Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту
Пусковим механізмом порушень окисного метаболізму є дисбаланс генерування активних форм кисню (АФК) у клітинах організму та його регуляція антиоксидантними системами. Мета: дослідити вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм та протипухлинну активність макрофагів. Об’єкт і методи: робота в...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Онкологія |
|---|---|
| Дата: | 2016 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України
2016
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145274 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту / Л.І. Маковецька, О.А. Главін, М.О. Дружина, В.О. Шляховенко, В.М. Михайленко // Онкологія. — 2016. — Т. 18, № 4. — С. 289-293. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-145274 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Маковецька, Л.І. Главін, О.А. Дружина, М.О. Шляховенко, В.О. Михайленко, В.М. 2019-01-20T08:54:54Z 2019-01-20T08:54:54Z 2016 Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту / Л.І. Маковецька, О.А. Главін, М.О. Дружина, В.О. Шляховенко, В.М. Михайленко // Онкологія. — 2016. — Т. 18, № 4. — С. 289-293. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1562-1774 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145274 Пусковим механізмом порушень окисного метаболізму є дисбаланс генерування активних форм кисню (АФК) у клітинах організму та його регуляція антиоксидантними системами. Мета: дослідити вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм та протипухлинну активність макрофагів. Об’єкт і методи: робота виконана на мишах лінії C₅₇Bl/6, яким перещеплювали карциному легені Льюїс. Тваринам вводили разово і фракціоновано АФК-генеруючі препарати (аскорбінова кислота, водорозчинна форма вітаміну К, орнітиновий комплекс міді, фероцену, пероксиду водню). У роботі використано біохімічні, біофізичні, спектрометричні та статистичні методи. Результати: досліджувані чинники активують генерацію супероксидного аніон-радикала макрофагами та пригнічують його генерування гепатоцитами. Відмічено зниження каталазної активності як у печінці, так і клітинах пухлини. Проте у крові при дії пар досліджуваних чинників відзначали тенденцію до її активації. Висновки: максимальний ефект курсового застосування АФК-генеруючих систем викликає поєднане введення аскорбінової кислоти і міді, що може бути використано для розробки протипухлинних препаратів. Курсове застосування АФК-генеруючих систем (зокрема фероцену та пероксиду водню) порушує окисний метаболізм у клітинах карциному легені Льюїс, що супроводжується зниженням каталазної активності. An imbalance of reactive oxygen species (ROS) generation in cells and deregulation of antioxidant systems is the trigger of oxidative metabolism disorders in organism. Objective: to investigate the effect ofROS-generating systems on oxidative metabolism and antitumor activity of macrophages. Object and methods: the study was conducted on the C₅₇Bl/6 mice with Lewis lung carcinoma. The animals were treated with single or fractionated ROS-generating agents (ascorbic acid, vitamin K, ornithine copper complex, ferrocene, hydrogen peroxide). We used biochemical, biophysical, spectrometric and statistical methods. Results: studying factors activate the generation of superoxide anion radical by macrophages and inhibit its production by hepatocytes. The reduction of catalase activity in the liver and tumor cells was observed. However, in the blood we detected a tendency to it activation after treatment with pairs of investigated factors. Conclusions: the maximum effect of a course use of ROS-generating systems reported after combined administration of ascorbic acid and copper that can be used for the development of anticancer drugs. Course use of ROS-generating systems (in particular ferrocene, and hydrogen peroxide) violated oxidative metabolism in the Lewis lung carcinoma cells, which is accompanied by a decrease in catalase activity. uk Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України Онкологія Оригинальные исследования Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту The influence of ROS-generating systems on oxidative metabolism of intact and tumor bearing mice Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту |
| spellingShingle |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту Маковецька, Л.І. Главін, О.А. Дружина, М.О. Шляховенко, В.О. Михайленко, В.М. Оригинальные исследования |
| title_short |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту |
| title_full |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту |
| title_fullStr |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту |
| title_full_unstemmed |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту |
| title_sort |
вплив афк-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту |
| author |
Маковецька, Л.І. Главін, О.А. Дружина, М.О. Шляховенко, В.О. Михайленко, В.М. |
| author_facet |
Маковецька, Л.І. Главін, О.А. Дружина, М.О. Шляховенко, В.О. Михайленко, В.М. |
| topic |
Оригинальные исследования |
| topic_facet |
Оригинальные исследования |
| publishDate |
2016 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Онкологія |
| publisher |
Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології ім. Р.Є. Кавецького НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The influence of ROS-generating systems on oxidative metabolism of intact and tumor bearing mice |
| description |
Пусковим механізмом порушень окисного метаболізму є дисбаланс генерування активних форм кисню (АФК) у клітинах організму та його регуляція
антиоксидантними системами. Мета: дослідити вплив АФК-генеруючих
систем на окисний метаболізм та протипухлинну активність макрофагів. Об’єкт і методи: робота виконана на мишах лінії C₅₇Bl/6, яким перещеплювали карциному легені Льюїс. Тваринам вводили разово і фракціоновано АФК-генеруючі препарати (аскорбінова кислота, водорозчинна форма
вітаміну К, орнітиновий комплекс міді, фероцену, пероксиду водню). У роботі використано біохімічні, біофізичні, спектрометричні та статистичні
методи. Результати: досліджувані чинники активують генерацію супероксидного аніон-радикала макрофагами та пригнічують його генерування
гепатоцитами. Відмічено зниження каталазної активності як у печінці,
так і клітинах пухлини. Проте у крові при дії пар досліджуваних чинників відзначали тенденцію до її активації. Висновки: максимальний ефект
курсового застосування АФК-генеруючих систем викликає поєднане введення аскорбінової кислоти і міді, що може бути використано для розробки протипухлинних препаратів. Курсове застосування АФК-генеруючих
систем (зокрема фероцену та пероксиду водню) порушує окисний метаболізм у клітинах карциному легені Льюїс, що супроводжується зниженням каталазної активності.
An imbalance of reactive oxygen species
(ROS) generation in cells and deregulation of antioxidant systems is the trigger of oxidative metabolism disorders in organism. Objective: to investigate the effect
ofROS-generating systems on oxidative metabolism and
antitumor activity of macrophages. Object and methods:
the study was conducted on the C₅₇Bl/6 mice with Lewis
lung carcinoma. The animals were treated with single or
fractionated ROS-generating agents (ascorbic acid, vitamin K, ornithine copper complex, ferrocene, hydrogen
peroxide). We used biochemical, biophysical, spectrometric and statistical methods. Results: studying factors
activate the generation of superoxide anion radical by
macrophages and inhibit its production by hepatocytes.
The reduction of catalase activity in the liver and tumor
cells was observed. However, in the blood we detected
a tendency to it activation after treatment with pairs of
investigated factors. Conclusions: the maximum effect
of a course use of ROS-generating systems reported after combined administration of ascorbic acid and copper that can be used for the development of anticancer
drugs. Course use of ROS-generating systems (in particular ferrocene, and hydrogen peroxide) violated oxidative metabolism in the Lewis lung carcinoma cells,
which is accompanied by a decrease in catalase activity.
