Tag Archives: окислювальний стрес
Гамма-аміномасляна кислота модулює антиоксидантну та осмопротекторну системи у проростків сортів Triticum aestivum з різною посухостійкістю
Ю. Є. Колупаєв1,2,3*, І. В. Шахов1,3, О. І. Кокорев1,
Л. Криворучко2, Т. О. Ястреб1,4
1Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН України, Харків;
*e-mail: plant_biology@ukr.net;
2Полтавський державний аграрний університет, Україна;
3Державний біотехнологічний університет, Харків, Україна;
4Науково-дослідний інститут рослинництва, Прага, Чеська Республіка
Отримано: 28 серпня 2023; Виправлено: 30 вересня 2023;
Затверджено: 27 жовтня 2023; Доступно онлайн: 06 листопада 2023
Останніми роками у світі інтенсивно досліджують стрес-протекторну дію рослинних нейротрансмітерів, одним з яких є гамма-аміномасляна кислота (GABA). Проте ще недостатньо вивчений вплив GABA на стрес-протекторні системи у сортів м’якої пшениці з різними стратегіями адаптації до посухи. Метою роботи було оцінити вплив GABA на стан антиоксидантної та осмопротекторної систем етіольованих проростків двох сортів пшениці, які суттєво відрізняються за посухостійкістю, а саме Досконала (непосухостійкий) і Тобак (посухостійкий) за умов посухи. індукованої PEG 6000. Дводобові проростки переносили в 15% розчин PEG 6000 та інкубували протягом двох днів за відсутності або присутності GABA. Обробка 0,1 і 0,5 мМ GABA суттєво зменшила інгібуючу дію PEG 6000 на ріст коренів і пагонів обох сортів, але більшою мірою впливала на нестійкий сорт Досконала. Показано, що обробка GABA зменшувала спричинене посухою накопичення H2O2 та MDA, стабілізувала активність SOD та GPX, рівень цукрів, антоціанів та флавоноїдів у проростках обох сортів. Водночас обробка GABA посилювала стрес-індуковане збільшення вмісту проліну у сорту Досконала, але зменшувала його у сорту Тобак, повністю запобігла стрес-індукованому зниженню рівня антоціанів і флавоноїдів у сорту Тобак і лише частково у сорту Досконала. Таким чином, виявлено стабілізацію функціонування стрес-протекторних систем у проростків пшениці та сортозалежні відмінності у відповіді на GABA.
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.
Рабдоміоліз послаблює активність семікарбазид-чутливої аміноксидази як маркера нефропатії у діабетичних щурів
О. Гудкова*, І. Крисюк, Л. Дробот, Н. Латишко
Відділ клітинної сигналізації, Інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: ogudkova@biohem.kiev.ua
Отримано: 22 грудня 2021; Затверджено: 21 січня 2022
Амінооксидази беруть участь у розвитку багатьох захворювань та їх ускладнень, зокрема ниркової недостатності, через утворення трьох токсичних метаболітів (H2O2, альдегідів та амонію) в реакціях окисного дезамінування біогенних амінів. Участь перших двох продуктів у патогенезі нирки наразі переконливо доведено, тоді як роль амонію, як потенційного індуктора нітрозативного стресу, залишається нез’ясованою. Метою цього дослідження було перевірити, як подальше посилення окисидативного стресу вплине на метаболічні зміни, зумовлені цукровим діабетом. Для цього було використано модель гліцерол-стимульованого рабдоміолізу у щурів, як джерела потужного оксидативного стресу внаслідок вивільнення лабільного Fe3+ із зруйнованих міоцитів, на тлі стрептозотоцин-індукованого діабету. Було сформовано наступні експериментальні групи: 1 група – «Контрольна», 2 група – «Діабет», 3 група – «Діабет + рабдоміоліз». У тварин 2-ї групи порівняно з контролем спостерігалось багаторазове підвищення активності семікарбазидчутливої аміноксидази (SSAO) в нирці і крові, рівня вільних радикалів (ВР), MetHb і 3-нітротирозину (3-NT) в крові, а також поява HbNO в плазмі та динітрозильних комплексів заліза (ДНКЗ) в печінці. У тварин групи «Діабет+рабдоміоліз» порівняно з групою «Діабет» продемонстровано додаткове підвищення рівня ВР, HbNO в крові та ДНКЗ в печінці, що корелювало з появою в крові тварин 3-ї групи великої кількості Fe3+, яке було повністю відсутнє у інтактних тварин. Несподівано, у тварин групи «Діабет+рабдоміоліз» ми виявили позитивні регуляторні ефекти порівняно з групою «Діабет», зокрема, зниження активності SSAO в нирці та рівня 3-NT у плазмі, а також нормалізацію активностей про- та антиоксидантних ензимів в крові та печінці. Такі наслідки, опосередковані рабдоміолізом, можуть бути результатом виключення NO з кровообігу тварин через надмірне утворення його стабільних комплексів в крові та печінці. Отримані дані дозволяють розглядати активність SSAO як маркер ниркової недостатності за цукрового діабету. Крім того, ми припускаємо значну роль нітрозативного стресу у розвитку даної патології, на основі чого можемо рекомендувати пастки NO в комплексному лікуванні ускладнень діабету.
