ΛΙΠΙΔΙΚΗ ΥΠΕΡΟΞΕΙΔΩΣΗ ΚΑΙ ΑΝΤΙΟΞΕΙΔΩΤΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΗΣ α-ΤΟΚΟΦΕΡΟΛΗΣ ΣΕ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΑΡΔΙΑΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΝΕΟΓΕΝΝΗΤΩΝ ΕΠΙΜΥΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΧΟΡΗΓΗΣΗ ΝΤΑΟΥΝΟΜΥΚΙΝΗΣ
Περίληψη
Η Νταουνομυκίνη (DNM) είναι ανθρακυκλίνη με υψηλή αντινεοπλασματική δράση, είναι όμως τοξική στα καρδιακά κύτταρα. Οι ανθρακυκλίνες μεταβολιζόμενες στο καρδιακό κύτταρο ανάγονται ενζυμικά σε ημικινόνες. Έτσι παράγονται ελεύθερες ρίζες οξυγόνου (OFRs) που προκαλούν υπεροξείδωση των λιπιδίων των κυτταρικών μεμβρανών. Σκοπός της μελέτης ήταν να εκτιμηθεί κατά πόσο η α-τοκοφερόλη συμβάλλει στην προστασία των καρδιακών κυττάρων νεογέννητων επίμυων (in νittro) από την τοξική επίδραση της DΝΜ και να διευκρινισθεί ο πιθανός προστατευτικός της ρόλος από τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου σε συνάρτηση με την DΤ-διαφοράση και την τρανσφεράση-S της γλουταθειόνης (GST). Αρχικά απομονώθηκαν και καθαρίσθηκαν καρδιακά κύτταρα από επίμυες Wistar τριών ημερών. Στη συνέχεια εκτιμήθηκαν οι τοξικές επιδράσεις της DNM, σε διάφορες συγκεντρώσεις, με μέτρηση της ενεργότητας της γαλακτικής δεϋδρογονάσης (LDH) που απελευθερώθηκε στο θρεπτικό υλικό από τα καρδιακά κύτταρα και μελετήθηκε η επίδραση της α-τοκοφερόλης σε αυτά. Τέλος μετρήθηκαν στα κύτταρα οι ειδικές ενεργότητες της DΤ-διαφοράσης και της τρανσφεράσης-S της γλουταθειόνης μετά από επώαση με DΝΜ και α-τοκοφερόλη. Όταν χορηγήθηκε στα κύτταρα 10μΜ α-τοκοφερόλη με διαφορετικές συγκεντρώσεις DNM, παρατηρήθηκε ένα μέγιστο τη δεύτερη ημέρα στην ενεργότητα της LDH, σε συγκέντρωση 10μg/ml DΝΜ. Με χορήγηση διαφορετικών συγκεντρώσεων α-τοκοφερόλης βρέθηκε 47% μείωση της ενεργότητας της LDH με 100μΜ α-τοκοφερόλης. Οι ειδικές ενεργότητες της DΤ διαφοράσης και της GST έδειξαν διέγερση 107% και 90% αντίστοιχα, μετά από επώαση με 0,2μg/ml DΝΜ, γεγονός που αποδεικνύει ότι τα ένζυμα αυτά λαμβάνουν μέρος στο μεταβολισμό της νταουνομυκίνης. Επώαση των κυττάρων με α-τοκοφερόλη και ταυτόχρονη χορήγηση 0,2μg/ml DNM είχε ως αποτέλεσμα, τη δεύτερη ημέρα επώασης, τη μείωση της ειδικής ενεργότητας, τόσο της DΤ-διαφοράσης κατά 48%, όσο και της GST κατά 30%.
Τα ευρήματα της εργασίας έδειξαν ότι προκλήθηκε λιπιδική υπεροξείδωση από τη νταουνομυκίνη in νitro. Αυτό έγινε εμφανές από τη διέγερση της DΤ-διαφοράσης και της GST. Η α-τοκοφερόλη μείωσε σημαντικά τη διέγερση αυτή αποδεικνύοντας τον ενδογενή προστατευτικό της ρόλο στα καρδιακά κύτταρα νεογέννητων επίμυων. Η καρδιοτοξική επίδραση των ανθρακυκλινών πιθανώς να μειωθεί μελλοντικά με την κλινική χρήση διαφόρων αντιοξειδωτικών ουσιών, όπως είναι η α-τοκοφερόλη.
Αναφορές
Baje LM, Ferrans VJ, Mayer RJ, Roberts WC, Henderson ES: Cardial ultrastructural changes induced by daunorubicin. Cancer Therapy, 1973; 32: 771-787.
