uzakuescУченые записки Казанского университета. Серия Естественные наукиUchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta Seriya Estestvennye Nauki2542-064X2500-218XKazan (Volga Region) Federal University10.26907/2542-064X.2024.3.430-444uzakuesc-163Research ArticleСтатьиМетодические подходы к оценке содержания активных форм кислорода и продуктов перекисного окисления липидовMethodological Approaches to the Assessment of the Content of Reactive Oxygen Species and Lipid Peroxidation ProductsКоролевВ. А.KorolevV. A.

Королев Владимир Анатольевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой биологии, медицинской генетики и экологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

korolevva@kursksmu.netБабкинаЛ. А.BabkinaL. A.

Бабкина Людмила Александровна, кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры биологии, медицинской генетики и экологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

L-Babkina@yandex.ruФелькерЕ. В.FelkerE. V.

Фелькер Елена Викторовна, кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой ортопедической стоматологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

felkerev@kursksmu.netУсачевМ. А.UsachevM. A.

Усачев Максим Антонович, аспирант кафедры биологии, медицинской генетики и экологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

usachevma@kursksmu.netЧертоваР. Ю.ChertovaR. Yu.

Чертова Регина Юрьевна, аспирант кафедры биологии, медицинской генетики и экологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

chertovary@kursksmu.netЯчменеваЛ. А.YachmenevaL. A.

Ячменева Лилия Александровна, ассистент кафедры ортопедической стоматологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

yachmenevala@kursksmu.netЧурилинМ. И.ChurilinM. I.

Чурилин Михаил Иванович, кандидат медицинских наук, доцент кафедры общей гигиены,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

churilinmi@kursksmu.netАртемоваИ. А.ArtyomovaI. A.

Артемова Ирина Александровна, ассистент кафедры микробиологии, вирусологии, иммунологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

artemovaia@kursksmu.netМагомедоваД. Р.MagomedovaD. R.

Магомедова Диана Радимовна, ассистент кафедры биологии, медицинской генетики и экологии,

ул. Карла Маркса, д. 3, Курск, 305041.

Kursk, 305041.

magomedovadr@kursksmu.netКурский государственный медицинский университетРоссияKursk State Medical UniversityRussian Federation2024220920241663430444Copyright © Королев В.А., Бабкина Л.А., Фелькер Е.В., Усачев М.А., Чертова Р.Ю., Ячменева Л.А., Чурилин М.И., Артемова И.А., Магомедова Д.Р., 20242024Королев В.А., Бабкина Л.А., Фелькер Е.В., Усачев М.А., Чертова Р.Ю., Ячменева Л.А., Чурилин М.И., Артемова И.А., Магомедова Д.Р.Korolev V.A., Babkina L.A., Felker E.V., Usachev M.A., Chertova R.Y., Yachmeneva L.A., Churilin M.I., Artyomova I.A., Magomedova D.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://uzakuesc.elpub.ru/jour/article/view/163

Работа посвящена изучению методических подходов к анализу свободнорадикальных процессов в организме во взаимосвязи с продуктами перекисного окисления липидов (ПОЛ). Показано, что содержание активных форм кислорода (АФК) и продуктов липопероксидации варьируется в зависимости от времени и условий хранения биоматериала, что может повлиять на достоверность получаемых результатов. Оптимальными условиями хранения проб для определения АФК и диеновых коньюгатов (ДК) является морозильная камера (t = –20 °С), малонового диальдегида (МДА) – пульт глубокого охлаждения (t = –80 °С). Для определения количества оснований Шиффа температурные условия при хранении биоматериала не имеют значения. Период проведения анализа после получения биоматериала составляет для оснований Шиффа до 2 ч, АФК – до 24 ч, МДА – до 36 ч и ДК – до 48 ч. Полученные результаты могут быть использованы при проведении научных исследований и в работе клинико-диагностических лабораторий по изучению прооксидантно-антиоксидантного баланса.

This article explores the methodological approaches to analyzing free radical processes in the body, particularly in relation to lipid peroxidation products (PLP). The levels of reactive oxygen species (ROS) and PLP were shown to vary depending on the time and conditions of biomaterial storage, which may affect the reliability of the results. It was revealed that the optimal storage conditions include freezing (t = ‒20 °C) for the determination of ROS and diene conjugates (DC) and deep cooling (t = ‒80 °C) for malondialdehyde (MDA). For the determination of Schiff bases, the temperature of biomaterial storage was found to be non-essential. The analysis period after receiving the biomaterial was defined as follows: up to 2 h for Schiff bases, up to 24 h for ROS, up to 36 h for MDA, and up to 48 h for DC. The obtained results can be useful for further scientific research and in clinical diagnostic laboratories that perform prooxidant-antioxidant balance tests.

