активных форм кислорода, в данном случае в присутствии меди.

ПРОЯВЛЕНИЕ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА ПРИ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ КОЛОРЕКТАЛЬНОМ

КАНЦЕРОГЕНЕЗЕ: ДЕЙСТВИЕ ПРОИЗВОДНОГО МАЛЕИМИДА

Филинская Е.М., Яблонская С.В., Островская Г.В., Рыбальченко В.К.

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев

01601 г. Киев, ул. Владимирская, 64 e-mail: filinska@inbox.ru

Производное малеимида (МИ-1) – 1-(4-Cl-бензил)-3-хлор-4-(CF₃-фениламино)-1Н-пиррол-2,5-дион синтезировано при помощи in silico дизайна в Киевском национальном университете имени Тараса Шевченко как высокоселективный ингибитор протеинкиназ. МИ-1 проявляет выраженную антипролиферативную активность на линиях опухолевых клеток, в частности, рака кишечника SW 620. По биохимическим показателям сыворотки крови нами показано, что МИ-1 не повреждает клетки печени и не нарушает выделительную функцию почек. Целью работы является исследование состояния антиоксидантной системы печени и слизистой оболочки толстого кишечника крыс под воздействием МИ-1 на фоне 1,2-диметилгидразин (ДМГ)-индуцированного колоректального канцерогенеза. МИ-1 вводили крысам интрагастрально ежедневно в дозах 0,027 и 2,7 мг/кг массы тела (что соответствует концентрации вещества в крови 10^-6 и 10^-4 моль/л) в течение 20 недель, ДМГ вводили подкожно в дозе 21 мг/кг один раз в неделю в течение 20 недель. Плазматические мембраны (ПМ) и цитозоль гепатоцитов выделяли методом ультрацентрифугирования. В ПМ определяли содержание малонового диальдегида (МДА), карбонильных группы (КГ) белков, в цитозоле – активность супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ), глутатионпероксидазы (ГП), глутатион-S-трансферазы (Г-S-Т) и содержание восстановленного глутатиона (ВГ). Эти же показатели определяли в гомогенате слизистой оболочки толстого кишечника.

Установлено, что МИ-1 не изменяет содержание МДА и КГ белков, но уменьшает активность СОД, ГП в тканях обоих органов и содержание ВГ в цитозоле печени крыс. Учитывая вышеуказанные эффекты, такое влияние МИ-1, вероятно, не связано с нарушением антиоксидантного равновесия. Так, экспрессия Cu/Zn-СОД и ВГ находится под регуляторным контролем сигнального киназного каскада PI3K/Akt, а он в свою очередь, тесно связан с активацией мембранных тирозинкиназных рецепторов, которые блокируются МИ-1. Ингибирование данных рецепторов может быть одной из причин снижения активности антиоксидантних ферментов при длительном влиянии МИ-1. При ДМГ-колоректальном канцерогенезе содержание всех продуктов перекисного окисления повышается относительно контроля, но активность СОД и каталазы вдвое снижается, что свидетельствует о нарушении прооксидантно-антиоксидантного равновесия. Повышение уровня ВГ и глутатион-зависимых ферментов в печени и слизистой оболочке при колоректальном канцерогенезе свидетельствует об активации антиоксидантных процессов, что особенно выражено в печени. Глутатионовая система печени по сравнению со слизистой оболочкой толстого кишечника более активно реагирует на влияние ДМГ и МИ-1. Известно, что печень является основным органом синтеза глутатиона, где он и выполняет свою главную функцию детоксикации биологически активных веществ. МИ-1 предотвращает развитие окислительных процессов при раке толстого кишечника, восстанавливая практически все показатели до контрольных значений. Таким образом, ингибитор протеинкиназ МИ-1 проявляет не только антипролиферативную активность, но и модулирует состояние антиоксидантной системы, важной при патологических состояниях, в том числе онкологических.

АНТИОКСИДАНТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ПОЛИФЕНОЛЬНОГО

КОМПЛЕКСА ИЗ ЛАМИНАРИИ ЯПОНСКОЙ

(LAMINARIA JAPONICA)

Фоменко С.Е., Кушнерова Н.Ф.

Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул. Балтийская, 43, тел. (4232) 31-30-61, sfomenko@poi.dvo.ru

