Category Archives: Uncategorized
Вітамін D(3) та метиленбісфосфонова кислота у корекції порушень мінерального обміну та ремоделювання кісткової тканини, пов’язаних із глюкокортикоїд-індукованим остеопорозом
О. О. Лісаковська1*, І. О. Шиманський1, В. М. Василевська1,
Е. П. Пасічна1, М. М. Великий1, С. В. Комісаренко2
1Відділ біохімії вітамінів і коензимів,
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Відділ молекулярної імунології,
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: o.lisakovskaya@gmail.com
Отримано: 03 квітня 2022; Виправлено: 27 квітня 2023;
Затверджено: 05 червня 2023; Доступно онлайн: 20 червня 2023
Метою дослідження було оцінити терапевтичну ефективність вітаміну D3 (1000 МО/кг маси тіла, 30 днів) та натрієвої солі метиленбісфосфонової кислоти (МБФК, 17 мг/кг маси тіла, 30 днів) у запобіганні порушень мінерального обміну та ремоделювання кісткової тканини, пов’язаних із розвитком остеопорозу, індукованого введення глюкокортикоїдів (ГК). Остеопороз у щурів спричиняли тривалим (30 днів) введенням синтетичного глюкокортикоїдного препарату преднізолону (5 мг/кг маси тіла). З допомогою спектрофотометричних методів визначали вміст кальцію та неорганічного фосфату, активність лужної фосфатази (ЛФ) у сироватці крові, кістковій тканині та кістковому мозку. Методом вестерн-блот аналізу в кістковій тканині визначали рівень наступних протеїнів: рецептора вітаміну D3 (VDR), рецептора активатора ядерного фактора каппа-В (RANK), його ліганду (RANKL) і остеопротегерину (OPG). Вміст 25-гідроксивітаміну D3 (25OHD3) у сироватці аналізували за допомогою імуноензимного аналізу. Показано, що преднізолон спричинював гіпокальціємію та гіпофосфатемію, підвищував активність ЛФ у сироватці крові, одночасно знижуючи її активність в кістковій тканині та кістковому мозку. ГК-індукований остеопороз супроводжувався глибоким дефіцитом вітаміну D3 і зниженням вмісту VDR. Оцінка стану NF-κB-асоційованого цитокінового шляху RANK/RANKL/OPG, який регулює баланс між остеобластами та остеокластами, показала одночасне зниження вмісту RANK і співвідношення OPG/RANKL за дії преднізолону. Вітамін D3 відновлював вміст основних показників мінерального обміну і рівень 25OHD3, що призводило до нормалізації VDR-опосередкованих сигнальних шляхів та цитокінової системи RANK/RANKL/OPG у кістковій тканині. Показано, що застосування МБФК мало коригувальний вплив на вміст мінеральних компонентів у сироватці крові та кістковій тканині, а також на активність лужної фосфатази лише у поєднанні з вітаміном D3, що свідчить про низьку ефективність монотерапії бісфосфонатами у разі дефіциту вітаміну D3, пов’язаного із розвитком ГК-індукованого остеопорозу.
Похідні холіну як природні ліганди мітохондріальних нікотинових ацетилхолінових рецепторів
О. Ю. Лихмус, М. Р. Ізмайлов, М. В. Скок*
Відділ молекулярної імунології, Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: skok@biochem.kiev.ua
Отримано: 16 березня 2022; Виправлено: 28 квітня 2023;
Затверджено: 05 червня 2023; Доступно онлайн: 20 червня 2023
Нікотинові ацетилхолінові рецептори (нАХР) регулюють мітохондрійний шлях апоптозу, однак їх внутрішньоклітинні ліганди невідомі. В цій статті ми показуємо, що холін та його похідні: фосфохолін (PC), L-α-гліцерофосфохолін (G-PC) і 1-пальмітоїл-sn-гліцеро-3-фосфохолін (P-GPC), – дозозалежно впливають на вивільнення цитохрому с із мітохондрій печінки миші. Холін пригнічував вивільнення цитохрому с стимульоване Ca2+, а PC – вивільнення цитохрому с стимульоване вортманіном. Малі дози G-PC і P-GPC (до 0,1 мкM) захищали як проти Ca2+, так і проти вортманіну, а більші дози (до 1 мкM) самі стимулювали вивільнення цитохрому с. Холін і PC запобігали взаємодії VDAC1, Bax і Bcl-2 з мітохондрійними α7 нАХР і сприяли їх взаємодії з α9 субодиницями нАХР. Зроблено висновок, що метаболіти холіну можуть регулювати апоптоз, впливаючи на мітохондрійні нАХР.
