БИОХИМИЯ, 2023, том 88, вып. 8, с. 1337 - 1351

УДК 577.12

SkQ1 УЛУЧШАЕТ ПОКАЗАТЕЛИ ИММУННОГО СТАТУСА

И НОРМАЛИЗУЕТ АКТИВНОСТЬ АНТИОКСИДАНТНЫХ

И NADPH-ГЕНЕРИРУЮЩИХ ФЕРМЕНТОВ

ПРИ АДЪЮВАНТ-ИНДУЦИРОВАННОМ

РЕВМАТОИДНОМ АРТРИТЕ У КРЫС

Г.А. Разуваев, С.А. Олейник

Воронежский государственный университет,

394018 Воронеж, Россия; электронная почта: evgenij.krylsky@yandex.ru

Поступила в редакцию 20.04.2023

После доработки 08.07.2023

Принята к публикации 08.07.2023

Ревматоидный артрит (РА) представляет собой тяжёлое системное аутоиммунное заболевание вос-

палительного характера. Окислительный стресс и чрезмерное формирование митохондриальных

активных форм кислорода (АФК) рассматриваются в настоящее время в качестве центральных

патогенетических механизмов деструкции компонентов соединительной ткани и факторов, под-

держивающих высокую активность воспалительного процесса и аутоиммунного ответа. Целью

настоящей работы стала оценка воздействия митохондриально-направленного антиоксиданта

10-(6′-пластохинонил)децилтрифенилфосфония (SkQ1) на показатели иммунного статуса, интен-

сивность свободнорадикального окисления и функционирование компонентов антиоксидантной

системы (АОС) и NADPH-генерирующих ферментов у крыс с адъювант-индуцированным РА.

Лабораторные животные были разделены на 4 группы: контрольную группу; группу животных с

РА; животных, которым с 7 дня развития РА внутрибрюшинно вводили SkQ1 в дозе 1250 нмоль/кг

каждые 24 ч в течение последующих 8 дней; животных, получавших по вышеуказанной схеме SkQ1

в дозе 625 нмоль/кг. Материал для исследования забирали на 15 день после начала эксперимента.

У крыс определяли скорость оседания эритроцитов, уровень ревматоидного фактора и циркули-

рующих иммунных комплексов, а также концентрацию иммуноглобулинов классов A, M и G с по-

мощью иммуноферментного метода. Интенсивность свободнорадикального окисления оценивали

на основании параметров железоиндуцированной биохемилюминесценции, содержания диеновых

конъюгатов и активности аконитатгидратазы. Активность ферментов и содержание метаболитов

в тканях животных анализировали спектрофотометрически. Результаты работы показали, что раз-

витие РА было сопряжено с возрастанием показателей иммунного ответа и интенсивности свобод-

норадикального окисления. Наблюдалось также развитие дисбаланса в функционировании АОС

и возрастание активности NADPH-генерирующих ферментов. Введение SkQ1 приводило к дозо-

зависимому изменению показателей оксидативного статуса в направлении контроля, что сопро-

вождалось нормализацией параметров иммунного статуса. По-видимому, посредством снижения

уровня митохондриальных АФК тестируемое соединение тормозило активизацию воспалитель-

ного ответа и последующую генерацию свободных радикалов иммунокомпетентными клетками,

обусловливающую развитие в тканях окислительного стресса.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: 10-(6′-пластохинонил)децилтрифенилфосфоний, ревматоидный артрит, окисли-

тельный стресс, иммунный статус, иммуноглобулины, антиоксидантная система.

DOI: 10.31857/S0320972523080043, EDN: IIJABG

Принятые сокращения: АГ - аконитатгидратаза; АОС - антиоксидантная система; АФК - активные формы

кислорода; Г6ФДГ - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа; ГП - глутатионпероксидаза; ГР - глутатионредуктаза; ГТ -

глутатионтрансфераза; ДК - диеновые конъюгаты; ПОЛ - перекисное окисление липидов; РА - ревматоидный артрит;

СОД - супероксиддисмутаза; ЦИК - циркулирующие иммунные комплексы; GSH - восстановленный глутатион; Ig -

иммуноглобулины; Imax - интенсивность максимальной вспышки хемилюминесценции; NADP-ИДГ - NADP-зависи-

мая изоцитратдегидрогеназа; RF - ревматоидный фактор; SkQ1 - 10-(6′-пластохинонил)децилтрифенилфосфоний;

tgα2 - тангенс угла наклона касательной к кривой хода хемилюминесценции.

* Адресат для корреспонденции.

1337

338

КРЫЛЬСКИЙ и др.

ВВЕДЕНИЕ

сравнению с контролем. Кроме того, маркеры

ПОЛ значительно коррелируют с активностью

Ревматоидный артрит (РА) представляет

заболевания [5].

собой системную аутоиммунную патологию,

Помимо суставных проявлений, при РА

связанную с хроническим воспалительным

наблюдается повреждение других органов и

процессом и поражающую как суставы, так и

тканей. В частности, кардиоваскулярная пато-

внесуставные ткани. Патофизиологические

логия на фоне РА развивается вследствие избы-

механизмы РА до конца не выяснены. Нали-

точной секреции в кровь провоспалительных

чие генетической предрасположенности в

цитокинов иммунокомпетентными клетками,

совокупности с внешними факторами риска

индукции окислительного стресса, аномаль-

может привести к модификации путём цит-

ного иммунного ответа. Показано, что уровень

руллинирования собственных белков-антиге-

провоспалительных цитокинов и белков ост-

нов, включая иммуноглобулины (Ig) G, колла-

рой фазы воспаления напрямую связан с тяже-

ген 2 типа и виментин. Образующиеся в ходе

стью коронарной болезни сердца и риском ате-

этого процесса аутоантигены поглощаются

ротромбоза. У пациентов с РА также повышен

антигенпрезентирующими клетками, которые

риск развития сердечной недостаточности [6].

впоследствии активируют иммунный ответ.

Вопрос о существовании печёночных про-

В-Клетки подвергаются соматической реком-

явлений РА в настоящее время является дис-

бинации, начинают пролиферировать и диф-

куссионным. Тем не менее существует мне-

ференцироваться в плазматические клетки,

ние, что печёночные патологии сопровождают

которые вырабатывают аутоантитела, такие

до 74% случаев РА. Препараты, используемые

как ревматоидный фактор (RF) [1].

для лечения РА, могут оказывать гепатоток-

Окислительный стресс играет важную

сическое действие. Лекарственное поражение

роль в инициировании и поддержании пато-

печени особенно часто встречается при РА во

генетических механизмов РА. В физиологи-

время лечения нестероидными противовоспа-

ческих условиях производство и нейтрализа-

лительными препаратами и метотрексатом [7].

ция активных форм кислорода (АФК) должны

Ряд исследований показал, что окисли-

поддерживаться в динамическом балансе, по-

тельный стресс связан с возникновением мы-

скольку данные агенты, помимо прочего, яв-

шечной слабости при РА. Как известно, мы-

ляются ключевыми компонентами защиты

шечная ткань богата митохондриями, которые

против патогенов. В патологических условиях

рассматриваются в качестве одного из основ-

АФК, с большой интенсивностью выраба-

ных источников АФК. Доказано, что митохон-

тываемые суставными нейтрофилами, моно-

дриальная дисфункция, заключающаяся в из-

цитами и макрофагами, способны повреждать

менении экспрессии ряда митохондриальных

различные клеточные структуры, включая

генов, а также в изменении размера и формы

ДНК, углеводы, белки и липиды, способ-

митохондрий из биоптатов скелетных мышц

ствуя возникновению окислительного стресса.

пациентов, коррелирует с тяжестью РА [8].

АФК являются также активаторами ядерного

Как известно, длительное воздействие

фактора κB (NF-κB), ответственного за тран-

АФК приводит к повреждению митохондри-

скрипцию генов, участвующих в реализации

альной ДНК (мтДНК), изменению митохон-

воспалительного ответа [2]. Кроме этого, АФК

дриальной функции, апоптозу и остановке

напрямую или косвенно, путём активации ма-

роста клеток. Повышенное содержание вне-

триксных металлопротеиназ, повреждают вне-

клеточной мтДНК в плазме крови и синови-

клеточный матрикс [3].

