Біологія тварин

Перегляди: 804
Bìol. Tvarin, 2018, volume 20, issue 1, pp. 28–39

СТАН ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЇ РІВНОВАГИ ТА АКТИВНІСТЬ ЕНЗИМІВ ЦИКЛУ КРЕБСА У ТКАНИНАХ ПЕЧІНКИ, СЕРЦЯ І НИРОК ЗА ДІЇ РІЗНИХ КУМУЛЯТИВНИХ ДОЗ ДОКСОРУБІЦИНУ

В. О. Дзюба1, О. Б. Кучменко1,2, О. В. Яковійчук1

Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

1Мелітопольський державний педагогічний університет імені Богдана Хмельницького,
вул. Гетьманська, 20, м. Мелітополь, 72312, Україна

2Національний університет «Києво-Могилянська Академія»,
вул. Г. Сковороди, 2, м. Київ, 04070, Україна

Доксорубіцин — потужний антрацикліновий антибіотик, який широко використовується для лікування різноманітних злоякісних новоутворень у людей. Однак при довготривалому застосуванні доксорубіцину препарат може спричинювати розвиток кардіо-, гепато- та нефротоксичності, що обмежує його клінічне застосування. Особливо небезпечним проявом цитотоксичності доксорубіцину є імовірність розвитку незворотних хронічних побічних ефектів.
У дослідженні використано 30 самців щурів із середньою масою тіла 240 г. Піддослідних тварин розділили на 3 групи (контроль, 3 тижні та 5 тижнів прийому доксорубіцину). Біохімічні показники антиоксидантної та енергетичної систем визначались у тканинах серця, печінки та нирок. Використання доксорубіцину призвело до зростання кількості ТБК-активних продуктів у всіх досліджуваних тканинах, що вказує на прооксидантні властивості препарату. Окрім того, доксорубіцин може безпосередньо впливати на активність антиоксидантних ензимів. У нашому дослідженні доксорубіцин викликав зростання активності антиоксидантних ензимів у тканинах серця та печінки, однак призводив до зниження їхньої активності у нирках. У результаті застосування доксорубіцину активність ензимів циклу лимонної кислоти в тканинах печінки зростала, а в нирках, навпаки, знижувалась. Що стосується серця, то в ньому активність ензимів циклу Кребса збільшувалась тільки протягом перших трьох тижнів терапії, а потім починала знижуватись. У результаті прийому доксорубіцину активність аспартатамінотрансферази у тканинах щурів змінювалася таким же чином, як і активність дегідрогеназ циклу Кребса.
Встановлено, що підвищення активностей сукцинатдегідрогенази та альфа-кетоглутатдегідрогенази може виступати як компенсаторна реакція на виникнення функціональних дефектів в енергетичному обміні. Оцінка комплексного впливу доксорубіцину на внутрішньоклітинні процеси допоможе у розробленні нових систем захисту організму від його цитотоксичності, однак робота у такому напрямі потребує більш детальних досліджень.

Ключові слова: АСПАРТАТАМІТОТРАНСФЕРАЗА, ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВИХ КИСЛОТ, ТБК-АКТИВНІ ПРОДУКТИ, КАТАЛАЗА, СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА, ЦИТОТОКСИЧНІСТЬ, АНТРАЦИКЛІН

