Файл: Исследование действия антиоксидантов полифенольной природы на морфологию эритроцитов.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 67
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Фенольный состав различных зёрен также различен, из которых кукуруза имеет самое высокое содержание полифенолов (15,55 мкг/г), за ней следуют пшеница (7,99 мкг/г), овёс (6,53 мкг/г) и рис (5,56 мкг/г). Цельные зёрна содержат больше фенолов, чем обработанные зёрна [29].
Таблица 3 – Распределение общего содержания фенольных соединений в различных частях злаковых растений [29].
| Наименование растения | Различные части растений и их производные изделия | |
| Пшеница | 39,31% (отруби) | 60,69% (мука) |
| Коричневый рис | 40,80% (рисовые отруби) | 59,20% (цельный рис) |
| Кукуруза | 15,89% (алейрон) | 84,11% (эндосперм) |
Полифенолы в цельных злаках – это непитательные соединения, которые распределены во всех структурных областях злаковых веществ. Это касается фенольных кислот, флавоноидов, а также лигниновых соединений. Вещества из группы флавоноидов повсеместно распространены в растениях, преимущественно локализированы в их коре и зелёных листьях [29].
Полифенолы в злаках существуют в свободном виде, растворимой связующей или нерастворимой связующей форме. Подавляющее большинство из них существует в виде связанных компонентов. Они являются важными вторичными метаболитами в растениях. Процесс синтеза в растениях происходит в общем случае через шикимовую кислоту и малоновую кислоту [29].
У человека полифенолы в рационе питания также могут повышать иммунную защитную способность организма, снижать частоту хронических заболеваний и оказывать антиаллергическое, антиартериальное и атеросклеротическое воздействие на метаболические реакции. Полифенолы в зёрнах оказывают более сильное антиоксидантное действие в организме за счёт синергического эффекта нескольких биологически активных соединений, чем один активный ингредиент, и могут устранить множество свободных радикалов окисления в организме в качестве антиоксидантов или после кишечного пищеварения. Свободные полифенолы всасываются в ротовой полости, далее процесс усвоения протекает в желудке и затем – в тонком кишечнике. Флавоноиды, присутствующие в продуктах питания в свободной форме, легче усваиваются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, чем в комбинированном состоянии [29].
Процесс переваривания и всасывания происходит в толстом кишечнике, где полифенолы высвобождаются из клеточной стенки в виде гликозидного лиганда под действием микроорганизмов или родственных ферментов. Происходит их преобразование в глюкозид, который используется организмом человека через транспортёр глюкозы в клетке [29]
Орехи содержат большое количество полифенольных соединений при высоком уровне калорийности данного продукта. Точная оценка потребления полифенолов остается сложной задачей в клинических исследованиях в этой области. Группа учёных под руководством Р. Янга разработали метод таргетной метаболомики для измерения двадцати двух полифенольных биомаркеров в образцах мочи. Уровни биомаркеров были обратно пропорциональны величине развития ожирения у пациентов [28].
Индоксилсульфат является уремическим токсином, который получили из метаболита триптофана кишечной микробиоты. Данное соединение способно оказывать преоксидантное воздействие на сердечно-сосудистую систему и ускорять сосудистую дисфункцию. Также современные исследования показывают защитное действие ресвератрола против гиперпроницаемости эндотелиальных тканей, возникающая при контакте с индоксилсульфатом. В основе процесса лежит механизм блокады IS-арильного углеводородного рецептора опосредует активацию Src и понижает активность VE-кадгерина эндотелия [28].
Исследования китайских учёных продемонстрировали возможность протекторного действия ресвератрола по отношению к клеткам IPEC-J2 от последствий окислительного стресса через PI3K/Akt-опосредованный сигнальный путь. Опыт показывает возможность цитопротекторного эффекта ресвератрола в защитных структурах кишечника [1, 28].
Метаболизм растений подразделяется на первичную и вторичную метаболические формы. Вторичные метаболиты – это соединения в определённых клетках, которые косвенно необходимы для простого дыхательного фотосинтеза или метаболизма, но считаются жизненно важными для выживания растения [25].
