Терапевтичний вплив фулеренів С60 на механокінетику розвитку процесів втоми у скелетних м’язах щурів, викликаних введенням пептидів кардіоемболічного інсульту
DOI:
https://doi.org/10.29038/NCBio.21.1.102-110Ключові слова:
С60 фулерени, кардіоемболічний інсульт, пептиди, m. soleus, м’язова втомаАнотація
Метою дослідження було з’ясувати вплив фракції пептидів гострої фази кардіоемболічного інсульту на показники параметрів скорочення скелетних м’язів, а також можливий терапевтичний вплив на розвиток м’язової дисфункції водорозчинного фулерену С60. Зразки плазми крові були взяті у здорових осіб та пацієнтів із кардіоемболічним ішемічним інсультом. Ін’єкції пептидів вводили внутрішньовенно за 2 години до початку експерименту, фулерени С60 – через годину після введення пептидів. Виділено такі експеримен-тальні групи: контрольна, кардіоемболічний інсульт (гостра фаза), кардіоемболічний інсульт + ін’єкції фуле-рену С60. Аналіз механограм втоми показав значне зменшення часу виникнення втоми м’язів, м’язової поту-жності і максимально можливого рівня генерації силового зусилля при застосуванні пептидів гострої фази кардіоемболічного інсульту. Терапевтичне застосування ін’єкцій С60 фулерена істотно зменшує рівень цих патологій і стабілізує біомеханічні параметри скорочення м’яза. Виявлено, що С60 фулерени здатні підтри-мувати активний м’яз у межах фізіологічної норми впродовж усього процесу скорочення. Отже, фулерени С60 можна розглядати як потенційні засоби, що здатні корегувати патологічні стани м’язової системи.
Посилання
1. Brown, I. A. M.; Diederich, L.; Good, M. E. et al. Vascular smooth muscle remodeling in conductive and resistance arteries in hypertension. Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology; 2018, 38 (9), pp 1969-1985. doi: 10.1161/ATVBAHA.118.311229.
2. Llombart, V.; Garcia-Berrocoso, T.; Bustamante, A. et al. Cardioembolic stroke diagnosis using blood biomarkers. Current cardiology reviews; 2013, 9 (4), pp 340-352. doi: 10.2174/1573403x10666140214122633.
3. Tsentr hromadskoho zdorovia. 29 zhovtnia – vsesvitnii den borotby z insultom. https://phc.org.ua/news/29-zhovtnya-vsesvitniy-den-borotbi-z-insultom (in Ukrainian)
4. Torhalo, Ye. O.; Raietska, Ya. B.; Bohdanova, O. V. ta in. Osoblyvosti protsesiv vilnoradykalnoho okysnennia lipidiv za umov eksperymentalnoho hemorahichnoho insultu, a takozh vyvchennia dii antyoksydantnykh preparativ [Features of the processes of free-radical lipids oxidation under the experimental hemorrhagic stroke, and also research of antioxidant drugs action]. Fizyka zhyvoho; 2009, 17 (1), s.155-158. (in Ukrainian)
5. Mytskan, B.; Yedynak, H.; Ostapiak, Z. ta in. Insult: riznovydy, faktory ryzyku, fizychna reabilitatsiia [Stroke: causes, factors of risk, physical rehabilitation]. Fizychne vykhovannia, sport i kultura zdorovia u suchasnomu suspilstvi; 2012, 3 (19), s. 295-302. (in Ukrainian)
6. Radak, D.; Resanovic, I.; Isenovic, E. R. Link between oxidative stress and acute brain ischemia. Angiology; 2014, 65(8), pp 667-676. doi: 10.1177/0003319713506516.
7. Kamel, H.; Healey, J. S. Cardioembolic stroke. Circulation research; 2017, 120 (3), pp 514-526. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.116.308407.
