<<
>>

Модельные биологические системы и их применение для оценки окислительной модификации белков и величин молекул средней массы.

Одним из методологических подходов к решению проблемы разработки и применения модельных биологических систем для оценки окислительной модификации белков и уровня молекул средней массы может быть метод их анализа в комплексе (Г.К.

Рубцов и соавт., заявка на патент на изобретение Российской Федерации № 2012153044, приоритет от 7.12.2012, решение о выдаче патента от 14.04.2014). Изучение ОМБ может быть проведено на основе реакции с 2,4-динитрофенилгидразином, являющимся реагентом на карбонильные соединения.

Одной из базовых модельных биологических систем для проведения соответствующих исследований может служить модельная биологическая система желточных липопротеидов, разработанная Г.И. Клебановым и соавт. (1988) и применяемая в условиях спонтанного и Fe2+- индуцированного окисления для оценки уровня карбонильных соединений, реагирующих с 2,4-динитрофенилгидразином.

Метод определения карбонильных групп белков может быть использован для изучения окислительной модификации в белках липопротеидов, во фракциях альбуминов и глобулинов сыворотки крови. (М.Ю. Фролова, 2003.)

В.Г. Зайцевым (2001) показано, что изменение концентрации карбонильных соединений, реагирующих с 2,4-динитрофенилгидразином, может быть использовано для оценки интенсивности ПОЛ в липосомальных модельных системах, в том числе при инициации ПОЛ металлами переходной валентности. Обосновано, что модельная система длительно протекающего процесса ПОЛ на основе суспензии фосфатидилхолиновых липосом с использованием различных

инициаторов окисления и оценкой уровня ПОЛ по содержанию карбонильных соединений, реагирующих с 2,4-динитрофенилгидразином, может служить тест-системой для скринингового выявления антиоксидантных свойств у веществ различной химической природы.

Другой серией модельных биологических систем для оценки уровня карбонильных соединений, реагирующих с 2,4-динитрофенилгидразином, могут быть предложены продукты пчеловодства - прополис, гомогенат трутневого расплода, мед, маточное молочко.

Практический интерес к использованию продуктов пчеловодства в качестве модельных биологических систем оценки уровня ОМБ в пуле МСМ связан с тем, что они могут служить тест-системами, обладающими антиоксидантными свойствами. С этих позиций исследование биохимических характеристик продуктов пчеловодства, в том числе величин ОМБ, особенно важно для медицины.

Продукты пчеловодства (например, мед, пыльца и маточное молочко) можно отнести к многофункциональным пищевым добавкам, так как они, являясь для пчел концентрированным кормом, способны обеспечить организм человека недостающими компонентами в натуральном виде (Е.А. Дубцова, 2009). Они содержат биологически активные вещества, способные оказывать влияние на обменные процессы, на чем и основывается их практическое применение (А.В. Любимов, 2002; Н.З. Хисматуллина, 2005; Т.В. Вахонина, Е.А. Вахонина, 2006; Л.Б. Лазебник и соавт., 2006; З.Ш. Магомедова, 2007; В.М. Ериков, А.К. Пунякин, 2008; Н.Л. Русакова и соавт., 2010; М.М. Коноплева, 2011; Р.Г. Фархутдинов и соавт., 2010; А.А. Анашкина и соавт., 2011; Л.Р. Ялалетдинова и соавт., 2011, 2012; Moreno M.I. et al., 2000; Radhakrishnan P. et al., 2006; Bhadauria M. et al., 2007).

