Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Том 69. № 5
DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-5-21-27
Л.А. Ромодин, А.А. Московский
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ АСКОРБИНОВОЙ, ЯБЛОЧНОЙ И ЯНТАРНОЙ КИСЛОТ НА РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫЙ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС В КЛЕТКАХ ЛИНИИ А549
Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва
Контактное лицо: Леонид Александрович Ромодин, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
РЕФЕРАТ
Актуальность: Для современной радиобиологии остается актуальной проблема поиска средств фармакологической защиты от радиационного поражения. Интерес к данной теме не ослабевает в связи с высокой химической токсичностью всех общепризнанных радиопротекторов. Одними из наиболее изучаемых в данной связи препаратов являются вещества, имеющие антиоксидантную активность, что обусловлено способностью антиоксидантов к ингибированию процессов окислительного стресса.
Цель: Изучение влияния яблочной, янтарной и аскорбиновой кислот на радиационно-индуцированный окислительный стресс в культуре клеток аденокарциномы легкого человека линии A549.
Материал и методы: Изучено влияние растворов яблочной, аскорбиновой и янтарной кислот в концентрациях 0,1, 0,5, 1 и 2 мМ на уровень радиационно-индуцированного оксидантного стресса в адсорбционной культуре клеток линии А549. Окислительный стресс был индуцирован рентгеновским излучением в дозе 8 Гр. Уровень активных форм кислорода оценивался на основании отношения интенсивности флуоресценции красителя дихлорфлуоресцеина (DCF) к таковой для красителя Hoechst-33342.
Результаты: Под влиянием изучаемых веществ наблюдалось статистически значимое снижение содержания активных форм кислорода в клетках. Наиболее выраженный эффект наблюдается в пробах, обработанных янтарной кислотой. В необлучённых пробах в присутствии аскорбиновой и яблочной кислот при концентрации изучаемых веществ 100 мкМ наблюдается статистически значимое повышение интенсивности флуоресценции, что может быть объяснено восстановлением под действием данных веществ внутриклеточного трёхвалентного железа до Fe2+, что способствовало протеканию реакцию Фентона.
Выводы: На основании полученных в ходе данного исследования результатов, можно предположить наличие некоторых радиозащитных свойств у яблочной кислоты, аскорбиновой кислоты и, в особенности, янтарной кислоты. Тем не менее, для подтверждения наличия данных свойств необходимо проведение дополнительных исследований на других модельных системах, включая различные клеточные линии. Результаты представленной работы позволяют в будущем начать разработку терапевтических схем для облегчения последствий облучения с использованием изученных веществ.
Ключевые слова: клетки А549, рентгеновское облучение, окислительный стресс, яблочная кислота, аскорбиновая кислота, янтарная кислота
Для цитирования: Ромодин Л.А., Московский А.А. Оценка влияния аскорбиновой, яблочной и янтарной кислот на радиационно-индуцированный окислительный стресс в клетках линии А549 // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69. № 5. С. 21–27. DOI:10.33266/1024-6177-2024-69-5-21-27
Список литературы
1. Рождественский Л.М. Проблемы разработки отечественных противолучевых средств в кризисный период: поиск актуальных направлений развития // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т.60. №3. С.279–290. doi: 10.31857/S086980312003011X.
2. Singh V.K., Seed T.M. The Efficacy and Safety of Amifostine for the Acute Radiation Syndrome // Expert Opinion on Drug Safety. 2019. Vol.18. No.11. P.1077–1090. doi: 10.1080/14740338.2019.1666104.
3. Васин М.В. Классификация противолучевых средств как отражение современного состояния и перспективы развития радиационной фармакологии // Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т.53. №5. С.459–467. doi: 10.7868/S0869803113050160.
4. Бурлакова Е.Б., Аткарская М.В., Фаткуллина Л.Д., Андреев С.Г. Радиационно-индуцированные изменения структурного состояния мембран клеток крови человека // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т.54. №2. С.162–168. doi: 10.7868/S0869803114020040.
5. Кузин А.М. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М.: Наука, 1986. 282 с.
6. Raj S., Manchanda R., Bhandari M., Alam M.S. Review on Natural Bioactive Products as Radioprotective Therapeutics: Present and Past Perspective // Current Pharmaceutical Biotechnology. 2022. Vol.23. No.14. P.1721–1738. doi: 10.2174/1389201023666220110104645.
7. Gonzalez E., Cruces M.P., Pimentel E., Sanchez P. Evidence that the Radioprotector Effect of Ascorbic Acid Depends on the Radiation Dose Rate // Environmental Toxicology and Pharmacology. 2018. Vol.62. P.210–214. doi: 10.1016/j.etap.2018.07.015
8. Журавлёв А.И., Зубкова С.М. Антиоксиданты. Свободнорадикальная патология, старение. Второе издание, исправленное и дополненное. М.: Белые альвы, 2014. 304 с.
9. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. 252 с.
