Posibilități și semnificație a homeostaziei redox în studiile la om și animale

Recomandați documente

Teza de doctorat 2003

Autor: Universitatea Kocsis Ibolya Semmelweis, Facultatea de Medicină, II. Clinica de Medicină Internă din Budapesta

Pregătit de: Școala Doctorală a Universității Semmelweis, Medicină Clinică, doctorat II

Șeful Școlii Doctorale: Disciplina Dr. Prof. Dr. Zsolt Tulassay Lider de program: Prof. Dr. János Fehér Supervizor: Dr. Anna Blázovics

CUPRINS. 2 LISTA ABREVIERILOR. 6 1.

1.1. Homeostazia redox a corpului. 7 1.1.1. Procese care asigură echilibrul antioxidant. 7 1.1.2. Rolul stresului oxidativ în patomecanismul bolilor. 9 1.2. Antioxidanți de origine naturală. 12 1.2.1. Rolul medicamentelor naturale în homeostazia redox, influența conținutului de microelemente asupra dezvoltării efectului antioxidant. 12 1.2.2. Raphanus sativus (L.) var. niger. 13 1.2.3. Cichorium intybus (L.). 14 1.2.3.1. Compuși polifenolici: flavonoizi, derivați ai acidului cafeic. 14 1.2.3.2. Importanța fructooligozaharidelor în menținerea funcției sănătoase a tractului gastro-intestinal. 16 1.2.4. Medicamente din Orientul Îndepărtat. 19 1.2.4.1. Droguri de ceai Beiqishen. 19 1.3. Posibilități de cercetare în cercetarea echilibrului redox al organismului viu, rolul lor posibil în diagnostic. 22 1.3.1. Instrumente și metode moderne de cercetare clinică a radicalilor liberi. 22 1.3.1.1. Posibilități de testare a stării antioxidante. 24 1.3.1.1.1. Metode spectrofotometrice și enzimatic-colorimetrice. 24 1.3.1.1.2. Metode de măsurare bazate pe detectarea fluorescenței și a luminiscenței. 28 1.3.1.2. Testarea parametrilor pentru deteriorarea oxidativă. 30 1.3.1.2.1.

Peroxizi lipidici, hidroperoxizi lipidici. 30

Produse cauzate de deteriorarea ADN-ului. 33

1.3.1.2.4. Oxidarea proteinelor, detectarea grupărilor carbonil proteice și semnificația fiziopatologică a acestora. 34 1.3.1.3. Alte metode de testare mai puțin frecvente. 35 1.3.2. THE

3.1. Metode analitice chimice. 39 3.1.1. Metode utilizate pentru a studia reacțiile radicalilor liberi. 39 3.1.1.1. Investigarea capacității de captare totală prin luminometrie. 39 3.1.1.2. Determinarea puterii de reducere. 39 3.1.1.3. Determinarea activității donatorului de H. 40 3.1.1.4. Stare antioxidantă totală. 40 3.1.1.5. Determinarea conjugatului dienic. 41 3.1.1.6.Grupuri sulfhidril libere. 41 3.1.2. Determinarea metaboliților. 41 3.1.3. Determinarea activităților enzimatice. 43 3.2. Alte definiții. 46 3.2.1. Conținutul de proteine din probele biologice. 46 3.2.2. Conținutul de hemoglobină al hemolizatului de eritrocite. 46 3.2.3. Analize fitochimice. 46 3.2.3.1. Determinarea polifenolilor totali. 46 3.2.3.2. Conținut de flavonoizi. 46 3.2.3.3. Determinarea acidului cafelei. 46 3.2.3.4. Analiza HPLC. 47 3.2.4. Determinarea conținutului de oligoelemente. 47 3.2.4.1. Dintr-un model de plante. 48 3.2.4.2. Fabricat din țesut animal. 48 3.3. Pregătirea extractelor din plante. 48 3.3.1. Suc de ridiche neagra. 48 3.3.2. Extract de Cicorium. 48 3.3.3. Ceai Beiqishen. 49 3.4. Experimente pe animale. 49 3.4.1. Grupuri de animale utilizate în dietă. 49 3.4.2. Tratamente. 49

3.4.2.1. Tratament cu presă de ridiche neagră. 49 3.4.2.2. Tratament cu extract de cicoare. 49 3.4.2.3. Tratament cu preparat de ceai Beiqishen. 50 3.4.3. Pregătirea organelor pentru examinare. 50 3.4.3.1. Prepararea hemolizatelor serice, plasmatice și eritrocitare. 50 3.4.3.2. Prepararea omogenatului hepatic și pancreatic. 51 3.4.4. Studii morfologice. 51 3.5. Investigarea stresului oxidativ în unele boli (studii la om). 3.5.1. Pacienții cu boli inflamatorii intestinale. 52 3.5.2. Persoanele cu steatohepatită nealcoolică. 52 3.5.3. Persoanele cu diabet zaharat. 52 3.6. Materiale. 52 3.7. Analiza statistică matematică. 53

4.1. Efectul sucului de ridiche neagră asupra parametrilor serici ai șobolanilor Wistar. 54 4.1.1. Studiu in vitro al proprietăților antioxidante ale sucului de presă. 54 4.1.2. Investigarea efectului sucului comprimat în hiperlipidemie experimentală. 55 4.2. Efectul extractului de cicoare asupra metabolismului glucidic și al grăsimilor. 58 4.2.1.

Studiu in vitro al proprietăților antioxidante ale extractului de cicoare. 58

4.2.2. Efectul tratamentului cicoriului la șobolanii Wistar cu hiperlipidemie experimentală.60 4.2.2.1. Modificări ale funcției hepatice și parametrilor serici ai metabolismului lipidelor 60 4.2.2.2. Studii pe probe de omogenizare hepatică. 62 4.2.2.3. Examen histologic al țesutului hepatic. 65 4.2.3.

Efectul tratamentului cicoriului la șobolanii Fischer cu hiperlipidemie. 66

4.2.3.1. Modificări ale funcției ficatului seric și ale parametrilor metabolismului lipidic. 66 4.2.3.2. Studii pe probe de omogenizare hepatică. 68 4.2.3.3.Teste în omogenizarea țesutului pancreatic. 69 4.2.3.4. Examen histologic al țesutului hepatic. 70 4.3. Efectul ceaiului Beiqishen asupra homeostaziei la șobolanii Wistar sănătoși. 72 4.3.1. Componentele ceaiului Beiqisen. 72 4.3.2

Modificări ale parametrilor serici (enzime, metaboliți). 72

Modificări ale parametrilor ox-roșu în ficatul omogenizat. 73

Determinarea conținutului de oligoelemente în omogenizat hepatic. 76

4.4 Modificări ale parametrilor homeostaziei redox în bolile umane. 78 4.4.1

În boala inflamatorie a intestinului. 78

În steatohepatita nealcoolică. 84

Rezultatele monitorizării diabetului. 89

5.1. Experimente pe animale. 92 5.1.1. Efectul sucului de ridiche neagră în hiperlipidemie. 92 5.1.2. Efectul suplimentării alimentare cu extract de cicoare asupra dietelor normale și bogate în grăsimi. 94 5.1.3. Concluzii privind testarea pe animale a ceaiului Beiqisen. 96 5.2. Semnificația studiilor care caracterizează homeostazia redox. 98 5.2.1. Homeostazia redox a bolii inflamatorii intestinale. 98 5.2.2. Starea redox în afectarea hepatică nealcoolică. 100 5.2.3. Posibilități de monitorizare oxidativă a diabetului. 101 6.

LISTA ANUNȚURILOR PROPRII. 128

lipoproteină de densitate mare

cromatografie lichidă de înaltă performanță

Boli inflamatorii intestinale

diabet zaharat insulino-dependent

diabet zaharat non-insulinodependent

unitate relativă de lumină (intensitatea luminii chemiluminescente)

statusul antioxidant total

Abrevieri statistice: X

Am scris termenii străini în disertație conform recomandării Academiei Maghiare de Științe.

