Меконовая кислота - возможный нейропротектор: обоснование на экспериментах in vitro и физико-химических свойствах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Основными представителями гамма-пироновых кислот являются меконовая, коменовая, хелидоновая и койевая кислоты. В отношении коменовой кислоты обнаружен нейропротекторный эффект, а хелидоновая кислота обладает выраженным противовоспалительным действием. В отношении меконовой кислоты нейропротекторное действие не было изучено. Целью настоящей работы было установление нейропротекторного потенциала меконовой кислоты на модели ишемического инсульта in vitro, в том числе и исходя из ее физико-химических свойств. Первичную нейро-глиальную культуру получали из мозжечка семи-восьмисуточных крысят линии Wistar методом механической-диссоциации. Защитное действие меконовой кислоты на культуру нейронов мозжечка изучали на модели глутаматной токсичности и кислородо-глюкозной депривации. Антиоксидантную активность меконовой кислоты изучали квантово-механическими расчетами и экспериментально в модельной системе «цитрат-фосфат-люминол» методом хемилюминесцентного анализа. Хелатирующие свойства меконовой кислоты по отношению к Fe3+ в растворах изучены Job's-методом. Было установлено, что меконовая кислота оказывает защитный эффект на моделях ишемии in vitro. Ее действие приводит к снижению уровня внутриклеточного кальция и восстановлению мембранного потенциала митохондрий в культуре нейронов мозжечка при глутаматном воздействии, и увеличению процента живых клеток при кислородо-глюкозной депривации. Меконовая кислота имеет высокий расчетный антиоксидантный потенциал, подтвержденный экспериментально. При повышении рН среды происходит ступенчатое связывание меконовой кислоты с Fe3+ с образованием комплексов разного соотношения лиганд/металл. При физиологических значениях pH полученный комплекс имеет состав 1:3. Выявленное антиоксидантное, хелатирующее и цитопротекторное действие меконовой кислоты дает основание для дальнейшего изучения возможных нейропротекторных свойств данного соединения в экспериментах in vivo, а полученные в работе данные о ее физико-химических свойствах могут быть полезны для синтеза и изучения новых координационных соединений на основе меконовой кислоты.

Об авторах

С. В Козин

Кубанский государственный университет;ФИЦ «Южный научный центр РАН»

Краснодар, Россия;Ростов-на-Дону, Россия

Л. И Иващенко

Кубанский государственный университет

Краснодар, Россия

А. А Кравцов

Кубанский государственный университет;ФИЦ «Южный научный центр РАН»

Краснодар, Россия;Ростов-на-Дону, Россия

Л. В Васильева

Кубанский государственный университет

Краснодар, Россия

А. М Васильев

Кубанский государственный университет

Краснодар, Россия

Н. Н Буков

Кубанский государственный университет

Краснодар, Россия

А. А Дорохова

Кубанский государственный университет;ФИЦ «Южный научный центр РАН»

Email: 013194@mail.ru
Краснодар, Россия;Ростов-на-Дону, Россия

О. М Лясота

Кубанский государственный университет;ФИЦ «Южный научный центр РАН»