8. Piccardi, B.; Giralt, D.; Bustamante, A. et al. Blood markers of inflammation and endothelial dysfunction in cardioembolic stroke: systematic review and meta-analysis. Biomarkers; 2017, 22 (3-4), pp 200-209. doi: 10.1080/1354750X.2017.1286689.
9. Boikiv, N. D. Dynamika produktsii faktoriv anhiohenezu pry ishemichnomu insulti zalezhno vid tiazhkosti perebihu zakhvoriuvannia [Production dynamics of angiogenesis factors of ischemic stroke depending on the desease severity]. Visnyk problem biolohii i medytsyny; 2014, 3 (2), c. 106-109. (in Ukrainian)
10. Park, I. H.; Hwang, H. M.; Jeon, B. H. et al. NADPH oxidase activation contributes to native low-density lipoprotein-induced proliferation of human aortic smooth muscle cells. Experimental & molecular medicine; 2015, 47 (6), :e168. doi: 10.1038/emm.2015.30.
11. Yang, C.; Yang, Y.; DeMars, K. M. et al. Genetic deletion or pharmacological inhibition of cyclooxygenase-2 reduces blood-brain barrier damage in experimental ischemic stroke. Frontiers in neurology; 2020, 11, 887. doi: 10.3389/fneur.2020.00887.
12. Lian, T.; Qu, D.; Zhao, X. et al. Identification of site-specific stroke biomarker candidates by laser capture microdissection and labeled reference peptide. International Journal of Molecular Sciences; 2015, 16(6), pp 13427-13441. doi: 10.3390/ijms160613427.
13. Bolayir, A.; Gokce, S. F.; Cigdem, B. et al. Can SCUBE1 be used to predict the early diagnosis, lesion volume and prognosis of acute ischemic stroke? Turkish Journal of Biochemistry; 2019 44 (1), pp 16-24. doi :10.1515/tjb-2018-0040.
14. Maida, C. D.; Norrito, R. L.; Daidone, M. et al. Neuroinflammatory mechanisms in ischemic stroke: focus on cardioembolic stroke, background, and therapeutic approaches. International journal of molecular sciences; 2020, 21 (18): 6454. doi: 10.3390/ijms21186454.
15. Wei, L. K.; Quan, L. S. Biomarkers for ischemic stroke subtypes: a protein-protein interaction analysis. Computational biology and chemistry; 2019, 83, 107116. doi: 10.1016/j.compbiolchem.2019.107116.
16. Zhao, X.; Yu, Y.; Xu, W. et al. Apolipoprotein A1-unique peptide as a diagnostic biomarker for acute ischemic stroke. International journal of molecular sciences; 2016, 17 (4), 458. doi:10.3390/ijms17040458.
17. Shen, M.-Y.; Chen, F.-Y.; Hsu, J.-F. et al. Plasma L5 levels are elevated in ischemic stroke patients and enhance platelet aggregation. Blood; 2016, 127 (10), pp 1336-1345. doi: 10.1182/blood-2015-05-646117.
18. Richard, S.; Lagerstedt, L.; Burkhard, P. R. et al. E-selectin and vascular cell adhesion molecule-1 as biomarkers of 3-month outcome in cerebrovascular diseases. Journal of inflammation (London, England); 2015, 12, 61. doi: 10.1186/s12950-015-0106-z.
19. BrasileiroI, J. L.; Fagundes, D. J.; Miiji, L. O. et al. Ischemia and reperfusion of the soleus muscle of rats with pentoxifylline. European Journal of Physiotherapy; 1979, 379, pp 209–214.
20. Irwin, J. C.; Fenning, A. S.; Vella, R. K. Geranylgeraniol prevents statin-induced skeletal muscle fatigue without causing adverse effects in cardiac or vascular smooth muscle performance. Translational Research; 2020, 215:17-30. doi: 10.1016/j.trsl.2019.08.004.
21. Springer, J.; Schust, S.; Peske, K. et al., Catabolic signaling and muscle wasting after acute ischemic stroke in mice: indication for a stroke-specific sarcopenia. Stroke; 2014, 45 (12), pp 3675-3683. doi: 10.1161/STROKEAHA.114.006258.
