Научная статья на тему '8-оксо-2'-дезоксигуанозин: биомаркер клеточного старения и окислительного стрессаили потенциальное лекарство против возрастных болезней?'

8-оксо-2'-дезоксигуанозин: биомаркер клеточного старения и окислительного стрессаили потенциальное лекарство против возрастных болезней? Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
149
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
8-ОКСО-2'-ДЕЗОКСИГУАНОЗИН / ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС / OXIDATIVE STRESS / БИОМАРКЕРЫ / BIOMARKERS / БИОРЕГУЛЯТОРЫ / BIOREGULATORS / АНТИОКСИДАНТЫ / ANTIOXIDANTS / 8-OXO-2''-DEOXYGUANOSINE

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Мармий Наталья Владимировна, Моргунова Г.В., Есипов Д.С., Хохлов А.Н.

8-Оксо-2'-дезоксигуанозин известный биомаркер окислительного стресса и сопряженных с ним повреждений ДНК. Однако в последние годы появились сообщения, согласно которым это соединение способно вызывать выраженный регуляторный эффект в отношении иммунных процессов, а также оказывать протекторное действие на организм в условиях радиационного или токсического стресса. Возможно, 8-оксо-2'-дезоксигуанозин обладает и более широким спектром биологических эффектов, часть из которых может оказаться полезной при лечении возрастных болезней.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Мармий Наталья Владимировна, Моргунова Г.В., Есипов Д.С., Хохлов А.Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

8-OXO-2''-DEOXYGUANOSINE: A BIOMARKER OF CELLULAR AGING AND OXIDATIVE STRESS OR A POTENTIAL DRUG AGAINST AGE-RELATED DISEASES?

8-Oxo-2'-deoxyguanosine is a well-known biomarker of oxidative stress and DNA damage induced by it. However, some recent data allows to assume that this compound is capable of a strong regulatory effect on immune processes, as well as protective effects in case of radiation or toxic stress. It is possible that 8-oxo-2'-deoxyguanosine has a wide range of biological effects, some of which can be useful in the treatment of age-related diseases.

Текст научной работы на тему «8-оксо-2'-дезоксигуанозин: биомаркер клеточного старения и окислительного стрессаили потенциальное лекарство против возрастных болезней?»

КЛИНИЧЕСКАЯ ГЕРОНТОЛОГИЯ, 9-10, 2016

тик-анальгетик (питофенон, фенпивириния бромид и метамизол натрий) + эпидуральная аналгезия 0,2% раствором ропивакаина гидрохлорида + наркотический анальгетик тримеперидин (по потребности). В послеоперационном периоде оценивались интенсивность болевого синдрома с использованием цифровой рейтинговой шкалы и физическая активность по разработанной шкале от 0 до 5 баллов (0 -отсутствие движений, 1 - повороты в постели, 2 - возможность приподниматься в постели, 3 - способность самообслуживания, 4 - палатный режим, 5 - нет ограничений физической активности) на фиксированных этапах исследования: 2-е, 6-е и 11-е послеоперационные сутки.

Результаты исследования: на вторые послеоперационные сутки болевой синдром в основной группе исследования составил 3,6 ± 2,6 балла, в контрольной - 3,3 ± 2,0. К шестым суткам после операции, когда обезболивание осуществлялось «по требованию», указанные показатели составили 1,45 ± 1,2 и 1,2 ± 1,0 баллов в первой и второй группах соответственно. На заключительном этапе перед выпиской из стационара болевой синдром составлял 0,4 ± 0,5* и 0,2 ± 0,4* (*р = 0,0064) балла цифровой рейтинговой шкалы после лапароскопических операций и лапаротомий соответственно (см. диаграмму). Показатели физической активности у пациентов основной и контрольной групп исследования также отличались на этапах исследования: на вторые сутки после операции значения составляли 1,4 ± 0,6 и 1,2 ± 0,5 балла, на шестые - 4,0 ± 0,8** и 3,2 ± 0,9** (**р = 0,01), а на 11-е - 4,7 ± 1,2 и 4,3 ± 1,1 балла.