Імунологічні механізми підвищеної схильності до захворювання на COVІD-19 та його тяжчого перебігу у хворих на цукровий діабет 2 типу та ожиріння
К. П. Зак1, М. Д. Тронько1, С. В. Комісаренко2*
1Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В. П. Комісаренка НАМН України, Київ;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: svk@biochem.kiev.ua
Отримано: 28 квітня 2022; Виправлено: 28 травня 2023;
Затверджено: 05 червня 2023; Доступно онлайн: 20 червня 2023
Огляд присвячено аналізу літературних даних та результатів власних досліджень авторів щодо стану імунітету у хворих на цукровий діабет типу 2 (ЦД2) та у хворих на ЦД2, інфікованих вірусом SARS-CoV-2. Показано, що у хворих на ЦД2, особливо, з надлишковим індексом маси тіла, порушеними є вміст та ультраструктура основних клітинних елементів природного імунітету – нейтрофілів та моноцитів, що супроводжується підвищеним вмістом прозапальних цитокінів (IL-1β, IL-6, IL‑17 і TNF-α) у плазмі крові. Припускається, що підвищена схильність хворих на ЦД2 до зараження вірусом SARS-CoV-2 обумовлена, перш за все, ослабленням вродженого імунного захисту організму, тоді як у хворих на ЦД2 з розвиненим COVID-19 превалюють порушення адаптивного Т-клітинного імунітету, що супроводжується синдромом “цитокінового шторму”. Зроблено висновок, що гіперзапалення у хворих на ЦД2+COVID-19 є результатом потенціювання вже існуючих порушень вродженого імунітету у хворих на ЦД2 ще до їх зараження SARS-CoV-2, та адаптивного імунітету, у механізмі якого суттєву роль відіграють цитокіни та хемокіни.
Таємниці геномів вимерлих гомінідів або чи може палеогеноміка дати відповідь на питання: хто ми, люди, є такі? Нобелівська премія з фізіології та медицини 2022 року
С. В. Комісаренко, С. І. Романюк
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail:
Отримано: 28 лютого 2022; Виправлено: 02 березня 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023
Нобелівську премію з фізіології та медицини у 2022 р. присуджено шведському досліднику-палеогенетику, фахівцю в галузі еволюційної генетики, директору відділу генетики Інституту еволюційної антропології імені Макса Планка в Лейпцигу (Німеччина) професору Сванте Пеебо (Svante Pääbo) за «відкриття, що стосуються геномів вимерлих гомінідів і еволюції людини». Пояснюючи значення робіт С. Пеебо, Нобелівський комітет зазначив, що «він розробив методи аналізу та відновлення прадавньої ДНК. У давніх кістках ДНК розкладається, зазнає хімічного пошкодження, а також сильно забруднюється від контакту з бактеріями та людьми, які працюють зі зразками. Використовуючи наявні технології в міру їх розвитку, С. Пеебо створив власні методи для уточнення аналізу прадавньої ДНК».
Ключові слова: Нобелівська премія з фізіології та медицини 2022 року, Сванте Пеебо, еволюція людини, геном, гомініди.