10. Mousavi A., Pourakbar L., Siavash Moghaddam S. Effects of Malic Acid and EDTA on Oxidative Stress and Antioxidant Enzymes of Okra (Abelmoschus Esculentus L.) Exposed to Cadmium Stress // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2022. Vol.248. P.114320. doi: 10.1016/j.ecoenv.2022.114320
11. Zeng X., Wu J., Wu Q., Zhang J. L-Malate Enhances the Gene Expression of Carried Proteins and Antioxidant Enzymes in Liver of Aged Rats // Physiological Research. 2015. Vol.64. No.1. P. 71–78. doi: 10.33549/physiolres.932739
12. Wegrzyn A.B., Stolle S., Rienksma R.A., Martins Dos Santos V.A.P., Bakker B.M., Suarez-Diez M. Cofactors Revisited – Predicting the Impact of Flavoprotein-Related Diseases on a Genome Scale // Biochimica et Biophysica Acta. Molecular Basis of Disease. 2019. Vol.1865. No.2. P.360–370. doi: 10.1016/j.bbadis.2018.10.021
13. Domingo J.L., Gomez M., Llobet J. M., Corbella J. Chelating Agents in the Treatment of Acute Vanadyl Sulphate Intoxication in Mice // Toxicology. 1990. Vol. 62. No.2. P.203–211. doi: 10.1016/0300-483x(90)90110-3
14. Силантьева Т.А. Многофакторное влияние аскорбиновой кислоты на процесс репаративного остеогенеза // Современные проблемы науки и образования. 2023. №4. C.157. doi: 10.17513/spno.32901
15. Kim J., Stolarski A., Zhang Q., Wee K., Remick D. Hydrocortisone, Ascorbic Acid, and Thiamine Therapy Decreace Renal Oxidative Stress and Acute Kidney Injury in Murine Sepsis // Shock. 2022. Vol.58. No.5. P.426–433. doi: 10.1097/SHK.0000000000001995
16. Spoelstra-de Man A.M.E., Elbers, P.W.G., Oudemans-Van Straaten H.M. Vitamin C: Should we Supplement? // Current Opinion in Critical Care. 2018. Vol.24. No.4. Р.248–255. doi: 10.1097/MCC.0000000000000510
17. Закирова Г.Ш., Ишмухаметов К. Т., Саитов В. Р., Кадиков И. Р. Эффективность применения солей фумаровой и янтарной кислот при комбинированном поражении кроликов // Вестник Марийского Государственного Университета. 2022. Т.8. №3. С.256–-263. doi: 10.30914/2411-9687-2022-8-3-256-263
18. Zarubina I.V., Lukk M.V., Shabanov P.D. Antihypoxic and Antioxidant Effects of Exogenous Succinic Acid and Aminothiol Succinate-Containing Antihypoxants // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2012. Vol.153. No.3. P.336–339. doi: 10.1007/s10517-012-1709-5
19. Мороз Н.Е. Биохимия: формулы, таблицы, схемы. Калининград: Балтийский федеральный университет имени Имануила Канта, 2023. 155 с.
20. Маркова Е.О., Новиков В.Е., Парфенов Э.А., Пожилова Е.В. Комплексное соединение аскорбиновой кислоты с антигипоксантными и антиоксидантными свойствами // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2013. Т.12. №1. С.27–32.
21. Frei B., England, L., Ames, B.N. Ascorbate is an Outstanding Antioxidant in Human Blood Plasma // Proceedings of the National Academy of Sciences. 1989. Vol.86. No.16. P.6377–6381. doi: 10.1073/pnas.86.16.6377
22. Tian J., Peehl Donna M., Knox Susan J. Metalloporphyrin Synergizes with Ascorbic Acid to Inhibit Cancer Cell Growth Through Fenton Chemistry // Cancer Biotherapy and Radiopharmaceuticals. 2010. Vol.25. No.4. P.439–448. doi: 10.1089/cbr.2009.0756
23. Иванова И.П., Трофимова С.В., Пискарёв И.М. Хемилюминесценция, индуцированная реакцией Фентона, – математическое моделирование процесса; особенности, параметры и условия применения для биомедицинских исследований // Современные технологии в медицине. 2014. Т.6. №4. С.14–25.
24. Лутакин А.С., Ешкина, С. В., Осмоловская, Н. Г. Влияние экзогенных антиоксидантов на генерацию супероксидного анион-радикала в листьях огурца при стрессовом действии охлаждения и ионов меди // Вестник Санкт-Петербургского Университета. Серия 3. Биология. 2013. №4. С.65–73.
25. Шарова Е.И., Медведев, С. С., Демидчик, В. В. Аскорбат в апопласте: метаболизм и функции // Физиология растений. 2020. Т.67. №2. С.115–129. doi: 10.31857/S0015330320020153
26. Green M., Fry S. Apoplastic Degradation of Ascorbate: Novel Enzymes and Metabolites Permeating the Plant Cell Wall // Plant Biosystems – An International Journal Dealing with all Aspects of Plant Biology. 2005. Vol.139. No.1. P.2–7. doi: 10.1080/11263500500056849
27. Zhang S., Chen H., He D., He X., Yan Y., Wu K., Wei H. Effects of Exogenous Organic Acids on Cd Tolerance Mechanism of Salix Variegata Franch. Under Cd Stress // Frontiers in Plant Science. 2020. Vol.11. P.594352. doi: 10.3389/fpls.2020.594352
28. Chen M., Zhao Y., Li S., Chang Z., Liu H., Zhang D., Wang S., Zhang X., Wang J. Maternal Malic Acid May Ameliorate Oxidative Stress and Inflammation in Sows through Modulating Gut Microbiota and Host Metabolic Profiles during Late Pregnancy // Antioxidants & Redox Signaling. 2024. Vol.13. No.2. P.253. doi: 10.3390/antiox13020253
PDF (RUS) Полная версия статьи
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование.Работа выполнена в рамках НИР «Технология-3» (номер регистрации НИР в системе ЕГИСУ НИОКТР: 1230113001053).
Участие авторов. Cтатья подготовлена с равным участием авторов.
Поступила: 20.05.2024. Принята к публикации: 25.06.2024.