Влияние естественных метаболитов и мышечной деятельности на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом

Пантелеева, Ирина Геннадьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние естественных метаболитов и мышечной деятельности на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние естественных метаболитов и мышечной деятельности на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПАНТЕЛЕЕВА Ирина Геннадьевна

ВЛИЯНИЕ ЕСТЕСТВЕННЫХ МЕТАБОЛИТОВ И МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА ГЛИКИРОВАНИЕ БЕЛКОВ КРЫС С ИНДУЦИРОВАННЫМ ДИАБЕТОМ

03.00.04. - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 2001

на правах рукописи

/У/'> /

Работа выполнена в Санкт-Петербургском научно-исследовательском институте физической культуры

Научный руководитель: доктор биологических наук,

профессор Рогозкин В.А.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Маслова М.Н.

доктор биологических наук, доцент Кулева Н.В.

Ведущее учреждение: Институт экспериментальной медицины РАМН

Защита состоится 2002 г. в Уб часов на

заседании Диссертационного Совета 212.232.09 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199034 Санкт-Петербург, Университетская набережная, д. 7/9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. A.M. Горького Санкт-Петербургского государственного университета. .

Г\ 'v

Автореферат разослан " /Х" 2001г.

Ау ^ -

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор биологических наук, профессор З.И. Крутецкая

£> 6 / <Г /¿л о г п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Важнейшим свойством живого организма является обмен веществ. Главной чертой протекающих химических превращений в организмах считается участие в этих реакциях ферментов. Однако в последние годы стало очевидным, что в организме помимо реакций, катализируемых ферментами, протекают и неферментативнью процессы. К таким реакциям относится гликирование белков, в ходе которого взаимодействуют свободные аминогруппы белковой молекулы и альдегидная группа глюкозы или другого^ редуцирующего сахара. В результате этой реакции формируются продукты раннего гликирования (ПРГ) - Шиффово основание и продукт Амадори. В ходе дальнейших преобразований образуется гетерогенная по химическому строению группа соединений, получивших название конечных продуктов глубокого гликирования (КПГГ).

В настоящий момент известно, что усиление процессов гликирования белков способствует развитию различного рода патологических состояний. Наиболее интенсивно гликирование протекает при сахарном диабете, поскольку это заболевание сопровождается стойкой гипергликемией, что создает условия для усиления реакции гликирования. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что гликирование белков играет одну их ключевых ролей в развитии осложнений при сахарном диабете (Вгоууп1ее е! а!., 2000). Кроме того, гликированные белки участвуют в патогенезе атеросклероза (Бш е! а!., 1997) и болезни Альцгеймера (Со1асо й а!., 1996).

В этой связи понятен повышенный интерес исследователей к изучению процессов накопления и распределения продуктов гликирования в организме. Надо отметить, что основная масса работ посвящена изучению гликирования белков крови и внеклеточного матрикса, а гликирование тканевых белков изучено недостаточно. Конечной же целью многих работ, посвященных проблеме гликирования, является поиск путей подавления этой реакции в организме.

В качестве реальных подходов возможно использование Веществ, ингибирующих реакцию гликирования, а также усиление метаболических процессов, связанных с утилизацией глюкозы, для чего может быть применена систематическая мышечная деятельность.

Среди соединений, способных подавлять процесс гликирования, внимание привлекают естественные метаболиты - карнозин, креатин и витамины В| и В(„ изучение влияния которых на процесс гликирование только началось.

1996). Можно предположить, что такие ФН могут ограничивать интенсивность гликирования, однако экспериментально это пока не подтверждено.

В связи с этим актуальным является исследование в модельных экспериментах на животных с индуцированным диабетом гликирования белков крови и цитозолей тканей, а также коррекция уровня гликирования под действием систематической мышечной деятельности и приема естественных иетаболитов.

Цель исследования. Цель настоящей работы состояла в исследовании влияния мышечной деятельности и введения естественных метаболитов (карнозина, креатина и витаминов В] и Вб) на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом. Задачи исследования.

1. Разработать метод иммуноферментного анализа конечных продуктов глубокого гликирования.

2. Исследовать влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков крови крыс.

3. Исследовать влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков цитозоля печени, почек, легкого и скелетных мыши крыс.

4. Исследовать влияние естественных метаболитов - карнозина, креатина и витаминов В! и Вб - на процесс гликирования сывороточного альбумина in vitro.

5. Исследовать влияние введения потенциальных ингибиторов - креатина, карнозина, витаминов Bi и Вб на гликирование белков крови крыс с индуцированным диабетом.

Положеният выносимые на защиту.

1. Состояние индуцированного диабета приводит к усилению процессов гликирования белков в организме.

2. Систематическая мышечная деятельность аэробной направленности способствует снижению содержания продуктов гликирования в организме при индуцированном диабете.

3. Введение креатина, карнозина, витаминов B¡ и Вб способствует снижению содержания продуктов гликирования в организме при индуцированном диабете.

Научная новизна работы. В работе впервые проведено сравнительное исследование уровня гликирования белков крови и цитозолей печени, почек, легкого и скелетных мышц. При этом, наряду со значительным усилением гликирования белков крови, выявлена тканеспецифичность этого процесса.

Также впервые показано, что ФН обладают протекторным действием в отношении гликирования белков крови.

Впервые в экспериментах in vivo на крысах с индуцированным диабетом продемонстрирована возможность частичного подавления процесса гликирования белков

крови в организме с помощью введения естественных метаболитов карнозина, креатина и витаминов В| и Be.

В проводимых исследованиях уровень КПГТ определяли, используя развитый метод иммуноферментаого анализа.

Практическая значимость. Предложенный метод ИФА для определения уровня КПГТ может быть использован в лабораторных исследованиях процессов гликирования как in vitro, так и in vivo.

Полученные данные о влиянии мышечной деятельности и введения карнозина, креатина и витаминов Вб и В| на уровень гликирования белков крови в условиях индуцированного диабета могут быть использованы как основа для развития новых подходов в профилактике и лечении диабетических осложнений, а также атеросклероза и болезни Альцгеймера.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на ежегодных отчетных конференциях Санкт-Петербургского НИИ физической культуры (1996, 1998, 1999, 2001), на международных конгрессах 4й" Annual Congress of the European College of Sport Science (14-19 июля 1999 в Риме), 5th Annual Congress of the European College of Sport Science (19-23 июля 2000 в Юваскзоля), на ежегодной конференции Европейской ассоциации по изучению диабета 36й1 Annual Meeting of the European association for the study of diabetes (17-21 сентября 2000 в Иерусалиме).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 3 таблицами и 24 рисунками. Работа включает разделы: введение, обзор литературы, методы исследования, результаты исследования, обсуждение результатов, выводы и список литературы, содержащий 186 наименований.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Исследования проводили на белых беспородных крысах-самцах массой тела 260-280 г в эксперименте с применением мышечной деятельности и 200-220 г в эксперименте с введением потенциальных ингибиторов гликирования. Животных содержали на стандартной лабораторной диете (55% углеводов, 18% белков, 27% жиров), содержащей необходимые витамины и минералы (Неменова и соавт., 1968).

Индукцию диабета осуществляли внутрибрюшинным введением стрептозотоцина (СТЗ) в цитратном буфере рН 4,5 из расчета 45 мг на кг веса. Через неделю после иньекции осуществляли забор крови из хвостовой вены для определения концентрации глюкозы глюкозооксидазным методом. Животных с уровнем гликемии ниже 14 мМ отбраковывали. Из оставшихся животных формировали экспериментальные группы.

В первой серии опытов на 19 животных изучали влияние систематической мышечной деятельности на гликирование белков крови и цитозолей тканей в условиях индуцированного диабета. Общая длительность эксперимента с момента индукции диабета составила 12 недель. Исследовали три группы животных. Контрольная группа состояла из здоровых животных, находившихся в состоянии покоя. У животных двух других групп индуцировали диабет. Одна группа диабетических животных находилась в состоянии покоя, животные другой выполняли систематические ФН. ФН заключалась в непрерывном плавании животных 3 раза в неделю в течение 11 недель с постепенным увеличением длительности заплыва от 2 до 40 мин. Крыс забивали путем декапитации через 48 часов после последней тренировки. Кровь собирали в пустые пробирки (для получения сыворотки) и в пробирки, содержащие На^ЭДТА в изотоническом растворе при конечной концентрации антикоагулянта 0,005М (для получения осадка эритроцитов). В крови определяли концентрацию глюкозы глюкозооксидазным методом.. Уровень ПРГ определяли в сыворотке, гемолизате и цитозолях печени, почки, легкого и скелетных мышц методом афиннной хроматографии на колонках с сефарозой, модифицированной аминофенилборной кислотой (Schmid et а!., 1984). Уровень КПГГ оценивали по флюоресценции (Morimitsu et ai., 1995) и с помощью ИФА.

Во второй серии опытов на 32 животных изучали влияние введения аминогуанидина, креатина, карнозина и витаминов В| и Вь на гликирование белков крови крыс с индуцированным диабетом. Длительность эксперимента с момента индукции диабета составила 8 недель. Контрольная группа состояла из здоровых животных, находившихся в состоянии локоя. У животных других групп индуцировали диабет внутрибрюшинным введением СТЗ. Одна из групп с диабетом не подвергалась никаким воздействиям. Животные остальных групп с диабетом получали ежедневно в течение 7 недель per os растворы ингибиторов в объеме 0,5 мл. Дозы составили: для аминогуанидина, креатина и карнозина -40 мг/ кг массы тела, для витаминов В i (в форме тиамина хлорида) и В6 (в форме пиридоксина гидрохлорида) - 0,4 мг/кг массы тела. Крыс забивали путем декапитации через 48 часов после последнего введения. Определяли те же биохимические показатели, что и в первой серии опытов.

Концентрацию белка определяли по методу Бредфорда (Bradford, 1981).

Очистку антител к КПГГ проводили, используя традиционные подходы. Фракцию иммуноглобулинов получали по методу Жатона и соавт. (1981) с последующей хроматографией на колонке с сефарозой 4В, конъюгированной с бычьим сывороточным альбумином (БСА) (Туркова, 1982). Иммунореактивность препаратов тестировали в реакции встречной иммуноднффузии (Ouchterlony, 1967).

Гликирование сывороточного альбумина in vitro осуществляли в фосфатном буфере, рН 7,4, содержащем 0,05% азид натрия (van Boekel et al., 1992). Инкубационная смесь содержала человеческий сывороточный альбумин в концентрации 10 мг/мл, глюкозу в концентрации 20 мМ и ингибиторы в концентрации 15 мМ. Пробы инкубировали при 37°С в течение 14 суток. За ходом реакции следили по приросту иммунореактивности по отношению к антителам против КПГГ, определяемой методом ИФА.

