The Effect of Hypoxia on the Antioxidant System Formation of the Developing Brain

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Hypoxia during the prenatal and early postnatal periods can lead to a predisposition for various neuropsychiatric disorders, including neurodegenerative conditions. Currently, there is extensive evidence of hypoxia-related alterations in the developing brain at both the molecular and cellular levels. Given that oxidative stress is often a consequence of oxygen deprivation, the efficacy of the interaction between prooxidant and antioxidant systems is crucial in protecting the developing brain against the negative effects of hypoxia. Nevertheless, research into the development of antioxidant systems has yielded highly fragmented results. This review analyses the accumulated knowledge regarding the impact of hypoxia on the developing brain with respect to the activity of primary antioxidant enzymes. The synthesis of data obtained from numerous studies in this area can provide a theoretical basis for the development of treatment approaches for various neurological disorders.

Sobre autores

L. Klys

Saint-Petersburg State University

Email: lev.klys@spbu.ru
Faculty of Biology St. Petersburg, Russia

O. Galkina

Saint-Petersburg State University

Faculty of Biology St. Petersburg, Russia

O. Vetrovoy

Saint-Petersburg State University; Pavlov Institute of Physiology, Russian Academy of Sciences

Faculty of Biology St. Petersburg, Russia; St. Petersburg, Russia

N. Eschenko

Saint-Petersburg State University

Faculty of Biology St. Petersburg, Russia

Bibliografia

  1. Covarrubias L., Hernandez-Garcia D., Schnabel D., Salas-Vidal E., Castro-Obregon S. // Dev Biol. 2008. V. 320. № 1. P. 1‒11.
  2. Houldsworth A. // Brain Commun. 2024. V. 6. № 1. P. fcad356.
  3. Zhu Z., Li X., Chen W., Zhao Y., Li H., Qing C., Jia N., Bai Z., Liu J. // J Neurosci Res. 2004. V. 78. № 6. P. 837‒844.
  4. Song L., Zheng J., Li H., Jia N., Suo Z., Cai Q., Bai Z., Cheng D., Zhu Z. // Neurochem Res. 2009. V. 34. № 4. P. 739‒745.
  5. He A., Zhang Y., Yang Y., Li L., Feng X., Wei B., Zhu D., Liu Y., Wu L., Zhang L., Xu Z., Sun M. // Brain Res. 2017. V. 1669. P. 114‒121.
  6. Olufunmilayo E.O., Gerke-Duncan M.B., Holsinger R.M.D. // Antioxidants (Basel). 2023. V. 12. № 2. P. 517.
  7. Nalivaeva N.N., Turner A.J., Zhuravin I A. // Front Neurosci. 2018. V. 12. P. 825.
  8. Semple B.D., Blomgren K., Gimlin K., Ferriero D.M., Noble-Haeusslein L. J. // Prog Neurobiol. 2013. V. 106‒107. P. 1‒16.
  9. Zeiss C.J. // Toxicol Pathol. 2021. V. 49. № 8. P. 1368‒1373.
  10. Rice D., Barone S. Jr. // Environ Health Perspect. 2000. V. 108 Suppl 3. № Suppl 3. P. 511‒533.
  11. Bayer S. // The Journal of Comp Neurology. 1980. V. 190. P. 115‒134.
  12. Dehay C., Kennedy H. // Nat Rev Neurosci. 2007. V. 8. P. 438‒450.
  13. Гридин Л.А. // Медицина. 2016. № 3. С. 45‒68.
  14. Тюлькова Е.И. // Интегративная физиология. 2022. Т. 3. № 4. С. 432‒454.
  15. Moshiro R., Mdoe P., Perlman J.M. // Front Pediatr. 2019. V. 7. P. 489.
  16. Korbecki J., Siminska D., Gassowska-Dobrowolska M., Listos J., Gutowska I., Chlubek D., Baranowska-Bosiacka I. // Int J Mol Sci. 2021. V. 22. № 19. P. 10701.
  17. Semenza G.L. // Trends Mol Med. 2001. V. 7. № 8. P. 345‒350.
  18. Fedele A.O., Whitelaw M.L., Peet D.J. // Mol Interv. 2002. V. 2. № 4. P. 229‒243.
