CC BY
20
3. Кириченко О.И. Случаи поимки морского краба Eriocheir sinensis (H. Milne-Edwards, 1853) в водоемах Иртышского бассейна Зоол. ежегодн. «Selevinia», г. Алматы, в марте 2012
4. Кульмагамбетов Т.К. Китайские ученые в Алма-тинской области// ж. «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана» изд. ТОО «Бастау», Алматы, № 8, 2009, с 76-77
5. Кириченко О.И. Биологическая характеристика и продукционные особенности речных раков из водоемов Обь-Иртышского бассейна // ж. «Рыбоводство и рыбное хозяйство» № 9, Сельхозиздат, Россия, 2013. - с. 40-46
6. Митрофанов В.П., Дукравец Г.М., и др. Рыбы Казахстана. - Алма-Ата: Наука, 1989. - Т. 3. - 312 с
7. Кириченко О.И. Биологические и продукционные особенности популяции уклеи (Albumus albumus) из водоемов Иртышского бассейна// ж. Вестник СГУ им.Шакарима, № 2(57), Семей, 2012, с 242-245
8. Кириченко О.И. Представители чужеродной фауны в водоемах Восточного Казахстана //Межд. конф. «Биологическое разнообразие и устойчивое развитие природы и общества» // Алматы, 2009, с 94-97
9. Решетников Ю.С., Попова О.А. и др. Изменение структуры рыбного населения эвтрофируемого водоема. -М.: Наука, 1982. - С. 247.
10. Неронов В.М., Лущекина A.A. 2001. Чужеродные виды и сохранение биологического разнообразия. Усп. соврем, биол. 121 (1): с121-128.
протекторный эффект новых структурных
комплексов карнозина в условиях экспериментального паркинсонизма
Куликова Ольга Игоревна,
Аспирантка кафедры системной экологии экологического факультета Российского университета дружбы народов, Москва;
Младший научный сотрудник лаборатории клинической и экспериментальной нейрохимии ФГБНУ «Научный центр неврологии», Москва
Федорова Татьяна Николаевна,
Д.б.н., заведующая лабораторией клинической и экспериментальной нейрохимии ФГБНУ «Научный центр неврологии», Москва
Стволинский Сергей Львович,
Д.б.н., ведущий научный сотрудник ФГБНУ «Научный центр неврологии», Москва
Орлова Валентина Сергеевна
Д.б.н., профессор кафедры системной экологии экологического факультета Российского университета дружбы народов, Москва
АННОТАЦИЯ
Изучено протекторное действие новых комплексов карнозина: S-тролокс-карнозина и карнозина, включенного в состав нанолипосом на клеточной культуре нейробластомы человека SH-SY5Y, дифференцированной по дофаминергическому типу, в условиях окислительного стресса, индуцированного 6-гидроксидофамином (экспериментальная модель болезни Паркинсона in vitro). Выявлена способность новых структурных комплексов на основе карнозина повышать выживаемость и снижать гибель клеток, а также снижать уровень АФК в данных экспериментальных условиях, что свидетельствует об их высокой антиоксидантной активности. Полученные результаты послужат обоснованием для разработки и применения высокоэффективных и специфичных препаратов на основе новых комплексов природного антиоксиданта карнозина.
ABSTRACT
On human neuroblastoma SH-SY5Y cell culture, differentiated by dopaminergic type, the protective effect of novel complexes of carnosine: S-trolox-carnosine and nanoliposomes, included carnosine, under conditions of oxidative stress induced by 6-hydroxy-dopamine (in vitro experimental model of the Parkinsons disease) was studied. The ability of new structures based on carnosine to increase viability and reduce cell death, as well as reduce the level of reactive oxygen species in these experimental conditions was demonstrated, which indicates their high antioxidant activity. The results obtained will serve as a justification for the development and application of highly effective and specific drugs based on new complexes of natural antioxidant carnosine.
Ключевые слова: болезнь Паркинсона, окислительный стресс, карнозин, S-тролокс-карнозин, карнозин-содержащие нанолипосомы, нейробластома человека SH-SY5Y
Keywords: Parkinson's disease, oxidative stress, carnosine, S-trolox-carnosine, carnosine-contained nanoliposomes human neu-roblastoma SH-SY5Y'
Болезнь Паркинсона (БП) - хроническое прогрессирующее нейродегенеративное двигательное расстройство, характеризующееся глубокой и избирательной утратой до-фаминергических нейронов. БП относится к социально значимым заболеваниям. Это объясняется ее широким распространением и значительными финансовыми затратами на лечение и реабилитацию больных [2, 3] Несмотря на десятилетия исследований, БП остается неизлечимым заболеванием. Применяемые в настоящее время лекарственные препараты обеспечивают только симптоматическое облегчение, но не останавливают гибель дофаминергических нейронов и прогрессирование болезни [4].