Заключение: таким образом, выполнение хирургических вмешательств большого объема не сопровождается значимым снижением интенсивности послеоперационного болевого синдрома в сравнении с аналогичными вмешательствами, выполненными из лапаротом-ного доступа при условии применения единой концепции периоперационного обезболивания. При этом использование лапароскопических методик способствует ранней физической мобилизации пациентов, в том числе за счет более интенсивного регресса болевых ощущений, что в свою очередь препятствует развитию хронического послеоперационного болевого синдрома.

5,0 4,5 4,0 3,5

3 3,0 2,5

I 2,0

ш 1,5 1,0 0,5 0,0 -0,5

Динамика послеоперационного болевого синдрома (ПБС).

Сведения об авторах:

Малышев Анатолий Анатольевич - канд. мед. наук, ассистент кафедры анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии лечебного факультета ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел. 8 (495) 955-65-27. E-mail: rsmu@rsmu.ru

Свиридов Сергей Викторович - д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой анестезиологии, реаниматологии и интенсивной терапии лечебного факультета ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. 117997, Москва, ул. Островитянова, д.1. Тел. 8 (495) 955-65-27. E-mail: rsmu@rsmu.ru

Mean; Whisker: Mean 00,95 Conf. Interval

[HI ПБС на 2-е сутки ^ ПБС на 6-е сутки ^ ПБС на 11-е сутки

1 2 Группы исследования

8-ОКСО-2'-ДЕЗОКСИГУАНОЗИН: БИОМАРКЕР КЛЕТОЧНОГО СТАРЕНИЯ И ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА ИЛИ ПОТЕНЦИАЛЬНОЕ ЛЕКАРСТВО ПРОТИВ ВОЗРАСТНЫХ БОЛЕЗНЕЙ?

Н.В. Мармий1, Г.В. Моргунова2, Д.С. Есипов1, А.Н. Хохлов2

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва 1 Кафедра биоорганической химии и 2сектор эволюционной цитогеронтологии, биологический факультет

8-Оксо-2'-дезоксигуанозин - известный биомаркер окислительного стресса и сопряженных с ним повреждений ДНК. Однако в последние годы появились сообщения, согласно которым это соединение способно вызывать выраженный регуляторный эффект в отношении иммунных процессов, а также оказывать протекторное действие на организм в условиях радиационного или токсического стресса. Возможно, 8-оксо-2'-дезоксигуанозин обладает и более широким спектром биологических эффектов, часть из которых может оказаться полезной при лечении возрастных болезней.

Ключевые слова: 8-оксо-2'-дезоксигуанозин, окислительный стресс, биомаркеры, биорегуляторы, антиоксиданты

8-OXO-2'-DEOXYGUANOSINE: A BIOMARKER OF CELLULAR AGING AND OXIDATIVE STRESS OR A POTENTIAL DRUG AGAINST AGE-RELATED DISEASES?

N.V. Marmiy1, G.V. Morgunova2, D.S. Esipov1, A.N. Khokhlov2

1 Department of Bioorganic Chemistry and 2 Evolutionary Cytogerontology Sector, School of Biology, Lomonosov Moscow State University, Moscow

8-Oxo-2'-deoxyguanosine is a well-known biomarker of oxidative stress and DNA damage induced by it. However, some recent data allows to assume that this compound is capable of a strong regulatory effect on immune processes, as well as protective effects in case of radiation or toxic stress. It is possible that 8-oxo-2'-deoxyguanosine has a wide range of biological effects, some of which can be useful in the treatment of age-related diseases.

Keywords: 8-oxo-2'-deoxyguanosine, oxidative stress, biomarkers, bioregulators, antioxidants

8-оксо-2'-дезоксигуанозин (8-oxo-dG) - продукт неферментативного окисления гидроксил-радикалом дезоксигуанозина, одного четырех нуклеозидов ДНК. Подобный механизм образования делает это вещество потенциальным бимаркером окислительных повреждений ДНК и окислительного стресса в целом. Многочисленными исследованиями показано повышение содержания 8-oxo-dG в клеточной ДНК после стрессовых воздействий (травмы, хирургические вмешательства, отравления, облучение, температурный стресс, физичес-

