Ukr.Biochem.J. 2013; Том 85, № 5, вересень-жовтень, c. 137-148
doi: http://dx.doi.org/10.15407/ubj85.05.137
Використання вітамінів для корекції функціонального стану цитохром Р450-залежних систем в умовах експериментального алергічного енцефаломієліту
Е. П. Пасічна1, Г. В. Донченко1, А. П. Бурлака2, В. С. Недзвецький3,
Є. П. Сидорик2, І. І. Ганусевич2, Н. В. Делеменчук1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Інститут експериментальної патології, онкології та радіобіології
ім. Р. Є. Кавецького НАН України, Київ,
3Національний університет імені Олеся Гончара, Дніпропетровськ, Україна;
e-mail: ellapasich@gmail.com
Відомо, що прозапальні цитокіни, рівень яких значно підвищується під час патогенезу розсіяного склерозу (РС), та інтерферон-β, що застосовується для лікування автоімунних захворювань, здатні пригнічувати цитохром Р450-залежні процеси детоксикації та біотрансформації. Неконтрольоване зниження активності цих процесів може негативно позначатися на стані хворих, тому актуальним є вивчення функціонального стану системи цитохрому Р450 та розробка ефективних засобів для його регуляції.
Досліджували дію вітаміну D3 та ефективність його комплексу з вітамінами B1, B2, B6, РР, E, α-ліпоєвою, α-ліноленовою кислотами та мінеральними речовинами (Mg, Zn, Se) у попередженні змін функціонального стану цитохром Р450- та b5-залежних систем ендоплазматичного ретикулума в головному мозку та печінці щурів за експериментального алергічного енцефаломієліту (ЕАЕ), моделі РС. Було показано, що за розвитку ЕАЕ відбувається істотне зниження вмісту цитохромів як у мозку, так і в печінці, при цьому в мікросомах мозку відбувається зниження активності NАDН- та NАDPН-оксидоредуктаз, необхідних для відновлення цих цитохромів і спряжених з монооксигеназами. Ці зміни свідчать про порушення редокс-стану і функціональної здатності цитохромзалежних систем в досліджуваних тканинах тварин. Засосування вітаміну D3 окремо та у складі експериментально підібраної нами композиції біологічно активних речовин ефективно усуває зниження рівня цитохромів та активності NАDН-оксидоредуктази в тканинах хворих тварин. Нормалізація цих порушень, очевидно, пов’язана із антиоксидантними та мембраностабілізаційними властивостями застосованих речовин, відновленням порушеного обміну речовин, а також зі здатністю знижувати активність реакцій запалення і регулювати цитокіновий фон в організмі щурів в умовах ЕАЕ. Досліджуваний комплекс біологічно активних речовин у разі застосування, виявився ефективнішим для нормалізації визначених порушень, ніж вітамін D3 і тому окремо привертає до себе увагу як композиція для профілактики загострень і поліпшення стану хворих на РС та інші хвороби, що супроводжуються гіперактивацією імунної системи.
Ключові слова: активні форми оксигену, вітамін D3, вітамін Е, запалення, монооксигенази, нікотинамід, нейроспецифічні антитіла, оксидативне пошкодження, піридоксин (вітамін B6), рибофлавін (вітамін B2), розсіяний склероз, тіамін (вітамін B1), цитокіни, цитохром b5, цитохром Р450
Посилання:
- Lassmann H, Brück W, Lucchinetti CF. The immunopathology of multiple sclerosis: an overview. Brain Pathol. 2007 Apr;17(2):210-8. Review. PubMed, CrossRef
- Mustafa M, Vingsbo C, Olsson T, Ljungdahl A, Höjeberg B, Holmdahl R. The major histocompatibility complex influences myelin basic protein 63-88-induced T cell cytokine profile and experimental autoimmune encephalomyelitis. Eur J Immunol. 1993 Dec;23(12):3089-95. PubMed, CrossRef
- Schmitz T, Chew LJ. Cytokines and myelination in the central nervous system. Sci World J. 2008 Nov 2;8:1119-47. Review. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Morgan ET. Regulation of cytochrome p450 by inflammatory mediators: why and how? Drug Metab Dispos. 2001 Mar;29(3):207-12. PubMed
- Okuno H, Takasu M, Kano H, Seki T, Shiozaki Y, Inoue K. Depression of drug-metabolizing activity in the human liver by interferon-beta. Hepatology. 1993 Jan;17(1):65-9. PubMed, CrossRef
- Liakhovich VV, Vavilin VA, Zenkov NK, Menshikova EB. Reactive oxygen species during monooxygenase reactions. Bull Siber Dep RAMS. 2005;118(4):7-12.