альной жидкости больных РА свидетельствует

Важную роль в различных патологических

о взаимосвязи воспалительного артрита и сте-

состояниях, включая РА, играет перекисное

пени повреждения мтДНК [9-11]. Повреж-

окисление липидов (ПОЛ). В результате ПОЛ

дённые митохондрии могут также вызывать

из полиненасыщенных жирных кислот образу-

иммунный ответ и активизацию воспаления.

ются пероксильные радикалы, что сопряжено

Окисленные компоненты митохондрий, такие

с повреждением клеточных мембран. Более

как мтДНК, белки и липиды, накапливаются в

того, ПОЛ липопротеинов низкой плотно-

воспалённых ревматоидных суставах и способ-

сти способствует усилению воспалительного

ствуют выработке аутоантител и аутоиммунно-

ответа посредством повышения уровня хемо-

му ответу, который, в свою очередь, усиливает

кинов, молекул адгезии и конечных продуктов

окислительный стресс [12].

гликирования [3, 4]. Имеющиеся исследова-

Антиоксидантная защитная система пред-

ния демонстрируют, что уровень ПОЛ стати-

отвращает окислительное повреждение кле-

стически значимо выше у пациентов с РА по

ток и тканей и включает такие ферменты,

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1339

как супероксиддисмутаза (СОД), каталаза,

иммунного статуса, а также показатели интен-

глутатионпероксидаза (ГП), глутатионредук-

сивности свободнорадикального окисления и

таза (ГР) и глутатионтрансфераза (ГТ), и

функционирования антиоксидантной систе-

неферментативные компоненты. Основным

мы (АОС) в сыворотке крови, сердце, печени

неферментативным антиоксидантом является

и мышцах крыс с адъювант-индуцирован-

L-глутамил-цистеинилглицин, или восстанов-

ным РА.

ленный глутатион (GSH). Проведённые иссле-

дования показывают, что развитие дисбаланса

и нарушения в работе системы антиоксидант-

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

ной защиты играют важнейшую роль в пато-

генезе РА [3, 13-15].

В качестве объекта исследования исполь-

В настоящее время актуален поиск спосо-

зовали самцов белых лабораторных крыс Wistar

бов митохондриально-направленных воздей-

массой

180-200 г (питомник

«КролИнфо»,

ствий, способных тормозить развитие мета-

Россия), содержавшихся при температуре 20-

болических нарушений в тканях суставных

25 °C, 12-часовом световом дне и доступе к воде

компонентов. В частности, было показано, что

и корму (4RF21 для мышей и крыс на короткий

использование полимерных мицелл позволяет

и средний периоды, «Фармбиолайн», Россия)

осуществить доставку берберина в митохон-

ad libitum. Работа выполнялась с соблюдением

дрии фибробластов. При исследовании in vivo

принципов гуманности, изложенных в дирек-

эффективности данной системы доставки бер-

тивах Европейского сообщества (86/609/ЕЕС)

берина было продемонстрировано, что у крыс

и Хельсинкской декларации. Животные были

с адъювант-индуцированным артритом на-

разделены на

4 экспериментальные группы:

блюдалось значительное уменьшение отёка

первая группа животных (контроль, n = 12)

конечности, подавление выработки цитокинов

не подвергалась воздействиям; вторая группа

и снижение степени повреждения костей [16].

(РА, n = 12) - животные, которым индуциро-

Имеются также данные о том, что уролитин А

вали экспериментальный РА путём подкожно-

нормализует митофагию и митохондриальное

го введения в подушечку лапки полного адъю-

дыхание в первичных хондроцитах из суставов

ванта Фрейнда

(«Thermo Fisher Scientific»,

здоровых доноров и пациентов с остеоартри-

США), содержащего 0,5 мг/мл убитых мико-

том [17]. Уролитин А, помимо этого, тормозил

бактерий, в объёме 100 мкл [22]; третья груп-

прогрессирование патологии при моделирова-

па (РА + SkQ1 1250, n = 12) - животные, кото-

нии остеоартрита у мышей, что было связано с

рым с 7 дня развития РА внутрибрюшинно

его позитивным воздействием на функциони-

вводили SkQ1 в 0,9%-ном хлориде натрия в

рование митохондрий [17].

дозе 1250 нмоль/кг каждые 24 ч в течение по-

В отношении РА интерес представляет ис-

следующих 8 дней; животные четвертой груп-

следование протекторных свойств 10-(6′-плас-

пы (РА + SkQ1 625, n = 12) по вышеуказан-

тохинонил)децилтрифенилфосфония (SkQ1),

ной схеме получали SkQ1 в дозе 625 нмоль/кг.

являющегося действующим веществом пре-

На 15 день эксперимента животных наркоти-

парата «Визомитин» (применяется в качестве

зировали хлороформом и забирали кровь из

глазных капель при синдроме сухого глаза и на-

сердца в пробирки, ополоснутые 0,9%-ным

чальных стадиях катаракты, в основе патогене-

раствором хлорида натрия. После свёртыва-

за которых лежит окислительный стресс) [18].

ния кровь центрифугировали при 2500 g для

SkQ1 активно проникает через клеточную

получения сыворотки. Участок икроножной

мембрану и накапливается в матриксе мито-

мышцы воспалённой конечности, а также пе-

хондрий. Важно отметить, что SkQ1 является

чень и сердце крыс извлекали в ёмкость с ледя-

восстанавливаемым антиоксидантом многора-

ным физиологическим раствором, промывали

зового действия, поскольку после окисления

и немедленно приступали к приготовлению

АФК SkQ1 восстанавливается в исходное, ак-

гомогената. При получении гомогената навес-

тивное состояние за счёт электрон-транспорт-

ку тканей крысы гомогенизировали в охлаж-

ной цепи митохондрий [19]. Таким образом,

дённой среде выделения (0,05 М Tris-НСl бу-

применение SkQ1 обусловливает уменьшение

фер (рН 7,8), содержащий 1 мМ ЭДТА, 2 мМ

повреждений, вызванных митохондриальны-

β-меркаптоэтанола) и центрифугировали при

ми АФК [20]. Ранее были получены первые

5000 g в течение 15 мин. Полученный суперна-

результаты, указывающие на перспективность

тант и сыворотку крови незамедлительно ис-

применения SkQ1 на модели РА [21].

пользовали для проведения исследований.

Таким образом, целью настоящей работы

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) кро-

стал анализ воздействия SkQ1 на состояние

ви крыс определяли по методу Панченкова [23].

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

340

КРЫЛЬСКИЙ и др.

Уровень циркулирующих иммунных комплек-

ли в количестве 0,03 мл на 1 мл среды инку-

сов (ЦИК) в сыворотке крови определяли ме-

бации. Реакцию инициировали добавлением

тодом преципитации с полиэтиленгликолем

NADH и регистрировали прирост оптической

с молекулярным весом 6000 единиц («Serva»,

плотности за 5 мин при длине волны 540 нм.

Германия) с последующим измерением оптиче-

За единицу активности СОД принимали коли-

ской плотности. Содержание Ig класса А (IgA),

чество фермента, необходимого для 50%-ного

М (IgM) и G (IgG) определяли иммунофермент-

ингибирования восстановления нитросинего

ным методом с использованием диагностиче-

тетразолия. Активность каталазы определяли

ских наборов Cusabio® ELISA kits («Cusabio»,

при длине волны 410 нм с использованием

Китай). Для отмывки планшет использовали

следующих реактивов: буферно-субстратная

промывочное устройство Stat Fax 2600 («Aware-

смесь, содержащая

10 мл Tris-НСl буфера

ness Technology», США), результаты регистри-

(рН 7,4) и 30 мл 0,08%-ного (v/v) пероксида во-

ровали с помощью ИФА-фотометра Stat

дорода; 4,5%-ный раствор аммония молибде-

Fax 4300 Chromate

(«Awareness Technology»).

новокислого [27]. Активность аконитатгидра-

Уровень RF в сыворотке крови крыс опреде-

тазы (АГ) оценивали в

50 мМ Tris-HCl

ляли с помощью набора Rheumatoid factor FS

буфере (pH 7,8), содержащем 4 мМ цитрата нат-

(«Diagnostic systems», Германия).

рия («PanReac», Испания). Измерение актив-

Интенсивность процессов свободноради-

ности ГП проводили в среде для спектро-

кального окисления и общую антиоксидант-

фотометрии: 50 мМ калий-фосфатный буфер

ную активность в образце измеряли методом

(pH 7,4), содержащий

1 мМ ЭДТА, 0,12 мМ

биохемилюминесценции, индуцированной пер-

NADPH («AppliChem», Германия),

0,85 мМ

оксидом водорода с сульфатом железа [24].