|
| issn |
1562-1774 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/145274 |
| citation_txt |
Вплив АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм мишей у нормі та за пухлинного росту / Л.І. Маковецька, О.А. Главін, М.О. Дружина, В.О. Шляховенко, В.М. Михайленко // Онкологія. — 2016. — Т. 18, № 4. — С. 289-293. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT makovecʹkalí vplivafkgeneruûčihsistemnaokisniimetabolízmmišeiunormítazapuhlinnogorostu AT glavínoa vplivafkgeneruûčihsistemnaokisniimetabolízmmišeiunormítazapuhlinnogorostu AT družinamo vplivafkgeneruûčihsistemnaokisniimetabolízmmišeiunormítazapuhlinnogorostu AT šlâhovenkovo vplivafkgeneruûčihsistemnaokisniimetabolízmmišeiunormítazapuhlinnogorostu AT mihailenkovm vplivafkgeneruûčihsistemnaokisniimetabolízmmišeiunormítazapuhlinnogorostu AT makovecʹkalí theinfluenceofrosgeneratingsystemsonoxidativemetabolismofintactandtumorbearingmice AT glavínoa theinfluenceofrosgeneratingsystemsonoxidativemetabolismofintactandtumorbearingmice AT družinamo theinfluenceofrosgeneratingsystemsonoxidativemetabolismofintactandtumorbearingmice AT šlâhovenkovo theinfluenceofrosgeneratingsystemsonoxidativemetabolismofintactandtumorbearingmice AT mihailenkovm theinfluenceofrosgeneratingsystemsonoxidativemetabolismofintactandtumorbearingmice |
| first_indexed |
2025-11-24T16:08:27Z |
| last_indexed |
2025-11-24T16:08:27Z |
| _version_ |
1850850835099025408 |
| fulltext |
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
289ОНКОЛОГИЯ • Т. 18 • № 4 • 2016 289
ВСТУП
В останні десятиліття дослідження в галузі окис-
ного метаболізму були зосереджені на вивченні ге-
нерації вільних радикалів та їх участі у ферментатив-
них і неферментативних реакціях. Після відкриття
супероксиддисмутази (СОД) та вивчення її ролі в пе-
ребігу окисно-відновних реакцій в організмі вияв-
лено важливу роль кисневих радикалів у цих проце-
сах [1]. Головним джерелом радикальних продуктів
у нормально функціонуючих клітинах є реакція од-
ноелектронного відновлення молекулярного кис-
ню з утворенням супероксидного аніон-радикала
(О2
.-). Він генерується в процесі функціонування ди-
хального ланцюга мембран мітохондрій, НАДФН-
комплексу цитоплазматичної мембрани або мемб-
ран ендоплазматичного ретикулуму. Крім того, О2
.-
утворюється при багатьох інших ферментативних
і неферментативних реакціях, ініціюючи утворен-
ня низки кисневих радикальних та нерадикальних
продуктів, що характеризуються високою реактив-
ністю [2]. Тому вони були об’єднані у групу актив-
них форм кисню (АФК).
Їх роль в організмі може бути як позитивною,
так і негативною. АФК є пусковими, ініціюючи-
ми чинниками як у формуванні патологічних пе-
ретворень в організмі, так і в регуляторних проце-
сах адаптації до дії зовнішніх і внутрішніх впливів.
У фагоцитуючих клітинах (зокрема макрофагах —
МФ) при контакті з ксенобіотиками активується
процес генерування НАДФН, що зумовлює утво-
рення супероксиду. Інтенсивність цієї реакції ха-
рактеризує фагоцитарну активність МФ. У гепа-
тоцитах (ГЦ) токсичні речовини детоксикуються,
переважно шляхом їх окиснення. Для цього за учас-
тю цитохрому Р450 активно виробляється О2
.-. Над-
лишки АФК інактивуються ферментними антиок-
сидантними системами. Фінальний етап контро-
лює каталаза.
Тому метою роботи було дослідження впливу
АФК-генеруючих систем на окисний метаболізм
та протипухлинну активність МФ.
ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Робота виконана з використанням мишей лі-
нії C57Bl/6 відповідно до вимог Державного комі-
тету з біоетики.