активные формы кислородаперекисное окисление липидовгидроперекиси жирных кислотмалоновый диальдегиддиеновые коньюгатыоснования Шиффаreactive oxygen specieslipid peroxidationhydroperoxides of fatty acidsmalondialdehydediene conjugatesSchiff basesReferencesBuonocore G., Perrone S., Tataranno M.L. Oxygen toxicity: Сhemistry and biology of reactive oxygen species // Semin. Fetal Neonatal Med. 2010. V. 15, No 4. P. 186–190. https://doi.org/10.1016/j.siny.2010.04.003.Buonocore G., Perrone S., Tataranno M.L. Oxygen toxicity: Сhemistry and biology of reactive oxygen species. Semin. Fetal Neonatal Med., 2010, vol. 15, no 4. pp. 186–190. https://doi.org/10.1016/j.siny.2010.04.003.Argacha J.F., Bourdrel T., van de Borne P. Ecology of the cardiovascular system: A focus on air-related environmental factors // Trends Cardiovasc. Med. 2018. V. 28, No 2. P. 112–126. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2017.07.013.Argacha J.F., Bourdrel T., van de Borne P. Ecology of the cardiovascular system: A focus on air-related environmental factors. Trends Cardiovasc. Med., 2018, vol. 28, no. 2, pp. 112–126. https://doi.org/10.1016/j.tcm.2017.07.013.Королев В.А., Седых А.В., Азарова Ю.Э., Фелькер Е.В., Ячменева Л.А., Королев И.В., Королев Е.В. Состояние глутатионового звена антиоксидантной защиты организма при фунгицидной интоксикации и коррекции витамином А и расторопшей // Научные результаты биомедицинских исследований. 2022. Т. 8, Вып. 2. С. 207–220. https://doi.org/10.18413/2658-6533-2022-8-2-0-6.Korolev V.A., Sedykh A.V., Azarova I.E., Felker E.V., Yachmeneva L.A., Korolev I.V., Korolev E.V. Status of the glutathione antioxidant defense in fungicide intoxication and correction with vitamin A and milk thistle. Nauchn. Rezul’t. Biomed. Issled., 2022, vol. 8, no. 2, pp. 207–220. https://doi.org/10.18413/2658-6533-2022-8-2-0-6. (In Russian)Шлапакова Т. И., Костин Р.К., Тягунова Е.Е. Активные формы кислорода: участие в клеточных процессах и развитии патологии // Биоорг. хим. 2020. Т. 46, № 5. С. 466–485. https://doi.org/10.31857/S013234232005022X.Shlapakova T.I., Kostin R.K., Tyagunova E.E. Reactive oxygen species: Participation in cellular processes and progression of pathology. Russ. J. Bioorg. Chem., 2020, vol. 46, no. 5, pp. 657–674. https://doi.org/10.1134/S1068162020050222.Гудков С. В. Механизмы образования активных форм кислорода под влиянием физических факторов и их генотоксическое действие: дисс. д-ра биол. наук. Пущино, 2012. 270 с.Gudkov S.V. Unraveling the mechanisms of reactive oxygen species formation under the influence of physical factors and their genotoxic effect. Doct. Biol. Sci. Diss. Pushchino, 2012, 270 p. (In Russian)Jaganjac M., Cindrić M., Jakovčević A., Žarković K., Žarković N. Lipid peroxidation in brain tumors // Neurochem. Int. 2021. V. 149. Art. 105118. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2021.105118.Jaganjac M., Cindrić M., Jakovčević A., Žarković K., Žarković N. Lipid peroxidation in brain tumors. Neurochem. Int., 2021, vol. 149, art. 105118. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2021.105118.Afzal S., Abdul Manap A.S., Attiq A., Albokhadaim I., Kandeel M., Alhojaily S.M. From imbalance to impairment: The central role of reactive oxygen species in oxidative stress-induced disorders and therapeutic exploration // Front. Pharmacol. 2023. V. 14. Art. 1269581. https://doi.org/10.3389/fphar.2023.1269581.Afzal S., Abdul Manap A.S., Attiq A., Albokhadaim I., Kandeel M., Alhojaily S.M. From imbalance to impairment: The central role of reactive oxygen species in oxidative stress-induced disorders and therapeutic exploration. Front. Pharmacol., 2023, vol. 14, art. 1269581. https://doi.org/10.3389/fphar.2023.1269581.Лысенко В. И. Оксидативный стресс как неспецифический фактор патогенеза органных повреждений (обзор литературы и собственных исследований) // Медицина неотложных состояний. 2020. Т. 16, № 1. С. 24–35. https://doi.org/10.22141/2224-0586.16.1.2020.196926.Lysenko V.I. Oxidative stress as a nonspecific factor in the pathogenesis of organ damage (a review of literature and own data). Med. Neotlozhnykh Sostoyanii, 2020, vol. 16, no. 1, pp. 24–35. https://doi.org/10.22141/2224-0586.16.1.2020.196926. (In Russian)Schönfeld P., Wojtczak L. Fatty acids as modulators of the cellular production of reactive oxygen species // Free Radical Biol. Med. 2008. V. 45, No 3. P. 231–241. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2008.04.029.Schönfeld P., Wojtczak L. Fatty acids as modulators of the cellular production of reactive oxygen species. Free Radical Biol. Med., 2008, vol. 45, no. 3, pp. 231–241. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2008.04.029.Ayala A., Muñoz M.F., Argüelles S. Lipid peroxidation: Production, metabolism, and signaling mechanisms of malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal // Oxid. Med. Cell. Longevity. 2014. V. 2014. Art. 360438. https://doi.org/10.1155/2014/360438.Ayala A., Muñoz M.F., Argüelles S. Lipid peroxidation: Production, metabolism, and signaling mechanisms of malondialdehyde and 4-hydroxy-2-nonenal. Oxid. Med. Cell. Longevity, 2014, vol. 2014, art. 360438. https://doi.org/10.1155/2014/360438.Li Y., Zhao T., Li J., Xia M., Li Y., Wang X., Liu C., Zheng T., Chen R., Kan D., Xie Y., Song J., Feng Y., Yu T., Sun P. Oxidative stress and 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE): Implications in the pathogenesis and treatment of aging-related diseases // J. Immunol. Res. 2022. V. 2022. Art. 2233906. https://doi.org/10.1155/2022/2233906.Li Y., Zhao T., Li J., Xia M., Li Y., Wang X., Liu C., Zheng T., Chen R., Kan D., Xie Y., Song J., Feng Y., Yu T., Sun P. Oxidative stress and 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE): Implications in the pathogenesis and treatment of aging-related diseases. J. Immunol. Res., 2022, vol. 2022, art. 2233906. https://doi.org/10.1155/2022/2233906.Minato K.-i., Miyake Y. Hexanoyl-lysine as an oxidative-injured marker – application of development of functional food // Kato Y. (Ed.) Lipid Hydroperoxide-Derived Modification of Biomolecules. Ser.: Subcellular Biochemistry. V. 77. Dordrecht: Springer, 2014. P. 163–174. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7920-4_14.Minato K.-i., Miyake Y. Hexanoyl-lysine as an oxidative-injured marker – application of development of functional food. In: Kato Y. (Ed.) Lipid Hydroperoxide-Derived Modification of Biomolecules. Ser.: Subcellular Biochemistry. Vol. 77. Dordrecht, Springer, 2014. pp. 163–174. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7920-4_14.Kato Y. The formation of lipid hydroperoxide-derived amide-type lysine adducts on proteins: A review of current knowledge // Kato Y. (Ed.) Lipid Hydroperoxide-Derived Modification of Biomolecules. Ser.: Subcellular Biochemistry. V. 77. Dordrecht: Springer, 2014. P. 21–39. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7920-4_2.Kato Y. The formation of lipid hydroperoxide-derived amide-type lysine adducts on proteins: A review of current knowledge. In: Kato Y. (Ed.) Lipid Hydroperoxide-Derived Modification of Biomolecules. Ser.: Subcellular Biochemistry. Vol. 77. Dordrecht, Springer, 2014. pp. 21–39. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7920-4_2.Milkovic L., Zarkovic N., Marusic Z., Zarkovic K., Jaganjac M. The 4-hydroxynonenalprotein adducts and their biological relevance: Are some proteins preferred targets? // Antioxidants. 2023. V. 12, No 4. Art. 856. https://doi.org/10.3390/antiox12040856.Milkovic L., Zarkovic N., Marusic Z., Zarkovic K., Jaganjac M. The 4-hydroxynonenal-protein adducts and their biological relevance: Are some proteins preferred targets? Antioxidants, 2023, vol. 12, no. 4, art. 856. https://doi.org/10.3390/antiox12040856.Vandemoortele A., Babat P., Yakubu M., De Meulenaer B. Behavior of malondialdehyde and its whey protein adducts during in vitro simulated gastrointestinal digestion // J. Agric. Food Chem. 2020. V. 68, No 42. P. 11846–11854. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c03947.Vandemoortele A., Babat P., Yakubu M., De Meulenaer B. Behavior of malondialdehyde and its whey protein adducts during in vitro simulated gastrointestinal digestion. J. Agric. Food Chem., 2020, vol. 68, no. 42, pp. 11846–11854. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.0c03947.Domijan A.-M., Ralić J., Radić Brkanac S., Rumora L., Žanić-Grubišić T. Quantification of malondialdehyde by HPLC-FL – application to various biological samples // Biomed. Chromatogr. 2015. V. 29, No 1. P. 41–46. https://doi.org/10.1002/bmc.3361.Domijan A.