Регуляция липидного метаболизма под действием 1,2,4-триоксоланов и бетулина в условиях гипоксии и иммобилизационного стресса в эксперименте на крысах

Введение. Нарушения липидного метаболизма, обусловленные как чрезмерными физическими и психоэмоциональными нагрузками, так и гиподинамией, являются актуальными проблемами профилактики и терапии ряда заболеваний.

Цель. В работе изучено влияние 1,2,4-триоксоланов и бетулина в рыбьем жире на липидный и энергетический метаболизм в эксперименте на крысах на модели гипоксии и иммобилизационного стресса (ИС).

Методы и материалы. Исследования проводили на 75 крысах-самцах линии Wistar: интактные и экспериментальные животные на модели гипоксии и иммобилизационного стресса в течение 10 дней. Лечение проводили композицией состава бетулин (0,1%), 1,2,4-триоксоланы (10%) в рыбьем жире.

Результаты.  При стрессе вне зависимости от вида стресса, в группах без лечения происходит значительное нарушение липидного метаболизма, что отражается в показателях: ОХС повышается на 5-8%, ТГ возрастают в 5 раз, ЛПВП возрастают на 10%, ЛПОНП и ЛПНП возрастают ~ в 6 раз. Выявлено, что композиция на основе озонированного рыбьего жира с бетулином оказывает нормализующее действие на большинство показателей липидного и энергетического обмена при гипоксии и ИС у крыс.

Заключение. 1,2,4-триоксоланы с бетулином в рыбьем жире могут быть полезны для групп населения с гиподинамией (студентов, офисных работников, пожилых людей, инвалидов), а также для спортсменов с чрезмерными физическими нагрузками.

1. Sies H., Berndt C., Jones D. P. Oxidative stress // Ann. Rev. Biochem. – 2017. – Vol. 86. – P. 715–748. DOI: 10.1146/annurev-biochem-061516-045037.

2. Pizzino G., Irrera N., Cucinotta M. et al. Oxidative stress: harms and benefits for human health // Oxid. Med. Cell. Longev. – 2017. – Vol. 2017. – P. 8416763. DOI: 10.1155/2017/8416763.

3. Madamanchi N. R., Vendrov A., Runge M. S. Oxidative stress and vascular disease // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2005. – Vol. 25. – P. 29–38. DOI: 10.1161/01.ATV.0000150649.39934.13.

4. Kattoor A. J., Pothineni N. V. K., Palagiri D., Mehta J. L. Oxidative stress in atherosclerosis // Curr. Atheroscler. Rep. – 2017. – Vol. 19. – P. 42. DOI: 10.1007/s11883-017-0678-6.

5. Sinha N., Dabla P. K. Oxidative stress and antioxidants in hypertension-a current review // Curr. Hypertens. Rev. –2015. – Vol. 11. – P. 132–142. DOI: 10.2174/1573402111666150529130922.

6. Alahmar A. T. The effects of oral antioxidants on the semen of men with idiopathic oligoasthenoteratozoospermia // Clin. Exp. Reprod. Med. – 2018. – Vol. 45. – P. 57–66. DOI: 10.5653/cerm.2018.45.2.57.

7. Honda T., Hirakawa Y., Nangaku M. The role of oxidative stress and hypoxia in renal disease // Kidney Res, Clin, Pract. – 2019. – Vol. 38, № 4. – P. 414–426. DOI: 10.23876/j.krcp.19.063.

8. Vassalle C., Maltinti M., Sabatino L. Targeting oxidative stress for disease prevention and therapy: where do we stand, and where do we go from here // Molecules. – 2020. – Vol. 25. – P. 2653. DOI: 10.3390/molecules25112653.

9. Koech D. K., Herman J. A., Kofi-Tsekpo M. W., Herman S. D. Trioxolanes: a new generation of compounds with wide ranging activities // Afr J. Health Sci. – 1994. – Vol. 1, № 4. – P. 147–150.

10. Koech D. K. Clinical applications of trioxolane derivatives // African Journal of Health Sciences. – 2008. – Vol. 15, № 1–2. – P. 1–5.