Уровень значимости наблюдаемых различий средних величин (р) оценивали по критерию Стьюдента (t). Данные в работе представлены как М±я.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Разработка метода нммуноферментного анализа определения конечных проду1стов глубокого гликирования.

Изучение процессов гликирования невозможно проводить без высокочувствительного

и специфического метода определения продуктов гликирования. Для определения ПРГ традиционно используют метод аффинной хроматографии на сефарозе, модифицированной аминофенилборной кислотой (Schmid et al., 1984). В случае определения КПГГ широко используется измерение специфической флюоресценции при длинах волн возбуждающего света и эмиссии 370/440 нм, соответственно (Morimitsu et al., 1995). Недостаток этого метода - невысокая специфичность. Очевидно, что более надежным методом является иммунохимический анализ.

Антисыворотки к КПГГ были получены ранее в нашей лаборатории посредством иммунизации кроликов синтезированными в ходе длительной инкубации БСА с глюкозой продуктами гликирования (Щербанюк и соавт.,. 1998). Нашей задачей на следующем этапе было получение очищенного и обогащенного препарата антител к КПП". Эти работы проводились совместно с аспиранткой М.В. Доброгорской и д.б.н., в.н.с. В. И. Морозовым. Мы использовали традиционные подходы - высаливание сульфатом аммония с последующей ионообменной хроматографией на колонке с ДЕАЕ-целлюлозой. Профиль элюции представлен на рис.2. Эта стадия очистки позволяет выделить фракцию IgG, практически не содержащую другие белки сыворотки (Жатон и соавт., 1961). На рис.1 представлены результаты тестирования препарата IgG после высаливания и разделения на колонке с ДЕАЕ-целлюлзой в реакции встречной иммунодиффузии. Видно, что антисыворотка преципитирует гликированиые формы БСА и кроличьего сывороточного альбумина (КСА), но не реагирует с негликированными формами этих белков. Следующим этапом очистки было удаление антител, специфичных к негликированным антигенным детерминантам БСА. Для этого был

Рис. 1. Иммунореактивность белков сыворотки по отношению к антителам против КПГГ после осаждения сульфатом аммония (а) и ионообменной хроматографии на колонке с ДЕАЕ-целлюлозой (Ь). Тестируемый препарат внесен в центральную лунку. 1а - иммунореактивность по отношению в гликированному КСА, 2а -иммунореактивность по отношению к гликированному БСА. 1Ь и 2Ь -иммунореактивность несвязавшейся с ДЕАЕ-целлюлозой фракции по отношению к гликированным КСА и БСА, соответственно.

р ) 1М№С1 --

-»-4»-2В-»7-«-

номер фракции

Рис.2. Профиль элюции с колонки с ДЕАЕ-целлюлозой белков сыворотки, полученных после осаждения сульфатом аммония.

Рис.3. Профиль элюции с колонки с сефарозой 4В, конъюгированной с БСА, фракций ДО, полученный после разделения на колонке с ДЕАЕ-целлюлозой.

синтезирован сорбент сефароза 4В, коньюгированная с БСА. Проведение этого этапа позволило получить фракцию Удв, свободную от антител к негликированному БСА и специфичную только по отношению к КПГГ. Эта фракция не связывается с сорбентом, тогда как антитела непосредственно к БСА взаимодействуют с носителем. Профиль элюции представлен на рис. 3.

Очищенные таким образом антитела к КПГГ были использованы для развития твердофазного иммуноферментного анализа. Определены условия проведения анализа: используемый буфер, разведение антител, время инкубации, количество определяемого образца. Установлено, что антитела не реагируют с негликнрованными формами белков, а обладают специфичностью в отношении пикированных форм различных белков - БСА, КСА (рнс.4).

Рис.4. Иммунореактивность антител к КПГГ.

Исследуемый образец, растворенный в ¡00 мкл фосфатного буфера рН 7,4, наносили в лунки полистиролового планшета и инкубировали в течение 1,5 часов при 37°С. Затем лунки трижды промывали буфером с добавлением 0.05 % Tween 20 и вносили раствор 0,5% желатина. После часа инкубации и Зх-кратной промывки в лунки вносили антитела к КПГГ в разведении 1X300. Инкубировали 1,5 часа при 37°С, промывали лунки. Инкубировали с антителами, специфичными к иммуноглобулинам кролика, конъюгированными с пероксидазой (Sigma), в разведении 1:2000. О наличии КПГГ судили по интенсивности цветной реакции при длине волны 492 нм, инициируемой перекисью водорода в присутствии 1,2-0-фенилендиамина.

Таким образом, в результате данного этапа работы были получены и очищены

антитела, специфичные к КПГГ, на основе которых был развит метод твердофазного

иммуноферментного анализа для определения конечных продуктов глубокого гликирования.

2. Влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликкрование белков

крови крыс

Целью настоящего этапа работы явилось изучение влияния диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом. Введение животным СТЗ вызывало развитие стойкой гипергликемии. В конце эксперимента у животных, находившихся в покое;'концентрация глюкозы в крови составила 27,3±3,2 мМ. Уровень глюкозы в крови у диабетических животных, выполнявших ФН, был ниже и составлял 20,4±4,0 мМ. Наблюдаемое уменьшение концентрации глюкозы в крови тренированных животных па сравнению с крысами, находившимися в покое, было достоверно (р < 0,05). Для сравнения отметим, что концентрация глюкоза в крови у здоровых животных составила 7,1 +0,7 мМ.

Мы определяли содержание ПРГ и КПГГ в сыворотке крови. Результаты определения содержания ПРГ (рис.5) показали, что диабетические животные имели более высокое их содержание по сравнению со здоровыми. Вместе с тем следует отметить, что у диабетических животных, систематически выполнявших ФН, уровень гликированных белков сыворотки был достоверно меньше, чем у животных, находившихся в покое.

Уровень КПГГ в сыворотке диабетических животных был существенно выше, чем у здоровых животных (рис.6). Выполнение ФН диабетическими животными вызывало достоверное снижение содержания КПГГ, хотя оно оставалось выше, чем у здоровых животных.

о я

е » й .

I»

ь.

Д*ФН

Рис.5. Влияние диабета и ФН на образование ПРГ в сыворотке крови крыс с индуцированным диабетом. По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=7) - животные с диабетом, находившиеся в состоянии покоя; Д+ФН (п-6) - животные с диабетом, выполнявшие ФН; К (п=6) - контрольная группа. ** - различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,01), " -различия достоверны по сравнению с группой Д(р<0,01).

0,6 % 0,5

¡1 о,*

< 5г

3 °'Э й

¡5 0,2

|§ 0.1

Л. #

--- —..... рХ.

и1;

д*фн

Рис.6. Влияние диабета и ФН на образование КПГГ в сыворотке крови крыс с индуцированным диабетом. По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=7) - животные с диабетом, находившиеся в состоянии покоя; Д+ФН (п=6) - животные с диабетом, выполнявшие ФН; К (п=6) - контрольная группа. ** - различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,01), " -различия достоверны по сравнению с группой Д (р<0,05).

а*

Таким образом, в условиях индуцированного диабета на фоне стойкой гипергликемии

возрастает содержание продуктов раннего и. глубокого гликирования в крови крыс.

Систематическая мышечная деятельность приводит к достоверному снижению уровня ПРГ и

КПГГ в сыворотке крови. Такой эффект ФН может быть связан со снижением концентрации

глюкозы, которая переключается на энергетическое обеспечение мышечной деятельности.

З.Влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков

интозолем тканей.

Мы исследовали содержание ПРГ и КПГГ в цитозолях печени, почек, легких и скелетных мышц у диабетических животных, находившихся в покое и выполнявших ФН по сравнению со здоровыми животными, находившимися в покое. В условиях диабета происходит значительное увеличение уровня ПРГ в цитозолях печени, почек и легких (рис.7). При этом содержание ПРГ в этих тканях при диабете практически одинаково. В цитозоле скелетных мышц не было выявлено изменения уровня ПРГ в условиях индуцированного диабета. Практически одинаковое содержание ПРГ в скелетных мышцах у здоровых и диабетических животных отражает, по-видимому, тот факт, что в условиях диабета нарушен

транспорт глюкозы в мышечные клетки. Кроме того, можно предположить, что определенную роль в зашите белков скелетной ткани играет карнозин, который в значительных количествах содержится в мышцах (Болдырев, 1998). Способность этого соединения препятствовать гликнрованию показана в экспериментах in vitro (Hipkiss et a!., 1995, Кулева и соавт., 1997). Выполнение животными ФН не сопровождалось существенными изменениями в содержании ПРГ в цитозолях исследованных тканей.

Оценка содержания КПГГ в цитозолях тканей показала, что у здоровых животных величины этого показателя близки в печени, почках и скелетных мышцах (рис.8). Следует отметить также, что в целом уровень КПГГ в легком был значительно ниже этого показателя в других исследованных тканях. Можно предположить, что это связано с активностью системы удаления КПГГ, поскольку известно, что именно в этой ткани в наибольшей степени представлены рецепторы, опосредующие эндоцитоз КПГГ (Brett el al., 1993). В условиях диабета достоверное увеличение уровня КПГГ наблюдалось только в легком. Выполнение ФН существенно ие сказывалось на определяемом показателе в печени, почках и скелетных мышцах, но приводило к достоверному его уменьшению в цитозоле легкого.

Рис.7. Влияние диабета и ФН на образование ПРГ в цитозолях тканей крыс с индуцированным диабетом. По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=7) - животные с диабетом, находившиеся в состоянии покоя; Д+ФН (п=б) - животные с диабетом, выполнявшие ФН; К (п=6) - контрольная группа. *,** - различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,05) и (р<0,01), соответственно.

Рис.8. Влияние диабета и ФН на образование КПГГ в цитозолях тканей крыс с индуцированным диабетом. По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=7) - животные с диабетом, находившиеся в состоянии покоя; Д+ФН (п=6) - животные с диабетом, выполнявшие ФН; К (п=6) -контрольная группа. ** - различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,01); * -различия достоверны по сравнению с группой Д (р<0,05).

Таким образом, состояние индуцированного диабета сопровождается усилением процессов гликирования белков крови и цитозолей печени, почек и легкого. При этом

Таким образом, состояние индуцированного диабета сопровождается усилением процессов пикирования белков крови и цитозолей печени, почек и легкого. При этом исследованные ткани в различной степени подвержены гликированию. Выполнение ФН способствовало снижению уровня ПРГ и КПГГ в сыворотке крови, а также цитозоле легкого.

4. Влияние потенциальных ингибиторов на гликирование сывороточного альбумина

in vitro.

Одним из простых и доступных методических приемов при исследовании способности различных соединений подавлять реакцию гликирования является их тестирование в системе in vitro. Используя модельный эксперимент по гликированию ЧСА в присутствии глюкозы, нами был исследован ингибируюший эффект креатина, карнозина и витаминов Bi и Вй по сравнению с известным ингибитором гликирования аминогуанидином. Выбор этих соединений в первую очередь был обусловлен тем, что они, в отличие аминогуанидина, являются естественными метаболитами. Тестирование исследуемых соединений при помощи ИФА показало, что все они обладают способностью подавлять образование КПГГ in vitro (рис. 9).