Klugmann S, Bartoli KF, Decorti G, Goli D, Silvestri F. Adriamycin experimental cardiomyopathy in swiss mice. Different effects of two calcium antagonistic drugs on ADM-induced cardiomyopathy. Pharmac. Res. Commun., 1981; 13: 769-775.
Seraydarian MW, Atrazi L, Goodman MF. Adriamycin: Effect on mammalian cardial cells in culture. Cell population and energy metabolism. J. Mol. Cell. Cardio., 1977; 9: 375-385.
Olson ΗΜ, Young DM, Prieur DJ, De Roy AF, Regan RL. Electrolyte and morfologic alterations of myocardium in adriamycin - treated rabbits. Am. J. Pathol., 1977; 77: 439-450.
Young DM. Pathologic effects of adriamycin in experimental systems Cancer Chemother. Rep: 1975; 35: 159- 165.
Fioretti Α, Santilipo Α, Soldatti Μ, Bartzzoli C. Immunological studies in adriamycin-induced myocardiopathy in rabbits. IRCS: 1974, pp 2.
Myers CE, McGuire WP, Liss RH, Ifrim Ι, Grotzinger Κ, Young RC. Adriamycin: The role of lipid peroxidation in cardial toxicity and tumor response. Science, 1977; 197: 165-167.
Muliawan Η , Scheulen MF, Kappus Η. Acute adriamycin treatment of rats does not increase ethane expiration. Res. Commun. Chem. Pathol. Pharmacol. 1980; 30: 509-519.
Cadenas Ε. Biochemistry of oxygen Toxicity. Annu. Res. Biochem.: 1989: 58: 79-110.
Trush ΜΑ, Mimnaugh EG, Gram ΤΕ. Activation of prarmacologic agents to radical intermediates. Biochemical Pharmacology, 1982; 31: 3335-3346.
Mohandas J, Chennell AF, Duggin GG, Horvath JS , Tiller DJ. DT-diaphorase: Differential distribution in rabbit kidney and possible protection against quinone toxicity in the inner medulla. Res. Commun. in Chem. Pathol. and Pharmac., 1984; 43: 463-475.
Berlin Υ and Haseltine WA. Reduction of adriamycin to a semiquinone-free radical by NADPH-cytochrome Ρ-450 reductase produces DNA cleavage in a reaction mediated by molecular oxygen. J. Biol. Chem. 1981; 256: 4747-4756.
Comporti Μ. Lipid peroxidation: Αn overview. In Free redicals: From basic science to medicine (Poli G, Albano Ε and Dianroimi Μ.V. eds), 1993, pp 65-79, Birkhauser Verlag Basel/ Switzerland.
Ernster L, Danielson L, Ljunggren Μ. DT-diaphorase. Ι. Purification from the soluble fraction of rat-liver cytoplasm and properties. Biochim. Biophys. Acta, 1962, 58: 171-188.
Cοnονer Th and Ernster L. DT-diaphorase. II. Relation to respiratory chain of intact mitochondria. Biochim. Biophys. Acta, 1962; 58: 189-200.
Hosoda S, Nakamura W, Hayashi Κ. Propenies and reaction mechanism of DT-diaphorase from rat lίνer. J. Biol. Chem., 1974; 249: 6416-6423.
Young Ρ, Brielis Α. Purification and kinetic mechanism of the major glutathione S-transferase from bovine brain. Biochem. J., 1989; 257: 541-548.
Buffinton GD, Ollinger Κ, Brunmark Α, Cadenas Ε. DT-diaphorase-catalysed reduction οf 1,4-naphthoquinone derivatives and glutathionyl-quinone conjugates. Biocheιn. J., 1989; 257: 561-571.
Ernster L. and Nelson D. Foundation of Coenzyme Q.: Biomedical and Clinical aspects of Coenzyme Q. in Folkers Κ. and Yamamura Υ. (ed). Elsevier / North-Holland Biomedical, 1981; vol. 3, pp 159-1618.
Lind C, Hochstein Ρ. and Ernster L. DT-diaphorase and quinone reductase: Α cellular control device against semiquinone and superoxide radical formation. Arch. Bioch. Biophys.: 1982; 216: 178-185.
Sonneveid Ρ. Effect of a-Tocopherol on the cardiotoxicity of adriamycin in the rat. Cancer Treatment Reports. 1978; 62: 1033-1035.
