Биологические науки/9. Биохимия и биофизика

Джимак С. С., Барышев М. Г., Басов А. А., Шашков Д. И.,

Масычева Е., Тыщенко Л. В.

ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет, Россия, г. Краснодар

Спектральные методы анализа в оценке антирадикальной

активности воды с пониженным содержанием дейтерия

Метод электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) широко применяется к решению ряда медико-биологических задач, он также является основным методом для изучения парамагнитных частиц присутствующих в биологических системах. Свободные радикалы принимают активное участие в регуляции многих внутриклеточных процессов, включая иммунные механизмы, обезвреживание ксенобиотиков, апоптоз, метаболизм биологически активных соединений. Одним из перспективных пищевых веществ для коррекции антиоксидантного потенциала организма является вода с модифицированным изотопным составом (ВМИС), например, вода с пониженным содержанием дейтерия. Замена обычной воды на тяжелую приводит к уменьшению электропроводности растворов электролитов в основном из-за увеличения вязкости и, следовательно, уменьшения подвижности ионов. Тяжелая вода в основном влияет на активные свойства возбудимой мембраны. Присутствие дейтерия в биологических системах приводит к изменениям структуры и свойствам ДНК и белков [1,2].

Целью настоящего исследования являлось влияния количественного содержания дейтерия в плазме крови и органах лабораторных животных на интенсивность свободнорадикального окисления методами ЯМР, ЭПР спектрометрии в физиологических условиях и при воспалительных процессах.

Для эксперимента использовали 3 группы крыс по 20 штук в каждой группе. Первая группа – контрольная, в которой крысы употребляли дистиллированную минерализованную воду. Во второй группе крысы употребляли дистиллированную минерализованную воду с содержанием дейтерия 40 ppm. В третьей группе крысы употребляли дистиллированную минерализованную воду с содержанием дейтерия 100 ppm. В течение 3 недель раз в неделю забивали двух крыс из каждой группы с целью определения содержания дейтерия в плазме крови. Через 3 недели с начала эксперимента вызывали окислительный стресс моделированием гнойной раны у крыс, при этом, использовали двухэтапную модель окислительного стресса. Через 4 недели с начала эксперимента крыс оставшихся крыс забивали, органы лиофилизировали, в лиофильной сушилке ЛС-1000 и определяли содержание парамагнитных центров на ЭПР спектрометре.

У крыс, потреблявших воду с остаточным содержанием дейтерия 40 ppm, выраженный антиоксидантный эффект наблюдали уже в течение первой недели, в лиофилизированных органах (печени, почках, сердце) наблюдали снижение количества парамагнитных центров (по данным ЭПР) в исследуемых тканях примерно на 32-38% по сравнению с контрольной группой. Это свидетельствует об уменьшении количества свободных радикалов и подтверждает благоприятное воздействие легкой воды на организм животных. В то же время, у крыс, потреблявших воду с остаточным содержанием дейтерия 100 ppm, наблюдали менее выраженный антиоксидантный эффект: в лиофилизированных органах (печени, почках, сердце) наблюдали снижение количества парамагнитных центров (по данным ЭПР) в исследуемых тканях примерно на 24-27% по сравнению с контрольной группой. Содержание дейтерия в плазме крови животных, употреблявших воду с содержанием дейтерия 40 ppm в конце эксперимента составило 98 ppm, употреблявших воду 100 ppm составило 119 ppm.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых МК-1568.2014.4, государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации (проект № 1269).

Литература:

1. Ажипа Я.И. Медико-биологические аспекты применения метода электронного парамагнитного резонанса. М.: Наука, 1983.;

2. Лобышев В.И., Калиниченко Л.П. Изотопные эффекты D2О в биологических системах. М.: Наука, 1978.