11. Hartwig C. L., Lauterwasser E. M., Mahajan S. S. et al. Investigating the antimalarial action of 1,2,4-trioxolanes with fluorescent chemical probes // J. Med. Chem. – 2011. – Vol. 54, № 23. – P. 8207–8213. DOI: 10.1021/jm2012003.

12. Ugazio E., Tullio V., Binello A. et al. Ozonated oils as antimicrobial systems in topical applications. Their characterization, current applications, and advances in improved delivery techniques // Molecules. – 2020. – Vol. 25. – P. 334. DOI: 10.3390/molecules25020334.

13. Carata E., Tenuzzo B. A., Dini L. Powerful properties of ozonated extra virgin olive oil // Herbal Medicine / eds by P. F. Builders. – London: Intech Open Limited, 2019. – P. 229–245. DOI: 10.5772/intechopen.69412.

14. De Almeida N. R., Beatriz A., de Arruda E. J. et al. Ozonized vegetable oils: Production, chemical characterization and therapeutic potential // Vegetable Oil: Properties, Uses and Benefits / eds by B. Holt. – New York: Nova Science Publishers, 2016. – P. 129–160.

15. Menéndez S., Falcón L., Maqueira Y. Therapeutic efficacy of topical OLEOZON ® in patients suffering from onychomycosis // Mycoses. – 2011. – Vol. 54. – P. e272–e277. DOI: 10.1111/j.1439-0507.2010.01898.x.

16. Valacchi G., Zanardi I., Lim Y. et al. Ozonated oils as functional dermatological matrices: Effects on the wound healing process using SKH1 mice // Int. J. Pharm. – 2013. – Vol. 458. – P. 65–73. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2013.09.039.

17. Kazakova O. B., Kazakov D. V., Yamansarov E. Yu. et al. Synthesis of triterpenoid-based 1,2,4-trioxolanes and 1,2,4-dioxazolidines by ozonolysis of allobetulin derivatives // Tetrahedron Lett. – 2011. – Vol. 52. – P. 976–979. DOI: 10.1016/j.tetlet.2010.12.047.

18. Seyam O., Smith N. L., Reid I. et al. Clinical utility of ozone therapy for musculoskeletal disorders // Med. Gas. Res. – 2018. – Vol. 8, № 3. – P. 103–110. DOI: 10.4103/2045-9912.241075.

19. Казакова О. Б, Смирнова И. Е., До Тхи Тху Х. и др. Синтез, структура и фармакологическая активность (7R,8S)-эпокси-(13R,17R)-триоксоланабиетиновой кислоты // Биоорганическая химия. – 2013. – Vol. 39, № 2. – P. 230–239. DOI: 10.7868/S0132342313020085.

20. Толстиков А. Г., Савченко Р. Г., Недопекин Д. В. и др. Озониды N--трифторацетилN3а,4,5,9b-тетрагидро-3Н-циклопента[с]хинолинов // Известия РАН. Серия химическая. – 2011. – Т. 1. – С. 153–160.

21. Kotue T. C., Djote W. N. B., Marlyne M. et al.Antisickling and antioxidant properties of Omega-3 fatty acids EPA/ DHA // Nutri. Food. Sci. Int. J. – 2019. – Vol. 9, № 1. – P. 555752. DOI: 10.19080/NFSIJ.2019.09.555752.

22. Патент № RU2752298C1. Российская Федерация, A23L33/10. Биологически активная добавка к пище для нормализации липидного обмена и способ ее применения: 2020133214 / М. Аль Раджаб, Р. М. Султанов, С. П. Касьянов, Л. В. Шульгина; ННЦМБ ДВО РАН, Общество с ограниченной ответственностью «Биополис»; заявл. 09.10.2020: опубл. 26.07.2021. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/64/ac/fd/d29af7ec471388/RU2752298C1.pdf.

23. Василенко Ю. К., Семенченко В. Ф., Фролова Л. М. Фармакологические свойства тритерпеноидов коры березы // Экспериментальная и клиническая фармакология. –1993. – Vol. 56, № 4. – C. 53–55.

24. Толстиков Г. А., Флехтер О. Б., Шульц Э. Э. и др. Бетулин и его производные. Химия и биологическая активность // Химия в интересах устойчивого развития. – 2005. – Т. 13. – С. 1–30.

