Tag Archives: оксидативний стрес

Вплив кверцетину на маркери оксидативного стресу та проникність мітохондріальної мембрани в серці щурів із цукровим діабетом 2 типу

Н. І. Горбенко1, О. Ю. Боріков2, О. В. Іванова1, К. В. Таран1, Т. С. Літвінова1, Т. В. Кіприч1, А. С. Шаламай3

1ДУ «Інститут проблем ендокринної патології ім. В. Я. Данилевського НАМН України», Харків;
2Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, Україна;
3ПАТ НВЦ «Борщагівський хіміко-фармацевтичний завод», Київ, Україна;
e-mail: gorbenkonat58@ukr.net

Отримано: 24 червня 2019; Затверджено: 13 серпня 2019

Відомо, що окисидативний стрес і активація мітохондріальної пори в кардіоміоцитах спричинюють пошкодження тканин і розвиток діабетичних серцево-судинних ускладнень. Метою дослідження було визначення впливу кверцетину на показники оксидативного стресу та проникність мітохондріальної мембрани в серце щурів із цукровим діабетом (ЦД) 2 типу. ЦД 2 типу було індуковано у 12-місячних самців щурів Wistar за допомогою високожирової дієти протягом чотирьох тижнів та ін’єкцій стрептозотоцину (25 мг/кг маси тіла внутрішньочеревно двічі на тиждень). Всіх тварин було розподілено на три групи: інтактна група (C, n = 8), контрольна діабетична група (Діабет, n = 8) і діабетичні щури, що отримували кверцетин (50 мг/кг/добу внутрішньошлунково) протягом 8 тижнів після індукції діабету (Діабет+Кверцетин, n = 8). Встановлено, що введення кверцетину щурам із ЦД 2 типу супроводжується поліпшенням чутливості до інсуліну та нормалізацією функціонального стану мітохондрій серця за рахунок підвищення активності аконітази та сукцинатдегідрогенази. Кверцетин також зменшував інтенсивність оксидативного стресу, знижуючи рівень продуктів посиленого окислення протеїнів і збільшуючи активність тіоредоксинредуктази в мітохондріях серця щурів у порівнянні з діабетичним контролем.  Крім того, кверцетин пригнічував Са2+-індуковану активацію мітохондріальної пори в серці діабетичних тварин. Одержані дані свідчать про наявність протективного ефекту у кверцетину відносно оксидативного стресу, активації мітохондріальної проникності і дисфункції мітохондрій в кардіоміоцитах діабетичних щурів, що обґрунтовує перспективність його використання з метою ослаблення кардіо-васкулярного ризику за умов цукрового діабету 2 типу.

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.

Фруктоза як фактор розвитку карбонільного і оксидативного стресів та прискореного старіння дріжджів Saccharomyces cerevisiae

Л. М. Лозінська, Г. М. Семчишин

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
е-mail: semchyshyn@pu.if.ua

Надмірне та тривале споживання фруктози може призводити до розвитку метаболічних порушень. Проте механізми, задіяні в цьому процесі, вивчені недостатньо. У роботі використано пекарські дріжджі Saccharomyces cerevisiae як модель для порівняння впливу тривалого споживання глюкози та фруктози в різних концентраціях на деякі фізіолого-біохімічні показники евкаріотів. Показано, що в середовищі культивування, яке містило фруктозу, клітини дріжджів швидше ростуть, характеризуються вищою метаболічною активністю та внутрішньоклітинним вмістом глікогену і окислених протеїнів. Ці спостереження добре узгоджуються з даними про те, що in vitro фруктоза активніше, ніж глюкоза,  вступає в реакцію глікації, продуктами якої є високореакційні α-дикарбонільні сполуки та активовані форми кисню. Отже, інтенсивність карбонільного та оксидативного стресів є вищою у клітинах дріжджів, які ростуть на фруктозі. Ця особливість може пояснювати прискорене старіння дріжджів, які використовують фруктозу як джерело карбону та енергії, порівняно з клітинами, які ростуть на глюкозі. Слід зауважити, що обмеження вуглеводів сповільнює ріст дріжджів, супроводжується низькою динамікою запасання глікогену та накопичення окислених протеїнів, а також не виявляє суттєвих відмінностей між показниками старіння, карбонільного та оксидативного стресів у клітинах, які ростуть на глюкозі і фруктозі.

