Analysis of KK1 compound effects on immunological and biochemical parameters in prenatally tobacco-exposed rat Wistar offspring

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Active and passive tobacco smoking is one of the widespread low-toxicity factors affecting animals and humans. In previous studies, the authors investigated morphological and immunological parameters in passively smoke-exposed rats. The aim of our study was to continue research in this direction focusing on the effects of a synthetic KK1 peptide, a structural analogue of the ACTH primary sequence (15-18) (Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide) with antioxidant and stress-protective properties, on the phagocytic activity of peritoneal macrophages and intensity of free-radical oxidation in the liver and blood serum. Immunological and biochemical parameters were assessed in 60 pups from tobacco smoke-exposed and non-exposed Wistar rats. The pregnant rats were subjected to tobacco smoke (8 hours a day, from 1st to 20th day of gestation). Control groups received saline, while experimental groups were administered KK1 (intranasally, at a dose of 40 μg/kg, five times during the 10-day period). 21 days postpartum, the little rats were evaluated for phagocytic indices, circulating immune complex levels (CIC), hepatic enzyme activity (alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST)), oxidative stress markers (malondialdehyde (MDA), diene conjugates (DC), and antioxidant enzymes (superoxide dismutase (SOD), catalase). The study has shown that prenatal tobacco smoke exposure in rat offspring was associated with reduced phagocytic activity, but elevated neutrophil metabolic activity, increased serum AST activity, activated free radical oxidation (elevated MDA, DC), along with suppression of endogenous antioxidant defense mechanisms (decreased SOD and catalase). Administration of the KK1 compound was associated with normalized phagocytic indices, reduced AST activity and restored antioxidant defenses. These findings support the opinion on antioxidant properties of KK1 under passive smoking conditions, highlighting its immunoprotective effects. The effects of KK1 compound may be associated with modulation of synaptic membrane fluidity, regulation of receptor functions, protein phosphorylation processes, and suppression of excessive cytokine synthesis. The observed reduction in free-radical oxidation products and enhancement of catalase activity align with existing evidence of KK1’s antioxidant and stress-protective efficacy. The KK1 compound has demonstrated antioxidant and immunoprotective effects by mitigating the adverse consequences of prenatal tobacco smoke exposure in rat offspring. These findings support its potential application in studies investigating the impact of low-toxicity environmental factors in experimental animal models.

About the authors

Natalia A. Kuzmicheva

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: natalie-vip@list.ru

Senior Lecturer, Department of Pharmaceutical Chemistry

Russian Federation, Orenburg

A. I. Smolyagin

Orenburg State Medical University, Orenburg, Russian Federation

Email: natalie-vip@list.ru

PhD, MD (Medicine), Professor, Honored Worker of Higher Education of the Russian Federation, Professor, Department of Epidemiology and Infectious Diseases