  1. Abdel-Raheem I. T., Abdel-Ghany A. A. Hesperidin alleviates doxorubicin-induced cardiotoxicity in rats. J. Egypt Natl. Canc. Inst., 2009, 21 (2), pp. 175–184.
  2. Ahmed F., Urooj A. Cardioprotective activity of standardized extract of Ficus racemosa stem bark against doxorubicin-induced toxicity. Pharmaceutical biology, 2012, vol. 50, no. 4, pp. 468–473. https://doi.org/10.3109/13880209.2011.613848
  3. Arozal W., Suyatna F. D., Juniantito V., Rosdiana D. S., Amurugam S., Aulia R., Monayo E. R., Siswandi R. The Effects of Mangiferin (Mangifera indica L.) in Doxorubicin-induced Cardiotoxicity in Rats. Drug Res. (Stuttq), 2015, vol. 65, no. 11, pp. 574–580. https://doi.org/10.1055/s-0034-1394457
  4. Bazikov I. A., Beyer E. V., Lukinova V. V., Maltsev A. N. Comparative evaluation of acute toxicity doxorubicin and it’s in niosomes. Medical news of north caucasus, 2015, vol. 10, no. 3, pp. 403–406. https://doi.org/10.14300/mnnc.2015.10098
  5. Bradford, M. M. A Rapid and Sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein-Dye Binding. Anal. Biochem., 1976, vol. 72, pp. 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3
  6. Bugger H., Guzman C., Zecher C., Palmeri M., Russell R. R. 3rd. Uncoupling protein downregulation in doxorubicin-induced heart failure improves mitochondrial coupling but increase reactive oxygen species generation. Cancer Chemother Pharmacol, 2011, 67 (6), pp. 1381–1388. https://doi.org/10.1007/s00280-010-1441-7
  7. Carvalho R. A., Sousa R. P. B., Cadete V. J. J., Lopaschuk G. D., Palmeira C. M. M., Bjork J. A., Wallace K. B. Metabolic remodeling associated with subchronic doxorubicin cardiomyopathy. Toxicology, 2010, 270 (2–3), pp. 92–98. https://doi.org/10.1016/j.tox.2010.01.019
  8. Chen C. T., Wang Z. H., Hsu C. C., Lin H. H., Chen J. H. In vivo protective effects of diosgenin against doxorubicin-induced cardiotoxicity. Nutrients, 2015, 7 (6), pp. 4938–4954. https://doi.org/10.3390/nu7064938
  9. Childs A. C., Phaneuf S. L., Dirks A. J., Phillips T., Leeuwenburgh C. Doxorubicin treatment in vivo causes cytochrome c release and cardiomyocyte apoptosis, as well as increased mitochondrial efficiency, superoxide dismutase activity, and Bcl-2:Bax ratio. Cancer Research, 2002, 62 (16), pp. 4592–4598.
  10. Dyomshina O. O., Ushakova G. O., Stepchenko L. M. The effect of biologically active feed additives of humilid substances on the antioxidant system in liver mitochondria of gerbils. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 2017, 8 (2), pp. 185–190. https://doi.org/10.15421/021729
  11. El-Sheikh A. A., Morsy M. A., Mahmoud M. M., Rifaai R. A. Protective mechanisms of coenzyme-Q10 may involve up-regulation of testicular P-glycoprotein in doxorubicin-induced toxicity. Environ. Toxicol. Pharmacol., 2014, 37 (2), pp. 772–781. https://doi.org/10.1016/j.etap.2014.02.010
  12. Eshhenko N. D., Volskij G. G. Determination of the amount of succinic acid and SDH activity. Methods of biochemistry research. Leningrad, p.h.LSU, 1982, 327 p. (in Russian)
  13. Gholami S., Hosseini M. J., Jafari L., Omidvar F., Kamalinejad M., Mashayekhi V., Hosseini S. H., Kardan A., Pourahmad J., Eskandari M. R. Mitochondria as a Target for the Cardioprotective Effects of Cydonia oblonga Mill. and Ficus carica L. in Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity. Drug Res. (Stuttq), 2017, 67 (6), pp. 358–365. https://doi.org/10.1055/s-0043-101824