- Nadin L, Butler AM, Farrell GC, Murray M. Pretranslational down-regulation of cytochromes P450 2C11 and 3A2 in male rat liver by tumor necrosis factor alpha. Gastroenterology. 1995 Jul;109(1):198-205. PubMed, CrossRef
- Wright K, Morgan ET. Regulation of cytochrome P450IIC12 expression by interleukin-1 alpha, interleukin-6, and dexamethasone. Mol Pharmacol. 1991 Apr;39(4):468-74. PubMed
- Sibiryak SV. Cytokines as cytochrome P450-dependent monooxygenases regulators. Theoretical and applied aspects. Cytokines Inflamm. 2003;2(2):12-22.
- Davydov DR. Microsomal monooxygenase in apoptosis: another target for cytochrome c signaling? Trends Biochem Sci. 2001 Mar;26(3):155-60. PubMed, CrossRef
- Herrmann M, Scholmerich J, Straub RH. Influence of cytokines and growth factors on distinct steroidogenic enzymes in vitro: a short tabular data collection. Ann N Y Acad Sci. 2002 Jun;966(1):166-86. PubMed, CrossRef
- Cantorna MT, Hayes CE, DeLuca HF. 1,25-Dihydroxyvitamin D3 reversibly blocks the progression of relapsing encephalomyelitis, a model of multiple sclerosis. Proc Natl Acad Sci USA. 1996 Jul 23;93(15):7861-4. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
- Pasichna EP, Morozova RP, Donchenko HV, Chekhivs’ka LI. Redox-state of NAD pairs and activity of lactatedehydrogenase and NADase in guinea pig tissues at different stages of development of experimental allergic encephalomyelitis. Ukr Biokhim Zhurn. 2004 Nov-Dec;76(6):88-94. Ukrainian. PubMed
- Morozova RP, Pasichna EP, Donchenko GV, Kastrikina TF, Silonov SB, Palivoda OM, Delemenchuk NV. Lipids and caplain in guinea pigs tissues in the process of development of experimental autoimmune encephalomyelitis. Ukr Biokhim Zhurn. 2007 Jan-Feb;79(1):104-11. PubMed
- Gibson GE, Zhang H. Interactions of oxidative stress with thiamine homeostasis promote neurodegeneration. Neurochem Int. 2002 May;40(6):493-504. PubMed, CrossRef
- Johnson S. The possible role of gradual accumulation of copper, cadmium, lead and iron and gradual depletion of zinc, magnesium, selenium, vitamins B2, B6, D, and E and essential fatty acids in multiple sclerosis. Med Hypotheses. 2000 Sep;55(3):239-41. PubMed, CrossRef
- Pasichna EP, Donchenko GV, Delemenchuk NV, Burlaka AP. Functional state of mitochondria at experimental allergic encephalomyelitis and its vitamin correction. Lab Diagnostics. 2012;61(3):23-30.
- Pasichna EP, Donchenko GV, Morozova RP. Effect of vitamin D3 and composition of vitamins on development of oxidative stress and lipid disbalance in brain tissues of rats at experimental autoimmune encephalomyelitis. Animal Biology. 2010;12(1):204-211.
- Burlaka AP, Sidorik YeP, Ganusevich II, Burlaka AA, Chulayevskaya OM, Shchepotin IB. Mitochondrial dysfunction and therapeutic strategies for regulation in patients with breast cancer. Neoplasm. Sci J Donetsk Regional Antitumor Centre. 2009;(3-4):247-253.