Інгібітори катепсину як потужні інгібітори основної протеази SARS-CoV-2. Молекулярний скринінг in silico та прогнозування токсичності
O. Sekiou1*, W. Kherfane2, M. Boumendjel3,
H. Cheniti4, A. Benselhoub1*, S. Bellucci5
1Environmental Research Center, Annaba Algeria;
2Laboratory of Geodynamics and Natural Resources, Department of Hydraulics,
Badji Mokhtar Annaba University, Annaba, Algeria;
3Laboratory of Biochemistry and Environmental Toxicology,
Badji Mokhtar Annaba University, Algeria;
4National High School of Technology and Engineering (ESTI), Annaba, Algeria;
5INFN Frascati National Laboratories, Rome, Italy;
*e-mail: aissabenselhoub@cre.dz; sekiouomar@yahoo.fr
Отримано: 05 березня 2022; Виправлено: 28 березня 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023
З моменту виявлення нового вірусу, ідентифікованого як коронавірус SARS-CoV-2, не було винайдено таргетних терапевтичних засобів для лікування COVID-19, отже і можливості ефективного лікування залишаються дуже обмеженими. Успішна кристалізація основної протеази SARS-CoV-2 (Mpro, PDB-ID 6LU7) сприяла проведенню досліджень у пошуку її потенційних інгібіторів для запобігання реплікації вірусу. Для проведення молекулярного докінгу було обрано десять представників родини інгібіторів катепсину як перспективних лігандів із високим потенціалом зв’язування з активним центром основної протеази SARS-CoV-2 як потенційної мішені. Результати молекулярного докінгу показали, що найефективнішими у зв’язуванні виявилися Ліганд1 та Ліганд2 із показниками vina -8,8 та -8,7 ккал/моль для Mpro, відповідно. Прогнозування in silico фізико-хімічної та токсикологічної поведінки апробованих лігандів підтвердило можливість їх використання в клінічних дослідженнях щодо SARS-COVID-19.
Жирнокислотний склад актинобактерій, виділених із мідій Mytilus galloprovincialis Одеської затоки Чорного моря
Н. В. Коротаєва*, К. С. Потапенко, Ж. Ю. Сергєєва, Н. Ю. Васильєва, В. О. Іваниця
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова, Одеса, Україна,
*e-mail: korotaeva.n@onu.edu.ua
Аналіз жирнокислотного складу загальних ліпідів клітини є важливою хемотаксономічною характеристикою, яка використовується для ідентифікації мікроорганізмів, зокрема актинобактерій, за допомогою бібліотек спектрів жирних кислот. Актинобактерії добре відомі як продуценти вторинних метаболітів, які становлять фармакологічний і комерційний інтерес. Значна кількість актиноміцетів пов’язана з різноманітними морськими бентосними угрупованнями. Метою даної роботи було визначення жирнокислотного складу та попередня ідентифікація актинобактерій, виділених із мідій Mytilus galloprovincialis Одеської затоки Чорного моря. Актинобактерії 12 виділених штамів вирощували в рідкому середовищі при 28°С протягом 72 год. Метилові ефіри жирних кислот визначали на газовому хроматографі Agilent. Для ідентифікації досліджуваних штамів використовували систему ідентифікації мікроорганізмів MIDI Sherlock. Встановлено, що профілі метилових ефірів жирних кислот досліджуваних штамів актинобактерій характеризуються переважанням 12-17 насичених розгалужених жирних кислот із високим вмістом 12-метилтридеканової, 12-метилтетрадеканової, 14-метилпентадеканової та 14-метилгексадеканової жирних кислот. Усі 12 штамів актинобактерій, виділених із мідій Mytilus galloprovincialis Одеської затоки, були ідентифіковані як представники роду Streptomyces.
Показники антиоксидантної та осмопротекторної систем проростків сортів озимої пшениці з різною морозостійкістю
Т. О. Ястреб1, Ю. Є. Колупаєв1,2*, О. І. Кокорев1, Б. Є. Макаова2,
Н. І. Рябчун2, О. А. Змієвська2, Г. Д. Поспєлова2
1Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН України, Харків;
2Полтавський державний аграрний університет, Полтава, Україна;
*e-mail: plant_biology@ukr.net
Отримано: 02 січня 2022; Виправлено: 27 січня 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023
Функціонування стрес-протекторних систем пшениці за дії холоду на ранніх етапах розвитку рослин залишається малодослідженим. Метою роботи було порівняльне дослідження антиоксидантної активності та вмісту цукрів і проліну як індикаторів осмопротекторної активності за холодової адаптації проростків семи сортів пшениці м’якої озимої (Triticum aestivum L.), які суттєво відрізняються за морозостійкістю. 3-денні етіольовані проростки загартовували при 2°C протягом 6 днів, а потім проморожували протягом 5 годин при -6 або -9°C. Через дві доби після проморожування оцінювали виживаність проростків за їх здатністю до росту. Виявлено зниження вмісту супероксидного аніон-радикала, підвищення активності антиоксидантних ензимів каталази та гваяколпероксидази та накопичення цукрів у пагонах високоморозостійких сортів під час загартування. Абсолютні значення активності каталази та гваяколпероксидази позитивно корелювали з морозостійкістю проростків. Зафіксовано негативний кореляційний зв’язок між морозостійкістю сортів і накопиченням проліну в проростках під час загартування. Зроблено висновок про можливість використання досліджених біохімічних показників для скринінгу морозостійкості сортів озимої пшениці у фазі проростків.