GSH («AppliChem»), 0,37 мМ Н₂О₂, 1 Ед./мл ГР

Кинетическую кривую биохемилюминесцен-

(«Sigma-Aldrich», США) [28]. Активность ГР

ции регистрировали в течение 30 с, исполь-

оценивали в 50 мМ калий-фосфатном буфере

зуя биохемилюминометр БХЛ-07 («Medozons»,

(pH 7,4), содержавшем 1 мМ ЭДТА, 0,16 мМ

Россия), и определяли следующие параметры:

NADPH («AppliChem») и 0,8 мМ окисленного

светосумму хемилюминесценции (S) и интен-

глутатиона («AppliChem») [29]. Активность ГТ

сивность максимальной вспышки (I_max), кото-

измеряли в 0,1 М калий-фосфатном буфере

рые характеризуют активность протекания

(рН 7,4), содержавшем 1 мМ ЭДТА, 1 мМ 1-хлор-

свободнорадикальных процессов в образце,

2,4-динитробензола

(«Sigma-Aldrich»),

5 мМ

а также величину тангенса угла наклона каса-

GSH («AppliChem») [30]. Концентрацию GSH

тельной к кривой хода хемилюминесценции

определяли с помощью реактива Эллмана [31].

(tgα₂), отражающую общую антиоксидантную

Концентрацию цитрата оценивали по методу

активность. Реакционная среда содержала 0,4 мл

Нательсона [32]. Активность NADP-зависимой

0,02 мМ калий-фосфатного буфера (рН 7,5),

изоцитратдегидрогеназы (NADP-ИДГ) изме-

0,4 мл 0,01 мМ FeSO₄ и 0,2 мл 2%-ного рас-

ряли в среде для спектрофотометрии, состоя-

твора пероксида водорода (v/v), вносимого

щей из 50 мМ Tris-НСl буфера (рН 7,8), 1,5 мМ

непосредственно перед измерением. Иссле-

изоцитрата, 2 мМ MnCl₂, 0,4 мМ NADP. Среда

дуемый материал добавляли в объёме 0,1 мл

спектрофотометрирования для оценки активно-

до внесения пероксида водорода. Для анализа

сти глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ)

концентрации диеновых конъюгатов (ДК) к

представляла собой

50 мМ Tris-НСl буфер

исследуемому образцу добавляли гептан и изо-

(рН 7,8), содержавший 3,2 мМ глюкозо-6-фос-

пропанол, перемешивали и осаждали центри-

фат, 0,25 мМ NADP, 1,0 мМ МgCl₂. Для опре-

фугированием при 3000 g. Гептановую фазу

деления содержания белка использовали би-

супернатанта разбавляли этанолом и анализи-

уретовый метод. Активность ферментов пред-

ровали спектрофотометрически при 233 нм [25].

ставлена в виде ферментативных единиц

Активность исследуемых ферментов опре-

(Е)/мл сыворотки крови, Е/г сырой массы

деляли на спектрофотометре U-1900 («Hitachi»,

ткани и Е/мг белка.

Япония). Активность СОД определяли по ин-

Результаты анализировали с помощью

гибированию скорости восстановления нитро-

программы SPPS Statistics 23.0 с использова-

синего тетразолия в неэнзиматической систе-

нием одновыборочного критерия Колмого-

ме феназинметасульфата и NADH [26]. Среда

рова-Смирнова для оценки нормальности

спектрофотометрирования включала следую-

распределения значений переменных. Значе-

щие компоненты:

0,1 М фосфатный буфер

ния показателей в группах сравнивали с помо-

(рН 7,8), 0,33 мМ ЭДТА, 0,41 мМ нитросинего

щью однофакторного дисперсионного анализа

тетразолия,

0,01 мМ феназинметасульфата,

или критерия Краскела-Уоллиса. t-Критерий

0,8 мМ NADH. Исследуемый образец вноси-

Стьюдента или критерий Манна-Уитни

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1341

использовали для попарных сравнений. Ста-

SkQ1 снижает показатели интенсивности

тистически значимыми считали различия при

свободнорадикального окисления при индуциро-

р < 0,05.

ванном РА. Важным фактором развития воспа-

ления при РА является окислительный стресс.

Результаты работы показали, что моделирова-

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ние РА у крыс сопровождалось возрастанием

интенсивности свободнорадикального окисле-

SkQ1 способствует нормализации показате-

ния в сыворотке крови, сердце, печени и мыш-

лей иммунного статуса при экспериментальном

цах (рис. 2, табл. 1). Введение SkQ1 животным

РА у крыс. Результаты проведённой работы

с патологией приводило к изменению пара-

показали, что введение SkQ1 крысам с РА спо-

метров биохемилюминесценции, концентра-

собствовало уменьшению СОЭ, уровня ЦИК

ции ДК, активности АГ и содержания цитрата

и RF, а также концентрации IgA, IgM и IgG в

в направлении значений контрольной группы.

сыворотке крови (рис. 1). При этом дозозави-

На ряд анализируемых параметров более вы-

симый эффект SkQ1 прослеживался только по

раженное действие тестируемое соединение

отношению к содержанию IgG. Так, введение

оказывало в дозе 1250 нмоль/кг. В частности,

животным с патологией тестируемого соеди-

в сыворотке крови I_max под действием SkQ1 в

нения в дозах 1250 и 625 нмоль/кг приводило

дозировке 1250 нмоль/кг снижалась на 36% по

к снижению данного параметра в 1,6 и 1,4 раза

сравнению со значениями для группы с РА.

соответственно. Показатели уровня ЦИК, RF,

Использование соединения в дозе 625 нмоль/кг,

концентрации IgA и IgM приближались к ана-

в отличие от большей дозировки, не оказы-

логичным значениям для контрольной группы

вало значительного влияния на параметр S в

при использовании обеих дозировок SkQ1.

сыворотке животных с патологией. tgα₂ сни-

Помимо этого, у животных, получавших на

жался на 42 и 27% в сыворотке крови и мыш-

фоне РА SkQ1, регистрировалось менее выра-

цах в группе животных РА + SkQ1 1250 соот-

женное увеличение толщины воспалённой

ветственно, что было более существенно, чем

конечности, в которую вводили полный адъю-

в группе РА + SkQ1 625. Использование про-

вант Фрейнда (см. рис. 1).

тектора в большей дозировке также приводило

Таблица 1. Показатели биохемилюминесценции при РА у крыс и введении SkQ1

Группы животных

Показатели

Контроль

РА

РА + SkQ1 1250

РА + SkQ1 650

Imax, сыворотка, мВ

68,5 ± 15,1

102,5 ± 23,0*

65,6 ± 14,2#^

97,5 ± 21,8#

Imax, сердце, мВ

51,5 ± 11,4

65,4 ± 11,5*

48,1 ± 10,2#

50,1 ± 11,9#

Imax, печень, мВ

42,0 ± 9,4

52,1 ± 11,1*

42,9 ± 8,0#

47,1 ± 8,6#

Imax, мышцы, мВ

94,1 ± 10,2

131,1 ± 29,6*

89,8 ± 20,3#

96,0 ± 21,3#

S, сыворотка, мВ·с

903 ± 205

1197 ± 247*

1064 ± 223#^

1210 ± 374

S, сердце, мВ·с

485 ± 105

715 ± 157*

459 ± 104#

476 ± 107#

S, печень, мВ·с

92 ± 21

109 ± 25*

105 ± 23

115 ± 31

S, мышцы, мВ·с

528 ± 120

675 ± 155*

556 ± 121#

593 ± 137#

tgα2, сыворотка

14,0 ± 3,1

24,1 ± 5,7*

13,9 ± 3,2#^

24,6 ± 6,0

tgα2, сердце

7,1 ± 1,5

8,5 ± 2,0*

7,8 ± 1,7#^

9,5 ± 2,1

tgα2, печень

8,1 ± 1,8

10,1 ± 2,2*

9,1 ± 2,0#^

10,0 ± 2,3

tgα2, мышцы

34,5 ± 8,1

48,8 ± 10,2*

35,7 ± 8,0#^

41,9 ± 9,3#

Примечание. Данные представлены как среднее значение ± SD. * p < 0,05 по сравнению с контролем; # p < 0,05

по сравнению с группой РА; ^ p < 0,05 по сравнению с группой РА + SkQ1 650.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1343

Рис. 2. Содержание ДК (мкмоль/мл сыворотки и мкмоль/г ткани на панели а), активность АГ (Е/мл сыворотки и Е/г

сырой массы ткани на панели б) и концентрация цитрата (ммоль/л сыворотки, гомогената на панели в) у животных

с РА, получавших SkQ1. К - контроль. Данные представлены как среднее значение ± SD. * p < 0,05 по сравнению

с контролем; # p < 0,05 по сравнению с группой РА; ^ p < 0,05 по сравнению с группой РА + SkQ1 650

к более существенному понижению концен-

ные показали, что индукция РА у крыс сопро-

трации ДК и увеличению активности АГ. Так,

вождалась дисбалансом в функционировании

в сыворотке крови, сердце, печени и мышцах

АОС. В частности, наблюдалось возрастание

крыс из группы РА + SkQ1 1250 наблюдалось

активности СОД, каталазы, ГП и ГР и паде-

снижение уровня ДК соответственно на 62,

ние активности ГТ и содержания GSH в тка-

30, 57 и 25% по сравнению с группой с РА.

