- PII
- S30346061S0041377125020029-1
- DOI
- 10.7868/S3034606125020029
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 67 / Issue number 2
- Pages
- 80-89
- Abstract
- Background: Under stress conditions, mitochondria become sources of excessive generation of reactive oxygen species (ROS), which can serve either as signaling molecules or damage cell structures. Antioxidants, reducing ROS generation, can serve as adaptogens to stress effects. It has been shown that a number of antioxidants are able to induce autophagy, which is able to activate the antioxidant-response element system. In this regard, the aim of the study was to investigate the anti-stress properties of a new antioxidant 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypyridine carnitinate (CP) and its ability to activate the synthesis of autophagy proteins Beclin-1, LC3. Methods: Since the body’s resistance to stress factors primarily depends on energy metabolism, the effects of acute hypobaric hypoxia and CP on the LPO intensity in the lipid fraction of mice liver mitochondrial membranes were studied using the spectrofluorescence method. Autophagy proteins were determined by Western blotting using primary mice antibodies to Beclin-1 and LС3B proteins, as well as secondary antibodies labeled with horseradish peroxidase. Results: Injection of 10-6 mol/kg CP to mice for 5 days prevented the growth of LPO intensity under conditions of acute hypobaric hypoxia (AHH). This drug increased life expectancy and increased survival of mice under conditions of various types of the hypoxia. The initiation of autophagy biomarker proteins (LC3B) by the drug was shown. At the same time, the content of Beclin-1 proteins tended to increase, which characterizes the onset of the autophagy process. Conclusion: The new antioxidant CP can probably be used as an adaptogen to various types of hypoxia and an activator of autophagy.
- Keywords
- антиоксиданты карнитинат 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина гипоксия аутофагия Beclin-1 LC3B
- Date of publication
- 02.06.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 53
References
- 1. Дюмаев К. М., Воронина Т. А., Смирнов Л. Д. 1995. Антиоксиданты в профилактике и терапии патологий ЦНС. М.: Ин-т Биомед. химии РАМН.
- 2. Жигачева И. В., Русина И. Ф., Крикунова Н. И., Кузнецов Ю. В., Расулов М. М., Яковлева М. А., Голощапов А. Н. 2024. Предотвращение дисфункции митохондрий карнитинатом 2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина. Биофизика. Т. 69.2. С. 252.
- 3. Зенков Н. К., Чечушков А. В., Кожин П. М., Мартинович Г. Г., Кандалинцева Н. В., Меньщикова Е. Б. 2019. Аутофагия как механизм защиты при окислительном стрессе. Бюллетень сибирской медицины. Т. 18. № 2. С. 195.
- 4. Калугина К. К., Сухарева К. С. Чуркина А. И., Костарева А. А. 2021. Аутофагия как звено патогенеза и мишень для терапии заболеваний скелетно-мышечной системы. Росс. Физиол. журнал им. И. М. Сеченова. Т. 107. № 6-7. С. 810.
- 5. Капица И. Г., Иванова Е. А., Воронина Т. А. 2019. Влияние мексидола на физическую и умственную работоспособность при стрессогенных воздействиях в эксперименте. Фармакокинетика и фармакодинамика, № 1. С. 12-17.
- 6. Каркищенко Н. Н., Грачева С. В. 2010. Справочник по лабораторным животным и альтернативам модели в биомедицинских исследованиях. М.: Профиль.
- 7. Каркищенко В. Н., Каркищенко Н. Н., Шустов Е. Б., Берзин И. А., Фокин Ю. В., Алимкина О. В. 2016. Особенности интерпретации показателей работоспособности лабораторных животных по плавательным тестам с нагрузкой. Биомедицина. № 4. С. 34.
- 8. Ковалева О. В., Шитова М. С., Зборовская И. Б. 2014. Аутофагия: клеточная гибель или способ выживания? Клиническая онкогематология. T. 7. № 2. С. 103.
- 9. Кукес В. Г., Парфенова О. К., Романов Б. К., Прокофьев, Е. В. Парфенова А. Б., Сидоров Н. Г., Газданова А. А., Павлова Л. И., Зозина В.И, Андреев А. Д., Чернова С. В., Раменская Г. В. 2020. Механизм действия этоксидола на показатели окислительного стресса при сердечной недостаточности и гипертонии. СТМ. Клинические приложения. Т. 12. № 2. С. 67.
- 10. Меньщикова Е. Б., Чечушков А. В., Кожин П. И., Хольшин С. В., Кандалинцева Н. В., Мартинович Г. Г., Зенков Н. К. 2018. Синтетические монофенольные антиоксиданты активируют аутофагию в опухолевых клетках: зависимость от структуры и концентрации. Вестник ВолГУ. Серия 11. Естественные науки. 2018. Т. 8. № 1. С. 53.
