Статус глутатиона эритроцитов в клинической медицине: реальность и возможности
https://doi.org/10.24884/1607-4181-2024-31-2-19-27
Аннотация
В обзоре рассматривается состояние процессов свободно-радикального окисления в клинической медицине в настоящее время. На основании многолетних исследований и анализа литературы мы считаем наиболее перспективной оценку активности глутатионредуктазы и уровня глутатиона, восстановленного в эритроцитах, как характеристику тиолдисульфидной редокс-системы глутатиона не только для индикации оксидантного стресса, но и возможного прогностического маркера «свободно-радикальных заболеваний».
Об авторе
Л. А. Александрова
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Конфликт интересов:
Россия
Александрова Людмила Александровна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, отдел биохимии НОИ биомедицины.
197022, СанктПетербург, ул. Льва Толстого, д. 6-8
Конфликт интересов:
нет конфликта интересов
Список литературы
1. McCord J. M. Human disease, free radicals, and the oxidant/antioxidant balance // Clin Biochem. – 1993. – Vol. 5. – P. 351–357. DOI: 10.1016/0009-9120(93)90111-i. PMID: 8299205.
2. Morris G., Gevezova M., Sarafian V. et al. Redox regulation of the immune response // Cell Mol Immunol. – 2022. – Vol. 19. – P. 1079–1101. DOI: 10.1038/s41423-022-00902-0
3. Lennicke C., Cochemé H. Redox metabolism: ROS as specific molecular regulators of cell signaling and function // Mol Cell. – 2021. – Vol. 81, № 18. – P. 3691–3707. DOI: 10.1016/j.molcel.2021.08.018. PMID: 34547234.
4. Sies H., Jones D. Reactive oxygen species (ROS) as pleiotropic physiological signalling agents // Nat Rev Mol Cell Biol. – 2020. – Vol. 21, № 7. – P. 363–383. DOI: 10.1038/s41580-020-0230-3. PMID: 32231263.
5. Valko M., Leibfritz D., Moncol J. et al. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease // Int J Biochem Cell Biol. – 2007. – Vol. 39, № 1. – P. 44–84. DOI: 10.1016/j.biocel.2006.07.001. Epub 2006 Aug 4. PMID: 16978905.
6. Jomova K., Raptova R., Alomar S. Y. et al. Reactive oxygen species, toxicity, oxidative stress, and antioxidants: chronic diseases and aging // Arch Toxicol. – 2023. – Vol. 97, № 10. – P. 2499–2574. DOI: 10.1007/s00204-023-03562-9. PMID: 37597078; PMCID: PMC10475008.
7. Orrico F., Laurance S., Lopez A. et al. Oxidative stress in healthy and pathological red blood // Cells. Biomolecules. – 2023. – Vol. 13, № 8. – P. 1262. DOI: 10.3390/biom13081262. PMID: 37627327; PMCID: PMC10452114.
8. Кулинский В. И, Колесниченко Л. С. Система глутатиона I. Синтез, транспорт, глутатионтрансферазы, глутатионпероксидазы // Биомедицинская химия. – 2009. – Т. 55, № 3. – С. 255–277.
9. Калинина Е. В., Чернов Н. Н., Новичкова М. Д. Роль глутатиона, глутатионтрансферазы и глутаредоксина в регуляции редокс-зависимых процессов // Успехи биологической химии. 2014. – Т. 54. – С. 299–348.
10. Vázquez-Meza H., Vilchis-Landeros M. M., Vázquez-Carrada M. et al. Cellular compartmentalization, glutathione transport and its relevance in some pathologies // Antioxidants (Basel). – 2023. – Vol. 12, № 4. – P. 834. DOI: 10.3390/antiox12040834. PMID: 37107209; PMCID: PMC10135322.
11. Bajic V. P., Van Neste C., Obradovic M. et al. Glutathione “Redox Homeostasis” and its relation to cardiovascular disease // Oxid Med Cell Longev. – 2019. – 2019. – P. 5028181. DOI: 10.1155/2019/5028181. PMID: 31210841; PMCID: PMC6532282.
