Результаты исследования. ЧМТ сопровождалась уменьшением электроотрицательности мембран эритроцитов и усилением оксидантных процессов в эритроцитах и плазме крови. При действии цитофлавина наблюдалась нормализация исследуемых показателей. С третьих суток посттравматического периода происходило увеличение ЭФПЭ на 44, 55% относительно контрольной группы. Дальнейшее нарастание ЭФПЭ и восстановление до значений интактной группы происходило на фоне относительного снижения концентрации продуктов пероксидации липидов. Так, в эритроцитах к 7-м суткам регистрировалось падение концентрации МДА на 64,71% относительно контроля, в плазме значимо снижалась концентрация ДК, ТК и ОШ на 55,56, 40,0 и 10,84% соответственно относительно контроля, в котором эти показатели оставались повышенными.
Выводы. Применение универсального цитопротектора — цитофлавина, обладающего антиоксидантной и антигипоксантной активностью, при лечении ЧМТ является патогенетически обоснованным уже с первых часов травмы. Достоверно установлено, что цитофлавин ингибировал развитие окислительного стресса на уровне ДК, ТК, прерывая синтез ОШ. Повышение ЭФПЭ, отражая увеличение электроотрицательности клеток, косвенно свидетельствует об улучшении реологического состояния крови и микроциркуляции. Наиболее выраженное действие цитофлавина проявилось на промежуточном этапе посттравматического периода (3—7-е сутки после ЧМТ).
А.Г. Высоцкая
Состояние прооксидантной системы и морфологической картины у студентов-первокурсников в условиях психоэмоционального стресса
Руководитель работы Т.Г. Щербатюк, д.б.н., профессор, заведующий кафедрой биологии НижГМА
Нижегородская государственная медицинская академия
В настоящее время активно проводятся исследования этнических особенностей неспецифических реакций организма, лежащих в основе адаптационно-компенсаторных механизмов. Известно, что любая стрессорная реакция как результат развертывания адаптационного процесса сопровождается развитием окислительного стресса, поэтому выяснение особенностей процессов свободнорадикального окисления — антиоксидантной защиты представляет важность для раскрытия закономерностей формирования адаптивных реакций на клеточном уровне. Экзаменационный стресс занимает одно из первых мест среди причин, вызывающих психическое напряжение у учащихся высшей школы, что может отразиться на процессах адаптации и сопровождается выраженной картиной метаболических изменений.
Цель исследования — изучить изменение под действием психоэмоционального стрессора свободнорадикальных процессов и особенности морфологической структуры слюнной жидкости у студентов-первокурсников разных этнических групп.
Материалы и методы. В исследовании приняли участие 70 студентов в возрасте 19±1 лет. По этнической принадлежности было сформировано три группы — русские, индусы и африканцы; в качестве биологического материала использовалась слюнная жидкость. Изучение материала проводилось методами индуцированной хемилюминесценции и клиновидной дегидратации.
Результаты. На основании предэкзаменационных значений интенсивности хемилюминесцентного свечения слюнной жидкости внутри каждой этнической группы были установлены три категории: имеющие низкий (0–0,35); средний (0,35–0,5); высокий (≤0,5) уровень свободнорадикального окисления. У студентов с высоким предэкзаменационным хемилюминесцентным свечением была установлена этническая зависимость: под влиянием стрессора русские студенты продемонстрировали повышение уровня свободнорадикального окисления, у африканцев и индусов наблюдалось его снижение.
При изучении морфологической картины слюнной жидкости были выделены четыре категории фаций, характерные для волонтеров независимо от этнической принадлежности; в ходе исследования мы выявили, что процент встречаемости вышеперечисленных типов фаций отличается у студентов разных этнических групп.
Выводы. На основании полученных данных мы можем предполагать слабую способность адаптироваться к условиям психоэмоционального стресса русских и индийских студентов; в то же время африканские студенты продемонстрировали реакцию стимуляции на фоне влияния экзаменационного стресса.
