Культуры клеток как модельная система в биохимико-токсикологических исследованиях

• Автор: Еропкин, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 354 с. : ил.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Общие механизмы токсичности на клеточном уровне .

1.1.1. Механизмы токсичности, опосредованные взаимодействием с рецепторами.

1.1.2. Повреждение клеточной мембраны.

1.1.3. Изменение энергетического метаболизма клетки

1.1.4. Роль ионов кальция в механизмах токсичности

1.1.5. Связывание ксенобиотиков с жизненно важными

биомолекулами.

1.2. Биотрансформация ксенобиотиков.

1.2.1. Фаза I биотрансформации

1.2.2. Фаза II биотрансформации.

1.3. Окислительный стресс.
1.3.1. Источники АФК в организме .
1.3.2. Клеточные мишени действия АФК
1.3.3. Антиокислительные защитные системы.
1.4. Универсальность механизмов стресса на клеточном уровне и адаптивных ответов клеток
1.5. Некроз и апоптоз в ответе клеток на токсические воздействия.
1.6. Общая и избирательная цитотоксичность. Гипотеза фундаментальной или базовой токсичности.
1.7. Альтернативные модели в токсикологии.
1.7.1. Программа межлабораторной взаимной проверки и оценки практической применимости валидации методов тестирования токсичности i vi I.
1.7.2. Пример успешного использования альтернативных методов в
токсикологии замена теста Драйза
1.7.3. Основные тенденции развития альтернативных методов в токсикологии
2. РАЗРАБОТКА КЛЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКСИЧНОСТИ I VI
2.1. Культуры клеток, использованные в работе.
2.2. Биохимические методы.
3. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ АНТИСЕПТИКОВ И РЯДА ДРУГИХ
ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ
3.1. Исследованные препараты
3.2. Результаты исследований и их обсуждение
4. ИССЛЕДОВАНИЕ УЧАСТИЯ ИОНОВ КАЛЬЦИЯ В ТОКСИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ КСЕНОБИОТИКОВ I VI.
4.1. Материалы и методы исследования
4.2. Результаты исследований и их обсуждение
5.ВЫЯВЛЕНИЕ ЦИТОПРОТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ ПРЕПАРАТОВ НА КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУРАХ В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ ТОКСИЧНОСТИ
5.1. Методология экспериментов и использованные препараты
5.2. Результаты исследований и их обсуждение
6. ЦИТОТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ КОСТНОГО ЦЕМЕНТА НА
ОСНОВЕ МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА И СПОСОБЫ ЕГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ.
6.1. Цитотоксическос действие костного цемента на фибробласты человека в культуре
6.1.1. Методология экспериментов и исследованные
препараты.
6.1.2. Результаты исследований и их обсуждение
6.2. Возможные пути коррекции токсичности костного цемента исследования i vi.
6.3. Опыты на лабораторных животных.
6.4. Клинические исследования.
7. ДЕЙСТВИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ ПРОЛИФЕРАТИВНЫЙ И МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ОТВЕТ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
7.1. Методы исследования
7.2. Результаты исследований и их обсуждение
8. ОЦЕНКА I VI ТОКСИЧНОСТИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ КЛИНИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ.
8.1. Результаты исследований и их обсуждение
9. ВОЗМОЖНОСТИ КЛЕТОЧНОЙ МОДЕЛИ I VI ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ЦИТОПАТОГЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ВИРУСОВ И ЭФФЕКТА АНТИВИРУСНЫХ ПРЕПАРАТОВ ФЕРМЕНТАТИВНЫМИ МЕТОДАМИ
. ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИМИКРОБНОГО ДЕЙСТВИЯ АНТИСЕПТИКОВ В СРАВНЕНИИ С ИХ ТОКСИЧНОСТЬЮ В ОТНОШЕНИИ КЛЕТОК ЧЕЛОВЕКА В КУЛЬТУРЕ
. ОЦЕНКА АНТИАДГЕЗИВНОЙ АКТИВНОСТИ АНТИСЕПТИКОВ, СЫВОРОТКИ КРОВИ И ОТДЕЛЬНЫХ СЫВОРОТОЧНЫХ БЕЖОВ НА
КЛЕТОЧНЫХ КУЛЬТУРАХ.
Заключение
Список литературы.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АО антиоксидант АОА антиоксидантная активность
АФК активные формы кислорода БСА бычий сывороточный альбумин
БТШ белки теплового шока ГАМК гаммааминомасляная кислота
ГР глутатионредуктаза ДДС додецилсульфат лаурилсульфатнатрия ДКЭЧ диплоидные клетки эмбриона человека эмбриональные легочные или кожномышечные фибробласты человека
ДМСО диметилсульфоксид КОЕ колониеобразующие единицы
КЦ костный цемент ЛДГ лактатдегидрогеназа МДА малоновый диальдегид ММА метилметакрилат МПК минимальная подавляющая концентрация минимальная бактериостатическая концентрация в микробиологических экспериментах
МТД минимальная токсическая доза
НТТ нитротетразолиевый тест ПАВ поверхностноактивное вещество
ПОЛ перекисное окисление липидов
СОД супероксиддисмутаза СР свободные радикалы ТБК тиобарбитуровая кислота ТХУ трихлоруксусная кислота ХТ хлортетрациклин 2 внутриклеточная концентрация иона кальция ЕС эффективная концентрация, концентрация вещества, меняющая значение исследуемого показателя на
глутатион восстановленный глутатион окисленный I ингибиторная концентрация, подавляющая исследуемый показатель на
I интерлейкины
летальная доза
подопытных животных
трансформирующий фактор
фактор некроза опухолей
ВВЕДЕНИЕ