В патогенезе многих расстройств важную роль играет оксидативный стресс, развивающийся в результате дисбаланса между оксидантной и антиоксидантной системами. Продукты пчеловодства обладают антиоксидантными свойствами и могут быть рекомендованы в качестве пищевых добавок для профилактики и коррекции нарушений процессов свободнорадикального окисления при патологических состояниях, физических нагрузках и стрессе. (С.П. Галиновский, 2000; В.Г. Макарова и соавт., 2000, 2004; Ю.Л. Баймурзина, 2002; В.А. Быков, Ю.В. Шикова, 2004; Г.В. Гущина, А.В. Жолнин, 2007; Д.С. Громенко и соавт., 2008; Н.В. Макарова и соавт., 2011; Ю.В. Шикова и соавт., 2011; Estrada E. et al., 2004; Kortenska-Kancheva V.D. et al., 2005; Buratti S. et al., 2007; Kancheva V.D., Bankova V.S., 2008; Herken E.N. et al., 2009; Dobre I.

et al., 2010; Gulgin T. et al., 2010; Abu-Mellal A. et al., 2012.)

Установлены позитивные влияния пищевых добавок, содержащих маточное молочко и прополис, на облученный организм, и рекомендовано их использование в лечебных целях при рентгенотерапевтических вмешательствах: введение апипрепаратов до облучения более эффективно снижало активность ПОЛ и оказывало защитное действие на параметры системы крови и печень крыс, по сравнению с введением после облучения. Способность апикомпозиций, содержащих маточное молочко и прополис, снижать интенсивность липопероксидации позволяет рекомендовать использование их при заболеваниях в патогенезе которых ключевым звеном является активация перекисного окисления липидов. (Р.М. Воронин, 2003.)

Все вышеизложенное позволяет рассматривать продукты пчеловодства как возможные модельные биологические системы для оценки уровня свободно-радикального окисления, в том числе окислительной модификации белков.

А.В. Епифанова и соавт. (2012) изучали антиокислительную активность (АОА) продуктов пчеловодства, а именно спиртовых экстрактов прополиса и личинок большой восковой моли, а также их водных извлечений из желатиноглицериновых суппозиториев по угнетению хемилюминесценции модельных систем, в которых вызывали генерацию активных форм кислорода и процессы перекисного окисления липидов. Показана преимущественная способность экстрактов прополиса и личинок большой восковой моли, а также их комбинации, взаимодействовать с различными типами радикалов и тушить хемилюминесценцию модельных систем связанных с перекисным окислением липидов и генерацией активных форм кислорода. Предполагается дальнейшая разработка мягких лекарственных форм в виде суппозиториев, мазей, гелей с содержанием в составе различных комбинаций продуктов пчеловодства (маточное молочко, трутневый гомогенизат, экстракт личинок большой восковой моли) с экстрактом прополиса в связи с его высокой антиоксидантной активностью.

Широкий спектр действия и фармакологическая активность продуктов пчеловодства обусловлены наличием сбалансированного сочетания в них важнейших биологически активных соединений.

Например, пчелиный расплод (маточные личинки) является ценным фармацевтическим сырьем, содержащим богатый спектр биологически активных компонентов. У гомогената маточных личинок установлено наличие антигипоксического эффекта в условиях свинцовой интоксикации, сравнимого с действием апилака (препарата на основе маточного молочка). Антигипоксическое действие исследованных средств обусловлено активированием аэробного звена биологического окисления и нормализацией функционирования эритроцитов. (С.В. Красовская, 2006.)

Продукт пчеловодства маточное молочко - это секрет, выделяемый глоточными и верхнечелюстными железами пчел. Он служит для вскармливания личинки, а затем самой пчелиной матки. Маточное молочко в настоящее время рассматривается как полигормональный биологический стимулятор благодаря уникальному составу - оно содержит более 100 соединений и микроэлементов, в том числе все витамины группы В, С, Н, РР, фолиевая кислота, незаменимые аминокислоты. (Л.Р. Ялалетдинова и соавт., 2011.)

Пчелиное маточное молочко по своей природе является эмульсией, в составе которой имеются белки, аминокислоты, жирные кислоты, углеводы и липиды, что приводит к образованию суспензий с разнородной высокой агрегативной устойчивостью, где проявляются стабилизирующие свойства всех компонентов молочка. (Л.В. Ошевенский и соавт., 1999.)

