Файл: Исследование действия антиоксидантов полифенольной природы на морфологию эритроцитов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 193
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерациифедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.П.ОГАРЁВА»(ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. ОГАРЁВА»)Факультет биотехнологии и биологииКафедра биотехнологии, биоинженерии и биохимииКУРСОВАЯ РАБОТАпо теме:ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЙСТВИЯ АНТИОКСИДАНТОВ ПОЛИФЕНОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ НА МОРФОЛОГИЮ ЭРИТРОЦИТОВАвтор курсовой работы: _____________________ С.Г. Швецоваподпись, датаОбозначение курсовой работы КР–02069964–06.04.01–34–20Направление подготовки 06.03.01 БиологияРуководитель работыканд. мед. наук, доц. _____________________ Э.С. Ревинаподпись, датаОценка _____________Саранск, 2020Министерство науки и высшего образования Российской Федерациифедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.П.ОГАРЁВА»(ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. ОГАРЁВА»)Факультет биотехнологии и биологииКафедра биотехнологии, биоинженерии и биохимииЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУСтудент Швецова Софья Геннадьевна1 Тема Исследование действия антиоксидантов полифенольной природы на морфологию эритроцитов2 Срок предоставления работы к защите 25.12.2020 г.3 Исходные данные для научного исследования: литературные источники4 Содержание курсовой работы4.1 Белковый и липидный состав эритроцитов4.2 Классификация полифенолов растительной природы4.3 Действие полифенолов на структуру эритроцитов4.4 Допустимые концентрации полифенольных соединений4.5 Заключение4.6 Список использованных источниковРуководитель работы _____________________ Э.С. Ревина подпись, датаЗадание принял к исполнению _____________________ С. Г. Швецова подпись, датаРЕФЕРАТКурсовая работа содержит 36 страниц, 30 использованных литературных источников, 7 рисунков, 3 таблицы.ЭРИТРОЦИТЫ, ФЛАВОНОИДЫ, ПОЛИФЕНОЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, РЕСВЕРАТРОЛ, КВЕРЦЕТИН, ЛИПИДЫ, БЕЛКИ
Объектом исследования являются эритроциты, входящие в состав плазмы крови.Актуальность – изучение действия полифенолов растительного происхождение на различные мишени в организме человека (в том числе на эритроциты) может поспособствовать разработке новых подходов к лечению и профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, а также осуществлять регуляцию процессов эритропоэза.Цель работы – изучение влияния соединений растительного происхождения на изменение формы и состава эритроцитов. В процессе работы проводился анализ литературных источников из отечественных и зарубежных ресурсов.Для достижения цели работы необходимо выполнить следующие задачи:1) Изучить многообразие современных представлений о структуре эритроцитов, белковом и липидном составе данного форменного элемента крови человека2) На основе литературных источников составить классификацию полифенольных соединений, обладающих антагонистическим действием по отношению к свободным радикалам, образующимся в процессе окислительных реакций в клетках и тканях3) Сделать заключение о защитной роли антиоксидантов полифенольной природы, влиянии данных соединений на угнетение или развитие патологических нарушений метаболизмаВ результате исследования рассмотрена подробная структура эритроцита, его мембраны и внутренних компонентов форменного элемента крови. Составлена классификация основных растительных веществ, обладающих антиоксидантной активностью и содержащих в своём составе двух и более фенольных остатков.СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯДАФХ – 1,2- диарахидоил-глицеро-3-фосфохолинДПФХ – 1,2-дипальмитоил-глицеро-3-фосфохолинДСФХ – 1,2-дистеароил-глицеро-3-фосфохолинЛПНП – липопротеины низкой плотностиПОЛ – перекисное окисление липидовТАГ – триацилглицеридыТБГП – трет-бутилгидропероксидAKT – фермент из класса трансферазGSH – глутатионHIF – факторы транскрипции, индуцируемые гипоксиейIPEC-J2 – клетки кишечного эпителия свинейLKB1 – Серин / треониновая протеинкиназа 11, EC 2.7.11.1MCH – среднее содержание гемоглобина в эритроцитахMCHC – средняя концентрация гемоглобинаMCV – средний объём эритроцитовmTOR – мишень рапамицина млекопитающихPI3K – фосфоинозитид-3-киназа, КФ 2.7.1.1Sirt1 – NAD-зависимая деацетилаза сиртуин 1, EC 3.5.1.1VEGF – фактор роста эндотелия сосудов
СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ………………………….....................................................… 51. Обзор литературы..................................................................................... 81.1 Белковый и липидный состав эритроцитов ………………....... 81.2 Классификация полифенолов растительной природы …….… 91.3 Действие полифенолов на структуру эритроцитов ...……...… 141.4 Допустимые концентрации полифенольных соединений ….... 28ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………….………... 30СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ...…..……………….. 32ВВЕДЕНИЕЭритроциты представляют собой высокоспециализированные структуры, выполняющие ряд важнейших функций для поддержания постоянства внутренней среды и протекания биохимических превращений в ходе метаболизма органических и неорганических соединений. Транспортная функция позволяет осуществлять процессы газообмена и переноса веществ между органами, тканями и клетками организма. Комплекс защитных и регуляторных механизмов клеток крови обеспечивает существование иммунитета к патогенам внешней среды. Однако эритроциты должны иметь возможность поддержать работу своих процессов. В этом могут поспособствовать антиоксидантные соединения, в том числе растительного происхождения.Полифенольные соединения присутствуют в составе многих растений. Их цель – защита растений от воздействий окружающей среды и предотвращение свободно-радикальных процессов окисления. Приём данных соединений в составе лекарственных препаратов и биодобавок может обеспечить подобный эффект в условиях организма человека.
