REGULATION OF OXIDATIVE STRESS AND LIPID PEROXIDATION INDUCED BY EPINEPHRINE: THE CORRECTIVE ROLE OF L-GLUTAMIC ACID

Наталія Салига

doi:10.61751/ijmmr.2413-6077.2023.1.32

Автор(и)

Наталія Салига Інститут біології тварин Національної академії аграрних наук України https://orcid.org/0000-0003-0592-407X

DOI:

https://doi.org/10.61751/ijmmr.2413-6077.2023.1.32

Ключові слова:

активність, біохімічні реакції, пошкодження, антиоксидантні ензими, щури

Анотація

Окислювальний стрес асоціюється з розвитком метаболічних та хронічних захворювань. Пом’якшення
та запобігання наслідків оксидативного стресу залишається однією з найактуальніших проблем біології та медицини. Метою дослідження було вивчити та порівняти роль L-глутамінової кислоти як окремо, так і в комбінації
з піридоксином у пом’якшенні наслідків оксидативного стресу, спричиненого епінефрином. У роботі використовували біохімічні методи (визначення активності антиоксидантних ензимів, аланін- та аспартатамінотрансфераз, вмісту продуктів пероксидного окиснення ліпідів) та статистичні методи. Отримані результати свідчать,
що додаткове застосування L-глутамінової кислоти, як окремо, так і у комплексі з піридоксином дозволяє організму вийти на рівень контрольних значень або наблизитися до них більшою мірою, ніж у групах тварин, які не
отримували вищезазначені речовини. Зокрема, такі дані були виявлені щодо наступних показників: відновлений
глутатіон, гідропероксиди ліпідів (третя дослідна група), глутатіонпероксидаза, продукти реакції з тіобарбітуровою кислотою (друга і третя дослідні групи), супероксиддисмутаза (селезінка, печінка, мозок), каталаза (печінка,
мозок). На відміну від цього, у першій дослідній групі, яка зазнавала лише дії стресу, активність супероксиддисмутази (селезінка, мозок і печінка) та каталази (мозок, печінка і легені) знижувалася порівняно з контролем
та другою і третьою дослідними групами. При моделюванні оксидативного стресу, індукованого епінефрином,
відзначається пом'якшувальний вплив L-глутамінової кислоти як окремо, так і в комбінації з піридоксином на
оксидантно-антиоксидантний дисбаланс, що є основним чинником рівня оксидативного стресу. Дослідження показали можливість застосування L-глутамінової кислоти, з метою пом'якшення та захисту організму при станах,
що супроводжуються оксидативним стресом

Отримано: 01.03.2023 | Переглянуто: 05.05.2023 | Прийнято: 30.05.2023

Біографія автора

Наталія Салига, Інститут біології тварин Національної академії аграрних наук України

Кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник 79034, вул. Василя Стуса, 38, м. Львів, Україна

Посилання

Kıran TR, Otlu O, Karabulut AB. Oxidative stress and antioxidants in health and disease. J Lab Med. 2023;47(1):1–11. DOI:10.1515/labmed-2022-0108

Qi JH, Dong FX. The relevant targets of anti-oxidative stress: A review. J Drug Target. 2021;29(7):677–86. DOI: 10.1080/1061186X.2020.1870987

Liu W, Zhou Y, Xu X. Study on vapour – liquid equilibrium and microscopic properties of DL-proline, L-glutamic acid, and L-serine aqueous solutions. Front Chem. 2022;10:1005291. DOI:10.3389/fchem.2022.1005291

Salyha NO. L-glutamic acid effect on changes in biochemical parameters of rats intoxicated by carbon tetrachloride. Bìol. Tvarin. 2021;23(1):18–22. DOI:10.15407/animbiol23.01.018

Kumar J, Liddle EB, Fernandes CC, Palaniyappan L, Hall EL, Robson SE, et al. Glutathione and glutamate in schizophrenia: A 7T MRS study. Mol Psychiatry. 2020;25:873–82. DOI:10.1038/s41380-018-0104-7

Kushta AA, Perminov DO, Melnyk AV, Voloshchuk NI, Taran IV. Study of the effect of arginine glutamate on cognitive processes in food-deprived rats. Rep Vinnytsia Natl Med Univ. 2023;27(2):220–25. DOI:10.31393/reports-vnmedical-2023-27(2)-07

Vergeles O, Zaytsev O, Holub R. Prospects for the development and use of preparations based on sodium salt of glutamic and succinic acid for agricultural animals. Graal Sci. 2021;(8):138–44. DOI:10.36074/grail-of-science.24.09.2021.27

Ponomarenko LA, Lykholat OA, Ponomarenko OA. Changes of indicators of oxidative stress in patients with acid-dependent diseases in treatment. Med Clin Chem. 2018;(3):84–89. DOI:10.11603/mcch.2410-681X.2018.v0.i3.9570