0,5 0,45 а о,4 5 0Л5

1 W 1 0.2« § ОЛ

Z 0.«

О 0,1 0,0« о

О АГ КР КАР B1 ве

Рис.9. Влияние потенциальных ингибиторов на иммунореактианостъ ЧСА.

По оси абсцисс обозначены исследованные образцы: К - контрольная проба, содержащая ЧСА в концентрации 10 мг/мл без глюкозы; О -опытная проба, содержащая ЧСА в концентрации 10 мг/мл и глюкозу в концентрации 20 мМ; АГ -тоже, что в опытной пробе с добавлением аминогуанидина в концентрации 15мМ; КР -тоже, что в опытной пробе с добавлением креатина в концентрации 15мМ; КАР - тоже, что в опытной пробе с добавлением карнозина в концентрации 15мМ; В1 - тоже, что в опытной пробе'с добавлением витамина В1 в концентрации 15мМ; В6 - тоже, что в опытной пробе с добавлением витамина Вб в концентрации 15мМ. Данные представлены по результатам 3 независимых определений.

*,** - различия достоверны по сравнению с опытной . пробой (р<0,05) и (р<0,01), соответственно.

Таким образом, в модельных экспериментах in vitro по гликированию ЧСА в присутствии глюкозы были протестированы потенциальные ингибиторы гликирования -креатин, карнозин и витамины Bi и В<„ В выбранной нами системе в(;е исследованные вещества подавляли образование КПГГ. Однако оставалось не ясным, будут ли эти соединения оказывать ингибирующий эффект на процессы гликирования в организме и в

какой степени. Поэтому имела смысл постановка эксперимента, отражающего влияние

введения этих веществ на гликирование белков крови крыс с индуцированным диабетом.

5. Влияние введения потенциальных ингибиторов на гликирование белков крови крыс с индуцированным диабетом.

В течение недели после введения СТЗ у крыс развивалась стойкая гипергликемия

(рис.10). Примечательно, что животные, получавшие витамин Вб, имели достоверно меньший уровень сахара в крови по сравнению с диабетическими животными, не получавшими никаких добавок. Введение остальных веществ не сопровождалось значимыми изменениями концентрации глюкозы крови.

Для исследования влияния приема потенциальных ингибиторов на гликирование в организме крыс мы определяли уровень ПРГ в сыворотке крови, а также оценивали содержание КПГГ в сыворотке и гемолизате методом ИФА. Как и в предыдущем эксперименте, у животных с диабетом наблюдалось увеличение содержания ПРГ в сыворотке по сравнению с животными контрольной группы (рис. 11). Наблюдалось достоверное снижение уровня ПРГ в группах, получавших витамины В| и Вб. Введение аминогуанидина, креатина и карнозина не оказали влияния на этот показатель.

» а 30 ]-

* 25 -

20 -

к 15 ■-

я 10 -

I 5 ■-

I 0 -

Д АГ КР КАР В1 В6 К

Рис.10. Влияние введения ингибиторов гликирования на концентрацию глюкозы в крови крыс с индуцированным диабетом. По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=6) - животные с диабетом, не получавшие ингибиторов; АГ(п=5) - животные с диабетом, получавшие аминогуанидин; КР(п=6) -животные с диабетом, получавшие креатин; КАР(п=5) - животные с диабетом, получавшие карнозин; В1(п=5) - животные с диабетом, получавшие витамин Вк В6 (п=6) - животные с диабетом, получавшие витамин В6; К (п=б) - контрольная группа животных. ** - различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,01); ' -различия достоверны по сравнению с группой Д (р<0,05).

Рис.11. Влияние введения ингибиторов гликирования на содержание ПРГ в сыворотке крови крыс с индуцированным диабетом. По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=6) -животные с диабетом, не получавшие ингибиторов; АГ(п=5) - животные с диабетом, получавшие аминогуанидин; КР(п=6) - животные с диабетом, получавшие креатин; КАР(п=5) - животные с диабетом, получавшие карнозин; В1(п=5)

- животные с диабетом, получавшие витамин В[; В6 (п=б) - животные с диабетом, получавшие витамин В(,; К (п=6)

- контрольная группа животных. ** -различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,01);""-разлнчия достоверны по сравнению с группой Д (р<0,01).

При определении содержания КПГГ в сыворотке было обнаружено снижение этого показателя в группах, получавших аминогуанидии, карнозин и витамины В1 и Вг, (рис.12, а), введение креатина не сопровождалось достоверным изменением уровня КПГГ в сыворотке. Исследование величины КПГГ в гемолизатс показало, что прием аминогуанидина, креатина, витаминов В| и Вг, сопровождался снижение уровня конечных продуктов у животных с диабетом по сравнению с группой, не получавшей добавок (рис. 12, Ь). Введение карнозина не отразилось на содержании КПГГ в гемолизате.

0,4

I0'3

So:

ft №

а 0,1 4-о

jfflffii

' 0,9

I Г. М

I J 0.6

! i 0,5

i а М

I 5 м

i о 0,2

| 0 0,1 I о

---1

АГ KP КАР В1 ве

Д АГ Кр Кар B1 В6 К

Рис.12. Влияние введения ингибиторов гликирования на иммунореактавность по отношению к поликлональным антителам к КПГГ белков сыворотки (а) и гемолизата (Ь). По оси абсцисс обозначены исследованные группы животных: Д (п=6) - животные с диабетом, не получавшие ингибиторов; АГ(п=5) - животные с диабетом, получавшие аминогуанидии; КР(п=6) - животные с диабетом, получавшие креатин; КАР(п=5) -животные с диабетом, получавшие карнозин; В 1(п=5) - животные с диабетом, получавшие витамин В|; В6 (п=6) - животные с диабетом, получавшие витамин Ве,; К (п=6) -- контрольная группа животных. ** - различия достоверны по сравнению с группой К (р<0,01); - различия достоверны по сравнению с группой Д (р<0,05) и (р<0,01), соответственно.

Таким образом, исследованные нами в модельном эксперименте на животных с индуцированным диабетом потенциальные ингибиторы гликирования, препятствующие образованию КПГГ в системе in vitro, в целом способствовали подавлению гликирования в организме. При этом витамины В| и Вг, оказывали подавляющее действие как на стадию раннего гликирования, так и на стадию глубокого гликирования. Аминогуанидии, креатин и карнозин оказывали влияние только на стадию конечного гликирования. Эти различия могут свидетельствовать о том, что использованные соединения оказывают протекторное действие посредством различных механизмов.

Выводы

1. Разработан метод иммуноферментного анализа для определения конечных продуктов глубокого гликирования, основанный на использовании поликпональных антител, специфичных к конечным продуктам гликирования.

2. Состояние индуцированного диабета приводит к увеличению содержания продуктов раннего и глубокого гликирования белков крови крыс и повышению уровня продуктов раннего гликирования в цитозолях печени, почек и легкого, но не влияет на этот показатель в цитозоле скелетных мышц. Содержание конечных продуктов глубокого гликирования в цитозолях исследованных тканей при индуцированном диабете увеличивалось только в легком.

3. Систематическая мышечная деятельность аэробной направленности крыс с индуцированным диабетом сопровождается снижением содержания продуктов раннего и конечного гликирования в сыворотке крови. Систематическая мышечная деятельность аэробного характера не оказывала влияния на содержание продуктов раннего и глубокого гликирования в цитозолях печени, почек и скелетных мышц, но приводила к снижению уровня конечных продуктов в цитозоле легкого.

4. Образование конечных продуктов глубокого гликирования при инкубации сывороточного альбумина в концентрации 10 мг/мл с глюкозой в концентрации 20 мМ in vitro снижалось в присутствии аминогуанидина, креатина, карнозина и витаминов Bi и В6.

5. Ежедневное введение витаминов В| и Bft в дозе 0,4 мг/кг веса в течение 7 недель животным с индуцированным диабетом приводило к снижению содержания продуктов раннего гликирования в сыворотке крови и снижению уровня конечных продуктов гликирования в сыворотке крови и гемолизате.

6. Ежедневное введение аминогуанидина, креатина и карнозина в дозе 40 мг/кг веса в течение 7 недель животным с индуцированным диабетом не повлияло на содержание продуктов раннего гликирования в сыворотке крови. В этих условиях введение аминогуанидина приводило к снижению содержания конечных продуктов гликирования в сыворотке крови и гемолизате. Введение креатина приводило к снижению содержания конечных продуктов гликирования в сыворотке крови, но не оказывало влияния на этот показатель в гемолизате. Введение карнозина не оказывало влияния на содержание конечных продуктов гликирования в сыворотке крови, но приводило к снижению этого показателя в гемолизате.

7. Полученные результаты свидетельствуют о возможности коррекции содержания продуктов гликирования в организме посредством использования систематической мышечной деятельности и введения карнозина, креатина и витаминов В| и В6.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Пантелеева И.Г. Гликирование сывороточного альбумина in vitro // Материалы итоговой научной конференции Санкт-Петербургского НИИ физической культуры. - 1996,- с. 36-37.

2. Пантелеева И.Г., Рогозкин В.А., Тюкова С.Ю. Сравнительное исследование влияния низкомолекулярных веществ на процесс гликирования белков // Материалы итоговой научной конференции Санкт-Петербургского НИИ физической культуры. - 1996.- с.37-38.

3. Rogozkin V., Panteleeva Г, Tykova S. inhibition of protein glycation by ascorbic acid and other nutrition during exercise training // Proceedings of the 10th International Conference «Biochemistry of exercise». - 1997.- p. 36.

4. Пантелеева И.Г., Морозов В.И., Рогозкин В.А. Влияние систематической мышечной деятельности и углеводов рациона на гликирование белков белых крыс // Материалы итоговой научной конференции Санкт-Петербургского НИИ физической культуры. - 1998 -с.25-26.

5. Пантелеева И.Г. Морозов В.И,, Рогозкин В.А. Влияние физических нагрузок на гликирование белков у белых крыс с экспериментальным диабетом // Материалы итоговой научной конференции Санкт-Петербургского НИИ физической культуры. - 1999,- с.38-39.

6. Panteleeva I. Inhibition of serum proteins glycation by natural metabolites during exercise in rats II Proceedings of the 4й Annual Congress of the European College of Sport Science. - ¡999 - p.338.

7. Panteleeva 1. Effect of physical exercise on non-enzymatic proteins glycation in diabetic rats // Proceedings of the 5th Annual Congress of the European College of Sport Science. - 2000. - p. 556.

8. Panteleeva I., Rogozkin V. Glycation of cytosois and serum proteins in STZ-induced diabetic rats: effect of exercise //Diabetologia.- 2000,-v. 43(SuppI.J).- p. A273.

