Вплив відновленого глутатіону на показники оксидативного стресу й обміну гему в печінці та крові щурів при введенні хлориду геміну in vivo

  • І. В. Нікітченко Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна https://orcid.org/0000-0001-5858-3382
  • А. К. Павлій Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна https://orcid.org/0000-0001-5760-0224
  • Т. В. Бараннік Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна http://orcid.org/0000-0002-8123-3871
  • В. Г. Гевоян Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна https://orcid.org/0000-0001-7256-898X
Ключові слова: обмін гему, відновлений глутатіон, оксидативний стрес, печінка, плазма крові

Анотація

Гем (залізо-протопорфірин ІХ) бере участь у реалізації різноманітних клітинних функцій. Вивільнення гему за умов гемолізу або при пошкодженні внутрішньоклітинних гемопротеїнів призводить до його накопичення в тканинах і, як наслідок, до активації вільнорадикальних процесів. Відновлений глутатіон (GSH) функціонує як ендогенний водорозчинний антиоксидант і регулятор редокс-статусу клітин, але його вплив на розвиток оксидативного стресу за дії геміну у ссавців залишається не вивченим. Метою цієї роботи було дослідження впливу хлориду геміну на активність деяких гемопротеїнів та низку показників прооксидантно-антиоксидантного статусу печінки та крові щурів при модуляції рівня GSH in vivo. Дослідження проводили на білих щурах-самцях масою 170–280 г. Хлорид геміну і GSH вводили внутрішньочеревинно. Об’єктами дослідження були плазма крові, гомогенат та постмітохондріальна фракція печінки. За введення хлориду геміну (50 мг/кг маси тіла) встановлено зростання рівня гемовмісних продуктів у крові і вільного гему в печінці щурів, що супроводжувалось активацією вільнорадикальних процесів у цих тканинах. Про накопичення вільного гему в печінці свідчило підвищення активності холоферменту та ступеню насиченості гемом триптофан-2,3-диоксигенази (ТДО). Попереднє введення GSH (500 мг/кг маси тіла) за 0,5 год до введення хлориду геміну приводило до нормалізації вмісту GSH, але не запобігало накопиченню гему, зниженню рівня тригліцеридів та підвищенню вмісту гідропероксидів ліпідів у плазмі крові щурів під впливом геміну. У печінці введення GSH попереджало збільшення вмісту гідропероксидів ліпідів і карбонільних похідних білків, підвищення активності холоферменту ТДО, зменшувало ступінь насиченості ТДО гемом. Всі ці зміни відбувались на тлі підвищення вмісту GSH в печінці. Каталазна активність в печінці при введенні хлориду геміну та після сумісного введення глутатіону і геміну не відрізнялась від контролю. Аналіз взаємозв’язку досліджених показників виявив тісну позитивну кореляцію вмісту GSH в плазмі та печінці (r=0,85; p<0,001), що узгоджується з даними літератури про значну роль печінки у забезпеченні інших тканин відновленим глутатіоном. Крім того, виявлено негативну кореляцію вмісту продуктів ліпопероксидації й вмісту тригліцеридів у плазмі (r=–0,52; p<0,05), що свідчить про участь ненасичених жирних кислот тригліцеридів як субстратів пероксидних процесів за дії геміну. Значущої кореляції вмісту GSH і гідропероксидів, а також вмісту GSH і рівня гемовмісних продуктів у плазмі крові не встановлено. Отже, водорозчинний антиоксидант відновлений глутатіон не є достатньо ефективним для попередження пошкоджень ліпідних компонентів крові за умов введення хлориду геміну в обраній дозі. В печінці, навпаки, введення GSH запобігало накопиченню гему і розвитку оксидативного стресу за дії геміну, що, очевидно, пов’язано зі збільшенням вмісту GSH в цьому органі.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

І. В. Нікітченко, Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна

пл. Свободи, 4, Харків, Україна, 61022, irina.v.nikitchenko@karazin.ua

А. К. Павлій, Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна

пл. Свободи, 4, Харків, Україна, 61022, akpavliy@gmail.com

Т. В. Бараннік, Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна

пл. Свободи, 4, Харків, Україна, 61022, tbarannik@karazin.ua

В. Г. Гевоян, Харківський національний університет імені В.Н.Каразіна

пл. Свободи, 4, Харків, Україна, 61022, gevoyan@gmail.com

Посилання

Badawy A.A. Kynurenine pathway of tryptophan metabolism: regulatory and functional aspects // Int. J. Tryptophan Res. – 2017. – Vol.10. – P. 1–20.

Badawy A.A.-B., Evans M. The effects of chemical porphyrogens and drugs on the activity of rat liver tryptophan pyrrolase // Biochem. J. – 1973. – Vol.136, no.4. – Р. 885–892.

Barannik T.V., Inshina N.M., Kaliman P.A. Free heme pool and activity of key enzyme of heme synthesis in the rat liver under action of agents affecting reduced glutathione level // Ukr. Biokhim. Zh. (1999). – 2005. – Vol.77, no.5. – P. 120–122.

