ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2014-3-84-90ssmu-69Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ И СИСТЕМА ГЛУТАТИОНА В АДИПОЦИТАХ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕOXIDATIVE MODIFICATION OF PROTEINS AND GLUTATHIONE SYSTEM IN ADIPOCYTES UNDER DIABETESШахристоваЕ. В.ShakhristovaYe. V.

Шахристова Евгения Викторовна, кандидат медицинских наук, руководитель научно-образовательного центра молекулярной медицины

shaxristova@yandex.ruСтеповаяЕ. А.StepovayaYe. A.

Степовая Елена Алексеевна, доктор медицинских нак, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии

shaxristova@yandex.ruИвановВ. В.IvanovV. V.

Иванов Владимир Владимирович, канд. биологическихнаук, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии

shaxristova@yandex.ruНосареваО. Л.NosarevaO. L.

Носарева Ольга Леонидовна, кандидат медицинских наук, доцент, ст. преподаватель кафедры биохимии и молекулярной биологии

shaxristova@yandex.ruРязанцеваН. В.RyazantsevaN. V.

Рязанцева Наталья Владимировна, доктор медицинских нак, профессор, зав. кафедрой молекулярной медицины и клинической лабораторной диагностики

shaxristova@yandex.ruНовицкийВ. В.NovitskyV. V.

Новицкий Вячеслав Викторович, заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских нак, профессор, академик РАН, зав. кафедрой патофизиологии

shaxristova@yandex.ruСибирский государственный медицинский институт, ТомскРоссияSiberian State Medical University, TomskRussian Federation2014280620141338490Copyright © Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Иванов В.В., Носарева О.Л., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В., 20142014Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Иванов В.В., Носарева О.Л., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В.Shakhristova Y.V., Stepovaya Y.A., Ivanov V.V., Nosareva O.L., Ryazantseva N.V., Novitsky V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/69

В настоящее время в структуре заболеваний сахарный диабет (СД) занимает третье место после сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний и является главной причиной слепоты, значительно повышает риск развития инфаркта миокарда, ишемической болезни сердца, нефропатий, гипертонии у пациентов с данной патологией, в связи с чем актуальны клинические и экспериментальные исследования, направленные на изучение механизмов возникновения и развития СД.Целью исследования являлось изучение состояния окислительной модификации белков и глутатион-зависимой системы антиоксидантной защиты в адипоцитах и плазме крови крыс с аллоксановым диабетом в условиях окислительного стресса.Материал и методы. У крыс индуцировали развитие СД 1-го типа введением аллоксана (90 мг/кг массы тела). Плазму крови и адипоциты получали из эпидидимальной жировой ткани крыс, определяли содержание карбонильных производных белков, окисленного триптофана, битирозина, общего, восстановленного, окисленного и белковосвязанного глутатиона, активность глутатионпероксидазы.Результаты. В адипоцитах и плазме крови крыс с аллоксановым диабетом увеличивалась концентрация карбонильных производных белков, битирозина и окисленного триптофана на фоне снижения редокс-потенциала системы глутатиона и активности глутатионпероксидазы.Заключение. Полученные данные свидетельствуют об активации свободнорадикального окисления белков и снижении антиоксидантной защиты в условиях окислительного стресса в жировой ткани крыс с аллоксановым диабетом, что играет важную роль в патогенезе СД и развитии его осложнений.

Currently, diabetes ranks third in relation to medical and social significance after cardiovascular diseases and cancer and is the leading cause of blindness; it greatly increases the risk of myocardial infarction, coronary heart disease, nephropathy and hypertension in patients with this disorder; therefore clinical and experimental studies aimed at investigation of diabetes emergence and development mechanisms are urgent.The aim of the study was to investigate the status of oxidative modification of proteins and glutathionedependent antioxidant defense system in adipocytes of rats with alloxan diabetes under conditions of oxidative stress.Material and methods. Development of type 1 diabetes was induced in rats by alloxan administration (90 mg/kg of body mass). Adipocytes were obtained from epididymal adipose tissue of rats. The level of carbonyl derivatives of proteins, oxidized tryptophan, bityrosine, general, reduced, oxygenated and protein-bound glutathione, as well as glutathione peroxidase activity in adipocytes of rats was determined.Results. In adipocytes of rats with alloxan diabetes, concentration of carbonyl derivatives of proteins, bityrosine and oxidized tryptophan increased on the background of redox-potential of glutathione system and glutathione peroxidase activity decrease.Conclusion. The obtained data indicate the activation of free-radical oxidation of proteins and reduction of antioxidant defense under conditions of oxidative stress in the adipose tissue of rats with alloxan diabetes; this process plays an important role in pathogenesis of diabetes and its complications development.

