Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс

Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс

Исследовано влияние наночастиц ортованадата гадолиния, активированного европием (GdVO₄ : Eu³⁺, 8x25 нм), на выживаемость, концентрацию тироксина, температуру тела и прооксидантно-антиоксидантный баланс в печени и крови стареющих крыс. Установлено, что применение наночастиц GdVO₄ : Eu³⁺ с питьевой...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2020
Hauptverfasser: Никитченко, Ю.В., Клочков, В.К., Кавок, Н.С., Капенко, Н.А., Седых, О.O., Божков, А.И., Малкин, Ю.В., Семиноженко, В.П.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2020
Schriftenreihe:Доповіді НАН України
Schlagworte:
Матеріалознавство
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/170333
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс / Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Капенко, О.O. Седых, А.И. Божков, Ю.В. Малкин, В.П. Семиноженко // Доповіді Національної академії наук України. — 2020. — № 2. — С. 29-36. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-170333
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1703332025-02-09T14:31:33Z Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс Наночастинки ортованадату гадолінію збільшують виживаність старих щурів Gadolinium orthovanadate nanoparticles increase survival of old rats Никитченко, Ю.В. Клочков, В.К. Кавок, Н.С. Капенко, Н.А. Седых, О.O. Божков, А.И. Малкин, Ю.В. Семиноженко, В.П. Матеріалознавство Исследовано влияние наночастиц ортованадата гадолиния, активированного европием (GdVO₄ : Eu³⁺, 8x25 нм), на выживаемость, концентрацию тироксина, температуру тела и прооксидантно-антиоксидантный баланс в печени и крови стареющих крыс. Установлено, что применение наночастиц GdVO₄ : Eu³⁺ с питьевой водой (0,25—0,3 мг/кг массы тела в сутки) с 22 месячного возраста животных приводит к достоверному увеличению выживаемости. Медиана выживаемости контрольных крыс составляла 900 дней, а подопытных — 1010 дней. Отмечено снижение ректальной температуры и сохранение содержания тироксина в крови на уровне более молодых животных: 50,1 ± 1,9 нмоль/л vs. 41,4 ± 3,3 нмоль/л в контроле (р < 0,05). Установлена нормализация прооксидантно-антиоксидантного баланса в печени и крови стареющих животных. Так, у 33 месячных крыс, получавших наночастицы, уровень гидроперекисей липидов в митохондриальной фракции печени и сыворотке крови снижался и не отличался от показателей 12-месячных контрольных крыс. По видимому, этому способствовало увеличение под влиянием наночастиц активности глутатионпероксидазной антиоксидантной системы и глутатионредуктазной активности в постмитохондриальной фракции печени до уровня 12-месячных крыс. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования наночастиц GdVO₄ : Eu³⁺ для разработки препаратов геропротекторов, увеличивающих продолжительность жизни стареющего организма. Досліджено вплив наночастинок ортованадату гадолінію, активованого європієм (НЧ GdVO₄ : Eu³⁺ (8 x 25 нм)), на виживаність, концентрацію тироксину, температуру тіла та прооксидантно-антиоксидант ний баланс у печінці та крові щурів, що старіють. Встановлено, що застосування наночастинок GdVO₄ : Eu³⁺ з питною водою (0,25—0,3 мг/кг маси тіла на добу) з 22 місячного віку тварин приводить до достовірного збільшення виживаності. Медіана виживаності контрольних щурів становила 900 днів, а піддослідних — 1010 днів. Відзначено зниження ректальної температури та збереження вмісту тироксину в крові на рівні більш молодих тварин: 50,1 ± 1,9 нмоль/л vs. 41,4 ± 3,3 нмоль/л у контролі (р < 0,05). Встановлена нормалізація прооксидантно-антиоксидантного балансу в печінці та крові тварин, що старіють. Так, у 33-місячних щурів, що отримували наночастинки, рівень гідроперекисів ліпідів у мітохондріальній фракції печінки та сироватці крові знижувався і не відрізнявся від показників 12 місячних контрольних щурів. Очевидно, цьому сприяло збільшення під впливом наночастинок активності глутатіонпероксидазної антиоксидантної системи та глутатіонредуктазної активності в постмітохондріальній фракції печінки до рівня 12-місячних щурів. Отримані дані свідчать про перспективність використання наночастинок НЧ GdVO₄ : Eu³⁺ для розробки препаратів геропротекторів, що збільшують тривалість життя старіючого організму. The effect of europiumactivated gadolinium orthovanadate nanoparticles (GdVO₄ : Eu³⁺ NPs, 8x25 nm) on the survival, thyroxine concentration, body temperature, and prooxidantantioxidant balance in liver and blood of aging rats was studied. It was found that the application of GdVO₄ : Eu³⁺ NPs with drinking water (0.25— 0.3 mg/kg of weight per day) from 22monthold age leads to a significant increase in the survival. The survival medians of control and experimental rats were 900 and 1010 days. A decrease in the rectal temperature and the preservation of the thyroxine concentration in the blood at the level of younger animals were noted: 50.1 ± 1.9 nmol / L vs. 41.4 ± 3.3 nmol / L in the control (p < 0.05). The normalization of the prooxidantantioxidant balance in liver and blood of aging animals has been established. So, in 33 month old rats treated with nanoparticles, the level of lipid hydroperoxides in serum and liver mitochondrial fraction decreased and did not differ from the indices of 12 month old control rats. Apparently, this effect was facilitated by an increase in the activity of the glutathione peroxidase antioxidant system and glutathione reductase activity in the postmitochondrial fraction of liver to the level of 12 month old rats under the influence of nanoparticles. The data obtained indicate the pro mise of GdVO₄ : Eu³ NPs for the development of geroprotective drugs that increase the life expectancy of an aging organism. 2020 Article Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс / Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Капенко, О.O. Седых, А.И. Божков, Ю.В. Малкин, В.П. Семиноженко // Доповіді Національної академії наук України. — 2020. — № 2. — С. 29-36. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2020.02.029 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/170333 612.67:577.24[546.65:66.911.48] ru Доповіді НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Матеріалознавство
Матеріалознавство
spellingShingle Матеріалознавство
Матеріалознавство
Никитченко, Ю.В.