Краснодар, Россия;Ростов-на-Дону, Россия

А. В Беспалов

Кубанский государственный университет

Краснодар, Россия

Список литературы

  1. А. Я. Шурыгин, Препарат Бализ (Периодика Кубани, Краснодар, 2002).
  2. Л. В. Шурыгина, Э. И. Злищева и А. А. Кравцов, Эксперим. клинич. фармакология, 81 (4), 3 (2018).
  3. Л. В. Шурыгин, Э. И. Злищев, А. Н. Кравцова и др., Бюл. эксперим биологии и медицины, 163 (3), 325 (2017).
  4. А. А. Кравцов, А. Я. Шурыгин, Н. С. Скороход и др., Бюл. эксперим. биологии и медицины, 150 (10), 410 (2010).
  5. Л. В. Шурыгина, Э. И. Злищева и А. А. Кравцов, Бюл. эксперим. биологии и медицины, 165 (4), 457 (2018).
  6. Р. В. Кондратенко, А. Н. Чепкова, А. Я. Шурыгин и др., Бюл. эксперим. биологии и медицины, 136 (11), 523 (2003).
  7. D. S. Kim, S. J. Kim, M. C. Kim, et al., Biol. Pharm. Bull., 35 (5), 666 (2012).
  8. H. A. Oh, H. M. Kim, and H. J. Jeong, Int. Immunopharmacol., 11 (1), 39 (2011).
  9. И. В. Рогачевский, В. Б. Плахова, И. Н. Домнин и др., Клинич. патофизиология, 1, 15 (2006).
  10. Б. В. Крылов и др., Пат. РФ № 2322977 С1, Бюл. изобретений, № 12 (2008).
  11. N. N. Bukov, L. I. Ivashchenko, and V. T. Panyushkin, Rus. J. Gen. Chem., 91 (4) 1 (2021).
  12. O. V. Vetrovoy, E. A. Rybnikova, and M. O. Samoilov, Biochemistry, 82 (3), 392 (2017).
  13. L. Mezzaroba, D. F. Alfieri, and A. N. Colado Simão, Neurotoxicology 74, 230 (2019).
  14. J. Li, F. Cao, H.L. Yin, et al., Cell Death Dis., 11 (2), 88 (2020).
  15. P. Dusek, P. M. Roos, T. Litwin, et al., J. Trace Elements in Medicine and Biology, 31, 193 (2015).
  16. X. Wei, X. Yi, X. H. Zhu, et al., Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2020, 1 (2020).
  17. R. J. Ward, D. T. Dexter, A. Martin-Bastida, et al., Int. J. Mol. Sci., 22 (7), 3338 (2021).
  18. S. Entezari, S. M. Haghi, N. Norouzkhani, et al., J. Toxicol., 2022, 1 (2022).
  19. I. A. Mulder, E. T. van Bavel, H. E. de Vries, et al., Fluids and Barriers of the CNS, 18 (1), 46 (2021).
  20. B. Bargagna, L. Ciccone, S. Nencetti, et al., Molecules, 26 (19), 6015 (2021).
  21. S. Paul and E. Candelario-Jalil, Exp. Neurol., 335, 1 (2021).
  22. С. В. Козин, А. А. Кравцов, С. В. Кравченко и др., Бюл. эксперим. биологии и медицины, 171 (5), 592 (2021).
  23. P. Güntzel, L. Forster, C. Schollmayer, et al., Org. Prepar. Procedures Int., 50 (5), 512 (2018).
  24. I. A. Antipova, S. A. Mukha, and S. A. Medvedeva, Rus. Chem. Bull., 53 (4), 780 (2004).
  25. Л. В. Шурыгина, А. А. Кравцов, С. В. Козин и др., Растительные ресурсы, 53 (2), 291 (2017).
  26. F. Neese, WIREs Comput. Mol. Sci., 2, 73 (2011).
  27. A. D. Becke, Phys. Rev. A, 38, 3098 (1988).
  28. S. Grimme, S. Ehrlich, and L. Goerigk, J. Comput. Chem., 32, 1456 (2011).
  29. F. Weigend and R. Ahlrichs, Phys. Chem. Chem. Phys., 7, 3297 (2005).
  30. J. Tomasi, B. Mennucci, and R. Cammi, Chem. Rev., 105, 2999 (2005).
  31. С. В. Козин, А. А. Кравцов, А. А. Елкина и др., Биофизика, 64 (2), 362 (2019).
  32. A. Kravtsov, S. Kozin, A. Basov, et al., Molecules, 27 (1), 243 (2022).
  33. S. Anitha, S. Krishnan, K. Senthilkumar, et al., Mol. Physics, 118, 17 (2020).
  34. J. Rimarcik, V. Lukes, E. Klein, et al., J. Mol. Struct.: THEOCHEM, 952, 25 (2010).
  35. V. M. Nurchi, G. Crisponi, J. I. Lachowicz, et al., J, Inorg. Biochem., 104 (5), 560 (2010).
  36. E. P. Raven, P. H. Lu, T. A. Tishler, et al., J. Alzheimer's Dis., 37 (1), 127 (2013).
  37. B. Do Van, F. Gouel, A. Jonneaux, et al., Neurobiol. Dis., 94, 169 (2016).
  38. J. J. Zhang, J. Du, N. Kong, et al., Ann. Translat. Med., 9 (19), 1503 (2021).
  39. X. L. Fang, S. Y. Ding, X. Z. Du, et al., Front. Neurol., 13 (2022).
  40. O. Y. Selyutina, P. A. Kononova, V. E. Koshman, et al., Antioxidants (Basel), 11 (2), 376 (2022).
  41. S. Satarker, S. L. Bojja, P. C. Gurram, et al., Cells, 11 (7), 1139 (2022).
  42. A. Scimemi, J. S. Meabon, R. L. Woltjer, et al., J. Neurosci., 33 (12), 5312 (2013).
  43. S. Garofalo, G. Cocozza, G. Bernardini, et al., Brain, Behavior, and Immunity, 105, 1 (2022).
  44. Z. Shen, M. Xiang, C. Chen, et al., Biomed. Pharmacother., 151 (2022).
  45. A. Jurcau and A. I. Ardelean, Biomedicines, 10 (3), 574 (2022).
  46. M. Regulska, M. Szuster-Głuszczak, E. Trojan, et al., Curr. Neuropharmacol., 19 (2), 278 (2021).
  47. M. Verma, B. N. Lizama, and C. T. Chu, Translat. Neurodegeneration., 11 (1), 3 (2022).
  48. A. A. Khrapov, A. N. Chepkova, A. Y. Shurygin, et al., Bull. Exp. Biol. Med., 125 (1), 53 (1998).

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах