Сравнение радиозащитного эффекта медного хлорофиллина, рибоксина, индралина и совместного применения глутатиона и аскорбиновой кислоты по физиологическим параметрам при фракционированном облучении мышей

В работе сопоставлен радиозащитный эффект медного хлорофиллина, рибоксина, индралина и совместного применения глутатиона и аскорбиновой кислоты при их введении самцам мышей ICR (CD-1), подвергнутым ежедневному облучению рентгеновским излучением в дозе 1.4 или 2.5 Гр в течение пяти дней. Рассматриваемые вещества применяли в дни облучения. Радиозащитную эффективность оценивали через 3 дня после последнего облучения по гематологическим показателям, массе тимуса и селезенки, числу ядросодержащих клеток в костном мозге бедренной кости и содержанию тиобарбитурат-активных (ТБК-активных) продуктов в печени. Установлено, что введение после каждого облучения 200 мкг/г рибоксина дает противоречивые результаты по содержанию ТБК-активных продуктов в печени, в частности, усиливает окислительный стресс при облучении в дозах 1.4 Гр и подавляет его при облучении в дозах 2.5 Гр. Медный хлорофиллин по силе угнетения метаболизма липидных радиотоксинов не уступает классическим антиоксидантам – глутатиону и аскорбиновой кислоте. В ряде случаев изученные соединения демонстрируют способность к некоторому смягчению панцитопенического синдрома лучевой болезни. Радиопротектор экстренного действия индралин в условиях фракционированного облучения не показал безоговорочного превосходства радиозащитных свойств по физиологическим параметрам мышей. Неоднозначность наблюдаемых эффектов требует дальнейшего комплексного исследования влияния изучаемых соединений на течение лучевой болезни в различных условиях эксперимента.

1. Рождественский Л.М. Проблемы разработки отечественных противолучевых средств в кризисный период: поиск актуальных направлений развития // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 3. С. 279–290. https://doi.org/10.31857/S086980312003011X.

2. Васин М.В. Противолучевые лекарственные средства. М.: Книга-Мемуар, 2020. 239 с.

3. Легеза В.И., Ушаков И.Б., Гребенюк А.Н., Антушевич А.Е. Радиобиология, радиационная физиология и медицина: словарь-справочник, 3-е издание. СПб.: Фолиант, 2017. 176 с.

4. Васин М.В. Классификация противолучевых средств как отражение современного состояния и перспективы развития радиационной фармакологии // Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53, № 5. С. 459–467. https://doi.org/10.7868/S0869803113050160.

5. Shivappa P., Bernhardt G.V. Natural radioprotectors on current and future perspectives: A mini-review // J. Pharm. Bioallied Sci. 2022. V. 14, No 2. P. 57–71. https://doi.org/10.4103/jpbs.jpbs_502_21.

6. Raj S., Manchanda R., Bhandari M., Alam M.S. Review on natural bioactive products as radioprotective therapeutics: Present and past perspective // Curr. Pharm. Biotechnol. 2022. V. 23, No 14. P. 1721–1738. https://doi.org/10.2174/1389201023666220110104645.

7. Stasiłowicz-Krzemień A., Gościniak A., Formanowicz D., Cielecka-Piontek J. Natural guardians: Natural compounds as radioprotectors in cancer therapy // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25, No 13. Art. 6937. https://doi.org/10.3390/ijms25136937.

8. Ильин Л.А., Рудный Н.М., Суворов Н.Н., Чернов Г.А., Антипов В.В., Васин М.В., Давыдов Б.И., Михайлов П.П. Индралин – радиопротектор экстренного действия. Противолучевые свойства, фармакология, механизм действия, клиника. М.: Вторая типография Министерства здравоохранения Российской Федерации, 1994. 436 с.

9. Васин М.В. Препарат Б-190 (индралин) в свете истории формирования представлений о механизме действия радиопротекторов // Радиационная биология. Радиоэкология. 2020. Т. 60, № 4. С. 378–395. https://doi.org/10.31857/S0869803120040128.

10. Кузин А.М. Структурно-метаболическая теория в радиобиологии. М.: Наука, 1986. 282 с.

11. Вернигорова Л.А., Жорова Е.С., Попов Б.А., Парфенова И.М. Совместное профилактическое применение рибоксина и альгисорба при поступлении в желудочно-кишечный тракт крыс 239Рu // Радиационная биология. Радиоэкология. 2005. Т. 45, № 2. С. 201–206.

12. Попова Н.Р., Гудков С.В., Брусков В.И. Природные пуриновые соединения как радиозащитные средства // Радиационная биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54, № 1. С. 38–49. https://doi.org/10.7868/S0869803114010135.

13. Pospíšil M., Netíková J., Pipalová I., Volenec K. Radioprotective effect of inosine and its enhancement by magnesium and global hypoxia // Physiol. Res. 1991. V. 40, No 4. P. 445–452.