1.1. Homeostazia redox a organismului 1.1.1. Procese care asigură echilibrul antioxidant În paralel cu dezvoltarea continuă a metodelor biochimice și fizico-chimice, cunoștințele noastre despre procesele fiziologice din corp și fondul lor molecular se aprofundează zi de zi. Până la sfârșitul anilor 1990, cu o mai bună înțelegere a rolului biologic al reacțiilor chimice bazate pe transferul de electroni oxidoreducție, radicalii liberi și intermediari reactivi ai oxigenului, Sellye a extins conceptul de „stres” ca concept de bază la „stres oxidativ” și aproape sens nou câștigat în explicarea proceselor fiziologice, înțelegerea dezvoltării bolilor (109). În ultimii cinci ani, o nouă linie de cercetare a investigat procesele de reducere oxidativă la nivel celular, uneori cu efect selectiv asupra mecanismului de semnalizare intercelulară (84). Capacitatea antioxidanților de a preveni daunele oxidative devine din ce în ce mai evidentă prin cercetarea etapelor transducției semnalului. În ceea ce privește rolul lor în reacțiile de transfer de electroni în procesele fiziologice, antioxidanții

(coeruloplasmina, albumina, feritina, mioglobina, transferrina, metalotioneina) previn formarea intermediarilor reactivi ai oxigenului. „Scavengers”, adică antioxidanții radicali, care urmăresc să neutralizeze extrem de rapid și reactiv, nepereche

prevenind astfel o reacție în lanț (inițiere) inițiată de radicali. Ultimul grup include un număr de molecule naturale mici (vitamine, compuși care conțin o grupă liberă SH, amine, tioli, chinoline etc.), respectiv. enzime. Enzimele includ, pe lângă superoxid dismutază, glutation peroxidază, glutation reductază, catalaze și așa-numitele metaloenzime care convertesc și elimină excesul de radicali liberi, eliminând astfel potențialul lor efect de deteriorare a lipidelor și proteinelor. Datorită proprietăților lor de donator de protoni, compușii cu greutate moleculară mică joacă un rol important în neutralizarea radicală, de ex. glutation, acid ascorbic, tocoferol, bilirubină, acid uric (un produs de degradare a nucleotidelor) sau chiar carotenoizi, flavonoizi ca compuși de origine vegetală, ingrediente active (164). În ceea ce privește solubilitatea lor, atât apoasă, cât și

puternic dependent de tensiunea oxigenului. Acționează ca un antioxidant la presiunea de oxigen de 15-20 torr și ca un prooxidant la presiunea de 760 torr (144, 162).

1.1.2. Rolul stresului oxidativ în patomecanismul bolilor

s-au format specii reactive de oxigen

pacienți. La urmărirea de doi ani, examenele angiografice au arătat o reducere a progresiei bolii coronariene (86, 125). Continuarea gamei de boli, rolul intermediarilor oxigenului reactiv în bolile inflamatorii ale articulațiilor (158), bolile inflamatorii intestinale (18, 184, 166), procesele tumorale (109, 207), bolile oculare (90, 54) și bolile pancreatice sunt acum clare. (93, 94), precum și în legătură cu leziunile de carcinom în insuficiența renală cronică, o serie de alte descoperiri ale cercetării demonstrează rolul predominanței radicalilor oxidativi în funcția celulară dăunătoare (35). În diabet și complicațiile sale tardive, rezultatele studiilor la om demonstrează echilibrul perturbator al homeostaziei redox (32, 219), slăbirea generală a capacității antioxidante a țesuturilor (de exemplu, endoteliul vascular) (137, 138), dar cel mai important starea antioxidantă a corpului (31, 33, 64, 197, 171, 202, 205).

1.2. Antioxidanți de origine naturală 1.2.1. Natural

influența conținutului de microelemente asupra dezvoltării efectului antioxidant

concentrația este strict reglementată, în timp ce metabolismul ionilor de metale grele toxice este slab reglementat, iar clearance-ul lor este, de asemenea, lent (195). Acumularea de metale grele în concentrații mari inhibă activitățile enzimatice, afectează producția de proteine în fază acută.

acordând o importanță crescândă păstrării sănătății, ele ne pot schimba în mod fundamental obiceiurile alimentare și stilul de viață,.

1.2.2. Raphanus sativus L. var.niger Ridichea neagră (Raphanus sativus L. var. Niger) a fost de multă vreme un aliment și o plantă cunoscute. În medicina populară, este utilizat pentru a trata și preveni balonarea, plinătatea, digestia insuficientă, precum și pentru a preveni formarea calculilor biliari și a crește producția de bilă. Compușii săi terapeutici includ glicozide de muștar (izotiocianați), uleiuri esențiale, enzime, inhibitori ai enzimelor, oligoelemente și vitaminele B și C (24, 91, 168). De asemenea, conține cantități semnificative de flavonoizi și alți compuși polifenolici, glucozinolați, din care izotiocianații sunt formați de enzima mirozinază, care sunt agliconi ai glucozinolaților. Unii autori folosesc glucozinolați și derivații lor

a raportat, de asemenea, efectul antioxidant direct al izotiocianaților (222). Conținutul semnificativ de flavonoizi poate juca, de asemenea, un rol în efectul total de creștere a capacității de eliminare a sucului de ridiche neagră in vitro (128). Cercetările din ultimele decenii au raportat efectul inhibitor al flavonoidelor asupra oxidării LDL, precum și asupra agregării trombocitelor. Numeroase studii in vitro demonstrează proprietățile antioxidante ale flavonoidelor, care s-au dovedit a fi mai puternice decât α-tocoferolul în anumite condiții experimentale. În studiile in vitro, flavonoidele au inhibat oxidarea LDL indusă atât de factorii celulari, cât și de cei extracelulari. Quercetina și rutina la concentrații mari au împiedicat apariția acesteia datorită prezenței LDL oxidat

concentrație, celule protejate direct de efectele citotoxice ale LDL oxidat (147, 148). Proprietatea anti-oxidantă, radicală liberă (28, 176, 177) caracteristică compușilor polifenolici, care poate fi susținută de datele din literatură, poate fi observată și într-un sistem de testare in vitro.

1.2.3. Cichorium intybus (L.) 1.2.3.1. Compuși polifenolici: flavonoizi, derivați ai acidului cafeic Încă din secolul al XVII-lea, cicoarea sau boala catarală (Cichorium intybus L.) a fost o plantă utilă pentru tratamentul bolilor hepatice și a bolilor biliare, precum și a infecțiilor tractului urinar. Cicoarea este, de asemenea, un produs alimentar important, deoarece mugurii săi pot fi consumați sub formă de murături, flori și frunze ca salate. Rădăcina prăjită a Cichorium endivia este cunoscută ca înlocuitor al cafelei, deoarece conținutul de inulină (polifructoză) al rădăcinii este caramelizat în timpul prăjirii, rezultând o aromă caracteristică de cafea aromatică (168). În plus, componentele caracteristice ale plantei includ lactone sesquiterpene ca substanțe amare, care contribuie la efectul digestiv al extractelor din plante. Hatano și colab. Au raportat proprietățile de eliminare a radicalilor liberi ai compușilor flavonoizi detectați în rădăcinile plantei de cicoare în 1988 (83). Gazzani și colab., Cichorium intybus var. Silvestre a studiat componentele sale antioxidante și prooxidante in vitro și ex vivo.În studiile lor, compușii cu proprietăți antioxidante ale fiecărei fracții și-au arătat efectele atât în sistemele chimice, cât și în cele biologice. Extract de plante de cicoare

proprietățile sale antioxidante au fost demonstrate in vitro utilizând metoda de oxidare a acidului β-caroten-linolenic, exprimată ca% activitate antioxidantă (AA%). În alte studii ex vivo, produsele formate în lipiperoxidare utilizând un preparat de microsomi hepatici au fost identificate ca acid 2-tiobarbituric ca compuși reactivi. Greutate moleculară mică (MW 0,05)

Valorile semnificativ diferite sunt indicate prin numere diferite de simboluri *. (p 10 ani Un număr diferit * indică o diferență semnificativă, p