Activity of lipid peroxidation processes and metal lipid peroxidation and serum metal levels in adolescents in regions with various degrees of man-induced load

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Lipid peroxidation is a universal mechanism of biological membrane damage. The resulting malondialdehyde levels are a non-specific marker of the body's adaptive capabilities. A strong correlation between the levels of some metals and the oxidant/antioxidant balance may provide biological markers of quality of life in urban ecosystems with high man-induced load (industrial cities) versus regions with low man-induced load (rural areas).

AIM: The work aimed to assess the potential association between the urbanized environment status, lipid peroxidation levels, and serum metal levels in adolescents. This association is essential for creating a unified systems of adaptive capability markers in regions with different levels of exposure.

METHODS: The levels of iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), strontium (Sr), and lead (Pb) were assessed by atomic absorption spectroscopy in the serum of 48 adolescents residing in urban and rural areas. The height, body weight, and body surface area were measured. Serum malondialdehyde levels were assessed in apparently healthy adolescents using the thiobarbituric acid reaction. The significance of intergroup differences in malondialdehyde and metal levels was assessed, and Spearman correlation analysis was performed. The significance of individual parameters was assessed using multiple regression discriminant analysis.

RESULTS: There were no significant changes in Sr levels associated with the levels of malondialdehyde or other metals. Cu levels showed significant correlations with the levels of malondialdehyde and other metals. Changes in Cu levels, though less pronounced, were consistent with changes in Fe levels. A multiple regression model found that Cu levels, together with Zn levels and body surface area, were the most significant parameters. The discriminant analysis found that Pb levels are determined by the urban ecosystem characteristics, and lipid peroxidation activity in children may vary considerably depending on the urbanized environment status and increases significantly in urban areas.

CONCLUSION: An association has been found between the degree of man-induced load, lipid peroxidation activity, and serum metal levels in children, which enables assessing the body's adaptive capabilities. Furthermore, an association has been discovered between serum malondialdehyde levels and serum zinc, iron, and copper levels. Serum malondialdehyde levels are higher in children residing in urban areas with high man-induced load. Metal–malondialdehyde associations can be used to assess the body's adaptive capabilities.

About the authors

Yulia A. Tunakova

Kazan National Research Technical University n.a. A.N. Tupolev-KAI

Author for correspondence.
Email: juliaprof@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8826-8639
SPIN-code: 5247-9698

Dr. Sci. (Chemistry), Professor

Russian Federation, Kazan

Rashat I. Faizullin

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: RIFajzullin@kpfu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6033-6356
SPIN-code: 4818-6504

MD, Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Kazan

Vsevolod S. Valiev

Institute of Ecology and Subsoil Use of the Academy of Sciences of Republic of Tatarstan

Email: podrost@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8848-5326
SPIN-code: 6871-9839
Russian Federation, Kazan

References

  1. Deryugina AV, Koryagin AS, Kopylova SV, Talamanova MN. Methods of studying stress and adaptation reactions of the organism by blood system indicators. Nizhny Novgorod: Izdatel’stvo Nizhegorodskogo gosuniversiteta; 2010. 25 p. (In Russ.) URL: https://studfile.net/preview/5243809/
  2. Gaweł S, Wardas M, Niedworok E, Wardas P. Dialdehyd malonowy (MDA) jako wskaźnik procesów peroksydacji lipidów w organizmie [Malondialdehyde (MDA) as a lipid peroxidation marker]. Wiad Lek. 2004;57(9-10):453–455. Polish.
  3. Taha SAY, Shokeir AA, Mortada WI, et al. Effect of copper and zinc ions on biochemical and molecular characteristics of calcium oxalate renal stones: a controlled clinical study. Biol Trace Elem Res. 2024;202(2):410–422. doi: 10.1007/s12011-023-03686-0
  4. Samet JM, Chen H, Pennington ER, Bromberg PA. Non-redox cycling mechanisms of oxidative stress induced by PM metals. Free Radic Biol Med. 2020;151:26–37. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.12.027
  5. Chebieb I, Medjati ND, Harek Y, et al. Imbalance of plasma copper and zinc levels and the association between the Cu/Zn ratio and lipid peroxidation in Algerian bipolar patients. Biol Trace Elem Res. 2024;202(6):2450–2456. doi: 10.1007/s12011-023-03858-y
  6. Spirlandeli AL, Deminice R, Jordao AA. Plasma malondialdehyde as biomarker of lipid peroxidation: effects of acute exercise. Int J Sports Med. 2014;35(1):14–18. doi: 10.1055/s-0033-1345132
  7. Tucker PS, Dalbo VJ, Han T, Kingsley MI. Clinical and research markers of oxidative stress in chronic kidney disease. Biomarkers. 2013;18(2):103–115. doi: 10.3109/1354750X.2012.749302
  8. Sun M, Yan G, Sun S, et al. Malondialdehyde and zinc may relate to severity of microvascular complications in diabetes: a preliminary study on older adults with type 2 diabetes mellitus in Northeast China. Clin Interv Aging. 2024;19:1141–1151. doi: 10.2147/CIA.S464615
  9. Mosteller RD. Simplified calculation of body-surface area. N Engl J Med. 1987;317(17):1098. doi: 10.1056/NEJM198710223171717
  10. Janero DR. Malondialdehyde and thiobarbituric acid-reactivity as diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury. Free Radic Biol Med. 1990;9(6):515–540. doi: 10.1016/0891-5849(90)90131-2
  11. Ko KM, Godin DV. Ferric ion-induced lipid peroxidation in eryhtrocyte membranes: effects of phytic acid and butylated hydroxytoluene. Mol Cell Biochem. 1990;95(2):125–131. doi: 10.1007/BF00219970
  12. Patent RUS № 2112241 / 27.05.1998. Rogozhin VV, Kuriljuk ТT, Kershengolts BM. Method for determining malonic dialdehyde concentration by using thiobarbituric acid. Available from: https://patentimages.storage.googleapis.com/41/e4/e7/075ccde56f4a5b/RU2112241C1.pdf EDN: KXWDOC
  13. Khavezov I, Tsalev D. Atomic absorption analysis. Leningrad: Khimiya; 1983. 144 р. (In Russ.) URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01001160547
  14. Prasad AS, Mantzoros CS, Beck FW, et al. Zinc status and serum testosterone levels of healthy adults. Nutrition. 1996;12(5):344–348. doi: 10.1016/s0899-9007(96)80058-x
  15. Elchuri S, Oberley TD, Qi W, et al. CuZnSOD deficiency leads to persistent and widespread oxidative damage and hepatocarcinogenesis later in life. Oncogene. 2005;24(3):367–380. doi: 10.1038/sj.onc.1208207

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Variability of serum malondialdehyde (MDA) levels in adolescents in different study groups depending on zinc levels.

Download (240KB)

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 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».