9. Пантелеева И.Г., Рогозкин В,А. Влияние физических нагрузок на гликирование белков сыворотки крови у крыс с индуцированным диабетом // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 2001.- 87, №9. -с. 1202-1207.

10. Пантелеева И. Г. Влияние креатина на гликирование белков при экспериментальном диабете К Материалы итоговой научной конференции Санкт-Петербургского НИИ физической культуры. - 2001,- с.35.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пантелеева, Ирина Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Строение и синтез гликированных бежов.

1.2. Рецепторы к гликированным бежам.

1.3. Метаболизм конечных продуктов глубокого гликирования.

1.4. Роль гликирования в развитии патофизиологических процессов в организме

1.5. Методы коррекции уровня гликирования.

1.6. Влияние мышечной деятельности на гликирование бежов.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Постановка экспериментов на животных.

2.2. Очистка антител к конечным продуктам глубокого гликирования.

2.2.1. Высаливание сульфатом аммония.

2.2.2. Хроматография на колонке с ДЕАЕ-целлюлозой.

2.2.3. Получение аффинного сорбента сефароза 4В-БСА.

2.2.4. Аффинная хроматография антител, специфичных к конечным продуктам глубокого гликирования.

2.2.5. Реакция встречной иммунодиффузии.

2.3. Гликиров ание ЧСА в системе in vitro.

2.4. Получение цитозолей тканей.

2.5. Определение уровня продуктов раннего гликирования методом аффинной хроматографии.

2.6. Измерение специфической флюоресценции, обусловленной конечными продуктами глубокого гликирования.

2.7. Определение концентрации белка.

2.8. Определение концентрации глюкозы в крови.

2.9. Определение концентрации общего холестерина в сыворотке крови.

2.10. Определение концентрации триглицеридов в сыворотке.

2.11. Определение концентрации гемоглобина в крови, креатинина, мочевины в сыворотке крови.

2.12. Статистическая обработка данных.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Разработка метода иммуноферментного анализа определения конечных продуктов глубокого гликирования.

3.2. Влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков крыс.

3.2.1. Влияние диабета и систематической мышечной деятельности налипидный и белково-азотистый метаболизм.

3.2.2. Влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков крови крыс.

3.2.3. Влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков цитозолей тканей.

3.3. Влияние потенциальных ингибиторов на гликирование сывороточного альбумина ш углю.

3.4. Влияние введения потенциальных ингибиторов на гликирование белков крови крыс с индуцированным диабетом.

3.4.1. Влияние введения потенциальных ингибиторов гликирования на липидный и белково-азотистый обмен.

3.4.2. Влияние введения естественных метаболитов на гликирование белков крови крыс.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние естественных метаболитов и мышечной деятельности на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом"

Актуальность темы. Важнейшим свойством живого организма является обмен веществ. Главной чертой протекающих химических превращений в организмах считается участие в этих реакциях ферментов. Однако в последние годы стало очевидным, что в организме помимо реакций, катализируемых ферментами, протекают и неферментативные процессы. К таким реакциям относится гликирование белков, в ходе которого взаимодействуют свободные аминогруппы белковой молекулы и альдегидная группа глюкозы или другого редуцирующего сахара. В результате этой реакции формируются продукты раннего гликирования (ПРГ) - Шиффово основание и продукт Амадори, которые является по своей химической природе альдимином и кетоамином, соответственно. В ходе дальнейших атомных перестроек, реакций дегидрирования и окисления образуется гетерогенная по химическому строению группа соединений, получивших название конечных продуктов глубокого гликирования (КПГГ). Выявлены два фактора, которые влияют на скорость реакции гликирования - уровень гликемии и период полужизни белков, вступающих в реакцию.

В настоящий момент известно, что усиление процессов гликирования белков приводит к развитию различного рода патологических состояний. Наиболее интенсивно процессы гликирования протекают при сахарном диабете, поскольку это заболевание сопровождается стойкой гипергликемией. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что гликирование белков, в особенности образование и накопление КПГГ, играет одну их ключевых ролей в развитии осложнений при сахарном диабете (Вго\уп1ее е1 а1., 2000). Кроме того, гликированные белки участвуют в патогенезе атеросклероза (БйИ ег а1., 1997) и болезни Альцгеймера (Со1асо е1 а1., 1996).

В последние годы отмечается выраженный рост заболеваемости сахарным диабетом. Около 2-3% населения развитых стран страдает этим заболеванием. Несмотря на значительный прогресс в области диабетологии, проблема профилактики и лечения сопутствующих осложнений не решена.

Поскольку одним из патогенетических факторов развития этих изменений является гликирование белков, понятен повышенный интерес исследователей к изучению процессов накопления и распределения продуктов гликирования в органах и тканях в организме в условиях диабета. Надо отметить, что основная масса работ посвящена изучению гликирования белков крови и внеклеточного матрикса, а гликирование тканевых белков изучено не достаточно.

Конечной же целью многих работ, посвященных проблеме гликирования, является поиск путей подавления этой реакции в организме. В качестве реальных подходов возможно использование веществ, ингибирующих реакцию гликирования, а также усиление метаболических процессов, связанных с утилизацией глюкозы, для чего может быть применена систематическая мышечная деятельность.

Среди различных соединений, способных подавлять процесс гликирования, внимание привлекают естественные метаболиты. Среди них карнозин, креатин и витамины В1 и Вб, изучение влияния которых на гликирование только началось.

Использование физических нагрузок (ФН) умеренной интенсивности при сахарном диабете положительно влияет на метаболические процессы организма и способствует повышению утилизации глюкозы для обеспечения мышечной деятельности (Касаткина, 1996). Можно предположить, что такие ФН могут ограничивать интенсивность гликирования, однако экспериментально это пока не подтверждено.

Дель исследования. Цель настоящей работы состояла в исследовании влияния мышечной деятельности и введения естественных метаболитов (карнозина, креатина и витаминов В] и В6) на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом.

Задачи исследования.

1. Разработать метод иммуноферментного анализа конечных продуктов глубокого гликирования.

2. Исследовать влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков крови крыс.

3. Исследовать влияние диабета и систематической мышечной деятельности на гликирование белков цитозоля печени, почек, легкого и скелетных мышц крыс.

4. Исследовать влияние естественных метаболитов - карнозина, креатина и витаминов Bi и В6 - на процесс гликирования сывороточного альбумина in vitro.

5. Исследовать влияние введения потенциальных ингибиторов -креатина, карнозина, витаминов Bi и В6 на гликирование белков крови крыс с индуцированным диабетом.

Научная новизна работы. В диссертации исследованы два возможных подхода к снижению интенсивности процессов гликирования белков в организме.

Первый предполагает возможность ингибирования этого процесса путем повышения концентрации низкомолекулярных метаболитов, потенциально способных препятствовать гликированию. В качестве таких ингибиторов были исследованы карнозин, креатин, витамины Bi и В6.

Второй подход включает усиление утилизации глюкозы при ее использовании в качестве энергетического субстрата для энергообеспечения организма при выполнении мышечной деятельности.

В качестве экспериментальных моделей, на которых были изучены эти процессы, были использованы эксперименты по гликированию сывороточного альбумина in vitro и исследования на крысах с индуцированным диабетом. В проводимых исследованиях уровень КПГГ определяли, используя впервые в России метод ИФА, разработанный нами на основе поликлональных антител, специфичных к конечным продуктам гликирования.

Впервые в экспериментах на животных с индуцированным с помощью стрептозотоцина (СТЗ) диабетом было проведено сравнительное исследование уровня гликирования белков в крови и в цитозолях печени, почек, легкого и скелетных мышц по сравнению со здоровыми животными. Полученные данные свидетельствуют о значительном усилении процессов гликирования белков крови в условиях диабета. Установлено, что влияние диабета на гликирование белков цитозоля является тканеспецифическим.

В работе впервые было исследовано влияние систематической мышечной деятельности на гликирование белков крови и цитозолей тканей и показано, что систематическая мышечная деятельность оказывает протекторное действие в отношении гликирования белков крови.

В модельном эксперименте in vitro было изучено влияние естественных метаболитов карнозина, креатина и витаминов Bi и Вб на гликирование сывороточного альбумина по сравнению с действием известного ингибитора гликирования аминогуанидина (АГ) и установлена их способность подавлять образование КПГГ.

Впервые в эксперименте на животных с индуцированным диабетом изучалось влияние введения карнозина, креатина и витаминов Bi и В6 на гликирование белков крови. При этом одновременно контролировали и 9 другие биохимические показатели, характеризующие липидный и белково-азотистый обмен. Полученные данные свидетельствуют о различном характере воздействия исследуемых соединений на гликирование белков крови, углеводный обмен и метаболизм в целом.

Практическая значимость. Предложенный метод ИФА для определения уровня КПГГ может быть рекомендован к использованию в лабораторных исследованиях процессов гликирования как in vitro, так и в экспериментах на животных.

Полученные данные о влиянии мышечной деятельности и карнозина, креатина и витаминов В6 и Bi на уровень гликирования белков крови в условиях индуцированного диабета могут быть использованы как основа для развития новых подходов в профилактике и лечении диабетических осложнений, а также атеросклероза и болезни Альцгеймера.

1. Обзор литературы 1.1. Строение и синтез пикированных белков.

Процесс гликирования представляет собой неферментативную реакцию, протекающую между альдегидной или кето- группой глюкозы и других редуцирующих Сахаров со свободными аминогруппами (N-концевой или аминогруппами лизина и аргинина) белковой молекулы. Интенсивность гликирования зависит от концентрации сахара и значительно усиливается в условиях гипергликемии. В физиологических условиях реакция протекает медленно, поэтому наиболее подвержены гликированию долгоживущие белки, такие как коллаген и кристаллин.

Впервые эта реакция была описана Мэйардом в 1912 году, который наблюдал изменение окраски раствора до коричневой при нагревании смеси аминокислот и Сахаров (Maillard, 1912). Реакция гликирования протекает в несколько стадий. Пути образования продуктов гликирования отображены на рис.1. На первом обратимом этапе образуется промежуточный продукт альдимин (Шиффово основание), который в результате перегруппировки атомов преобразуется в стабильный кетоамин, или продукт Амадори. Шиффово основание и продукт Амадори относят к так называемым продуктам раннего гликирования (ПРГ).

В результате необратимых превращений продуктов раннего гликирования, включающих реакции окисления, дегидрирования, циклической конденсации, образуются стабильные соединения различной структуры, получившие название конечных продуктов глубокого гликирования (КПГГ). Впервые термин КПГГ был предложен Vlassara et al. в 1985 году для описания желто-коричневых соединений, обладающих специфической флюоресценцией (при длинах волн возбуждающего света и эмиссии 370 и 440 нм, соответственно) поперечно-сшитых структур, которые формируются на поздних этапах реакции Мэйарда между глюкозой и белками. В настоящее время известно, что не все КПГГ

Рис.1. Пути образования продуктов гликирования. обладают вышеперечисленными свойствами, а именно окраской, флюоресценцией и участием в образовании сшивки, но термин КПГГ сохранился. На сегодняшний день известен целый ряд КПГГ, структура которых представлена на рис. 2, а свойства - в табл.1.

