CC BY
396
УДК 615.31
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ НЕКОТОРЫХ ВЕЩЕСТВ АМИНОКИСЛОТНОЙ, ПЕПТИДНОЙ И ПОЛИФЕНОЛЬНОЙ ПРИРОДЫ IN VITRO
Д.А. Фадеева, М.А. Халикова Т.С. Полухина, О.О. Новиков Е.Т. Жилякова, М.Ю. Новикова Г.В. Васильев, Д.И. Писарев
Белгородский государственный национальный исследовательский университет
e-mail: [email protected]
Изучена антиоксидантная активность карнозина, глутатиона, таурина, резвератрола в сравнении с кислотой аскорбиновой. Установлена высокая антиоксидантная активность резвератрола и глутатиона. Доказана возможность применения методики определения антиоксидантной активности для скриниговых исследований свойств антиоксиданов.
Ключевые слова: антиоксиданты, антиоксидантная активность, карнозин, глутатион, резвератрол.
Введение. В последние десятилетия ведутся активные исследования окислительного стресса в клетках и его патологического воздействия на организм. Активные формы кислорода (АФК), накапливаясь в клетках, нарушают их нормальный метаболизм и являются провокаторами окислительных повреждений макромолекул [з]. Наиболее эффективным способом нейтрализации АФК в клетке является использование антиоксидантов. Среди биологически активных веществ природного происхождения существует большое количество веществ различных классов, обладающих антиокси-дантными свойствами. Большой интерес, на наш взгляд представляют вещества аминокислотной природы, как таурин, карнозин и глутатион, а также перспективный ан-тиоксидант-полифенол резвератрол. Данные соединения, включаясь в многочисленные обменные реакции, могут оказывать как прямое, так и опосредованное антиокси-дантное действие [2, ю]. Механизм действия данных соединений различен, однако доказано их положительное влияние на уменьшение окислительного стресса в клетках. По нашим данным, сравнительного изучения антиоксидантной активности этих соединений не проводилось.
Целью работы стало исследование антиоксидантной активности веществ аминокислотной, пептидной и полифенольной природы в сравнении с кислотой аскорбиновой. Выбор объектов исследования определен в связи с общей направленностью исследований научного коллектива в области разработки перспективных лекарственных составов для практической офтальмологии.
Исследованию антиоксидантной активности веществ посвящено достаточно большое количество работ [1, 7, 9]. Разработаны и успешно применяются методики in vivo и in vitro определения данной активности [4, 6, 8]. Однако большинство из этих методик достаточно дорогостоящи и длительны во времени, кроме того, предусматривают использование специфических реактивов. Известен способ определения антиоксидантной активности химическим способом, заключающийся во взаимодействии исследуемых веществ с раствором калия перманганата [5].
Материалы и методы. В качестве объектов исследования были выбраны водные растворы кислоты аскорбиновой, карнозина, глутатиона, таурина, резвератрола, водно-спиртовые растворы рутина и кверцетина, спиртовой раствор резвератрола.
Для определения антиоксидантной активности 0,05 Н раствор калия перманганата в 0,024 М растворе кислоты серной титруют растворами исследуемых веществ до обесцвечивания. В качестве косвенного показателя антиоксидантной активности (АОА, мг/мл) нами использовалось количество вещества в миллиграммах, пошедшее на обесцвечивание 1 мл раствора калия перманганата. Для лучшего представления результатов использовалась величина антиоксидантной способности (АОС), численно выражающаяся в значении, обратном АОА.
Результаты исследования и обсуждение. Исследование антиоксидантной активности осуществлялось в двух группах веществ: аминокислотной и пептидной
природы (таурин, глутатион, карнозин), а также полифенольной природы (резвератрол, рутин, кверцетин).