Растворимые соединения могут всасываться через кишечник в кровоток в виде метаболитов, где происходит проявление антиоксидантных свойств данных веществ. В свою очередь антиоксидантом может являться любое вещество, которое в небольшом количестве или концентрации, может препятствовать окислению субстрата для протекания других реакций в организме человека [25]
Полифенолы могут смешиваться с чувствительными промежуточными продуктами, что поможет модулировать действия белков. Также потребление продуктов, содержащие полифенол флаванолом, снижают кровяное давление [25]
Европейский орган по безопасности пищевых продуктов признал защитное действие фенольных соединений оливы (Olea europaea) на окисление ЛПНП. Клиническое исследование показало, что ежедневная добавка может снизить кровяное давление, липиды плазмы и маркеры воспаления у предгипертензивных мужчин-участников [14, 17, 18].
NAD-зависимый белковый регулятор 2 (Sir2) является деацетилазой для гистонов и других белков. Sirt1 является ближайшим гомологом этого белка у млекопитающих, может регулировать гемопоэтические стволовые клетки. Дефицит Sirt1 в кровеносных сосудах вызывает повышенное повреждение ДНК и ускоренное старение стволовых клеток [24].
Серин / треониновая протеинкиназа (LKB1) является внутриклеточной мишенью Sirt. Активация фермента способствует поддержанию энергетического гомеостаза и равновесия состояния покоя гемопоэтических стволовых клеток.
Кровь получали от мышей и собирали в микропипетки, покрытые этилендиаминтетрауксусной кислотой на 7 день после облучения γ-лучами. Подсчёт клеток включал лейкоциты (WBC), эритроциты (RBC), тромбоциты (PLT) и процент ретикулоцитов (RET%) [24].
Рисунок 7 – Количество эритроцитов из крови мышей после облучения (1 график), с добавлением ресвератрола (2 график) [24].
Когда свободные радикалы образуются в живом организме, несколько антиоксидантов обеспечивают защиту от окислительного повреждения. Группа энзимов, составляющие основу ферментативной части антиоксидантной системы эритроцитов (пероксидазы, КФ 1.11.1.9 и другие оксидоредуктазы), подавляют действие и образование свободных радикалов в организме. Одновременно с данным процессом наблюдается угнетение работы ферментов-антиоксидантов. В обеспечении данной функции важную роль играют неферментативные механизмы противоокислительного комплекса в составе данного форменного элемента крови, в числе которых важную роль играют ряд полифенольных соединений – куркумин, кверцетин и ресвератрол [12].
1.4 Допустимые концентрации полифенольных соединений
Применение антиоксидантных полифенолов растительного происхождения в качестве лекарственных средств имеет достаточно широкую практику. Не последнюю роль они выполняют для предупреждения и устранения факторов риска, способствующих развитию заболеваний.
Использование растительных препаратов позволяет обеспечить поступление в организм природных соединений, которые имеют лучшую биосовместимость с организмом человека по сравнению с синтетическими аналогами. Они требуют меньших затрат в процессе анаболизма лекарства и катаболизма новых соединений, используемых в дальнейших метаболических реакциях.
Большая часть побочных эффектов от применения флавоноидов заключается в генотоксической активности соединений при их применении в больших концентрациях. При этом данная группа веществ ежедневно поступает в организм человека в средней дозировке 23 – 1000 мг/сутки [3].
В ходе исследования свойств кверцитина как одного из представителей была показана возможность генотоксического действия препарата при концентрации 25 – 2500 мг/кг. Это выражалось в виде повреждения ДНК и микроядра, а также делеций, инверсий, дупликаций и транслокаций хромосом. Изменения наблюдались в клетках костного мозга и полихроматофильных эритроцитах мышей [3].
При исследовании флавоноида генистеина отмечена генотоксичность соединения при концентрации 10 – 400 пмоль. Наблюдается развитие генных и хромосомных мутаций при оценке генотоксиканта по методу «ДНК-комет». Аналогичный опыт с помощью универсального теста Эймса не даёт столь же критической оценки воздействия генистеина на клетки человека [3].