Активність ензимів цитохромної ділянки дихального ланцюга мітохондрій нирок щурів за умов різної забезпеченості харчового раціону нутрієнтами
Г. П. Копильчук, О. М. Волощук*
Навчально-науковий інститут біології, хімії і біоресурсів,
Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна;
*e-mail: o.voloschuk@chnu.edu.ua
Отримано: 07 лютого 2022; Виправлено: 17 березня 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023
Важливу роль у забезпеченні функціонування дихального ланцюга відіграє цитохромна ділянка, до складу якої входять III (убіхінол-цитохром-с-оксидоредуктаза) і IV (цитохромоксидаза) комплекси, що беруть участь у генерації електрохімічного потенціалу (ΔμH+) через транспорт електронів від убіхінолу. Ключовими компонентами цих ензиматичних комплексів є гемовмісні цитохроми, кількість яких значною мірою визначається балансом між процесами синтезу та катаболізму гема. δ-Амінолевулінатсинтаза каталізує перший етап шляху біосинтезу гема, гемоксигеназа є ключовим ензимом деградації гема. У роботі досліджена активність ензимів убіхінол-цитохом с-оксидоредуктазного та цитохромоксидазного комплексів, вміст цитохромів а+а3, b, c, c1 та активність ключових ензимів метаболізму гема у мітохондріях нирок щурів за умов різної забезпеченості раціону протеїном та сахарозою. Встановлено, що під час нутрієнтного дисбалансу у мітохондріях нирок щурів спостерігається зниження активності ензимів убіхінол-цитохром с-оксидоредуктазного та цитохромоксидазного комплексів, при цьому максимальні зміни були у тварин, які споживали низькопротеїновий/високосахарозний раціон. Активність убіхінол-цитохром с-оксидоредуктази знижувалась приблизно вдвічі на тлі зниження цитохромоксидазної активності у понад 2,5 раза порівняно з контролем. У нирках тварин усіх дослідних груп спостерігалося зниження вмісту мітохондріальних цитохромів а+а3, b, c, c1, при цьому мінімальні значення були у тварин, яких утримували на низькопротеїновому/високосахарозному раціоні. Водночас спостерігалося зниження активності δ-амінолевулінатсинтази в середньому у 1,5 раза при одночасному підвищенні активності гемоксигенази приблизно вдвічі порівняно з контрольними значеннями, що свідчило про посилення процесів катаболізму гема на тлі сповільнення його синтезу за досліджуваних умов. Встановлене нами підвищення активності гемоксигенази на тлі зниження активності δ-амінолевулінатсинтази може розглядатися як один із можливих механізмів зниження вмісту мітохондріальних цитохромів за умов нутрієнтного дисбалансу, що у свою чергу може призводити до порушення активності ензимів цитохромної ділянки. Отримані результати щодо вмісту цитохромів, активності ензимів цитохромної ділянки та ключових ензимів метаболізму гема у нирках щурів можуть розглядатися як передумови для поглиблення енергетичного дисбалансу за різної забезпеченості раціону сахарозою та протеїном, що у свою чергу може призводити до прогресування пошкодження нирок.
