Структурно-функциональные модификации лимфоцитов человека в условиях воздействия пероксида водорода в присутствии ресвератрола
ВВЕДЕНИЕ
Исследование процессов клеточной смерти и механизмов ее реализации является одной из основных проблем биофизики клетки.
В настоящее время основными видами клеточной гибели считаются некроз и типы программированной смерти клеток: апоптоз (программированная смерть клетки I типа), аутофагия (программированная смерть клетки II типа), некроз (программированная смерть клетки III типа) [12].
Апоптоз – программированный процесс клеточной гибели, активирующийся при воздействии внешних и внутренних факторов. Клеточная смерть данного типа сопровождается затратой энергии, активацией протеаз и нуклеаз, разрушением белков, образованием фрагментов ядерной ДНК, формированием апоптозных телец, содержащих части ядра и цитоплазмы, которые подвергаются фагоцитозу [30].
На кафедре биофизики и биотехнологии Воронежского госуниверситета исследованы пути и последовательность этапов апоптотической гибели иммуноцитов крови человека при воздействии активных форм кислорода (супероксидного анион
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. Структура и функции лимфоцитов человека 8
1.2. Механизмы клеточной гибели 10
1.2.1. Типы клеточной гибели 10
1.2.2. Апоптоз: признаки, механизмы и пути реализации, биологическое значение 12
1.3. Пероксид водорода: образование, свойства, биологическая роль 17
1.4. Ресвератрол: строение, свойства, применение в медицине 19
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 21
2.1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ 21
2.2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 22
2.2.1. Объект исследования 22
2.2.2. Методы исследования 22
2.2.2.1. Выделение лимфоцитов из крови доноров 22
2.2.2.2. Модификация лимфоцитов пероксидом водорода 22
2.2.2.3. Модификация лимфоцитов ресвератролом 22
2.2.2.4. Исследование спектральных свойств транс-ресвератрола 23
2.2.2.5. Определение уровня внутриклеточных активных форм кислорода в лимфоцитах 23
2.2.2.6. Исследование изменений структурного состояния плазматических мембран лимфоцитов методом флуоресценции 24
2.2.2.7. Исследование изменений функциональной активности фермента лактатдегидрогеназы лимфоцитов 25
2.2.2.8. Исследование пероксидной резистентности лимфоцитов 26
2.2.2.9. Исследование процессов апоптоза лимфоцитов методом ДНК-комет 27
2.2.2.10. Исследование некроза лимфоцитов 28
2.2.2.11. Статистическая обработка результатов экспериментов 28
2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 29
2.3.1. Исследование внутриклеточного уровня АФК в лимфоцитах после их модификации пероксидом водорода 29
2.3.2. Исследование изменений структурного состояния лимфоцитарных мембран после модификации клеток пероксидом водорода в отсутствие и в присутствии ресвератрола 30
2.3.3. Исследование пероксидной резистентности лимфоцитов в присутствии ресвератрола 33
2.3.4. Исследование изменений уровня функциональной активности лактатдегидрогеназы лимфоцитов после воздействия пероксида водорода в присутствии ресвератрола 34
2.3.5. Исследование процессов клеточной гибели лимфоцитов после воздействия пероксида водорода в присутствии ресвератрола 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
ВЫВОДЫ 40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 41
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Антонов С.А. Изменение уровня перекиси водорода в мезенхимных стволовых клетках человека под действием ресвератрола / С.А. Антонов // Неделя науки . – 2018. – Т. 2, № 13. – С. 77-79.
2. Артюхов В.Г. Структурно-функциональное состояние биомембран и межклеточные взаимодействия / В.Г. Артюхов, М.А. Наквасина. — Воронеж: Издательско-полиграфический центр ВГУ, 2008. — 156 с.
3. Артюхов В.Г. Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификация физико-химическими агентами / В.Г. Артюхов, М.А. Наквасина. — Воронеж: Издательско-полиграфический центр ВГУ, 2000. — 296 с.
4. Биофизика: Учебник для вузов / В.Г. Артюхов [и др.]. — М.: Академический проект; Екатеринбург: Деловая книга, 2009. — 294 с.
5. Даливеля О. В. Гено-и цитотоксичность перекиси водорода в лимфоцитах периферической крови человека in vitro // Вести Национальной академии наук Беларуси. Серия Биологические науки. – 2008. – №. 2. – С. 49.
6. Быстрова М.Ф. Перекись водорода и пероксиредоксины в редокс-регуляции внутриклеточной сигнализации / М.Ф. Быстрова // Биологические мембраны. – 2007. – Т. 24, № 2. – С. 115-125.
7. Владимиров Ю.А. Нарушение барьерных свойств внутренней и наружной мембран митохондрий, некроз и апоптоз / Ю.А. Владимиров. — 2002. — Т. 19, № 5. — С. 356—377.
8. Владимиров Ю.А. Молекулярные механизмы апоптоза. Структура комплекса цитохрома с кардиолипином / Ю.А. Владимиров // Биохимия. – 2013. – Т. 78, № 10. – С. 1391-1404.
9. Галактионов В.Г. Иммунология / В.Г. Галактионов. — 3–е изд.– М.: Академия, 2004 . — 522 с.
10. Дятлова А. С. Молекулярные маркеры каспаза-зависимого и митохондриального апоптоза: роль в развитии патологии и в процессах клеточного старения // Успехи современной биологии. – 2018. – Т. 138, № 2. – С. 126-137.
11. Лаврик И.Н. Регуляция апоптоза, индуцируемого через CD95/Fas и другие «рецепторы смерти» / И.Н. Лаврик // Молекулярная биология. — 2011. — Т. 45, № 1. — С. 173–179.
12. Жигачева И.В. Антиоксидантные и антирадикальные свойства ресвератрола и его антистрессовая активность / И.В. Жигачева // Химическая физика. – 2020. – Т. 39, № 7. – С. 41-48.
13. Кароматов И.Д. Биологически активное вещество растительного происхождения - ресвератрол, лечебные свойства / И.Д. Кароматов // Биология и интегративная медицина. – 2018. – Т. 20, № 3. – С. 178-198.
14. Кречетов, С.П. Обоснование оптимального состава композиций ресвератрола с солюбилизаторами / С.П. Кречетов // Российский биотерапевтический журнал. – 2021. – Т. 20, № 3. – С. 57-65.
15. Мартынова Е.А. Регуляция активности каспаз в апоптозе / Е.А. Мартынова // Биоорганическая химия. — 2003. — Т. 29, № 5. — С. 518–543.
16. Маслов Л.Н. Активные формы кислорода - внутриклеточные сигнальные молекулы / Л.Н. Маслов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. – 2017. – Т. 103, № 10. – С. 1089
Ферменты эукариот, которые вырабатывают пероксид водорода, локализованы в основном в пероксисомах. Образование Н2О2 сопряжено с функционированием митохондриальных и микросомальных электрон-транспортных цепей (ЭТЦ). Пероксид водорода генерируется в цитозоле под действием ксантиноксидазы и альдегидоксидазы [38, 45].
Пероксид водорода является средней силы окислителем. В отсутствие каталазы, глутатионпероксидазы, ионов металлов переменной валентности он относительно стабилен. Н2О2 более гидрофобен по сравнению с , имеет способность к миграции в клетки и ткани.
Н2О2 окисляет метионильные остатки белков и сульфидгидрильные соединения, индуцирует пероксидное окисление липидов (ПОЛ). Кроме этого, пероксид водорода принимает участие в формировании высоко реакционно-способных гипогалоидов (HOBr, HOI, HOCl) с участием миелопероксидазы. Также он является участником образования особо активного окисли