DOI: https://doi.org/10.24959/ubphj.19.241

The effect of atristamine on prooxidant-antioxidant balance in the rat brain after traumatic brain injury

I. Podolsky, D. Lytkin, S. Shtrygol', V. Tsyvunin

Abstract


Topicality. One of the possible mechanisms for the realization of the cerebroprotective properties of atristamine proven in previous studies is the effect on prooxidant-antioxidant balance in the brain tissue of animals, which greatly predetermines the further development of traumatic brain injury consequences.
Aim. To ascertain the nature of atristamine effect on prooxidant-antioxidant balance in the rat brain after traumatic brain injury.
Materials and methods. Indicators of lipid peroxidation and antioxidant defense were determined in rat brain homogenate on the 3rd day after traumatic brain injury.
Results and discussion. According to the obtained results, the significant reduction of superoxide dismutase activity (by 50.8 %), the decrease in contents of TBA-reactants (by 3.1 times) and oxidative modification products of proteins, the increase in of diene conjugates content (by 2.4 times) were observed after treatment using atristamine in comparison with the indicators of the disease group. It should be noted that significant decrease in the content of reduced glutathione was observed (by 2.1 times) in the group of animals treated with atristamine compared to the intact control group. Furthermore, this indicator in the atristamine group tended to decrease (by 41.6%) compared to that in the disease group.
Conclusions. The analysis of experimental data showed that atristamine probably does not possess a direct antioxidant effect. Evidently, it actively involves the glutathione system to the antioxidant defense of the brain and switches the implementation of antioxidant mechanisms to the utilization of reduced glutathione with a dominant effect on preventing the formation of secondary products of lipid peroxidation at the expense of active use of the glutathione system resources.


Keywords


atristamine; 2-methyl-3-(phenylaminomethyl)-1H-quinolin-4-one; traumatic brain injury; cerebroprotective activity; lipid peroxidation; antioxidant defense systems

References


Benani, A., Troy, S., Carmona, M. C., Fioramonti, X., Lorsignol, A., Leloup, C. … Pénicaud, L. (2007). Role for mitochondrial reactive oxygen species in brain lipid sensing: redox regulation of food intake. Diabetes, 56 (1), 152–160. https://doi.org/10.2337/db06-0440

Podolsky, I. M., Shtrygol, S. Yu. (2015). Neuroprotective activity of 2–methyl–3–phenylaminomethylquinolin–4–one in experimental traumatic brain injury in rats. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 7 (4), 518–524.

Podolsky, I. M., Shtrygol, S. Yu., Laryanovskaya, Yu. B. (2015). Farmacom, 2, 68–76.

Podolskiy, I. N., Shtrygol, S. Yu. (2015). Vestnik farmatsii, 3 (69), 86–91.

Council Directive 2010/63/EU of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes. (2010). Official Journal of the European Communities, L 276, 33–79.

Deacon, R. M. (2006). Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nature Protocols, 1 (2), 936–946. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.120

Zubkov, V. A., Gritcenko, I. S., Taran, S. G., Podolskii, I. N., Kamenetckaia, O. L (2005). Zhurnal orhanichnoi ta farmatsevtychnoi khimii, 2 (10), 23–27.

Ministry of health of Ukraine. (2005). Nakaz № 24 “Pro zatverdzhennia protokoliv nadannia medychnoi dopomohy za spetsialnistiu “Medytsyna nevidkladnykh staniv””. Available at: http://old.moz.gov.ua/ua/portal/dn_20050117_24.html

Shatilov, O. V. (2014). Eksperymentalne vyvchennia nootropnykh ta tserebroprotektornykh vlastyvostei pokhidnykh (2–oksoindoliniliden–3) –otstovoi kysloty. Extended abstract of candidate’s thesis. Odeskyi natsionalnyi medychnyi universytet. Odesa, 20.