Тваринам дослідної групи вводили внутрішньо-
очеревинно в різних комбінаціях 20 мМ аскорбі-
нової кислоти (АК), 10 мМ водорозчинної форми
вітаміну К (ВіК), 10 мМ орнітинового комплек-
су міді (Cu(Orn)2), 0,2% розчин (0,3 мл) фероце-
ну (Fe(C5H5)2), пероксид водню (0,03%). Експери-
менти проводили через 1 і 24 год після одноразово-
го введення досліджуваних чинників, а також після
курсового застосування з введенням цих агентів
на 3-тю, 8-му, 26-ту добу після перещеплення кар-
циноми легені Льюїс (КЛЛ) за стандартною мето-
дикою. Клітини КЛЛ були одержані з Клітинно-
ВПЛИВ АФК-ГЕНЕРУЮЧИХ
СИСТЕМ НА ОКИСНИЙ
МЕТАБОЛІЗМ МИШЕЙ У НОРМІ
ТА ЗА ПУХЛИННОГО РОСТУ
Пусковим механізмом порушень окисного метаболізму є дисбаланс генеру-
вання активних форм кисню (АФК) у клітинах організму та його регуляція
антиоксидантними системами. Мета: дослідити вплив АФК-генеруючих
систем на окисний метаболізм та протипухлинну активність макрофа-
гів. Об’єкт і методи: робота виконана на мишах лінії C57Bl/6, яким пере-
щеплювали карциному легені Льюїс. Тваринам вводили разово і фракціоно-
вано АФК-генеруючі препарати (аскорбінова кислота, водорозчинна форма
вітаміну К, орнітиновий комплекс міді, фероцену, пероксиду водню). У ро-
боті використано біохімічні, біофізичні, спектрометричні та статистичні
методи. Результати: досліджувані чинники активують генерацію супер-
оксидного аніон-радикала макрофагами та пригнічують його генерування
гепатоцитами. Відмічено зниження каталазної активності як у печінці,
так і клітинах пухлини. Проте у крові при дії пар досліджуваних чинни-
ків відзначали тенденцію до її активації. Висновки: максимальний ефект
курсового застосування АФК-генеруючих систем викликає поєднане вве-
дення аскорбінової кислоти і міді, що може бути використано для розроб-
ки протипухлинних препаратів. Курсове застосування АФК-генеруючих
систем (зокрема фероцену та пероксиду водню) порушує окисний мета-
болізм у клітинах карциному легені Льюїс, що супроводжується знижен-
ням каталазної активності.
Л.І. Маковецька
О.А. Главін
М.О. Дружина
В.О. Шляховенко
В.М. Михайленко
Інститут експериментальної
патології, онкології
і радіобіології
ім. Р.Є. Кавецького
НАН України, Київ, Україна
Ключові слова:
АФК-генеруючі системи,
макрофаги, супероксидний
аніон-радикал, окисний
метаболізм, ферменти
антиоксидантного захисту.
ОНКОЛОГИЯ • Т. 18 • № 4 • 2016
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
290
го банку лінії з тканин людини і тварин Інституту
експериментальної патології, онкології і радіобіо-
логії ім. Р.Є. Кавецького Національної академії
наук України.
Досліджували прооксидантно-антиоксидантне
співвідношення [3] у крові мишей методом інду-
кованої пероксидом водню хемілюмінесценції, ка-
талазну активність [4] у периферичній крові (ПК),
печінці та клітинах перещепленої КЛЛ, швидкість
генерування супероксидного аніон-радикала (О2
.-)
МФ і ГЦ [5], рівень генерування радикалів у ткани-
нах організму за допомогою флуоресцентного зонда
діхлорофлуоресцеїндіацетату (DCFDA) [6], сумарну
активність ксантиноксидоредуктази (КсОР) та ак-
тивність дегідрогеназної (КсД, ЕС 1.1.1.204) і окси-
дазної (КсО, ЕС 1.1.3.22) ізоформ ферменту в МФ,
ГЦ і клітинах пухлини визначали за утворенням се-
чової кислоти із ксантину у модифікації для план-
шетного рідера з використанням оксонової кисло-
ти для інгібування уреаз [7, 8].
Статистичну обробку результатів проводили з ви-
користанням t-критерію Стьюдента [9].
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
В експериментах in vitro досліджували можли-
вість генерації АФК при взаємодії зазначених пре-
паратів (ВіК, Cu(Orn)2, Fe(C5H5)2) з АК. Найбільш
ефективною АФК-генеруючою парою in vitro вия-
вився Fe(C5H5)2 у комбінації з АК (табл. 1). Інтен-
сивність генерації АФК при використанні цієї пари
порівняно з іншими (ВіК + АК і Cu(Orn)2 + АК) під-
вищена у 1,8 та 1,6 раза відповідно та у 5,3 і 2,0 раза
за використання цих чинників окремо.
Таблиця 1
Інтенсивність генерації АФК (ум. од.)