22. Nguyen, A.; Mellion, M.; Gilchrist, J. et al. Experimental alcohol-related peripheral neuropathy: role of Insulin/IGF resistance. Nutrients; 2012, 4 (8), pp 1042–1057.
23. Xie, Q.; Perez–Cordero, E.; Echegoyen, L. Electrochemical detection of c60 and c70 enhanced stability of fullerides in solution. Journal of the american chemical society; 1992, 114, pp 3978–3980.
24. Smith, A.; Hayes, G.; Romaschin, A.; Walker, P. The role of extracellular calcium in ischemia/reperfusion injury in skeletal muscle. Journal of surgical research; 1990, 49, pp 153–156.
25. Tountas, C. P.; Bergman, R. A. Tourniquet ischemia: ultrastructural and histochemical observa-tions of ischemic human muscle and of monkey muscle and nerve. Journal of Hand Surgery; 1977, 31, pp31–37.42.
26. Tsai, M. C.; Chen, Y. H.; Chiang, L.Y. Polyhydroxylated C60 fullerenol, a novel free-radical trapper, prevented hydrogen peroxide-and cumene hydroperoxide-elicited changes in rat hippocampus in vitro. The Journal of Pharmacy and Pharmacology; 1997, 49 (4), pp 438–445.
27. Cuzzocrea, S.; Riley, D. P.; Caputi, A. P.; Salvemini, D. Antioxidant therapy: a new pharmacological approach in shock, inflammation, and ischemia/reperfusion injury. Pharmacological reviews; 2001, 53, pp 135–159.
28. Prylutska, S. V.; Grynyuk, I. I.; Matyshevska, O. P.; et al.Antioxidant properties of C60 fullerenes in vitro. Fullerenes. Nanotubes. Carbon Nanostructures; 2008, 16, pp 698–705.
29. Kamel, H.; Healey, J. S. Cardioembolic Stroke. Circulation research; 2017, 120 (3), pp 514–526. doi:10.1161/CIRCRESAHA.116.308407.
30. Farhadi, M. B, Fereidoni, M. Neuroprotective effect of menaquinone-4 (MK-4) on transient global cerebral ischemia/reperfusion injury in rat. PLOS ONE; 15 (3), e0229769. doi: 10.1371/journal.pone.0229769.
31. Zhao, Y.; Gan, Y.; Xu, G. et al. MSCs-derived exosomes attenuate acute brain injury and inhibit microglial inflammation by reversing cyslt2r-erk1/2 mediated microglia m1 polarization. Neurochemical Research.; 2020, 45 (5), pp 1180-1190. doi: 10.1007/s11064-020-02998-0.
2. Llombart, V.; Garcia-Berrocoso, T.; Bustamante, A. et al. Cardioembolic stroke diagnosis using blood biomarkers. Current cardiology reviews; 2013, 9 (4), pp 340-352. doi: 10.2174/1573403x10666140214122633.
3. Tsentr hromadskoho zdorovia. 29 zhovtnia – vsesvitnii den borotby z insultom. https://phc.org.ua/news/29-zhovtnya-vsesvitniy-den-borotbi-z-insultom (in Ukrainian)
4. Torhalo, Ye. O.; Raietska, Ya. B.; Bohdanova, O. V. ta in. Osoblyvosti protsesiv vilnoradykalnoho okysnennia lipidiv za umov eksperymentalnoho hemorahichnoho insultu, a takozh vyvchennia dii antyoksydantnykh preparativ [Features of the processes of free-radical lipids oxidation under the experimental hemorrhagic stroke, and also research of antioxidant drugs action]. Fizyka zhyvoho; 2009, 17 (1), s.155-158. (in Ukrainian)
5. Mytskan, B.; Yedynak, H.; Ostapiak, Z. ta in. Insult: riznovydy, faktory ryzyku, fizychna reabilitatsiia [Stroke: causes, factors of risk, physical rehabilitation]. Fizychne vykhovannia, sport i kultura zdorovia u suchasnomu suspilstvi; 2012, 3 (19), s. 295-302. (in Ukrainian)
6. Radak, D.; Resanovic, I.; Isenovic, E. R. Link between oxidative stress and acute brain ischemia. Angiology; 2014, 65(8), pp 667-676. doi: 10.1177/0003319713506516.