Zhyliaiev, S. O. (2014). Eksperymentalne obgruntuvannia vykorystannia preparativ kvertsetynu v riznykh likarskykh formakh pry cherepno–mozkovii travmi. Extended abstract of candidate’s thesis. NFaU. Kharkiv, 21.

Elskii, V. N., Ziablitcev, S. V. (2008). Modelirovanie cherepno-mozgovoi travmy. Donetsk : Novyi mir, 140.

Kamyshnikov, V. S. (2009). Spravochnik po kliniko–biokhimicheskim issledovaniiam i laboratornoi diagnostike. (3–edition). Moscow : MEDpress–inform, 896.

Volchegorskii, I. A., Nalimov, A. G., Iarovinskii, B. G., Livshitc, R. I. (1989). Voprosy meditcinskoi khimii, 35 (1), 127–131.

Stalnaya, I. D., Garishvili, T. T. (1977). Sovremennyye metody v biokhimii. Moscow: Meditsina, 66–68.

Arutyunyan, A. V., Dubinina, E. E., Zybin, N. N. (2000). Metody otsenki svobodnoradikalnogo okisleniya i antioksidantnoy zashchity organizma. St-Petersburg: Foliant, 104.

Korolyuk, M. A., Ivanov, L. I., Mayorova, M. G., Tokarev, V. E. (1988). Laboratornoye delo, 1, 16–19.

Prohorova, M. I. (Ed.). (1982). Metody biohimicheskih issledovanij (lipidnyj i jenergeticheskij obmen). Leningrad: Izdatelstvo Leningradskogo universiteta, 272.

Rebrova. O. Yu. (2006). Statisticheskiy analiz meditsinskikh dannykh. Primeneniye paketa prikladnykh programm STATISTISA. Moscow: Mediasfera, 312.

Dienel, G. A. (2014). Energy Metabolism in the Brain. From Molecules to Networks, 53–117. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397179-1.00003-8

McCommis, K. S., & Finck, B. N. (2015). Mitochondrial pyruvate transport: a historical perspective and future research directions. Biochemical Journal, 466 (3), 443–454. https://doi.org/10.1042/BJ20141171

Chen, R., Lai, U. H., Zhu, L., Singh, A., Ahmed, M., & Forsyth, N. R. (2018). Reactive Oxygen Species Formation in the Brain at Different Oxygen Levels: The Role of Hypoxia Inducible Factors. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 6, 132. https://doi.org/10.3389/fcell.2018.00132


GOST Style Citations


1. Role for mitochondrial reactive oxygen species in brain lipid sensing : redox regulation of food intake / A. Benani, S. Troy, M. C. Carmona et al. // Diabetes. – 2007. – Vol. 56, Iss. 1. – P. 152–160. https://doi.org/10.2337/db06-0440


2. Podolsky, I. M. Neuroprotective activity of 2–methyl–3–phenylaminomethylquinolin–4–one in experimental traumatic brain injury in rats / I. M. Podolsky, S. Yu. Shtrygol // J. of Chemical and Pharmac. Res. – 2015. – Vol. 7, Iss. 4. – P. 518–524.


3. Подольський, І. М. Експериментальне дослідження церебропротекторного впливу 2–метил–3–феніламінометилхінолін–4–ону на морфологічні порушення у структурах головного мозку щурів після черепно–мозкової травми / І. М. Подольський, С. Ю. Штриголь, Ю. Б. Лар’яновська // Фармаком. – 2015. – № 2. – С. 68–76.


4. Подольский, И. Н. Исследование церебропротекторного влияния 2–метил–3–фениламинометилхинолин–4–она на изменения тинкториальных свойств нейронов в головном мозге крыс после черепно–мозговой травмы / И. Н. Подольский, С. Ю. Штрыголь // Вестник фармации. – 2015. – № 3 (69). – С. 86–91.


5. Council Directive 2010/63/EU of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes // Official J. of the Eur. Communities. – 2010. – L. 276. – P. 33–79.


