Skirtingų seleno junginių poveikio laboratorinių pelių antioksidantinei sistemai bei mikroelementų homeostazei palyginimas
Konsultantas / Consultant | |
Recenzentas / Reviewer |
Darbo tikslas: Įvertinti ir palyginti skirtingų seleno junginių ilgalaikį poveikį mikroelementų homeostazei, lipidų peroksidacijai ir antioksidantinių baltymų mRNR raiškai bei aktyvumui laboratorinių BALB/c pelių organuose. Darbo uždaviniai: 1. Įvertinti selenometionino ir natrio selenito poveikį laboratorinių pelių kūno masės ir smegenų, kepenų bei inkstų masės pokyčiams. 2. Nustatyti seleno koncentracijas laboratorinių pelių, girdytų selenometionino ir natrio selenito tirpalais, kraujyje, smegenyse bei kepenyse. 3. Nustatyti geležies, vario ir cinko koncentracijas laboratorinių pelių kraujyje, smegenyse bei kepenyse po ilgalaikio selenometionino ir natrio selenito tirpalų girdymo. 4. Įvertinti selenometionino ir natrio selenito poveikį lipidų peroksidacijos žymens malondialdehido susidarymui laboratorinių pelių kraujyje, smegenyse bei kepenyse. 5. Įvertinti selenometionino ir natrio selenito poveikį antioksidantinės sistemos fermentų superoksido dismutazės ir katalazės aktyvumui laboratorinių pelių smegenyse bei kepenyse. 6. Įvertinti selenometionino ir natrio selenito poveikį antioksidantinių baltymų superoksido dismutazės, katalazės bei seleno baltymo P mRNR raiškai laboratorinių pelių smegenyse ir kepenyse. Tyrimo objektas ir metodai: Eksperimentai atlikti su 4 – 6 savaičių amžiaus BALB/c pelėmis, 8 savaites girdytomis selenometionino (SeMet) arba natrio selenito (Na2SeO3) tirpalu (0,2 mg Se/kg k. m.). Tyrimams naudotas pelių kraujas, kepenys, smegenys. Lipidų peroksidacijos žymens malondialdehido kiekis, antioksidantinių fermentų superoksido dismutazės ir katalazės aktyvumai įvertinti spektrofotometriniu metodu. Mikroelementų koncentracijos nustatytos induktyviai susietos plazmos masių spektrometrijos metodu.Cat,Sod1,SelenoPraiška įvertinta kiekybinės tikro laiko polimerazės grandininės reakcijos ir ΔΔCt metodais. Rezultatai: Po 8 savaičių trukmės Na2SeO3 ar SeMet vartojimo, padidėjo Se koncentracija kraujyje ir kepenyse, o smegenyse ji padidėjo tik po SeMet vartojimo. Po SeMet vartojimo sumažėjo Fe, Cu, Zn koncentracijos kraujyje, tačiau padidėjo smegenyse; kepenyse padidėjo tik Fe ir Zn koncentracijos. Po Na2SeO3 girdymo, padidėjo Cu koncentracija kraujyje, padidėjo Fe ir sumažėjo Cu koncentracijos kepenyse bei padidėjo Fe ir Cu koncentracijos smegenyse. Esant Na2SeO3 poveikiui, malondialdehido (MDA) kiekis kraujyje mažėjo, o kepenyse didėjo. Dėl SeMet poveikio, kraujyje ir smegenyse MDA koncentracija didėjo, o kepenyse mažėjo. Na2SeO3 ar SeMet tirpalu girdytų pelių kepenų katalazės aktyvumas mažėjo, o mRNR raiška didėjo; tuo tarpu smegenyse šio fermento aktyvumas didėjo, o mRNR raiška didėjo tik vartojant Na2SeO3. Kepenų superoksido dismutazės aktyvumą bei mRNR raišką didino Na2SeO3 vartojimas. Esant SeMet poveikiui, kepenų SOD aktyvumas mažėjo, o mRNR raiška didėjo. Smegenų SOD aktyvumas didėjo dėl SeMet poveikio, o raiška – dėl Na2SeO3 poveikio. Seleno baltymo P mRNR raiška kepenyse didėjo po organinio ir neorganinio Se vartojimo, o smegenyse didėjo po Na2SeO3 vartojimo ir mažėjo po SeMet vartojimo. Tyrimo išvados: Dėl ilgalaikio SeMet vartojimo per os, Se koncentracija pelių kraujyje buvo 1,7 karto, o kepenyse – 2,1 karto didesnė, lyginant su Na2SeO3 vartojimu. Didelė Se koncentracija smegenyse susikaupė tik po SeMet vartojimo. Pelių girdymas SeMet ar Na2SeO3 tirpalu sutrikdė Fe, Cu ir Zn homeostazę kraujyje, smegenyse ir kepenyse. Esant SeMet poveikiui, malondialdehido koncentracija kepenyse sumažėjo, kraujyje ir smegenyse padidėjo; esant Na2SeO3 poveikiui, kepenyse malondialdehido koncentracija padidėjo, o kraujyje ir smegenyse sumažėjo. Tiek organinis, tiek neorganinis Se darė įtaką katalazės ir superoksido dismutazės aktyvumams bei Cat, Sod1, SelenoP raiškai, tačiau šie pokyčiai skyrėsi priklausomai nuo organo ir Se formos.