  19. Yang S.L., Wu C., Xiong Z.F., Fang X. // Mol Med Rep. 2015. V. 12. № 2. P. 2411‒2416.
  20. Pan Y., Mansfield K.D., Bertozzi C.C., Rudenko V., Chan D.A., Giaccia A.J., Simon M.C. // Mol Cell Biol. 2007. V. 27. № 3. P. 912‒925.
  21. Shim S.Y., Kim H.S. // Korean J Pediatr. 2013. V. 56. № 3. P. 107‒111.
  22. Lee P., Chandel N.S., Simon M.C. // Nat Rev Mol Cell Biol. 2020. V. 21. № 5. P. 268‒283.
  23. Graf A.V., Baizhumanov A.A., Maslova M.V., Krushinskaya Ya.V., Maklakova A.S., Sokolova N.A., Kamensky A.A. // Moscow Univ. Biol.Sci. Bull. 2022. V. 77. P. 104–111.
  24. Hafidi A., Hillman D.E. // Neuroscience. 1997. V. 81. № 1. P. 427‒436.
  25. Monyer H., Seeburg P.H., Wisden W. //Neuron. 1991. V. 6. № 5. P. 799‒810.
  26. Cui C., Jiang X., Wang Y., Li C., Lin Z., Wei Y., Ni Q. //Cell Mol Neurobiol. 2024. V. 44. № 1. P. 58‒74.
  27. Zhang Y.Y., Peng J.J., Chen D., Liu H.Q., Yao B.F., Peng J., Luo X.J. // ACS Chem Neurosci. 2023. V. 14. № 17. P. 3113‒3124.
  28. Traynelis S.F., Wollmuth L.P., Mcbain C.J., Menniti F.S., Vance K.M., Ogden K.K., Hansen K.B., Yuan H., Myers S.J., Dingledine R. // Pharmacol Rev. 2010. V. 62. № 3. P. 405‒496.
  29. Abramov A.Y., Scorziello A., Duchen M.R. // J. Neurosci. 2007. V. 27. № 5. P. 1129‒1138.
  30. Ikonomidou C., Kaindl A.M. // Antioxidants & Redox Signaling. 2011. V. 14. № 8. P. 1535–1550.
  31. Hu D., Zhang G., Lin L., Yu X., Wang F., Lin Q. // Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases. 2022. V. 31. P. 106352.
  32. Salim S. // J Pharmacol Exp Ther. 2017. V. 360. № 1. P. 201‒205.
  33. Галкина О.В. // Нейрохимия. 2013. T. 30. № 2. C. 93‒102.
  34. Chidambaram S.B., Nikhilesh A., Sudhir R.V., Srinivasan R., Chandrasekaran V., Ambika S., Arehally M.M., Musthafa M.E. // IBRO Neurosc. Rep. 2024. V. 16. № .P. 373‒394.
  35. Khan J.Y., Black S.M. // Pediatr Res. 2003. V. 54. № 1. P. 77‒82.
  36. Ighodaro O.M., Akinloye O.A. // Alexandria Jour. of Med. 2018. V. 54. № 4. P. 287‒293.
  37. Бахтюков А.А., Галкина О.В., Ещенко Н. Д. // Нейрохимия. 2016. T. 33. С. 215‒221.
  38. Islam M.N., Rauf A., Fahad F.I., Emran T.B., Mitra S., Olatunde A., Shariati M.A., Rebezov M., Rengasamy K.R.R., Mubarak M.S. // Crit Rev Food Sci Nutr. 2022. V. 62. № 26. P. 7282‒7300.
  39. Peluffo H., Acarin L., Faiz M., Castellano B., Gonzalez B. // J Neuroinflammation. 2005. V. 2. № 1. P. 12.
  40. Zelko I.N., Mariani T.J., Folz R.J. // Free Radic Biol Med. 2002. V. 33. № 3. P. 337‒349.
  41. Fukui M., Zhu B.T. // Free Radic Biol Med. 2010. V. 48. № 6. P. 821‒830.
  42. Kim M.R., Yon J.M., Lee S.R., Baek I.J., Kim J.S., Hong J.T., Lee B.J., Yun Y.W., Nam S.Y. // Gene Expr Patterns. 2011. V. 11. № 3-‒4. P. 207‒215.
  43. Sheng H., Kudo M., Mackensen G.B., Pearlstein R.D., Crapo J.D., Warner D.S. // Exp Neurol. 2000. V. 163. № 2. P. 392‒398.
  44. Chelikani P., Fita I., Loewen P.C. // Cell Mol Life Sci. 2004. V. 61. № 2. P. 192‒208.
  45. Ho Y.S., Xiong Y., Ma W., Spector A., Ho D.S. // J Biol Chem. 2004. V. 279. № 31. P. 32804‒32812.
  46. Del Maestro R., Mcdonald W. // Mech Ageing Dev. 1987. V. 41. № 1‒2. P. 29‒38.
  47. Hussain S., Slikker W.Jr., Ali S.F. // Int J Dev Neurosci. 1995. V. 13. № 8. P. 811‒817.
  48. Detcheverry F., Senthil S., Narayanan S., Badhwar A. // Neuroimage Clin. 2023. V. 40. P. 103503.
  49. Flohe L., Toppo S., Orian L. // Free Radic Biol Med. 2022. V. 187. P. 113‒122.