Chiabrando D., Vinchi F., Fioritoet V. al. Heme in pathophysiology: a matter of scavenging, metabolism and trafficking across cell membranes // Frontiers in Pharmacology. – 2014. – Vol.5. – 24p.

Dutra F.F., Bozza M.T. Heme on innate immunity and inflammation // Frontiers in pharmacology. – 2014. – Vol.5. – 20p.

Espinosa-Diez C., Miguel V., Mennerich D. et al. Antioxidant responses and cellular adjustments to oxidative stress // Redox Biology. – 2015. – Vol.6. – P. 183–197.

Hammer Ø., Harper D. A. T., Ryan P.D. Past: Paleontological Statistics Software Package for Education and Data Analysis // Palaeontologia Electronica. – 2001. – Vol.4, no.1. – Art.4. – 9p.

Hrkal Z., Mueller-Eberhard U. Partial characterization of the heme-binding serum glycoproteins rabbit and human hemopexin // Biochemistry. – 1971. – Vol.10, no.10. – P. 1746–1750.

Lauterburg B.H., Adams J.D., Mitchell J.R. Hepatic glutathione homeostasis in the rat: efflux accounts for glutathione turnover // Hepatology. – 1984. – Vol.4, no.4. – P. 586–590.

Levine R.L., Williams J.A., Stadtman E.R., Shacter E. Carbonyl assays for determination of oxidatively modified proteins // Methods Enzymol. – 1994. – Vol.233. – P. 346–357.

Liao M., Pabarcus M.K., Wang Y. et al. Impaired dexamethasone-mediated induction of tryptophan 2,3-dioxygenase in heme-deficient rat hepatocytes: translational control by a hepatic eIF2α kinase, the heme-regulated inhibitor // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 2007. – Vol.323, no.3. – P. 979–989.

Lushchak V.I. Free radical oxidation of proteins and its relationship with functional state of organisms // Biochemistry (Mosc). – 2007. – Vol.72, no.8. – P. 809–927.

Mense S.M., Zhang L. Heme: a versatile signaling molecule controlling the activities of diverse regulators ranging from transcription factors to MAP kinases // Cell Research. – 2006. – Vol.16, no.8. – Р. 681–692.

Miller G.L. Protein determination for large numbers of samples // Anal. Chem. – 1959. – Vol.31, no.5. – P. 964–966.

Mueller S., Riedel H.D., Stremmel W. Direct evidence for catalase as the predominant H2O2-removing enzyme in human erythrocytes // Blood. – 1997. – Vol.90, no.12. – P. 4973–4978.

Ohkawa H., Ohahi N., Jadi K. Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction // Anal. Biochem. – 1979. – Vol.95, no.2. – P. 351–358.

Patterson J.W., Lazarow A. Determination of glutathione // In: D.Glick, ed. Methods of Biochemical analysis. Vol. 2. – Interscience, 1955. – P. 259–279.

Porto B.N., Alves L.S., Fernández P.L. et al. Heme induces neutrophil migration and reactive oxygen species generation through signaling pathways characteristic of chemotactic receptors // J. Biol. Chem. – 2007. – Vol.282, no.33. – P. 4430–4436.

Powers S.K., Ji L., Kavazis A.N., Jackson M.J. Reactive oxygen species: impact on skeletal muscle // Comprehensive Physiology. – 2011. – Vol.1, no.2. – P. 941–969.

Tietz N.W. ed. Clinical Guide to Laboratory Tests, 3rd ed. – Philadelphia, PA: WB Saunders, 1995. – Р.610.

Trachootham D., Lu W., Ogasawara M.A. et al. Redox regulation of cell survival // Antioxidants & Redox Signaling. – 2008. – Vol.10, no.8. – P. 1343–1374.

Vinchi F., De Franceschi L., Ghigo A. et al. Hemopexin therapy improves cardiovascular function by preventing heme-induced endothelial toxicity in mouse models of hemolytic diseases // Circulation. – 2013. – Vol.127, no.12. – P. 1317–1329.

Worthington M.T., Cohn S.M., Miller S.K. et al. Characterization of a human plasma membrane heme transporter in intestineal and hepatocyte cell lines // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 2001. – Vol.280, no.6. – P. G1172–G1177.

Yalamanoglu A., Deuel J.W., Hunt R.C. et al. Depletion of haptoglobin and hemopexin promote hemoglobin-mediated lipoprotein oxidation in sickle cell disease // Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. – 2018. – Vol.315, no.5. – P. L765–L774.

Опубліковано
2019-11-07
Цитовано
0 статей
Як цитувати
Нікітченко, І., Павлій, А., Бараннік, Т., & Гевоян, В. (2019). Вплив відновленого глутатіону на показники оксидативного стресу й обміну гему в печінці та крові щурів при введенні хлориду геміну in vivo. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Біологія», 33, 5-12. https://doi.org/10.26565/2075-5457-2019-33-1
Розділ
БІОХІМІЯ

Найбільш популярні статті цього автора (авторів)