ЗАГАЛЬНА АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА МІТОХОНДРІЙ ПЕЧІНКИ ЩУРІВ В МОДЕЛІ ДЕПРЕСІЇ ТА ЗАСТОСУВАННЯ КОФЕЇНУ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2024.02.253Ключові слова:
депресія, кофеїн, антиоксидантна система, МДА, окисно-модифіковані білки, КТ, СОДАнотація
Депресія як неврологічне захворювання супроводжується утворенням метаболітів, які викликають токсикацію організму. Серед таких, значущими, є активні форми кисню здатні пошкодити будь-які молекули організму (Barcelos et al., 2014; Anh-Dao et al., 2022). Головним органом детоксикації є печінка, яка в умовах розвитку захворювань та терапії зазнає додаткового навантаження. Мітохондрії як головні постачальники енергії, в умовах підвищеної концентрації окисних продуктів, зазнають змін, що призводять до дисбалансу у клітинах. Пошук лікарських засобів, які одночасно здатні корегувати патологічні стани та виявляти гепатопротекторні та антиоксидантні властивості є актуальним завданням експериментальної та медичної біохімії. Мета дослідження: визначення стану загальної антиоксидантної системи мітохондрій печінки щурів за умов розвитку депресії та корегування даного патологічного стану кофеїном. Методи дослідження: експеримент проводили на білих статево зрілих щурах лінії Wistar, яких утримували відповідно до правил захисту хребетних тварин, які використовуються для експериментальних цілей. Тварини були поділені на дві експериментальні групи: самці та самки, кожна з яких була поділена на чотири дослідні групи по п’ять тварин в кожній. Стан антиоксидантної системи визначали за змінами концентрації МДА та модифікованих білків, активності СОД та КТ та загальної антиоксидантної активності за допомогою методів колориметрії, спектрометрії. Отримані результати піддавали статистичній обробці програмою Excel Microsoft 365. Результати: у тварин з депресією спостерігали активацію окисних процесів, в тому числі й в мітохондріях печінки. У групі тварин, яким у якості лікувального засобу вводили кофеїн у концентрації 25 мг/кг протягом 5 тижнів спостерігали зниження концентрації МДА майже на 40% порівняно з групою депресивних тварин. Встановлено зниження концентрації окисно-модифікованих білків як за впливу кофеїну в контрольній групі щурів, так і в групі з депресією, яким вводили кофеїн. Визначення загальної антиоксидантної активності мітохондрій печінки за депресії показало зниження вдвічі даного параметру і вказує на пригнічення захисних механізмів. В умовах застосування кофеїну активність КТ та СОД, як одних з компонентів антиоксидантної системи, відновлювалася в межах контрольної групи. Висновки: отримані результати вказують на антиоксидантні властивості кофеїну, що позитивно позначалося на загальній антиоксидантній активності мітохондрій печінки на фоні депресії.
Посилання
1. Aijaz, M., Keserwani, N., Yusuf, M., Ansari, N. H., Ushal, R., & Kalia, P. (2022). Chemical, biological, and pharmacological prospects of caffeic acid. Biointerface Res. Appl. Chem, 13, 324. https://doi.org/10.33263/BRIAC134.324
2. Andreeva, L. Y.; Kozhemjakyn, L. A.; Kyshkun, A. A. (1988). Modification of the method for the determination of lipid peroxides in the test with thiobarbituric acid. Laboratornoe Delo, 2, 41-43
3. Baldissera, M. D., Souza, C. F., Descovi, S. N., Petrolli, T. G., da Silva, A. S., & Baldisserotto, B. (2019). A caffeine-supplemented diet modulates oxidative stress markers and prevents oxidative damage in the livers of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) exposed to hypoxia. Fish Physiology and Biochemistry, 45(3), 1041-1049. https://doi: 10.1007/s10695-019-00616-7.
4. Barcelos, R. P., Souza, M. A., Amaral, G. P., Stefanello, S. T., Bresciani, G., Fighera, M. R., & Barbosa, N. V. (2014). Caffeine supplementation modulates oxidative stress markers in the liver of trained rats. Life Sciences, 96(1-2), 40-45. https://doi: 10.1016/j.lfs.2013.12.002.
