Активированные кислородные метаболиты в биологических системах

курсовая работа

Результаты и обсуждение

Как видно из приведенных данных, преимущественное большинство соединений, показавших в модельной системе антиоксидантный эффект, обнаруживало подобную активность и в более сложной системе. Однако были и исключения. В общем, подобное поведение антиоксидантов не является неожиданным. Известно, что усложнение системы, в которой проводятся испытания антиоксидантных свойств, приводит иногда к снижению эффективности препарата [27].

Именно этим фактом мы руководствовались, применяя в опыте концентрации веществ несколько более высокие, чем полученные для них величины ранее. Более того, в исключительных случаях может изменяться сама направленность эффекта - с антиоксидантной до прооксидантной. Это связано с синергическим эффектом при взаимодействии нескольких слабых факторов в живом объекте, приводящим к их резкому усилению.

Например, в клетке в определенных условиях может значительно возрастать энергия слабых радикальных соединений, их превращение в активаторов ПОЛ, тогда как в норме сами по себе они являются ингибиторами ПОЛ именно из-за своих радикальных свойств и не представляют опасности из-за низкой энергетичности. Это показано, в частности, в опытах с применением витамина Е. Разумеется, в каждом подобном случае причины изменения эффектов одного и того же соединения в разных условиях опыта могут быть совершенно различны, но все они, безусловно, связаны с взаимодействием того или иного соединения с какими-то структурами в изучаемой системе.

Как и в предыдущем исследовании, соединения I (DVD-2521), II (KDA-150), III (KDA-132), IV (BO-20), , V (DVD-8843), VI (DVD-2808), VII (DVD-26), VIII (NAA-85) проявили антиоксидантную активность, причем, в данном случае - в присутствии микросом. Это говорит о том, что, как минимум, эти вещества могут быть ловушками свободнорадикальных форм кислорода. Следовательно, их можно отнести к истинным антиоксидантам. Объяснить это можно различно.

Ожидаемо проявили сильные антиоксидантные свойства селеносодержащие соединения (I, V, VI). Вызвано это тем, что селен играют одну из самых важных ролей в антиоксидантной системе человека, взаимодействует с витаминаи А и Е, принимает непосредственное участие в синтезе глутатионпероксидазы - сильнейшого антиоксиданта (как уже описывалось выше). И в следствие этого возникает такой сильный антирадикальный эффект.

Остальные 5 веществ, вероятно, смогли проявить антиоксидантную активность благодаря большому количеству сопряжённых двойных связей, которые выполняют роль свободнорадикальных ловушек. Также можно предположить, что в отличии от других соединений, которые будут разобраны ниже, молекулы данных являются более компактными (имеют меньшие размеры).

Остальные вещества не обнаружили антиоксидантного эффекта на микросомах, что, вероятно, можно объяснить следующим образом.

В нашем случае вещество XIII (Л-8) проявило при инкубировании с микросомами отчетливый прооксидантный эффект, т.е. активировало ПОЛ (более чем на 40 %), тогда как в опытах с лецитином это вещество ингибировало липопереокисление, по-видимому, за счет улавливания и инактивации свободнорадикальных форм кислорода. Принимая во внимание структуру данного соединения, можно сделать вывод, что Л-8 действительно может связывать свободнорадикальные формы кислорода. В растворе лецитина это вызывает их инактивацию, поэтому процесс ПОЛ ингибируется, причем с примерно одинаковой эффективностью при разных концентрациях вещества, т.е. лимитирующим фактором, вероятно, является концентрация радикалов в среде. Однако при наличии мембранного липидного бислоя гидрофобная и довольно громоздкая молекула Л-8 проникает вглубь мембраны, задерживаясь там вместе со связанными кислородными радикалами. При встраивании молекулы Л-8 структура мембраны становится более рыхлая, радикалы кислорода получают свободный доступ к ненасыщенным жирным кислотам мембранных фосфолипидов, т.е. к субстратам ПОЛ. Проще говоря, мы считаем, что Л-8 может не только связывать, но и транспортировать радикальные формы кислорода в липидный бислой, встраиваясь в него и механически дестабилизируя его. Однако, для доказательства этого предположения целесообразно было бы сравнить влияние Л-8 на ПОЛ в лецитиновых липосомах. В подобной постановке лецитин находился бы не просто в растворе, а в составе липидного бислоя, состоящего исключительно из молекул лецитина.

Аналогичные выводы можно сделать, анализируя поведения соединения XII(DVD-0749). Следует отметить лишь, что его молекула по величине почти в 2 раза меньше Л-8, но также не является компактной молекулой. Вместе с тем, очень похожее визуально на DVD-0749 соединение XI (DVD-4702) проявляет умеренно антиоксидантные свойства в обоих случаях - и в простой безмембранной системе с субстратом ПОЛ лецитином, и при наличии этого же компонента (наряду с другими) в составе мембран микросом. Очевидно, что структурные отличия являются причиной разного поведения этих соединений, однако на данном этапе исследований не представляется возможным объяснить, каким образом.

Соединения XV (DVD-3779) и XIV (ВО-35) также, как и три вышеописанных, являются ловушками свободнорадикальных форм кислорода и, вероятно, могут переносить их в липидный мембранный бислой с разной степенью эффективности и в зависимости от типа этого бислоя.

Отдельно следует сказать о соединениях, которые были растворимы в воде - VIII (NAA-23)и XVIII (NAA-177). Они показали слабую антиоксидантную активность. Причем в случае с NAA-177 она не зависела от концентрации вещества в растворе с лецитином. В системе с микросомами препараты не функционировали как антиоксиданты. Вероятно, это связано с непроницаемостью для них липидного мембранного бислоя за счет их заряженности. Возможно, эти соединения могут проявить себя в другом биологическом качестве, например, они вполне могут действовать как нуклеофилы, участвуя в разобщении процессов дыхания и окислительного фосфорилирования в митохондриях.

Таблица 2

Порядковые номера, названия и формулы препаратов

Концентрация препаратов (мкМ)

Концентрация МДА

(нмоль на 1 мг белка за 1 мин)

Ингибирование относительно контроля (%), сравнительная гистограмма с ионолом.

I. DVD-2521

2,5

1,05±0,009

52

10

1,74±0,011

20

II. KDA-150

2,5

1,82±0,010

17

10

1,67±0,008

26

III. KDA-132

2,5

1,23±0,011

44

10

1,31±0,015

40

IV. BO-20

2,5

1,92±0,020

12

10

1,46±0,011

33

V. DVD-8843

10

1,38±0,009

37

VI. DVD-2808

10

1,23±0,011

44

VII. DVD-26

10

1,54±0,015

29

VIII. NAA-23

10

2,13±0,017

2

IX. NAA-84

10

2,00±0,017

8

X. NAA-85

10

1,54±0,010

29

Гистограмма всех показателей ингибирования в процентном соотношении относительно контроля

Делись добром ;)