Потенційні циркулюючі біомаркери вразливості атеросклеротичної бляшки у пацієнтів у ранньому періоді відновлення після атеротромботичного інсульту
О. Я. Михалойко, І. Я. Михалойко
Івано-Франківський національний медичний університет, Івано-Франківськ, Україна;
e-mail: myhalojko@i.ua
Отримано: 30 листопада 2022; Виправлено: 02 лютогоя 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023
Незважаючи на інформативність УЗД атеросклеротичного ураження судин, прогнозування вразливості бляшок залишається складним. Біомаркери, що циркулють у крові можуть надати додаткові критерії, які дозволять краще визначати ризик повторного інсульту. Метою нашого дослідження було оцінити рівень С-реактивного протеїну (CRP), ліпопротеїнів низької щільності (LDL) та ліпопротеїн-асоційованої фосфоліпази А2 (Lp-PLA2) у крові пацієнтів раннього відновного періоду атеротромботичного інсульту, в залежності від щільності атеросклеротичної бляшки за даними дуплексного сканування судин головного мозку. Проведено клініко-лабораторне дослідження 69 чолоків та 61 жінки віком (60,42 ± 7,40) років у ранньому відновному періоді атеротромботичного інсульту. Залежно від структури атеросклеротичної бляшки обстежених було розподілено на дві групи зі стабільним (n = 80) і нестабільним (n = 50) атеросклеротичними бляшками. Ліпідний спектр крові досліджували на біохімічному аналізаторі Screen master, рівень CRP визначали діагностичним набором, Lp-PLA2 – методом ELISA. У пацієнтів із нестабільною атеросклеротичною бляшкою в ранньому відновному періоді атеротромботичного інсульту спостерігали достовірно вищі рівні LDL, CRP та Lp-PLA2 порівняно з пацієнтами зі стабільною атеросклеротичною бляшкою. Підвищення рівня LDL, CRP і Lp-PLA2 у хворих на церебральний атеросклероз можна розглядати як показник вразливості атеросклеротичних бляшок, схильних до розриву, і як прогностичний маркер повторних гострих ішемічних подій.
Кардіопротекторний ефект імбиру на моделі пошкодження міокарда у щурів та його можливий вплив на апоптичний шлях PERK-ATF4-CHOP-PUMA
M. M. Mohammed1*, N. A. A. Osman2, F. M. Mourad3, M. F. Abedelbaky1
1Department of Biochemistry, Faculty of Medicine, Minia University, El-Minia, Egypt;
2Department of Pathology, Faculty of Medicine, Minia University, El-Minia, Egypt;
3BS Pharm, Faculty of Pharmacy, Deraya University, El-Minia, Egypt;
*e-mail: mostafa.mohamed@mu.edu.eg
Отримано: 11 березня 2022; Виправлено: 27 березня 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023
Точні механізми інфаркту міокарда та ішемічно-реперфузійного пошкодження все ще до кінця нез’ясовані. Вважається, що у пошкодженні міокарда важливу роль відіграють стрес ендоплазматичного ретикулума (ЕПР) та шляхи інтегрованої відповіді на стрес. До них належать активація протеїнкінази ендоплазматичного ретикулума (PERK), індукція фактора транскрипції (ATF4), експресія про-апоптичного фактора транскрипції (CHOP) та P53 регуляторного модулятора апоптозу (PUMA), що бере участь у його контролі. В роботі використовували модель ізопротеренол-індукованого пошкодження міокарда у щурів, щоб оцінити можливий кардіопротекторний ефект імбиру через його вплив на ЕПР стрес-індукований апоптоз. Порівнювали дію імбиру з дією каптоприла, інгібітора ангіотензин-перетворювального ензиму. Щури-альбіноси лінії Wistar щодня отримували 1,0 або 2,0 мл порошкової суспензії Zingiber officinale (імбир, 200 мг/мл) шляхом внутрішньошлункової інтубації протягом 28 днів. Ізопротеренол у дозі 85 мг/кг вводили внутрішньочеревною ін’єкцією на 27-й та 28-й дні. Рівень аспартатамінази (АСТ) у сироватці крові вимірювали за допомогою кінетичного набору. Тканини серця використовували для екстракції РНК, оцінки експресії генів методом кількісної ПЛР, імуногістохімічного визначення експресії каспази 3 та гістопатологічних досліджень. Показано, що введення ізопротеренолу збільшувало експресію CHOP-мРНК у 4 рази в тканині серцевого м’яза порівняно з контролем. Крім того, за введення суспензії імбиру, значно знизились як CHOP, так і ATF4, а також експресія мРНК PUMA порівняно з групами, які отримували ізопротеренол. Відмічено значне зниження експресії мРНК ATF4 у групі, яка отримувала каптоприл та імбир, порівняно з контрольною групою. Показано, що імбир знижував рівень АСТ у сироватці крові, що корелювало з результатами гістопатологічних досліджень тканин серця. Здобуті результати свідчать про те, що протекторна дія імбиру за ізопротеренол-індукованого пошкодження міокарда у щурів може бути зумовлена зниженням стресу ендоплазматичного ретикулума через вплив на шлях ATF4-CHOP-PUMA.