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
- Введение
- Активированные кислородные метаболиты в биологических системах. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных и окислительных процессов. Перекисное окисление липидов
- Активированные кислородные метаболиты. Общие сведения
- Классификация АКМ
- Биологическая роль АКМ
- Антиоксиданты
- Витамин С
- Каротиноиды
- Витамин Е
- Селен
- Глутатионпероксидаза
- Перекисное окисление липидов
- Материалы и методы
- Общие сведения
- Выделение микросом печени крысы
- Исследование индукции ПОЛ
- Определение концентрации белка по методу Бредфорда
- Результаты и обсуждение
- Выводы
- Неспецифические метаболиты.
- Патогенетические механизмы повреждений клеток, обусловленных возобновлением кровообращения после ишемии
- 6.2. Области применения активированных углей
- 3.11.14. Апоптоз
- 5.1. Местные механизмы регуляции кровообращения.
- Глава 1. Общая характеристика и классификация свободных радикалов. Активированные кислородные метаболиты.
- 2.4.2 Модельный пример 2 – биологическая очистка сточных вод (процесс активированного отстоя)
- Комплекс с5b678
- Контрольные вопросы