Клочков, В.К.
Кавок, Н.С.
Капенко, Н.А.
Седых, О.O.
Божков, А.И.
Малкин, Ю.В.
Семиноженко, В.П.
Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
Доповіді НАН України
description Исследовано влияние наночастиц ортованадата гадолиния, активированного европием (GdVO₄ : Eu³⁺, 8x25 нм), на выживаемость, концентрацию тироксина, температуру тела и прооксидантно-антиоксидантный баланс в печени и крови стареющих крыс. Установлено, что применение наночастиц GdVO₄ : Eu³⁺ с питьевой водой (0,25—0,3 мг/кг массы тела в сутки) с 22 месячного возраста животных приводит к достоверному увеличению выживаемости. Медиана выживаемости контрольных крыс составляла 900 дней, а подопытных — 1010 дней. Отмечено снижение ректальной температуры и сохранение содержания тироксина в крови на уровне более молодых животных: 50,1 ± 1,9 нмоль/л vs. 41,4 ± 3,3 нмоль/л в контроле (р < 0,05). Установлена нормализация прооксидантно-антиоксидантного баланса в печени и крови стареющих животных. Так, у 33 месячных крыс, получавших наночастицы, уровень гидроперекисей липидов в митохондриальной фракции печени и сыворотке крови снижался и не отличался от показателей 12-месячных контрольных крыс. По видимому, этому способствовало увеличение под влиянием наночастиц активности глутатионпероксидазной антиоксидантной системы и глутатионредуктазной активности в постмитохондриальной фракции печени до уровня 12-месячных крыс. Полученные данные свидетельствуют о перспективности использования наночастиц GdVO₄ : Eu³⁺ для разработки препаратов геропротекторов, увеличивающих продолжительность жизни стареющего организма.
format Article
author Никитченко, Ю.В.
Клочков, В.К.
Кавок, Н.С.
Капенко, Н.А.
Седых, О.O.
Божков, А.И.
Малкин, Ю.В.
Семиноженко, В.П.
author_facet Никитченко, Ю.В.
Клочков, В.К.
Кавок, Н.С.
Капенко, Н.А.
Седых, О.O.
Божков, А.И.
Малкин, Ю.В.
Семиноженко, В.П.
author_sort Никитченко, Ю.В.
title Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
title_short Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
title_full Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
title_fullStr Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
title_full_unstemmed Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
title_sort наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс
publisher Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate 2020
topic_facet Матеріалознавство
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/170333
citation_txt Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс / Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Капенко, О.O. Седых, А.И. Божков, Ю.В. Малкин, В.П. Семиноженко // Доповіді Національної академії наук України. — 2020. — № 2. — С. 29-36. — Бібліогр.: 15 назв. — рос.