нях животных с патологией (табл. 2, рис. 3).

Активность АГ у крыс, получавших SkQ1 в дозе

Применение SkQ1 в обеих дозах на фоне РА

1250 нмоль/кг, возрастала в данных тканях

в большинстве случаев способствовало сни-

соответственно на 34, 86, 14 и 15%. Содержа-

жению выраженности данных изменений.

ние цитрата при этом достоверно снижалось в

При этом активность СОД в мышцах значимо

сердце и мышцах на 52 и 24% соответственно.

изменялась только под действием SkQ1 в дозе

SkQ1 способствует снижению выраженно-

1250 нмоль/кг, тогда как в сыворотке крови

сти дисбаланса в функционировании АОС. Дис-

данная дозировка оказывала менее суще-

функция компонентов антиоксидантной за-

ственное действие на активность каталазы по

щиты является одним из ключевых факторов

сравнению с дозой 625 нмоль/кг: было заре-

повреждения тканей при РА. Полученные дан-

гистрировано снижение показателя на

41%

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

344

КРЫЛЬСКИЙ и др.

Таблица 2. Активность СОД, каталазы, ГП, ГР и ГТ при РА у крыс при введении SkQ1

Группы животных

Показатели

Контроль

РА

РА + SkQ1 1250

РА + SkQ1 650

СОД, сыворотка, Е/мл

37,0 ± 9,0

61,4 ± 12,7*

41,1 ± 9,9#

38 ± 8,2#

СОД, сердце, Е/г

200,1 ± 45,7

286,0 ± 68,2*

226,2 ± 52,4#

208,1 ± 42,0#

СОД, печень, Е/г

7,3 ± 1,6

20,4 ± 4,9*

9,3 ± 2,2#

8,9 ± 1,6

СОД, мышцы, Е/г

45,3 ± 8,1

63,2 ± 9,2*

57,3 ± 8,6#

64,6 ± 8,9

Каталаза, сыворотка, Е/мл

0,090 ± 0,020

0,157 ± 0,031*

0,142 ± 0,032#^

0,092 ± 0,020#

Каталаза, сердце, Е/г

0,650 ± 0,154

0,891 ± 0,207*

0,658 ± 0,158#

0,712 ± 0,168#

Каталаза, печень, Е/г

0,640 ± 0,150

0,751 ± 0,172*

0,635 ± 0,152#

0,640 ± 0,151#

Каталаза, мышцы, Е/г

0,619 ± 0,147

0,804 ± 0,158*

0,607 ± 0,149#

0,593 ± 0,141#

ГП, сыворотка, Е/мл

0,159 ± 0,035

0,185 ± 0,042*

0,171 ± 0,040

0,184 ± 0,038

ГП, сердце, Е/г

0,351 ± 0,085

0,525 ± 0,128*

0,441 ± 0,102#^

0,581 ± 0,141

ГП, печень, Е/г

0,137 ± 0,032

0,172 ± 0,040*

0,127 ± 0,030#^

0,168 ± 0,031

ГП, мышцы, Е/г

2,539 ± 0,617

2,866 ± 0,687*

2,880 ± 0,702

2,930 ± 0,704

ГР, сыворотка, Е/мл

0,038 ± 0,006

0,047 ± 0,007*

0,041 ± 0,007#

0,049 ± 0,008

ГР, сердце, Е/г

0,106 ± 0,020

0,124 ± 0,021*

0,110 ± 0,020#

0,113 ± 0,019#

ГР, печень, Е/г

0,780 ± 0,187

0,952 ± 0,218*

0,754 ± 0,172#

0,742 ± 0,177#

ГР, мышцы, Е/г

0,220 ± 0,035

0,302 ± 0,051*

0,263 ± 0,041#^

0,295 ± 0,054

ГТ, сыворотка, Е/мл

0,060 ± 0,013

0,029 ± 0,006*

0,028 ± 0,007

0,029 ± 0,007

ГТ, сердце, Е/г

1,013 ± 0,155

0,710 ± 0,112*

0,886 ± 0,165#

0,801 ± 0,139#

ГТ, печень, Е/г

0,640 ± 0,098

0,473 ± 0,073*

0,532 ± 0,081#

0,561 ± 0,107#

ГТ, мышцы, Е/г

0,384 ± 0,051

0,268 ± 0,038*

0,313 ± 0,049#^

0,261 ± 0,042

Примечание. Данные представлены как среднее значение ± SD. * p < 0,05 по сравнению с контролем; # p < 0,05

по сравнению с группой РА; ^ p < 0,05 по сравнению с группой РА + SkQ1 650.

в группе РА + SkQ1 625 против снижения на

и мышцах, а при использовании SkQ1 в дозе

10% в группе РА + SkQ1 1250. Активность ГП

625 нмоль/кг - в сердце и печени. Концен-

достоверно уменьшалась в сердце и печени

трация GSH также изменялась в направлении

животных из группы РА + SkQ1 1250 по срав-

контроля в сыворотке крови, сердце и печени

нению с данными группы с патологией. Вели-

животных группы РА + SkQ1 1250.

чина наблюдаемых изменений составила 16

SkQ1 способствовал нормализации актив-

и 26% соответственно. Активность ГР досто-

ности NADPH-генерирующих ферментов при

верно изменялась в направлении контроля

РА. Основными поставщиками NADPH для

во всех тканях в группе РА + SkQ1 1250, а

глутатионовой АОС являются NADP-ИДГ и

также в сердце и печени животных из группы

Г6ФДГ, в связи с чем был проведён анализ воз-

РА + SkQ1 625. Активность ГТ, пониженная у

действия SkQ1 на данные ферменты при РА.

крыс с РА, восстанавливалась под действием

Результаты работы показали, что SkQ1 ока-

SkQ1 в дозе 1250 нмоль/кг в сердце, печени

зывал некоторое стимулирующее воздействие

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1345

вклад в регуляцию воспалительных процессов

и формирование аутоиммунного ответа [33].

Снизить уровень митохондриальных АФК и

стимулированный ими воспалительный от-

вет возможно с помощью митохондриально-

направленных антиоксидантов, в частности

SkQ1. В настоящем исследовании было про-

демонстрировано, что применение SkQ1 при

адъювант-индуцированном РА приводило к

уменьшению интенсивности свободноради-

кального окисления и смягчению выраженно-

сти дисбаланса в функционировании АОС и

NADPH-генерирующих ферментов, что сопро-

вождалось нормализацией параметров иммун-

ного статуса у экспериментальных животных.

Результаты настоящей работы продемон-

стрировали снижение уровня IgA, IgM, IgG,

ЦИК и RF, неспецифического маркера вос-

Рис. 3. Концентрация GSH (ммоль/л сыворотки, гомо-

паления - СОЭ, а также выраженности отёка

гената) у животных с РА, получавших SkQ1. К - кон-

троль. Данные представлены как среднее значение ± SD.

воспалённой конечности у крыс с РА, полу-

* p < 0,05 по сравнению с контролем; # p < 0,05 по срав-

чавших SkQ1. Судя по всему, данный эффект

нению с группой РА; ^ p < 0,05 по сравнению с группой

тестируемое соединение проявляло посред-

РА + SkQ1 650

ством торможения интенсивности свободно-

радикального окисления в тканях животных с

на активность NADP-ИДГ в сердце крыс, ко-

патологией. Как известно, в условиях окисли-

торая при РА понижалась (рис. 4). Так, при-

тельного стресса наблюдается деградация ин-

менение дозы

1250 нмоль/кг приводило к

гибитора фактора NF-κB, который играет важ-

увеличению данного параметра в 2,4 раза от-

нейшую роль в активизации воспалительной

носительно значений для группы с патологией.