Tsai PH, Liu JJ, Yeh CL, Chiu WC, Yeh SL. Effects of glutamine supplementation on oxidative stress-related gene expression and antioxidant properties in rats with streptozotocin-induced type 2 diabetes. Br J Nutr. 2012;107(8):1112–8. DOI: 10.1017/S0007114511004168

Tran DH, Hung HM, Beckers P, Desmet N, Lamrani M, Massie A, Hermans E, et al. Structural investigation of human cystine/glutamate antiporter system xc- (Sxc-) using homology modeling and molecular dynamics. Front Mol Biosci. 2022;9:1064199. DOI: 10.3389/fmolb.2022.1064199

Stach K, Stach W, Augoff K. Vitamin B6 in health and disease. Nutrients. 2021;13(9):3229. DOI: 10.3390/nu13093229

Parra M, Stahl S, Hellmann H. Vitamin B₆ and its role in cell metabolism and physiology. Cells. 2018;7(7):84. DOI: 10.3390/cells7070084

Salyha NO. Activity of the glutathione system of antioxidant defense in rats under the action of L-glutamic acid. Ukr Biochem J. 2013;85(4):40–47. DOI:10.15407/ubj85.04.040

European Convention for the Protection of Vertebrate Animals used for Experimental and Other Scientific Purposes. No. 123. Strasbourg; 18.III.1986. [Internet]. [cited 2023 Sep 07]. Available from: https://rm.coe.int/168007a67b

Law of Ukraine No. 3447-IV “On Protection of Animals from Cruelty” (21.02.2006). Available from: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/3447-15#Text

Kumar P, Osahon O, Vides DB, Hanania N, Minard CG, Sekhar RV. Severe glutathione deficiency, oxidative stress and oxidant damage in adults hospitalized with COVID-19: Implications for glynac (glycine and n-acetylcysteine) supplementation. Antioxidants (Basel). 2021;11(1):50. DOI: 10.3390/antiox11010050

He W, Furukawa K, Toyomizu M, Nochi T, Bailey CA, Wu G. Interorgan metabolism, nutritional impacts, and safety of dietary L-glutamate and L-glutamine in poultry. Adv Exp Med Biol. 2021;1332:107–28. DOI:10.1007/978-3-030-74180-8_7

Liu Z, Ren Z, Zhang J, Chuang C-C, Kandaswamy E, Zhou T, Zuo L. Role of ROS and nutritional antioxidants in human diseases. Front Physiol. 2018;9:477. DOI:10.3389/fphys.2018.00477

Lian G, Gnanaprakasam JR, Wang T, Wu R, Chen X, Liu L, et al. Glutathione de novo synthesis but not recycling process coordinates with glutamine catabolism to control redox homeostasis and directs murine T cell differentiation. Elife. 2018;7:e36158. DOI: 10.7554/eLife.36158

Fardus J, Hossain MS, Fujita M. Modulation of the antioxidant defense system by exogenous L-glutamic acid application enhances salt tolerance in lentil (Lens culinaris Medik.). Biomolecules. 2021;11(4):587. DOI: 10.3390/biom11040587

Wang D, Du Y, Wang S, You Z, Liu Y. Effects of sodium humate and glutamine combined supplementation on growth performance, diarrhea incidence, blood parameters, and intestinal microflora of weaned calves. Anim Sci J. 2021;92(1):e13584 DOI:10.1111/asj.13584

Wang Q, Han S, Zhu Y, Wang G, Chen D. Poly-γ-glutamic acid coating polymeric nanoparticles enhance renal drug distribution and cellular uptake for diabetic nephropathy therapy. J Drug Target. 2023;31(1):89–99. DOI: 10.1080/1061186X.2022.2106488

Tabassum S, Ahmad S, Madiha S, Shahzad S, Batool Z, Sadir S, Haider S. Free L-glutamate-induced modulation in oxidative and neurochemical profile contributes to enhancement in locomotor and memory performance in male rats. Sci Rep. 2020;10:11206. DOI:10.1038/s41598-020-68041-y

Mahdavifard S, Sekhavatmand N. Glutamine is a superior protector against lead-induced hepatotoxicity in rats via antioxidant, anti-inflammatory, and chelating properties. Biol Trace Elem Res. 2022;200(11):4726–32. DOI:10.1007/s12011-021-03046-w

Zhang H, Wang Z, Li Z, Wang K, Kong B, Chen Q. L-glycine and L-glutamic acid protect Pediococcus pentosaceus R1 against oxidative damage induced by hydrogen peroxide. Food Microbiol. 2022;101:103897. DOI:10.1016/j.fm.2021.103897

Grucza K, Chołbiński P, Kwiatkowska D, Szutowski M. Effects of supplementation with glutathione and its precursors on athlete performance. Biomed J Sci Tech Res. 2019;12(4):9434–41. DOI:10.26717/BJSTR.2019.12.002293