у 0,05 M PBS буфері (pH 7,4)
АК ВіК Cu(Orn)2 Fe(C5H5)2
ВіК +
АК
Cu(Orn)2 +
АК
(Fe(C5H5)2 +
АК
58 21 18 22 65 74 117
Наступним етапом роботи було дослідження
впливу АФК-генеруючих систем на окисний мета-
болізм мишей. При дослідженні швидкості генеру-
вання супероксидного аніон-радикала МФ мишей
після їх активації АФК-генеруючими препарата-
ми виявлено, що найбільш потужними активато-
рами МФ виявилися АК та ВіК (рис. 1). Стимулю-
юча дія АК продовжувалася і через 24 год, у той час
як ефект ВіК був короткочасним. При поєднаному
застосуванні Fe(C5H5)2, Cu(Orn)2 та ВіК гальмують
стимулюючу дію АК, внаслідок чого швидкість утво-
рення О2
.- МФ зростає повільно. Проведене дослі-
дження свідчить, що, застосовуючи зазначені чин-
ники у різних варіаціях, можна отримувати різний
рівень активації МФ, досягаючи експресного мак-
симуму чи пролонгованого ефекту з певною (запро-
грамованою) швидкістю генерування супероксид-
ного аніон-радикала.
У той же час у ПК мишей відмічено значне зрос-
тання каталазної активності — ключового ферменту
антиоксидантного захисту — після введення АК як
окремо, так і разом з іншими досліджуваними чин-
никами (рис. 2). Найбільш ефективними індуктора-
ми генерування каталази (у порядку зростання) че-
рез 1 год після введення були пари АК + ВіК, АК +
Fe(C5H5)2 та АК + Cu(Orn)2. Проте через 24 год ак-
тивність цього ферменту в усіх варіантах досліду
(крім тих активуючих факторів, до складу яких вхо-
див ВіК) була знижена. Через 24 год каталазна ак-
тивність після введення ВіК і за поєднаної дії (АК +
ВіК) зростала. Вірогідно, введення АК, Fe(C5H5)2,
Cu(Orn)2 та ВіК порушує прооксидантно-антиок-
сидантне співвідношення не лише завдяки актива-
ції МФ, стимулюючи генерування ними АФК, але
і внаслідок утворення АФК АК та її поєднаною дією
з металами змінної валентності.
0
10
20
30
40
50
60
70
Ê
À
Ê
Â
³Ê
C
u(
O
rn
) 2
À
Ê
+
F
e(
C
5H
5) 2
À
Ê
+
C
u(
O
rn
) 2
À
Ê
+Â
iÊ
óì
. î
ä.
1 ãîä 24 ãîä
Рис. 1. Швидкість генерування супероксидного аніон-
радикала (ум. од.) МФ мишей після їх активації АК, ВіК,
Cu(Orn)2, Fe(C5H5)2 у 1-шу та 24-ту годину спостережен-
ня (К — контроль)
1 ãîä 24 ãîä
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
%
Ê
À
Ê
Â
³Ê
C
u(
O
rn
) 2
À
Ê
+
F
e(
C
5H
5) 2
À
Ê
+
C
u(
O
rn
) 2
À
Ê
+Â
iÊ
Рис. 2. Каталазна активність (%) ПК мишей після вве-
дення АК, ВіК, Cu(Orn)2, Fe(C5H5)2 у 1-шу та 24-ту годи-
ну спостереження (К — контроль)
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
291ОНКОЛОГИЯ • Т. 18 • № 4 • 2016 291
Зміни прооксидантно-антиоксидантного співвід-
ношення в крові (рис. 3.) після введення тваринам
досліджуваних факторів показали, що у всіх варіан-
тах досліду як через 1 год, так і через 24 год значення
цього показника (тест хемілюмінесценції) колива-
лося нижче контрольного рівня. Це свідчить про ак-
тивацію систем антиоксидантного захисту і, зокре-
ма, каталази.
1 ãîä 24 ãîä
0
20
40
60
80
100
120
%
Ê
À
Ê
Â
³Ê
C
u(
O
rn
) 2
À
Ê
+
F
e(
C
5H
5) 2
À
Ê
+
C
u(
O
rn
) 2
À
Ê
+Â
iÊ
Рис. 3. Рівень прооксидантно-антиоксидантного спів-
відношення (%) у ПК мишей після введення АК, ВіК,
Cu(Orn)2, Fe(C5H290)2 у 1-шу та 24-гу годину спостережен-
ня (К — контроль)
Варто зазначити, що радикал-генеруючі систе-
ми (АК + метал змінної валентності чи ВіК) є зна-
чно потужнішими стимуляторами каталази, а віро-
гідно, й інших антиоксидантних ферментів порів-
няно з їхньою окремою дією.