Регуляція оксидативного стресу у дріжджів Ogataea polymorpha – продуцента α-синуклеїну людини
Н. В. Грушаник1, О. В. Стасик2, О. Г. Стасик1*
1Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
2Інститут клітинної біології НАН України, Львів;
*e-mail: olenastasyk@gmail.com
Отримано: 2 березня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
У роботі досліджено вплив рівня позаклітинної глюкози на ензиматичну та неензиматичну ланки системи антиоксидантного захисту, а також маркери оксидативного стресу в клітинах метилотрофних дріжджів Ogataea polymorpha, які продукують рекомбінантний протеїн α-синуклеїн людини, задіяний у патогенезі нейродегенеративної хвороби Паркінсона. Встановлено, що дефіцит глюкози зумовлював підвищення активності ензимів антиоксидантного захисту супероксиддисмутази та каталази, вмісту відновленого й окисленого глутатіону в клітинах, культивованих на середовищі з 0,1% глюкози, у порівнянні з фізіологічними умовами (середовище з 1% глюкози). Окрім цього, низька концентрація глюкози в середовищі спричиняла підвищення вмісту карбонільних груп протеїнів і продуктів пероксидного окислення ліпідів. Слід зазначити, що зміщення рівноваги у бік прооксидантних змін було схожим в обох досліджуваних штамів: продуцента людського α-синуклеїну та вихідного батьківського штаму. Таким чином, лімітування глюкози в культуральному середовищі призводило до надпродукції активних форм кисню в клітинах метилотрофних дріжджів незалежно від синтезу рекомбінантного α-синуклеїну людини.
Профілювання метаболічних біомаркерів у сироватці крові пацієнтів із раком простати
F. Ali1, S. Akram1, S. Niaz1,2, N. Wajid1
1Institute of Molecular Biology and Biotechnology (IMBB) & Centre for Research In Molecular Medicine (CRIMM), The University of Lahore, Raiwind Road Lahore, Pakistan;
2Social Security Hospital Multan Chungi, Multan Road, Lahore;
e-mail: Fatima.ali@imbb.uol.edu.pk; fatemei.ali@gmail.com
Отримано: 26 липня 2019; Затверджено: 29 листопада 2019
Рак простати (РП) є однією з основних причин смерті чоловіків у всьому світі. Є декілька факторів ініціації і розвитку РП. Метою цього дослідження було оцінити різні метаболічні показники в сироватці крові пацієнтів з РП. У дослідженні брали участь чоловіки у віці 50 років і старше з нещодавно діагностованим РП (цифрове ректальне дослідження і підвищений рівень простато-специфічного антигену (PSA) в сироватці крові). Рівень глюкози і сироваткових електролітів, активність лактатдегідрогенази, параметри ліпідного обміну і функцію печінки та нирок визначали на автоматизованому аналізаторі з використанням стандартних наборів реагентів. Окислювальний стрес оцінювали шляхом вимірювання MDA, CAT, GSH і SOD в сироватці крові. С-реактивний протеїн (CRP), інсуліноподібний фактор росту (IGF-1) і судинний ендотеліальний фактор росту (VEGF) виявляли методом імуноаналізу. Показано, що рівні глюкози і HDL в сироватці крові були нижче, в той час як рівень загального холестеролу, LDL і тригліцеролів були значно вище в групі з РП, ніж у контрольній групі. Пацієнти з РП мали підвищений рівень функціональних маркерів печінки і нирок. Порівняння маркерів окисного стресу в пацієнтів з РП і контрольної групи виявило значну відмінність у показниках. Було виявлено, що рівні CRP, IGF-1 і VEGF у сироватці крові були значно вище в групі з РП порівняно з контрольною групою (P < 0,05). Низький рівень глюкози і дисліпідемія в пацієнтів з РП вказували на метаболічні зміни. Було продемонстровано важливість деяких параметрів (вільний PSA, дисліпідемія, VEGF, IGF-1, CRP і маркери окислювального стресу) для ранньої діагностики РП.