Інтенсивність оксидативного стресу та активність ангіотензинперетворюючого ензиму в крові пацієнтів з неускладненим пієлонефритом

Л. В. Король, Л. Я. Мигаль, Н. М. Степанова

ДУ «Інститут нефрології НАМН України», Київ;
e-mail: lesyakorol@meta.ua

Мета даної роботи – вивчення взаємо­зв’язку маркерів оксидантного стресу (ОС) з активністю ангіотензинперетворюючого ензиму (АПЕ) в крові пацієнтів із неускладненим пієлонефритом. Досліджували активність АПЕ та маркерів ОС у 32 пацієнтів та у 30 практично здорових добровольців (жінки, вік – 18-40 років). Вміст ТБК-активних продуктів, карбонільних груп протеїнів, церулоплазміну, трансферину, SH-груп, загальну пероксидазну активність еритроцитів визначали колориметричним методом. Розраховували індекс ОС. Для оцінки функціонального стану паренхіми нирок в сечі визначали активність канальцевих ензимів лізосом – загальної β-N-ацетилгексозамінідази та β-галактозидази. Проведено кореляційний аналіз між показниками активності АПЕ та ОС, а також показниками активності реноспецифічних ензимів. Встановлено підвищення активності АПЕ на тлі порушення про/антиоксидантного балансу. Кореляційний аналіз підтвердив наявність помірного зв’язку між активністю АПЕ та більшістю показників, що вивчалися. Отже, підвищення активності АПЕ, інтенсифікація оксидативних процесів, зниження антиоксидантного захисту сприяють розвитку системного та локального ОС, а також розвитку дисфункції канальцевого апарату нирок (за підвищенням активності реноспецифічних ензимів у сечі).

Зміни інтенсивності оксидативного стресу крові щурів-пухлиноносіїв за введення системи реній-платина різними способами

К. Л. Шамелашвілі1, Н. І. Штеменко2, І. В. Леус3, С. О. Бабій4, О. В. Штеменко5

1ДУ «Дніпропетровська медична академія» МОЗ України;
2Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
3Університет Оклахоми, Оклахома-сіті, США;
4ДУ «Інститут гастроентерології НАМН України», Дніпропетровськ;
5Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ;
e-mail: shamelashvili@rambler.ru

Досліджено вплив способу введення  дихлоротетра-μ-ізобутиратодиренію(ІІІ) – І – (у водному розчині, ліпосомах, наноліпосомах, твердих наночастинках і разом з цисплатином – у системі реній-платина) на інтенсивність процесу пероксидного окислення ліпідів (ПОЛ) плазми крові та активність  ензимів антиоксидантного захисту еритроцитів на моделі пухлинного росту. Встановлено зменшення вмісту ТБК-активних продуктів плазми за введення І щурам-пухлиноносіям незалежно від способу та інтенсивності гальмування пухлини. Показано ефективність зниження (у чотири рази) гасіння ПОЛ сполукою І, що значно перевищує ефективність відомих антиоксидантів. Виявлено збільшення активності супероксиддисмутази та зменшення активності каталази еритроцитів за введення І різними способами у порівнянні з контролем. В експериментах in vitro з нативною супероксиддисмутазою доведено факт взаємодії ензиму з І із наступною активацією активного центру та виявлено супероксиддисмутазну активність І, що може бути певним внеском у підвищення активності ензиму in vivo. Показано перспективність використання кластерних сполук ренію в медицині як нетоксичних ефективних антиоксидантів, здатних до дезактивації супероксидного радикала.

Тканинна специфічність пероксидного окислення в умовах емоційного стресу в щурів

К. О. Менабде, Г. М. Бурджанадзе, М. В. Чачуа,
З. Т. Кучукашвілі, Н. І. Кошорідзе

Тбіліський державний університет ім. І. Джавахішвілі, Грузія;
e-mail: ketimenabde@yahoo.com

Досліджено інтенсивність процесу ПОЛ та активність ензимів антиоксидантної системи у плазмі крові, тканинах головного мозку і серцевого м’яза щурів в умовах ізоляції та порушення циркадіанного ритму. Одержані дані показали, що процес пероксидного окислення ліпідів інтенсифікується на тлі кількісних змін рівня оксиду азоту. Про активацію ПОЛ свідчать зміни концентрації ТБК-активних продуктів і дієнових кон’югатів.
Також вивчена активність ензимів супероксиддисмутази, каталази, сукцинат­дегідрогенази, креатинкінази і альдолази. Показано, що ізоляція тварин і порушення циркадіанного ритму є факторами, які зумовлюють зниження енергетичного метаболізму в тканинах головного мозку і міокарда і обу­мовлюють оксидативний стрес, що може стати причиною утворення токсичних радикалів. Продовження часу дії стресогенних чинників може спричинити незворотні процеси, які є причиною виникнення патологій серцево-судинної системи.

Помірний оксидативний стрес у плодової мушки Drosophila melanogaster, спричинений продуктами розщеплення сахарози

Б. М. Ровенко, О. В. Лущак, О. В. Лозінський,
О. І. Кубрак, В. І. Лущак

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника,
Івано-Франківськ, Україна;
e-mail: olehl@pu.if.ua

Досліджено вплив 6%-ї сахарози та еквімолярної суміші глюкози і фруктози у складі дієти личинок плодової мушки Drosophila melanogaster на рівень окислених протеїнів та ліпідів, активність антиоксидантних і пов’язаних з ними ензимів у дорослих комах. Показано, що вирощування личинок на дієті із сахарозою призводить до розвитку помірного оксидативного стресу в дорослих комах, який різною мірою виражений в обох статей. У самців окисних пошкоджень зазнавали, в основному, молекули протеїнів, тоді як у самок – ліпідні молекули. Про це свідчить підвищений на 77% вміст карбонільних груп протеїнів та знижений на 40% рівень протеїнових SH-груп у самців, які споживали сахарозу. У самок, які споживали сахарозу, вміст пероксидів ліпідів на 44% вищий, ніж в особин, які утримувались на дієті з еквімолярною сумішшю глюкози і фруктози. Виникнення оксидативного стресу в самок, які споживали сахарозу, супроводжується підвищенням активності каталази, супер­оксиддисмутази та тіоредоксинредуктази на 30, 15 та 34% відповідно. Одержані результати дають підстави вважати, що форма надходження глюкози і фруктози в організм плодової мушки впливає на перебіг вільнорадикальних процесів.