При стрессовом воздействии на организм снижается антиоксидантная защита и запускается механизм перекисного окисления липидов (ПОЛ), что приводит к нарушению соотношения липидных компонентов мембран. Использование природных полифенольных комплексов, осуществляющих защиту мембранных структур от действия избытка радикалов, является важнейшим этапом профилактики при стрессе и реабилитации после него. Богатым источником полифенолов для фармакологических препаратов являются морские водоросли. В связи с этим из ламинарии японской (Laminaria japonica) был выделен экстракт с содержанием полифенолов в составе экстрактивных веществ до 35%. Целью работы явилось использование экстракта из ламинарии японской для коррекции физиолого-метаболических нарушений в эритроцитах крыс при остром стрессе. Выделение полифенольного комплекса из водоросли проводили методом реперколяции 70% этанолом для освобождения от альгинатов. В качестве препарата сравнения использовали полифенольный комплекс из аптечного экстракта элеутерококка – эталонного стресс-протектора. Эксперимент проводили на крысах-самцах линии Вистар массой 180-200г. Стресс вызывали путем вертикальной фиксации животных за дорзальную шейную складку на 24 часа. Комплексы вводили крысам внутрижелудочно через зонд 2 раза в течение эксперимента (до вертикальной фиксации и через 4 часа после) в виде водного раствора в дозе 100 мг /кг массы тела. Животные контрольной группы получали в соответствующем объеме воду. Вертикальная фиксация крыс вызывала формирование типичной картины стресса с характерными геморраргическими деструкциями желудка и гипертрофией надпочечников, масса которых повысилась на 42%. Отмечалось повышение осмотической резистентности эритроцитов и увеличение их среднего диаметра на 30% и среднего объема в 2 раза, что определяет развитие макроцитоза. Возрастало содержание холестерина (ХС) и снижалось количество общих фосфолипидов (ФЛ), в связи с этим увеличился коэффициент ХС/ФЛ на 34%, который свидетельствует о повышении жесткости мембран и снижении их лабильности. Острый стресс сопровождался усилением процессов ПОЛ, об этом свидетельствует увеличение уровня малонового диальдегида в эритроцитах на 15% по сравнению с контролем. Уменьшилось содержание восстановленного глутатиона на 12% при одновременном повышении активности супероксиддисмутазы на 41%. Такое соотношение компонентов системы антиоксидантной защиты эритроцитов (АОЗЭ) предполагает ее напряжение и тенденцию к истощению. При введении экстракта из ламинарии или элеутерококка при стрессе наблюдалось сохранение системы АОЗЭ, что дало возможность восстановить соотношение липидных компонентов в мембране, обеспечивая тем самым сохранение физиологических характеристик эритроцитов и их функциональных свойств. Благодаря способности растительных полифенолов улавливать свободные радикалы, в значительной степени сдерживаются процессы ПОЛ. Кроме того, молекулы полифенольных соединений, взаимодействуя с поверхностью мембран, способны образовывать мономолекулярные слои, увеличивая прочность поверхностного слоя клеток, и тем самым снижать возможность атаки радикалами. При этом экстракт ламинарии проявил большую эффективность, так как большинство исследуемых показателей были наиболее близки к контрольным значениям, чем при введении экстракта элеутерококка.

ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ

АНТИРАДИКАЛЬНОЙ И АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В

ТКАНИ МОЗГА ПРИ ВНУТРИУТРОБНОЙ ГИПОКСИИ

Хайбуллина З.Р., Ибрагимов У.К.

Ташкентский педиатрический медицинский институт, Ташкент, ул. Боги-Шамол, 223; 998712628798; zarina-r-kh@mail.ru

Некомпенсируемая активация процессов свободно-радикального окисления липидов, истощение фонда эндогенных антиоксидантов и нарушение регуляторных механизмов антирадикальной защиты рассматриваются как ключевые звенья повреждения нейронов в условиях гипоксии/реоксигенации головного мозга. Хроническая внутриутробная гипоксия нередко приводит к необратимым изменениям в ЦНС у ребенка, проявляющимся как в течение первого года, так и всей последующей жизни. Для полноценного лечения перинатальных повреждений ЦНС необходимо понять не только механизмы возникновения гипоксических повреждений мозга, но и его компенсаторные возможности, обеспечивающие устойчивость к действию неблагоприятных факторов в перинатальном периоде. Изучение динамики изменений генерации АФК и адаптационных возможностей компонентов антиоксидантной системы во временном аспекте течения гипоксии представляет интерес и явилось целью нашего исследования. Материалы и методы. У 19 белых беспородных беременных крыс-самок весом 180-200г в хроническом эксперименте воспроизводилась общая гипобарическая гипоксия. В течение 10 дней животных погружали в специальную камеру, где в течение 1 часа создавалось давление 41,1 кПА, что соответствует подъему на высоту 7000м. После родов произведен забой крысят (n=104) на 1, 3, 5, 8, 10, 12 дни жизни. В гомогенатах мозговой ткани проводили определение концентрации ТБК-АП – по И.Д. Стальной и соавт., активности СОД – по Mirsa, Fridovich, каталазы – по Баху-Зубковой. Полученные результаты. У крыс, перенесших хроническую внутриутробную гипоксию, в гомогенате головного мозга уровень ТБК-АП при рождении (непосредственно после гипоксии) не отличался от контроля, к концу первых суток – был увеличен в 1,5 раза и оставался на этом уровне в течение первых 5 дней жизни, несколько понижаясь к 8 дню, и, достигая нормальных показателей на 12 сутки жизни. Активность СОД при рождении была снижена на 14%, а активность каталазы – повышена на 17% по сравнению с контролем. В период реоксигенации: на 1-12 сутки жизни динамика активности СОД и каталазы в гомогенате мозга была однонаправленной и имела тенденцию выраженному снижению с последующим постепенным увеличением. Причем, наиболее низкие значения активности СОД наблюдались через 24 часа (в 3,5 раза ниже контроля), а каталазы - на 3 сутки (в 1,5 раза ниже контроля) постнатального периода. Начиная с 8 дня жизни, активность СОД восстанавливалась, к 10-12 дню была сравнима с контролем, а активность каталазы в эти сроки в гомогенате мозга была снижена на 23%. Отметим, что восстановление активности СОД путем специфической активации или сверхэкспрессии, не сопровождающееся активацией каталазы или пероксидаз, само по себе является цитотоксичным в виду накопления Н₂О₂. Вывод. При хронической внутриутробной гипоксии плода происходит мобилизации антиокислительной защиты, что обусловливает незначительные проявления окислительного стресса при рождении. Реоксигенация вызывает угнетение активности ферментов антирадикальной и антипероксидной системы, совпадающее с динамикой накопления ТБК-АП в постнатальном периоде.

ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОЕВЫХ ИЗОФЛАВОНОИДОВ В КАЧЕСТВЕ АНТИСТРЕССОРНЫХ АГЕНТОВ

Хабибулина Н.В., Красноштанова А.А.

Российский химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева, г. Москва, Миусская площадь, д. 9,

8(495) 495-23-79, ernestine2007@ya.ru

Изофлавоноиды – растительные вторичные метаболиты, содержащиеся в значительных количествах в сое. Соевые изофлавоноиды являются природными антиканцерогенными агентами и антиоксидантами, что позволяет рассматривать их как соединения, способные снижать риск хронических болезней. 4’-гидроксильная группа, специфически присутствующая в структуре изофлавоноидов, позволяет им улавливать свободные радикалы, предотвращая образование активных форм кислорода, которые могут повреждать ДНК и другие биохимические мишени и в ряде случаев приводить к их гибели.

В растениях, как было показано, изофлавоноиды аккумулируются в ответ на воздействие ультрафиолетового облучения, причем максимум поглощения накапливаемых соединений соответствует диапазону УФ-В свету (290 - 320 нм). Такой процесс рассматривается как адаптивный механизм, препятствующий достижению ультрафиолетовой радиации мезофиллов и оказывающий влияние на фотосинтез.

В соответствии с вышеизложенным, целью нашего исследования стало изучение влияния соевых изофлавоноидов на выживаемость клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae при воздействии таких стрессовых факторов, как ультрафиолетовое облучение и пероксид водорода.

Эсперимент проводился по двум схемам. Согласно первой схеме, сначала выращивали дрожжевую биомассу на среде Ридера с глюкозой в качестве источника углерода, затем проводили инкубацию биомассы с концентратом изофлавоноидов в течение часа при постоянном перемешивании, после чего на предобработанную таким образом культуру клеток воздействвовали УФ-облучением либо пероксидом водорода с последующим подсчетом живых и мертвых клеток. Согласно второй схеме, концентрат изофлавоноидов добавляли в исходную питательную среду для выращивания дрожжей, на суточную культуру затем оказывали аналогичное воздействие. В качестве контроля проводили аналогичный эксперимент с исходной культурой, не предобработанной изофлавоноидами. При проведении эксперимента время облучения составляло от 30 секунд до 5 минут, концентрация перекиси водорода находилась в диапазоне от 0,1 до 2,5 %, общая концентрация изофлавоноидов в исследуемой пробе варьировалась от 0,0005 до 0,005 %.

Как было установлено в результате проведенных исследований, соевые изофлавоноиды проявляют антиоксидантное действие во всем исследованном диапазоне концентраций и для обеих схем проведения эксперимента, при этом наблюдается линейная зависимость от дозы вносимых изофлавоноидов. Также надо отметить, что в случае с УФ-облучением наблюдается более заметный эффект (при времени облучения 5 минут и концентрации изофлавоноидов 0,005 % доля выживших клеток в 2-2,8 раза выше, чем в исходной культуре), чем в случае пероксида водорода (при концентрации пероксида водорода 2,5 % и концентрации изофлавоноидов 0,005 % доля выживших клеток в 1,4-1,6 раза выше, чем в исходной культуре). Таким образом, соевые изофлавоноиды могут использоваться в качестве защитных агентов при культивировании микроорганизмов, чувствительных к стрессорным воздействиям.

АНТИОКИСЛИТЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ КОНЪЮГАТОВ

БЕТУЛОНОВОЙ И БЕТУЛИНОВОЙ КИСЛОТ С

СИНТЕТИЧЕСКИМИ АНАЛОГАМИ α-ТОКОФЕРОЛА

Хайруллина В.Р., Герчиков А.Я., Сафарова А.Б., Орехова Е.Н.,

Blog

Российская академия наук

Содержание