Агоністи рецепторів CB1 і NMDA зменшують токсичну дію фосфорорганічної сполуки параоксон на клітини РС12
F. Salem1, F. Bahrami1,2, Z. Bahari2, Z. Jangravi3, S. Najafizadeh-Sari4
1Neuroscience Research Center, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran;
2Department of Physiology and Medical Physics, Faculty of Medicine, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran;
3Departmentof Biochemistry, Faculty of Medicine, Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran;
4Student’ Research Committee (SRC), Baqiyatallah University of Medical Sciences, Tehran, Iran;
e-mail: f.bahrami@bmsu.ac.ir; farideh_bahrami@yahoo.com
Отримано: 01 липня 2019; Затверджено: 13 серпня 2019
Фармакологічні дослідження дозволяють припустити, що активація канабіноїдних рецепторів типу 1 (CB1) має нейропротекторний ефект щодо індукованих фосфорорганічними агентами порушень, але точних механізмів цього ефекту, а також взаємодію з рецепторами інших типів не з’ясовано. Метою цього дослідження було оцінити вплив агоністів рецепторів CB1 і NMDA на життєздатність клітин і біомаркери окисного стресу та пероксидного окислення ліпідів в клітинах РС12, які зазнали впливу параоксону. На клітини РС12 діяли 100 мкМ параоксону (фосфорорганічий агент). Проводили обробку 1 мкМ арахідоніл-2′-хлоретиламіду (ACEA) (специфічний агоніст рецепторів CB1), 100 мкМ N-метил-D-аспартату (NMDA) (агоніст рецепторів NMDA) і 1 мкМ AM251 (антагоніст рецепторів CB1). Життєздатність клітин і біомаркери окисного стресу оцінювали через 48 год інкубації. Рівень протеїну рецептора CB1 оцінювали методом Вестерн-блот. Продемонстровано, що обробка клітин РС12 параоксоном призводила до пригнічення життєздатності клітин, зниження рівня глутатіону, зниження активності супероксиддисмутази і каталази, посилення пероксидного окислення ліпідів і ослаблення експресії рецептора CB1. Показано, що застосування ACEA і NMDA нормалізувало ці показники. Протекторний ефект ACEA зникав, коли був застосований антагоніст рецепторів CB1 AM251. Таким чином, застосування АСЕА і NMDA може захистити клітини РС12 від токсичної дії параоксону завдяки збільшенню антиоксидантної здатності їх, пригніченню пероксидного окислення ліпідів і посиленню експресії рецепторів CB1.
Вплив альфа-кетоглутарату на тривалість життя та функціональне старіння Drosophila melanogaster
М. П. Лилик1, М. М. Байляк1, Г. В. Шмігель1, Дж. М. Сторі2, К. Б. Сторі2, В. І. Лущак1
1Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, Україна;
2Інститут біохімії, Карлетонський університет, Оттава, Канада;
e-mail: lushchak@pu.if.ua; bayliak@ukr.net
Досліджено вплив альфа-кетоглутарату (АКГ) на тривалість життя та функціональне старіння Drosophila melanogaster лінії Canton S. Показано, що ефекти АКГ залежать від його концентрації та статі мух. Додавання до їжі 1–10 мМ АКГ не впливало на середню та максимальну тривалість життя самців, за винятком збільшення максимальної тривалості життя за 10 мМ АКГ. Водночас, АКГ (20 мМ) скорочував середню і не впливав на максимальну тривалість життя самців. У самок АКГ за концентрацій 1 і 5 мМ не впливав на тривалість життя, а за вищих (10 та 20 мМ) – збільшував як середню, так і максимальну тривалість життя. За концентрації, яка збільшувала тривалість життя (10 мМ), АКГ знижував плодючість, підвищував стійкість до холодового стресу, проте не впливав на індуковану рухову активність та стійкість до окислювального стресу в мух обох статей середнього (24 дні) і старого (40 днів) віку. Дослідні самки середнього віку, але не самці, були стійкішими до теплового стресу та мали вищий вміст протеїну HSP90, ніж контрольні особини. Окрім того, мухи середнього віку на середовищі з АКГ мали вищі показники окислювального стресу, вищий вміст загального протеїну та триацилгліцеролів. Результати свідчать про те, що, передусім, модуляція вікових змін основного метаболізму, а не зниження інтенсивності оксидативного стресу, лежить в основі геропротекторної дії АКГ на D. melanogaster.