  14. Gupta S. C., Dekker E. E. Evidence for the Identity and Some Comparative Properties of a-Ketoglutarate and 2-Keto-4-hydroxyglutarate Dehydrogenase. The J. Biol. Chem, 1980, 255 (3), pp. 1107–1112.
  15. Ionov I. A., Shapovalov S. O., Rudenko E. V., Dolgaya M. N., Ahtyrskyi A. V., Zozulia Ju. A., Komisova T. E., Kostiuk I. A. Criteria and methods of controlling metabolism in animals and birds. Kharkiv, Institute of Animal Husbandry, 2011, 378 p. (in Ukrainian)
  16. Kalender Y., Yel M., Kalender S. Doxorubicin hepatotoxicity and hepatic free radical metabolism in rats the effects of vitamin E and catechin. Toxicology, 2005, 209, pp. 39–45. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tox.2004.12.003
  17. Koroljuk M. A., Yvanova L. Y., Majorova Y. G., Tokareva V. E. Method for the determination of catalase activity. Lab. work, 1988, 1, pp. 16–19. (in Russian)
  18. Mikuliak N. I., Kinzirskaya Yu. A. Experimental study of parameters of lipid peroxidation under the influence of doxorubicin and mexidol. Vestnik VolgGMU, 2011, 1 (37), pp. 101–103. (in Russian)
  19. Mohammadrezaei F. M., Movaghar A. F., Ghraghabi M. The effect of caffeine and chk2 inhibitor on doxorubicin-induced cellular senescence in MCF-7 cells. Drug Res (Stuttq), 2016, 66, pp. 250–454. https://doi.org/10.1055/s-0042-109390
  20. Mustafa H. N., El Awdan S. A., Hegazy G. A., Jaleel G. A. A. Prophylactic role of coenzyme Q10 and Cynara scolymus L. on doxorubicin-induced toxicity in rats: biochemical and immunohistochemical study. Indian J. Pharmacol., 2015, 47 (6), pp. 649–656. https://doi.org/10.4103/0253-7613.169588
  21. Mustafa H. N., Hegazy G. A., Awdan S. A. E., AbdelBaset M. Protective role of CoQ10 or L-carnitine on the integrity of the myocardium in doxorubicin induced toxicity. Tissue Cell, 2017, 49 (3), pp. 410–426. https://doi.org/10.1016/j.tice.2017.03.007
  22. Nagai K., Fukuno S., Konishi H. Protective effects of taurine on doxorubicin-induced acute hepatotoxicity through suppression of oxidative stress and apoptotic responses. Anticancer Drugs, 2016, 27 (1), pp. 17–23. https://doi.org/10.1097/CAD.0000000000000299
  23. Pal S., Sil P. C. A 43 kD protein from the leaves of the herb Cajanus indicus L. modulates doxorubicin induced nephrotoxicity via MAPKs and both mitochondria dependent and independent pathways. Biochimie, 2012, 94, pp. 1356–1367. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2012.03.003
  24. Panchuk R. R., Skorochyd N. R., Kozak Y. S., Lehka L. V., Chumak V. V., Omelyanchik S. N., Gurinovich V. A., Moiseenok A. G., Stoika R. S. Antioxidants selenomethionine and D-pantethine decrease the negative side effects of doxorubicin in NL/Ly lymphoma-bearing mice. Croat. Med. J., 2016, 57, pp. 180–192. https://doi.org/10.3325/cmj.2016.57.180
  25. Sirota T. V. A method for determining the antioxidant activity of superoxide dismutase and chemical compounds. Pat. 2144674 Russian Federation, G01N33/52, G01N33/68 no. 99103192/14 Publish. 24.02.1999; 20.01.2000. (in Russian)
  26. Quiles J. L., Huertas J. R., Battino M., Mataix J., Ramirez-tortosa M. C. Antioxidant nutrients and adriamycin toxicity. Toxicology, 2002, 180 (1), pp. 79-95. https://doi.org/10.1016/S0300-483X(02)00383-9