12. Gaggini M., Sabatino L., Vassalle C. Conventional and innovative methods to assess oxidative stress biomarkers in the clinical cardiovascular setting // Biotechniques. – 2020. – Vol. 68, № 4. – P. 223–231. DOI: 10.2144/btn-2019-0138. PMID: 32066251.
13. Teixeira P., Napoleão P., Saldanha C. Snitrosoglutathione efflux in the erythrocyte // Clin Hemorheol Microcirc. – 2015. – Vol. 60, № 4. – P. 397–404. DOI: 10.3233/CH-141855. PMID: 24958331.
14. Belcastro E., Wu W., Fries-Raeth I. et al. Oxidative stress enhances and modulates protein Snitrosation in smooth muscle cells exposed to Snitrosoglutathione // Nitric Oxide. – 2017. – Vol. 69. – P. 10–21. DOI: 10.1016/j.niox.2017.07.004. PMID: 28743484.
15. Fenk S., Melnikova E. V., Anashkina A. A. et al. Hemoglobin is an oxygendependent glutathione buffer adapting the intracellular reduced glutathione levels to oxygen availability // Redox Biol. – 2022. – Vol. 58. – P. 102535. DOI: 10.1016/j.redox.2022.102535. PMID: 36413919; PMCID: PMC9679038.
16. McMahon T. J., Darrow C. C., Hoehn B. A., Zhu H. Generation and export of red blood cell ATP in health and disease // Front Physiol. – 2021. – Vol. 5, № 12. – P. 754638. DOI: 10.3389/fphys.2021.754638. PMID: 34803737; PMCID: PMC8602689.
17. Ochoa C. D., Wu R. F., Terada L. S. ROS signaling and ER stress in cardiovascular disease // Mol Aspects Med. – 2018. – Vol. 63. – P. 18–29. DOI: 10.1016/j.mam.2018.03.002. PMID: 29559224; PMCID: PMC6139279.
18. Griendling K. K., Camargo L. L., Rios F. J. et al. Oxidative stress and hypertension // Circ Res. – 2021. – Vol. 128, № 7. – P. 993–1020. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA. 121.318063. PMID: 33793335; PMCID: PMC8293920.
19. Chen Q., Wang Q., Zhu J. et al. Reactive oxygen species: key regulators in vascular health and diseases // Br J Pharmacol. – 2018. – Vol. 175, № 8. – P. 1279–1292. DOI: 10.1111/bph.13828. PMID: 28430357; PMCID: PMC5867026
20. Izzo C., Vitillo P., Di Pietro P. et al. The Role of oxidative stress in cardiovascular aging and cardiovascular diseases // Life (Basel). – 2021. – Vol. 11, № 1. – P. 60. DOI: 10.3390/life11010060. PMID: 33467601; PMCID: PMC7829951.
21. Marrocco I., Altieri F., Peluso I. Measurement and clinical significance of biomarkers of oxidative stress in humans // Oxid Med Cell Longev. – 2017. – 2017. – P. 6501046. DOI: 10.1155/2017/6501046. PMID: 28698768; PMCID: PMC5494111.
22. Endemann D. H., Schiffrin E. L. Endothelial dysfunction // J Am Soc Nephrol. – 2004. – Vol. 15, № 8. – P. 1983–1992. DOI: 10.1097/01.ASN.0000132474.50966.DA. PMID: 15284284.
23. Моисеева О. М., Александрова Л. А., Емельянов И. В. и др. Роль оксида азота и его метаболитов в регуляции сосудистого тонуса при гипертонической болезни // Артериальная гипертензия. – 2003 . – Т. 9, № 6. – С. 202–206.
24. Da Silva A. P., Marinho C., Gonçalves M. C. et al. Decreased erythrocyte activity of methemoglobin and glutathione reductases may explain agerelated high blood pressure // Rev Port Cardiol. – 2010. – Vol. 29, № 3. – P. 403–412.
25. Александрова Л. А., Субботина Т. Ф., Жлоба А. А. Взаимосвязь дефицита фолатов, гипергомоцистеинемии и метаболизма глутатиона у больных артериальной гипертензией // Артериальная гипертензия. – 2020. – Т. 26, № 6. – С. 656–664. DOI: 10.18705/1607-419X-2020-26-6-656-664.