Для определения уровня антиоксидантной активности изучаемых веществ был использован раствор кислоты аскорбиновой, известного модельного антиоксиданта. При исследовании антиоксидантной активности веществ аминокислотной и пептидной природы использовали водные растворы таких соединений, как таурин, глутатион и карнозин. Результаты изучения их активности приведены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты исследования антиоксидантной активности таурина, карнозина и глутатиона
№ п/п Вещества АОА, мг/мл Z (АОА - AOAi)2 Saoa ДАОА, мг/мл е, % АОС
1. Глутатион 0,350 2,0-10"7 2,58-10-3 6,32-10-3 1,80 2857
2. Карнозин 51,700 2,М0-4 8,37-10"2 0,21 0,39 19
3. Таурин - -- - - 0
4. Аскорбиновая кислота 0,280 2,0-10"9 2,58-10-4 6,32-10-4 0,23 3571
Примечание: * - не проявляет антиоксидантной активности.
Как видно из данных табл. 1, сопоставимой с действием кислоты аскорбиновой активностью обладает только глутатион, карнозин проявил очень низкую активность, таурин же не обесцвечивал раствор калия перманганата. Полученные результаты, свидетельствующие о низкой активности карнозина, подтверждают имеющиеся в литературе данные о низкой активности данного соединения in vitro [3].
В рамках изучения антиоксидантной активности полифенолов исследовали спиртовые растворы кверцетина, рутина и резвератрола. Однако в офтальмологической практике использовать в качестве растворителя спирт этиловый не представляется возможным. Поэтому для изучения антиоксидантной активности резвератрола был использован, кроме того, водный раствор солюбилизированного резвератрола (табл. 2).
Таблица 2
Результаты исследования антиоксидантной активности резвератрола, рутина, кверцетина
№ п/п Вещества АОА, мг/мл Z (АОА - АОА1)2 Saoa ДАОА, мг/мл е, % АОС
1 Аскорбиновая кислота 0,280 2,0-10-9 2,58-ю-4 6,32-10-4 0,23 3571
2 Рутин 0,936 6,4-10-8 1,4б-10-3 3,57^Ю-3 0,38 1068
3 Кверцетин 0,096 6,4-10-8 1,45^Ю-3 3,57^Ю-3 3,72 10417
4 Резвератрол (спиртовой раствор) 0,056 8,0-10-9 5Д6-10-3 1,2б-10-3 2,25 17857
5 Резвератрол (солю-билизированный в воде) 0,063 2,8-10-9 3,0б-10-4 7,49-10-4 1,18 15923
Результаты исследований показали высокую антиоксидантную активность резвератрола как в спиртовом, так и в водном растворе, а также кверцетина. Данные соединения проявили б0льшую антиоксидантную активность, нежели кислота аскорбиновая, что подтверждает литературные данные [7, 11].
Таким образом, доказана применимость методики [5] для скрининговых исследований по изучению антиоксиданой активности природных соединений. Однако использование данной методики не исключает дальнейших экспериментов in vivo для
веществ, обладающих наибольшей антиоксидантной активностью (по результатам опытов in vitro).
Полученные результаты позволили отобрать наиболее перспективные антиок-сиданты — глутатион, резвератрол, карнозин. Их дальнейшее изучение in vivo позволит получить боле полные научные данные. Это особенно важно для карнозина, так как существует мнение, что данное соединение in vivo активирует дополнительные процессы, усиливающие его антиоксидантное действие [з].
Полученные результаты планируется использовать для обоснования выбора действующих веществ при создании новых лекарственных препаратов.
Работа выполнена в рамках реализации федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 200g - 20i3 гг., Государственный контракт № i4.740.ii.0iig от 8 сентября 20i0 г, тема исследования «Комплексные фармакологические и технологические исследования ряда субмикроструктурированных (наност-руктурированных) фармацевтических субстанций с доказанными измененными физико-химическими свойствами».
Литература
1. Aбдуллин, И. Ф. Применение электрогенерированного брома для оценки интегральной антиоксидантной способности лекарственного растительного сырья и препаратов на его основе/ И.ФАбдуллин, Е.Н.Турова, Г.Х.Гайсина и др.// Ж. аналит. химии. - 2002. - Т.57, №6. - С.666-670.