Среди КПГГ наиболее изученными соединениями являются KMJI и пентозидин, которые относятся к так называемым продуктам гликоокисления, поскольку их образование в ходе гликирования происходит в окислительных условиях. Оба соединения накапливаются при сахарном диабете и с возрастом в составе коллагеновых структур внеклеточного матрикса, плазме крови (Verziji et al., 2000, Wiess et al., 2000). Образование пентозидина может происходить и в анаэробных условиях при вступлении в реакцию пентоз (Litchfield et al., 1999). Пентозидин и KMJI являются стабильными, устойчивыми к кислотному гидролизу соединениями, благодаря чему они и были охарактеризованы первыми.

Пирралин был обнаружен в составе белков плазмы и коллагена. Пирралин является высокореактивным соединением и быстро вступает в реакцию с образованием собственного диэфира (дипирралин) или тиоэфира с цистеином. Эти свойства объясняют трудности при попытках количественно оценить пирралин в биологическом материале. Поэтому долгое время вопрос о присутствии пирралина in vivo оставался спорным. Однако благодаря иммуногистохимическому подходу, пирралин был обнаружен во внеклеточном матриксе склеротизированных клубочков в почках как у пациентов с диабетом, так и у пожилых людей без диабета, а также в коже и плазме (Monnier et al., 1992, Monnier et al., 1996).

Кросслайн (crossline) был впервые изолирован из реакционной смеси a-N-ацетил-Ь-лизина и D-глюкозы (Nakamura et al., 1992). Позже, благодаря иммуногистохимическому методу анализа, он был обнаружен в составе почечной базальной мембраны у лиц с диабетом (Ienaga et al., 1995),

Рис.2. Структурные формулы конечных продуктов глубокого гликирования.

Таблица 1. Свойства конечных продуктов глубокого гликирования кпгг Флюоресценция Участие в образовании межмолекуляр ных сшивок Присутствие т укго Присутствие т VIУО Накопление с возрастом

Г-(карбоксиметил)- - - + + + лизин (КМЛ)

Пентозидин + + + + +

Пирралин - - + + ?

Кросслайн + + + + ?

1е-(карбоксиэтил)- - - + + + лизин

МОЛД - + + + +

ГОЛД - + + + +

3-ДГ-аргинин- - - + + ? имидозолон а также в хрусталике глаза диабетических больных и пожилых людей (Obayashi et al., 1996).

В ходе реакции Мэйарда помимо продуктов раннего и глубокого гликирования образуются реактивные промежуточные продукты. К этим соединениям, известным как а-дикарбонильные соединения или оксалоальдегиды, относятся 3-дезоксиглюкозон (3-ДГ), глиоксаль (ГО) и метилглиоксаль (МГО). Эти вещества также способны вступать в реакции с образованием КПГГ (Thornalley et al., 1999).

3-ДГ образуется в ходе реакции Мэйарда, а также как один из продуктов полиолового пути. 3-ДГ быстро реагирует с аминогруппами белков, в результате чего образуются такие КПГГ, как 3-ДГ-аргинин-имидазолон, пирралин, KMJI и пентозидин. Среди этих соединений 3-ДГ-аргинин-имидазолон является наиболее специфическим для 3-ДГ (Niwa, 1999). Имидазолон-модифицированные белки обнаружены в моче пациентов с хронической почечной недостаточностью и в синовиальной жидкости больных ревматоидным артритом (Franke et al., 2000).

Два других дикарбонильных соединения (ГО и МГО) взаимодействуют с белками с образованием KMJ1 и карбоксиэтиллизин, а также лизин-лизиновых имидазольных сшивок, обозначаемых GOLD (glyoxallysinedimer) и MOLD (methylglyoxallysinedimer), соответственно (Glomb et al., 1995). Содержание этих КПГГ увеличивается при сахарном диабете в плазме и хрусталике глаза. В хрусталике также происходит возрастное накопление данных соединений (Frye et al., 1998, Chellan et al., 1999).

Помимо белков в реакцию гликирования могут вступать и другие соединения, в составе которых присутствуют свободные аминогруппы. Так, фосфолипид фосфоэтаноламин вступает в реакцию гликирования с образованием карбоксиметилэтаноламина. Это соединение обнаружено в липидных экстрактах мембран эритроцитов и в моче (Requena et al., 1997).

В экспериментах in vitro показано, что и ДНК подвержена гликированию. Основными продуктами гликирования ДНК являются N2-карбоксиэтилдезоксигуанозин и Ш-карбоксиметилгуанозин. Показано, что образование Ш-карбоксиэтилдезоксигуанозина сопровождается ослаблением N-гликозидной связи. Вследствие этого до 25 % таких связей в составе ДНК подвергаются гидролизу с образованием соответствующего гуанинового производного карбоксиэтилгуанина (Seidel et al., 1998, Pischerstrieder et al., 1999). На основе поликлональных антител к N2-карбоксиэтилдезоксигуанозину был налажен метод ИФА, который позволит в дальнейшем исследовать гликирование ДНК in vivo (Seidel et al., 1998).

Помимо КПГГ, образующихся в организме эндогенно, возможно их поступление извне. Так, табачный дым является источником КПГГ. У курильщиков выявлено повышенное содержание продуктов глубокого гликирования в составе ЛПНП крови (Nicholl et al., Bucala et al., 1998). Кроме того, поступление экзогенных КПГГ в организм может осуществляться с пищей, в составе которой они образуются в ходе тепловой обработки (Chuyen et al., 1998).

Таким образом, реакция гликирования является многостадийным процессом, в результате которого формируются различные по структуре и свойствам продукты. При этом модификации могут подвергаться белки, фосфолипиды и нуклеиновые кислоты.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Пантелеева, Ирина Геннадьевна

Выводы

1. Разработан метод иммуноферментного анализа для определения конечных продуктов глубокого гликирования, основанный на использовании поликлональных антител, специфичных к конечным продуктам гликирования.

5. Ежедневное введение витаминов Bi и Вб в дозе 0,4 мг/кг веса в течение 7 недель животным с индуцированным диабетом приводило к снижению содержания продуктов раннего гликирования в

97 сыворотке крови и снижению уровня конечных продуктов гликирования в сыворотке крови и гемолизате.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пантелеева, Ирина Геннадьевна, Санкт-Петербург

1. Болдырев А. А. Карнозин. Биологическое значение и возможности применения в медицине // М.: Изд-во МГУ 1998.

2. Дупин A.M., Бодырев A.A., Архипенко Ю. В. и др. Защита карнозином транспорта Са2+ от повреждений, вызываемых перекисным окислением липидов //Бюл. Эксп. Биол. Мед. 1984 - т. 97 - с. 186-188.

3. Жатон Ж.К., Брандт Д.Ч., Вассали П. Выделение и характеристика антител и их полипептидных цепей // Методы в иммунологии / под. ред. И. Левковитца и В. Перкиса-пер. с анг. М.: Мир -1981 - с. 58-82.

4. Карпусь О.В., Рогозкин В.А., Мельгунова Е.А., Фельдкорен Б.И. Влияние систематических физических нагрузок и высокоуглеводного рациона на уровень гликозилированных белков в крови крыс // Физиол. жур. им. И. М. Сеченова 1993 - т.79 - с. 39-43.

5. Касаткина Э. П. Роль физических нагрузок в компенсации сахарного диабета // Проблемы эндокринологии 1992 - т. 38 - с. 45-48.

6. Касаткина Э.П. Клинико-метаболические нарушения у больных с инсулинзависимым сахарным диабетом //Сахарный диабет у детей и подростков М.: Медицина - 1996 - стр. 46-48.

7. Кулева Н.В., Коваленко З.С. Изменение функиональных свойств актина при его гликировании in vitro // Биохимия 1997 - т.62 - вып. 10 - стр. 1307-1313.

8. Ленкова Р.И., Усик C.B. Метаболическая адаптация организма к мышечной деятельности возрастющей интенсивности // Физиол. жур. СССР.-1977- с.858.

9. Мальцева В.В., Сергиенко В.И., Стволинский С.Л. Влияние карнозина на активность гематопоэтических стволовых клеток у облученных животных //Биохимия 1995 -т. 57 - с. 1378-1382.

10. Матюшечев В.Б. Элементы статистичесой обработки результатов биохимического эксперимента // Учебное пособие Л., 1990.

11. Неменова Ю.М., Крюкова Т.М., Любина А.Я., Палее М.Э. Практикум по технике лабораторных работ // М.: Медицина 1968 -с. 210.

12. Никитенко Н.Ю. Шавранекий К.Х. Болдырев А.А. Эффект карнозина и его производных на АДФ-зависисмую агрегацию человеческих тимоцитов // Вопр. Мед. Химии 1992 -т.41 - с. 41-43.

13. Северин С. Е., Георгиевская Е. Ф. Превращеие карнозина в почках // Биохимия 1938 - т. 3 - с. 148.

14. Северин С.Е., Болдырев А.А., Дупин А. М. Биологическая роль гистидиновых дипептидов в возбудимых тканях // Вопр. Мед. Химии -1984-т. 30-е. 32-36.

15. Серами Э., Влассара Э., Браунди М. Глюкоза и старение // В мире науки 1987 -№7 - с. 42-49.

16. Туркова Я. Аффинная хроматография У/ Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам / под. ред. О. Микоша пер. с анг. - М.: Мир - 1982 - ч.2 -с.405-444.

17. Щербанюк А.В., Морозов В.И., Доброгорская М.В. Синтез антигенных производных гликированных белков и получение антител к ним // В кн.: Современные проблемы физической культуры и спорта -Санкт-Петербург -1998-с. 187-190.

18. Akinci A., Tezic Т., Erturk G. et. al. Thiamine-responsive megaloblastic anemia with diabetes mellitus and sensorineural deafness //Acta Pediatr. Jpn. -1993 v. 35 -p.262-266.

19. Appel G., Bolton K., Freedman B. et. al. Pimagedine lowers total urinary protein and slows progression of overt diabetic nephropathy in patients with type I diabetes // J. Am. Soc. Nephrol. 1999 - v. 10 - p. 153 A.

20. Arai K., Iisuka S., Tada Y. et.al. Incraese in the glycasylated form of erytrocyte Cu-Zn-superoxide dismutase in diabetes and close association of the nonenzymatic glycosylation with the enzyme activity // BBA 1987 - v. 924 -p.292-296.

