Antioxidative effect of the melatonin for rats’ central nervous system protection from the toluene intoxication

Досліджено вплив толуену на вміст і склад поліпептидних фрагментів білка гліальних проміжних філаментів. Показано, що фармакологічні дози мелатоніну попереджають розвиток оксидативного стресу й астрогліозу в нервовій тканині. Досліджено вплив толуену на вміст і склад поліпептидних фрагментів білка гліальних проміжних філаментів. Показано, що фармакологічні дози мелатоніну попереджають розвиток оксидативного стресу й астрогліозу в нервовій тканині. Influence of toluene on the content and composition of polypeptide fragments of intermediate filaments’ glial proteins was studied. Pharmacological doses of the melatonin prevent oxidative stress development and astrogliosis in the nervous system.

Вплив cтрептозотоцин-індукованого діабету на експресію нервовоспецифічних білків і мнестичні функції цнс

Influence of STZ-diabetes on the NCAM expression and astrocytic reactivity was studied with the help of determination of astroglial glialmarker fibrous acidic protein in different brain areas.Досліджено вплив СТЗ-діабету на експресію NCAM і астроцитарну реактивність за допомогою визначення астрогліального маркергліального фібрилярного кислого білка (ГФКБ) у різних регіонах мозку.Досліджено вплив СТЗ-діабету на експресію NCAM і астроцитарну реактивність за допомогою визначення астрогліального маркергліального фібрилярного кислого білка (ГФКБ) у різних регіонах мозку

Features of the functioning of the natural defense mechanisms of piglets under the influence of immunotropic substances

The number of studies related to detailed characteristics of immune system development in early stages of ontogenesis are directed to expansion of concepts of mechanisms of inherent and adaptive immunity in premature newborns. However, discrepancy in publication data and absence of clear conceptions about unique features of immune system in newborn piglets for different gestation periods have significant actuality for further investigation. The study was carried out to establish characteristics of phenotypic and functional characteristics of the immune cells and establishment of adaptive immunity in piglets. The antibody repertoire of sow has interested immunologists for decades, in part because of the ease with which large quantities of high affinity antibodies can be observed in serum, and into other fluids because of the presence of genetic variants for both light and heavy chain of all known immunoglobulin types. The integrative analysis of the cellular and humoral immunity in piglets during early ontogenesis carried out to clarify the exact mechanisms of the immune response modulation. Effectiveness and selectivity of the immunotropic chemicals application to regulate immune cell populations in piglets is presented. The progress in immune cell populations is regulated by the various cytokines production in the universal concentration-dependent manner. Furthermore, the development of the immune functions cross reacts with innate immunity mechanisms including anti-bacterial enzymes, epithelial barrier integrity in the both skin and intestine. The interaction between multiple components of innate immunity is a critic initiator of the dynamic changes in adaptive immunity. The natural resistance targets to the establishment of infection root and delays disease progression. The duration of the exposure to colostrum in important role in the dynamics of immune response as well as its efficacy. The chapter discusses the plural mechanisms so far proposed to be responsible for the modulation natural resistance

Soluble curcumin ameliorates motility, adhesiveness and abrogate parthanatos in cadmium-exposed retinal pigment epithelial cells

Cadmium (Cd) is a nonessential transition metal and one of the most toxic environmental pollutants. Industrial, agricultural and urban activities are the main sources of Cd environmental contamination. Multiple deleterious effects of Cd exposure were reported for different cell types and living organisms in a great number of research papers. Cd bioaccumulation hazard is mediated by the relatively long half-life of this metal in an organism. For example, in mammals its half-life lasts for about 10–30 years. Cd exposure affects many tissues. However, some of them, including the central nervous system and sensory organs, are most susceptible to its toxicity. The harmful effects of Cd could be linked to oxidative stress generation and consequently intracellular signalling disruption. Since Cd induces redox imbalance the antioxidants could be a prospective tool to ameliorate Cd cytotoxicity. In present work, we have studied the protective efficacy of soluble curcumin on Cd-caused retinal pigment epithelium (RPE) cells viability, reactive oxygen species production, adhesive and extracellular matrix proteins expression, cell migration and parthanatos level. Low dose (5 µM) of soluble curcumin ameliorated all aforementioned indices of Cd-induced cytotoxicity. Curcumin has restored the RPE cells motility as well as fibronectin and E-cadherin expression. Therefore, the modulation of RPE adhesiveness could be regarded as a cytoprotective effect of curcumin. Furthermore, Cd-caused poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) suppression and cleaved PARP-1 upregulation were ameliorated by curcumin exposure. Therefore, the protective effect of soluble curcumin could be related, at least partially, to the modulation of PARP activity and inhibition of parthanatos flux. The observed results have demonstrated that low doses of soluble curcumin are a promising tool to protect RPE cells against Cd-caused retinal injury

Биомаркеры нарушений метаболизма двустворчатых моллюсков в условиях загрязнения среды обитания продуктами переработки нефти

Processed by-products of oil are the most common pollutants in all river and sea water. The increase in oxidative stress in bivalve molluscs was studied in both tissues of the hepatopancreas and the gill. The model for artificial treatment with processed by-products of oil was performed in a laboratory experiment with the river mollusc Dreissena polymorpha Pallas, 1771. The exposure of the molluscs over 28 days to mazut 50 mg/l induced significant increase of both final product of lipid peroxidation (LPO) and antioxidant enzime activity. A significant increase in LPO was observed in the hepatopancreas and gill of D. polymorpha treated with mazut compared to the control group. Antioxidant enzyme activity of cartalase, supeoxide dismutase, glutathione reductase and glutathione-S-transferase showed a greater increase (by almost 1.5 times) in the hepatopancreas than in the gill of D. polymorpha. A similar LPO growth and modulation of antioxidant enzyme activity were determined in the hepatopancreas and gill of the mussel Mytilus galloprovincialis Lamarck, 1879 collected in an area polluted with resins, hydrocarbons and asphaltenes, Donuzlav lake in the Kerch gulf. Varied cellular reactivation of the antioxidant enzyme system in the hepatopancreas rather than the gill was observed in both kinds of mollusc Dreissena and Mytilus. The obtained results are evidence of the higher sensitivity of the hepatopancreas cells of bivalve molluscs to organic pollutants compared to the gill cells.Исследовали влияние продуктов переработки нефти на интенсивность окислительного стресса в гепатопанкреасе и жабрах речной дрейссены (DreissenapolymorphaPallas, 1771), обитающей в условиях моделирования хронического загрязнения мазутом, и черноморской мидии (MytilusgalloprovincialisLamarck, 1879), отобранной в бухте Керченской, обитающей в условиях повышенных концентраций углеводородов, смол и асфальтенов. Установлено достоверное повышение уровня конечных продуктов перекисного окисления липидов и рост активности ферментов антиоксидантной защиты в ответ на интоксикацию. Определены отличия показателей окислительного стресса в гепатопанкреасе и жабрах двустворчатых моллюсков. Полученные результаты свидетельствуют о более высокой чувствительности клеток гепатопанкреаса к действию органических поллютантов, по сравнению с жабрами.

Використання біомаркерів мозку донних риб для оцінки забруднення Керченської протоки Чорного моря

Комплексні іхтіотоксикологічні, біохімічні та імунохімічні дослідження, збирання матеріалу та спостереження проводили на мілководді бухти Керченська, в зоні надзвичайної екологічної ситуації після корабельної аварії 2007 року. За результатами досліджень у Керченській протоці та умовно чистій акваторії р. Ворскла отримано дані про порушення метаболізму специфічного білка цитоскелета нейроглії бичка-пісочника (Neogobius fluviatilis) внаслідок негативного впливу нафтопродуктів на донні біотопи Керченської протоки та гідробіонтів. Оцінено стан популяції бичка-пісочника за допомогою визначення рівня астрогліальної реактивності мозку. Результати зумовлюють необхідність екологічного моніторингу донних біотопів цього району Чорного моря

Neuroprotective effects of α-lipoic acid on the development of oxidative stress and astrogliosis in the brain of STZ-diabetic rats

The aim of this study was to examine whether the antioxidant alpha-lipoic acid protects neurons from diabetic-reperfusion injury. The streptozotocin (STZ) rat model was used to study the glial reactivity and prevention of gliosis by alpha-lipoic acid (alpha-LA) administration. The expression of glial fibrillary acidic protein (GFAP) was determined, as well as lipid peroxidation (LPO) and glu-tathione (GSH) levels in some brain tissues. We observed significant increasing of lipid peroxidation products in both hippocampus and cortex. Changesof polypeptide GFAP were observed in hippocampus and cortex. Both soluble and filamentous forms of GFAP featured the increase in hippocampus of rat with hyperthyreosis. In the filamentfractions, increase in the intensity of 49 kDa polypeptide band was found. In the same fraction of insoluble cytoskeleton proteins degraded HFKB polypeptides with molecular weight in the range of 46–41 kDa appeared. Markedincrease of degraded polypeptides was found in the soluble fraction of the brain stem. The intensity of the intact polypeptide – 49 kDa, as well as in the filament fraction, significantly increased. It is possible that increasing concentrations of soluble subunits glial filaments may be due to dissociation of own filaments during the reorganization of cytoskeleton structures. Given the results of Western blotting for filament fraction, increased content of soluble intact 49 kDa polypeptide is primarily the result of increased expression of HFKB and only partly due to redistribution of existing filament structures. Calculation and analysis of indicators showed high correlation between the increase in content and peroxidation products of HFKB.These results indicate the important role of oxidative stress in the induction of astroglial response under conditions of diabet encefalopathia. Administration of alpha-LA reduced the expression both of glial and neuronal markers. In addition, alpha-LA significantly prevented the increase in LPO levels found in diabetic rats. GSH levels increased by the administration of alpha-LA. This study suggests that alpha-LA prevents neural injury by inhibiting oxidative stress and suppressing reactive gliosis. All these changes were clearly counteracted by alpha-lipoic acid. The results of this study demonstrate that alpha-lipoic acid provides for protection to the GFAP, as a whole, from diabet -reperfusion injuries

Local industrial pollution induces astrocyte cytoskeleton rearrangement in the dice snake brain: GFAP as a biomarker

The present study was designed to evaluate the responsiveness of modulation of glial fibrillary acidic protein (GFAP) content and its fragmentation in the snake brain as a biomarker of local industrial pollution of aquatic ecosystems. Despite GFAP being a well known cytoskeleton marker of astrocytes’ reactivity in the brain of vertebrates, its expression in the snake brain remains insufficiently described. The GFAP expression and its fragmentation were detected using the immunoblot method in the snake brain. ROS level was determined with dichlorofluorescein diacetate fluorescence. The content of the glial fibrillary acidic protein (GFAP) of filament (cytoskeleton) and soluble (cytosol) fractions in the brain of dice snake Natrix tessellata from three ecosystems with different rates of industrial pollution were studied (two polluted and one clean control site). Characteristic increase in GFAP fragmentation was noted for the snakes from both the researched polluted sites. Significant increase in the content of the GFAP cleaved polypeptide fragments induced by industrial pollution exposure was confirmed in the snakes’ brains. Meaningful GFAP fragmentation was determined in snake brain astrocytes as an increase in cleaved fragments of 47–35 kDa molecular weight for both soluble and cytoskeletal GFAP fractions. We found significant abnormality in the ratio of the GFAP soluble fraction to the cytoskeletal one in contaminant-exposed dice snakes. It should testify to significant metabolic disturbance in nerve cells of the dice snakes. Furthermore, growth of reactive oxygen species level as the main cause of oxidative stress was determined in brains of the snakes exposed to environmental toxicity. Thus, astrocyte cytoskeleton disorders are associated with pollutant-induced redox imbalance in the snake brain. Despite the limited data on glial cell biology in the reptilian brain, the observed results prove that snake astrocytes can respond to the environmental toxicity using typical astroglial response. The presented results evidence that monitoring of molecular characteristics of glial cytoskeleton in dice snakes could be used as reliable biomarker of neurotoxicity and adverse effects of industrial pollution. Further studies are required to elucidate the role of astrocyte cytoskeleton in the response against neurotoxic contaminants

Аліментарні тригери гормонзалежних форм раку молочної залози

Breast cancer (BC) consistently holds the leading positions in the structure of morbidity and mortality of the female population. Food containing veterinary hormones is extremely dangerous to human health: estrogens are female sex hormones. Excessive level of estrogen in the body gives rise to diseases of varying severity: in women (especially of older age) it may cause breast cancer. The paper investigates the processes of lipid peroxidation and the status of antioxidant protection system in rats of different ages exposed to exogenous estrogens. The purpose of the work is to study lipid peroxidation and antioxidative protection status in rats of different ages exposed to exogenous estrogens for determining the trigger mechanisms for tumor development. Experiments were conducted on female Wistar rats exposed to exogenous estrogen for 45 days. At the beginning of the experiment, age of experimental animals was 3 months in pubertal period and 6 months as mature ones. The control groups consisted of intact animals of appropriate age. To simulate the influence of exogenous estrogen, rats’ food was treated with the Sinestron drug at the rate of 2 mg per kg. The research materials were serum and liver of rats. Objects of the research were indicators of lipid peroxidation activity (content of TBA-active products) and antioxidant protection system (reduced glutathione (RG) level), glutathione transferase (GT), glutathione reductase (GR), glutathione peroxidase (GP), superoxide dismutase (SOD) activity, and total antioxidative activity (AOA). Data obtained was treated with standard methods of estimation of variation series. Various degrees of peroxidation intensification depending on the age and organs were determined. Maximum excess of control indexes in the serum was observed and it indicated synthetic estrogen effect of on all major body systems. In prepubertal period females’ liver the reaction of prooxidant system and tension in the antioxidant protection system exceeded the strength of response in the body of mature animals. The organ discreteness of changes in the activity of antioxidant protection enzymes depending on the age of the animals was recorded. Given the involvement of glutathione system in the deactivation of estrogens through their conjugation in reactions catalyzed by glutathione transferase, decreased enzyme activity may lead to accumulation of highly active intermediate metabolites with subsequent damage to intracellular structures. Later on, these phenomena may become a trigger of reduction of the compensatory mechanisms’ potential, which together with the genotoxic effect of exogenous estrogens is an important pathogenetic element in carcinogenesis: they initiate the development of proliferative processes and occurrence of cancer conditions, in particular, hormone dependent breast tumors, in future. Досліджено процеси перекисного окиснення ліпідів і стан системи антиокисного захисту в організмі щурів різного віку, що піддавалися впливу екзоестрогенів. Установлено різний ступінь інтенсифікації пероксидації залежно від віку та дослідного органа: максимальне перевищення контрольних показників відмічене у сироватці крові, що свідчить про вплив синтетичних естрогенів на всі основні системи організму. У самиць у препубертатному періоді у печінці реакція прооксидантної системи та напруження в системі антиоксидантного захисту перевищували силу відповіді в органі статевозрілих тварин. Відмічено органну дискретність змін активності ензимів антиоксидантного захисту, яка залежить від віку тварин. Ураховуючи залучення системи глутатіону до дезактивації естрогенів шляхом їх кон’югації в реакціях, що каталізуються глутатіонтрансферазою, зниження активності ензиму може викликати накопичення високоактивних проміжних метаболітів із наступним пошкодженням внутрішньоклітинних структур. Ці феномени надалі можуть стати тригером зниження потенціалу компенсаторних механізмів, що разом із генотоксичною дією екзоестрогенів є важливою патогенетичною ланкою в канцерогенезі: ініціюють розвиток проліферативних процесів та виникнення в майбутньому ракових станів і, зокрема, гормонзалежних пухлин молочної залози. Досліджено процеси перекисного окиснення ліпідів і стан системи антиокисного захисту в організмі щурів різного віку, що піддавалися впливу екзоестрогенів. Установлено різний ступінь інтенсифікації пероксидації залежно від віку та дослідного органа: максимальне перевищення контрольних показників відмічене у сироватці крові, що свідчить про вплив синтетичних естрогенів на всі основні системи організму. У самиць у препубертатному періоді у печінці реакція прооксидантної системи та напруження в системі антиоксидантного захисту перевищували силу відповіді в органі статевозрілих тварин. Відмічено органну дискретність змін активності ензимів антиоксидантного захисту, яка залежить від віку тварин. Ураховуючи залучення системи глутатіону до дезактивації естрогенів шляхом їх кон’югації в реакціях, що каталізуються глутатіонтрансферазою, зниження активності ензиму може викликати накопичення високоактивних проміжних метаболітів із наступним пошкодженням внутрішньоклітинних структур. Ці феномени надалі можуть стати тригером зниження потенціалу компенсаторних механізмів, що разом із генотоксичною дією екзоестрогенів є важливою патогенетичною ланкою в канцерогенезі: ініціюють розвиток проліферативних процесів та виникнення в майбутньому ракових станів і, зокрема, гормонзалежних пухлин молочної залози.