  27. Quinlan C. L., Goncalves R. L., Hey-Mogensen M., Bunik V. I., Brand M. D. The 2-oxoacid dehydrogenase complexes in mitochondria can produce superoxide/hydrogen peroxide at much higher rates than complex I. The Journal of Biological Chemistry, 2014, 289, pp. 8312–8325. https://doi.org/10.1074/jbc.M113.545301
  28. Reitman S., Frankel S. A coloric method for the determination of serum glutamic oxalacetic and glutamic pyruvic transaminases. Amer. J. Clin. Pathol., 1957, 28, pp. 56–63. https://doi.org/10.1093/ajcp/28.1.56
  29. Sankhadeep P., Parames C. S. A 43 kD protein from the leaves of the herb Cajanus indicus L. modulates doxorubicin induced nephrotoxicity via MAPKs and both mitochondria dependent and independent pathways. Biochimie, 2012, 94 (6), pp. 1356-1367. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2012.03.003
  30. Sterba M., Popelova O., Vavrova A., Jirkovsky E., Kovarikova P., Gersl V., Simunek T. Oxidative stress, redox signaling, and metal chelation in anthracycline cardiotoxicity and pharmacological cardioprotection. Antioxid. Redox Signal, 2013, 18 (8), pp. 899–929. https://doi.org/10.1089/ars.2012.4795
  31. Tokarska-Schlattner M., Lucchinetti E., Zaugg M., Kay L., Gratia S., Guzun R., Saks V., Schlattner U. Early effects of doxorubicin in perfused heart: transcriptional profiling reveals inhibition of cellular response genes. Am. J. Physiol. Requl. Inteqr. Comp. Physiol., 2010, 298 (4), pp. 1075–1088. https://doi.org/10.1152/ajpregu.00360.2009
  32. Tokarska-Schlattner M., Zaugg M., Zuppinger C., Wallimann T., Schlattner U. New insights into doxorubicin-induced cardiotoxicity: the critical role of cellular energetics. Journal of molecular and cellular cardiology, 2006, 41 (3), pp. 389–405. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2006.06.009
  33. Turunen M., Olsson J., Dallner G. Metabolism and function of coenzyme Q. Biochimia et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes, 2004, 1660 (1–2), pp. 171–199. https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2003.11.012
  34. Wallace K. B. Doxorubicin-induced cardiac mitochondriopathy. Pharmacology and Toxicology, 2003, 93, pp. 105–115. https://doi.org/10.1034/j.1600-0773.2003.930301.x
  35. Wang Y., Mei X., Yan J., Lu W., Li B., Xu D. Taurine zinc solid dispersions attenuate doxorubicin-induced hepatotoxicity and cardiotoxicity in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol., 2015, 289 (1), pp. 1–11. https://doi.org/10.1016/j.taap.2015.08.017
  36. Wei S. N., Zhao W. J., Zeng X. J., Kang Y. M., Du J., Li H. H. Microarray and co-expression network analysis of genes associated with acute doxorubicin cardiomiopathy in mice. Cardiovasc. Toxicol., 2015, 15 (4), pp. 377–393. https://doi.org/10.1007/s12012-014-9306-7
  37. Xu L., Jin L., Pan H., Zhang A., Wei G., Li P., Lu W. Deferiprone protects the isolated atria from cardiotoxicity induced by doxorubicin. Acta Pharmacologica Sinica, 2006, 27, pp. 1333–1339. https://doi.org/10.1111/j.1745-7254.2006.00409.x

скачати повний текст статті в форматі PDF

РЕКОМЕНДАЦІЇ ДЛЯ АВТОРІВ
ПУБЛІКАЦІЙНА ЕТИКА
ПРОЦЕС РЕЦЕНЗУВАННЯ
ПОЛІТИКА ЩОДО ПЛАГІАТУ
ПОЛІТИКА ВІДКРИТОГО ДОСТУПУ
КОНФІДЕЦІЙНІСТЬ
АВТОРСЬКІ ПРАВА ТА ЛІЦЕНЗУВАННЯ
АРХІВ

ICLOGO

DOAJ logo colour

gslogo

cr

cabi

nbuv

ouci0

WorldCat Logo

oa

Search