series Доповіді НАН України
work_keys_str_mv AT nikitčenkoûv nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT kločkovvk nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT kavokns nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT kapenkona nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT sedyhoo nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT božkovai nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT malkinûv nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT seminoženkovp nanočasticyortovanadatagadoliniâuveličivaûtvyživaemostʹstaryhkrys
AT nikitčenkoûv nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT kločkovvk nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT kavokns nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT kapenkona nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT sedyhoo nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT božkovai nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT malkinûv nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT seminoženkovp nanočastinkiortovanadatugadolíníûzbílʹšuûtʹviživanístʹstarihŝurív
AT nikitčenkoûv gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT kločkovvk gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT kavokns gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT kapenkona gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT sedyhoo gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT božkovai gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT malkinûv gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
AT seminoženkovp gadoliniumorthovanadatenanoparticlesincreasesurvivalofoldrats
first_indexed 2025-11-26T21:40:09Z
last_indexed 2025-11-26T21:40:09Z
_version_ 1849890663208845312
fulltext 29 ОПОВІДІ НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ ISSN 1025­6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2020. № 2: 29—36 © Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Карпенко, О.O. Седых, А.И. Божков, Ю.В. Малюкин, В.П. Семиноженко, 2020 Данные литературы свидетельствуют, что выживаемость организма тесно связана с на деж­ ностью прооксидантно­антиоксидантной системы [1, 2]. Взаимосвязь между замедлением старения и устойчивостью к окислительному стрессу была продемонстрирована в ряде ис­ следований на модельных организмах [3—5]. Так было показано, что применение наночас­ тиц (НЧ) платины продлевает жизнь Caenorhabditis elegans, что основано преимуществен­ https://doi.org/10.15407/dopovidi2020.02.029 УДК 612.67:577.24[546.65:66.­911.48] Ю.В. Никитченко 1, В.К. Клочков 2, Н.С. Кавок 2, Н.А. Карпенко 2, О.O. Седых 2, А.И. Божков 1, Ю.В. Малюкин 2, В.П. Семиноженко 2 1 НИИ биологии Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина 2 Институт сцинтилляционных материалов, НТК “ИМК” НАН Украины, Харьков E­mail: kavok@isma.kharkov.ua Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс Представлено академиком НАН Украины В.П. Семиноженко Исследовано влияние наночастиц ортованадата гадолиния, активированного европием (GdVO4 : Eu3+, 8 × 25 нм), на выживаемость, концентрацию тироксина, температуру тела и прооксидантно­анти окси­ дант ный баланс в печени и крови стареющих крыс. Установлено, что применение наночастиц GdVO4 : Eu3+ с питьевой водой (0,25—0,3 мг/кг массы тела в сутки) с 22­месячного возраста животных приводит к до­ стоверному увеличению выживаемости. Медиана выживаемости контрольных крыс составляла 900 дней, а подопытных — 1010 дней. Отмечено снижение ректальной температуры и сохранение содержания тироксина в крови на уровне более молодых животных: 50,1 ± 1,9 нмоль/л vs. 41,4 ± 3,3 нмоль/л в контроле (р < 0,05). Установлена нормализация прооксидантно­антиоксидантного баланса в печени и крови старе­ ющих животных. Так, у 33­месячных крыс, получавших наночастицы, уровень гидроперекисей липидов в ми­ тохондриальной фракции печени и сыворотке крови снижался и не отличался от показателей 12­месячных контрольных крыс. По­видимому, этому способствовало увеличение под влиянием наночастиц активнос­ ти глутатионпероксидазной антиоксидантной системы и глутатионредуктазной активности в постми­ тохондриальной фракции печени до уровня 12­месячных крыс. Полученные данные свидетельствуют о пер­ спективности использования наночастиц GdVO4 : Eu3+ для разработки препаратов­геропротекторов, увеличи вающих продолжительность жизни стареющего организма. Ключевые слова: наночастицы, GdVO4 : Eu3+, выживаемость, старые крысы, тироксин, температура те­ ла, прооксидантно­антиоксидантный баланс. МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО 30 ISSN 1025­6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2020. № 2 Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Карпенко, О.O. Седых, А.