14. Hou B., Xu Z.-W., Yang C.-W., Gao Y., Zhao S.-F., Zhang C.-G. Protective effects of inosine on mice subjected to lethal total-body ionizing irradiation // J. Radiat. Res. 2007. V. 48, No 1. P. 57–62. https://doi.org/10.1269/jrr.06067.

15. Сычева Л.П., Рождественский Л.М., Лисина Н.И., Шлякова Т.Г., Зорин В.В. Антимутагенная активность и гепатопротекторное действие противолучевых препаратов // Медицинская генетика. 2020. Т. 19, № 9. С. 81–82. https://doi.org/10.25557/2073-7998.2020.09.81-82.

16. Васин М.В., Ушаков И.Б. Потенциальные пути повышения устойчивости организма к поражающему действию ионизирующего излучения с помощью радиомитигаторов // Успехи современной биологии. 2019. Т. 139, № 3. С. 235–253. https://doi.org/10.1134/S0042132419030098.

17. Pfeifer A., Mikhael M., Niemann B. Inosine: Novel activator of brown adipose tissue and energy homeostasis // Trends Cell Biol. 2024. V. 34, No 1. P. 72–82. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2023.04.007.

18. Srinivasan S., Torres A.G., Ribas de Pouplana L. Inosine in biology and disease // Genes. 2021. V. 12, No 4. Art. 600. https://doi.org/10.3390/genes12040600.

19. Ромодин Л.А., Никитенко О.В., Бычкова Т.М., Зрилова Ю.А., Родионова Е.Д., Бочаров Д.А. Сравнение радиопротекторных свойств рибоксина (инозина) и индралина при профилактическом введении в дозировках 100 мг/кг по критерию выживаемости облученных мышей // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2024. Т. 69, № 2. С. 18–23. https://doi.org/10.33266/1024-6177-2024-69-2-18-23.

20. Morales-Ramírez P., Mendiola-Cruz M.T. In vivo radioprotective effect of chlorophyllin on sister chromatid exchange induction in murine spermatogonial cells // Mutat. Res., Genet. Toxicol. 1995. V. 344, Nos 1–2. P. 73–78. https://doi.org/10.1016/0165-1218(95)90041-1.

21. Morales-Ramírez P., García-Rodríguez M.C. In vivo effect of chlorophyllin on γ-ray-induced sister chromatid exchange in murine bone marrow cells // Mutat. Res., Genet. Toxicol. 1994. V. 320, No 4. P. 329–334. https://doi.org/10.1016/0165-1218(94)90085-x.

22. Kumar S.S., Shankar B., Sainis K.B. Effect of chlorophyllin against oxidative stress in splenic lymphocytes in vitro and in vivo // Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj. 2004. V. 1672, No 2. P. 100–111. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2004.03.002.

23. Gerić M., Gajski G., Mihaljević B., Miljanić S., Domijan A.-M., Garaj-Vrhovac V. Radioprotective properties of food colorant sodium copper chlorophyllin on human peripheral blood cells in vitro // Mutat. Res., Genet. Toxicol. Environ. Mutagen. 2019. V. 845. Art. 403027. https://doi.org/10.1016/j.mrgentox.2019.02.008.

24. Ромодин Л.А., Никитенко О.В., Бычкова Т.М., Зрилова Ю.А., Родионова Е.Д., Бочаров Д.А. Сравнительная оценка радиопротекторных свойств медного хлорофиллина, тролокса и индралина в эксперименте на мышах // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2024. Т. 177, № 3. С. 316–321. https://doi.org/10.47056/0365-9615-2024-177-3-316-321.

25. Ghaderi N., Jung J., Brüningk S.C., Subramanian A., Nassour L., Peacock J. A century of fractionated radiotherapy: How mathematical oncology can break the rules // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23, No 3. Art. 1316. https://doi.org/10.3390/ijms23031316.

26. Емельянов В.В., Приказюк Е.Г., Ласточкин В.В., Арешева О.М., Чиркова Т.В. Аскорбат-глутатионовый цикл в проростках пшеницы и риса при аноксии и последующей реаэрации // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2024. Т. 28, № 1. С. 44–54. https://doi.org/10.18699/vjgb-24-06.

27. Foyer C.H., Kunert K. The ascorbate–glutathione cycle coming of age // J. Exp. Bot. 2024. V. 75, No 9. P. 2682–2699. https://doi.org/10.1093/jxb/erae023.

28. Averill-Bates D.A. Chapter Five The antioxidant glutathione // Litwack G. (Ed.) Vitamins and Hormones. V. 121: Antioxidants. Cambridge, MA: Acad. Press, 2023. P. 109–141. https://doi.org/10.1016/bs.vh.2022.09.002.

29. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М., Пальмина Н.П., Храпова Н.Г. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М.: Наука, 1975. 213 с.

30. Lin Y., Chen X., Yu C., Xu G., Nie X., Cheng Y., Luan Y., Song Q. Radiotherapy-mediated redox homeostasis-controllable nanomedicine for enhanced ferroptosis sensitivity in tumor therapy // Acta Biomater. 2023. V. 159. P. 300–311. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.01.022.