Природа вызываемых маточным молочком функциональных сдвигов имеет сложный комплексный характер и определяется не только химическим составом молочка, но и состоянием многоуровневых механизмов регуляции целостного организма. Прежде всего, маточное молочко затрагивает процессы внутриклеточного метаболизма. Это зависит от липотропных свойств его ингредиентов, влияющих на состояние поверхностных мембран и мембраносвязанных ферментов. Это в свою очередь, не может не отражаться на органном уровне. Кроме клеточного уровня, маточное молочко затрагивает и уровень нервной, и гуморальной регуляции, т.е. влияя на целостные, региональные, системные и даже общие для всего организма процессы.

Это проявляется в повышении тонуса парасимпатической и симпатической нервной системы, стимуляции симпато-адреналовой системы с соответствующими явлениями усиления неспецифической резистентности, которая проявляется изменением состояния системы гемостаза. Таким образом,

можно говорить, что наблюдаемые эффекты являются результатом суммирования специфических реакций, возникающих на уровне отдельных клеток, и неспецифических, представляющих комплекс рефлекторных и нейрогуморальных физиологических процессов. (М.Н. Иващенко, 2002.)

Проведено исследование действия нативного маточного молочка пчел на некоторые показатели эякулята белых крыс в нормальных условиях и при профилактике острого теплового стресса. Показано стимулирующее и протективное действие маточного молочка на сперматогенез. (Е.В. Крылова и соавт., 2011.)

Изучено влияние апилака и прополиса на некоторые метаболические показатели здоровых животных. Отмечена анаболическая направленность действия исследуемых веществ. (А.Н. Журавлева, Ю.К. Василенко, 2010.)

Помимо отдельных продуктов, для удобства применения, разработаны композиционные смеси, содержащие в своем составе сразу несколько продуктов пчеловодства: апитонус - высококачественный мед (98%) с добавлением нативного маточного молочка (2%); апифитотонус-1 (мед + 2% маточного молочка + 4% пыльцы); апифитотонус-2 (мед + 2% маточного молочка + 20% пыльцы); апитоник (мед + 1% прополиса + 2% маточного молочка + 4% пыльцы). Благодаря своему уникальному составу биологически активные продукты пчеловодства могут применяться в качестве дополнительной поддержки в лечебном питании ослабленных больных. (Е.А. Дубцова, 2009.)

Исследовано влияние ингаляционного средства на основе пчелиного маточного молочка и прополиса («Апингалин») на эндогенную интоксикацию у крыс в условиях моделирования отека легких. Курс ингаляций средством «Апингалин» при моделировании адреналового отека легких у крыс способствовал снижению интенсивности

формирования эндогенной интоксикации, в том числе уменьшению выброса эндогенных токсинов в кровь из ткани легких, снижению активности ПОЛ, восстановлению системы биотранспорта эндогенных токсинов, повышению сорбционной емкости эритроцитов, концентрации альбумина, повышению концентрации общего белка.

После ингаляций средством «Апингалин» наблюдалось снижение выраженности эндогенной интоксикации, проявлявшееся уменьшением содержания МСМ в плазме и на эритроцитах, восстановлением функциональной активности печени и почек. (А.А. Анашкина, 2012.)

Вместе с тем механизм лечебного действия продуктов пчеловодства невозможно полностью объяснить вследствие сложности и многообразия их состава (Е.А. Дубцова, 2009). В этом плане остаются актуальными и практически значимыми биохимические исследования по изучению механизмов влияния продуктов пчеловодства на обменные процессы в организме, в том числе на процессы свободнорадикального окисления (ПОЛ, ОМБ) и антиоксидантной защиты.