26. Александрова Л. А., Субботина Т. Ф., Ионова Ж. И. и др. Ассоциация уровня фолиевой кислоты плазмы с показателями метаболизма глутатиона у больных гипертонической болезнью с коморбидными заболеваниями // Артериальная гипертензия. – 2022. – Т. 28, № 1. – С. 67–75. DOI: 10.18705/1607-419X-2022-28-1-67-75.
27. Александрова Л. А., Миронова Ж. А., Филиппова Н. А., Трофимов В. А. Состояние системы глутатиона в эритроцитах у пациентов с пароксизмальной ночной гемоглобинурией // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. – 2015. – Т. 14, № 4. – С. 60–65. DOI: 10.24884/1682-6655-2015-14-4-60-65.
28. Garavaglia M. L., Giustarini D., Colombo G. et al. Blood thiol redox state in chronic kidney disease // Int J Mol Sci. – 2022. – Vol. 23, № 5. – P. 2853. DOI: 10.3390/ijms23052853. PMID: 35269995; PMCID: PMC8911004.
29. Poulianiti K. P., Kaltsatou A., Mitrou G. I. et.al. Systemic redox imbalance in chronic kidney disease: a systematic review // Oxid Med Cell Longev. – 2016. – Vol. 2016. – P. 8598253. DOI: 10.1155/2016/8598253. PMID: 27563376; PMCID: PMC4987477.
30. Lim Y. J., Sidor N. A., Tonial N. C. et al. Uremic toxins in the progression of chronic kidney disease and cardiovascular disease: mechanisms and therapeutic targets // Toxins (Basel). – 2021. – Vol. 13, № 2. – P. 142. DOI: 10.3390/toxins13020142. PMID: 33668632; PMCID: PMC7917723.
31. Lash L. H. Renal membrane transport of glutathione in toxicology and disease // Vet Pathol. – 2011. – Vol. 48, №2. – P. 408–419. DOI: 10.1177/0300985810375811.
32. Александрова Л. А., Рейпольская Т. Ю., Субботина Т. Ф., Жлоба А. А. Особенности метаболизма глутатиона эритроцитов при хронической болезни почек на ранних стадиях в сочетании с гипертоническоской болезнью // Современные достижения химико-биологических наук в профилактической и клинической медицине /под ред. Л. Б. Гайновой, Н. В. Бакулиной. Ч. 1. – Спб.: Издво ФГБОУ ВО СЗГМУ им. И. И. Мечникова, Минздрава России. – 2023. – C. 153–159.
33. Ravarotto V., Bertoldi G., Innico G. et al. The pivotal role of oxidative stress in the pathophysiology of cardiovascularrenal remodeling in kidney disease // Antioxidants. – 2021. – Vol. 10, № 7. – P. 1041. DOI: 10.3390/antiox10071041.
34. Flohé L. The fairytale of the GSSG/GSH redox potential // Biochim Biophys Acta. – 2013. – Vol. 1830. – P. 3139–3142. DOI: 10.1016/j.bbagen.2012.10.020. PMID: 23127894.
35. Teskey G., Abrahem R., Cao R. et al. Glutathione as a marker for human disease // Adv. Clin. Chem. – 2018. – Vol. 87. – P. 141–159. DOI: 10.1016/bs.acc.2018.07.004.
36. Poulianiti K. P., Karioti A., Kaltsatou A. et al. Evidence of blood and muscle redox status imbalance in experimentally induced renal insufficiency in a rabbit model // Oxid Med Cell Longev. – 2019. – 2019. – P. 821–928. DOI: 10.1155/2019/8219283. PMID: 31089418; PMCID: PMC6476063.
37. Kim J. S., Kwon W. Y., Suh G. J. et al. Plasma glutathione reductase activity and prognosis of septic shock // J Surg Res. – 2016. – Vol. 200, № 1. – P. 298–307. DOI: 10.1016/j. jss.2015.07.044. PMID: 26316444.
38. Myburgh C., Huisman H. W., Mels C. M. C. The relation of blood pressure and carotid intimamedia thickness with the glutathione cycle in a young biethnic population // J Hum Hypertens. – 2018. – Vol. 32, № 4. – P. 268–277. DOI: 10.1038/s41371-018-0044-3. PMID: 29531271.