реакции. Кроме того, накапливающиеся при

Активность фермента в мышцах и сыворотке

РА конечные продукты гликирования белков

крови животных под действием SkQ1 в дозе

активируют рецепторы конечных продуктов

1250 нмоль/кг изменялась в направлении кон-

гликирования, что является важным механиз-

троля, тогда как тестируемое соединение в до-

мом развития кардиоваскулярных осложнений

зировке 625 нмоль/кг не оказывало значимого

при РА [3]. Повреждённые в условиях окисли-

воздействия на данный показатель в мышцах

тельного стресса митохондрии могут высво-

крыс с РА. На активность Г6ФДГ, которая по-

бождать ассоциированные с повреждениями

вышалась в тканях крыс при РА, наибольший

молекулярные паттерны (DAMPs), которые

эффект SkQ1 оказывал в дозе 1250 нмоль/кг.

действуют через модуляцию врождённого им-

Так, при введении протектора в данной до-

мунитета посредством редокс-чувствительных

зировке активность фермента понижалась в

воспалительных путей, в частности NF-κB-

сыворотке крови, сердце и печени животных

пути, или прямой активации NLRP3 инфлам-

соответственно на 62, 18 и 10% по сравнению

масомы - цитозольного рецептора, способ-

с данными для группы с патологией. Удельная

ствующего созреванию провоспалительных

активность исследуемых в настоящей работе

цитокинов [33].

ферментов представлена в Приложении.

Результаты настоящей работы согласуются

с полученными ранее данными, продемон-

стрировавшими перспективность примене-

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ния SkQ1 в качестве дополнения к основной

терапии РА. Так, было показано, что данное

Окислительный стресс, сопряжённый с

соединение предотвращало разрушение кости,

усиленным образованием АФК и дисфунк-

дегенерацию и воспалительную инфильтра-

цией АОС, играет одну из ключевых ролей в

цию хряща при аутоиммунном артрите у крыс,

поддержании высокой интенсивности вос-

что могло быть связано с активацией апоптоза

паления при РА. Митохондрии, являясь клю-

нейтрофилов под действием SkQ1 [21]. Судя

чевым компонентом клеточного энергетиче-

по всему, продемонстрированная способность

ского обмена, выступают в качестве основных

тестируемого соединения оказывать регу-

источников АФК и вносят существенный

ляторное воздействие на жизнеспособность

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

1346

КРЫЛЬСКИЙ и др.

Рис. 4. Активность NADP-ИДГ в сердце, печени, мышцах (а) и сыворотке крови (б), а также активность Г6ФДГ

в сыворотке крови, сердце, мышцах (Е/мл сыворотки и Е/г сырой массы ткани на панели (в)) и печени (г) животных

с РА, получавших SkQ1. К - контроль. Данные представлены как среднее значение ± SD. * p < 0,05 по сравнению

с контролем; #p < 0,05 по сравнению с группой РА; ^p < 0,05 по сравнению с группой РА + SkQ1 650

иммунных клеток в совокупности с норма-

параметров иммунного статуса, наблюдалась

лизующим влиянием SkQ1 на показатели им-

интенсификация процессов свободноради-

мунного статуса, показанного в настоящем

кального окисления, о чём свидетельствовало

исследовании, лежали в основе уменьшения

повышение параметров биохемилюминесцен-

клинических проявлений патологии у живот-

ции, отражающих активность свободноради-

ных с аутоиммунным артритом [21]. Механизм

кальных процессов и общий антиоксидантный

действия SkQ1 мог быть связан с нивелирова-

потенциал, снижение активности АГ - чув-

нием дисфункции митохондрий, уменьшением

ствительной мишени для действия АФК [34],

генерации митохондриальных АФК и вызван-

а также накопление субстрата данного фер-

ных ими воспалительных реакций. Действи-

мента - цитрата. Введение SkQ1 крысам с РА

тельно, как показали результаты нашей работы,

приводило к изменению параметров интен-

SkQ1 способен существенно снижать интенсив-

сивности свободнорадикального окисления в

ность свободнорадикального окисления при РА.

направлении контрольных значений. Из лите-

В соответствии с результатами настоя-

ратуры известно, что уменьшение выражен-

щей работы у крыс с РА, помимо изменения ности окислительного стресса может снизить

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1347

степень развития воспалительного ответа и

Ранее нами было показано, что у крыс с

затормозить прогрессирование РА. В част-

РА в условиях интенсификации свободнора-

ности, применение таких антиоксидантов,

дикального окисления наблюдалось развитие

как зингерон [35], фанхинолин [36] и вита-

дисбаланса в функционировании АОС, заклю-

мин Е [37], способствовало снижению уровня

чавшегося в снижении активности ГТ и содер-

продуктов свободнорадикального окисления,

жания GSH на фоне повышения активности

восстановлению активности компонентов

СОД, каталазы, ГП и ГР [42, 43]. Хотя не суще-

АОС и торможению воспалительного ответа

ствует однозначного мнения о состоянии АОС

у экспериментальных животных. Кроме того,

при РА, хорошо известно, что сдвиг проокси-

имеются сведения о том, что потребление

дантно-антиоксидантного баланса в сторону

антиоксидантов с пищей способствует смяг-

избыточного формирования АФК является

чению воспалительных состояний и улучше-

одним из ключевых факторов дальнейшей ак-

нию функции антиоксидантных ферментов у

тивации воспаления и деструкции тканей при

пациентов с РА [38]. Для SkQ1 также известна

патологии [44]. Как показали полученные в

противовоспалительная активность. В част-

настоящей работе результаты, применение ми-

ности, применение данного соединения нор-

тохондриально-направленного антиоксиданта

мализовывало воспалительный ответ, сни-

SkQ1 способствовало изменению активности

жая содержание нейтрофилов и увеличивая

СОД, каталазы, ГП, ГР, ГТ, а также содержа-

содержание макрофагов в процессе заживле-

ния GSH у крыс с РА в направлении показа-

ния ран [39, 40], что достигалось посредством

телей контрольной группы. Очевидно, что

снижения уровня митохондриальных АФК и

реализация антиоксидантного эффекта SkQ1

сопутствующей активации NLRP3 инфламма-

в митохондриях являлась главной причиной

сомы. Необходимо отметить некоторое пре-

нормализации функционирования компонен-

имущество использования митохондриально-

тов АОС у крыс с патологией. Имеются све-

направленных антиоксидантов по сравнению

дения, что некоторые медиаторы воспаления,

с антиокислителями, не обладающими спо-

такие как интерлейкин 1β и фактор некроза

собностью накапливаться преимущественно

опухоли α, могут вызывать изменения функ-

в митохондриях. В частности, введение зинге-

ционирования митохондрий. Параллельно с

рона и витамина Е животным с эксперимен-

этим окислительный стресс, индуцируемый в

тальным артритом, как упоминалось выше,

условиях активации аутоиммунного ответа и

способствовало снижению выраженности па-

гипоксии в воспалённых суставах, увеличива-

тологии и воспалительных процессов [35, 37],

ет количество мутаций в мтДНК и выработку

однако для достижения данного эффекта тре-

АФК митохондриями, способствуя ещё более

бовалось использовать гораздо более высокие

сильной активизации воспаления [33, 45].

дозировки данных соединений: 128 и 290 ты-

Таким образом, механизм действия SkQ1 за-

сяч нмоль/кг соответственно, по сравнению

ключался, по-видимому, в разрывании пороч-

с 1250 и 650 нмоль/кг для SkQ1. Фанхинолин

ного круга нарушения функции митохондрий,

оказывал протекторный эффект в дозиров-

сопряжённого с усиленной генерацией АФК

ках, сравнимых с использованными в настоя-

и дальнейшей активацией воспалительной ре-

щей работе [36], но введение данного соеди-

акции посредством высвобождения DAMPs,

нения продолжалось на протяжении 21 дня, в

индукции NLRP3 инфламмасомы и сигналь-

то время как SkQ1 вводили 7 дней. Достаточно

ного пути NF-κB.

