Введение к работе
Актуальності, проблемы. Восстановлении кислорода в клетках сопровождается образованием его активных промежуточных форм, в частности, супероксидного радикала. Супергкснд и продукты его дальнейших превращений обладают высокой реакционной способностью, в силу чего могут взаимодействовать с белками, лнпидами, нуклеиновыми кислотами, вызывая их повреждение (Michelson, 1977). Возможно, одним из наиболее важных проявлений токсического действия кислородных радикалов является пероксидация липидов, играющая существенную роль при многих патологиях. В настоящее время имеются прямые доказательства участия супероксида в пероксидации липидов. Однако в литературе продолжается дискуссия о роли супероксида в этом процессе.
В последние годы была показана важная роль свободно-радикальных реакций в различных процессах жинедеягельности. Процессы свободно-радикального окисления являются универсальным механизмом повреждения клеток. В связи с этим актуальной является проблема использования природных и синтетических соединений, относящихся к классам антиоксидантов, ловушек свободных радикалов И хелаторов ионов металлоз переменной валентности, для подавления повышенного образования свободных радикалов в различных патологиях. Современный арсенал антиоксидантов, используемых в клинической практике, ограничен, поэтому перспективным является поиск, разработка и создание новых высокоэффекзивных ан гноксидантных препаратов. Для нахождения эффективных свободно-радикальных ингибиторов необходимо изучить механизм их взаимодействия со свободными радикалами и, в первую очередь, свободным» кислородными радикалами, образующимися в биологических системах.,Особый интерес дтя исследования в этой каярааяеккк предстЗЕЛглст пр::рзл;;ыс нетоксичные соединения: витамин Р, липосвая кислота. Эти,соединения уже и/їеют широкое применение в качестве лекарственных препаратов и поэтому их использование в качестве ингибиторов свободно-раАикальных процессов представляет особый практический интерес.
Таким образом, актуальность работы обусловлена разработкой теоретических проблем, связанных с изучением роли супероксида в процессе липидной пероксидации, а также исследованием механизма взаимодействия антиоксидантно со свободными радикалами в модельных счетсмах для ерздания оптимальной схемы разработки новых лекарственных антиоксидантных препаратов.
ДІолі. работы.
Основной целью данного исследования является выяснение механизма образования свободных кислородных радикалов на стадии инициирования перскисного окисления липндоп, а также механизма взаимодействия антнокендантоа: флзвоноидл рутина, его комплексов с ионами металлов переменной валентности, липоспой и дигндролипоспой кислот, со свободными кислородным радикалам); (02:*, НО') в модельных системах in vitro и in vivo.
В связи с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
Оснслныс задачи работы.
-
Иэучь'.ь механизм обрл:; шания свободных радикалов в микросомальной системе на стадии чннцмчрования перскисного окисления липидов.
-
Оценить эффективность действия липосвой и дигндролипоспой кислот в модельной системе перекис чого окисления.
-
Изучить влияние рутина н его комплексов с нонами меди и железа на свободно-радикальные процессы в различных молельных системах.
-
Исс.тсдовать действие рупша и липоспой кислоты на модели экспериментального гемоендепо'іі у крыс. '
Предложен новый .механизм мнкросомальной ферментативной NADPH-зависимор.'липидной лсроксидацин. в котором первичным инициатором являезся супсрокснд> на последующих стадиях образующий реакционноспособный комплекс Рс2+-АДФ'Ъ2, способный взаимодействовать с липидами и приводни» к развитию процесса липидной лерокендации. Выявлена группа новых ингибиторов свободнорадикальных реакций - комплексов рушна с ионами металлов переменной валентності) н проведена оценка ингнбиторной активноези в in vitro системах генерации киаїргніиньїх радикалов. На основании полученных экспериментальных данных определены константы скорости реакций рутина и его комплексов с суперокидом. Установлено, что комплексы рутина с ионами мели обладают высокой СОД-подобной активностью. Впервые было показано, что ингибирующнй эффект {іутнна на псрскиснос окисление липидов обусловлен образованием KovrwieKta х;лтгор-двухвалентное железо с последующим внутрикомплсксным окислением Fe2+ до Fc3+ внутри комплекса жслезо-ругин.
На основании исследования эффектов антиоксидантов и хелаторов (ругина. комплексов ,)утина с ионами железа и меди, а также липосвой и дигидролипосвой кислозы) на образование сво'юдных радикалов в микросомальчой ПОЛ, впервые
предложен механизм ингабирующего действия этих соединений в лнпидной пероксндации, обусловленной их способностью взаимодействовать с еупероксидом, реагировать с пероксилными радикалами и хслатировать ионы двухвалентного железа.
На модели экспериментального гемосидероза показано, что в соотве ствии с результатами in vitro экспериментов, рутин и липоевая кислота проявляли ярко выраженное ингибнрующее действие на мнкросомальнун- ПОЛ в лечении крыс, находящихся в условиях оксидативного стресса.
Научно-практическое значен ие.
Полученные в процессе выполнения работы результаты свидетельствуют о том, что супероксид, образуемый в микросомах, играет важн)ро роль в инициировании пероксидации липидов.
В результате выполненных исследований выявлена группа новых, высокоэффективных антиоксидантов, перспективных для последующих работ по разработке новых фармакологических препаратов.
В работе экспериментально обоснована целесообразность применения рутина и липоевой кислоты для терапии заболеваний, связанных с перегрузкой железа.
Апробация работы.
Материалы диссертации доложены на 10 Российском сминаре "Кислородные радикалы в химии, биологии и медицине" (1992 г., Минск), Международной конференции общества свободно-радикальных исследований, "Development of antioxidant and chelating drugs for the treatment of environment-associated diseases", 1У94, Москва. Апробация диссертации состоялась 27 мая 1994 г. на ученом совете ВНИВИ и 22 июня 1994 г. на заседании семинара Отдела кинетики и катализа Института химической физики п .Черноголовка РАН.
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 5 работ. ,
Структура и объем диссертации.