- Modern methods in biochemistry. Ed. V.N. Orekhovich. M.: Medicine, 1977; 392p.
- Methods of biochemical research. Ed. M. I. Prokhorova. L.: Publisher Leningrad University, 1982; 272p.
- Norton W. T., Cammer W. / Myelin. Plenum Press, N-Y., 1984. P. 147-195.
- Karlsson JO, Ostwald K, Kåbjörn C, Andersson M. A method for protein assay in Laemmli buffer. Anal Biochem. 1994 May 15;219(1):144-6. PubMed, CrossRef
- Peferoen M. Blotting with plate electrodes. Methods Mol Biol. 1988;3:395-402. PubMed, CrossRef
- Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ. Protein measurement with the Folin phenol reagent. J Biol Chem. 1951 Nov;193(1):265-75. PubMed
- Lakin GF. Biometrics. Moscow: Vyshaya shkola, 1990;352p.
- Haining RL, Nichols-Haining M. Cytochrome P450-catalyzed pathways in human brain: metabolism meets pharmacology or old drugs with new mechanism of action? Pharmacol Ther. 2007 Mar;113(3):537-45. Review. PubMed, CrossRef
- Duan H, Luo Y, Hao H, Feng L, Zhang Y, Lu D, Xing S, Feng J, Yang D, Song L, Yan X. Soluble CD146 in cerebrospinal fluid of active multiple sclerosis. Neuroscience. 2013 Apr 3;235:16-26. PubMed, CrossRef
- Pasichna EP, Morozova RP, Donchenko HV, Vinychuk SM, Kopchak OO. Lipid peroxidation and antioxidant defence enzyme activity in multiple sclerosis. Ukr Biokhim Zhurn. 2007 Sep-Oct;79(5):165-74. Ukrainian. PubMed
- Garcion E, Wion-Barbot N, Montero-Menei CN, Berger F, Wion D. New clues about vitamin D functions in the nervous system. Trends Endocrinol Metab. 2002 Apr;13(3):100-5. Review. PubMed, CrossRef
- Garcion E, Sindji L, Leblondel G, Brachet P, Darcy F. 1,25-dihydroxyvitamin D3 regulates the synthesis of gamma-glutamyl transpeptidase and glutathione levels in rat primary astrocytes. J Neurochem. 1999 Aug;73(2):859-66. PubMed, CrossRef
- Andersen HU, Jørgensen KH, Egeberg J, Mandrup-Poulsen T, Nerup J. Nicotinamide prevents interleukin-1 effects on accumulated insulin release and nitric oxide production in rat islets of Langerhans. Diabetes. 1994 Jun;43(6):770-7. PubMed, CrossRef
- Kim KA, Kim S, Chang I, Kim GS, Min YK, Lee MK, Kim KW, Lee MS. IFN gamma/TNF alpha synergism in MHC class II induction: effect of nicotinamide on MHC class II expression but not on islet-cell apoptosis. Diabetologia. 2002 Mar;45(3):385-93. PubMed, CrossRef
- Harrison FE, May JM. Vitamin C function in the brain: vital role of the ascorbate transporter SVCT2. Free Radic Biol Med. 2009 Mar 15;46(6):719-30. Review. PubMed, CrossRef
- Depeint F, Bruce WR, Shangari N, Mehta R, O’Brien PJ. Mitochondrial function and toxicity: role of the B vitamin family on mitochondrial energy metabolism. Chem Biol Interact. 2006 Oct 27;163(1-2):94-112. Review. PubMed, CrossRef
- Johnson S. The possible role of gradual accumulation of copper, cadmium, lead and iron and gradual depletion of zinc, magnesium, selenium, vitamins B2, B6, D, and E and essential fatty acids in multiple sclerosis. Med Hypotheses. 2000 Sep;55(3):239-41. PubMed, CrossRef
- Gibson GE, Zhang H. Interactions of oxidative stress with thiamine homeostasis promote neurodegeneration. Neurochem Int. 2002 May;40(6):493-504. PubMed, CrossRef
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.