Біологічні аспекти неензиматичного глікозилювання

Л. М. Лозінська, Г. М. Семчишин

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника,
Івано-Франківськ, Україна;
е-mail: semchyshyn@pu.if.ua

Неензиматичні процеси назагал відіграють неоднозначну роль у живих організмах. Відомо, що неензиматичне глікозилювання може призводити до порушення структури та функціонування біомолекул, і, таким чином, ініціювати розвиток, а також супроводжувати різноманітні захворювання. З іншого боку, продукти неензиматичних реакцій за певних умов відіграють роль сигнальних молекул та беруть участь у формуванні імунної відповіді. У роботі узагальнено сучасні дані щодо особливостей неензиматичного глікозилювання та карбонільного стресу в живих організмах. Висвітлено роль активних карбонільних сполук та редукуючих вуглеводів у глікації біомолекул, участь неензиматичного глікозилювання у розвитку карбонільного стресу та зв’язок  глікації з вільнорадикальними процесами. Узагальнено основні шляхи попередження глікації та захисту організмів від карбонільного стресу, спричиненого неензиматичним глікозилюванням. Окремий розділ присвячено дослідженням дріжджів Saccharomyces cerevisiae як модельної системи у вивченні процесів неензиматичного глікозилювання.

Участь цитохрому Р450 2Е1 у патогенезі експериментального метаболічного синдрому в морських свинок

В. В. Рущак, М. О. Чащин

Інститут молекулярної біології та генетики НАН України, Київ;
e-mail: v.v.rushchak@gmail.com

У роботі відтворювали експериментальний метаболічний синдром на основі протамін-сульфатного моделювання та досліджували патологічні процеси в печінці морських свинок. У крові дослідних тварин визначали вміст вільних радикалів та маркерів пошкодження печінки. Гістохімічним методом досліджували вміст глікогену в печінці та активність K+,Na+-АТРази, а також визначали рівень експресії цитохрому Р450 2Е1 (CYP2E1) – одного з головних факторів розвитку оксидативного стресу. У тварин із метаболічним синдромом було виявлено ознаки розвитку гепатотоксичних процесів, зростання рівня експресії цито­хрому CYP2Е1 та підвищення вмісту вільних радикалів. Використання інгібіторів CYP2E1 продемонструвало, що вміст вільних радикалів у крові дослідних тварин залежить від рівня експресії та активності ензиму. Показано також, що зміна експресії CYP2E1 відіграє важливу роль у розвитку пошко­дження печінки за метаболічного синдрому. Припускається, що фармакологічна корекція експресії CYP2E1 може бути важливим механізмом впливу на перебіг цього захворювання.

Вплив короткотривалого сольового стресу на маркери оксидативного стресу та активність антиоксидантних ензимів у токоферол-дефіцитних рослин Arabidopsis thaliana

Н. М. Семчук, Ю. В. Василик, Ок. В. Лущак, В. І. Лущак

Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
e-mail: lushchak@pu.if.ua

Досліджено вміст каротиноїдів, антоціанів, рівень пероксидного окислення ліпідів та активність антиоксидантних ензимів у рослин Arabidopsis thaliana дикого типу і дефектних за біосинтезом токоферолу лініях vte1 та vte4 за дії 200 мМ NaCl протягом 24 годин. Сольовий стрес призводив до зростання інтенсивності пероксидного окислення ліпідів у всіх трьох досліджуваних ліній рослин. За дії сольового стресу концентрація каротиноїдів та активність каталази, аскорбатпероксидази, гваяколпероксидази та глутатіонредуктази зростали у рослин дикого типу та токоферол-дефіцитної лінії vte1, проте, підвищення  концентрації антоціанів спостерігалося тільки у рослин мутантної лінії vte1. У рослин мутантної лінії vte4, яка містить γ-токоферол замість α-токоферолу, відповідь на сольовий стрес відбувалася через узго­джену дію супероксиддисмутази та ензимів аскорбат-глутатіонового циклу, а саме аскорбатпероксидази, дегідроаскорбатредуктази, глутатіонредуктази та глутатіон-S-транс­ферази. Можна дійти висновку, що сольовий стрес супроводжується оксидативним стресом у трьох досліджуваних ліній рослин, разом з тим різні механізми задіяні в адаптації рослин дикого типу та токоферол-дефіцитних ліній.