Молодежный инновационный вестник

2415-7805

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации

8032

Unclassified

INFLUENCE OF SKQ1 ON SUPEROXIDE DISMUTASE ACTIVITY IN RAT TISSUES WITH RHEUMATOID ARTHRITIS

Zhaglin

Dmitry A.

dimitrizhaglin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5977-085XRychenkova

Olga O.

dimitrizhaglin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0028-8019Starikova

Mylena S.

dimitrizhaglin@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9163-7709

Voronezh state university

20042023

12S25658

25012023

01042023

2023

Relevance Rheumatoid arthritis (RA) is a widespread polyetiological connective tissue disease that occurs in people of almost all age categories and leads to early disability due to damage to peripheral joints and internal organ systems. The search for drugs that reduce the severity of the disease is currently an urgent problem. Purpose of the study Measurement of superoxide dismutase (SOD) enzyme activity in rat tissues in model RA and under the influence of mitochondria-targeted antioxidant (AO) SkQ1. Materials and methods The study groups are represented by male laboratory rats. SOD activity was measured spectrophotometrically. Results Reactive oxygen species (ROS), the formation of which seems to be characteristic of the pathogenesis of the disease, have a significant effect on the state of the antioxidant system (AOS). It has been established that RA induction is associated with an increase in SOD activity in rat tissues, which may be associated with the activation of the AOS enzymatic link, which has an adaptive character - as a response to increased ROS generation. The introduction of targeted AO SkQ1 at various doses was accompanied by a decrease in SOD activity and their shift towards normal values in all tissues studied. The antioxidant activity of the drug is achieved due to the presence of plastoquinone in the SkQ1 molecule, which is capable of neutralizing ROS, as well as a lipophilic cationic group, which ensures immediate penetration of the compound directly into the mitochondrial matrix. Conclusion The ability of SkQ1 to reduce the severity of oxidative stress (OS) that accompanies the course of RA can lead to a decrease in the load on AOS, which makes the use of the drug in the treatment of RA potentially promising.