Микробиологические системы тестов зафиксировали генотоксичность других представителей полифенолов растительного происхождения, среди которых присутствуют удаидзеин (100 – 400 пмоль), галангин (204 – 277 пмоль), кемпферол (500 пикомоль), ресвиратрол (10,9 – 87,6 пмоль) и цианидинхлорид (300 – 600 пмоль) [3].
В тестах invivoдоказана токсичность по отношению к наследственному материалу соединения из группы растительных полифенолов – диадзеин. В концентрации 50 мг/кг он приводил к изменению в составе клеток костного мозга, как и 7,12-диметилбенантрацен. Похожий тест показал генотоксичность кемпферола в отношении микроядер костного мозга мышей. Реакция наблюдалась при концентрации 200,8 г/кг у действующего генотоксиканта [3].
Главной причиной возникновения генотоксического эффекта флавоноидов может являться формирование свободных кислородных радикалов от производных хинона, либо воздействие на работу топоизомеразы II [3].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В рамках курсовой работы рассмотрены основные вещества, составляющие внутренний состав (вода, гемоглобин), белковые и липидные компоненты мембраны эритроцитов. Особенно важно учесть состояние глутатиона и активность ферментов, составляющих общую антиоксидантную систему эритроцитов вместе с неферментативными элементами.
Полифенольные соединения могут оказывать двойственное воздействие на изучаемый форменный элемент крови. С одной стороны, они способны активировать несколько сигнальных путей (в том числе PI3K- AKT - mTOR) и регулировать механизм запрограммированной гибели клетки через воздействие на проапоптотический белок Bax и его антагонист – белок антиапоптоза Bcl2, что блокируют повышение проницаемости наружной мембраны митохондрий. Поскольку в эритроцитах отсутствует большинство клеточных органелл, недостаток поступления энергии может негативно повлиять на них.
В условиях гипоксии может наблюдаться синтез фактора роста эндотелия сосудов (VEGF). Данный белок способствует синтезу фактора транскрипции, индуцируемого гипоксией (HIF), позволяющий усилить синтез эритроцитов в клетках костного мозга.
Полифенолы (кверцитин, катехин, нарингенин) уменьшают последствия окислительного стресса, приводящего к образованию продуктов ПОЛ и сохранению глутатиона на определённом уровне.
Антиоксидант полифенольной природы (флорентин) способен ингибировать перенос мочевины в эритроциты. Он может встраиваться в двойной слой липидов мембран, увеличивать площадь поверхности липидов, усиливает их подвижность при уменьшении температуры основного фазового перехода.
Обработка эритроцитов ресвератролом позволяет сохранить диаметр форменного элемента (8,15 мкм) при уменьшении их толщины на 13%. Данный фитоалексин способен оказывать влияние на конформационное состояние гемипорфирина.
Современные исследования доказывают защитное действие ресвератрола при гиперпроницаемости эндотелиальных тканей, возникающая при контакте с индоксилсульфатом. В основе процесса лежит механизм блокады арильного углеводородного рецептора.
Активация фермента LKB1 – мишени для деацетилазы Sirt1 способствует поддержанию состояния покоя гемопоэтических стволовых клеток.
С учётом ежедневной нормы потребления (25-2500 мг) растительных продуктов, содержащих полифенольные соединения, оптимальной концентрацией для достижения минимального негативного воздействия на клетки костного мозга можно считать 10-50 пикомоль.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 Белицкий Г. А. Лекарственный канцерогенез и его профилактика : [доклад : материалы IV Всероссийской конференции по молекулярной онкологии, Москва, 17-19 декабря 2018 г.] / Г. А. Белицкий, К. И. Кирсанов, Е. А. Лесовая. – Текст : электронный // Успехи молекулярной онкологии : электронный журнал. – URL: https://umo.abvpress.ru/jour/article/view/187. – Дата публикации: 19 декабря 2018.