Шановні колеги! Науковий семінар Інституту біохімії ім. О.В.Палладіна НАН України «Актуальні проблеми сучасної біохімії» продовжує свою роботу. 12 листопада (вівторок) о 10-30 в Актовій залі Інституту будемо слухати доповідь старшого наукового співробітника відділу біохімії вітамінів і коензимів ІБХ НАНУ к.х.н. Кузьменка Олександра Івановича «Оксидативний стрес за умов in vitro, in vivo та можливості його корекції». Традиційно до інформаційного листа додаємо файл, що містить авторські тези доповіді. Запрошуємо Вас та Ваших колег до участі у роботі нашого семінару. З повагою – С.О.Костерін.
Оксидативний стрес за умов in vitro, in vivo та можливості його корекції
старший науковий співробітник відділу біохімії вітамінів і коензимів
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН України,
к.х.н. КузьменкО Олександр Іванович
Актуальність проблеми
Оксидативний стрес це фізіологічний стан, який виникає в результаті порушення балансу між окислювально-відновлювальними процесами, під дією зовнішніх або внутрішніх чинників та призводить до оксидативної модифікації біомолекул, зокрема, ліпідів, білків та ДНК. Вивчення механізму оксидативного стресу та регуляції киснево-залежних процесів має важливе завдання як для фундаментальної, так і прикладної науки. З’ясування утворення вільно-радикальних форм кисню, пероксидної модифікації ліпідів та білків, проблем оксидативного пошкодження біологічних мембран особливо важливе для вивчення їх функціонування. Встановлення складної взаємодії між оксидативним стресом, оксидативним пошкодженням білків та системою антиоксидантного захисту організму дає можливість уточнити метаболічні шляхи розвитку патогенезу виникнення захворювань, дію фармакологічних препаратів та на основі цього запропонувати адекватну, науково обгрунтовану антиоксидантну терапію.
Деякими авторами приводились окремі дослідження вільно-радикальних процесів за умов D гіповітамінозу. Але ці роботи не системного характеру, розрізнені, і не дають єдиної думки щодо ролі жиророзчинного вітаміну D за умов оксидативного стресу. Для вивчення цих питань необхідно використання сучасних методів та розробка нових високотехнологічних методик, які можуть бути ефективно застосовані у діагностиці, дослідженні механізму, запобіганні та лікуванні захворювань, пов’язаних з оксидативним стресом за умов D гіповітамінозу.
Для з’ясування механізму оксидативного стресу важливим є вивчення його на клітинному рівні. Hашу увагу привернуло мієлопероксидаз-залежне утворення вільних радикалів нейтрофілами. Мієлопероксидаза нейтрофілів призводить до утворення редокс-активних вільних радикалів. У нормі цей процес є одним з факторів антибактеріального захисту клітин та організму в цілому. Однак деякі патологічні стани ведуть до активації нейтрофілів, що супроводжується підсиленням оксидативного стресу. Одним з таких патологічних станів є лейкемія. Хіміотерапія, яка застосовується для лікування лейкемії, ще більш посилює оксидативний стрес, і отже потребує адекватної антиоксидантної терапії.
Іншим чинником оксидативного пошкодження є дихання. Постійна вентиляція легень під час дихання створює сприятливі умови для оксидативного стресу та оксидативного пошкодження легеневого сурфактанту. Тому важливим є вивчення механізму оксидативного пошкодження сурфактанту легень за умов оксидативного стресу. Сурфактант легень утворений на 90% з ліпідів та на 10% з білків. Опосередкована антибактеріальна активність сурфактантних білків, як правило, пов’язана з активацією фагоцитозу легеневих макрофагів. Нами висунута гіпотеза ранньої, до макрофагової антибактеріальної дії сурфактантних білків. Оскільки сурфактант легень містить багато поліненасичених фосфоліпідів та постійно вентилюється киснем, то особливо цікавим є вивчення оксидативної модифікації сурфактантних білків під час перекисного окислення сурфактантних ліпідів та вплив оксидативного пошкодження білків на такі фізіологічні властивості як ліпід-білкова взаємодія та антибактеріальна активність.
Застосуванню системи антиоксидантного захисту та пошуку можливостей зменшення побічних токсичних ефектів існуючих фармакологічних препаратів приділяється також багато уваги. Так, наприклад, широко застосовуваний протипухлинний препарат цисплатин призводить до нефротоксичності, ототоксичності і т.д. Тому, для зменшення його токсичності нами було вивчено дію a-токоферилацетату з вкороченим до 6 атомів вуглецю бічним ланцюгом.
Все вищезазначене тiсно пов’язане з оксидативним стресом, вiльнорадикальним окисленням ліпідів та білків за різних патологічних станів, підвищення антиоксидантного захисту і створило напрямок представленої роботи, вибір методичних підходів та експериментальних моделей.
Мета і завдання дослідження
Виходячи із вищезазначеного, метою роботи було з’ясування механізму оксидативного стресу різноманітного генезу, пошкодження ліпідів та білків в умовах in vivo та in vitro, запобігання оксидативним пошкодженням, встановлення взаємозв’язку між цими біохімічними процесами та розробка науково обгрунтованих методів корекції. Для реалізації поставленої мети необхідно вирішити наступні завдання:
- дослідити перебіг оксидативного стресу за умов D гіповітамінозу та запропонувати шляхи його корекції;
- перевірити гіпотезу прооксидантної дії радикалів, генерованих мієлопероксидазою нейтрофілів, як ініціаторів оксидативного стресу, і запропонувати шляхи захисту;
- дослідити вплив оксидативного стресу на ліпід-білкову взаємодію сурфактантних білків легень, їх пряму антибактеріальну дію та запропонувати ефективні шляхи корекції оксидативного пошкодження;
- розробити нові, адекватні методики для вивчення оксидативного стресу та антибактеріальної активності білків;
- вивчити протипухлинну та антиметастатичну дії a-токоферилацетату з вкороченим до 6 атомів вуглецю бічним ланцюгом, як самостійно, так і як чинника антиоксидантного захисту у комбінації з цисплатином для зменшення його токсичності.
Отже, темою науково-дослідної роботи є вивчення механізмів оксидативного стресу на прикладі вільно-радикального окислення ліпідів та білків, з’ясування ефекту їх оксидативного пошкодження та шляхів корекції оксидативного стресу. Отримані експериментальні дані та зробрені висновки будуть викладені у запланованій доповіді.