7. Kamel, H.; Healey, J. S. Cardioembolic stroke. Circulation research; 2017, 120 (3), pp 514-526. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.116.308407.
8. Piccardi, B.; Giralt, D.; Bustamante, A. et al. Blood markers of inflammation and endothelial dysfunction in cardioembolic stroke: systematic review and meta-analysis. Biomarkers; 2017, 22 (3-4), pp 200-209. doi: 10.1080/1354750X.2017.1286689.
9. Boikiv, N. D. Dynamika produktsii faktoriv anhiohenezu pry ishemichnomu insulti zalezhno vid tiazhkosti perebihu zakhvoriuvannia [Production dynamics of angiogenesis factors of ischemic stroke depending on the desease severity]. Visnyk problem biolohii i medytsyny; 2014, 3 (2), c. 106-109. (in Ukrainian)
10. Park, I. H.; Hwang, H. M.; Jeon, B. H. et al. NADPH oxidase activation contributes to native low-density lipoprotein-induced proliferation of human aortic smooth muscle cells. Experimental & molecular medicine; 2015, 47 (6), :e168. doi: 10.1038/emm.2015.30.
11. Yang, C.; Yang, Y.; DeMars, K. M. et al. Genetic deletion or pharmacological inhibition of cyclooxygenase-2 reduces blood-brain barrier damage in experimental ischemic stroke. Frontiers in neurology; 2020, 11, 887. doi: 10.3389/fneur.2020.00887.
12. Lian, T.; Qu, D.; Zhao, X. et al. Identification of site-specific stroke biomarker candidates by laser capture microdissection and labeled reference peptide. International Journal of Molecular Sciences; 2015, 16(6), pp 13427-13441. doi: 10.3390/ijms160613427.
13. Bolayir, A.; Gokce, S. F.; Cigdem, B. et al. Can SCUBE1 be used to predict the early diagnosis, lesion volume and prognosis of acute ischemic stroke? Turkish Journal of Biochemistry; 2019 44 (1), pp 16-24. doi :10.1515/tjb-2018-0040.
14. Maida, C. D.; Norrito, R. L.; Daidone, M. et al. Neuroinflammatory mechanisms in ischemic stroke: focus on cardioembolic stroke, background, and therapeutic approaches. International journal of molecular sciences; 2020, 21 (18): 6454. doi: 10.3390/ijms21186454.
15. Wei, L. K.; Quan, L. S. Biomarkers for ischemic stroke subtypes: a protein-protein interaction analysis. Computational biology and chemistry; 2019, 83, 107116. doi: 10.1016/j.compbiolchem.2019.107116.
16. Zhao, X.; Yu, Y.; Xu, W. et al. Apolipoprotein A1-unique peptide as a diagnostic biomarker for acute ischemic stroke. International journal of molecular sciences; 2016, 17 (4), 458. doi:10.3390/ijms17040458.
17. Shen, M.-Y.; Chen, F.-Y.; Hsu, J.-F. et al. Plasma L5 levels are elevated in ischemic stroke patients and enhance platelet aggregation. Blood; 2016, 127 (10), pp 1336-1345. doi: 10.1182/blood-2015-05-646117.
18. Richard, S.; Lagerstedt, L.; Burkhard, P. R. et al. E-selectin and vascular cell adhesion molecule-1 as biomarkers of 3-month outcome in cerebrovascular diseases. Journal of inflammation (London, England); 2015, 12, 61. doi: 10.1186/s12950-015-0106-z.