-M., Ralić J., Radić Brkanac S., Rumora L., Žanić-Grubišić T. Quantification of malondialdehyde by HPLC-FL – application to various biological samples. Biomed. Chromatogr., 2015, vol. 29, no. 1, pp. 41–46. https://doi.org/10.1002/bmc.3361.Sinha A., Pick E. Fluorescence detection of increased reactive oxygen species levels in Saccharomyces cerevisiae at the diauxic shift // Espada J. (Ed.) Reactive Oxygen Species: Methods and Protocols. Ser.: Methods in Molecular Biology. V. 2202. New York, NY: Humana, 2021. P. 81–91. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0896-8_7.Sinha A., Pick E. Fluorescence detection of increased reactive oxygen species levels in Saccharomyces cerevisiae at the diauxic shift. In: Espada J. (Ed.) Reactive Oxygen Species: Methods and Protocols. Ser.: Methods in Molecular Biology. Vol. 2202. New York, NY, Humana, 2021, pp. 81–91. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-0896-8_7.Чжу О.П., Аравиашвили Д.Э., Руденко Н.С., Орлов С.В. Оценка интенсивности свободно-радикальных процессов по изменению концентрации малонового диальдегида при различных способах парентерального введения люминола // Медико-фармацевтический журнал «Пульс». 2023. Т. 25, № 4. С. 127–133. https://doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-127-133.Chzhu O.P., Araviashvili D.E., Rudenko N.S., Orlov S.V. Assessment of the intensity of free radical processes by changing the concentration of malonic dialdehyde in various methods of parenteral drug treatments of sodium luminol. Med.-Farm. Zh. “Pul’s”, 2023, vol. 25, no. 4, pp. 127–133. https://doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-127-133. (In Russian)Jaganjac M., Milkovic L., Zarkovic N., Zarkovic K. Oxidative stress and regeneration // Free Radical Biol. Med. 2022. V. 181. P. 154–165. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.02.004.Jaganjac M., Milkovic L., Zarkovic N., Zarkovic K. Oxidative stress and regeneration. Free Radical Biol. Med., 2022, vol. 181, pp. 154–165. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.02.004.Del Rio D., Stewart A.J., Pellegrini N. A review of recent studies on malondialdehyde as toxic molecule and biological marker of oxidative stress // Nutr., Metab. Cardiovasc. Dis. 2005. V. 15, No 4. P. 316–328. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2005.05.003.Del Rio D., Stewart A.J., Pellegrini N. A review of recent studies on malondialdehyde as toxic molecule and biological marker of oxidative stress. Nutr., Metab. Cardiovasc. Dis., 2005, vol. 15, no 4, pp. 316–328. https://doi.org/10.1016/j.numecd.2005.05.003.Капанадзе Г.Д., Матвеенко Е.Л., Ревякин А.О., Огнев С.В. Качественная лабораторная практика (GLP): здания и сооружения НЦБМТ РАМН // Биомедицина. 2010. № 1. С. 78–87.Kapanadze G.D., Matveenko E.L., Revyakin A.O., Ognev S.V. Good laboratory practice (GLP): Buildings and facilities of the Research Center for Biomedical Technologies of the Federal MedicalBiological Agency, Russian Academy of Medical Sciences. Biomeditsina, 2010, no. 1, pp. 78–87 (In Russian)Липатов В.А., Крюков А.А., Северинов Д.А., Саакян А.Р. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть 1 // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2019. Т. 27, № 1. С. 80–92. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ201927180-92.Lipatov V.A., Kryukov A.A., Severinov D.A., Saakyan A.R. Ethical and legal aspects of in vivo experimental biomedical research. Part I. I.P. Pavlov Russ. Med. Biol. Herald, 2019, vol. 27, no. 1, pp. 80–92. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ201927180-92. (In Russian)Липатов В.А., Крюков А.А., Северинов Д.А., Саакян А.Р. Этические и правовые аспекты проведения экспериментальных биомедицинских исследований in vivo. Часть II // Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова. 2019. Т. 27, № 2. С. 245–257. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2019272245-257.Lipatov V.A., Kryukov A.A., Severinov D.A., Saakyan A.R. Ethical and legal aspects of in vivo experimental biomedical research of the conduct. Part II. I.P. Pavlov Russ. Med. Biol. Herald, 2019, vol. 27, no. 2, pp. 245–257. https://doi.org/10.23888/PAVLOVJ2019272245-257. (In Russian)

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