2. Болдырев, A. A. Проблемы и перспективы исследования биологической роли карнозина/ A.A. Болдырев // Биохимия. - Т. 65, №. 7. - 2000. - С. 884-890.
3. Болдырев, A.A. Карнозин: эндогенный физиологический корректор активности антиоксидантной системы организма / A.A. Болдырев, С.Л. Стволинский, Т.Н. Федорова // Усп. физиол. наук. - 2007. - № 38(3). - С.57-71.
4. Макарова, М. Н. Изучение антирадикальной активности индивидуальных флавоноидов и их комбинаций с другими антиоксидантами в опытах in vitro / М.Н. Макарова, В.Г.Макаров, И.Г Зенкевич // Aктуальные проблемы создания новых лекарственных препаратов природного происхождения : материалы VII Международного съезда Фитофарм 2003, СПб..-Пушкин. - 3-5 июля 2003 г. - СПб., 2003. - С.216-222.
5. Пат. 2170930 Российская Федерация, МПК G Ol N 33/50, G Ol N 33/52. Способ определения антиокислительной активности [Текст] / Максимова Т.В. и др.; заявитель и патентообладатель Моск. медицинская академия им.И.М.Сеченова. - № 2000111126/14 ; заявл. 05.05.00 ; опубл. 20.07.01.- Интернет-ресурс www.fips.ru.
6. Подосиновикова, Н. П. Daphnia magna Straus — новая модель для изучения антиоксидантного действия водорастворимых препаратов в эксперименте in vivo / Н.П. Подосиновикова, В.В.Петров, В.Б. Долго-Сабуров // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2005. - Т.68, №3. - С.68-73.
7. Цюпко, Т. Г. Разработка методического подхода к определению антиоксидантной активности пищевых продуктов и лекарственного сырья / Т.Г.Цюпко, ЗА.Темердашев, О.Б.Воронова и др.// Наука Кубани. - 2004. - №3 - С. 89-9l.
8. Antolovich, M. Methods for testing antioxidant activity / M. Antolovich, P.D.Prenzler, E.Mc Donald et al.// Analyst. - 2002. - Vol.127. - P. 183-198.
9. Korotkova, E. I. Study of antioxidant properties by voltammetry / E.I.Korotkova, Y.A.Karbainov, A.V. Shevchuk //J. Electroanalytical chem. - 2002.- Vol.518, №1.- P.56-60.
10. de la Lastra, CA. Resveratrol as an antioxidant and pro-oxidant agent: mechanisms and clinical implications / CA. de la Lastra, I.Villegas // Biochem. Soc. Trans. — 2007. — Oct.; Vol. 35 (Pt 5). — Р. 1156-1160.
11. Soares, D.G. Sequestering ability of butylated hydrooxytoluene, propyl gallate, resveratrol, and vitamin C and E against ABTS, DPPH, and hydroxyl free radicals in chemical and biological systems/ D.G.Soares, A.C.Andreazza, M.Salvador // J. Agric. Food Chem. - 2003. - Vol.5l(4). -Р.1077-1080.
ESTIMATION OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF SOME AMINOACIDS, PEPTIDES
AND POLYPHENOLS IN VITRO
D.A. Fadeeva, M.A. Khalikova T.S. Polukhina, O.O. Novikov
E.T. Zhilyakova, M.Yu. Novikova D.I. Pisarev, G.V. Vasiliev
Belgorod National Research University e-mail: [email protected]
Antioxidant activity of carnosine, taurine, glutathione, res-veratrol was studied in comparison with activity of ascorbic acid. It was estimated that resveratrol and glutathione possess high antioxidant ability. The possibility of using the method of estimation of antioxidant activity in screening tests was proved.
Key words: Antioxidants, antioxidant activity, carnosine, glutathione, resveratrol.