Одним из аспектов таких исследований может явиться рассмотрение продуктов пчеловодства как модельных биологических систем оценки окислительной модификации белков и величин молекул средней массы, в комплексе с использованием других модельных биологических систем, апробированных ранее для изучения состояния свободнорадикального окисления: например, модельной биологической системой желточных липопротеидов (Г.И. Клебанов и соавт., 1988). Кроме того, может представлять интерес применение модельных биологических систем, содержащих продукты пчеловодства и предусматривающих инкубацию в присутствии крови, для выявления степени их влияния на уровень окислительных процессов (как спонтанного, так и металл-индуцируемого характера).

Показано, что одним из перспективных направлений экспериментального изучения продуктов пчеловодства, в том числе маточного молочка и прополиса, является разработка вопроса об их влиянии на систему крови, прежде всего на состояние ее гомеостатических функций. Кровь, кроме доставки веществ в ткани, выполняет различные гомеостатические функции, поддерживает оптимальные условия для жизнедеятельности клеток, органов, то есть обеспечивает сохранение органного и клеточного гомеостаза. Результаты, полученные при введении «Апилака» в организм, свидетельствуют о способности препарата выступать в качестве биокорректора липидного обмена. Использование апипродуктов в широком интервале доз с применением различных биологических тестов показало высокую физиологическую активность пчелопродуктов на различных уровнях гомеостаза: клеточном, органном, организменном. (М.Н. Иващенко, 2002.)

По данным Р.Р. Фархутдинова, Ю.Л. Баймурзиной (2011), при инкубации препаратов продуктов пчеловодства с кровью, может быть оценено их действие на генерацию АФК фагоцитирующими клетками. В исследованиях, проведенных этими авторами, показано, что из продуктов пчеловодства максимальное антиоксидантное действие на генерацию АФК выявлено у прополиса. Наибольшая способность взаимодействовать с липидными радикалами отмечена у прополиса, пыльцы, апилака. Уникальной способностью природных антиоксидантов является то, что, наряду с АОА, они способны стимулировать образование АФК в фагоцитах, с которыми связана микробицидность клеток крови. Прополис, пыльца и перга стимулировали хемилюминесценцию цельной крови.

Таким образом, анализ данных литературы позволяет предложить следующие основные серии модельных биологических систем для оценки окислительной модификации белков и величин молекул средней массы:

1) изучение исходных параметров анализируемых тестов в желточных липопротеидах, сыворотке крови экспериментальных животных (крыс), продуктах пчеловодства (прополисе, гомогенате трутневого расплода, меде, маточном молочке);

2) определение изменений изучаемых тестов в модельной биологической системе «желточные липопротеиды» при введении сыворотки крови и (или) продуктов пчеловодства.

С позиций биохимического обоснования влияния продуктов пчеловодства на процессы ОМБ в пуле МСМ, модельная биологическая система «желточные липопротеиды» и сыворотка крови могут выступать в качестве средства сравнения. Каждую серию наблюдений необходимо реализовать в условиях и спонтанной, и металл-индуцируемой ОМБ, что позволит характеризовать соотношение этих процессов в исследуемых модельных биологических системах.

<< | >>
Источник: Рубцов Георгий Константинович. МОДЕЛЬНАЯ БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЖЕЛТОЧНЫХ ЛИПОПРОТЕИДОВ: ПАРАМЕТРЫ СПОНТАННОЙ И Ие2+-ИНИЦИИРОВАННОЙ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ В КОМПЛЕКСЕ С УРОВНЕМ МОЛЕКУЛ СРЕДНЕЙ МАССЫ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Пенза - 2014. 2014

Еще по теме Модельные биологические системы и их применение для оценки окислительной модификации белков и величин молекул средней массы.:

  1. Актуальность проблемы.
  2. Материал и методы исследования.
  3. Содержание
  4. ВВЕДЕНИЕ
  5. Комплексный подход к изучению параметров окислительной модификации белков и уровня молекул средней массы в клинико­биохимическом анализе эндогенной интоксикации.
  6. Модельные биологические системы и их применение для оценки окислительной модификации белков и величин молекул средней массы.
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -