Зайцев Валерий Геннадьевич , Диб Г., Суркова И.Г., Островский О.В

ИССЛЕДОВАНИЕ МОДУЛЯТОРОВ

СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ В

МОДЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ РАЗЛИЧНОГО УРОВНЯ

СЛОЖНОСТИ

Зайцев Валерий Геннадьевич,Диб Г., Суркова И.Г., Островский О.В.

Волгоградский гос. мед. университет

Зайцев В.Г., Диб Г., Суркова И.Г., Островский О.В. 4-я национальная научно-практ. конф. «Активные формыкислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 26-30.09.2005), устный доклад

Логика антиоксидантной коррекции

Результаты экспериментальных исследованийна животных и популяционных иэпидемиологических исследований на людяхподдерживают значимость этой схемы


ОДНАКО…результаты рандомизированных клинических

исследований не столь обнадеживающие

Например, сердечно-сосудистые заболевания

часто рассматриваются в качестве примера

патологий со значимым вкладом

интенсификации свободнорадикального

окисления

Каковы данные доказательной медицины?Зайцев В.Г., Диб Г., Суркова И.Г., Островский О.В. 4-я национальная научно-практ. конф. «Активные формыкислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 26-30.09.2005), устный доклад

Результаты рандомизированных исследований

Почему антиоксиданты (АО) неэффективны при патологии с повышенным уровнем СРО?

Исследование Чел. Антиоксидант/сут Общ. смертн.

Смертность от ССЗ

ATBC, Финляндия

29133 токоферол, 50 мг

-каротин, 20 мг

+ 2%

+ 9%

- 2%

+ 11%

Китай 29584 токоферол, 30 мг

+ -каротин + Se

- 9% не оцевалось

CHAOS, Великобрит.

2002 токоферол, 800 МЕ + 29% + 10%

CARET, США 18314 -каротин, 30 мг

+ ретинол, 25000 МЕ

+ 17% + 26%

PHS, США 22071 -каротин, 50 мг ч/сут + 2% + 9%

SCPS, США 1188 -каротин, 50 мг + 29% + 10%


Среди возможных причин:

• Применение в качестве АО веществ с множественным действием на организм (витамины, витаминоподобные вещества)

• Отсутствие объективных критериев выбора дозы АО и контроля эффективности лечения

• Побочные эффекты АО• Недостаточный учет регуляторных

воздействий АО и АФК• Эффект ряда используемых АО только на

отдельные звенья СРО


Множественность звеньев СРО и их эффектов

Источник: Aging, Biorhythms andComputer Diagnostics Co., Ltd.http://www.oxidative-stress.com/en/os/info1.php Источник: [Зайцев, 2001]


Множественность звеньев СРО и их эффектов

Источник: [Зайцев, Закревский, 1998]


Необходимо одновременно

• Учесть возможность воздействия исследуемого АО на различные звенья СРО (включая прооксидантные эффекты)

• Оценить эффекты от применения исследуемого АО на конечные клинически значимые исходы, а не на суррогатные точки


Система моделирования СРО должна содержать:

• Подсистему индукции СРО, которая генерирует или стимулирует генерацию АФК

• Объект воздействия, который содержит субстрат(ы) для СРО

• Подсистему индикации уровня СРО


Эксперименты на различных уровнях организации исследуемых систем

• In vivo на целом организме– клинические исследования– экспериментально-биологические

• Ex vivo– на изолированных органах и частях тканей– на изолированных или культивируемых клетках

многоклеточного организма– на изолированных клеточных органеллах

• In vitro– на бесклеточных системах из компонентов живых

организмов– на химических системах контролируемого состава


Эксперименты на уровне организма

Результаты зависят от индивидуальных особенностей организма (метаболических, поведенческих, нутриционных)

Коррекция нарушенного обмена веществ может вызывать нормализацию уровня СРО

Требуют для оценки редокс-состояния организма анализа многих показателей

Сложность установления конкретного механизма действия

Позволяют оценить суммарный эффект на организм

Позволяют выявить влияние на клинически значимые исходы

Позволяют оценить эффектыАО непрямого действия

Позволяют получить фармакокинетические и фармакодинамические данные


Эксперименты на изолированных органах

Большая индивидуальная вариабельность получаемых результатов

Коррекция нарушенного обмена веществ может вызывать нормализацию уровня СРО

Требуют для оценки редокс-состояния организма анализа многих показателей

Требует осторожности при переносе полученных результатов на уровень организма

Менее сложные биологические системы в сравнении с целым организмом

Исключается влияние поведенческого и пищевого факторов

Позволяют оценить направленные эффекты на конкретные органы или типы тканей


Эксперименты на изолированных клетках

Невозможность клинически значимых оценок

Отсутствие межклеточных взаимодействий, характерных для тканевой организации

Сложности в адекватном моделировании физиологических условий

Зависимость результатов от вспомогательных биологических материалов

Не всегда возможно синхронизировать рост и деление клеток

Можно выявить взаимосвязь эффектов с наличием определенных метаболических путей и регуляторных систем

Лучшая стандартизация условий проведения опытов

Больший спектр способов индукции СРО и аналитических подходов к индикации

Можно обнаружить взаимосвязь СРО и эффектов АО с состоянием целой клетки

Возможность изучения СРО в зависимости о фазы клеточного цикла

Эксперименты на органеллах

Относительная сложность выделения интактных органелл

Невозможность точно смоделировать условия среды как внутри клеток

Невозможность учесть эффекты клеточных (внеорганельных) регуляторных воздействий

Относительно большой уровень артефактов

Удобный объект для исследования специфичных путей продукции и элиминации АФК, контроля СРО и репарации окислительных повреждений

Позволяют установить преимущественные мишени АО среди внутриклеточных компартментов

Позволяют работать на лучше стандартизируемых (нормализуемых) препаратах, чем в случае целых клеток


Эксперименты in vitro на компонентах биологических систем

Результаты существенно зависят от источника получения компонентов биологического происхождения

Сложность выделения ряда компонентов для создания адекватной модели

Практическая невозможность анализа АО непрямого действия

Позволяют работать в хорошо контролируемых условиях состава и среды в сравнении с целостными биосистемами

Возможность построения более релевантной математической модели процесса в сравнении с системами высшего уровня

Возможно целенаправленное воздействие на избранные звенья процесса


Эксперименты in vitro на химических моделях

Дают только предположительную информацию о возможном поведении вещества в живых системах

Практическая невозможность точно смоделировать условия в организме

Сложность выбора адекватной универсальной модели

Дают однозначный ответ о наличии у исследуемого вещества прямого антиоксидантного действия

Максимальные возможностями контроля и направленного изменения состава системы

Высокая воспроизводимость

Легкость проведения скрининга

Позволяют изучать эффекты на конкретные реакции СРО

Легкость постановки дополнительных контролей для выявления артефактов

Различия эффектов природных карбоновых кислот в двух моделях

гем-зависимое окисление ABTS

Фентон-индуцированное ПОЛ в липосомах


Различия эффектов природных карбоновых кислот в двух моделяхгем-зависимое

окисление ABTSCu-зависимое накопление

МДА в эритроцитах

циквалон

BHT


БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ !

Кафедра теоретической и клинической биохимииВолгоградского государственного медицинского университета

http://www.volgmed.ru/biochem/

e-mail: [email protected]

Documents

Зайцев Валерий Геннадьевич , Диб Г., Суркова И.Г., Островский О.В