  50. Conrad M., Schneider M., Seiler A., Bornkamm G.W. // Biol Chem. 2007. V. 388. № 10. P. 1019‒1025.
  51. Zhu Y., Carvey P.M., Ling Z. // Brain Res. 2006. V. 1090. № 1. P. 35‒44.
  52. Savaskan N.E., Ufer C., Kuhn H., Borchert A. // Biol Chem. 2007. V. 388. № 10. P. 1007‒1017.
  53. Crack P.J., Taylor J.M., Flentjar N.J., De Haan J., Hertzog P., Iannello R.C., Kola I. // J Neurochem. 2001. V. 78. № 6. P. 1389‒1399.
  54. Savaskan N.E., Borchert A., Brauer A.U., Kuhn H. // Free Radic Biol Med. 2007. V. 43. № 2. P. 191‒201.
  55. Aspberg A., Tottmar O. // Brain Res Dev Brain Res. 1992. V. 66. № 1. P. 55‒58.
  56. Esih K., Goricar K., Dolzan V., Rener-Primec Z. // Seizure. 2017. T. 46. P. 38‒42.
  57. Wood Z.A., Schroder E., Robin Harris J., Poole L.B. // Trends Biochem Sci. 2003. V. 28. № 1. P. 32‒40.
  58. Jin M.H., Lee Y.H., Kim J.M., Sun H N., Moon E.Y., Shong M.H., Kim S.U., Lee S.H., Lee T.H., Yu D.Y., Lee D.S. // Neurosci Lett. 2005. V. 381. № 3. P. 252‒257.
  59. Fisher A.B., Vasquez-Medina J.P., Dodia C., Sorokina E.M., Tao J.Q., Feinstein S.I. // Redox Biol. 2018. V. 14. P. 41‒46.
  60. Pairojana T., Phasuk S., Suresh P., Liu I.Y. // Antioxidants (Basel). 2022. V. 11. № 6.
  61. Shim S.Y., Kim H.S., Kim E.K., Choi J.H. // Free Radic Res. 2012. V. 46. № 3. P. 231‒239.
  62. Lu J., Holmgren A. // Free Radic Biol Med. 2014. V. 66. P. 75‒87.
  63. Liu Z. // Biophys Rep. 2023. V. 9. № 1. P. 26‒32.
  64. Soerensen J., Jakupoglu C., Beck H., Forster H., Schmidt J., Schmahl W., Schweizer U., Conrad M., Brielmeier M. // PLoS One. 2008. V. 3. № 3. P. e1813.
  65. Vetrovoy O., Stratilov V., Potapova S., Tyulkova E. // Dev Neurosci. 2024. V. 46. № 5. P. 297‒307.
  66. Ткачев В.О., Меньшикова Е.Б., Зенков Н.К. // Биохимия. 2011. T. 76. № 4. C. 502‒519.
  67. Сариева К.В., Лянгузов А.Ю., Галкина О.В., Ветровой, О.В. // Нейрохимия. 2019. T. 36. № 2. C. 128‒139.
  68. Bell K.F., Al-Mubarak B., Martel M.A., Mckay S., Wheelan N., Hasel P., Markus N.M., Baxter P., Deighton R.F., Serio A., Bilican B., Chowdhry S., Meakin P.J., Ashford M.L., Wyllie D.J., Scannevin R.H., Chandran S., Hayes J.D., Hardingham G.E. // Nat Commun. 2015. V. 6. P. 7066.
  69. Adamo A.M., Aloise P.A., Pasquini J.M. // Int J Dev Neurosci. 1986. V. 4. № 6. P. 513‒517.
  70. Van Meer G. // Curr Opin Cell Biol. 1993. V. 5. № 4. P. 661‒673.
  71. Singh D.K., Ling E.A., Kaur C. // Int J Dev Neurosci. 2018. V. 70. P. 3‒11.
  72. Lafemina M.J., Sheldon R.A., Ferriero D.M. // Pediatr Res. 2006. V. 59. № 5. P. 680‒683.
  73. Fullerton H.J., Ditelberg J.S., Chen S.F., Sarco D.P., Chan P.H., Epstein C.J., Ferriero D.M. // Ann Neurol. 1998. V. 44. № 3. P. 357‒364.
  74. Ditelberg J.S., Sheldon R.A., Epstein C.J., Ferrie ro D.M. // Pediatr Res. 1996. V. 39. № 2. P. 204‒208.
  75. Chan P.H., Kawase M., Murakami K., Chen S.F., Li Y., Calagui B., Reola L., Carlson E., Epstein C.J. // J Neurosci. 1998. V. 18. № 20. P. 8292‒8299.
  76. Stroev S.A., Tyul’kova E.I., Vataeva L.A., Miettinen M.T. // Neurochemical journal. 2015. V. 9. P. 206‒213.
  77. Gan Y., Ji X., Hu X., Luo Y., Zhang L., Li P., Liu X., Yan F., Vosler P., Gao Y., Stetler R. A., Chen J. // Antioxid Redox Signal. 2012. V. 17. № 5. P. 719‒732.
  78. Romero J.I., Hanschmann E.M., Gellert M., Eitner S., Holubiec M.I., Blanco-Calvo E., Lillig C.H., Capani F. // Biochim Biophys Acta. 2015. V. 1850. № 6. P. 1274‒1285.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).