И. Божков... но на их действии как миметика супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы [6]. Сообщалось также, что длительное применение мышам (начиная в среднем возрасте) НЧ карбоксифуллере­ нов не только уменьшает повышенную с возрастом продукцию свободных радикалов в митохондриях, но и значительно уве­ личивает продолжительность их жизни [7]. В связи с этим актуальным является поиск новых спосо­ бов и средств для снижения образования активных кислород­ ных метаболитов и увеличения активности антиоксидантных ферментов стареющего организма. Наночастицы, способные проявлять антирадикальные, антиокислительные и мембра­ нопротекторные свойства в условиях in vitro и in vivo могут рассматриваться как перспективные геропротекторы [6—8]. В литературе имеются данные об антирадикальных и антиоокислительных свойствах соединений ванадия [9]. Вместе с тем, сведения относительно возрастных особеннос­ тей влияния ортованадатных НЧ на организм крайне малочисленны [10], а на выжи­ ваемость — отсутствуют. Ранее в наших исследованиях было показано, что ортованада­ т ные НЧ в условиях in vitro проявляют антирадикальную активность [11], а в условиях in vivo у старых самцов крыс повышают уровень тестостерона, концентрацию спермато­ зоидов и снижают интенсивность Н2О2—Fe2+­индуцированной хемилюминесценции спер­ матозоидов [10]. Цель данного исследования — изучение выживаемости, состояния прооксидантно­анти­ оксидантного баланса в крови и печени стареющих крыс и показателей, характеризующих скорость старения (ректальная температура и концентрация тироксина) при длительном применении НЧ GdVO4 : Eu3+. Материалы и методы. В работе использовали крыс­самцов линии Вистар 12­ (6 особей) и 22­месячного возраста (61 особь). Манипуляции с животными проводили в соответствии с Европейской конвенцией о защите позвоночных животных, используемых для экспери­ ментальных и научных целей (Страсбург, 1986 г.). В настоящем исследовании использовались НЧ GdVO4 : Eu3+. Водные коллоидные рас­ творы НЧ ортованадата гадолиния, активированных ионами европия Gd0,9Eu0,1VO4 были синтезированы в соответствии с методом, описанным ранее [12]. Сначала 0,4 мл водного раствора хлорида гадолиния (1 М) смешивали с 0,05 мл хлорида европия (1 М), затем к смеси добавляли 49,55 мл бидистиллированной воды. Полученный раствор смеши вали с 37,5 мл раствора динатриевой соли ЭДТА (0,01 М) и по каплям добавляли 37,5 мл 0,01 М Na3VO4 (рН = 10,5). Смесь интенсивно перемешивали с помощью магнитной мешалки и нагревали на водяной бане с обратным холодильником в течение 24 ч при 100 °С. Получен­ ный бесцветный прозрачный раствор рассеивает свет при боковом освещении (конус Тин­ далла). После охлаждения раствор подвергали диализу в течение 24 ч для уда ления избытка примесных ионов. Для этого полученный раствор в диализном мешке (Cellu Sep T2, мем­ брана с отсечкой молекулярной массы 12 кДа, размер пор ∼ 2,5 нм) помещали в стакан с дистиллированной водой (2 л), которую обновляли каждые 6 ч. Для характеристики НЧ использовали просвечивающую электронную микроскопию (ПЭМ) с помощью электрон­ Рис. 1. ПЭМ изображения на­ но частиц GdVO4 : Eu3+ 31ISSN 1025­6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2020. № 2 Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс ного микроскопа TEM­125K (Selmi, Украина) [13]. По данным электронной микроскопии НЧ имеют веретенообразную форму с размерами 8 × 25 нм (рис. 1). Гидродинамический диаметр и дзета­потенциал цит рат­стабилизированных НЧ изме ря ли с помощью ZetaPALS (Brookhaven, New York). По данным ДЛС гидродинамический диаметр НЧ достигал 56 ± 1,5 нм. Дзета­потенциал НЧ был отрицательным (–28,00 ± 2,00 мВ). Наночастицы GdVO4 : Eu3+давали подопытным 22­ме сяч ным крысам (31 особь) до кон­ ца жизни с питьевой водой в конечной дозе 0,25—0,3 мг/кг массы тела в сутки. Животные, получавшие стандартную питьевую воду и содержавшиеся в тех же условиях, составили группу Контроль (30 особей). Для проведения биохимических исследований по 5 живот­ ных каждой группы выводили из эксперимента путем быстрой декапитации. Сыворотку, плазму и эритро циты крови, митохондриальную (МХ) и постмитохондриальную (ПМХ) фракции печени получали методом дифференциального центрифугирования и хранили в жидком азоте до проведения анализа. Ректальную температуру измеряли с помощью ThermoWorks Microtherma 2T (USA). Концентрацию тироксина (Т4) определяли иммуноферментным методом с помощью набора Total T4 RIA фирмы IMMUNOTECH (Чешская республика). Измерение параметров характеризующих прооксидантно­антиоксидантный баланс, про­ водили описанными нами ранее методами [5, 14]. Содержание гидроперекисей липидов (ГПЛ) в МХ печени определяли методом Ohkawa и соавт. (1979), а