oxidative stressrheumatoid arthritissuperoxide dismutaseSkQ1

окислительный стрессревматоидный артритсупероксиддисмутазаSkQ1

Актуальность. В настоящее время изучение РА имеет общемедицинское значение, так как распространённость заболевания колеблется от 0,5 до 1% в популяции [1], по некоторым источником до 2% [2]. Поскольку пик заболеваемости приходится на 40-50 лет и, как правило, сопровождается появлением у пациентов коморбидных состояний, это приводит к преждевременной утрате трудоспособности и снижению численности экономически активного населения [3]. Актуальной остаётся проблема поиска препаратов, снижающих тяжесть течения заболевания и улучшающих жизненные прогнозы пациентов с РА. Важная роль в патогенезе РА отводится интенсификации процессов свободнорадикального окисления (СО) в условиях ОС, возникающего в результате преобладания явления генерации АФК над их нейтрализацией [4]. Длительный ОС приводит к истощению возможностей АОС, что в конечном итоге вызывает дисбаланс в системе прооксидант/антиоксидант и ведёт к развитию хронического воспаления [5]. При течение РА наблюдается повышенная активность иммунокомпетентных клеток, вырабатывающих супероксид-анион радикал, способного инициировать СО. Повреждающий потенциал уменьшается благодаря работе СОД, катализирующей дисмутацию супероксида с образованием кислорода и пероксида водорода [6]. СОД, относящаяся к ферментативному звену АОС, отвечает разнонаправленным изменением своей активности на развивающийся ОС [7]. В настоящей работе отмечалось возрастание показателей активности СОД в исследуемых тканях крыс с экспериментальным РА. Следовательно, значительная роль ОС в патогенезе заболевания позволяет рассматривать антиоксидантную стратегию как возможный инструмент при лечении РА. Митохондриальный протектор SkQ1 способен нейтрализовать реакционноспособные производные кислорода, снижая, таким образом, степень проявления ОС и уменьшая нагрузку на АОС [8]. Цель. Исследовать дозозависимый эффект SkQ1 на активность фермента СОД в тканях крыс с индуцированным РА. Материалы и методы. Для участия в исследовании были отобраны самцы белых лабораторных крыс массой 200-250 г, содержащиеся на стандартном режиме вивария, которых поделили на четыре экспериментальные группы. Первую группу составляли крысы без патологии, рассматриваемые в качестве контроля. Во второй группе находились животные с модельным РА. Заболевание индуцировали путём однократного подкожного введения полного адъюванта Фрейнда в объёме 100 мкл в подушечку задней лапки. Животные третьей и четвёртой групп, начиная с 7-го дня развития РА, получали внутрибрюшинные инъекции SkQ1 в дозах 1250 и 650 нмоль/кг веса соответственно каждые 24 часа в виде раствора в 0,5 мл 0,9% хлорида натрия. На 14-ый день после начала эксперимента наркотизированных крыс вскрывали, отбирали необходимый биологический материал: печень, мышцы, сердце и кровь, который затем подготавливали к дальнейшим биохимическим исследованиям. Скорость ферментативной реакции, катализируемой СОД, оценивали спектрофотометрически, регистрируя изменение оптической плотности раствора за счёт восстановления нитросинего тетразолия (НСТ) в неэнзиматической системе феназинметасульфата (ФМС) и никотинамидадениндинуклеотида (НАДН). Вносили в пару кварцевых кювет 1 мл среды, имеющей следующий состав: 100 мМ калий-фосфатного буфера pH 7,8, ЭДТА, НСТ. Затем в каждую кювету добавляли 10 мкл ФМС и 30 мкл пробы. В обе кюветы одновременно вносили 10 мкл НАДН. Регистрировали прирост оптической плотности при длине волны 540 нм в течение 5 минут. Активность фермента рассчитывали по формуле в пересчёте на количество белка в пробе. Содержание белка определяли биуретовым методом. Результаты исследований обрабатывали с применением t-критерия Стьюдента с расчетом среднего значения, стандартного отклонения. Достоверно различающимися считали показатели, для которых р 0,05. Результаты. В ходе исследования было установлено, что индуцирование РА у крыс сопровождалось повышением активности СОД по сравнению с группой животных без патологии в сыворотке крови в 1,7 раза, в сердце в 1,4 раза; в печени регистрировалось увеличение в 2,8 раза, а в мышцах в 1,4 раза. Удельная активность фермента также возросла по сравнению с показателями контрольной группы в сыворотке крови, сердце, печени и мышцах в 2,7, 1,7, 2,9 и 1,8 раза соответственно. У крыс, получавших инъекции SkQ1 в дозе 1250 нмоль/кг веса, фиксировалось изменение активности фермента в сторону нормализации. Активность СОД, выраженная в Е/мл сыворотки крови и Е/г сырой массы сердца, печени и мышц, уменьшилась в 1,5, 1,3, 2,2 и 1,1 раза соответственно. Удельная активность СОД после введения препарата снизилась в сыворотке крови в 1,9 раза, в сердце в 1,5 раза, печени в 2,4 раза и в мышцах в 1,6 раза. Введение исследуемого препарата в дозировке 650 нмоль/кг веса приводило к снижению активности СОД в сыворотке крови в 1,8 раза, в сердце в 1,5 раза и в печени в 3 раза. При этом активность фермента в мышцах после инъекций препарата повысилась, что выбивается из закономерной тенденции. Удельная активность СОД в сыворотке крови животных уменьшилась относительно второй группы с патологией, но без лечения в 3 раза в сыворотке крови, в сердце в 1,8 раза, в печени ферментативная активность уменьшилась в 3 раза, а в мышцах 1,1 раза. Обсуждение. У крыс с индуцированным РА отмечалось возрастание активности СОД в исследуемых образцах тканей. Введение митохондриального антиоксидантного препарата SkQ1 в различных дозировках сопровождалось нормализацией измеряемых значений активности фермента, что свидетельствует о снижении степени выраженности ОС, развивающегося на фоне патологии. Заключение. Применение протектора SkQ1 в качестве инъекций крысам с РА демонстрировало подавление процессов СО, поскольку фиксировалось снижение активности СОД, адаптивно возрастающей в условиях ОС и повышенной генерации АФК. Полученные данные позволяют говорить об эффективном антиоксидантном действии исследуемого соединения в наномолярных концентрациях. Вероятно, протекторное действие SkQ1 способствует поддержанию работы АОС, уменьшая нагрузку на её компоненты.

Иноятуллаев М. Э. Внесуставные проявления ревматоидного артрита // EURASIAN JOURNAL OF MEDICAL AND NATURAL SCIENCES. – 2022. – Vol. 2. – Iss. 13. – P. 314-321.

Тё М. В., Турланова А. Т., Айжарикова М. Р., Кыстаубаева З. К. Миелотоксический агранулоцитоз вследствие лечения ревматоидного артрита метотрексатом. Клинический случай // MEDICINE AND PHARMACY. – 2022. – No. 134. – P. 315-323.

Зинчук И. Ю., Амирджанова В. Н. Социальное бремя ревматоидного артрита // Научно-практическая ревматология. – 2014. – Том 52. – № 3. – С. 331-335.

Таха Е. А., Шуралев Э. А., Ренадино И., Арлеевская М. И. Провокация окислительного стресса тяжёлыми металлами как возможный триггерный фактор в развитии ревматоидного артрита // Молекулярная медицина. – 2022. – Том 20. – № 1. – С. 19-24.

Фурман Ю. В., Артюшкова Е. Б., Аниканов А. В. Окислительный стресс и антиоксиданты // Актуальные проблемы социально-гуманитарного и научно-технического знания. – 2019. – Том 17. – № 1. – С. 1-3.

Бедина С.А., Трофименко А. С., Мозговая Е. Э., и др. Активность ферментов прооксидантной и антиоксидантной систем в плазме крови больных ревматоидным артритом // Якутский медицинский журнал. – 2020. – № 2. – С. 28-30.

Воронин Е. И., Алексеева Р. А. Изменение активности антиоксидантной системы организма в динамике развития ревматоидного артрита в эксперименте // Сборник материалов научно-практической конференции с международным участием: кислород и свободные радикалы. – 2022. – С. 29-31.

Antonenko Y. N., Roginsky V. A., Pashkovskaya A. A., et al. Protective Effects of Mitochondria-Targeted Antioxidant SkQ in Aqueous and Lipid Membrane Environments // The Journal of Membrane biology. – 2008. – № 141. – P. 141-149.