М.И. Яшанова, Е.С. Стулова, А.Г. Высоцкая
Возможность ограничения окислительного стресса у крыс с экспериментальным диабетом саксаглиптином
Руководитель работы Т.Г. Щербатюк, д.б.н., профессор, заведующий кафедрой биологии НижГМА
Нижегородская государственная медицинская академия
Высокие темпы роста заболеваемости сахарным диабетом (СД) и увеличение смертности от его осложнений обуславливают необходимость изучения патогенеза данного заболевания. Ведущую роль в патогенезе СД и развитии его осложнений отводят окислительному стрессу. Именно поэтому в терапии СД необходимо использовать препараты, обладающие не только антигипергликемическими свойствами, но и антиоксидантными.
Цель исследования — оценить антиоксидантные свойства препарата нового поколения из класса ИДПП4 — саксаглиптина.
Материалы и методы. Эксперимент проведен на 30 белых нелинейных крысах-самцах. Модель стрептозотоцинового СД с высококалорийной диетой (STZ-20) воспроизводили по схеме S. Islam и H. Choi. Сахарный диабет устанавливался по уровню глюкозы крови натощак. Группу сравнения составляли здоровые животные. На части животных изучали действие саксаглиптина (Онглиза) в течение 14 дней.
Концентрацию глюкозы определяли с помощью глюкометра Optium Xceed. Общую антиоксидантную и свободно-радикальную активность оценивали по уровню хемилюминесценции плазмы крови по методу Е.И. Кузьминой. Уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) измеряли по содержанию в плазме крови молекулярного продукта — малонового диальдегида (МДА) по методу А.В. Арутюнян и Е.Е. Дубининой. Степень ОМБ определяли по уровню карбонильных производных по методу А.В. Арутюнян, Е.Е. Дубининой. Для оценки активности СОД и каталазы применяли методы М. Nishicimi и Н. Aebi. Также в исследовании использовался метод клиновидной дегидратации (Шабалин В.Н., Шатохина С.Н.).
Статистическая обработка результатов проводилась с помощью программы Statistica 8.0, с применением методов непараметрической статистики.
Результаты. Через 6 дней после введения стрептозотоцина у крыс наблюдалось стойкая гипергликемия, что свидетельствовало о развитии диабета. Общая свободнорадикальная активность (Imax) и концентрация МДА были достоверно повышены на 7 и 17% соответственно, по сравнению со здоровыми животными, что свидетельствует об усилении окислительной деструкции липидов. Также было увеличено содержание всех продуктов ОМБ, а именно КДНФГ и АДНФГ при спонтанном окислении на 43 и 25%, КДНФГ и АДНФГ при металл-индуцированном окислении на 18 и 12%. При оценке активности антиоксидантных ферментов у крыс с экспериментальным диабетом не наблюдалось статистически значимого изменения активности СОД, при этом активность каталазы была повышена на 59%.
После 14-дневного воздействия саксаглиптином было показано снижение гипергликемии по сравнению с группой контроля (СД без воздействия), однако ее значения не достигали нормогликемии. При этом саксаглиптин оказывал нормализующее действие на максимальную интенсивность хемилюминесценции (Imax) и концентрацию МДА. Также наблюдалось снижение концентрации продуктов спонтанного окисления белков. При этом содержание продуктов металл-индуцированной модификации белков после воздействия препаратом и без воздействия (контрольная группа) не отличалось и превышало значения данных параметров у здоровых животных. Изменение активности каталазы было неоднозначным у всех животных после воздействия. У части из них активность данного фермента была снижена (43%), у остальных повышена относительно группы животных с СД без воздействия.
Для визуализации биохимических процессов использовался метод клиновидной дегидратации. Применение корреляционного анализа Спирмена выявило статистически значимую взаимосвязь количественного анализа кристаллической структуры фации (наличие и размер «радиальных», «арковых», «угловых», «штриховых» трещин на периферии, «круглых конкреций», трещин в центральной зоне) с параметрами про- и антиоксидантной системы (Imax, КДНФГс, АДНФГс, КДНФГи, АДНФГи, активность СОД и каталазы).