Відомо, що АК може викликати протилежно
спрямовані ефекти: генерувати і перехоплювати
АФК, що залежить від умов і навколишніх субстра-
тів. У роботі [10] показано, що АК (0,1 ммоль/л)
у системі Фентона (Fe3+, ЕДТА, Н2О2) у 2,8 раза при-
скорює пероксидне окиснення дезоксирибози. Сен-
сибілізуючий ефект пов’язують із відновленням АК
Fe3+ до Fe2+. У свою чергу, Fe2+ ефективно розкла-
дає Н2О2 з утворенням ОН-радикалів. Крім цього,
виявлено, що в присутності металів змінної валент-
ності за нейтральних і лужних значень рН АК швид-
ко окиснюється з утворенням проміжного продук-
ту — радикала АК. Цей механізм генерування ради-
кала АК із подальшим утворенням ОН-радикала без
участі Н2О2 в модельній системі Fe3+ + ЕДТА + АК
був продемонстрований у дослідженні [10].
Подальші наші роботи виконано на мишах із КЛЛ.
Курсове застосування АФК-генеруючих систем (до-
сліджуваних чинників) різко активує МФ (рис. 4).
АК стимулює вироблення О2
.- більше ніж у 2 рази
(2,6 раза; р ≤ 0,05). Але у парі з Fe(C5H5)2 і Cu(Orn)2
ефект зростає в 5,8 і 10,5 раза (р ≤ 0,05) відповідно.
Це свідчить про можливість використання цього ме-
ханізму активації перитонеальних МФ у протипух-
линному опорі організму.
У ГЦ спостерігали дещо іншу ситуацію (див.
рис. 4). Відомо, що продукти метаболізму пухлини,
потрапляючи до печінки, сприймаються ГЦ як ксе-
нобіотики. Внаслідок цього в таких клітинах активу-
ється система детоксикації, що спрямована на ней-
тралізацію активних шкідливих чинників шляхом
їх окиснення. Ключовим фактором цього механіз-
му є генерування на цитохромі Р450 супероксидно-
го аніон-радикала.
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4
óì
. î
ä.
ÃÖ ÌÔ
Рис. 4. Швидкість генерування супероксидного аніон-ра-
дикала (ум. од.) МФ та ГЦ у ПК мишей із КЛЛ за дії до-
сліджуваних чинників: 1 — контроль; 2 — АК; 3 — АК +
Fe(C5H5)2; 4 — АК + Cu(Orn)2
Курсове застосування АФК-генеруючих інгре-
дієнтів підвищує рівень О2
.- та інших активних ра-
дикальних продуктів у ПК, що сприяє окисненню
шкідливих метаболітів (чи продуктів розпаду) клі-
тин пухлини. Завдяки цьому до клітин печінки, ві-
рогідно, надходять зазначені ксенобіотики зі зна-
чно нижчою концентрацією. У результаті ми спо-
стерігали тенденцію до зниження (в 1,1–1,4 раза)
вироблення О2
.- ГЦ тварин із пухлинами після кур-
сового застосування АФК-генеруючих систем.
Визначення активності ферменту КсОР у клітинах
тварин із КЛЛ (рис. 5) показало, що у клітинах печінки
активність його за впливу АК та АК + Cu(Orn)2 досто-
вірно зростала (у 1,28 та 1,33 раза відповідно; р ≤ 0,05)
без змін у співвідношенні КсО- та КсД-ізоформ фер-
менту. У пухлинних клітинах активацію КсОР фік-
сували як за окремого впливу АК (у 1,21 раза на рівні
тенденції), так і у комплексі з Fe(C5H5)2 або Cu(Orn)2
(у 1,51 раза; р ≤ 0,05). Співвідношення активності
КсО- та КсД-ізоформ ферменту, як і у випадку з клі-
тинами печінки, достовірно не змінювалося. Най-
більшу активацію КсОР (р ≤ 0,05) при дії АК, АК +
Fe(C5H5)2 та АК + Cu(Orn)2 відзначали у МФ — від-
повідно у 1,62; 1,85 і 2,13 раза (див. рис. 5). Більшою
мірою КсОР представлена КсО-ізоформою. Її актив-
ність зростала в 1,23; 1,40 та 1,95 раза за дії АК, АК +
Fe(C5H5)2 та АК + Cu(Orn)2 відповідно (р ≤ 0,05).