сахарный диабетадипоцитыокислительный стресскарбонильные производные белковокисленный триптофанбитирозинглутатионdiabetes mellitusadipocyteoxidative stressсarbonyl derived proteinsoxidated tryptophanbityrosineglutathioneСовет по грантам Президента Российской Федерации для ведущих научных школReferencesСунцов Ю.И., Болотская Л.Л., Маслова О.В., Казаков И.В. Эпидемиология сахарного диабета и прогноз его распространенности в Российской Федерации // Сахарный диабет. 2011. № 1. С. 15–18.Suntsov Yu.I., Bolotskaya L.L., Maslova O.V., Kazakov I.V. Diabetes Mellitus, 2011, no. 1, pp. 15–18 (in Russian).Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты. СПб.: Мед. пресса, 2006. 400 с.Dubininа Ye.Ye. Products of metabolism of oxygen in the functional activity of cells (life and death, creation and destruction). Physiological and clinical-biochemical aspects. St. Petersburg, Medical press Publ., 2006. 400 р. (in Russian).Лущак В.И. Свободнорадикальное окисление белков и его связь с функциональным состоянием организма // Биохимия. 2007. Т. 72, № 8. С. 995–1015.Lushchak V.I. Biochemistry, 2007, vol. 72, no. 8, рр. 995–1015 (in Russian).Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З., Бондарь И.А., Труфакин В.А. Окислительный стресс: патоло-гические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА, 2008. 284 с.Menshchikova Ye.B., Zenkov N.K., Lankin V.Z., Bondar I.A., Trufakin V.A. Oxidative stress: Pathological conditions and diseases. Novosibirsk, ART Publ., 2008. 284 р.Furukawa S., Fujita T., Shimabukuro M. Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome // Clin. Invest. 2004. Dec. V. 114, № 12. Р. 1752–1761. doi: 10.1172/JCI200421625.Furukawa S., Fujita T., Shimabukuro M. Increased oxidative stress in obesity and its impact on metabolic syndrome. Clin. Invest., 2004, Dec., vol. 114, no. 12, pp. 1752–1761. doi:10.1172/JCI200421625.Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Иванов В.В., Носарева О.Л., Дзюман А.Н., Рязанцева Н.В., Новиц-кий В.В. Свободнорадикальное окисление белков и ли-пидов в адипоцитах в условиях окислительного стресса // Молекулярная медицина. 2014. № 1. С. 59–64.Shakhristova Ye.V., Stepovaya Ye.A., Ivanov V.V., Nosareva О.L., Dzuman А.N., Ryazantseva N.V., Novitsky V.V. Molecular Medicine, 2014, no. 1, рр. 59–64 (in Russian).Иванов В.В., Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Фёдоро-ва Т.С., Новицкий В.В. Адипоцит. Сахарный диабет. Окислительный стресс. Томск: Изд-во «Печатная мануфактура», 2013. 112 с.Ivanov V.V., Shakhristova Ye.V., Stepovaya Ye.A., Fyodorova T.S., Novitsky V.V. Adipocyte. Diabetes mellitus. Oxidative stress. Tomsk, Print Manufacture Publ., 2013. 112 р. (in Russian).Иванов В.В., Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Жаворо-нок Т.В., Новицкий В.В. Влияние аллоксана на спонтан-ный липолиз и систему глутатиона в изолированных адипоцитах крыс // Бюл. эксперименени биологии и медицины. 2011. Т. 151, № 3. С. 288–291.Ivanov V.V., Shakhristova Ye.V., Stepovaya Ye.A., Zhavoronok T.V., Novitsky V.V. Bull. Exp. Biol. Med, 2011, vol. 151, no. 3, рр. 314–317 (in Russian).Иванов В.В., Шахристова Е.В., Степовая Е.А., Жаворонок Т.В., Новицкий В.