Выводы. Воздействие саксаглиптина в течение 14 дней привело к нормализации интенсивности хемилюминесценции, концентрации МДА, продуктов спонтанной модификации белков в крови крыс с экспериментальным СД, однако не влияло на концентрацию продуктов металл-индуцированной модификации белков.
Наблюдались статистически значимые корреляционные взаимосвязи между биохимическими параметрами и структурами фаций крови, которые позволяют говорить о возможности применения клиновидной дегидратации для оценки эффективности антигипергликемических препаратов.
Ya.A. Guryanova, E.A. Kulagina, I.A. Chernigina
A rapid and affordable method of estimating DNA damage and repair
Shcherbatyuk, professor, the head of the Biology department
Nizhny Novgorod State Medical Academy, Russia
The number of found factors damaging cell DNA increases recently. To understand the impact of these new factors it is necessary to have simple method of estimating the impact level. The so called Comet assay is useful for this purpose but its general limitation is the use of gamma radiation breaking DNA molecules in the places where damage appears under the effect of various factors.
In frame of this project we developed alternative method utilizing ozone with concentration 200 to 1000 µg/l instead of gamma radiation. The diffusion level of DNA comet tail under 10 min impact of ozone with concentration of 900 µg/l was 12,4±0,8% being close to that under gamma radiation of Co-60 with dose of 3 Grays (12,1±0,8%). Besides that the impact time was shortened 18 times.
The samples of peripheral blood were studied to develop this method for volunteers exposed by various factors: smoking, acclimation, hypernutrition, solarium visiting and food restriction and group without any impact.
To analyze cells of capillary blood we prepared slides in agarose gel. DNA decay was carried out by slide processing in PBS with pH 7,4 to 7,5 saturated by ozone-oxygen mixture at ozone concentration 900 µg/l for 5 min. The reliability of results was estimated using the parametric statistics.
The significant decreasing of DNA damage level from 30 to 2,5% was found in the row noted above. This can be explained by the decreasing of the express concentration of free radicals corresponding to the impact. Then we studied DNA repair and found that smoking and acclimation factors also result in least repair levels: 73,5 and 82,7% correspondingly. Thus the proposed method allows detecting rapidly the dangerous factors affecting DNA damage and estimating the resistance of human organism to these factors.
O.V. Smetanina, N.K. Belskaya, I.A. Chernigina
A new rapid diagnostic method for detecting free-radical pathologies
Shcherbatyuk, professor, the head of the Biology department
Nizhny Novgorod State Medical Academy, Russia
The free-radical pathologies (FRP), including cardiovascular diseases, diabetes and cancer, were the leading causes of population mortality in 2014 according to the WHO data. The grade of DNA damage in individual cells by measuring the diffusion of the tail of a comet (known as Comet assay) can be used as FRP indicator. At present the main bottleneck for wide application of this method in clinical study is the use of hi-tech equipment utilizing gamma radiation.
The use of ozone with concentration 200 to 1000 μg/l in ozone-oxygen mixture presented in the Project is an alternative to gamma radiation. The level of thediffusion of the tails of a comets were about 12,43±0,79% when exposed to ozone at a concentration of 900 μg/l for 10 minutes. It is comparable to the exposition to Co-60 gamma radiation at a dose of 3 Gy (12,1±0,81%). In addition to gamma radiation elimination the exposure of sample is reduced by 3 hours. This fact makes this method the rapid tool for detection of activity of free-radical processes and, consequently, free-radical pathologies. It was also found in the experiment with rats carrying a tumor strain of cholangioma PC1 that the level of the diffusion of the tails of a comets of blood cells is 3,66±0,27% at early stage of tumor growth and 11,80±1,26% at a late stage.
Thereby we developed a new method of creating DNA damage for comet tests allowing its wide implementation in screening programs to detect risk groups with FRP. Rapid procedure and simplified requirements to the equipment and personnel allow using this method in local hospitals analyzing millions samples per year. Early revealing of malignant tumors can introduce individual treatment programs and relieve suffering from chemotherapy for more than 400 thousand people a year.