Status of prooxidative-antioxidative balance and activity of Krebs cycle enzymes in liver, heart and kidney tissues for action of various cumulative doses of doxorubicin

Доксорубіцин — потужний антрацикліновий антибіотик, який широко використовується для лікування різноманітних злоякісних новоутворень у людей. Однак при довготривалому застосуванні доксорубіцину препарат може спричинювати розвиток кардіо-, гепатота нефротоксичності, що обмежує його клінічне застосування. Особливо небезпечним проявом цитотоксичності доксорубіцину є імовірність розвитку незворотних хронічних побічних ефектів. У дослідженні використано 30 самців щурів із середньою масою тіла 240 г. Піддослідних тварин розділили на 3 групи (контроль, 3 тижні та 5 тижнів прийому доксорубіцину). Біохімічні показники антиоксидантної та енергетичної систем визначались у тканинах серця, печінки та нирок. Використання доксорубіцину призвело до зростання кількості ТБК-активних продуктів у всіх досліджуваних тканинах, що вказує на прооксидантні властивості препарату. Окрім того, доксорубіцин може безпосередньо впливати на активність антиоксидантних ензимів. У нашому дослідженні доксорубіцин викликав зростання активності антиоксидантних ензимів у тканинах серця та печінки, однак призводив до зниження їхньої активності у нирках. У результаті застосування доксорубіцину активність ензимів циклу лимонної кислоти в тканинах печінки зростала, а в нирках, навпаки, знижувалась. Що стосується серця, то в ньому активність ензимів циклу Кребса збільшувалась тільки протягом перших трьох тижнів терапії, а потім починала знижуватись. У результаті прийому доксорубіцину активність аспартатамінотрансферази у тканинах щурів змінювалася таким же чином, як і активність дегідрогеназ циклу Кребса. Встановлено, що підвищення активностей сукцинатдегідрогенази та альфа-кетоглутатдегідрогенази може виступати як компенсаторна реакція на виникнення функціональних дефектів в енергетичному обміні. Оцінка комплексного впливу доксорубіцину на внутрішньоклітинні процеси допоможе у розробленні нових систем захисту організму від його цитотоксичності, однак робота у такому напрямі потребує більш детальних досліджень.

[1]  Prof. Hesham N. Mustafa,et al.  Protective role of CoQ10 or L-carnitine on the integrity of the myocardium in doxorubicin induced toxicity. , 2017, Tissue & cell.

[2]  G. Ushakova,et al.  The effect of biologically active feed additives of humilid substances on the antioxidant system in liver mitochondria of gerbils , 2017 .

[3]  J. Pourahmad,et al.  Mitochondria as a Target for the Cardioprotective Effects of Cydonia oblonga Mill. and Ficus carica L. in Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity , 2017, Drug Research.

[4]  M. Gharghabi,et al.  The Effect of Caffeine and chk2 Inhibitor on Doxorubicin-Induced Cellular Senescence in MCF-7 Cells , 2016, Drug Research.

[5]  R. Stoika,et al.  Antioxidants selenomethionine and D-pantethine decrease the negative side effects of doxorubicin in NL/Ly lymphoma-bearing mice , 2016, Croatian medical journal.

[6]  K. Nagai,et al.  Protective effects of taurine on doxorubicin-induced acute hepatotoxicity through suppression of oxidative stress and apoptotic responses , 2016, Anti-cancer drugs.

[7]  X. Mei,et al.  Taurine zinc solid dispersions attenuate doxorubicin-induced hepatotoxicity and cardiotoxicity in rats. , 2015, Toxicology and applied pharmacology.

[8]  Sally A El Awdan,et al.  Prophylactic role of coenzyme Q10 and Cynara scolymus L on doxorubicin-induced toxicity in rats: Biochemical and immunohistochemical study , 2015, Indian journal of pharmacology.

[9]  Chih-Tai Chen,et al.  In Vivo Protective Effects of Diosgenin against Doxorubicin-Induced Cardiotoxicity , 2015, Nutrients.

[10]  A. Maltsev,et al.  Comparative evaluation of acute toxicity doxorubicin and its in niosomes , 2015 .

[11]  Yu-Ming Kang,et al.  Microarray and Co-expression Network Analysis of Genes Associated with Acute Doxorubicin Cardiomyopathy in Mice , 2015, Cardiovascular Toxicology.

[12]  W. Arozal,et al.  The Effects of Mangiferin (Mangifera indica L) in Doxorubicin-induced Cardiotoxicity in Rats , 2014, Drug Research.

[13]  M. Morsy,et al.  Protective mechanisms of coenzyme-Q10 may involve up-regulation of testicular P-glycoprotein in doxorubicin-induced toxicity. , 2014, Environmental toxicology and pharmacology.

[14]  V. Bunik,et al.  The 2-Oxoacid Dehydrogenase Complexes in Mitochondria Can Produce Superoxide/Hydrogen Peroxide at Much Higher Rates Than Complex I* , 2014, The Journal of Biological Chemistry.

[15]  M. Štěrba,et al.  Oxidative stress, redox signaling, and metal chelation in anthracycline cardiotoxicity and pharmacological cardioprotection. , 2013, Antioxidants & redox signaling.

[16]  P. Sil,et al.  A 43 kD protein from the leaves of the herb Cajanus indicus L. modulates doxorubicin induced nephrotoxicity via MAPKs and both mitochondria dependent and independent pathways. , 2012, Biochimie.

[17]  Faiyaz Ahmed,et al.  Cardioprotective activity of standardized extract of Ficus racemosa stem bark against doxorubicin-induced toxicity , 2012, Pharmaceutical biology.

[18]  C. Zechner,et al.  Uncoupling protein downregulation in doxorubicin-induced heart failure improves mitochondrial coupling but increases reactive oxygen species generation , 2011, Cancer Chemotherapy and Pharmacology.

[19]  G. Lopaschuk,et al.  Metabolic remodeling associated with subchronic doxorubicin cardiomyopathy. , 2010, Toxicology.

[20]  U. Schlattner,et al.  Early effects of doxorubicin in perfused heart: transcriptional profiling reveals inhibition of cellular stress response genes. , 2010, American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology.

[21]  Ihab T Abdel-Raheem,et al.  Hesperidin alleviates doxorubicin-induced cardiotoxicity in rats. , 2009, Journal of the Egyptian National Cancer Institute.

[22]  G. Wei,et al.  Deferiprone protects the isolated atria from cardiotoxicity induced by doxorubicin , 2006, Acta Pharmacologica Sinica.

[23]  T. Wallimann,et al.  New insights into doxorubicin-induced cardiotoxicity: the critical role of cellular energetics. , 2006, Journal of molecular and cellular cardiology.

[24]  M. Yel,et al.  Doxorubicin hepatotoxicity and hepatic free radical metabolism in rats. The effects of vitamin E and catechin. , 2005, Toxicology.

[25]  G. Dallner,et al.  Metabolism and function of coenzyme Q. , 2004, Biochimica et biophysica acta.

[26]  K. Wallace,et al.  Doxorubicin-induced cardiac mitochondrionopathy. , 2003, Pharmacology & toxicology.

[27]  J. Quiles,et al.  Antioxidant nutrients and adriamycin toxicity. , 2002, Toxicology.

[28]  C. Leeuwenburgh,et al.  Doxorubicin treatment in vivo causes cytochrome C release and cardiomyocyte apoptosis, as well as increased mitochondrial efficiency, superoxide dismutase activity, and Bcl-2:Bax ratio. , 2002, Cancer research.

[29]  E. E. Dekker,et al.  Evidence for the identity and some comparative properties of alpha-ketoglutarate and 2-keto-4-hydroxyglutarate dehydrogenase activity. , 1980, Journal of Biological Chemistry.

[30]  M. M. Bradford A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. , 1976, Analytical biochemistry.

[31]  S REITMAN,et al.  A colorimetric method for the determination of serum glutamic oxalacetic and glutamic pyruvic transaminases. , 1957, American journal of clinical pathology.