21. Araki N., Ueno N., Chakrabarti B., et. al. Immunochemical evidence for the presence of advanced glycation end products in human lens proteins and its positive correlation with aging // J. Biol. Chem. 1992 - v. 267 - p. 10211-10214.

22. Baldwin S. A. Mammalian passive glucose transorters: members of an ubiquitous familiy of active and passive transport proteins // Biochem. Biophys. Acta-1993-v. 1154-p.17-49.

23. Bierhaus A., Hofmann M. A., Zeigler R., Nawroth P.P. AGE and their interaction with AGE-receptors in vascular disease and diabetes. I. The AGE concept // Cardiovacs. Res. -1998 -v.37 -p.586-600.

24. Birrell A.M., Heffernan S.J., Ansselin A.D. et. al. Functional and structural abnormalities in the nerves of type I baboons: ammoguanidine does not improve nerve function // Diabetologia 2000 - v.43 - p. 110-116.

25. Booth A.A., Khalifah R. G., Hudson B. G. Thiamine phosphate and pyridoxamine inhibit the formation of antigenic advanced glycation end-products: comparison with aminoguanidine // Biochem. Biophys. Res. Com. -1996-v. 220-p. 113-119.

26. Boyd-White J., Williams J.C. Effect of cross-linking on matrix permeability. A model for AGE-modified basement membranes // Diabetes -1996-v.45 -p. 348-353.

27. Bradford M. M. A rapid sensitive method for the quantitation of microgram quantities proteins utilizing the principle of protein dye binding // Anal. Biochem. - 1981 - v.72 - p. 247 - 251.

28. Brett J., Schmidt A.M., Zou Y.S., et.al. Survey of the distribution of a newly characterized receptor for advanced glycation end products in tissues // Am. J. Phathol. 1993 - v. 143 -p. 1699-1712.

29. Brownlee M. Negative consequences of glycation // Metabolism 2000 - v. 49 (Suppl. l)-p. 9-13.

30. Brownlee M., Vlassara H., Klooney A. et. al. Aminoguanidine prevents diabetes-induced arterial wall protein cross-linking // Science 1986-v.232 -p.1629-1632.

31. Brownlee M., Vlassara H., Kooney A., et. al. Aminoguanidine prevents diabetes-induced arterial wall protein cross-linking // Science 1986 -v. 232 -1629-1632.

32. Brownson C., Hipkiss A. R. Carnosine reacs with a glycated protein // Free Radic. Med. 2000 - v.28 - p. 1564-1570.

33. Bucala R. Lipid and lipoprotein modification by AGE's: role atherosclerosis // Exp.Physiol. 1997 -v.82 -p.327-337.

34. Bucala R., Makita T., Koschinsky T., et. al. Lipid advanced glycosylation: pathway for lipid oxidation in vivo // Proc. Natl. Acad. Sci. 1993- v. 90 -6434-6438.

35. Bucala R., Eracey J., Cerami A. Advaced glycosltion products quench nitric oxide and mediate defective endothelium -dependent vasodilatation in experimental diabetes//J.Clin. Invest. 1991 - v.87-p.432-438.

36. McCance D.R., Dyer D.G., Dunn J. A., et. al. Maillard reaction products and their relation to complications in insulin dependent diabetes mellitus // J. Clin. Invest.-1993-v.91 -p.2470-2478.

37. Ceriello A. Hyperglycemia: the bridge between non-enzymatic glycation and oxidative stress in the pathology of diabetic complication // Diabetes Nutr. Metab. -1999- v. 12- p42-46.

38. Chellan P., Naragaj R.H. Protein crosslinking by the Maillard reaction: dicarbonyl-derived imidazolium crosslinks in aging and diabetes // Arch. Biochem. Boiphys. 1999 -v. 368 - p. 98-104.

39. Chueyn N.V. Maillard reaction and food processing. Application aspects //Adv. Exp. Med. Biol. 1998 - v. 434 -p. 213-215.

40. Cockroft K.M., Meistrell M., Zimmerman G. A. et. al. Cerebroprotective effects of aminoguanidine in rodent model of stroke // Stroke 1996 -v.27 -p.1393-1398

41. Colaco C.A., Ladesma M.D., Harrington C.R., Avila J. The role of the Maillard reaction in other pathology: Alzheimer's disease // Nephrol. Dial. Transplant. 1996 - v. 11 (Suppl. 5) - p. 7-12.

42. Cortright R. N., Dohm G. L. Mechanisms by which insulin and muscle contraction stimulatr glucose transport // Can. J. Appl. Physiol. 1997 - v.22 -p. 519-30.

43. Day J.F., Ingelbretsen C.G., Ingelbretsen W.R. et. al. Nonenzymatic glycosilation of serum proteins and hemoglobine: response to change in blood glucose levels in diabetic rats // Diabetes 1980 - v. 29 - p. 524- 527.

44. Di G.X., Fu P.Y., Tend W.P. et. al. Exercise therapy of non-insulin dependent diabetes mellitus. Effect of acute loading // Clin. Med. J. 1993 -v. 106-p. 406-409.

45. Earnests C.P., Snell P.G., Rodriguez R., et. al. The effect of creatine monohydrate ingestion on anaerobic power indices, muscular strehgth and body composition // Acta Physiol. Scand. 1995 - v. 153 - p. 207-209.

46. Edward M. R., Hopkins W. G. Blood glucose following training sessions in runners // Int. J. Sports Med. 1993 - v. 14 - p. 9-12.

47. Franke S., Niwa T., Deuther-Conrad W., et.al. Immunochemical detection of imidazolone in uremia and rheumatoid arthritis // Clin. Chim. Acta 2000 - v. 300-p. 29-41.

48. Frye E.B., Degenhardt T.P., Thorpe S.R., et.al. Role of Maillard reaction in aging of tissue proteins // J.Biol. Chem. 1998 -v. 273 -p.-18714-18719.

49. Fyjita T., Suzuki K., Tada T., Yoshihara Y. et. al. Human erytrocyte bis-phosphoglycerate mutase: inactivation by glycation in vivo and in vitro // J. Biochem. 1998 -v. 124 -p. 1237-1244.

50. Ganea E., Rixon K.C., Harding J.J. Binding of glucose, galactose and pyridoxal phosphate to lens cryctallins // Biochim. Biophys. Acta 1994 - v. 1226-p. 286-290.

51. Gelisgen R., Seven A., Ozturk M. et. al. Sorbitol content and ultrastructure of the aortic tissues of streptozotocin diabetic rats: relation to plasma glucose, glycated hemoglibine and blood sorbitol // Biochem. Soc. Trans. 1993 - v. 21 -p. 2865.

52. Giardino I., Edelstein D., Brownlee M. Nonenzymatic glycosylation in vitro and bovine endothelial cells alters basic growth factor activity: a model for glycosylation in diabetes // J. Clin. Invest. 1994 - v. 94 - p. 110-117.

53. Glomb M., Monnier V.M. Mechanism of protein modification by glyoxal and glyoxalaldehyde, reactive intermediates of the Maillard reaction // J. Biol. Chem. 1995 - v.270 - p. 10017-10026.

54. Goodyear L.J., Kahn B.B. Exercise, glucose transport, and insulin sensitivity // Annu. Rev. Med. 1998 -v. 49 - p. 235-261.

55. Gugliucci A., Allard M.-F. Glycation of hepatocyte cytosolic proteins in streptozotocin-induced diabetic rats // Biochem. Biophys. Res. Com. 1996 -v. 229 -p. 952 -95.

56. Hobara R., Kato H., Sakamoto K. Effect of thiamine thiamine levels on experimental alloxan induced diabetes mellitus // Jpn. J. Pharmacol. 1983-v. 33-p. 27-33.

57. Hon K., Miyata T., Maeda K. et. al. Immunohistochemical colocalization of glycoxidation products and lipid peroxidation products in diabetic renal glomerular lesions // J. Clin. Invest. 1997- v. 100 - p.2995-3004.

58. Horiuchi S., Higashi T., Ikeda K., et.al. Advanced glycation end products and their recognition by macrophage and macrophage-derived cells // Diabetes1996- v. 45 (Suppl.3) -p. S73-76.

59. Hipkiss A. R., Michaelis J., Syrris P. Non-enzymatic glycosylation of the dipeptide L-carnosine, a potential anti-protein-=cross-linking agent // FEBS Letters 1995 -v.371 -p.81-85.

60. Hirata C., Natano H., Nakamura N., et. al. Advanced glycation end products induce expression of vascular growth factor by retinal Muller cells // BBRC1997-v.236-p.712-715.

61. Horiuchi S., Araki N., Morino Y. Immunochemical approach to characterized advanced glycation end products of the Maillard reaction // J. Biol. Chem. 1991 - v. 266 - p. 7329-7332.

62. Horton E.S. Exercise and diabetes mellitus // Med. Clin. North. Am. 1988 4-V.72- p. 1301-1321.

63. Hunt J.V., McKay A.C., Skamarauskas J.I. The pro-oxidant activity of aminoguanidine and protein glycation // Biochem. Soc. Trans. 1995 - v. 23 -250S

64. Ienaga K., Nakamura K., Hochi T., et.al. Crosslines. Fluorophores in the AGE-related cross-linked proteins // Contrib. Nephrol. 1995 v. 112 -p.42-51.

65. Ikeda k., Higashi T., Sano H. et. al. N£-(carboxymethyl)lysme protein adduct is a major immunological epitope in proteins modified with advanced glycation end products of the Maillard reaction // Biochemistry 1996 -v.35 - p. 80758083.

66. Ino-ue M. Effect of aminoguanidineon optic nerve involvement in experimental diabetic rats // Brain Res. -1998 -v. 80 (2) -p. 319-322.

67. Jackson M. C., Kucera C.M., Lenney J.F. Purification and properties of human serum carnosinase // Clin. Chim. Acta 1991 - v. 196 - p. 193-206.

68. Jain S.K., Lim G. Pyridoxine and pyridoxamine inhibits superoxide radical and prevent lipid peroxidation, protein glycosylation, and (Na+ +K+)-ATPase activity in high glucose-treated human erythrocytes // Free Radic. Biol. Med. -2001 -v. 30-p. 232-237.

69. Jennings P.E., Chirico S., Jones A. F. et. al. Vitamin C and microangiopathy in diabetes mellitus // Diabetes Res 1987 - v.6 - p. 151-154.

70. Jlao Y., Okumiya T., Salbara T. Abnormality deacreased HbAlc can be assessed with erythrocyte creatine in patients with a shortened erythrocyte age // Diabetes Care 1998 - v. 21 -p. 1732 - 1735.

71. Khalifah R. G., Baynes J.W., Hudson B.G. Amadorine: novel post-amadori inhibitors of advanced glycation reaction // Biochem. Biophys. Res. Com. -1999-v. 257-p. 251-258.

72. Khatami M., Suldan Z., David A., et. al. Inhibitory effect of pyridoxal phosphate, ascorbate and aminoguanidine on nonenzymatic glycosylation // Sibe Science 1888-v. 43 - p. 1725-1731.