19. BrasileiroI, J. L.; Fagundes, D. J.; Miiji, L. O. et al. Ischemia and reperfusion of the soleus muscle of rats with pentoxifylline. European Journal of Physiotherapy; 1979, 379, pp 209–214.
20. Irwin, J. C.; Fenning, A. S.; Vella, R. K. Geranylgeraniol prevents statin-induced skeletal muscle fatigue without causing adverse effects in cardiac or vascular smooth muscle performance. Translational Research; 2020, 215:17-30. doi: 10.1016/j.trsl.2019.08.004.
21. Springer, J.; Schust, S.; Peske, K. et al., Catabolic signaling and muscle wasting after acute ischemic stroke in mice: indication for a stroke-specific sarcopenia. Stroke; 2014, 45 (12), pp 3675-3683. doi: 10.1161/STROKEAHA.114.006258.
22. Nguyen, A.; Mellion, M.; Gilchrist, J. et al. Experimental alcohol-related peripheral neuropathy: role of Insulin/IGF resistance. Nutrients; 2012, 4 (8), pp 1042–1057.
23. Xie, Q.; Perez–Cordero, E.; Echegoyen, L. Electrochemical detection of c60 and c70 enhanced stability of fullerides in solution. Journal of the american chemical society; 1992, 114, pp 3978–3980.
24. Smith, A.; Hayes, G.; Romaschin, A.; Walker, P. The role of extracellular calcium in ischemia/reperfusion injury in skeletal muscle. Journal of surgical research; 1990, 49, pp 153–156.
25. Tountas, C. P.; Bergman, R. A. Tourniquet ischemia: ultrastructural and histochemical observa-tions of ischemic human muscle and of monkey muscle and nerve. Journal of Hand Surgery; 1977, 31, pp31–37.42.
26. Tsai, M. C.; Chen, Y. H.; Chiang, L.Y. Polyhydroxylated C60 fullerenol, a novel free-radical trapper, prevented hydrogen peroxide-and cumene hydroperoxide-elicited changes in rat hippocampus in vitro. The Journal of Pharmacy and Pharmacology; 1997, 49 (4), pp 438–445.
27. Cuzzocrea, S.; Riley, D. P.; Caputi, A. P.; Salvemini, D. Antioxidant therapy: a new pharmacological approach in shock, inflammation, and ischemia/reperfusion injury. Pharmacological reviews; 2001, 53, pp 135–159.
28. Prylutska, S. V.; Grynyuk, I. I.; Matyshevska, O. P.; et al.Antioxidant properties of C60 fullerenes in vitro. Fullerenes. Nanotubes. Carbon Nanostructures; 2008, 16, pp 698–705.
29. Kamel, H.; Healey, J. S. Cardioembolic Stroke. Circulation research; 2017, 120 (3), pp 514–526. doi:10.1161/CIRCRESAHA.116.308407.
30. Farhadi, M. B, Fereidoni, M. Neuroprotective effect of menaquinone-4 (MK-4) on transient global cerebral ischemia/reperfusion injury in rat. PLOS ONE; 15 (3), e0229769. doi: 10.1371/journal.pone.0229769.
31. Zhao, Y.; Gan, Y.; Xu, G. et al. MSCs-derived exosomes attenuate acute brain injury and inhibit microglial inflammation by reversing cyslt2r-erk1/2 mediated microglia m1 polarization. Neurochemical Research.; 2020, 45 (5), pp 1180-1190. doi: 10.1007/s11064-020-02998-0.
Завантаження
Опубліковано
2021-09-16
Номер
Розділ
Фізіологія людини і тварин
Як цитувати
Терапевтичний вплив фулеренів С60 на механокінетику розвитку процесів втоми у скелетних м’язах щурів, викликаних введенням пептидів кардіоемболічного інсульту. (2021). Нотатки сучасної біології, 1 (1), 102-107. https://doi.org/10.29038/NCBio.21.1.102-110