XXI МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

кие перегрузки и т.д.), а также в период острой фазы заболеваний, сопровождающихся изменением окислительного статуса тканей [1]. К последним относятся все воспалительные, аутоиммунные и аллергические заболевания, онкология, нейродегенеративные процессы и нарушения кровотока, сопровождающиеся ишемией-реперфузией. При этом после устранения стрессового фактора либо подбора адекватного лечения, приводящего к стойкой ремиссии, уровень 8-oxo-dG в ДНК быстро снижается до базовых значений. Это обусловлено наличием специфической гликозилазы OGG-1, которая узнает и удаляет это соединение с последующей заменой на неповрежденный дезоксигуанозин. Тем не менее, с возрастом происходит, по всей видимости, необратимое и постепенное накопление 8-oxo-dG в составе ДНК [2]. Неясно, вызвано оно ухудшением работы репарационных систем или же возрастанием «фоновой» продукции гидрок-сил-радикала, однако в ДНК старых животных и людей наблюдается повышенный уровень 8-oxo-dG в сравнении с этим показателем у молодых особей тех же видов. Мы показали, что это касается и клеточных культур, при «стационарном старении» которых также наблюдается увеличение содержания 8-oxo-dG в 5-6 раз [3].

Существующее мнение о том, что 8-oxo-dG является исключительно «вредным» побочным продуктом окислительного метаболизма, по всей видимости, неверно. Помимо биомаркерной это соединение может иметь выраженную биорегуляторную роль. По данным последнего десятилетия 8-oxo-dG обладает выраженной противовоспалительной и иммунорегуляторной активностью [4]. В высоких концентрациях он способен оказать терапевтическое действие при атеросклерозе, аллергиях, бронхиальной астме, аутоиммунном энцефаломиелите, диабете второго типа и даже сепсисе [5]. Механизм воздействия связан с блокировкой каскада RAC/STAT и сопряженных с ним функций, включая продукцию воспалительных цитокинов, простагландинов, факторов адгезии макрофагов, а также активных форм кислорода и азота клетками иммунной системы. Кроме этого, экспериментально показано протекторное действие 8-оксо-dG на клеточные культуры в условиях голодания, облучения и гипоксии. При внесении экзогенного 8-oxo-dG увеличивается выживаемость клеток и наблюдается снижение биохимических показателей окислительного стресса и повреждения биомолекул. Мы предположили, что 8-oxo-dG может быть одой из сигнальных молекул, модулирующих активность систем репарации, антиоксидантной защиты и адаптивной реакции на стресс в целом. Активизация этих механизмов может, в том числе, существенно уменьшить признаки старения на клеточном и тканевом уровне и снизить риск возникновения возрастных заболеваний на уровне организма. Целью нашего исследования было выявление возможного влияния 8-oxo-dG на культуру «стационарно стареющих» клеток. В экспериментах была использована ранее разработанная в секторе эволюционной цитогеронтологии модель «стационарного старения» клеточных культур [6]. Для определения содержания 8-oxo-dG в ДНК культивируемых клеток линии китайского хомячка был использован ранее разработанный и прошедший валидацию на кафедре биоорганической химии метод высокоэффективной жидкостной хроматографии с амперометрической детекцией [7]. Оказалось, что 8-oxo-dG активно поглощается клетками из культуральной среды. Добавление экзогенного 8-oxo-dG в диапазоне концентраций от 1 нМ до 1 мкМ к молодым клеткам (5 сут культивирования) не влияет на его содержание в клеточной ДНК и не вызывает цитотоксических эффектов. Однако аналогичная добавка к «старым» клеткам (17 сут культивирования) приводит к существенному (в 4-5 раз) снижению содержания 8-охо-dG в ДНК. В высокой концентрации (1 мкМ) экзогенный 8-oxo-dG вызывает существенное уменьшение плотности культуры «старых» клеток.