73. Kirstein ML, Aston C., Hintz R., Vlassara H. Receptor-specific induction of insulin-like growth factor (IGF-1) in human monocytes by advanced glycosylation endproducts-modified proteins // J. Clin. Invest. 1992 - v. 90 -p. 439-446.

74. Kunt T., Forst T., Wilhelm A., e.a. Alpha-lipoic acid reduced expression of vascular cell adhesion molecule-1 and endothelial adhesion of human monocytes after stimulation with advanced glycation end-product // Clin. Sci. -1999-v. 96-p. 75-82.

75. Kurata T., Fujmaki M. Role of xylosone in the browning reaction of dehydro-S-ascorbic acid II Agric.Biol. Chem. -1976 v.40 - p. 1429-1430.

76. Kuzuya M.; Asai T., Kanda S., et. al. Glycation cross-link inhibit matrix metalloporteinase-2 activation in vascular smooth muscle cells cultured on collagen lattice // Diabetologia 2001-v.44- p.433-436.

77. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head bacteriofag T4 // Nature 1970 - v. 227 -p. 881.

78. Lander H.M., Tauras J.M., Ogiste J.S., et.al. Activation for receptor for AGE triggers a p21 ras dependent mitogen activated protein kinase pathway regulated by oxidant stress //J. Biol. Chem. 1997 -v. 272 - p. 17810-17814.

79. Lavoie C., Ducros F., Bourque J., et. al. Glucose metabolism during exercise in man: the role of insuline and glucagons in the regulation of hepatic glucose production and gluconeogenesis // Can. J. Physiol. Pharmacol. 1997 -v. 75 -p.26-35.

80. Lee H. B., Cha M.K., Song K.I. et. al. Pathogenic role of AGE's in diabetic nephropathy // Kidney Int. 1997 - v. 52 (suppl.66) - p. S60-S65.

81. Lenney J.F., George R.F., Weiss A.M. et. al. Human serum carnosinase and activation by cadmium // Clin. Chim. Acta 1982 - v. 123 - p. 221-231.

82. Li J., Schmidt A. M. Characterization and functional analysis of the promoter of RAGE // J. Biol. Chem. -1997- v. 272 p. 16498-16506.

83. Li J.J., Dickson D., Hof P.R., Vlassara H. Receptor for advanced glycosylation endproducts in brain: role in brain homeostasis II Mol. Med. -1998-v. 4(1)-p. 46-60.

84. Li Y.M, Mitsuhashi T., Wojciehowicz D., et.al. Molecular identity and tissue distribution of advanced glycation endproduts receptors. Relationship of p60 to OST 48 and 80KH membrane protein // Proc. Natl.Acad. Sci. USA -1996-v. 93-p. 11047-11052.

85. Lipovac V., Gavellla M., Vucic M. et. al. Effect of creatine on erythrocyte rheology in virto // Clin. Hemorheol. Microcirc. 2000 - v. 22 - p. 45-52.

86. Litchfield J. E., Thorpe S. R., Baynes J. W. Oxygen is not required for the browing and crosslinking of protein by pentoses: relevance to Maillard reaction in vivo // Int. J. Biochem. Cell. Biol. 1999 - v. 31 - p. 1297-1305.

87. Luo L., Hensch T.K., Ackerman L., et.al. Diffferent effects of the Rac GTPase on Purkinje cell axons and dendric trunks and spines // Nature -1996-v. 379 p.837-840.

88. Maillard L.C. Action des acides aminés sur les sucre: formation des melanoidines par voie methodoque // C.R. Acad. Sci. -1912-v. 154 -p. 66-68.

89. Makita Z., Radoff S., Rayfield E.J. et. al. Advanced glycation end prodiucts in diabetic nephropathy // New Eng. J. Med. -1991- v. 325 p. 836-842.

90. Miyata T., Sugiyama S., Suzuki D., e.a. Increased carbonyl modification by lipids and carbohydrates in diabetic nephropathy // Kidney Int. 1999 - v. 56 (Suppl.7), P-S54-S56.

91. Makita Z., Vlassara H., Cerami A., Bucala R. Immunochemical detection of advanced glycosylation end products in vivo // J. Biol. Chem. 1992 - v. 267 -p. 5133-5138.

92. Menzel E.J., Reihsner R. Comparison of the effect of different inhibitors of the nonenzymatic glycation of the rat tail tendon and bovine serum albumin // Ann. Clin. Biochem. 1996 -v-33(Pt.3) -p.241-248.

93. Miyata T., Ueda Y., Horie K. et. al. Renal catabolism of advanced glycation end products: the fate of pentosidine // Kidney Int. 1998 - v. 53 - p. 416-422.

94. Molina P.E., Yousef K.A., Smith R. M. et. al. Thiamine deficiency impairs endotoxine-induced increase in hepatic glucose output // Am. J. Clin. Nutr. -1994-v. 59-p. 1045-1049.

95. Monneir V. M., Sell D.R., Nagaraj R.H. et.al. Maillard reaction-mediated molecular damage to extracellular matrix and other tissue proteins in diabetes, aging, and uremia // Diabetes 1992 - v.41 (suppl.2) - p. 36-41.

96. Monneir V. M., Nagaraj R.H, Portero-Otin M., et.al. Structure of advanced Maillard reaction products and their phatological role // Nephrol. Dial. Transplant.-1996-v. 11 (suppl.5) p.20-26.

97. Morimitsu Y., Yoshida K., Esaki S., Hirota A. Protein glycation inhibitors from Thyme (Thimus vulgaris ) // Biosci. Biothec. Biochem. 1995 - v. 11 - p. 2018-2021.

98. Myint T., Hoshi S., Ookawara T. et. al. Immunological detection of glycated proteins in normal and streptozotocin-induced diabetic rats using anti hexitol-lysine IgG // Biochim. Biophys. Acta 1995 - v. 1272 - p.73-79.

99. Nagaraj R. H., Monnier Y. M. Protein modification by the degradation products of ascorbate: formation of a novel pyrrol from the Maiiard reaction of L-threose with proteins //Biochim. Biophys. Acta 1995- v. 1253(1) - p.75-84.

100. Nakamura Y., Horii Y., Nishino T., et. al. Immunohistichemical localization of advanced glycosylation endproducts (AGEs) in coronaty atheroma and cardiac tissue in diabetes // Am. J. Pathol. 1993- v. 143 - p. 1649-656.

101. Neeper M., Schmidt A. M., Brett J. et. al. Cloning and expression of RAGE: a cell surface receptor for advanced glycation end products of proteins // J. Biol. Chem. 1992- v.267- p. 14998-15004.

102. Nicholl I.D., Bucala R. Advanced glycation endproducts and cigarette smoking // Cell Mol. Biol. 1998 - v. 44 - p. 1025-1033.

103. Nilson B. O. Biological effects of aminoguanidine: an update II Inflammation Research 1999-v. 48-p. 509-515.

104. Niwa T. 3-Deoxyglucosone: metabolism, biological activity, and clinical implication // J. Chromatogr. B. Boimed. Sci. Appl. 1999 - v. 731 - p. 23-36.

105. Obayashi H., Nakano K., ShigetaH., Yamaguchi M. Formation of crossline as fluorescent advanced glycation end product in vitro and in vivo II Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996 - v.226-p. 37-41.

106. Oimomi M., Igaki N., Effect of aminoguanidine on the glycation // Kobe. J. Med. Sci. 1989 - v.35- p.255-259.

107. Okada M., Ayabe Y. Effect of aminoguanidine and pyridoxal phosphate on glycation reaction of aspartate aminotransferase and serum albumine // J. Nutr. Sci. Vitaminol. 1995 - v.41 -p.43-50.

108. Okada M., Ayabe Y. Glycation and inactivation of aspartate aminotransferase in diabetic rat tissues II J. Nutr. Sci. Vitaminol. -1997 -v. 43 -p.463-469.

109. Omar Farouque H.M., O'Brien R.C., Meredith I.T. Diabetes and coronary heart disease from prevention to intervention: Part 1II Aust.N.Z. J. Med. -2000 -v.30 -p.351-359.

110. Ookawara T., Kawamura N., Kitagawa Y., Taniguchi N. Site-specific and random fragmentation of Cu-Zn-superoxide dismutase by clycation reaction // J. Biol. Chem. 1992 - v. 267 - p. 18505-18510.

111. Ou P., Wolff S.P. Amonoguanidine increases hydrogen peroxide formation during glycation in vitro // Spec. Publ. R. Soc. Chem. -1994 - v. 151 - 329334.

112. Ochterlony O. Immunodiffusion and experimental immunology // Blackwell Sci. Publ., Oxford-Edinburg, Ed. Weir D.R. 1967 -p.655-706.

113. Pederson O., Beck -Nielsen H., Heding L. Increased insulin receptors after exercise in patients with insulin-depending diabetes //New Engl. J. Med. 1980 -v. 320-p. 886-892.

114. Pitchetsrieder M., Seidel W„ Munch G., Schinzel R. N(2)-(l-carboxyethyl)deoxyguanosine, a nonenzymatic glycation adduct of DNA, induces single-strand breaks and increases mutation frequencies // Biochem. Biophys. Res. Com. 1999 - v.264 -p.544-549.

115. Raskin P. Caltran D., William M. et. al. Pimagedine reduces progression of retinopathy and lowers lipid concentrations in patients with type I diabetes // J. Am. Soc. Nephrol. 1999 - v. 10 - p. 179 A.

116. Rathanaswami P., Sundaresan R. Effect of thiamine on the biosynthesis of insulin in rats // Biochem. Int. 1991 - v.24 -p. 1057-1062.

117. Rathanaswami P.,Pourany A., Sundaresan R. Effect of thiamine deficiency on the secretion of insulin and the metabolism of glucose in isolated rat pancreatic islets // Biochem. Int. 1991- v. 25 - p. 577 - 583.

118. Reddy S., Bichler J., Well-Knecht K. et. al. Ns-(carboxymethyl)lysine is the dominant advanced glycation end product (AGE) antigen in tissue proteins // Biochemistry 1995 - v. 34 - p. 10872 - 10878.

119. Requena J.R., Ahmed M.U., Fountain C.W., et. al. Carboxymethylethanolamine, a biomarker of phospholipid modification during the Maillard reactio in vivo//J. Biol. Chem- 1997-v. 272-p. 17473-17479.

120. Richter E. A., Turcotte L., Hespel P., Kiens B. Metabolic responses to exercise: effect of endurance training and implication for diabetes. Diabetes Care 1992 v.15 (Suppl. 4)-p.l767-1776.

121. Ritthaler U., Deng Y., Zhang Y., et. al. Expression of receptors for AGE 's in peripheral occlusive vascular disease // Am. J. Pathol. -1995 -v. 146-p.688-694

122. Rocic B., Turk Z., Misur I., Vucic M. Effect of creatine on glycation of albumine in vitro // Horm. Metab. Res. 1995 - v. 27 - p. 511 - 512.