31. Лысенко Н.П., Пак В.В., Рогожина Л.В., Кусурова З.Г. Радиобиология, 6-е изд. СПб.: Лань, 2023. 572 с.

32. Журавлев А.И., Зубкова С.М. Антиоксиданты. Свободнорадикальная патология, старение. М.: Белые альвы, 2014. 304 с.

33. Inal M.E., Akgün A., Kahraman A. Radioprotective effects of exogenous glutathione against whole-body γ-ray irradiation: Ageand gender-related changes in malondialdehyde levels, superoxide dismutase and catalase activities in rat liver // Methods Find. Exp. Clin. Pharmacol. 2002. V. 24, No 4. P. 209–212. https://doi.org/10.1358/mf.2002.24.4.678452.

34. González E., Cruces M.P., Pimentel E., Sánchez P. Evidence that the radioprotector effect of ascorbic acid depends on the radiation dose rate // Environ. Toxicol. Pharmacol. 2018. V. 62. P. 210–214. https://doi.org/10.1016/j.etap.2018.07.015.

35. Mantz J.M. Method for the quantitative examination of bone marrow of white rats // C. R. Seances Soc. Biol. Ses Fil. 1957. V. 151, No 11. P. 1957–1960.

36. Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой // Вопросы медицинской химии. 1987. Т. 33, вып. 1. С. 118–122.

37. Zaitsev S., Mishurov A., Bogolyubova N. Comparative study of the antioxidant protection level in the Duroc boar blood based on the measurements of active products of the thiobarbituric acid // Muratov A., Ignateva S. (Eds.) Fundamental and Applied Scientific Research in the Development of Agriculture in the Far East (AFE-2021). Ser.: Lecture Notes in Networks and Systems. V. 354. Cham: Springer, 2022. P. 500–506. https://doi.org/10.1007/978-3-030-91405-9_55.

38. Сычева Л.П., Лисина Н.И., Щеголева Р.А., Рождественский Л.М. Антимутагенное действие противолучевых препаратов в эксперименте на мышах // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59, № 4. С. 388–393. https://doi.org/10.1134/S086980311904012X.

39. Гудков С.В., Гудкова О.Ю., Штаркман И.Н., Гапеев А.Б., Чемерис Н.К., Брусков В.И. Гуанозин и инозин как природные генопротекторы для клеток крови мышей при воздействии рентгеновского излучения // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006. Т. 46, № 6. С. 713–718.

40. Поздеев А.В., Гугало В.П. Влияние препарата хлорофилла на содержание малонового диальдегида при радиационной патологии // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2012. № 2. С. 107–109.

41. Pérez-Gálvez A., Viera I., Roca M. Carotenoids and chlorophylls as antioxidants // Antioxidants. 2020. V. 9, No 6. Art. 505. https://doi.org/10.3390/antiox9060505.

42. Ozcan M., Aydemir D., Bacanlı M., Anlar H.G., Ulusu N.N., Aksoy Y. Protective effects of antioxidant chlorophyllin in chemically induced breast cancer model in vivo // Biol. Trace Elem. Res. 2021. V. 199, No 12. P. 4475–4488. https://doi.org/10.1007/s12011-021-02585-6.

43. Ромодин Л.А. Хлорофиллин ингибирует липидную пероксидацию, запускаемую реакцией Фентона // Биофизика. 2024. Т. 69, № 1. С. 5–9. https://doi.org/10.31857/S0006302924010013.

44. Li X.H., Ghosh S.P., Ha C.T., Fu D., Elliott T.B., Bolduc D.L., Villa V., Whitnall M.H., Landauer M.R., Xiao M. Delta-tocotrienol protects mice from radiation-induced gastrointestinal injury // Radiat. Res. 2013. V. 180, No 6. P. 649–657. https://doi.org/10.1667/RR13398.1.

45. Jang S.-Y., Park J.-W., Bu Y., Kang J.-O., Kim J. Protective effects of hominis placenta hydrolysates on radiation enteropathy in mice // Nat. Prod. Res. 2011. V. 25, No 20. P. 1988–1992. https://doi.org/10.1080/14786419.2010.513035.

46. Petrushanko I.Yu., Yakushev S., Mitkevich V.A., Kamanina Y.V., Ziganshin R.H., Meng X., Anashkina A.A., Makhro A., Lopina O.D., Gassmann M., Makarov A.A., Bogdanova A. S-Glutathionylation of the Na, K-ATPase catalytic alpha subunit is a determinant of the enzyme redox sensitivity // J. Biol. Chem. 2012. V. 287, No 38. P. 32195–32205. https://doi.org/10.1074/jbc.M112.391094.

47. Владимиров Ю.А. Глава 5. Дизрегуляция проницаемости мембран митохондрий, некроз и апоптоз // Дизрегуляционная патология: руководство для врачей и биологов / Под ред. Г.Н. Крыжановского. М.: Медицина, 2002. С. 127–156.