Таким образом, эффект 8-oxo-dG зависит от пролиферативного статуса культуры. Селективное воздействие препарата на «старые», накопившие большое число повреждений, клетки свидетельствует в пользу существования потенциальной возможности использования 8-oxo-dG в качестве геропротектора, способного избирательно «очищать» организм от дефектных клеток [8]. Наиболее вероятным теоретическим объяснением снижения соотношения 8-oxo-dG/dG в ДНК под действием экзогенного 8-oxo-dG является активация репаративных систем, осуществляющих более эффективное удаление модифицированного основания из ДНК. Однако возможен и вариант антиоксидантной активности, которую 8-oxo-dG сам по себе способен проявлять, окисляясь далее с раскрытием цикла до оксазо-лонов и гидантоинов. Для выяснения этого проводятся дополнительные эксперименты.

ЛИТЕРАТУРА

1. Невредимова Т.С., Мармий Н.В., Есипов Д.С. и др. 8-Оксо-2'-дезоксигуанозин - биомаркер окислительного стресса. Вестник МИТХТ. 2014. Т. 9. № 5. С. 3-10.

2. Nie В., Gan W., Shi F. et al. Age-dependent accumulation of 8-oxoguanine in the DNA and RNA in various rat tissues. Oxid. Med. Cell. Longev. 2013. Vol. 2013. Article ID 303181.

3. Есипов Д.С., Горбачева Т.А., Хайруллина Г.А. и др. Изучение накопления 8-оксо-2'-дезоксигуанозина в ДНК при «стационарном старении» культивируемых клеток. Усп. геронтол. 2008. Т. 21. № 3. С. 485-487.

4. Marmiy N.V., Esipov D.S. Biological role of 8-oxo-2'-deoxyguanosine. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2015. Vol. 70. № 4. P. 168-172.

5. Kim D.H., Cho I.H., Kim H.S. et al. Anti-inflammatory effects of 8-hydroxydeoxyguanosine in LPS-induced microglia activation: suppression of STAT3-mediated intercellular adhesion molecule-1 expression. Exp. Mol. Med. 2006. Vol. 38. № 4. P. 417-427.

6. Khokhlov A.N. Evolution of the term «cellular senescence» and its impact on the current cytogerontological research. Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2013. Vol. 68. N 4. P. 158-161.

7. Есипов Д.С., Сидоренко Е.В., Есипова О.В. и др. Определение отношения 8-оксо-2-дезоксигуанозина к 2-дезоксигуанозину в ДНК с помощью обращенно-фазовой ВЭЖХ в сочетании с амперометрической детекцией // Вестник МИТХТ. 2010. Т. 5. № 3. С. 69-74.

8. Morgunova G.V., Klebanov A.A., Khokhlov A.N. Interpretation of data about the impact of biologically active compounds on viability of cultured cells of various origin from a gerontological point of view // Moscow Univ. Biol. Sci. Bull. 2016. Vol. 71. N 2. P. 67-70.

Сведения об авторе:

Мармий Наталья Владимировна - аспирант кафедры биоорганической химии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. 119234, Россия, Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 12, биологический факультет МГУ. Тел.: 8-963-695-43-35. E-mail: marmiynv@gmail.com

ОЦЕНКА ВЫРАЖЕННОСТИ ФИБРОЗНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ МИОКАРДА У ЖЕНЩИН СТАРШЕГО ВОЗРАСТА

С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ

Н.В. Медведев, В.В. Савич

Курский государственный медицинский университет, г. Курск

С целью оценки выраженности интерстициального фиброза миокарда при разных типах геометрического ремоде-лирования левого желудочка при старении обследовано 100 больных пожилого возраста с артериальной гипертонией (АГ) II стадии методами эхо- и допплеркардиографии с расчетом показателя объемной фракции интерстициального коллагена. Установлено, что прогрессирование выраженности интерстициального фиброза сопровождается сокращением доли пациентов с нормальной геометрией миокарда левого желудочка и его изолированными формами и существенным увеличением доли концентрических типов ремоделирования. Определение типа геометрии миокарда и оценка интенсивности фиброзирования его экстрацеллюлярного матрикса на фоне артериальной гипертонии при старении необходимы для разработки индивидуальных коррекционных мероприятий, способствующих улучшению функционирования, качества жизни пациентов и прогноза заболевания.

Ключевые слова: старение, ремоделирование левого желудочка, артериальная гипертония, дисфункция миокарда, интерстициальный фиброз

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.