высокую протекторную активность при экспе-

Основными поставщиками NADPH для вос-

риментальном РА продемонстрировал анти-

становления окисленного глутатиона и функ-

оксидант ресвератрол, понижавший степень

ционирования глутатионовой АОС являются

повреждения синовиальной ткани и тормозив-

Г6ФДГ и NADP-ИДГ. Развитие патологии было

ший активацию иммунных клеток [41]. В то же

сопряжено с увеличением активности данных

время ресвератрол использовался в дозировке,

ферментов в тканях крыс, что могло иметь

превышающей таковую для SkQ1 примерно

адаптивное значение в связи с возрастанием

в 44 раза, и вводился 2 месяца. Данные раз-

потребности в NADPH глутатионовой АОС

личия подтверждают, что ингибирование сво-

при интенсификации процессов свободнора-

боднорадикального окисления в митохондри-

дикального окисления на фоне РА [42]. Кроме

ях является одним из наиболее эффективных

того, NADPH при патологии мог интенсивно

способов смягчения АФК-опосредованного

потребляться активированными нейтрофила-

воспаления, поддерживающего прогрессиро-

ми, обильно производящими супероксидный

вание аутоиммунного ответа и развитие деге-

анион-радикал и вносящими существенный

неративных изменений в суставах.

вклад в поддержание воспалительного ответа

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

348

КРЫЛЬСКИЙ и др.

и разрушение суставов [46]. Вместе с тем про-

сти свободнорадикального окисления и изме-

ведённые нами исследования продемонстри-

нению активности антиоксидантных, NADPH-

ровали понижение активности NADP-ИДГ в

генерирующих ферментов, содержания GSH

сердце животных с РА. Имеются литературные

и цитрата в направлении значений контроль-

данные, свидетельствующие о том, что в сер-

ной группы. Улучшение окислительно-восста-

дечной ткани в условиях развития адъювант-

новительного баланса в тканях крыс с РА под

индуцированного артрита в существенных

действием SkQ1 приводило к нормализации

количествах накапливается

4-гидроксиноне-

параметров иммунного статуса, что, по-види-

наль - конечный продукт пероксидного окис-

мому, было обусловлено торможением АФК-

ления омега-6-полиненасыщенных жирных

опосредованной активизации воспаления

кислот. 4-Гидроксиноненаль образует аддукты

и аутоиммунного ответа. По совокупности

с NADP-ИДГ, инактивируя тем самым данный

анализируемых показателей дозировка SkQ1

фермент [47]. Введение животным с патологи-

1250 нмоль/кг оказывала более выраженный

ей SkQ1 приводило к изменению активности

эффект.

NADPH-генерирующих ферментов в направ-

лении контроля, что, очевидно, было сопряже-

Вклад авторов. Е.Д. Крыльский, Т.Н. По-

но с нормализацией активности ГП и ГР под

пова - концепция и руководство работой;

действием тестируемого соединения. Помимо

Д.А. Жаглин, Г.А. Разуваев, С.А. Олейник -

этого, снижение интенсивности воспалитель-

проведение экспериментов; Е.Д. Крыльский,

ных процессов под действием SkQ1 могло так-

Т.Н. Попова - обсуждение результатов иссле-

же вносить вклад в уменьшение потребности

дования, написание текста статьи.

NADPH-оксидазы в NADPH. Известно, что

Благодарности. Авторы выражают благо-

Г6ФДГ играет важную роль не только в поддер-

дарность директору НИИ физико-химической

жании редокс-баланса клеток путём поставки

биологии имени А.Н. Белозерского МГУ, ака-

NADPH для глутатионовой АОС, но и в под-

демику РАН Скулачёву В.П. за предоставление

держании работы NADPH-оксидазы и воспа-

SkQ1 для проведения данного исследования,

лительного ответа [48, 49]. В данном свете нор-

постоянное внимание, плодотворное обсужде-

мализация активности Г6ФДГ и NADP-ИДГ

ние результатов исследований и ценные реко-

выглядит как возможный подход к снижению

мендации при выполнении работы. Авторы

интенсивности генерации АФК при патологи-

также выражают признательность генераль-

ях, сопряжённых с воспалением. Активность

ному директору ООО «Митотех», ведущему

NADP-ИДГ в сердце крыс с РА при введении

научному сотруднику НИИ физико-химиче-

SkQ1 восстанавливалась и несколько превы-

ской биологии имени А.Н. Белозерского МГУ,

шала значения активности для контрольной

к.б.н. Скулачёву М.В. за помощь при интер-

группы. По-видимому, вследствие улучшения

претации и обсуждении полученных результа-

оксидативного статуса в клетках сердца под

тов, а также полезные рекомендации для напи-

действием тестируемого соединения суще-

сания представленной рукописи.

ственно снижалась концентрация 4-гидрокси-

Конфликт интересов. Авторы заявляют об

ноненаля, инактивируюшего NADP-ИДГ, что

отсутствии конфликта интересов.

давало возможность компенсировать потреб-

Соблюдение этических норм. Все процеду-

ность в NADPH данным компонентом метабо-

ры, выполненные в исследованиях с участием

лизма при окислительном стрессе, вызванном

животных, соответствовали этическим стан-

полным адъювантом Фрейнда.

дартам учреждения, в котором проводились

Таким образом, введение крысам с РА

исследования, и утверждённым правовым ак-

SkQ1 способствовало снижению интенсивно-

там РФ и международных организаций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Radu, A. F., and Bungau, S. G. (2021) Management

regarding novel biomarkers and add-on therapies,

of rheumatoid arthritis: an overview, Cells, 10, 2857,

Oxid. Med. Cell. Longev.,

2019,

7536805, doi:

doi: 10.3390/cells10112857.

10.1155/2019/7536805.

2. Da Fonseca, L. J. S., Nunes-Souza, V., Goulart,

3. Phull, A. R., Nasir, B., Ul Haq, I., and Kim, S. J.

M. O. F., and Rabelo, L. A. (2019) Oxidative stress

(2018) Oxidative stress, consequences and ROS

in rheumatoid arthritis: what the future might hold

mediated cellular signaling in rheumatoid arthritis,

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1349

Chem. Biol. Interact., 281, 121-136, doi: 10.1016/

15.

Behl, T., Upadhyay, T., Singh, S., Chigurupati, S.,

j.cbi.2017.12.024.

Alsubayiel, A. M., Mani, V., Vargas-De-La-Cruz, C.,

Ferreira, H. B., Melo, T., Paiva, A., and Domingues,

Uivarosan, D., Bustea, C., Sava, C., Stoicescu, M.,

M. R. (2021) Insights in the role of lipids, oxidative

Radu, A. F., Bungau, S. G.

(2021) Polyphenols

stress and inflammation in rheumatoid arthritis

targeting MAPK mediated oxidative stress and

unveiled by new trends in lipidomic investigations,

inflammation in rheumatoid arthritis, Molecules, 26,

Antioxidants, 10, 45, doi: 10.3390/antiox10010045.

6570, doi: 10.3390/molecules26216570.

Mititelu, R. R., Pădureanu, R., Băcănoiu, M.,

16.

Fan, X. X., Xu, M. Z., Leung, E. L. H., Jun, C.,

Pădureanu, V., Docea, A. O., Calina, D., Barbulescu,

Yuan, Z., and Liu, L.

(2020) ROS-responsive

A. L., and Buga, A. M. (2020) Inflammatory and

berberine polymeric micelles effectively suppressed

oxidative stress markers - mirror tools in rheuma-

the inflammation of rheumatoid arthritis by targeting

toid arthritis, Biomedicines, 8, 125, doi: 10.3390/

mitochondria, Nano Micro Lett., 12, 76, doi: 10.1007/

biomedicines8050125.

s40820-020-0410-x.

Del Buono, M., Abbate, A., and Toldo, S. (2018)

17.

D’Amico, D., Olmer, M., Fouassier, A. M., Valdés, P.,

Interplay of inflammation, oxidative stress and

Andreux, P. A., Rinsch, C., and Lotz, M.

(2022)

cardiovascular disease in rheumatoid arthritis, Heart,

Urolithin A improves mitochondrial health, reduces

104, 1991-1992, doi: 10.1136/heartjnl-2018-313313.

cartilage degeneration, and alleviates pain in

Radovanović-Dinić, B., Tešić-Rajković, S., Zivkovic, V.,

osteoarthritis, Aging Cell, 21, e13662, doi: 10.1111/

and Grgov, S. (2018) Clinical connection between

acel.13662.

rheumatoid arthritis and liver damage, Rheumatol.