25. Флехтер О. Б., Карачурина Л. Т., Поройков В. В. и др. Синтез эфиров тритерпеноидов группы лупана и их гепатопротекторная активность // Биоорганическая химия. – 2000. – Т. 26, № 3. – С. 215–223.

26. Sega A., Zanardi I., Chiasserini L. et al. Properties of sesame oil by detailed 1H and 13C NMR assignments before and after ozonation and their correlation with iodine value, peroxide value, and viscosity measurements // Chem. Phys. Lipids. – 2010. – Vol. 163, № 2. – С. 148–156. DOI: 10.1016/j.chemphyslip.2009.10.010.

27. Zanardi I., Travagli V., Gabbrielli A. et al. Physico-chemical characterization of sesame oil derivatives // Lipids. – 2008. – Vol. 43, № 9. – P. 877–886. DOI: 10.1007/s11745-008-3218-x.

28. Хабриев Р. У. Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ. Издание 2-е, переработанное и дополненное. – М.: Медицина, 2005.

29. Солин А. В., Корозин В. И., Ляшев Ю. Д. Гепатопротективное действие регуляторных пептидов при иммобилизационном стрессе // Научные ведомости БелГУ. Сер. Медицина. Фармация. – 2012. – Т. 22, № 141, вып. 20. – С. 123–126.

30. Рябков А. Н. Влияние препарата из биомассы культуры ткани женьшеня на биохимические параметры эритроцитов при экспериментальной гипоксии // Российский медико-биологический вестник им. академика И. П. Павлова. – 2014. – Т. 22, № 1. – С. 66–71. DOI: 10.17816/PAVLOVJ2014166-71.

31. Крупаткин А. И., Сидоров В. В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: колебания, информация, нелинейность: руководство для врачей. – М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013.

32. Goltsov A., Anisimova A. V., Zakharkina M. et al. Bifurcation in blood oscillatory rhythms for patients with ischemic stroke: a small scale clinical trial using laser doppler flowmetry and computational modeling of vasomotion // Front. Physiol. – 2017. – Vol. 8. – P. 160. DOI: 10.3389/fphys.2017.00160.

33. Stefanovska A., Bracic M., Desiree Kvernmo H. Wavelet analysis of oscillations in the peripheral blood circulation measured by laser doppler technique // IEEE Transactions on Biomedical Engineering. – 1999. – Vol. 46, № 10. – P. 1230–1239. DOI: 10.1109/10.790500.

34. Lal C., Unni S. N. Correlation analysis of laser Doppler flowmetry signals: a potential non-invasive tool to assess microcirculatory changes in diabetes mellitus // Med. Biol. Eng. Comput. – 2015. – Vol. 53, № 6. – P. 557–566. DOI: 10.1007/s11517-015-1266-y.

35. Кершенгольц Б. М., Серкина Е. В. Некоторые методические подходы к изучению метаболизма этанола // Лабораторное дело. – 1981. – Т. 2. – С. 126.

36. Кочетов Г. А. Практическое руководство по энзимологии. – М.: Высшая школа, 1980. – 272 с.

37. Kalb V. F. Jr, Bernlohr R. W. A new spectrophotometric assay for protein in cell extracts // Anal. Biochem. – 1977. – Vol. 82, № 2. – P. 362–371. DOI: 10.1016/0003-2697(77)90173-7.

38. Abel L. L., Levy B. B., Brodie B. B., Kendall F. E. A simplified method for estimation of total cholesterol in serum and demonstration of its specificity // J. Biol. Chem. – 1952. – Vol. 195, № 1. – P. 357–366.

39. Flegg H. M. Measurement of total cholesterol – Phosphotungstic acid method // Ann. Biochem. – 1973. – Vol. 10. – P. 1350–1356.

40. Wieland H., Siedel D. HDL cholesterol estimation // Artzl. Lab. – 1981. – Vol. 27. – P. 141–154.

41. Friedewald W. T., Levy R. I., Fredrickson D. S. Estimation of the concentration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma, without use of the preparative ultracentrifuge // Clin. Chem. – 1972. – Vol. 18. – P. 499–502.