Aim of study: To evaluate and compare the long-term effects of different selenium compounds on trace element homeostasis, lipid peroxidation, and antioxidant protein mRNA expressionand functional activity in the organs of laboratory BALB/c mice. Objectives: 1. To assess the effects of selenomethionine and sodium selenite on alterations in body weight and the mass changes of the brain, liver, and kidneys in laboratory mice. 2. To quantify selenium concentrations in the blood, brain, and liver of laboratory mice administered selenomethionine and sodium selenite solutions. 3. To assess the concentration of iron, copper, and zinc concentrations in the blood, brain, and liver of laboratory mice following long-term administration of selenomethionine and sodium selenite solutions. 4. To evaluate the effects of selenomethionine and sodium selenite on malondialdehyde formation, a index of lipid peroxidation, in the blood, brain, and liver of laboratory mice. 5. To assess the effects of selenomethionine and sodium selenite on the activity of the antioxidant enzymes superoxide dismutase and catalase in the brain and liver of laboratory mice. 6. To evaluate the effects of selenomethionine and sodium selenite on the mRNA expression of antioxidant proteins - superoxide dismutase, catalase, and selenoprotein P – in the brain and liver of laboratory mice. Materials and methods: Experiments were performed on 4 – 6 week-old BALB/c mice, which were orally administrated with solution of selenomethionine (SeMet) or sodium selenite (Na2SeO3) at a dose of 0.2 mg Se/kg body weight for 8 weeks. Mouse blood, liver and brain tissues were collected for the spectrophotometric analysis of malondialdehyde levels and the activities of the antioxidant enzymes superoxide dismutase and catalase. Trace element concentrations in tissue samples were measured by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP–MS). The expression levels of Cat, Sod1, and SelenoP genes were assessed by using quantitative real-time PCR and the ΔΔCt method. Results: Following 8 weeks of Na2SeO3 or SeMet administration, Se concentrations were elevated in the blood and liver, however, in the brain, an increase was observed only after treating with SeMet. Accordingly, following SeMet administration, concentrations of Fe, Cu, and Zn were reduced in the blood, whereas elevated levels were observed in the brain; in the liver, an increase only of Fe and Zn were observed. Following Na2SeO3 administration, Cu concentrations increased in the blood; in the liver, Cu levels decreased while iron Fe levels increased; and in the brain, both Fe and Cu concentrations were elevated. Na2SeO3 administration resulted in a decrease in malondialdehyde (MDA) levels in the blood, whereas MDA levels increased in the liver. SeMet exposure led to increased MDA concentrations in the blood and brain, with a reduction observed in the liver. In the liver, catalase activity decreased in mice admnistered with both Na2SeO3 and SeMet, while mRNA expression increased. Whereas in the brain, catalase activity was elevated. However, an increase in mRNA expression was observed only in the Na2SeO3 administered group. Na2SeO3 administration resulted in increased superoxide dismutase activity and elevated mRNA expression in the liver. Accordingly, SeMet administration resulted in decreased SOD activity in the liver, whereas mRNA expression was elevated. In the brain, SOD activity increased after SeMet treatment, while mRNR expression increased following Na2SeO3 treatment. Selenoprotein P mRNA expression in the liver increased following both organic and inorganic Se supplementation, whereas in the brain, it was elevated following Na2SeO3 treatment, however decreased after SeMet treatment. Conclusions: Long-term oral administration of SeMet led to 1.7 times higher Se concentrations in the blood and 2.1 times higher concentrations in the liver compared to Na2SeO3 treatment. A significant accumulation of Se in the brain occurred only after SeMet administration. Supplementation with SeMet or Na2SeO3 disrupted Fe, Cu, and Zn homeostasis in the blood, brain, and liver. Under the influence of SeMet, malondialdehyde levels decreased in the liver but increased in the blood and brain, whereas Na2SeO3 increased MDA levels in the liver and decreased them in the blood and brain. Both organic and inorganic selenium affected the activity of catalase and superoxide dismutase as well as the expression of Cat, Sod1, and SelenoP, although these changes varied depending on the organ and selenium form.