в сыворотке крови — методом Asakawa и соавт. (1980). Спектр поглощения окрашенного продукта регистрировали на спектрофотометре Specord UV VIS (Германия). Глутатионпероксидазную (GPx) актив­ ность измеряли спектрофометрически в сопряженной с экзогенной глутатионредуктазой реакции при 340 нм методом Paglia и Valentine (1967) Глутатионредуктазную (GR) ак­ тивность определяли по окислению NADPH спектрофотометрически при 340 нм методом Carlberg (1975). Глюкозо­6­фосфатдегидрогеназную (Г­6­ФДГ), NADPH изоцитратдеги­ дрогеназную (ИЦДГ) и NADPН малатдегидрогеназные (МДГ) активности измеряли по восстановлению NADP+ методами Zaheer (1967), Bauman (1970), Усатенко (1974). Содер­ жание белка определяли методом Lowry и соавт. в модификации Miller. Полученные результаты обрабатывали статистически, соответствие вида распределе­ ния дат в выборках закону нормального распределения оценивали с помощью критерия Шапиро—Уилки. Показатели спавнивали используя t­критерий Стьюдента с помощью программы “Statistika 6.0”. Корреляционный анализ выполняли с применением критерия Пирсона. Выживаемость крыс рассчитывали методом Каплана—Мейера, а сравнение кри­ вых выживаемости — методом Гехана с поправкой Йейтса. Различия считались статисти­ чески значимыми при р < 0,05. Результаты и обсуждение. Применение НЧ GdVO4 : Eu3+с питьевой водой стареющим крысам с 660 дня после рождения (22 месяца) и до конца жизни приводило к значительно­ му замедлению смертности подопытных животных, что было особенно выражено на началь­ ных этапах эксперимента (рис. 2). Сравнение выживаемости контрольных и подопытных крыс показало их достоверное различие. Медиана выживаемости контрольных крыс составля­ ла 900 дней, а у подопытных крыс, которые получали с питьевой водой НЧ GdVO4 : Eu3+, — 1010 дней, что статистически достоверно больше (р < 0,05). Смерть последнего контрольно­ го животного отмечена на 1130 день после рождения, а подопытного — на 1160 день. 32 ISSN 1025­6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2020. № 2 Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Карпенко, О.O. Седых, А.И. Божков... Исследование физиологических показателей, характеризующих скорость старения, показало снижение температуры тела уже на 15 день применения НЧ GdVO4 : Eu3+ — на 0,58 °С по сравнению с контрольными животными (р < 0,05). В дальнейшем — к 70, 100, 130 дням эксперимента — ректальная температура оставалась статистически достоверно ни­ же, чем в контроле (данные не приведены). Кроме того установлено замедление снижения уровня Т4 в крови стареющих крыс, который у интактных животных к этому возрасту (33­месяца, 1005 день от рождения) был ниже на 30,4 %, чем у контрольных 12­месячных животных (р < 0,05, табл. 1). Ранее нами было установлено, что на поздних этапах онтогенеза при естественном старении крыс в печени и крови содержание продуктов свободнорадикального окисления биомолекул существенно увеличивается, а активность ряда антиоксидантных ферментов — снижается [5, 14]. В настоящем исследовании также обнаружено, что у очень старых конт­ рольных крыс (33­месячных) содержание ГПЛ в МХ печени и сыворотке крови было до­ стоверно выше — на 25,2 и на 41,3 % соответственно, по сравнению со взрослыми 12 месяч­ ными крысами. При добавлении НЧ GdVO4 : Eu3+ к питьевой воде уровень ГПЛ в МХ печени и в сыворотке крови крыс снижался по сравнению с показателями в контроле и до­ стоверно не отличался от уровня ГПЛ в МХ печени и в сыворотке крови более мо­ лодых контрольных животных (табл. 2). Содержание ГПЛ в тканях организма контролируется, в основном, глутатионпе­ роксидазной (GPx) антиоксидантной сис­ темой, активность которой снижается на поздних этапах онтогенеза [5]. Действитель­ но, нами обнаружено статистически досто­ верное снижение GPx активности в МХ и Рис. 2. Выживаемость старых крыс при длительном применении нано­ частиц GdVO4 : Eu3+ Таблица 1. Содержание общего тироксина (нмоль/л) в крови стареющих крыс, длительно получающих наночастицы GdVO4 : Eu3+ 12 месячные крысы 33 месячные крысы Контроль Контроль GdVO4 : Eu3+ 59,5 ± 5,5 41,4 ± 3,3* 50,1 ± 1,9 * — р < 0,05 относительно уровня 12­месячных ин­ тактных крыс. 33ISSN 1025­6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2020. № 2 Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс ПМХ печени, в эритроцитах и плазме крови у 33­месячных контрольных крыс по срав нению с уровнем активности у 12­месячных крыс. При длительном применении НЧ GdVO4 : Eu3+ GPx активность в плазме и эритроцитах крови, а также в МХ и ПМХ фракциях печени 33­месячных старых крыс сохранялась на уровне активности 12­месячных контрольных животных (см. табл. 2). Подобные изменения содержания ГПЛ и GPx активности в исследованных тканях в от­ вет на