Мембрана эритроцитов имеет большее сродство к отрицательно заряженным ионам по сравнению с катионами (в 1 млн раз) за счёт существования неравномерности распределения липидов в пределах билипидного слоя мембраны [6, 10].Цитоскелет на основе спектрина на цитозольной стороне мембраны эритроцитов человека обеспечивает механические признаки бислойной структуры, что позволяет эритроцитам выдерживать нагрузку на их клеточную мембрану [22].Особая форма эритроцитов позволяет обеспечить газотранспортную функцию крови за счёт увеличенной поверхности и гибкости структуры, изменяющая в зависимости от возраста человека. Изменение данных показателей может быть зафиксировано при наличии скопления деградированных эритроцитов при изучении красной пульпы селезёнки [10].Рисунок 1 – Белковый и липидный состав мембраны эритроцитов [11].Исследование форменных элементов крови связано с подсчётом показателей, характерных для эритроцитов. Одним из них является средний объём эритроцитов (MCV), в норме составляющий 85 фемтолитров. Фиксируют в ходе опытов ряд других величин – гематокрит, число клеток крови, концентрацию гемоглобина [10]. Существует наряду с MCV два специальных показателя для оценки состояния эритроцитов в составе – среднее содержание гемоглобина в эритроцитах (MCH) и средняя концентрация гемоглобина (MCHC). Первый параметр характеризует среднюю массу гемоглобина в составе отдельного форменного элемента (30 пг – нормохромная, > 34 пг – гиперхромная, < 27 пг – гипохромная). Изменение величины средней концентрации пигмента эритроцитов (MCHC, на 300-360 г. на 1 л-1) фиксируется в редких случаях при развитии патологических состояний в организме человека [10].В настоящее время для анализа показателей форменных элементов крови используется метод проточной цитометрии, где происходит изучение степени рассеивания лазерного луча, проходящего через суспензию эритроцитов. Альтернативным способом подсчёта клеток крови является измерение электрической проводимости при прохождении клеток через тонкую трубку [10].1.2 Классификация полифенолов растительной природыПолифенольные соединения имеют в своём составе несколько фенильных колец, подчиняющиеся химической формуле C6H5. В составе полифенолов присутствуют гидроксильные заместители в составе ароматических циклов [25].
В растениях они содержаться в виде растворимых гликозидов клеточного сока. Их концентрация в молодых цветках, листьях и незрелых плодах составляет 0,5-5%, в некоторых случаях может быть повышена до 20% (цветки Styphnolobium japonicum, софола японская) [7].Общая классификация соединений, содержащих фенильную группу, основана на принципе оценки растворимости соединения в водном растворе. Нерастворимыми являются дубильные вещества коры растений, лигнины и гидрокоричные кислоты. Группа водорастворимых фенольных соединений представлена фенольными кислотами, хинонами, фенилпропаноидами и флавоноидами [25].Выделяют две обширные группы полифенольных соединений, выделенных из растений – флавоноиды, обладающие витаминоподобными свойствами, и фенольные кислоты, представленными производными оксибензойной кислоты, оксикоричной кислоты и её сложными эфирами.Флавоноиды включают несколько подтипов веществ, отличающихся по химическому составу и физиологическому воздействию на организм.В составе танинов присутствует множество гидроксильных (OH) групп. Гидролизируемые танины синтезируются из многоатомных спиртов, могут взаимодействовать с галловой кислотой при образовании сложных эфиров. Конденсированные танины включают два и более фенольных соединения из группы кахетинов [15, 21].Флавононы не имеют двойной связи между углеводными атомами во втором и третьем положении. К этой группе соединений относятся геспередин (гликозид цитрусовых растений) и ликвиритин в составе корня Glycyrrhiza glabra, солодка [7].Рисунок 2 – Химические формулы полифенольных соединений [8].Флавонолы содержат гидроксильную группу в третьем положении фенольного цикла. Класс представлен соединениями с большим количеством гидроксильных групп – кверцитин (пентагидроксифлавонол), физетин, рутин (тетрагидроксифлавонол) в составе нескольких видов горца (перечный, почешуйный, спорыш) и Fagopyrum esculentum (гречихи) [7]. Таблица 1 – Основные соединения фенольного комплекса гипокотилей и семядольных листьев проростков Fagopyrumesculentum (гречихи) [5].Состав комплекса фенольных соединений проростков гречихи фиксируют наличие фенилпропаноидов (хлорогеновая кислота), различных групп полифенольных веществ. В это число включены флавонолы (рутин) и флавоны (ориентин, изоориенин, изовитексин, витексин) [5].
