Исследование по поиску новых биологически активных веществ, обладающих антиоксидантными свойствами, провели ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 5 августа сообщает пресс-служба вуза.

Антиоксидантами называют вещества, способные предотвращать или замедлять образование свободных радикалов в живом организме, которые могут повреждать клетки, ДНК и белки, вызывая у человека различные заболевания, в том числе сердечно-сосудистые, рак, диабет, а также процесс старения организма.

Отсюда вытекает важность изучения биологически активных веществ с антиоксидантными свойствами и как можно более расширять спектр таких соединений, так как разные ситуации требуют использования разных антиоксидантов.

Дыхание с использованием кислорода является важнейшей основой жизни аэробных организмов. В процессе дыхания образуются активные формы кислорода (АФК), азота (АФА) и серы, которые в своем большинстве содержат неспаренные электроны, т. е. являются радикалами и используются в различных физиологических процессах организма.

Они участвуют в передаче сигналов внутри клетки, в регуляции противовоспалительного ответа и используются клетками иммунной системы в борьбе с патогенами.

Однако образование АФК или АФА в чрезмерном количестве или не там, где это происходит при нормальном физиологическом процессе, может привести к так называемому окислительному стрессу и повреждению и даже гибели клеток.

В научно-образовательном центре прикладных химических и биологических исследований ПНИПУ были проведены исследования по выявлению антиоксидантных свойств органических веществ в экспериментах in vitro («в пробирке»).

Старший преподаватель кафедры химические технологии ПНИПУ Галина Триандафилова рассказала:

«В наших экспериментах использовались так называемые химические и биологические тестовые системы на основе эритроцитов. Мы изучали, как различные органические вещества снижают уровень радикалов в растворе или насколько помогают сохранить целостность стенок эритроцитов и прекратить перекисное окисление липидов».

Практика показала, что разные тесты могут отражать разные механизмы действия, поэтому исследователям для получения достоверных данных о наличии или отсутствии у вещества антиоксидантной активности пришлось проводить несколько тестов обоих типов — «на наличие» и «на отсутствие».

«Мы протестировали более 200 веществ, синтезированных в ПНИПУ и в лабораториях наших партнеров, и нашли антиоксиданты, о которых до этого не было известно», — сообщила Галина Триандафилова.

В ходе исследования антиоксидантных свойств некоторых веществ ученые столкнулись с проблемой плохой растворимости органических соединений в воде, которая может отразиться на точности результатов тестирования in vitro, дав ложноположительный или ложноотрицательный результат.

О том, как исследователи решали эту проблему, рассказала доцент кафедры химические технологии ПНИПУ кандидат химических наук Ольга Красных:

«Мы провели ряд экспериментов по оптимизации методики определения антиоксидантной активности путем добавления солюбилизаторов (поверхностно-активных веществ, способствующих растворению труднорастворимых ингредиентов — прим. ИА Красная Весна) в различных концентрациях и комбинациях с растворителями».

Ее рассказ дополнила студентка кафедры химия и биотехнология ПНИПУ Валерия Максимова, участвовавшая в экспериментах:

«В результате исследования мы обнаружили такие комбинации, которые не стоит использовать в тестах с эритроцитами, потому что они разрушают мембраны клеток, что приводит к некорректным результатам. При этом проблемными могут быть не только ионогенные ПАВы — как додецилсульфат, но и неионогенные — как Тритон Х. Наиболее подходящим для использования показал себя хорошо доступный полиэтиленгликоль».

Решив проблему с растворимостью, ученые Пермского Политеха синтезировали и изучили вещества с разными механизмами антиоксидантного действия, обнаружив новые перспективные соединения среди оксопроизводных ациклических и гетероциклических соединений.

Их исследование расширило область изученных биологически активных веществ, обладающих защитными свойствами, которые потенциально могут быть использованы для создания лекарственных препаратов широкого спектра применений, а также косметических средств.

Результаты исследования ученые ПНИПУ представили в статье «Антимикробная и антиоксидантная активность некоторых азотсодержащих гетероциклов и их ациклических аналогов», опубликованной в Indian Journal of Microbiology № 64, 2024 г.