- 11. Пожилова Е. В., Новиков В. Е., Новикова А. В. 2013. Роль фактора адаптации к гипоксии в развитии опухолей. Вестник Смоленской гос. мед. акад. Т. 12. № 3. С. 56.
- 12. Русина И. Ф., Касаикина О. Т., Кузнецов Ю. В., Трофимов А. В., Вепринцев Т. Л., Егорова Ю. Н. 2024. Соль-2-этил-6-метил-3-гидроксипиридина с гидратом карнитина, обладающая антиоксидантной активностью, и способ ее получения. Патент RU2817094 C1. 09.04.2024.
- 13. Фрейдлин И. С., Маммедова Дж.Т., Старикова Э. А. 2019. Роль аутофагии при инфекциях. Росс. физиол. журнал им. И. М. Сеченова. 2019. Т. 105. № 12. С. 1486.
- 14. Aruoma O. I.; Halliwell B.; Hoey B. M.; Butler J. 1989. The antioxidant action of N-acetylcysteine: its reaction with hydrogen peroxide, hydroxyl radical, superoxide, and hypochlorous acid. Free Rad. Biol. Med. V. 6. P. 593-597. DOI 10.1016/0891-5849(89)90066-x
- 15. Fernández Á. F., Wei S. Y., Zou Zh., Shi M., McMillan K.L., He C., Tin T., Liu Y., Chiang W-Ch., Marciano D. K., Schiattarella G., Bhagat G., Moe O. W., Hu M. Ch., Levine B. 2018. Disruption of the beclin 1-BCL2 autophagy regulatory complex promotes longevity in mice. Nature. V. 558. P. 136. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0162-7
- 16. Fletcher B. I., Dillard C. D., Tappel A. L. 1973. Measurement of fluorescent lipid peroxidation products in biological systems and tissues. Anal. Biochem. V. 52. P. 1. https://doi.org/10.1016/0003-2697 (73)90327-8
- 17. Hwang H. J., Ha H., Lee B. S., Kim B. H., Song H. K., Kim Y. K. 2022. LC3B is an RNA-binding protein to trigger rapid mRNA degradation during autophagy. Nature Commun. V. 13. Art. ID: 1436. https://doi.org/10.1038/s41467-022-29139-1
- 18. Kang R., Zeh H. J., Lotze M. T., Tang D. 2011. The Bec-lin 1 network regulates autophagy and apoptosis. Cell Death Differ. V. 18. P. 571. https://doi.org/10.1038/cdd.2010.191
- 19. Koukourakis M. I., Kalamida D., Giatromanolaki A., Zois Ch.E., Sivridis E., Pouliliou S., Mitrakas A., Gatter K. C., Harris A. L. 2015. Autophagosome proteins LC3A, LC3B and LC3C have distinct subcellular distribution kinetics and expression in cancer cell lines. PLoS One. V. 10. Art. ID: e0137675. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0137675
- 20. Levine B., Klionsky D. J. 2004. Development by self-digestion: molecular mechanisms and biological functions of autophagy Dev. Cell. V. 6. P. 463. https://doi.org/10.1016/s1534-5807 (04)00099-1
- 21. Liu S., Yao S., Yang H., Liu S., Wang Y. 2023. Autophagy: regulator of cell death. Cell Death Disease. V. 14. No. 10. Art. ID: 648. https://doi.org/10.1038/s41419-023-06154-8
- 22. Mokhova E. N., Skulachev V. P., Zhigacheva I. V. 1977. Activation of the external pathway of NADH oxidation in liver mitochondria of cold-adapted rats. Biochim. Biophys. Acta. V. 501. P. 415. https://doi.org/10.1016/0005-2728 (78)90109-3
- 23. Okada H., Mak T. W. 2004. Pathways of apoptotic and non-apoptotic death in tumour cells. Nat. Rev. Cancer. V. 4. P. 592. https://doi.org/10.1038/nrc1412
- 24. Zhigacheva I. V., Krikunova N. I., Binyukov V. I., Mil E., Rusina I., Goloshchapov A. 2023a. Ethoxidol as a broad-spectrum adaptogen. Curr. Mol. Pharmacol. V. 16. P. 109. https://doi.org/10.2174/1874467215666220308115514
- 25. Zhigacheva I. V., Kricunova N. I., Rasulov M. M. 2023b. Adaptogenic properties of 1-(germatran-1-il)-oxyethylamine. Current Chem. Biol. V. 17. P. 49. https://doi.org/10.2174/2212796817666221205164816
- 26. Zhigacheva I. V., Rusina I. F., Krikunova N. I., Goloschapov A. N., Veprintsev T. L., Yablonskaya O. I., Trofimov A. V. 2023c. Resveratrol and 2-ethyl-6-methyl-3-hydroxypiridine N-acetyl cysteinate as protecting agents upon the stress exposure.Int. J. Mol. Sci. V. 24. https://doi.org/10.3390/ijms241713172