Причины гибели нейронов при БП по-видимому многофакторны. Тем не менее, одним из ключевых молекулярных механизмов является хронический окислительный стресс (ОС) [9]. Природными протекторами клеток и тканей от окислительного стресса являются антиоксиданты. Однако в настоящее время спектр препаратов антиоксидантно-го действия с доказанной эффективностью, применяемых в комплексном лечении заболеваний ЦНС, ограничен. В связи с этим, актуальной задачей является разработка новых лекарственных препаратов антиоксидантного ряда, обладающих нейропротекторным действием. Одним из перспективных природных антиоксидантов является карнозин (Р-аланил-Ь-гистидина). Он обладает нейропротекторным действием и защищает нейроны от ОС в условиях in vitro и in vivo [1].
На экспериментальной модели паркинсонизма у быстро-стареющих мышей линии SAMP1 (Senescence Accelerated Mice, Prone), характеризующихся высоким стационарным уровнем свободных радикалов в тканях, установлено, что последствия введения ^метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидро-пиридина (МРТР), вызывающего развитие острого паркин-сонического симптомокомплекса, сопровождающегося развитием ОС в мозге, предотвращаются курсовым введением карнозина. Карнозин препятствует угнетению двигательной активности животных и развитию мышечной ригидности, а также позволяет компенсировать дефицит антиоксидантной системы мозга, защищать белки и липиды от окислительной модификации [7].
Для достижения стабильного протекторного эффекта требуется введение избыточных доз карнозина, чтобы компенсировать его гидролиз под действием специфических дипептидаз - тканевой и сывороточной карнозиназ. В це-
лях повышения эффективности карнозина были созданы его новые производные - S-тролокс-карнозин (S-TK), полученный путем конденсации с водорастворимым аналогом витамина Е - тролоксом и содержащие карнозин нанолипосомы (КСЛ).
S-TK обладает основными биологическими свойствами карнозина, но при этом характеризуется более высокой устойчивостью к карнозиназе [10] и более высокой антиок-сидантной активностью по сравнению с тролоксом и карно-зином, определяемой по хемилюминесцентному тесту [6]. Кроме того, по сравнению с тролоксом и карнозином, S-TK эффективнее защищает клетки от ОС, вызванного тяжелыми металлами [5].
Выявлена способность КСЛ подавлять рост АФК и снижать гибель нейрональных клеток, повышая их жизнеспособность при индукции ОС пероксидом водорода, спермином, акролеином или кадмием [5].
Целью работы стало изучение защитного действия новых комплексов карнозина на экспериментальной модели БП in vitro в условиях окислительного стресса.
На клеточной культуре нейробластомы человека SH-SY5Y, дифференцированной по дофаминергическому пути, болезнь Паркинсона моделировали путем добавления ней-ротоксина 6-гидроксидофамина (6-OHDA).
Защитное действие комплексов карнозина на выживаемость клеток определяли по МТТ-тесту, основанному на восстановлении живыми клетками желтого 3-(4,5-диметил-тиазол-2-ил)-2,5-дифенилтетразолий бромида (МТТ) в синие кристаллы формазана [8]. Измеряли оптическую плотность образовавшегося раствора формазана в ДМСО при длине волны 570 нм (и длине волны сравнения 660 нм) на планшетном флуориметре Synergy H4 (BioTek).
При 24 ч инкубации клеток с S-TK (в пределе концентраций от 0,1 до 1 mM) было выявлено повышение их жизнеспособности в присутствии наиболее высокой 1 mM концентрации тролокс-карнозина до 120%. Было показано, что в присутствии 50 ^M 6-OHDA при 24 ч инкубации выживаемость клеток снижается на 40%. Внесение в культуральную среду STK во всех изученных концентрациях (0,1; 0,25; 0,5; 0,75 и 1 mM) повышало жизнеспособность клеток (до 73 -79% - 86% - 96% - 101% соответственно. При этом в концентрации 1 mM она достигает уровня интактных клеток (рис. 1).
Рисунок 1. Влияние S-тролокс-карнозина в концентрациях от 0,1 до 1 тМ на жизнеспособность клеток нейробластомы человека при 24 ч инкубации с 50 дМ 6-OHDA (М±т).
Примечание: *-р<0,05 при сравнении с интактными клетками; #-р<0,05 при сравнении с клеткам, инкубированным с 6-ОЖА (Манн-Уитни и тест).
Уровень АФК в клеточной популяции определяли на проточном цитометре с помощью флуоресцентного красителя 2',7'-дихлордигидрофлуоресцеин диацетата (DCFН2-DA), интенсивность флуоресценции которого соответствует уровню АФК. Долю мертвых клеток также определяли методом проточной цитометрии, используя окрашивание клеток иодидом пропидия (Р1). За 3 минуты до измерения
добавляли 10 дМ Р1, который является меткой клеток с поврежденной мембраной, то есть некротических.
При 24 ч инкубации клеток с 150 дМ 6-ОЖА, КСЛ в концентрации 1 тМ, снижают уровень АФК до нормы (рис. 2Б), что сопровождается уменьшением доли мертвых клеток на 24% (рис. 2А). Не нагруженные карнозином липосо-мы не влияют на уровень АФК и смертность клеток.
Рисунок 2. Влияние карнозина, пустых и карнозин-содержащих нанолипосом в концентрации 1 тМ на гибель клеток (А) и уровень АФК (Б) в условиях интоксикации 50 дМ 6-OHDA в течение 24 ч (М±т).
Примечание: *-р<0,05 при сравнении с интактными клетками; #-р<0,05 при сравнении с клеткам, инкубированным с 6-ОЖА (Манн-Уитни и тест).
Исследования, проведенные с помощью флуоресцентной микроскопии в режиме реального времени, путем добавления флуоресцентного красителя DCFН2-DA, выявили спо-
собность комплексов на основе карнозина препятствовать росту АФК в первые 20 минут после добавления нейроток-сина (рис. 3 и 4).
Рисунок 3. Динамика образования АФК в первые 20 минут после добавления 50 цМ 6-OHDA и 1 тМ карнозин-содер-жащих нанолипосом.
о
=г х
OJ
=Г и
OJ CL
О >
£
л
t
о -
а s и
X
0J
15
20
1Б
10
Интантные ■ 6-OHDA '6-OHDA45-TK
1 2 3 4 5 б 7 В 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1Я 19 20
Бремя, мин
Рисунок 4. Динамика образования АФК в первые 20 минут после добавления 50 цМ 6-OHDA и 1 тМ S-тролокс-карно-зина.
Таким образом, показана способность новых структурных комплексов на основе карнозина повышать выживаемость и снижать гибель клеток, а также снижать уровень АФК в условиях нейротоксичности 6-OHDA, что свидетельствует об их высокой антиоксидантной активности. Полученные результаты послужат обоснованием для разработки и применения высокоэффективных и специфичных препаратов на основе новых комплексов природного антиокси-данта карнозина.
Данное научное исследование проводится при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «УМНИК» по теме «Использование наноструктурных комплексов карнозина при болезни Паркинсона» в рамках договора № 7160ГУ2/2015 от 03.08.2015.
Список литературы:
1. Болдырев А.А. Карнозин: новые концепции для функций давно известной молекулы // Биохимия. - 2012. -Т. 77. - № 4. - С. 403-418
2. Иллариошкин С.Н. Конформационные болезни мозга. - М.: Янус-К, 2003. - 248 с.
3. Крыжановский Г.Н., Карабань И.Н., Магаева С.В., Кучеряну В.Г., Карабань Н. В. Болезнь Паркинсона (этиология, патогенез, клиника, диагностика, лечение, профилактика). - М.: Медицина, 2002. - 336 с.
4. Левин О.С., Федорова Н.В. Болезнь Паркинсона / под ред. Левина О.С., Федоровой Н.В. - 3-е изд. - М.: МЕД-пресс-информ, 2012. - 352 с.
5. Федорова Т.Н., Куликова О. И., Стволинский С. Л., Орлова В. С. Протекторное действие ^)-тролокс-карнози-
на на культуру клеток нейробластомы человека SH-SY5Y в условиях токсичности тяжелых металлов // Нейрохимия. -2016. - Т. 33. - № 1. - С. 63-69
6. Федорова Т.Н., Стволинский С.Л., Куликова О.И., Коновалова Е.В., Левачева И.С., Самсонова О., Баковский У Эффективность нейропротекторного действия новых производных природного антиоксиданта карнозина в условиях окислительного стресса in vitro и in vivo // Анн. клинич. и эксперим. неврол. - 2016. - Т. 10. - № 1. - С. 47-52.