применение НЧ GdVO4 : Eu3+ качественно согласуются с изменениями этих пока­ зателей, обнаруженных нами в условиях применения калорийно ограниченной, продля­ ющей жизнь животных диеты [15]. При этом было выявлено, что выживаемость подопыт­ ных животных, содержание Т4 в сыворотке крови и GPx активность в обеих фракциях печени жестко корелировала с исследуемыми показателями у контрольных животных. В настоящих исследованиях также установлено, что при длительном применении НЧ GdVO4 : Eu3+ выживаемость контрольных и подопытных 33­месячных крыс, содержание Т4 и GPx активность в исследуемых тканях имеют высокую степень корреляции (r = 0,9998; р < 0,0001). Иследования глутатионредуктазной активности (GR) в МХ печени не выявило суще­ ственных изменений данной активности у контрольных и подопытных старых животных. В то же время, в ПМХ печени контрольных крыс наблюдалась тенденция к снижению GR активности у животных с возрастом (на 14,5 %), которая нивелировалась в условиях длительного применения НЧ GdVO4 : Eu3+ (см. табл. 2). Из всех исследуемых активностей NADP­зависимых дегидрогеназ только актив­ ность МДГ в ПМХ печени существенно снижалась у старых крыс (на 41,5 %), При этом в ответ на длительное применение НЧ GdVO4 : Eu3+ не происходила нормализация данной активности (данные не приведены). В целом можно заключить, что длительное применение НЧ GdVO4 : Eu3+ приводит к достоверному увеличению выживаемости, снижению ректальной температуры, замедле­ Таблица 2. Содержание гидроперекисей липидов и активность глутатионперокидазы и глутатионредуктазы в печени и крови стареющих крыс, получавших наночастицы GdVO4 : Eu3+ Показатель Ткань/ фракция печени 12­месячные крысы 33­месячные крысы Контроль Контроль GdVO4:Eu3+ Гидроперекиси липидов, нмоль МДА/мл(мг белка) Сыворотка 2,54 ± 0,08 3,59* ± 0,39 2,56** ± 0,19 Митохондриальная 0,238 ± 0,008 0,298* ± 0,013 0,216** ± 0,018 Глутатионпероксидазная активность, нмоль NADPH/ мин · мл(мг белка) Эритроциты 2,27± 0,25 1,58* ± 0,14 1,99 ± 0,14 Плазма крови 5,67 ± 0,36 4,09* ± 0,34 5,87** ± 0,25 Митохондриальная 175,3 ± 6,2 132,7* ± 16,4 159,3 ± 12,1 Постмитохонд риальная 655,8 ± 59,0 472,9* ± 53,6 640,1 ± 110,3 Глутатионредуктазная активность, нмоль NADPH/ мин · мг белка Митохондриальная 23,03 ± 2,83 19,70 ± 0,95 19,55 ± 1,63 Постмитохонд риальная 86,1 ± 2,9 73,6***± 5,4 86,5 ± 6,0 * — р < 0,05 относительно 12­мес. контроля; ** — р < 0,05 относительно 33­мес. контроля; *** — 0,05 < р < 0,1 относительно 12­мес. контроля. 34 ISSN 1025­6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2020. № 2 Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Карпенко, О.O. Седых, А.И. Божков... нию снижения уровня Т4 в крови и нормализации прооксидантно­антиоксидантного ба­ ланса в печени и крови стареющих животных. Полученные данные свидетельствуют о пер­ спективности НЧ GdVO4 : Eu3+ для разработки препаратов­геропротекторов, увеличи ва­ ющих продолжительность жизни стареющего организма. ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Harman D. Aging: overview. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2001. 928, № 1. P. 1—21. 2. Sohal R.S. Role of oxidative stress and protein oxidation in the aging process. Free Radic. Biol. Med. 2002. 33, № 1. P. 37—44. https://doi.org/10.1016/S0891­5849(02)00856­0. 3. Finkel T., Holbrook N.J., Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing. Nature. 2000. 408. P. 239—247. 4. Melov S. Therapeutics against mitochondrial oxidative stress in animal models of aging. Ann. N.Y. Acad. Sci. 2002. Vol. 959. P. 330—340. https://doi.org/10.1111/j.1749­6632.2002.tb02104.x. 5. Нікітченко Ю.В. Прооксидантно­антиоксидантна система в процесах старіння та експериментальні підходи до її корекції: дис…. д­ра біол. наук. Харк. нац. ун­т ім. В.Н. Каразіна, Харків, 2012. 6. Kim J., Takahashi M., Shimizu T., Shirasawa T., Kajita M., Kanayama A., Miyamoto Y. Effects of a potent antioxidant, platinum nanoparticle, on the lifespan of Caenorhabditis elegans. Mechanisms of ageing and de­ velopment. 2008, 129. № 6. P. 322—331. https://doi.org/10.1016/j.mad.2008.02.011 7. Quick K. L., Ali S.S., Arch R., Xiong C., Wozniak D., Dugan L.L. A carboxyfullerene SOD mimetic improves cognition and extends the lifespan of mice. Neurobiology of aging. 2008. 29. № 1. P. 117—128. https://doi. org/10.1016/j.neurobiolaging.2006.09.014 8. Narayanan K.B., Park H.H. Pleiotropic functions of antioxidant nanoparticles for longevity and medicine. Advances in colloid and interface science. 2013. 201. P. 30—42. https://doi.org/10.1016/j.cis.2013.10.008 9. Tripathi D., Mani V., Pal R.P. Vanadium in biosphere and its role in biological processes. Biological trace ele­ ment research. 2018. 186. №. 1. P. 52—67. https://doi.org/10.1007/s12011­018­1289­y 10. Karpenko N.A., Malukin Yu.V., Koreneva E.M., Klochkov V.K., Kavok N.S., Smolenko N.P., Pochernyaeva S.S. The effects of chronic intake of cerium dioxide or gadolinium ortovanadate nanoparticles in aging male rats. Nanomaterials: Applications and Properties, 2013. Proceedings of the 3rd Int. Conf. 2013. 2(4), 04NAMB28­1–04NAMB28­4. 11. Averchenko E.A., Kavok N.S., Klochkov V.K., Malyukin Yu.V. Chemiluminescent Diagnostics of Free­Ra­ dical Processes in an Abiotic System and in Liver Cells in the Presence of Nanoparticles Based on Rare­ Earth Elements nReVO4 : Eu3+(Re = Gd, Y, La) and CeO2. J. Appl. Spectrosc. 2014. Vol. 81. № 5. P. 827—833. https://doi.org/10.1007/s10812­014­0012­9 12. Klochkov V.K. Malyshenko A.I., Sedykh O.O., Malyukin Yu.V. Wet chemical synthesis and characteriza­ tion of luminescent colloidal nanoparticles: ReVO4 : Eu3+(Re = La, Gd, Y) with rod­like and spindle­like shape. Funct. materials. 2011. P. 111—115. 13. Klochkov V.K., Grigorova A.V., Sedyh O.O., Malyukin Yu.V. Characteristics of nLnVO4 : Eu3+(Ln = La, Gd, Y, Sm) sols with nanoparticles of different shapes and sizes. J. Appl. Spectrosc. 2012. 79. № 5. P. 726—730. 14. Bozhkov A.I., Nikitchenko Yu.V. Caloric restriction diet induces specific epigenotypes associated with life span extension. J. Nutrition. Therapeut. 2013. 2. № 1. P. 30—39. 15. Белостоцкая Л.И., Дзюба В.Н., Никитченко Ю.В. Влияние трех различных гипокалорийных диет на окислительное фосфорилирование и активность ферментативной антиоксидантной системы в мито­ хондриях печени крыс. Успехи геронтологии. 2008. 21. № 2. С. 235—239. Поступило в редакцию 10.10.2019 REFERENCES 1. Harman, D. (2001). Aging: overview. Ann. N.Y. Acad. Sci. 928(1), pp. 1­21. 2. Sohal, R. S. (2002). Role of oxidative stress and protein oxidation in the aging process. Free Radical Biology and Medicine. 33(1), pp. 37­44. https://doi.org/10.1016/S0891­5849(02)00856­0 3. Finkel, T., Holbrook, N. J. (2000). Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing. Nature, 408(6809), p. 239. 4. Melov, S. (2002). Therapeutics against mitochondrial oxidative stress in animal models of aging. Ann. N.Y. Acad. Sci. 959(1), pp. 330­340. https://doi.org/10.1111/j.1749­6632.2002.tb02104.x 35ISSN 1025­6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2020. № 2 Наночастицы ортованадата гадолиния увеличивают выживаемость старых крыс 5. Nikitchenko, Yu. V. (2012) Prooxidant­antioxidant system in ageing processes and experimental approaches to its correction (Unpublished doctor thesis). Karasin National University, Kharkov, Ukraine (in Ukrainian). 6. Kim, J., Takahashi, M., Shimizu, T., Shirasawa, T., Kajita, M., Kanayama, A. & Miyamoto, Y. (2008). Effects of a potent antioxidant, platinum nanoparticle, on the lifespan of Caenorhabditis elegans. Mechanisms of ageing and development, 129(6), pp. 322­331. https://doi.org/10.1016/j.mad.2008.02.011 7. Quick, K. L., Ali, S. S., Arch, R., Xiong, C., Wozniak, D. & Dugan, L. L. (2008). A carboxyfullerene SOD mimetic improves cognition and extends the lifespan of mice. Neurobiology of aging, 29(1), pp. 117­128. https://doi.org/10.1016/j.neurobiolaging.2006.09.014 8. Narayanan, K. B. & Park, H. H. (2013). Pleiotropic functions of antioxidant nanoparticles for longevity and medicine. Advances in colloid and interface science. 201, pp. 30­42. https://doi.org/10.1016/j.cis.2013.10.008. 9. Tripathi, D., Mani, V. & Pal, R. P. (2018). Vanadium in biosphere and its role in biological processes. Biological trace element research. 186(1), pp. 52­67. https://doi.org/10.1007/s12011­018­1289­y 10. Karpenko, N. A., Malukin, Yu. V., Koreneva, E. M., Klochkov, V. K., Kavok, N. S., Smolenko, N. P. & Po­ chernyaeva, S. S. (2013, September). The Effects of Chronic Intake of Cerium Dioxide or Gadolinium Orto­ vanadate Nanoparticles in Aging Male Rats. Proceedings of the 3rd Int. conf. Nanomaterials: Applications and Properties, 2013, (pp. 04NAMB28­1–04NAMB28­4), Alushta. 11. Averchenko, E. A., Kavok, N. S., Klochkov, V. K., & Malyukin, Yu. V. (2014). Chemiluminescent Diagnostics of Free­Radical Processes in an Abiotic System and in Liver Cells in the Presence of Nanoparticles Based on Rare­Earth Elements nReVO4 : Eu3+(Re = Gd, Y, La) and CeO2. J. Appl. Spectrosc., 81(5), pp. 827­833. https://doi.org/10.1007/s10812­014­0012­9 12. Klochkov, V. K., Malyshenko, A. I., Sedykh, O. O., & Malyukin, Y. V. (2011). Wet chemical synthesis and characterization of luminescent colloidal nanoparticles: ReVO4 : Eu3+(Re = La, Gd, Y) with rod­like and spindle­like shape. Functional materials, pp. 111­115. 