Объектом исследования являются эритроциты, входящие в состав плазмы крови.Актуальность – изучение действия полифенолов растительного происхождение на различные мишени в организме человека (в том числе на эритроциты) может поспособствовать разработке новых подходов к лечению и профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, а также осуществлять регуляцию процессов эритропоэза.Цель работы – изучение влияния соединений растительного происхождения на изменение формы и состава эритроцитов. В процессе работы проводился анализ литературных источников из отечественных и зарубежных ресурсов.Для достижения цели работы необходимо выполнить следующие задачи:1) Изучить многообразие современных представлений о структуре эритроцитов, белковом и липидном составе данного форменного элемента крови человека2) На основе литературных источников составить классификацию полифенольных соединений, обладающих антагонистическим действием по отношению к свободным радикалам, образующимся в процессе окислительных реакций в клетках и тканях3) Сделать заключение о защитной роли антиоксидантов полифенольной природы, влиянии данных соединений на угнетение или развитие патологических нарушений метаболизмаВ результате исследования рассмотрена подробная структура эритроцита, его мембраны и внутренних компонентов форменного элемента крови. Составлена классификация основных растительных веществ, обладающих антиоксидантной активностью и содержащих в своём составе двух и более фенольных остатков.СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯДАФХ – 1,2- диарахидоил-глицеро-3-фосфохолинДПФХ – 1,2-дипальмитоил-глицеро-3-фосфохолинДСФХ – 1,2-дистеароил-глицеро-3-фосфохолинЛПНП – липопротеины низкой плотностиПОЛ – перекисное окисление липидовТАГ – триацилглицеридыТБГП – трет-бутилгидропероксидAKT – фермент из класса трансферазGSH – глутатионHIF – факторы транскрипции, индуцируемые гипоксиейIPEC-J2 – клетки кишечного эпителия свинейLKB1 – Серин / треониновая протеинкиназа 11, EC 2.7.11.1MCH – среднее содержание гемоглобина в эритроцитахMCHC – средняя концентрация гемоглобинаMCV – средний объём эритроцитовmTOR – мишень рапамицина млекопитающихPI3K – фосфоинозитид-3-киназа, КФ 2.7.1.1Sirt1 – NAD-зависимая деацетилаза сиртуин 1, EC 3.5.1.1VEGF – фактор роста эндотелия сосудов
СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ………………………….....................................................… 51. Обзор литературы..................................................................................... 81.1 Белковый и липидный состав эритроцитов ………………....... 81.2 Классификация полифенолов растительной природы …….… 91.3 Действие полифенолов на структуру эритроцитов ...……...… 141.4 Допустимые концентрации полифенольных соединений ….... 28ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………….………... 30СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ...…..……………….. 32ВВЕДЕНИЕЭритроциты представляют собой высокоспециализированные структуры, выполняющие ряд важнейших функций для поддержания постоянства внутренней среды и протекания биохимических превращений в ходе метаболизма органических и неорганических соединений. Транспортная функция позволяет осуществлять процессы газообмена и переноса веществ между органами, тканями и клетками организма. Комплекс защитных и регуляторных механизмов клеток крови обеспечивает существование иммунитета к патогенам внешней среды. Однако эритроциты должны иметь возможность поддержать работу своих процессов. В этом могут поспособствовать антиоксидантные соединения, в том числе растительного происхождения.Полифенольные соединения присутствуют в составе многих растений. Их цель – защита растений от воздействий окружающей среды и предотвращение свободно-радикальных процессов окисления. Приём данных соединений в составе лекарственных препаратов и биодобавок может обеспечить подобный эффект в условиях организма человека.
