CC BY
8Биологическая активность и физико-химические свойства водных растворов гидратированного фуллерена Сбо в низких
и сверхнизких концентрациях.
О. Яблонская1, Е. Буравлева2, К. Новиков2, В. Воейков2.
1 - ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН, ул. Косыгина, д. 4, 119334, г. Москва, Россия 2- МГУ им. М.В. Ломоносова, биологический факультет, Ленинские горы, д.1, кор. 12, 119234, Москва,
Россия.
Гидратированный фуллерен Сбо (HyFn) представляет собой супрамолекулярный объект, в котором наноразмерная молекула фуллерена заключена в многослойную водную оболочку [1]. HyFn демонстрирует широкий спектр биологической активности, как in vivo, так и in vitro. В ряде случаев HyFn оказывает свое действие в очень низких концентрациях, причем при уменьшении концентрации его эффективность может даже возрастать [2]. В настоящем докладе мы сообщим о результатах наших исследований влияния HyFn в концентрациях, включающих сверхнизкие, на различные биологические системы и об особенностях физико-химических свойств растворов HyFn. Мы установили, что HyFn стабилизируют активности люциферазы, пероксидазы и щелочной фосфатазы при их спонтанной или термической инактивации, причем со снижением концентрации HyFn, например, с 10-9 до 10-23 M стабилизирующее действие HyFn могло усиливаться вдвое [3]. Известно, что HyFn проявляет как антиоксидантные, так и прооксидантные свойства. Мы обнаружили, что при внесении растворов HyFn в цельную неразведённую кровь человека, в которой непрерывно протекают сопровождающиеся люминесценцией свободно-радикальные процессы [4], в зависимости от состояния здоровья человека наблюдалась либо увеличение, либо снижение интенсивности люминесценции крови, причем, как и при действии HyFn на ферменты дозовая зависимость эффекта HyFn носила нелинейный и немонотонный характер. В частности, у здоровых доноров HyFn в концентрациях 10-6 М и 10-19 М усиливал, а в промежуточных концентрациях не влиял на люминесценцию крови, а у пациентов с ХОБЛ в концентрации 10-19 М снижал существенно повышенную относительно нормы интенсивность люминесценции.
Чтобы выяснить, может ли такая парадоксальная концентрационная зависимость биологической активности растворов HyFn быть обусловлена особой организацией этих водных систем, мы сравнили характер изменения рН в разведениях HyFn и соответствующих "разведениях" деионизированной воды при титровании их либо HCl, либо NaOH. Впервые было показано, что разведения HyFn вплоть до расчетных концентраций 10-31 M обладают значительно более высокой буферной способностью против подкисления HCl, чем контрольные водные "разведения". Кроме того, были выявлены различия в буферной способности между последовательными сверхвысокими разведениями HyFn, но не в соответствующих "разведениях" контрольной воды. Эти особенности могут возникнуть из-за появления гетерогенных водных областей в разведениях HyFn. С помощью метода сушки содержащих микросферы капель, водными основаниями которых были либо разведения HyFn, либо соответствующие водные контроли, было установлено, что значительная часть разведений HyFn характеризуется мезоскопической неоднородностью. Таким образом, разведения HyFn, соответствующие сверхнизким расчетным его концентрациям, характеризуются определенной гетерогенностью и отличаются друг от друга не только между собой в зависимости от степени разбавления, но и от полученных по той же методике соответствующих водных контролей.
[1] G. Andrievsky, V. Klochkov, A. Bordyuh, and G. Dovbeshko, Comparative analysis of two aqueous-colloidal solutions of C60 fullerene with help of FTIR reflectance and UV-Vis spectroscopy. Chem Phys Lett. 364, 8-17. (2002).
[2] G. Andrievsky, V. Bruskov, A. Tykhomyrov, and S.Gudkov, Peculiarities of the antioxidant and radioprotective effects of hydrated C60 fullerene nanostuctures in vitro and in vivo, Free Radic. Biol. Med., 47, 786-793 (2009).
[3] V. Voeikov, and O. Yablonskaya, Stabilizing effects of hydrated fullerenes C60 in a wide range of concentrations on luciferase, alkaline phosphatase, and peroxidase in vitro, Electromagnetic Biol. Med. 32, 160-166. (2015).
[4] V. Voeikov, R. Asfaramov, E. Bouravleva, C. Novikov, and N. Vilenskaya, Biophoton research in blood reveals its holistic properties. Indian J. Exp. Biol. 43, 473-482 (2003).