Таким чином, відмічено кореляцію між актива-
цією КсОР у МФ (при достовірному (р ≤ 0,05) під-
ОНКОЛОГИЯ • Т. 18 • № 4 • 2016
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
292
вищенні активності КсО-ізоформи ферменту) та ін-
тенсивністю генерування супероксидного аніон-
радикала.
0
50
100
150
200
250
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Ïå÷³íêà Ïóõëèíà ÌÔ
%
斀
ÊñÎ
Рис. 5. Активність КсОР у клітинах тварин із КЛЛ за дії
досліджуваних чинників: 1 — контроль; 2 — АК; 3 — АК +
Fe(C5H5)2; 4 — АК+ Cu(Orn)2
Рівень вільнорадикальних продуктів та ката-
лазна активність у печінці та пухлинній тканині
(КЛЛ) після курсового застосування інших АФК-
генеруючих систем представлено на рис. 6. Суттєвих
зрушень балансу вільнорадикальних продуктів у пе-
чінці не відмічено, у той час як у клітинах пухлини
зареєстровано тенденцію до збільшення їх кількос-
ті (в 1,4 раза за дії Fe(C5H5)2 та в 1,7 раза — за його
сумісного з пероксидом водню впливу). Показники
каталазної активності як у ГЦ, так і у клітинах пух-
лини були нижче контрольного рівня. При цьому
найбільш вираженою дією характеризувалася пара
Fe(C5H5)2 + H2O2 (зниження каталазної активності
в 1,5 раза у ГЦ та в 1,8 раза — у клітинах пухлини;
р ≤ 0,05). Це свідчить, що при дії досліджуваних фак-
торів на організм з пухлиною відбувається висна-
ження цієї антиоксидантної системи завдяки над-
мірній і тривалій активації як метаболітів/продук-
тів розпаду пухлини, так і АФК-генеруючих систем.
0
4
8
12
16
1 2 3 4 1 2 3 4
Ïå÷³íêà ÊËË
íÌ
/ì
ã/
ãî
ä
Êàòàëàçà
0
30
60
90
120
0
200
400
600
800
1 2 3 4 1 2 3 4
Ïå÷³íêà ÊËË
óì
. î
ä.
/ã
îä
/ò
èñ
. ê
ë.
óì
. î
ä.
/ã
îä
/ò
èñ
. ê
ë.
ÂÐÑ
Рис. 6. Рівень вільнорадикальних сполук (ВРС) та каталаз-
ної активності у клітинах тварин із КЛЛ за дії досліджу-
ваних чинників: 1 — контроль; 2 — H2O2; 3 — Fe(C5H5)2;
4 — Fe(C5H5)2 + H2O2
ВИСНОВКИ
1. Найбільш потужними активаторами МФ після од-
норазового введення АФК-генеруючих систем вияви-
лися АК та ВіК. Застосовуючи зазначені засоби впливу
у різних варіаціях, можна отримувати різний рівень ак-
тивації МФ, досягаючи експресного максимуму чи про-
лонгованого ефекту з певною (запрограмованою) швид-
кістю генерування супероксидного аніон-радикала.
2. Курсове застосування АФК-генеруючих сис-
тем у тварин з КЛЛ також сприяє активації МФ. Мак-
симальний ефект викликає поєднане введення АК і
Cu(Orn)2, що може бути використано для розробки про-
типухлинних препаратів.
3. Курсове застосування інших АФК-генеруючих
систем (зокрема Fe(C5H5)2 та пероксиду водню) пору-
шує окисний метаболізм у клітинах КЛЛ, що супрово-
джується зниженням каталазної активності.
Роботу виконано в рамках цільової програми науко-
вих досліджень ВБФМБ НАН України «Функціональ-
на геноміка і метаболоміка в системній біології» (номер
державної реєстрації теми 0112U002198; 2012–2016 рр.).