18.

Сенокосова Е. А., Крутицкий С. С., Груздева О. В.,

Int., 38, 715-724, doi: 10.1007/s00296-018-4021-5.

Антонова Л. В., Скулачев М. В., Григорьев Е. В.

Steinz, M. M., Santos-Alves, E., and Lanner, J. T.

(2022) Исследование антиоксидантного эффекта

(2020) Skeletal muscle redox signaling in rheumatoid

митохондриально-направленного антиоксиданта

arthritis, Clin. Sci., 134, 2835-2850, doi: 10.1042/

SkQ1 на модели изолированного сердца крысы,

CS20190728.

Общая реаниматология, 18, 36-44, doi: 10.15360/

Lee, S. H., Chang, D. K., Goel, A., Boland, C. R.,

1813-9779-2022-4-36-44.

Bugbee, W., Boyle, D. L., Firestein, G. S. (2003) Mi-

19.

Skulachev, V. P., Anisimov, V. N., Antonenko, Y. N.,

crosatellite instability and suppressed DNA repair en-

Bakeeva, L. E., Chernyak, B. V., Erichev, V. P.,

zyme expression in rheumatoid arthritis, J. Immunol.,

Filenko, O. F., Kalinina, N. I., Kapelko, V. I.,

170, 2214-2220, doi: 10.4049/jimmunol.170.4.2214.

Kolosova, N. G., Kopnin, B. P., Korshunova, G. A.,

10.

Biniecka, M., Fox, E., Gao, W., Ng, C. T., Veale,

Lichinitser, M. R., Obukhova, L. A., Pasyukova, E. G.,

D. J., Fearon, U., and O’Sullivan, J. (2011) Hypoxia

Pisarenko, O. I., Roginsky, V. A., Ruuge, E. K.,

induces mitochondrial mutagenesis and dysfunction

Senin, I. I., Severina, I. I., Skulachev, M. V., Spivak,

in inflammatory arthritis, Arthritis Rheum., 63, 2172-

I. M., Tashlitsky, V. N., Tkachuk, V. A., Vyssokikh,

2182, doi: 10.1002/art.30395.

M. Y., Yaguzhinsky, L. S., and Zorov, D. B. (2009)

11.

Harty, L. C., Biniecka, M., O’Sullivan, J., Fox, E.,

An attempt to prevent senescence: a mitochondrial

Mulhall, K., Veale, D. J., and Fearon, U. (2012) Mi-

approach, Biochim. Biophys. Acta, 1787, 437-461,

tochondrial mutagenesis correlates with the local in-

doi: 10.1016/j.bbabio.2008.12.008.

flammatory environment in arthritis, Ann. Rheum.

20.

Wei, Y., Troger, A., Spahiu, V., Perekhvatova, N.,

Dis., 71, 582-588, doi: 10.1136/annrheumdis-2011-

Skulachev, M., Petrov, A., Chernyak, B., and Asbell, P.

200245.

(2019) The role of SKQ1 (visomitin) in inflammation

12.

Kan, S., Duan, M., Liu, Y., Wang, C., and Xie, J.

and wound healing of the ocular surface, Ophthalmol.

(2014) Role of mitochondria in physiology of

Ther., 8, 63-73, doi: 10.1007/s40123-018-0158-2.

chondrocytes and diseases of osteoarthritis and

21.

Andreev-Andrievskiy, A. A., Kolosova, N. G., Ste-

rheumatoid arthritis, Cartilage, 13, 1102S-1121S, doi:

fanova, N. A., Lovat, M. V., Egorov, M. V., Manskikh,

10.1177/19476035211063858.

V. N., Zinovkin, R. A., Galkin, I. I., Prikhodko,

13.

Oğul, Y., Gür, F., Cengiz, M., Gür, B., Sarı, R. A.,

A. S., Skulachev, M. V., and Lukashev, A. N. (2016)

and Kızıltunç, A. (2021) Evaluation of oxidant and

Efficacy of mitochondrial antioxidant plastoquinonyl-

intracellular anti-oxidant activity in rheumatoid ar-

decyl-triphenylphosphonium bromide (SkQ1) in the

thritis patients: in vivo and in silico studies, Int. Im-

rat model of autoimmune arthritis, Oxid. Med. Cell.

munopharmacol., 97, 107654, doi: 10.1016/j.intimp.

Longev., 2016, 8703645, doi: 10.1155/2016/8703645.

2021.107654.

22.

Taurog, J. D., Argentieri, D. C., McReynolds, R. A.

14.

Mateen, S., Moin, S., Khan, A. Q., Zafar, A., Fatima, N.,

(1988) Adjuvant arthritis, Methods Enzymol., 162, 339-

and Shahzad, S. (2017) Role of hydrotherapy in

355, doi: 10.1016/0076-6879(88)62089-1.

the amelioration of oxidant-antioxidant status in

23.

Луговская С. А., Морозова В. Т., Почтарь М. Е.,

rheumatoid arthritis patients, Int. J. Rheum. Dis., 21,

Долгов В. В. (2014) Лабораторная гематология,

1822-1830, doi: 10.1111/1756-185X.13118.

Триада, Тверь.

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

350

КРЫЛЬСКИЙ и др.

24.

Piskarev, I. M., Trofimova, S. V., Ivanova, I. P., and

Biomed. Pharmacother., 111, 142-150, doi: 10.1016/

Burkhina, O. E. (2015) Investigation of the level of

j.biopha.2018.12.043.

free-radical processes in substrates and biological

37.

Dai, W., Qi, C., and Wang, S. (2018) Synergistic

samples using induced chemiluminescence, Biophysics,

effect of glucosamine and vitamin E against

60, 400-408, doi: 10.1134/S0006350915030148.

experimental rheumatoid arthritis in neonatal rats,

25.

Recknagel, R. O., and Ghoshal, A. K.

(1966)

Biomed. Pharmacother., 105, 835-840, doi: 10.1016/

Lipoperoxidation of rat liver microsomal lipids

j.biopha.2018.05.136.

induced by carbon tetrachloride, Nature, 210, 1162-

38.

Arablou, T., Aryaeian, N., Djalali, M., Shahram, F.,

1163, doi: 10.1038/2101162a0.

and Rasouli, L. (2019) Association between dietary

26.

Nishikimi, M., Rao, N. A., and Yagi, K. (1972) The

intake of some antioxidant micronutrients with some

occurrence of superoxide anion in the reaction of

inflammatory and antioxidant markers in active

reduced phenazine methosulphate and molecular

rheumatoid arthritis patients, Int. J. Vitamin Nutr. Res.,

oxygen, Biochem. Biophys. Res. Commun.,

46,

89, 238-245, doi: 10.1024/0300-9831/a000255.

849-864, doi: 10.1016/s0006-291x(72)80218-3.

39.

Demyanenko, I. A., Popova, E. N., Zakharova, V. V.,

27.

Góth, L. (1991) A simple method for determination

Ilyinskaya, O. P., Vasilieva, T. V., Romashchenko,

of serum catalase activity and revision of reference

V. P., Fedorov, A. V., Manskikh, V. N., Skulachev,

range, Clin. Chim. Acta, 196, 143-151, doi: 10.1016/

M. V., Zinovkin, R. A., Pletjushkina, O. Y., Skulachev,

0009-8981(91)90067-m.

V. P., and Chernyak, B. V.

(2015) Mitochondria-

28.

Paglia, D. E., and Valentine, W. N. (1967) Studies

targeted antioxidant SkQ1 improves impaired dermal

on the quantitative and qualitative characterization of

wound healing in old mice, Aging (Albany NY), 7,

erythrocyte glutathione peroxidase, Lab. Clin. Med.,

475-485, doi: 10.18632/aging.100772.

70, 158-169.

40.

Demyanenko, I. A., Zakharova, V. V., Ilyinskaya,

29.

Zanetti, G. (1979) Rabbit liver glutathione reductase.

O. P., Vasilieva, T. V., Fedorov, A. V., Manskikh,

Purification and properties, Arch. Biochem. Biophys.,

V. N., Zinovkin, R. A., Pletjushkina, O. Y., Chernyak,

198, 241-246, doi: 10.1016/0003-9861(79)90415-6.

B. V., Skulachev, V. P., and Popova, E. N.

(2017)

30.

Warholm, M., Guthenberg, C., Von Bahr, C., and

Mitochondria-targeted antioxidant SkQ1 improves

Mannervik, B.

