Tag Archives: металотіонеїни

Carassius auratus як нова модель для дослідження гіперглікемічних станів

Г. І. Фальфушинська1, О. І. Горин1, Л. Л. Гнатишина1,2, Б. Б. Буяк1,
Н. І. Руснак1, О. О. Федорук1, О. Б. Столяр1

1Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
e-mail: falfushynska@tnpu.edu.ua;
2Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського, Україна

Отримано: 21 серпня  2018; Затверджено: 13 грудня 2018

Метою роботи було створення альтернативної моделі для дослідження гіперглікемічних станів карася (Carassius auratus) та з’ясування можливості використання протеїнів металотіо­неїнів як показників цієї моделі. Вивчали вплив на Carassius auratus трьох концентрацій глюкози: низька (5,55 мМ, НК), середня (55,5 мМ, СК) або висока (111 мМ, ВК) протягом 21 доби. Визначали рівень глюкози крові, стан металотіонеї­нів, показники окисного стресу, фрагментації ДНК в печінці, а також показники еритроцитів, холінестерази в мозку та морфометричні показники. Показано, що під час експерименту в риб збільшувався рівень глюкози в крові (у 3-5 разів), глікозильованого гемоглобіну (HbA1c, тільки за впливу ВК, на 55%), метгемоглобіну (у два рази), оксирадикалів (16-57%) і рівень ТБК-АП (до 57%), частота присутності мікроядер в еритроцитах, фрагментація ДНК у гепатоцитах, індекс маси тіла та гепатосоматичний індекс, а також зменшувалась концентрація металотіонеї­нів (40-74%), холінестеразної активності (~70%), загального гемоглобіну (на 18%) і кількості еритроцитів (тільки за впливу ВК, на 47%). Стабільність лізосомальних мембран зменшувалася у всіх експериментальних групах (~58%). Найпомітніші зміни спостерігалися за впливу високої концентрації глюкози. Побудова класифікаційного дерева (CART аналіз) дозволила виявити набір найвагоміших показників для диференціа­ції груп, до якого належать HbA1c, стабільність лізосомальних мембран та пероксидне окислення ліпідів. Зроблено припущення, що карась може бути зручною моделлю для дослідження діабету і тестування препаратів за глікемічних станів.

Оцінка вмісту металотіонеїнів, показників окисного стресу та цитотоксичності в молодих жінок з ожирінням

Г. І. Фальфушинська, О. І. Горин, В. В. Хома, Г. В. Терещук,
Д. В. Осадчук, Н. І. Руснак, О. Б. Столяр

Тернопільський національний педагогічний університет імені В. Гнатюка, Україна;
e-mail: falfushynska@tnpu.edu.ua

Ожиріння набуває загрозливих масштабів та являє глобальну медико-соціальну проблему. Відтак, існує необхідність вивчення причин виникнення та механізмів його прогресування для вироблення єдиної стратегії профілактики ожиріння та зменшення темпів його приросту. Досліджували показники ліпідограми та окисного стресу, вміст металотіонеїнів та ознаки цитотоксичності в крові молодих жінок, хворих на ожиріння (О-група, 32<індекс маси тіла (ІМТ) < 37). В обстежених жінок О-групи встановлено значно вищу активність каталази (на 435%), підвищені рівні активних форм оксигену (на 129%), концентрація окисленого глутатіону (на 55%), вміст ТБК-АП (на 26%) і карбонільних похідних протеїнів (на 345%) порівняно з обстеженими в контрольній групі. За ожиріння збільшувався вміст металотіонеїнів, які відіграють частково протекторну роль щодо радикальних процесів у клітинах та зменшують прояви окисного ушкодження біомолекул в жінок з ожирінням. У хворих на ожиріння проявлялися ознаки цитотоксичності зі збільшенням лактатдегідрогеназної активності (на 387%) та рівня фрагментації ДНК (на 42%). Згідно з методом головних компонентів розвиток ожиріння визначається сукупністю ознак, до яких належать металотіонеїни, показники окисного стресу, цитотоксичності, ІМТ, концентрація ліпопротеїнів низької щільності та холестеролу. ІМТ корелює з показниками ліпідного обміну, окисного ушкодження та цитотоксичності (> |0,73|, P < 0,001).

Металодепонуюча функція та антиоксидантні властивості щитоподібної залози людей, хворих на йододефіцитний вузловий колоїдний зоб

Г. І. Фальфушинська1, Л. Л. Гнатишина1, Д. В. Осадчук2, В. О. Шідловський2, О. Б. Столяр1

1Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
2Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я. Горбачевського,Україна;
e-mail: halynka.f@gmail.com

Досліджено вміст міді та цинку у тканині щитоподібної залози (ЩЗ) та у її металодепонуючих протеїнах – металотіонеїнах (МТ), а також стан системи антиоксидантного захисту у людей, хворих на йододефіцитний вузловий колоїдний зоб та осіб, у анамнезі яких не відзначено тиреоїдної патології. При тиреоїдній патології спостерігаються значні прооксидантні зміни у тканині ЩЗ, не зважаючи на високий вміст МТ-SH та глутатіону (у 5 та 2,5 раза вищий, ніж у контролі), а також підвищений вміст міді та низький вміст цинку. МТ частково зв’язують надлишок міді, проте її вміст у незв’язаному вигляді удвічі вищий, ніж у контролі.