7. Сорокина Е. В., Бастрикова Н.А., Стволинский С.Л., Федорова Т.Н. Эффекты карнозина и селегилина при
паркинсонизме, вызванном введением МРТР // Нейрохимия. - 2003. - Т. 20. - № 2. - С. 133-138.
8. Gunz F.W. Reduction of tetrazolium salts by some biological agents // Nature. - 1948. - № 162. - P. 98.
9. Forno L.S. Neuropathology of Parkinson's disease // J. Neuropathol. Exp. Neurol. - 1996. - Vol. 55. - P. 259-272
10. Stvolinsky S.L., Bulygina E.R., Fedorova T.N., Meguro K., Sato T., Tyulina O.V., Abe H., Boldyrev A.A. Biological Activity of Novel Synthetic Derivatives of Carnosine // Cell. Mol. Neurobiol. - 2010. - № 3. - 395-404
рекомендации по рациональному использованию и сохранению растительных ресурсов
Маханова Гульзира Слимгалиевна Россия, Оренбург, ФГБОУ ВПО «ОГПУ» RECOMMENDATIONS ABOUT RATIONAL USE AND PRESERVATION
OF VEGETABLE RESOURCES
Makhanova G. S.
Russia, Orenburg, FGBOU VPO «OGPU»
АННОТАЦИЯ
Рассматриваются общие вопросы комплексного изучения лекарственных растений
ABSTRACT
The general questions of complex studying of herbs are considered Ключевые слова: флора, растительные ресурсы.
Keywords: flora, vegetable resources.
В порядке общего использования природных растительных ресурсов граждане могут собирать врачебное и техническое сырье, цветы, ягоды, плоды, грибы и другие пищевые продукты для удовлетворения собственных потребностей, а также использовать эти ресурсы в рекреационных, оздоровительных, культурно-образовательных и воспитательных целях. Сырьевую базу лекарственных растений составляют фонд сырья, заготовляемого от дикорастущих растений, и фонд сырья, собранного от культивируемых лекарственных растений. [4] Доля импортируемого лекарственного растительного сырья весьма незначительна. Роль дикорастущих лекарственных растений в нашей стране особенно велика, так как в сравнении с другими европейскими странами в России сохранились значительные территории, занятые естественной растительностью. Рациональное природопользование означает научно обоснованное, целевое, комплексное потребление природных ресурсов, в том числе и растительных, с целью экономической выгоды, их сохранения и восстановления. Лекарственные растения, являясь составной частью растительного мира, также нуждаются в государственных мероприятиях по их рациональному использованию и охране. Это вызвано тем, что лекарственные растения испытывают очень сильные антропогенные воздействия. Такие виды хозяйственной деятельности человека, как сельскохозяйственное освоение площадей, крупное промышленное и жилищное строительство, мелиорация и ирригация земель, промышленная заготовка древесины, строительство ГЭС и водохранилищ привели к резкому сокращению запасов дикорастущих лекарственных растений. В ближайшее время предусматривается увеличение
объема заготовок лекарственного растительного сырья, что приведет к интенсивной эксплуатации природных зарослей лекарственных растений. Под комплексным ресурсоведче-ским изучением лекарственных растений понимают всестороннее изучение ресурсной характеристики вида, а именно:
• определение эксплуатационных запасов и их картографирование;
• изучение сроков восстановления запасов лекарственных растений после заготовок;
• изучение динамики накопления биологически активных веществ в растениях для установления оптимальных сроков сбора сырья;
• химическая таксация зарослей для выявления районов заготовки сырья с высоким содержанием биологически активных веществ;
• введение вида в культуру при недостаточной природной сырьевой базе или при большой трудоемкости заготовок;
• комплексное использование в качестве сырья всех органов растения.
Почти все виды лекарственных растений отличаются довольно низкой регенерационной способностью. Их надземная часть восстанавливается в среднем за 3—8 лет. Корневища и корни возобновляются за 15—30 лет. Это вызывает необходимость, во-первых, чрезвычайно бережно относиться к запасам этих видов и, во-вторых, использовать в качестве сырья вместо корневищ и корней надземную часть растения. Для повышения продуктивности и качества сырья по каждому дикорастущему лекарственному растению необходимо знать динамику его урожайности по годам, влияние