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Sena LA, Chandel NS. Physiological roles of mitochondrial
reactive oxygen species. Mol Cell Biochem 2012; 48 (2): 158–67.
2. Бурлака АП, Сидорик ЕП. Редоксзависимые сигналь-
ные молекулы в механизмах опухолевого процесса. К.: Наук
думка, 2014. 255 с.
3. Серкиз ЯИ, Дружина НА, Хриенко АП и др. Хемилюми-
несценция крови при радиационном воздействии. К.: Наук
думка, 1989. 176 с.
4. Королюк МА, Иванова ЛИ, Майорова ИГ. Метод опреде-
ления активности каталазы. Лабораторное дело 1988; (1): 16–9.
5. Liochev SI, Fridovich I. Lucigenin (Bis-N-methylacridini-
um) as a mediator of superoxide anion production. Arch Biochem
Biophys 1997; 337 (1): 115–20.
6. Yao K, Wu W, Wang K, et al. Electromagnetic noise inhib-
its radiofrequency radiation-induced DNA damage and reactive
oxy gen species increase in human lens epithelial cells. Mol Vis
2008; 19 (14): 964–9.
7. Battelli M, Abboudaza A, Stirpe F. Effects of hypoxia and
ethanol on xanthine oxidase. Chem Biol Interact 1992; 283 (1):
73–84.
8. Wright RM, Ginger LA, Kosila N, et al. Mononuclear phago-
cyte xanthine oxidoreductase contributes to cytokine-induced
acute lung injury. Am J Respir Cell Mol Biol 2004; 30 (4): 479–90.
9. Лакин ГФ. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990: 352 с.
10. Рябченко НИ, Рябченко ВИ, Иванник БП и др. Анти-
оксидантные и прооксидантные свойства аскорбиновой кис-
лоты, дигидрокверцетина и мексидола в радикальных реак-
циях, индуцированных ионизирующим излучением и хими-
ческими реагентами. Радиационная биол. Радиоэкология
2010; 50 (2): 186–94.
THE INFLUENCE OF ROS-GENERATING
SYSTEMS ON OXIDATIVE METABOLISM
OF INTACT AND TUMOR BEARING MICE
L.I. Makovetska, O.A. Glavin, M.O. Druzhyna,
V.O. Shlyakhovenko, V.M. Mikhailenko
Summary. An imbalance of reactive oxygen species
(ROS) generation in cells and deregulation of antioxi-
dant systems is the trigger of oxidative metabolism dis-
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
293ОНКОЛОГИЯ • Т. 18 • № 4 • 2016 293
orders in organism. Objective: to investigate the effect
of ROS-generating systems on oxidative metabolism and
antitumor activity of macrophages. Object and methods:
the study was conducted on the C57Bl/6 mice with Lewis
lung carcinoma. The animals were treated with single or
fractionated ROS-generating agents (ascorbic acid, vi-
tamin K, ornithine copper complex, ferrocene, hydrogen
peroxide). We used biochemical, biophysical, spectro-
metric and statistical methods. Results: studying factors
activate the generation of superoxide anion radical by
macrophages and inhibit its production by hepatocytes.
The reduction of catalase activity in the liver and tumor
cells was observed. However, in the blood we detected
a tendency to it activation after treatment with pairs of
investigated factors. Conclusions: the maximum effect
of a course use of ROS-generating systems reported af-
ter combined administration of ascorbic acid and cop-
per that can be used for the development of anticancer
drugs. Course use of ROS-generating systems (in par-
ticular ferrocene, and hydrogen peroxide) violated oxi-
dative metabolism in the Lewis lung carcinoma cells,
which is accompanied by a decrease in catalase activity.
Key Words: ROS-generating system, macrophages,
superoxide anion radical, oxidative metabolism,
antioxidant defense enzymes.
Адреса для листування:
Маковецька Л.І.
03022, Київ, вул. Васильківська, 45
Інститут експериментальної патології,
онкології і радіобіології їм. Р.Є. Кавецького
НАН України
E-mail: tsigun@ukr.net
Одержано: 06.12.2016
|