123. Rogozkin v., Osipova E., Feldkoren B. Blood glycated proteins as an index of carbohydrates metaboism in athletes // Second IOG World Congress on Sport' Sciences, Barcelone 1991 - p. 238.

124. Sano H., Higashi T., Matsumoto K., et. al. Insulin enhance macrophage scavenger receptor-mediated endocytic uptake of advanced glycation end products // J. Biol. Chem. 1998- v.273- p.8630-8637.

125. Shaw S. M., Crabbe J. C. Monitoring the progress of non-enzymatic glycation in vitro // Int. J. Peptide Protein Res 1994 - v. 44 - p. 594 - 602.

126. Schmidt A.M., Hori O., Brett J. et.al. Cellular receptors for AGEs // Arterioscler. Thomb. 1994 -v. 14- p. 1521-1528.

127. Schedel J. M., Tanaka H., Kiyonaga A. et. al. Acute creatine ingestion in human: consequences on serum creatine and creatinine concentrations // Life Sci. 1999 - v. 65 - p. 2463 - 2470.

128. Schmid C., Vormbrock R., Determination of glycosylated hemoglobin by affinity chromatography // Anal. Chem. 1984 - v. 317 -p. 703-704.

129. Sell D.R. Monnier V. M. End-stage renal disease and diabetes catalyze the formation of a pentose derived crosslink from aging human collagen // J. Clin. Invest. -1990- v. 85 -p. 380-384.

130. Seidel W., Pitchetsrieder M. DNA-glycation leads to depurination by loss of N2-carboxyethylguanine in vitro // Cell. Mol. Biol. 1998 -v.44 -p. 11651170.

131. Shilton B. H., Walton D.J. Site of glycation of human and horse liver alcohol dehydrogenas in vivo // J. Biol. Chem. 1991 - v. 266 - p. 5587-5592.

132. Siguiama S., Miyata T., Hori K., e.a. Advanced glycation end products in diabetic nephropathy I I Nephrol. Dial. Transplant. 1996 - v. 11 (Suppl.5) - p. 91-94.

133. Sima A. A., Sugimoto K. Experimental diabetic neuropathy: an update // Diabetologia 1999 v.42-p. 773-788.

134. Sinclair A.J., Girling A. J., Gray L. et. al. Disturbed handling of ascorbic acid in diabetic patients with and without microangiopathy during high dose ascorbate supplementation // Diabetologia 1991 -v.34 - p. 171-175.

135. Smerdsrod B., Melkko J., Araki N., et.al. AGE's are eliminated by scavenger receptor mediated endocytosis of hepatic sinusoidal kupffer cells and endothelial cells //Biochem. J. -1997 -v. 322 p. 567-573.

136. Som S., Basu S., Mukherjee D. e.a. Ascorbic acid metabolism in diabetes mellitus //Metabolism 1981 -v.30 -p.572-577.

137. Soulis T., Sastra S., Thalas V. et. al. A novel inhibitor of advanced glycation end-product formation inhibits mesenteric vascular hypertrophy in experimental diabetes // Diabetilogia 1999- v. 42 - p. 472-479.

138. Soulis-Laparota T., Cooper M., Papazoglou D. et. al. Retardation by aminoguanidine of development of albuminuria, mesanglial expansion and tissue fluorescence in srteptozotocine-induced diabetic rat // Diabetes 1991 -v. 40-p. 1328-1334.

139. Soulis T., Thallas V., Yousset S., et. al. Advanced glycation end products and their receptors co-localise in rat organs susceptible to diabetic microvascular injury // Diabetilogia 1997 - v. 40 - p. 619 - 628.

140. Stacpoool P.W., Harwood H.J., Cameron D.F., et. al. Chronic toxity of dichloroacetate relation to thiamine deficiency in rats // Fundam. Appl. Toxicol. 1990 - v. 14-p. 327-337.

141. Stitt A.W., Freidman S., et. al. Elevated AGE-modified Apo B in sera of euglycemic, Normolipidaemic patiens with atherosclerosis: relation to tissue AGE // Mol. Med. 1997 - v. 3 - p.617-627.

142. Stitt A.W., Bucala R., Vlassara H. Atherogenesis and advanced glycation promotion? Progression and prevention // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1997 - v. 811 -p. 100-115.

143. Sung-Hee Ihm, Hyung Joon Yoo, Sung Woo Park, Jahei Ihm. Effect of aminoguanidine on lipid peroxidation in streptozotocin-induced diabetic rats // Metabolism 1999-v.48-p. 1141-1145.

144. Swamy-Mrithinti S., Carter A.L. Acetyl-L-carnitine decreases glycation of lens proteins: in vito studies // Exp. Eye Res. 1999 - v. 69 -p. 109-115.

145. Swamy-Mruthiti S., Shaw S.M., Zhao H.R. et. al. Evidence of a glycemic threshold for the development of cataracts in diabetic rats // Curr. Eye Res. -1999-v. 18-p. 423-429.

146. Swearengin T.A., Fitzgerald C., Seilder N. W. Carnosine prevents glyceraldehydes 3-phosphate-mediated inhibition of aspartate aminotransferase //Arch. Toxicol. 1999 - v. 73- p.307-309.

147. Taguchi T., Sugiura M., Hamada Y., Miwa I. Inhibition of advanced protein glycation by a Shiff base between aminiguanidine and peridoxal //Eur. J. Pharmacol. 1999 - v.378 - 283-289.

148. Taguchi T., Sugiura M., Hamada Y., Miwa I. In vivo formation of a Schiff base of aminoguanidine with pyridoxal phosphate // Biochem Pharmacol -1998- v. 55 p.- 1667-1671.

149. Tessier F., Moreaux V., Birlouerz-Aragon I. e.a. Decrease in vitamin C concentration in human lenses during cataract progression // Int. J. Vitam. Nutr. Res.-1998-v.68-p. 309-315.

150. Thornalley P.J., Langborg A., Minhas H.S. Formation of glyoxal, methylglyoxal and 3-DG in the glycation of proteins // Biochem. J. 1999- v. 344-p. 109-116.

151. Thorpe S.R., Baynes J.W. Role of the Maillard reaction in diabetes mellitus and disease of aging // Drugs Aging -1996 v. 9- p.69-77.

152. Valerio G., Frazese A., Poggi V. et. al. Lipophilic thiamine treatment in long-standing insulin-dependent diabetes mellitus // Acta Diabetol. 1999 - v. 36-p. 73-76.

153. Vlassara H., Brownlee M., Cerami A. Non-enzymatic glycosylation of peripheral nerve protein in diabetes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA -1981 -v. 78 -p. 5190-5192.

154. Vlassara H., Brownlee M., Cerami A. High-affinity receptor mediated uptake and degradation of glucose-modified proteins: a potential mechanism for the removal of senescent macromolecules // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1985 -v. 82-p.5588-5592.

155. Vlassara H., Brownlee M., Cerami A. Novel macrophage receptor for glucose-modified protein is distinct from previously described scavenger receptors // J. Exp. Med. 1986 - v. 164 -p. 1301-1309.

156. Vlassara H., Li M. Y., Imani F. et. al. Identification of Galectin-3 as a binding protein for advanced glycation endproducts (AGE): a new member of AGE-receptor complex // Mol. Medicine 1995 - v. 1- p.634-646.

157. Verbeke P., Perichon M., Friguet B., Bacala H. Inhibition of nitric oxide synthase activity by early and advanced glycation end products in cultured rabbit proximal tubular epithelial cells // Biochem. Biophys. Acta 2000 -v. 1502-p. 481-494.

158. Verzijl N., Degroot j., Oldehinkel E., et. al. Age-related accumulation of Maillard reaction products in human artucular cartilage collagen // Biochem. J.-2000-v. 350 (Pt2)-p. 381-387.

159. Vinson J. A., Howard III T. B. Inhibition of protein glycation and advanced glycation end products by ascorbic acid and other vitamins and nutrients // J. Nutr. Biochem. 1996 -v. 7 - p.659-663.

160. Wahren J. Metabolic adaptation to physical exercise in diabetes mellitus // J. Jap. Diab. Soc. 1980 -v 23 -p. 997-1001.

161. Weiss M.F., Erhard P., Kader-attia F.A., et.al. Mechanisms for the formation of glycoxidation products in end-stage renal disease // Kidney Int.-2000-v. 57-p.2571-85.

162. Well-Knecht K.J., Brinkmann E., Well-Knecht M. C., et.al. New biomarkers of Maillard reaction damage to proteins // Nephrol. Dial. Transplant.-1996-v. 11 (suppl.5) p.41-47.

163. Weykamp C. W., Penders T. J., Baadenhuijsen H., et. al. Vitamin C and glycohemoglobine // Clin. Chem. 1995 - v.41 - p. 713-716.

164. Whittier F., Spinowitz B., Wuerth J.P. Pimagedine safety profile in patients with type I diabetes // J. Am. Soc. Nephrol. V. 10 p. 184 A.

165. Wolffenbuttel B. H., Boulanger Ch. M., Crijns F. Breakers of advanced glycation end product restore large artery properties in experimental diabetes // Proc. Natl. Acad. Sci. 1998 - v.14 - p. 4630-4634.

166. Wolffenbuttel B.H.R., Giordano D., Founds H. W., Bucala R. Long-term assessment of glucose control by haemoglobin-AGE measurement //Lancet1996-v. 347-p. 513-515.

167. Yan S.D., Fu J., Soto C. et.al. An intracellular protein that binds amyliod-beta pepetide and mediates neurotoxicity in Alzheimer's disease // Nature1997-v. 382 -p.685-691.

168. Yan S.D., Schmidt A.M., Anderson G.M., et. al. Enhanced cellular oxidant stress by the interaction of AGE's with their receptor/binding proteins // J. Biol. Chem. 1994-v. 269-p.9889-9897.

169. Yung Z., Makita Z., Horii Y., et. al. Two novel rat liver membrane proteins that bind advanced glycosylation endproducts: relationship to macrophage receptor for glucose-modified proteins // J. Exp. Med. 1991- v. 174- p. 515524.

170. Zhao W., Devamanoharan P.S., Varma S. D. Fructose mediated damage to lens alpha-crystallin: prevention by pyruvate // Biochem. Biophys. Acta 2000-v.1500 -p.161-16

171. Zimmerman G A., Meistrell III M., Bloom O., et. al. Neurotoxity of advanced glycation endproducts during focal stroke and neuroprotective effects of aminoguanidine //Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1995- v. 92 - p. 3744-3748.

Информация о работе

Пантелеева, Ирина Геннадьевна
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2001
ВАК 03.00.04

Диссертация

Влияние естественных метаболитов и мышечной деятельности на гликирование белков крыс с индуцированным диабетом - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы