Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu toàn diện về cân bằng redox của cơ tim ở chuột già tự nhiên và giả lập
Tóm tắt
Những rối loạn chức năng cơ tim liên quan đến độ tuổi có những tác động quan trọng với sự giảm cân bằng redox. Nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc điều tra cân bằng redox và những thay đổi mô bệnh học trong cơ tim của chuột giả lập (MA), chuột già tự nhiên (NA) và chuột kiểm soát trẻ (YC). Việc sử dụng d-galactose trong thời gian dài trên chuột Wistar đực trẻ (5 tháng tuổi) đã được thực hiện để thiết lập các mô hình lão hóa thí nghiệm. Chúng tôi đã điều tra 16 biomarker khác nhau của tổn thương oxy hóa, nhằm đánh giá cân bằng redox của các đại phân tử tế bào như protein, lipid và DNA. Là một biomarker oxy hóa protein, các sản phẩm cuối của oxy hóa tiến bộ, các nhóm carbonyl protein, các sản phẩm glycation tiến bộ liên kết với protein, dityrosine, kynurenine và n-formylkynurenine trong chuột MA và NA được phát hiện có nồng độ cao hơn đáng kể so với chuột YC. Mặt khác, nồng độ các nhóm thiol protein không có sự khác biệt đáng kể giữa các nhóm, trong khi các biomarker peroxit lipid như dien liên hợp, hydroperoxide lipid và malondialdehyde trong chuột MA và NA lại có nồng độ cao hơn đáng kể so với chuột YC. Để đánh giá tổn thương DNA do oxy hóa, chúng tôi đã phân tích nồng độ hydroxy-5'-deoxyguanosine ở nhóm MA và NA, cho thấy nồng độ cao hơn ở YC. Về tình trạng chống oxy hóa ở các nhóm MA và NA, Cu–Zn superoxide dismutase, sức kháng oxy hóa giảm sắt và nồng độ thiol tổng cộng thấp hơn so với nhóm YC. Chỉ có nồng độ thiol không phải protein không có sự khác biệt đáng kể. Chúng tôi cũng quan sát thấy những thay đổi mô bệnh học tương tự ở các chuột MA và NA. Chúng tôi kết luận rằng mô hình lão hóa giả lập có thể được xem là một mô hình thí nghiệm đáng tin cậy cho sự lão hóa cơ tim.
Từ khóa
#cân bằng redox #cơ tim #chuột già tự nhiên #chuột già giả lập #tổn thương oxy hóa #biomarkerTài liệu tham khảo
Aydın S, Yanar K, Atukeren P, Dalo E, Sitar ME, Uslu E, Caf N, Çakatay U (2012) Comparison of oxidative stress biomarkers in renal tissues of D-galactose induced, naturally aged and young rats. Biogerontology 13:251–260. doi:10.1007/s10522-011-9370-3
Babusıkova E, Kaplan P, Lehotsky J, Jesenak M, Dobrota D (2004) Oxidative modification of rat cardiac mitochondrial membranes and myofibrils by hydroxyl radicals. Gen Physiol Biophys 23:327–335
Babusıkova E, Jesenak M, Dobrota D, Tribulova N, Kaplan P (2008) Age-dependent effect of oxidative stress on cardiac sarcoplasmic reticulum vesicles. Physiol Res 57:S49–S54
Baraibar MA, Liu L, Ahmed EK, Friguet B (2012) Protein oxidative damage at the crossroads of cellular senescence, aging, and age-related diseases. Oxidative Med Cell Longev 2012:919832. doi:10.1155/2012/919832
Benzi IF, Strain JJ (1999) Ferric reducing/antioxidant power assay: direct measure of total antioxidant activity of biological fluids and modified version for simultaneous measurement of total antioxidant power and ascorbic acid concentration. Methods Enzymol 299:15–27. doi:10.1016/S0076-6879(99)99005-5
Buege JA, Aust SD (1978) Microsomal lipid peroxidation. Methods Enzymol 52:302–310
Çakatay U (2010) Protein redox-regulation mechanisms in aging. In: Bondy SC, Maise K (eds) Aging and age-related disorders. Humana Press Inc., New York, pp 1–24. doi:10.1007/978-1-60761-602-3_1
Cebe T, Atukeren P, Yanar K, Kuruç AI, Ozan T, Kunbaz A, Sitar ME, Mirmaroufizibandeh R, Aydın S, Cakatay U (2014) Oxidation scrutiny in persuaded aging and chronological aging at systemic redox homeostasis level. Exp Gerontol 57C:132–140. doi:10.1016/j.exger.2014.05.017
Choksi KB, Papaconstantinou J (2008) Age-related alterations in oxidatively damaged proteins of mouse heart mitochondrial electron transport chain complexes. Free Radic Biol Med 44:1795–1805. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2008.01.032
Comai S, Bertazzo A, Ragazzi E, Caparrotta L, Costa CV, Allegri G (2005) Influence of age on Cu/Zn-superoxide dismutase and indole 2,3-dioxygenase activities in rat tissues. Ital J Biochem 54:232–239
DiMarco T, Giulivi C (2007) Current analytical methods for the detection of dityrosine, a biomarker of oxidative stress, in biological samples. Mass Spectrom Rev 26:108–120. doi:10.1002/mas.20109, Review
Diplock AT, Symons MCR, Rice-Evans C (1991) Techniques in free radical research. Elsevier Science, Tokyo
Duicu OM, Mirica SN, Gheorgheosu DE, Privistirescu AI, Fira-Mladinescu O, Muntean DM (2013) Ageing-induced decrease in cardiac mitochondrial function in healthy rats. Can J Physiol Pharmacol 91:593–600. doi:10.1139/cjpp-2012-0422
Eaton P, Hearse DJ, Shattock MJ (2001) Lipid hydroperoxide modification of proteins during myocardial ischaemia. Cardiovasc Res 51:294–303. doi:10.1016/S0008-6363(01)00303-0
Eşrefoglu M, Gul M, Ateş M, Erdoğan A (2011) The effects of caffeic acid phenethyl ester and melatonin on age-related vascular remodeling and cardiac damage. Fundam Clin Pharm 25:580–590. doi:10.1111/j.1472-8206.2010.00876.x
Fanin J, Rice KM, Thulluri S, Arvapalli RK, Wehner P, Blough ER (2013) The effects of aging on indices of oxidative stress and apoptosis in the female Fischer 344/Nnia X Brown Norway/BiNia rat heart. Open Cardiovasc Med J 29:113–121. doi:10.2174/1874192401307010113
Folch J, Lees M, Sloane Stanley GH (1957) A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues. J Biol Chem 226:497–509
Francesco P, Sabastiano B (1994) Detection of conjugated dienes by second derivative ultraviolet spectrophotometry. Methods Enzymol 233:303–310. doi:10.1016/S0076-6879(94)33033-6
Hanasand M, Omdal R, Norheim KB, Gøransson LG, Brede C, Jonsson G (2012) Improved detection of advanced oxidation protein products in plasma. Clin Chim Acta 413:901–906. doi:10.1016/j.cca.2012.01.038
Jin K (2010) Modern biological theories of aging. Aging Dis 1:72–74
Judge S, Jang YM, Smith A, Hagen T, Leeuwenburgh C (2005) Age-associated increases in oxidative stress and antioxidant enzyme activities in cardiac interfibrillar mitochondria: implications for the mitochondrial theory of aging. FASEB J 19:419–421. doi:10.1096/fj.04-2622fje
Kaplan P, Babusikova E, Lehotsky J, Dobrota D (2003) Free radical-induced protein modification and inhibition of Ca2+-ATPase of cardiac sarcoplasmic reticulum. Mol Cell Biochem 248:41–47
Karpinska J (2012) Basic principles and analytical application of derivative spectrophotometry. In: Jamal U (ed) Macro to nano spectroscopy. Intech, Rijeka, p 13
Kumar D, Rizvi SI (2014) Plasma paraoxonase 1 arylesterase activity in D-galactose-induced aged rat model: correlation with LDL oxidation and redox status. Aging Clin Exp Res 26:261–267. doi:10.1007/s40520-013-0170-2
Lenarczyk M, Cohen EP, Fish BL, Irving AA, Sharma M, Driscoll CD, Moulder JE (2009) Chronic oxidative stress as a mechanism for radiation nephropathy. Radiat Res 171:164–172. doi:10.1667/RR1454.1
Lykkesfeldt J (2001) Determination of malondialdehyde as dithiobarbituric acid adduct in biological samples by HPLC with fluorescence detection: comparison with ultraviolet-visible spectrophotometry. Clin Chem 47:1725–1727
Meissner C (2007) Mutations of mitochondrial DNA—cause or consequence of the ageing process? Z Gerontol Geriatr 40:325–333. doi:10.1007/s00391-007-0481-z
Munch G, Kies R, Wessel A, Riederer P, Bahner U, Heidland A, Niwa T, Lemke HD, Schinzel R (1997) Determination of advanced glycation end products in serum by fluorescence spectroscopy and competitive ELISA. Eur J Clin Chem Clin Biochem 35:669–677
Reznick AZ, Packer L (1994) Oxidative damage to proteins: spectrophotometric method for carbonyl assay. Method Enzymol 233:357–363. doi:10.1016/S0076-6879(94)33041-7
Sedlak J, Lindsay RH (1968) Estimation of total, protein-bound, and nonprotein sulfhydryl groups in tissue with Ellman’s reagent. Anal Biochem 25:192–205
Shinmura K (2013) Effects of caloric restriction on cardiac oxidative stress and mitochondrial bioenergetics: potential role of cardiac sirtuins. Oxidative Med Cell Longev. doi:10.1155/2013/528935 [Epub ahead of print]
Siddiqi S, Sussman MA (2013) Cardiac hegemony of senescence. Curr Transl Geriatr Exp Gerontol Rep 2:247–254. doi:10.1007/s13670-013-0064-3
Sitar ME, Yanar K, Aydın S, Çakatay U (2013) Current aspects of ageing theories and classification according to mechanisms. Turk J Geriatr 16:339–346
Song X, Bao M, Li D, Li YM (1999) Advanced glycation in D-galactose induced mouse aging model. Mech Ageing Dev 108:239–251
Sudheesh NP, Ajith TA, Ramnath V, Janardhanan KK (2010) Therapeutic potential of Ganoderma lucidum (Fr.) P. Karst. against the declined antioxidant status in the mitochondria of post-mitotic tissues of aged mice. Clin Nutr 29:406–412. doi:10.1016/j.clnu.2009.12.003
Sun Y, Oberley LW, Li Y (1988) A simple method for clinical assay of superoxide dismutase. Clin Chem 34:497–500
Sung MM, Dyck JR (2012) Age-related cardiovascular disease and the beneficial effects of calorie restriction. Heart Fail Rev 17:707–719. doi:10.1007/s10741-011-9293-8
Tzanetakou IP, Nzietchueng R, Perrea DN, Benetos A (2014) Telomeres and their role in aging and longevity. Curr Vasc Pharmacol 12(5):726–734
Uzun D, Korkmaz GG, Sitar ME, Cebe T, Yanar K, Cakatay U, Aydın S (2013) Oxidative damage parameters in renal tissues of aged and young rats based on gender. Clin Interv Aging 8:809–815. doi:10.2147/CIA.S46188
Valente AJ, Yoshida T, Clark RA, Delafontaine P, Siebenlist U, Chandrasekar B (2013) Advanced oxidation protein products induce cardiomyocyte death via Nox2/Rac1/superoxide-dependent TRAF3IP2/JNK signaling. Free Radic Biol Med 60:125–135. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2013.02.012
Venkataraman K, Khurana S, Tai T (2013) Oxidative stress in aging—matters of the heart and mind. Int J Mol Sci 14:17897–17925. doi:10.3390/ijms140917897
Wolff SP (1994) Ferrous ion oxidation in presence of ferric ion indicator xylenol orange for measurement of hydroperoxides. Methods Enzymol 233:182–189. doi:10.1016/S0003-2697(02)00606-1
Wróbel K, Wróbel K, Garay-Sevilla ME, Nava LE, Malacara JM (1997) Novel analytical approach to monitoring advanced glycosylation end products in human serum with on-line spectrophotometric and spectrofluorometric detection in a flow system. Clin Chem 43:1563–1569
Yanar K, Aydın S, Çakatay U, Mengi M, Buyukpınarbaş N, Atukeren P, Sitar ME, Sönmez A, Uslu E (2011) Protein and DNA oxidation in different anatomic regions of rat brain in a mimetic ageing model. Basic Clin Pharmacol Toxicol 109:423–433. doi:10.1111/j.1742-7843.2011.00756.x
Zeng JH, Zhong ZM, Li XD, Wu Q, Zheng S, Zhou J, Ye WB, Xie F, Wu XH, Huang ZP, Chen JT (2014) Advanced oxidation protein products accelerate bone deterioration in aged rats. Exp Gerontol 50:64–71. doi:10.1016/j.exger.2013.11.014
Zhong Y, Hu YJ, Yang Y, Peng W, Sun Y, Chen B, Huang X, Kong WJ (2011) Contribution of common deletion to total deletion burden in mitochondrial DNA from inner ear of D-galactose-induced aging rats. Mutat Res 712:11–19. doi:10.1016/j.mrfmmm.2011.03.013