Порушення про- та антиоксидантного балансу при застосуванні доксорубіцину та його корекція за допомогою куркуміну в культурі неонатальних кардіоміоцитів щурів

Abstract

Досліджено вплив доксорубіцину на систему транскрипційного фактора індукованого гіпоксією (HIF), і про- та антиоксидантний баланс неонатальних кардіоміоцитів за умов застосування доксорубіцину та можливість корекції його порушень куркуміном. Виявлено, що рівень експресії мРНК HIF-1α при використанні доксорубіцину в дозі 0,5 мкмоль/мл становив 2,9 ± 0,8 ум.од., тобто він зменшувався на 20 % вірогідно відносно контролю. Рівень експресії гена-мішені HIF піруват- дегідрогенази кінази-1 (PDK-1) також достовірно зменшувався у 4 рази. При інкубації культури неонатальних кардіоміоцитів з доксорубіцином кількість живих клітин відносно контролю змен- шилася на 50,4 %, а при сумісній дії доксорубіцину і куркуміну відсоток загиблих клітин зменшився на 7,7 порівняно з використанням лише доксорубіцину. Доксорубіцинова інтоксикація призводила до значного підвищення в кардіоміоцитах вмісту активних продуктів тіобарбітурової кислоти (ТБК-АП) у 3,6 раза та перекису водню на 64%. Також знижувалася ферментативна активність марганцевої супероксиддисмутази (Mn-СОД) на 32%, при цьому активність каталази зростала на 72% порівняно з контролем (Р<0,05). Додавання куркуміну до клітинної культури кардіоміоцитів сприяло підвищенню активності Mn-СОД на 14%, каталази - на 23% . При цьому вміст ТБК-АП зріс в 1,4 раза порівняно з контролем, а Н2О2 підвищився на 20%. Сумісне застосування доксорубіцину і куркуміну значно знижувало рівень вільнорадикальних процесів на відміну від ефектів додавання самого доксорубіцину: відбувалося зниження вмісту ТБК-АП та Н2О2 (на 56,7 та 18,4% відповід- но) при зменшенні гіперактивації каталази (на 19%) та зростанні активності Mn-СОД (на 35%). Ключові слова: окисний стрес; кардіоміоцити; індукований гіпоксією фактор (HIF-1α); доксорубі- цин; куркумін.

Исследовано влияние доксорубицина на систему транс- крипционного фактора, индуцированного гипоксией, HIF, и про-антиоксидантный баланс неонатальных кардиоми- оцитов и возможность коррекции его нарушений с помо- щью куркумина. Выявлено, что уровень экспрессии мРНК HIF-1α при использовании доксорубицина в дозе 0,5 мк- моль/мл составлял 2,9 ± 0,8 усл.ед., то есть он уменьшался на 20% относительно контроля 3,6 ± 0,7 усл.ед. (Р<0,05). Уровень экспрессии гена-мишени HIF пируватдегидро- геназы киназы (PDK-1) также достоверно уменьшался в 4 раза. При инкубации культуры неонатальных кардиомио- цитов с доксорубицином количество живых клеток по от- ношению к контролю уменьшилось на 50,4%, а совместно с куркумином – процент погибших клеток уменьшился на 7,7 по сравнению с использованием только доксорубицина. Добавление доксорубицина приводило к значительному повышению в кардиомиоцитах уровня активных форм тиобарбитуровой кислоты (ТБК-АП) в 3,6 раза и перекиси водорода на 64%. Применение доксорубицина снижало также ферментативную активность Mn-СОД на 32%, при этом активность каталазы возрастала на 72% по сравнению с контролем. Добавление куркумина в клеточную культуру кардиомиоцитов способствовало повышению активности Mn-СОД на 14%, каталазы - на 23%. При этом уровень ТБК-АП вырос в 1,4 раза по сравнению с контролем, а уровень Н2О2 повысился на 20%. Совместное применение доксорубицина и куркумина приводило к значительному снижению уровня свободнорадикальных процессов в отличие от доксорубициновой интоксикации, а именно, вызывало снижение содержания ТБК-АП и Н2О2 (на 56,7 и 18,4% соответственно), при уменьшении гиперактивации каталазы (на 19%) и росте активности Mn-СОД (на 35%). Ключевые слова: окислительный стресс; кардиомиоциты; фактор индуцированный гипоксией (HIF-1α); доксоруби- цин; куркумин.

It was studied the effect of doxorubicin on the HIF system and the pro–antioxidant balance of neonatal cardiomyocytes as well as the possibility of the oxidative stress correcting using curcumin. It has been revealed that the expression of mRNA HIF-1α using doxorubicin at a dose of 0,5 µM was 2.9 ± 0.8 cu, so it decreased by 20% compared to control - 3.6 ± 0.7 cu (Р<0.05). The level of expression of the HIF target gene PDK-1 also significantly decreased (4 times). During the incubation with doxorubicin, the number of live cells decreased by 50,4% relative to control. And after using doxorubicin and curcumin together, the percentage of dead cells decreased by 7,7 compared to doxorubicin only. Doxorubicin intoxication led to a significant increase in the secondary products of lipid peroxidation (TBARS) in cardiomyocytes by 3.6 times and hydrogen peroxide by 64%. Prolonged incubation with doxorubicin reduced the enzymatic activity of Mn-SOD by 32%, while catalase activity increased by 72% compared to control. Adding of curcumin to the cardiomyocyte cell culture contributed to increasing of the Mn-SOD activity by 14%, catalase – by 23%. The level of TBARS increased by 1,4 times compared with the control, and the level of Н2О2 increased by 20%. The joint use of doxorubicin and curcumin resulted in a significant reduction of free radical oxidation unlike effect of doxorubicin per se. Specifically, there was lessening of TBARS and Н2О2 (at 56.7 and 18.4% respectively), while decreasing of the catalase hyperactivation (19%) and rising of the Mn-SOD activity (35%). Key words: oxidative stress, cardiomyocytes, HIF-1α, doxorubicin, curcumin.