-
Обзор литературы
Мембрана эритроцитов имеет большее сродство к отрицательно заряженным ионам по сравнению с катионами (в 1 млн раз) за счёт существования неравномерности распределения липидов в пределах билипидного слоя мембраны [6, 10].Цитоскелет на основе спектрина на цитозольной стороне мембраны эритроцитов человека обеспечивает механические признаки бислойной структуры, что позволяет эритроцитам выдерживать нагрузку на их клеточную мембрану [22].Особая форма эритроцитов позволяет обеспечить газотранспортную функцию крови за счёт увеличенной поверхности и гибкости структуры, изменяющая в зависимости от возраста человека. Изменение данных показателей может быть зафиксировано при наличии скопления деградированных эритроцитов при изучении красной пульпы селезёнки [10].Рисунок 1 – Белковый и липидный состав мембраны эритроцитов [11].Исследование форменных элементов крови связано с подсчётом показателей, характерных для эритроцитов. Одним из них является средний объём эритроцитов (MCV), в норме составляющий 85 фемтолитров. Фиксируют в ходе опытов ряд других величин – гематокрит, число клеток крови, концентрацию гемоглобина [10]. Существует наряду с MCV два специальных показателя для оценки состояния эритроцитов в составе – среднее содержание гемоглобина в эритроцитах (MCH) и средняя концентрация гемоглобина (MCHC). Первый параметр характеризует среднюю массу гемоглобина в составе отдельного форменного элемента (30 пг – нормохромная, > 34 пг – гиперхромная, < 27 пг – гипохромная). Изменение величины средней концентрации пигмента эритроцитов (MCHC, на 300-360 г. на 1 л-1) фиксируется в редких случаях при развитии патологических состояний в организме человека [10].В настоящее время для анализа показателей форменных элементов крови используется метод проточной цитометрии, где происходит изучение степени рассеивания лазерного луча, проходящего через суспензию эритроцитов. Альтернативным способом подсчёта клеток крови является измерение электрической проводимости при прохождении клеток через тонкую трубку [10].1.2 Классификация полифенолов растительной природыПолифенольные соединения имеют в своём составе несколько фенильных колец, подчиняющиеся химической формуле C6H5. В составе полифенолов присутствуют гидроксильные заместители в составе ароматических циклов [25].
В растениях они содержаться в виде растворимых гликозидов клеточного сока. Их концентрация в молодых цветках, листьях и незрелых плодах составляет 0,5-5%, в некоторых случаях может быть повышена до 20% (цветки Styphnolobium japonicum, софола японская) [7].Общая классификация соединений, содержащих фенильную группу, основана на принципе оценки растворимости соединения в водном растворе. Нерастворимыми являются дубильные вещества коры растений, лигнины и гидрокоричные кислоты. Группа водорастворимых фенольных соединений представлена фенольными кислотами, хинонами, фенилпропаноидами и флавоноидами [25].Выделяют две обширные группы полифенольных соединений, выделенных из растений – флавоноиды, обладающие витаминоподобными свойствами, и фенольные кислоты, представленными производными оксибензойной кислоты, оксикоричной кислоты и её сложными эфирами.Флавоноиды включают несколько подтипов веществ, отличающихся по химическому составу и физиологическому воздействию на организм.В составе танинов присутствует множество гидроксильных (OH) групп. Гидролизируемые танины синтезируются из многоатомных спиртов, могут взаимодействовать с галловой кислотой при образовании сложных эфиров. Конденсированные танины включают два и более фенольных соединения из группы кахетинов [15, 21].Флавононы не имеют двойной связи между углеводными атомами во втором и третьем положении. К этой группе соединений относятся геспередин (гликозид цитрусовых растений) и ликвиритин в составе корня Glycyrrhiza glabra, солодка [7].Рисунок 2 – Химические формулы полифенольных соединений [8].Флавонолы содержат гидроксильную группу в третьем положении фенольного цикла. Класс представлен соединениями с большим количеством гидроксильных групп – кверцитин (пентагидроксифлавонол), физетин, рутин (тетрагидроксифлавонол) в составе нескольких видов горца (перечный, почешуйный, спорыш) и Fagopyrum esculentum (гречихи) [7]. Таблица 1 – Основные соединения фенольного комплекса гипокотилей и семядольных листьев проростков Fagopyrumesculentum (гречихи) [5].Состав комплекса фенольных соединений проростков гречихи фиксируют наличие фенилпропаноидов (хлорогеновая кислота), различных групп полифенольных веществ. В это число включены флавонолы (рутин) и флавоны (ориентин, изоориенин, изовитексин, витексин) [5].