42. Melnikova N. B., Malygina D. S., Yastrebov P. V. et al. The Effect of 1,2,4-trioxolanes with betulin in fish oil on oxidative and energy metabolism under hypoxia and immobilization stress in rats // OM&P. ‒ 2023. ‒ Vol. 10, № 3. ‒ P. 32‒48. DOI: 10.24412/2500-2295-2023-3-32-48.

43. Travagli V., Iorio E. L. The biological and molecular action of ozone and its derivatives: state-of-the-art, enhanced scenarios, and quality insights // Int. J. Mol. Sci. – 2023. – Vol. 24. – P. 8465. DOI: 10.3390/ijms24108465.

44. Артемьев С. А., Камзалакова Н. И., Булыгин Г. В. Содержание липидов сыворотки крови при обширных ожогах у детей разного возраста // Бюллетель сибирской медицины. – 2008. – Т. 4. – С. 93–99. DOI: 10.20538/1682-0363-2008-4-93-99.

45. Tricarico G., Travagli V. The relationship between ozone and human blood in the course of a well-controlled, mild, and transitory oxidative eustress // Antioxidants. – 2021. – Vol. 10. – P. 1946. DOI: 10.3390/antiox10121946.

46. Malatesta M., Cisterna B., Costanzo M. Cellular and molecular mechanisms of ozone therapy: Present knowledge and prospective applications // Int. J. Mol. Sci. – 2022. – Vol. 23. – P. 12586. DOI: 10.3390/ijms232012586.

47. Bacchetti T., Ferretti G., Carbone F. et al. Dysfunctional high-density lipoprotein: The role of myeloperoxidase and paraoxonase-1 // Curr. Med. Chem. – 2021. – Vol. 28. – P. 2842–2850. DOI: 10.2174/0929867327999200716112353.

48. Zhang S., Huang S., Hu D. et al. Biological properties and clinical significance of lipoprotein-associated phospholipase A2 in ischemic stroke // Cardiovasc. Ther. – 2022. – Vol. 2022. – P. 3328574. DOI: 10.1155/2022/3328574.

49. Pallotti F., Bergamini C., Lamperti C., Fato R. The roles of coenzyme Q in disease: Direct and indirect involvement in cellular functions // Int. J. Mol. Sci. – 2021. – Vol. 23. – P. 128. DOI: 10.3390/ijms23010128.

50. Groh L. A., Ferreira A. V., Helder L. et al. OxLDL-induced trained immunity is dependent on mitochondrial metabolic reprogramming // Immunometabolism. – 2021. – Vol. 3. – P. e210025. DOI: 10.20900/immunometab20210025.

51. Keating S. T., Groh L., Thiem K. et al. Rewiring of glucose metabolism defines trained immunity induced by oxidized low-density lipoprotein // J. Mol. Med. – 2020. – Vol. 98. – P. 819–831. DOI: 10.1007/s00109-020-01915-w.

52. Кузнецов И. А., Потиевская В. И., Качанов И. В., Куралева О. О. Роль ферритина в биологических средах человека // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – Т. 5. – С. 206–214.

53. Gaschler M. M., Stockwel B. R. Lipid peroxidation in cell death // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2017. – Vol. 482. – P. 419–425. DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.086. 54. Su L. J., Zhang J. H., Gomez H. et al. Reactive oxygen species-induced lipid peroxidation in apoptosis, autophagy, and ferroptosis // Oxid. Med. Cell Longev. – 2019. – Vol. 2019. – P. 5080843. DOI: 10.1155/2019/5080843.

54. Li J., Cao F., Yin H. L. et al. Ferroptosis: Past, present and future // Cell Death Dis. – 2020. – Vol. 11. – P. 88. DOI: 10.1038/s41419-020-2298-2.

55. Ursini F., Maiorino M. Lipid peroxidation and ferroptosis: The role of GSH and GPx4 // Free Radic. Biol. Med. – 2020. – Vol. 152. – P. 175–185. DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2020.02.027.

56. Kajarabille N., Latunde-Dada G. O. Programmed celldeath by ferroptosis: Antioxidants as mitigators // Int. J. Mol. Sci. – 2019. – Vol. 20. – P. 4968. DOI: 10.3390/ijms20194968.