Оцінка біологічної дії кобальтвмісного нанокомпозиту із використанням біохімічних маркерів двостулкового молюска Anodonta cygnea

Г. І. Фальфушинська1, Л. Л. Гнатишина1, О. Б. Столяр1, Н. Є. Мітіна2, О. С. Заіченко2, Є. З. Філяк3, Р. С. Стойка3

1Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
e-mail: halynka.f@gmail.com, oksana.stolyar@gmail.com;
2Національний університет «Львівська Політехніка», Україна;
3Інститут біології клітини НАН України, Львів;
e-mail: stoika@cellbiol.lviv.ua

Активне впровадження наноматеріалів вимагає розвитку методів, що дозволяють визначити їхню потенційну екотоксичність. Метою дослідження було виявлення специфічних ознак впливу кобальтвмісного нанокомпозиту (Со-НК) на молекулярні стрес-респонсивні системи у травній залозі двостулкового молюска Anodonta cygnea. Со-НК одержували при змішуванні спиртових розчинів кополімеру N-вінілпіролідону, 5-(трет-бутилперокси)-5-метил-1-гексен-3-іну, диметиламіноетилметакрилату та хлориду кобальту. Після інкубації молюсків протягом 14 діб у присутності Со-НК, СоСl2 або полімерного носія встановлено, що Со-НК, на відміну від інших чинників, не спричинює оксидативного стресу, який визначався за супероксиддисмутазною активністю, вмістом металотіонеїнів (МТ), редокс-індексом глутатіону та рівнем утворення оксидних радикалів. Показано, що специфічними ознаками впливу Со-НК є збільшення вмісту МТ, СоСl2 – збільшення лактатдегідрогеназної активності і рівня оксидних радикалів, тоді як полімерний носій підвищує глутатіонтрансферазну активність.

Популяційні особливості стану молекулярних стрес-респонсивних систем двостулкового молюска за дії тетразинового пестициду

Г. І. Фальфушинська, Л. Л. Гнатишина, О. Б. Столяр

Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
e-mail: halynka.f@gmail.com, oksana.stolyar@gmail.com

Пестициди тетразинового ряду широко використовуються для обробки агрокультур у більшості країн Євросоюзу та у США. Разом з тим, дані щодо впливу у довкіллі реальних концентрацій цих біоцидів на молекулярні стрес-респонсивні системи нетаргетних організмів відсутні. Метою нашого дослідження стало порівняння адаптивної здатності двостулкового молюска Anodonta cygnea з двох популяцій до впливу комерційного препарату Аполло за станом біохімічних характеристик їхньої травної залози. Встановлено відмінності між станом показників оксидативного стресу та глутатіонтрансферазної активності у контрольних екземплярах із чистої (група І) та забрудненої (група Б) місцевостей. У тварин обох досліджуваних популяцій за дії Аполло збільшується рівень окисної деструкції протеїнів та активуються процеси мікросомного окислення, а також зменшується рівень металотіонеїнів та оксидних радикалів. Однак у молюсків групи І дія Аполло зумовлює активацію антиоксидантних процесів, тоді як у молюсків групи Б – їх пригнічення. Зменшення вмісту клітинних тіолів, МТ та GSH, може становити ключову ланку токсичності пестицидів тетразинового ряду.

Функції металотіонеїнів та системи антиоксидантного захисту за дії Co- та Zn-вмісних нанокомпозитів на карася сріблястого (Carassius auratus gibelio)

Г. І. Фальфушинська1,2, Л. Л. Гнатишина1, О. О. Турта1
О. Б. Столяр1, Н. Є. Мітіна3, О. С. Заіченко3, Р. С. Стойка4

 1Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
2Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я. Горбачевського, Україна;
e-mail: halynka.f@gmail.com;
3Національний університет «Львівська політехніка», Україна;
4Інститут біології клітини НАН України, Львів