Vile GF, Winterbourn C.C. Inhibition of adriamycin-promoted microsomal lipid peroxidation by b-carotene, atocopherol and retinol at high and lοw oxygen partial pressures. FEBS Letters, 1988; 238: 353-356.
Jessup W, Rankin SM, De Whalley CV, Hoult RS, Scott J, Leake DS. a-Tocopherol consymption during low-density-lipoprotein oxidation. Biochem. J.: 1990; 265: 399-405.
Lupo Ε, Locher R, Weisser Β, Vetter W. In vitro antioxidant activity of calcium antagonists against LDL oxidation compard with a-Tocopherol. Biochem. Biophys. Res. Commun.: 1994; 3: 1803-1808.
Galaris D, Hoijer Β and Rydstrom J. Improved methods fοr automatic monitoring of contracting heart cells in culture. J. Biochem. Biophys. Meth.: 1980; 2: 213-225.
Lowry OH, Rosebrough NJ, Farr AL, Randall RJ. Protein measurement with the folin phenol reagent. J. Biolog. Chem., 1951; 193: 265-275.
Hollander PM and Ernster L. Studies of the reaction mechanism of DT-diaphorase. Arch. Biochem. Biophys: 1975; 169: 560-567.
Hollander PM, Bartfai Τ and Gatt S. Studies on the reaction mechanism of DT-diaphorase. Arch. Biochem. Biophys.: 1975; 169: 568-576.
Habig WH, Pabstz MJ and Jakoby WB. Glutathione S-transferase: The first step in mercapturic acid formation. J. Βίοl. Chem.: 1974; 249: 7130-7139.
Huggins CB. Experimental leukemia and mammary cancer: Preventantion of hydrocarbon-induced leukemia and mammary cancer. Monograf: University of Chicago: 1979; 143-155.
Olson RD, Boerth RC, Gerber JG, Nies AS. Mechanism of adriamycin cardiotoxicity: Evidence for oxidative stress. Life Science, 1981; 29: 1393-1401.
Ηλιάδης ΣΝ, Παπαγεωργίου ΓΑ, Δημητριάδου - Βαφειάδου Α. Ενζυμική διέγερση σε καλλιέργεια καρδιακών κυττάρων νεογέννητων επίμυων μετά από χορήγηση νταουνομυκίνης. Ελληνική Καρδιολογική Επιθεώρηση. 1996, υπό δημοσίευση.
Slater TF. Free-radical mechanisms in tissue injury. Biochem. J., 1984; 222: 1-15.
Ernster L. DT-diaphorase. Chem. Science, 1982; 274: 1-13.
Guthenberg C, Jensson Η, Nystrom L, Osterlund Ε, Tahir ΜΚ, Mannervik Β. Isoenzymes of glutathione transferase in rat kidney cytosol. Biochem. J., 1985; 230: 609-615.
Morgenstern R, DePierre JW, Lind C, Guthenberg C, Mannervik Β, Ernter L. Benzopyrene quinones can be generated by lipid peroxidation and αre conjugated with glutathione by glutathione S-transferase Β from rat liver. Bioch. Biophys. Res. Commun., 1981; 99: 682-690.
Hales FB, Neims ΗΑ. Developmental aspects of glutathione S-transferase Β (ligandin) in rat liver. Biochem. J., 1976; 160: 231-236.
Galaris D, Georgellis Α, Rydstrom J. Toxic effects of daunorubicin on isolated and cultured heart cells from neonatal rats. Biochemical Pharmacology, 1985; 34: 989-995.
Williams - Ashman HG, Huggins C. Med. Exper., 1961; 4: 223-226.
Goodman J, Hochstein Ρ. Genera. tion of free radicals and lipid peroxidation by redox cycling of adriamycin and daunomycin. Biochem. Biophys. Res. Commun., 1997; 77(2): 797-803.
Παπαγεωργίου Γ, Ντιούδης Χ, Ηλιάδης Σ, Μπότσογλου Ν, Γρέκας Δ, Δημητριάδου-Βαφειάδου Α. Λιπιδική υπεροξείδωση και αντιοξειδωτικοί μηχανισμοί σε καρδιακό ιστό επίμυων μετά από χορήγηση Νταουνομυκίνης. Πρακτικά 10ου Βορειοελλαδικού Ιατρικού Συνεδρίου, 1995; 86-92.
Dioudis C, Grekas D, Papageorgiou G, Iliadis S, Botsoglou Ν, Zilidis C, Tourkantonis Α, Trakatellis Α. Lipid peroxidation and antioxidant deference mechanisms in rat renal tissue after daunnorubicin administration. Renal Failure, 1996; 18(4): 537-543.