(1985) Glutathione transferases

dermal wound healing in genetically diabetic mice,

from human liver, Method Enzymol., 113, 499-504,

Oxid. Med. Cell. Longev.,

2017,

6408278, doi:

doi: 10.1016/s0076-6879(85)13065-x.

10.1155/2017/6408278.

31.

Ellman, G. L.

(1959) Tissue sulfhydryl groups,

41.

Riveiro-Naveira, R. R., Valcárcel-Ares, M. N., Almonte-

Arch Biochem Biophys.,

82,

70-77, doi:

10.1016/

Becerril, M., Vaamonde-García, C., Loureiro, J.,

0003-9861(59)90090-6.

Hermida-Carballo, L., López-Peláez, E., Blanco, F. J.,

32.

Афанасьев В. Г., Зайцев В. С., Вольфсон Т. И.

López-Armada, M. J.

(2016) Resveratrol lowers

(1973) К микрометоду определения лимонной

synovial hyperplasia, inflammatory markers and

кислоты в сыворотке крови с помощью фотоэлек-

oxidative damage in an acute antigen-induced arthritis

троколориметра, Лаб. дело, 4, 115-116.

model, Rheumatology, 55, 1889-1900, doi: 10.1093/

33.

López-Armada, M. J., Fernández-Rodríguez, J. A.,

rheumatology/kew255.

and Blanco, F. J. (2022) Mitochondrial dysfunction

42.

Kryl’skii, E. D., Popova, T. N., and Kirilova, E. M.

and oxidative stress in rheumatoid arthritis,

(2015) Activity of glutathione antioxidant system and

Antioxidants, 11, 1151, doi: 10.3390/antiox11061151.

NADPH-generating enzymes in rats with experimental

34.

Liu, R. Z., Zhang, S., Zhang, W., Zhao, X. Y., and

rheumatoid arthritis, Bull. Exp. Biol. Med., 160, 24-27,

Du, G. H. (2023) Baicalein attenuates brain iron ac-

doi: 10.1007/s10517-015-3089-0.

cumulation through protecting aconitase 1 from

43.

Крыльский Е. Д., Попова Т. Н., Кирилова Е. М.,

oxidative stress in rotenone-induced Parkinson’s

Сафонова О. А. (2016) Воздействие липоевой кис-

disease in rats, Antioxidants, 12, 12, doi: 10.3390/

лоты на активность каспаз, показатели иммун-

antiox12010012.

ного и антиоксидантного статуса при ревматоид-

35.

Bashir, N., Ahmad, S. B., Rehman, M. U., Muza-

ном артрите у крыс, Биоорг. химия, 42, 431-439,

mil, S., Bhat, R. R., Mir, M. U. R., Shazly, G. A.,

doi: 10.7868/S0132342316040138.

Ibrahim, M. A., Elossaily, G. M., Sherif, A. Y., and

44.

Ponist, S., Zloh, M., and Bauerova, K. (2019) in

Kazi, M. (2021) Zingerone (4-(four-hydroxy-3-methyl-

Animal Models in Medicine and Biology (Tvrdá, E., and

phenyl) butane-two-1) modulates adjuvant-induced

Yenisetti, S. C., eds), IntechOpen, London, pp. 195-

rheumatoid arthritis by regulating inflammatory cy-

216.

tokines and antioxidants, Redox Rep., 26, 62-70,

45.

Cai, W. W., Yu, Y., Zong, S. Y., and Wei, F. (2020)

doi: 10.1080/13510002.2021.1907518.

Metabolic reprogramming as a key regulator in the

36.

Lu, S., Liu, T., Li, H., and Fan, H. (2019) Fangchin-

pathogenesis of rheumatoid arthritis, Inflamm. Res.,

oline supplementation attenuates inflammatory mark-

69, 1087-1101, doi: 10.1007/s00011-020-01391-5.

ers in experimental rheumatoid arthritis-induced rats,

46.

Benna, J. E., Hayem, G., Dang, P. M. C., Fay,

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023

ВОЗДЕЙСТВИЕ SkQ1 НА АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ ПРИ РА

1351

M., Chollet-Martin, S., Elbim, C., Meyer, O., and

Glucose-6-phosphate dehydrogenase inhibition

Gougerot-Pocidalo, M. A. (2002) NADPH oxidase

attenuates acute lung injury through reduction in

priming and p47phox phosphorylation in neutrophils

NADPH oxidase-derived reactive oxygen species,

from synovial fluid of patients with rheumatoid

Clin. Exp. Immunol.,

191,

279-287, doi:

10.1111/

arthritis and spondylarthropathy, Inflammation, 26,

cei.13097.

273-278, doi: 10.1023/a:1021460517468.

49. Martínez-Navarro, F. J., Martínez-Morcillo, F. J.,

47. Shi, Q., Abusarah, J., Baroudi, G., Fernandes, J. C.,

López-Muñoz, A., Pardo-Sánchez, I., Martínez-

Fahmi, H., and Benderdour, M. (2012) Ramipril

Menchón, T., Corbalán-Vélez, R., Cayuela, M. L.,

attenuates lipid peroxidation and cardiac fibrosis in an

Pérez-Oliva, A. B., García-Moreno, D., and Mulero, V.

experimental model of rheumatoid arthritis, Arthritis

(2020) The vitamin B6-regulated enzymes PYGL

Res. Ther., 14, R223, doi: 10.1186/ar4062.

and G6PD fuel NADPH oxidases to promote skin

48. Nadeem, A., Al-Harbi, N. O., Ahmad, S. F., Ibrahim,

inflammation, Dev. Comp. Immunol., 108, 103666,

K. E., Siddiqui, N., and Al-Harbi, M. M.

(2018)

doi: 10.1016/j.dci.2020.103666.

SkQ1 IMPROVES IMMUNE STATUS

AND NORMALISES THE ACTIVITY OF ANTIOXIDANT

AND NADPH-GENERATING ENZYMES IN ADJUVANT-INDUCED

RHEUMATOID ARTHRITIS IN RATS

E. D. Kryl’skii*, T. N. Popova, D. A. Zhaglin, G. A. Razuvaev, and S. A. Oleynik

Voronezh State University, 394018 Voronezh, Russia; e-mail: evgenij.krylsky@yandex.ru

Rheumatoid arthritis (RA) is a severe systemic autoimmune inflammatory disease. Oxidative stress and

excessive formation of mitochondrial reactive oxygen species (ROS) are now considered to be the central

pathogenetic mechanisms of connective tissue component destruction and the factors responsible for a

highly active inflammatory process and autoimmune response. The aim of the present work was to evaluate

the effect of mitochondrial-directed antioxidant

10-(6′-plastoquinonyl)decyltriphenylphosphonium

(SkQ1) on immune status, intensity of free radical-induced oxidation and functioning of antioxidant

system (AOS) and NADPH-generating enzymes in rats with adjuvant-induced RA. Laboratory animals

were divided into 4 groups: a control group; a group of animals with RA; animals injected intraperitoneally

with SkQ1 at a dose of 1250 nmol/kg every 24 hours during the next 8 days from day 7 of RA development,

and animals given SkQ1 at a dose of 625 nmol/kg according to the above scheme. Material for the study

was taken on day 15 after the start of the experiment. The rate of erythrocyte sedimentation, the level of

circulating immune complexes, and the concentration of immunoglobulins A, M and G were determined

in rats by enzyme immunoassay. The intensity of free radical-induced oxidation was assessed by iron-

induced biochemiluminescence, diene conjugate content and aconitate hydratase activity. Enzyme activity

and metabolite content in animal tissues were analysed spectrophotometrically. The results of the work

showed that the development of RA was associated with an increase in the indicators of immune response

and intensity of free radical-induced oxidation. The development of an imbalance in AOS functioning

and an increase in the activity of NADPH-generating enzymes was also observed. The administration of

SkQ1 resulted in a dose-dependent change in the oxidative status indicators towards the control, which was

accompanied by the normalization of the immune status parameters. It seems that the tested compound

decreased the level of mitochondrial ROS, resulting in an inhibition of the inflammatory response. The

consequence of these changes could be inhibition of free radical generation by immunocompetent cells and

subsequent mitigation of the severity of oxidative stress in the tissues.

Keywords: 10-(6′-plastoquinonyl)decyltriphenylphosphonium, rheumatoid arthritis, oxidative stress, immune status,

immunoglobulins, antioxidant system

БИОХИМИЯ том 88 вып. 8 2023