Нітрати і нітрити у питній воді впливають на антиоксидантні ензими в еритроцитах щурів
E. Sierra-Campos1, M. A. Valdez-Solana1, M. I. Campos-Almazán1, C. Avitia‑Domínguez2, J. L. Hernández-Rivera1, J. A. de Lira-Sánchez1, G. Garcia-Arenas3, A. Téllez-Valencia2
1Faculty of Chemical Sciences, Campus Gómez Palacio, University Juarez of Durango State, Gomez Palacio, Durango, Mexico;
e-mail: ericksier@gmail.com;
2Faculty of Medicine and Nutrition, Campus Durango, University Juarez of Durango State, Durango, Mexico;
3Faculty of Health Sciences, Campus Gómez Palacio, University Juarez of Durango State, Gomez Palacio, Durango, Mexico
У дослідженні оцінювали вплив короткострокового споживання питної води, що містить нітрати і нітрити, на антиоксидантну систему і мембрани еритроцитів щурів. Щури Wistar були випадковим чином розділені на три групи: тварини 1-ї групи (контрольної) пили тільки дистильовану воду ad libitum; у 2-й групі – воду, що містила нітрати в дозі 124 мг/кг; а в 3-й групі – воду, що містила нітрити в дозі 150 мг/кг маси тіла протягом 7 днів. Наприкінці експерименту в щурів 3-ї групи спостерігали значне зниження активності глутатіонпероксидази (GPx), глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (G6PDH) і каталази (CAT); у щурів 2-ї групи активність GPx і CAT була значно знижена, тоді як активність глутатіонредуктази і рівень пероксинітриту були без змін. Рівень малондіальдегіду (MDA) був збільшений в обох групах порівняно з контрольною групою. Також показано, що рівень метгемоглобіну і осмотична крихкість змінювалися в щурів, які отримували воду з нітратами та нітритами, порівняно з контрольною групою. Зміни були найвираженішими в щурів 3-ї групи. Дійшли висновку, що нітрати і нітрити впливають на стан антиоксидантної системи в еритроцитах щурів, в основному, за рахунок зміни активності NADPH ензимів.
Вплив нікотинаміду на життєздатність острівцевих клітин підшлункової залози
Т. М. Кучмеровська1, Г. В. Донченко1, Т. М. Тихоненко1, М. М. Гузик1,
Р. В. Ставнійчук1, Л. В. Яніцька2, С. П. Степаненко1, А. П. Клименко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна;
e-mail: kuch@biochem.kiev.ua
Досліджено модулюючий вплив різних концентрацій нікотинаміду (NAm) за різних концентрацій глюкози на життєздатність ізольованих клітин острівців Лангерганса підшлункової залози щурів і на окислювальний стрес, індукований стрептозотоцином (СТЗ, 5 ммоль/л) та гідроген пероксидом (Н2О2, 100 мкмоль/л) in vitro. Встановлено, що життєздатність острівцевих клітин не залежить від концентрації глюкози в межах 5–20 ммоль/л. У подальших дослідженнях використовували глюкозу в концентрації 10 ммоль/л з метою запобігання її гіпо- та гіперглікемічної дії. Цитопротекторний вплив NAm в концентраціях 5–20 ммоль/л на виживання цих клітин був однаковим.
Встановлено, що інкубування ізольованих острівцевих клітин підшлункової залози із СТЗ та Н2О2 протягом 24 год призводить до їх значної загибелі. Виявлено, що NАm в концентрації 5 ммоль/л не тільки виявляє цитопротекторну дію на тлі дії СТЗ та Н2О2, але й в однаковій мірі частково знижує рівень окислювального стресу в острівцевих клітинах підшлункової залози, індукованого цими сполуками. За високої концентрації NAm (35 ммоль/л) виявляє цитотоксичну дію на клітини підшлункової залози та спричинює значну інтенсифікацію окислювального стресу на тлі дії СТЗ та Н2О2.
Той факт, що NAm запобігає загибелі досліджуваних клітин у концентраціях значно вищих від тих, які є оптимальними для біосинтезу NAD+, а також для прояву його антиоксидантної дії, може свідчити про залучення й інших механізмів реалізації цитопротекторної здатності цієї сполуки, що потребує подальших досліджень.
Функції токоферолів у клітинах рослин та інших фотосинтезуючих організмів
М. Мокросноп
Інститут ботаніки ім. М. Г. Холодного НАН України, Київ;
e-mail: VictoryM6@yandex.ua
Синтез токоферолів відбувається тільки в фотосинтезуючих організмах (рослинах, водоростях і більшості ціанобактерій). Токофероли синтезуються в оболонках хлоропластів і розподіляються між мембраною хлоропластів, тилакоїдами і пластоглобулами. Фізіологічне значення токоферолів для людини та тварин добре відомо, однак порівняно мало є даних про їх функціонування в рослинних організмах. Найвивченішою функцією токоферолів є їхня здатність знешкоджувати активні форми кисню і жиророзчинні побічні продукти окислювального стресу. Існують дані про різні механізми участі α-токоферолу в захисті фотосистеми ІІ (ФС ІІ) від фотоінгібування як шляхом дезактивації синглетного кисню, що утворюється в ФСІІ, так і зниження протонної проникності тилакоїдних мембран, що веде до закислення люмену за високого освітлення та активації віолоксантин деепоксидази. Продемонстровано додаткову біологічну активність токоферолів, незалежну від їхньої антиоксидантної функції. Основні механізми цих ефектів пов’язані з модуляцією шляхів передачі сигналу за участю токоферолів, а в деяких випадках, активацією транскрипції відповідних генів.