Влияние уф-излучения и ионов металлов переменной валентности на антиоксидантную активность меланина

14 декабря, 201211:18 пп

0


Влияние уф-излучения и ионов металлов переменной валентности на антиоксидантную активность меланина

Меланиновые пигменты, обеспечивающие все разнообразие окраски животных, а также широко распространенные у растений и микроорга­низмов, являются уникальными естественными фото- и радиопротекто­рами клеток. Меланины осуществляют не только пассивную экрани­рующую функцию, но и могут участвовать в радикальных метаболиче­ских процессах, связанных с действием ультрафиолетового излуче­ния. Кроме того, эти пигменты способны хелатировать ионы тяже­лых металлов. Это и ряд других свойств позволяет меланинам вы­полнять в клетке протекторную функцию, замедляя перекисное окисле­ние липидов клеточных мембран.

В нашей работе было исследовано влияние меланина, выделенного из чаги, на протекание свободнорадикальных окислительных процессов in vitro: перекисного окисления лецитина; перекисного окисления липидов и мембран митохондрий, выделенных из гепатоцитов печени крысы. Изу­чались свойства меланина, подверженного влиянию ультрафиолетового излучения и ионов металлов переменной валентности (железа и меди).

При проведении реакции перекисного окисления липидов использо­вались различные системы индукции: система Фентона; ионы двухва­лентного железа и двухвалентной меди; Fe/аскорбатная система. Опре­делялось содержание ТБК-активных продуктов в пробах в присутствии различных концентраций 1%-ого меланина.

Нами было установлено, что меланин в концентрациях 170-800 мкг/мл оказывает ингибирующее действие на процессы перекисного окисления лецитина, индуцированное ионами Cu2+ и Fe2+ и снижает их интенсивность на 70%. Преинкубация меланина с ионами Cu2+ и Fe2+ приводит к уменьшению количества образующихся ТБК-активных про­дуктов на 70% и 40% соответственно. Меланин более интенсивно инги-бирует процесс перекисного окисления лецитина, индуцированного системой Фентона (Fe (100мМ) /Н2О2 (10мМ)), чем ионами железа (II). Однако, количество ТБК-активных продуктов ПОЛ, образующихся при индукции системой Фентона и Fe в присутствии меланина, существенно не зависит от концентрации ингибитора в реакционной смеси.

Кроме того, было показано, что меланин в концентрациях 30-300 мкг/мл с возрастанием содержания в пробе эффективно ингибирует пе-рекисное окисление лецитина, индуцированное УФ-излучением.

Содержание ТБК-активных про­дуктов на 1 мг лецитина в пробе уменьшается с возрастанием концен­трации меланина. Причем накопление продуктов ПОЛ при облучении системы в течение 15 минут ингибируется в большей степени и снижа­ется до спонтанного уровня. Очевидно, что меланин препятствует окис­лению лецитина в данной системе, и, следовательно, проявляет антиоксидантную активность.

Однако, в концентрациях 30-130 мкг/мл меланин проявляет ярко вы­раженное прооксидантное действие при УФ-облучении реакционной смеси как в течение 5 минут, так и 15 минут. В системе, которая подвер­галась действию УФ-излучения в течение 5 минут, актиоксидантное действие меланина проявляется лишь в концентрации 300-330 мкг/мл.

Возможно, что облучение в течение 5 минут меланина, в структуре которого присутствует большое количество неспаренных электронов и имеется развитая система сопряженных двойных связей, приводит к об­разованию нестабильных высокореакционных соединений, которые спо­собны инициировать процессы ПОЛ. Более продолжительное воздейст­вие УФ-излучения, вероятно, способствует перегруппировке и стабили­зации химических структур, проявляющих прооксидантное действие.

Также было установлено, что меланин в концентрациях 170-800 мкг/мл способен ингибировать перекисное окисление липидов мембран митохондрий печени крысы, индуцированное Fe/аскорбатной системой . Как видно из гистограммы, меланин в данной системе проявляет антиоксидантную активность.

Однако, в концентрации 170-330мкг/мл, как в случае спонтанного, так и при индукции ПОЛ, ингибирующее действие выражено более значи­тельно и составляет 75 — 85%. При увеличении концентрации меланина его антиоксидантный эффект уменьшается до 50 и 25% при спонтанном и индуцированном ПОЛ соответственно.

Таким образом, нами было изучено влияние меланина на свободнора-дикальные окислительные процессы перекисного окисления липидов, индуцированное УФ излучением и системами, содержащими ионы ме­таллов переменной валентности. Было показано, что меланин в зависи­мости от природы инициирующих факторов и от его концентрации в реакционной среде способен проявлять как антиоксидантное, так и прооксидантное действие.

Автор: Власова Ю. А.