13. Klochkov, V. K., Grigorova, A. V., Sedyh, O. O. & Malyukin, Yu. V. (2012). Characteristics of nLnVO4 : Eu3+ (Ln = La, Gd, Y, Sm) sols with nanoparticles of different shapes and sizes. J. Appl. Spectrosc., 79(5), pp. 726­730. 14. Bozhkov, A. I. & Nikitchenko, Yu. V. (2013). Caloric restriction diet induces specific epigenotypes associa­ ted with life span extension. J. Nutrition. Therapeut., 2(1), pp. 30­39. 15. Belostotskaia, L. I., Dziuba, V. N. & Nikitchenko, I. (2008). The effect of three different hypocaloric diets on oxidative phosphorylation and activity of enzymatic antioxidant system in rat liver mitochondria. Advances in gerontology = Uspekhi gerontologii, 21(2), pp. 235­239 (in Russian). Received 10.10.2019 Ю.В. Нікітченко 1, В.К. Клочков 2, Н.С. Кавок 2, Н.О. Карпенко2, О.О. Сєдих 2, А.І. Божков 1, Ю.В. Малюкін 2, В.П. Семіноженко 2 1 НДІ біології, Харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна 2 Інститут сцинтиляційних матеріалів, НТК “ІМК” НАН України, Харків E­mail: kavok@isma.kharkov.ua НАНОЧАСТИНКИ ОРТОВАНАДАТУ ГАДОЛІНІЮ ЗБІЛЬШУЮТЬ ВИЖИВАНІСТЬ СТАРИХ ЩУРІВ Досліджено вплив наночастинок ортованадату гадолінію, активованого європієм (НЧ GdVO4 : Eu3+ (8 × 25 нм)), на виживаність, концентрацію тироксину, температуру тіла та прооксидантно­антиокси­ дант ний баланс у печінці та крові щурів, що старіють. Встановлено, що застосування наночастинок GdVO4 : Eu3+ з питною водою (0,25—0,3 мг/кг маси тіла на добу) з 22­місячного віку тварин приводить до достовірного збільшення виживаності. Медіана виживаності контрольних щурів становила 900 днів, а під­ дослідних — 1010 днів. Відзначено зниження ректальної температури та збереження вмісту тироксину в крові на рівні більш молодих тварин: 50,1 ± 1,9 нмоль/л vs. 41,4 ± 3,3 нмоль/л у контролі (р < 0,05). Вста­ новлена нормалізація прооксидантно­антиоксидантного балансу в печінці та крові тварин, що старіють. Так, у 33­місячних щурів, що отримували наночастинки, рівень гідроперекисів ліпідів у мітохондріаль­ ній фракції печінки та сироватці крові знижувався і не відрізнявся від показників 12­місячних контроль­ них щурів. Очевидно, цьому сприяло збільшення під впливом наночастинок активності глутатіонперок­ 36 ISSN 1025­6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2020. № 2 Ю.В. Никитченко, В.К. Клочков, Н.С. Кавок, Н.А. Карпенко, О.O. Седых, А.И. Божков... сидазної антиоксидантної системи та глутатіонредуктазної активності в постмітохондріальній фракції печінки до рівня 12­місячних щурів. Отримані дані свідчать про перспективність використання наночас­ тинок НЧ GdVO4 : Eu3+ для розробки препаратів­геропротекторів, що збільшують тривалість життя ста­ ріючого організму. Ключові слова: наночастинки, GdVO4 : Eu3+, виживаність, старі щури, тироксин, температура тіла, про­ оксидантно­антиоксидантний баланс. Yu.V. Nikitchenko 1, V.K. Klochkov 2, N.S. Kavok 2, N.A. Karpenko 2, O.O. Sedyh 2, A.I. Bozhkov 1, Yu.V. Malyukin 2, V.P. Semynozhenko 2 1 Biology Research Institute, V. N. Karazin Kharkov National University 2 Institute for Scintillation Materials, SIC “IMK” of the NAS of Ukraine, Kharkiv E­mail: kavok@isma.kharkov.ua GADOLINIUM ORTHOVANADATE NANOPARTICLES INCREASE SURVIVAL OF OLD RATS The effect of europium­activated gadolinium orthovanadate nanoparticles (GdVO4 : Eu3+ NPs, 8x25 nm) on the survival, thyroxine concentration, body temperature, and prooxidant­antioxidant balance in liver and blood of aging rats was studied. It was found that the application of GdVO4 : Eu3+ NPs with drinking water (0.25— 0.3 mg/kg of weight per day) from 22­month­old age leads to a significant increase in the survival. The survival medians of control and experimental rats were 900 and 1010 days. A decrease in the rectal temperature and the preservation of the thyroxine concentration in the blood at the level of younger animals were noted: 50.1 ± 1.9 nmol / L vs. 41.4 ± 3.3 nmol / L in the control (p < 0.05). The normalization of the prooxidant­antioxidant bal­ ance in liver and blood of aging animals has been established. So, in 33 month old rats treated with nanoparticles, the level of lipid hydroperoxides in serum and liver mitochondrial fraction decreased and did not differ from the indices of 12 month old control rats. Apparently, this effect was facilitated by an increase in the activity of the glutathione peroxidase antioxidant system and glutathione reductase activity in the postmitochondrial frac­ tion of liver to the level of 12 month old rats under the influence of nanoparticles. The data obtained indicate the pro mise of GdVO4Eu3+ NPs for the development of geroprotective drugs that increase the life expectancy of an aging organism. Keywords: GdVO4 : Eu3+, nanoparticles, survival of old rats, thyroxinе, body temperature, prooxidant­antioxidant balance.

Ähnliche Einträge