Russian Federation, 6 Sovetskaya St., Orenburg, 460000

Yu. V. Filippova

Orenburg State Medical University

Email: natalie-vip@list.ru

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Pharmaceutical Chemistry

Russian Federation, Orenburg

References

  1. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. Челябинск, 2000. 167 с. [Volchegorsky I.A., Dolgushin I.I., Kolesnikov O.L. Experimental modeling and laboratory evaluation of adaptive reactions of the body]. Chelyabinsk, 2000. 167 p.
  2. Кудина О.В., Штрыголь С.Ю., Колобов А.А. Влияние олигопептидов – гомологов фрагмента АКТГ [15-18] на показатели углеводного обмена в условиях острого холодового стресса // Вестник фармации, 2019. № 1 (83). С. 64-70. [Kudina O.V., Shtrygol S.Yu., Kolobov A.A. Influence of oligopeptides – homologues of the ACTH fragment [15-18] on the parameters of carbohydrate metabolism under conditions of acute cold stress. Vestnik farmatsii = Vestnik Farmacii, 2019, no. 1 (83), pp. 64-70. (In Russ.)]
  3. Кузьмичева Н.А., Михайлова И.В., Пушкарева Л.А., Филиппова Ю.В., Бондаренко А.И., Синеговец А.А., Смолягин А.И. Влияние пептида КК1 на иммунологические параметры у пассивно куривших беременных крыс и их потомства // Российский иммунологический журнал, 2022. Т. 25, № 2. C. 227-234. [Kuzmicheva N.A., Mikhailova I.V., Pushkareva L.A., Filippova Y.V., Bondarenko A.I., Sinegovets A.A., Smolyagin A.I. Effect of the KK1 peptide on immunological parameters in passively smoking pregnant rats and their offspring. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2022, Vol. 25, no. 2, pp. 227-234. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1122-EOT.
  4. Смолягин А.И., Колобов А.А., Кузьмичева Н.А., Полякова В.С., Михайлова И.В., Филиппова Ю.В., Мирошниченко И.В. Оценка влияния тетрапептидов КК1 и КК5 на иммунологические параметры селезенки крыс при пассивном табакокурении // Российский иммунологический журнал, 2024. Т. 27, № 3. C. 449-456. [Smolyagin A.I., Kolobov A.А., Kuzmicheva N.A., Polyakova V.S., Mikhailova I.V., Filippova Y.V., Miroshnichenko I.V. Effect of tetrapeptides KK1 and KK5 on the immunological parameters of rat spleen during passive smoking. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2024, Vol. 27, no. 3, pp. 449-456. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-16715-EOT.
  5. Стадников А.А., Кузьмичева Н.А., Пушкарева Л.А., Ермолина Е.В., Михайлова И.В., Смолягин А.И. Иммуноморфологическая оценка беременных крыс, подвергшихся пассивному табакокурению, и их потомства (нейроэндокринные аспекты) // Журнал анатомии и гистопатологии, 2023. Т. 12, № 1. C. 64-71. [Stadnikov A.A., Kuz’micheva N.A., Pushkareva L.A., Ermolina E.V., Mikhailova I.V., Smolyagin A.I. Immunomorphological evaluation of pregnant rats exposed to passive smoking and their offspring (Neuroendocrine Aspects). Zhurnal anatomii i gistopatologii = Journal of Anatomy and Histopathology, 2023, Vol. 12, no. 1, pp. 64-71. (In Russ.)]
  6. Халютин Д.А., Ховпачев А.А., Гребенюк А.Н., Рейнюк В.Л., Антушевич А.Е., Колобов А.А. Терапевтический эффект новых нейропептидов и гепатопротектора моликсан при острых отравлениях этанолом // Токсикологический вестник, 2015. № 2 (131). C. 10-17. [Halyutin D.A., Hovpachev A.A., Grebenyuk A.N., Reynyuk V.L., Antushevich A.E., Kolobov A.A. Therapeutic efficaсy of new neuropeptides and hepatoprotector molixan at acute poisonings with ethanol. Toksikologicheskiy vestnik = Toxicological Review, 2015, no. 2 (131), pp. 10-17. (In Russ.)]
  7. Bauer-Kemény C., Herth F.J.F. Smoking-toxic substances and immunological consequences. Radiologie (Heidelb), 2022, Vol. 62, no. 9, pp. 731-737. (In German)
  8. Caliri A.W., Tommasi S., Besaratinia A. Relationships among smoking, oxidative stress, inflammation, macromolecular damage, and cancer. Mutat. Res. Rev. Mutat. Res., 2021, Vol. 787, 108365. doi: 10.1016/j.mrrev.2021.108365.
  9. Fialkow L., Wang Y., Downey G.P. Reactive oxygen and nitrogen species as signaling molecules regulating neutrophil function. Free Radic. Biol. Med., 2007, Vol. 42, no. 2, pp. 153-164.
  10. Kudina O., Shtrygol S., Larjanovska Y. Effect of oligopeptides-homologues of the fragment of ACTH 15-18 on morphogenetic markers of stress in the adrenal glands on the model of acute cold injury in rats. Turk. J. Pharm. Sci. 2023, Vol. 20, no. 2, pp. 100-107.
  11. Mittal M., Siddiqui M.R., Tran K., Reddy S.P., Malik A.B. Reactive oxygen species in inflammation and tissue injury. Antioxid. Redox Signal., 2014, Vol. 20, no. 7, pp. 1126-1167.
  12. Pizent A., Lazarus M., Kovačić J., Tariba Lovaković B., Brčić Karačonji I., Živković Semren T., Sekovanić A., Orct T., Branović-Čakanić K., Brajenović N., Jurič A., Miškulin I., Škrgatić L., Stasenko S., Mioč T., Jurasović J., Piasek M. Cigarette smoking during pregnancy: effects on antioxidant enzymes, metallothionein and trace elements in mother-newborn Pairs. Biomolecules, 2020, Vol. 10, 892. doi: 10.3390/biom10060892.
  13. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T., Mazur M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 2007, Vol. 39, no. 1, pp. 44-84.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Kuzmicheva N.A., Smolyagin A.I., Filippova Y.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».