В. Перекисное окисление липидов и система глутатиона в жировой ткани крыс с аллокса-новым диабетом // Бюл. СО РАМН. 2010. Т. 30, № 6. С. 101–104.Ivanov V.V., Shakhristova Ye.V., Stepovaya Ye.A., Zhavoronok T.V., Novitsky V.V. Bulletin of the Russian Academy of Medical Sciences, 2010, vol. 30, no. 6, pp. 101–104 (in Russian).Rodbell M. Metabolism of isolated fat cells // Biol. Chem. 1964. Feb. V. 239, № 2. P. 375–380.Rodbell M. Metabolism of isolated fat cells. Biol. Chem., 1964, Feb., vol. 239, no. 2, pp. 375–380.Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбин Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиокси-дантной защиты организма. СПб.: Фолиант, 2000. 103 с.Arutyunyan A.V., Dubinina Ye.Ye., Zybina N.N. Evaluation methods of free radical oxidation and antioxidant protection of the organism. St. Petersburg, Foliant Publ., 2000. 103 р. (in Russian).Davies K.J. Protein damage and degradation by oxygen radi-cals. 1. General aspects // J. Biol. Chem. 1987. Jul. V. 262, № 20. Р. 9895–9901.Davies K.J. Protein damage and degradation by oxygen radicals. 1. General aspects. J. Biol. Chem., 1987, Jul., vol. 262, no. 20, pp. 9895–9901.Anderson M.E. Determination of glutathione and glutathione sulfide in biological samples // Methods Enzymol. 1985. V. 113. Р. 548–555.Anderson M.E. Determination of glutathione and glutathione sulfide in biological samples. Methods Enzymol., 1985, vol. 113, pp. 548–555.Little C., O'Brien P.J. An intracellular GSH-peroxidase with a lipid peroxide substrate // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1968. Apr. V. 31, № 2. Р. 45–150.Little C., O'Brien P.J. An intracellular GSH-peroxidase with a lipid peroxide substrate. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1968, Apr., vol. 31, no. 2, pp. 45–150.Burchill B.R., Oliver J.M., Pearson C.B., Leinbach E.D., Berlin R.D. Microtubule dynamics and glutathione metabolism in phagocytizing human polymorphonuclear leukocytes // J. of Cell Biology. 1978. Feb. V. 76, № 2. Р. 439–447.Burchill B.R., Oliver J.M., Pearson C.B., Leinbach E.D., Berlin R.D. Microtubule dynamics and glutathione metabolism in phagocytizing human polymorphonuclear leukocytes. J. of Cell Biology, 1978, Feb., vol. 76, no. 2, pp. 439–447.Stadtman E.R., Levine R.L. Protein oxidation // Ann N. Y. Acad. Sci. 2000. № 899. Р. 191–208. doi: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06187.x. Epub. 2006. Jan. 25.Stadtman E.R., Levine R.L. Protein oxidation. Ann N. Y. Acad. Sci., 2000, no. 899, pp. 191–208. doi: 10.1111/j.1749-6632.2000.tb06187.x. Epub. 2006. Jan. 25.Grimsrud P.A., Xie H., Griffin T.J., Bernlohr D.A. Oxidative stress and covalent modification of protein with bioactive al-dehydes // J. Biol. Chem. 2008. Aug. V. 283, № 32. Р. 21837–21841. doi: 10.1074/jbc.R700019200. Epub 2008. Apr. 29.Grimsrud P.A., Xie H., Griffin T.J., Bernlohr D.A. Oxidative stress and covalent modification of protein with bioactive aldehydes. J. Biol. Chem., 2008, Aug., vol. 283, no. 32, pp. 21837–21841. doi: 10.1074/jbc.R700019200. Epub 2008. Apr. 29.Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Система глутатиона. I. Синтез, транспорт, глутатионтрансферазы, глутатион-пероксидазы // Биомед. химия. 2009. Т. 55, № 3. С. 255–277.Kulinsky V.I., Kolesnichenko L.S. Biochemistry, 2009, vol. 55, no. 3, pp. 255–277 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.