Досліджено вплив нанокомпозитів кобальту та цинку (Со- та Zn-НК відповідно), синтезованих на основі вінілпіролідону, на металодепонувальні протеїни з антиоксидантним потенціалом – металотіонеїни (МТ) карася сріблястого (Carassius auratus gibelio). Протягом 14 діб в акваріуми, де знаходилися різні групи риб, додавали Co2+ (50 мкг/л), Zn2+ (100 мкг/л), Со-НК (833 мкг/л) та Zn-НК (883 мкг/л) або полімерну складову (ПС, 783 мкг/л). Встановлено, що реакція МТ є високоспецифічною до металу, як у вигляді іонів, так і у вигляді їхніх металовмісних нанокомпозитів (Ме-НК): Со2+ і Со-НК збільшують загальний вміст МТ (МТ-SH) і активують систему антиоксидантного захисту, а Zn2+ і Zn-НК – зменшують вміст МТ-SH і пригнічують антиоксидантний захист. Усі форми досліджуваних металів зменшують вміст імунореактивної хелатованої форми МТ (МТі) та відновленого глутатіону, активацію анаеробного обміну, Mn-супероксиддисмутази, а також знижують вміст продуктів окисної деструкції протеїнів і ліпідів у тканині печінки, що супроводжується збільшенням кількості еритроцитів із ядерними аномаліями, проте не зменшують холінестеразну активність. Показано, що співвідношення концентрацій МТ-SH і МТі, антиоксидантний потенціал МТ залежить від вмісту його апоформи. Одержані дані вказують на те, що у карася відбувається часткова біодеградація Ме-НК.

Прояви окисного стресу та молекулярних ушкоджень у раковій тканині яйників

Г. І. Фальфушинська1,2, Л. Л. Гнатишина1,2,
Г. В. Денега1, О. Й. Осадчук1, О. Б. Столяр1

1Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
e-mail: halynka.f@gmail.com;
2ДВНЗ «Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я Горбачевського», Україна

Показники окисного стресу є визнаними молекулярними маркерами та прогностичними критеріями злоякісного переродження тканини, проте їх виявлення залежить від типу пухлин і стадій їх розвитку. Метою дослідження було з’ясувати взаємозв’язок між характеристиками системи окисного стресу, у тому числі й метал-асоційованими, та проявами цитотоксичності в онкотрансформованій тканині яйників людини. Вперше встановлено вищий рівень Mn-супероксиддисмутазної активності цитозолю (на 630%) та протеїну металотіонеїну (МТ, на 100%) у трансформованій тканині порівняно з неураженою тканиною яйників. У пухлинній тканині значно вищий рівень утворення оксирадикалів (на 332%), нижча активність каталази (на 49%) та нижчий вміст відновленого глутатіону (на 46%) та його редокс індексу (0,84 проти 0,89 у контролі). За відносно стабільного вмісту цинку, купруму та кадмію у складі МТ, вміст цинку та, особливо, купруму у недепонованій формі істотно нижчий у трансформованій тканині, а вміст кадмію вищий. Дискримінантний аналіз всіх досліджуваних показників виявив, що підвищений вміст продуктів окисного ураження протеїнів, ліпідів, фрагментованої ДНК та активність катепсину Д, особливо його вільної форми (вище на 235%) належить до головних характеристичних ознак онкотрансформованої тканини яйників.

Депонування мікроелементів і вміст металотіонеїнів у щитоподібній залозі людини за йододефіцитного еутиреоїдного вузлового зоба

Г. І. Фальфушинська1,2, Л. Л. Гнатишина1, О. Й. Осадчук2,
В. О. Шідловський2, О. Б. Столяр1

1Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, Україна;
2Тернопільський державний медичний університет ім. І. Я. Горбачевського, Україна;
e-mail: halynka.f@gmail.com

Досліджено депонування йоду та міді в тканинах щитоподібної залози (у вузлі, паранодулярній та контрлатеральній частках) у взаємозв’язку з рівнем металодепонувальних протеїнів, потенційних антиоксидантів та прооксидантних змін у тканинах. Для оцінки важкості перебігу патологічного процесу були застосовані молекулярні маркери цитотоксичності. Встановлено, що у паранодулярній тканині та вузлі порівняно із тканиною контрлатеральної частки залози вміст загального йоду менший на 19,5%, неорганічного йоду вищий на 82,4% та загальний вміст міді вищий у 2 рази. Надлишок міді в зобнозміненій тканині частково депонується в металотіонеїнах. У частці залози, ураженій вузлом, відзначено підвищення у два–три рази (порівняно з контрлатеральною часткою) рівня металотіонеїнів і вільних тіолів та зменшення вмісту відновленого глутатіону. Ознаки цитотоксичності виявлялися в підвищенні рівня вільної активноті катепсину Д (на 84,6 та 134,4% у паранодулярній тканині та вузлі відповідно) і в збільшенні кількості розривів ДНК у вузлі (на 22,6%). У паранодулярній тканині діапазон варіабельності показників у порівнянні з паренхімою контрлатеральної частки був менший, ніж у вузлі. Відтак, за низького рівня органіфікації йоду та високого вмісту міді у зобнозміненій тканині щитоподібної залози, металотіонеїни можуть забезпечувати частковий компенсаторний вплив на прооксидантні процеси.