5. Boyko, M., Kutz, R., Grinshpun, J., Zvenigorodsky, V., Gruenbaum, S. E., Gruenbaum, B. F., & Zlotnik, A. (2015). Establishment of an animal model of depression contagion. Behavioural brain research, 281, 358-363. https://doi: 10.1016/j.bbr.2014.12.017.
6. Anh-Dao, L. T., Nhon-Duc, L., Cong-Hau, N., & Thanh-Nho, N. (2022). Variability of total polyphenol contents in ground coffee products and their antioxidant capacities through different reaction mechanisms. Biointerface Res. Appl. Chem, 12, 4857-4870. https://doi.org/10.33263/BRIAC124.48574870.
7. Kim, J., & Kim, J. (2018). Green Tea, Coffee, and Caffeine Consumption Are Inversely Associated with Self-Report Lifetime Depression in the Korean Population. Nutrients, 10(9), 1201. https://doi.org/10.3390/nu10091201.
8. Klebanov, G. I., Babenkova, I. V., Teselkin, Yu. O., Komarov, O. S., & Vladimirov, Yu. A. (1988). Evaluation of antioxidant activity of blood plasma using yolk lipoproteins. Laboratornoe Delo, (5), 59-62.
9. Koroljuk, M. A.; Yvanova, L. Y.; Majorova, Y. G.; Tokareva, V. E. Method for the determination of catalase activity. Laboratornoe Delo 1988, 1, 16-19.
10. Kostjuk, V. A.; Potapovych A. Y.; Kovaleva, Zh. V. (1990). A simple and sensitive method for determining the activity of superoxide dismutase, based on the oxidation reaction of quercetin. Voprosi Medicinskoi Chimii, 36(2), 88-91.
11. Miller, E., Walczak, A., Saluk, J., Ponczek, M. B., & Majsterek I. (2012). Oxidative modification of patient's plasma proteins and its role in pathogenesis of multiple sclerosis, Clinical Biochemistry, 45(1–2),26–30. https://doi.org/10.1016/j.clinbiochem.2011.09.021
12. Landerer, S., Kalthoff, S., & Strassburg, C. P. (2021). UDP-glucuronosyltransferases mediate coffee-associated reduction of liver fibrosis in bile duct ligated humanized transgenic UGT1A mice. Hepatobiliary Surgery and Nutrition, 10(6), 766. https://doi: 10.21037/hbsn-20-9.
13. Li, X. J., Qiu, W. Q., Da, X. L., Hou, Y. J., Ma, Q. Y., Wang, T. Y., & Chen, J. X. (2020). A combination of depression and liver Qi stagnation and spleen deficiency syndrome using a rat model. The Anatomical Record, 303(8), 2154-2167. https://doi: 10.1002/ar.24388.
14. Luo, K., Wang, M., Pan, X., & Xing, Y. (2022). Comparative Pharmacokinetic Study of Three Major Bioactive Components in the Normal and Different Courses of Liver-Stagnation and Spleen-Deficiency Syndrome Depressive Rats after Intragastric Administration of Zhi-Zi-Hou-Po Decoction. Journal of Analytical Methods in Chemistry, 2022, 8657616. https://doi.org/10.1155/2022/8657616
15. Lv, W. J., Wu, X. L., Chen, W. Q., Li, Y. F., Zhang, G. F., Chao, L. M., & Guo, S. N. (2019). The gut microbiome modulates the changes in liver metabolism and in inflammatory processes in the brain of chronic unpredictable mild stress rats. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2019, 7902874. https://doi.org/10.1155/2019/7902874
16. Shea, S., Lionis, C., Kite, C., Atkinson, L., Chaggar, S. S., Randeva, H. S., & Kyrou, I. (2021). Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and potential links to depression, anxiety, and chronic stress. Biomedicines, 9(11), 1697. https://doi.org/10.3390/biomedicines9111697
17. Wieckowski, M. R., Giorgi, C., Lebiedzinska, M., Duszynski, J., Pinton, P. (2009). Isolation of mitochondria-associated membranes and mitochondria from animal tissues and cells. Nature Protocols, 4(11):1582-1590. . https://doi: 10.1038/nprot.2009.151.