Если бы этого не происходило, то липофильные соединения накапливались в тканях организма, вызывая токсические последствия Лакин, Тиунов, . Биотрансформация влияет на биологическую активность лекарств и химических соединений. Метаболические превращения могут приводить к прекращению терапевтического действия медикамента или токсического эффекта химического соединения. Но биотрансформация может приводить, напротив, к появлению терапевтического или токсического эффекта ксенобиотика. Одновременное введение в организм двух соединений может иметь следствием усиление биологической активности одного компонента в результате модификации его метаболизма вторым соединением. Ферменты, участвующие в биотрансформации, представлены в табл. Эта стадия включает реакции окисления, восстановления и гидролиза. Самой изученной группой ферментов, связанных с фазой I, являются ферменты семейства цитохромов Р0 гемопротеиды, относящиеся по механизму действия к монооксигеназам со смешанной функцией
Таблица 1. Владимиров, Арчаков, Арчаков, , , , , . Механизм действия цит. Р0 детально изучен и состоит в восстановлении геминовой группировки при переносе электрона с зависимого флавопротеинсодержащего фермента. Будучи восстановленной, геминовая группа может присоединять кислород, расщепляя связь ОО, освобождая один атом кислорода в воду, в то время как второй остается фиксированным на геме в виде 3. Предложенный механизм подтверждается исследованием стационарной кинетики катализа микросомальным цит. Р0 Одсзалкилирования рнитроанизола в присутствии третбутилгидроксида i, . Ферменты семейства цит. Р0 особенно интенсивно экспрессируются в печени и играют решающую роль в метаболизме таких эндогенных соединений как стероидные гормоны, соли желчных кислот и жирные кислоты, а также в детоксикации молекул ксенобиотиков, включая лекарства, поллютанты окружающей среды и канцерогены i, , , , . Отдельные изоферменты цит. Р0 отличаются по каталитической специфичности, чувствительности к ингибиторам и регуляции их экспрессии, хотя в целом для цит. Р0 не характерна строгая субстратная специфичность. Описано около генов, кодирующих цит. Р0 только для одного вида крысы , , . В то же время, ферменты семейства цит. Панченко и др. Кобяков, i, i, i, . Реакции, протекающие с участием цит. Р0, включают несколько частично восстановленных или окисленных промежуточных состояний. В норме они пространственно ограничены и не приводят к скольконибудь существенному появлению СР. Однако нехватка какоголибо компонента этой системы или же присутствие соединения, которое может модифицировать окружающие структуры, приводит к утечке из системы СР. Кроме этого, образующиеся в ходе цит. Одним из таких прямых путей образования СР является восстановительная активация ферментов семейства цит. Р0 , . Типичным примером ксенобиотика, активируемого микросомальными монооксигеназами печени семейства цит. Р0, является четыреххлористый углерод . При этом образуется свободнорадикальный метаболический продукт СС трихлорметил. Он, в свою очередь, может взаимодействовать с группами глутатиона или белков. Ковалентное связывание трихлорметила с клеточными белками рассматривается как первая ступень в последовательности превращений, ведущих к ПОЛ мембран и гибели клетки , . Другим примером может служить превращение с участием цит. Р0 и соответствующей редуктазы параквата в катионрадикальную форму в клетках астроглии рис. ДНК клеток, обнаруженной при электрофорезе единичных изолированных астроцитов i, , . Цит. Рис. Превращение параквата пиридинилкатиона в катионрадикал с участием редуктазы цитохрома Р0. Окисление нуклеотидов ДНК, в частности, образование 8гуанозина приводит к мутациям, если только окисленный нуклеотид не удаляется и не заменяется нормальным в ходе репарации ii, IIi, , i . Обнаружена выраженная индивидуальная вариабельность содержания и активности в печени человека различных изоферментов цит. Р0, например, изоформы 2А6, ответственной за кумарин7гидроксилазную активность i . Высказывалось предположение, что эта вариабельность связана с индукцией цит. Реагсе .