39. Coppo L., Mishra P., Siefert N. et al. A substitution in the glutathione reductase lowers electron leakage and inflammation in modern humans //Sci Adv. – 2022. – Vol. 8,№1. – P. eabm1148. DOI: 10.1126/sciadv.abm1148.
40. Ukai T., Cheng C. P., Tachibana H. et al. Allopurinol enhances the contractile response to dobutamine and exercise in dogs with pacing‐induced heart failure // Circulation. – 2001. – Vol. 103. – P. 750–755. DOI: 10.1161/01.cir.103.5.750.
41. Jobbagy A. E., Bourgonje A. R., Kieneker L. M. et al. Serum free thiols predict cardiovascular events and allcause mortality in the general population: a prospective cohort study // BMC Med. – 2020. – Vol. 18, № 1. – P. 130. DOI: 10.1186/s12916-020-01587-w. PMID: 32456645.
42. Myung S. K., Ju W., Cho B. et al. Korean MetaAnalysis Study Group. Efficacy of vitamin and antioxidant supplements in prevention of cardiovascular disease: systematic review and metaanalysis of randomised controlled trials // BMJ. – 2013. – Vol. 346. – P. f10. DOI: 10.1136/bmj.f10. PMID: 23335472; PMCID: PMC3548618.
43. van der Pol A., van Gilst W. H., Voors A. A., van der Meer P. Treating oxidative stress in heart failure: past, present and future // Eur J Heart Fail. – 2019. – Vol. 21, № 4. – P. 425–435. DOI: 10.1002/ejhf.1320. PMID: 30338885; PMCID: PMC6607515.
44. Aimo A., Castiglione V., Borrelli C. et al. Oxidative stress and inflammation in the evolution of heart failure: From pathophysiology to therapeutic strategies // Eur J Prev Cardiol. – 2020. – Vol. 27, № 5. – P. 494–510. DOI: 10.1177/2047487319870344. PMID: 31412712.
45. Vitturi D. A., Salvatore S. R. et al. Electrophiles modulate glutathione reductase activity via alkylation and upregulation of glutathione biosynthesis // Redox Biol. – 2019. – Vol. 21. – P. 101050. DOI: 10.1016/j.redox.2018.11.008. PMID: 30654300.
46. Baliou S., Adamaki M., Ioannou P. et al. Protective role of taurine against oxidative stress (Review) // Mol Med Rep. – 2021. – Vol. 24, № 2. – P. 605. DOI: 10.3892/mmr.2021.12242.
47. Yuyun M. F., Ng L. L., Ng G. A. Endothelial dysfunction, endothelial nitric oxide bioavailability, tetrahydrobiopterin, and 5methyltetrahydrofolate in cardiovascular disease. Where are we with therapy? // Microvasc Res. – 2018. – Vol. 119. – P. 7–12. DOI: 10.1016/j.mvr.2018.03.012.
48. Cobley J. N. 50 shades of oxidative stress: A statespecific cysteine redox pattern hypothesis // Redox Biol. – 2023. – Vol. 67. – P. 102936. DOI: 10.1016/j.redox.2023.102936. PMID: 37875063; PMCID: PMC10618833.
49. Labarrere C. A., Kassab G. S. Glutathione: A Samsonian lifesustaining small molecule that protects against oxidative stress, ageing and damaging inflammation // Front Nutr. – 2022. – Vol. 9. – P. 1007816. DOI: 10.3389/fnut.2022.1007816. PMID: 36386929; PMCID: PMC9664149.
Рецензия
Для цитирования:
Александрова Л.А. Статус глутатиона эритроцитов в клинической медицине: реальность и возможности. Учёные записки Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова. 2024;31(2):19-27. https://doi.org/10.24884/1607-4181-2024-31-2-19-27
For citation:
Alexandrova L.A. The status of erythrocyte glutathione in clinical medicine: reality and possibilities. The Scientific Notes of the Pavlov University. 2024;31(2):19-27. (In Russ.) https://doi.org/10.24884/1607-4181-2024-31-2-19-27
Просмотров:
219
Послать статью по эл. почте 