6. Deacon, R. M. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments / R. M. Deacon // Nature Protocols. – 2006. – Vol. 1, Iss. 2. – P. 936–946. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.120


7. 3–Диметиламинометил–2–метил–1Н–хинолин–4–он – эффективный реагент в синтезе 3–аминометилзамещенных хинолонов / В. А. Зубков, И. С. Гриценко, С. Г. Таран и др. // Журн. органічної та фармац. хімії. – 2005. – Т. 3, № 2 (10). – С. 23–27.


8. Наказ МОЗ України № 24 від 17.01.2005 p. «Про затвердження протоколів надання медичної допомоги за спеціальністю «Медицина невідкладних станів»» [Електронний ресурс]. – Режим доступу : http://old.moz.gov.ua/ua/portal/dn_20050117_24.html


9. Шатілов, О. В. Експериментальне вивчення ноотропних та церебропротекторних властивостей похідних (2–оксоіндолініліден–3)–оцтової кислоти [Текст] : автореф. дис. ... канд. мед. наук : спец. 14.03.05 «Фармакологія» / Шатілов Олександр Володимирович; Одес. нац. мед. ун–т. – Одеса, 2014. – 20 с.


10. Жиляєв, С. О. Експериментальне обґрунтування використання препаратів кверцетину в різних лікарських формах при черепно–мозковій травмі [Текст] : автореф. дис. ... канд. фарм. наук : спец. 14.03.05 «Фармакологія» / Жиляєв Станіслав Олександрович; Нац. фармац. ун–т. – Х., 2014. – 21 с.


11. Ельский, В. Н. Моделирование черепно–мозговой травмы / В. Н. Ельский, С. В. Зяблицев. – Донецк : Новый мир, 2008. – 140 с.


12. Камышников, В. С. Справочник по клинико–биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике / В. С. Камышников. – 3–e изд. – М. : МЕДпресс-информ, 2009. – 896 с.


13. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан–изопропанольных экстрактах крови / И. А. Волчегорский, А. Г. Налимов, Б. Г. Яровинский, Р. И. Лившиц // Вопр. мед. химии. – 1989. – Т. 35, №1. – С. 127–131.


14. Стальная, И. Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты / И. Д. Стальная, Т. Т. Гаришвили // Современные методы в биохимии / под ред. В. Н. Орехович. – М. : Медицина, 1977. – С. 66–68.


15. Арутюнян, А. В. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты организма / А. В. Арутюнян, Е. Е. Дубинина, Н. Н. Зыбин. – С-Пб. : Фолиант, 2000. – 104 с.


16. Метод определения активности каталазы / М. А. Королюк, Л. И. Иванов, М. Г. Майорова, В. Е. Токарев // Лаб. дело. – 1988. – № 1. – С. 16–19.


17. Прохорова, М. И. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен) / под ред. М. И. Прохоровой. – Л. : Изд–во Ленинград. ун–та. – 1982. – 272 с.


18. Реброва, О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTIСA / О. Ю. Реброва. – М. : Медиасфера, 2006. – 312 с.


19. Dienel, G. A. Energy Metabolism in the Brain / G. A. Dienel // From Molecules to Networks (3-rd ed.) / Eds : J. H. Byrne, R. Heidelberger, M. N. Waxham. – NY : Academic Press, 2014. – P. 53–117. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-397179-1.00003-8

 

20. McCommis, K. S. Mitochondrial pyruvate transport : a historical perspective and future research directions / K. S. McCommis, B. N. Finck // Biochem. J. – 2015. – Vol. 466, Iss. 3. – P. 443–454. https://doi.org/10.1042/BJ20141171


21. Reactive oxygen species formation in the brain at different oxygen levels : the role of hypoxia inducible factors / R. Chen, U. H. Lai, L. Zhu et al. // Front Cell Dev. Biol. – 2018. – Vol. 6. – Article 132. https://doi.org/10.3389/fcell.2018.00132





Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Abbreviated key title: Ukr. biopharm. j.

ISSN 2519-8750 (Online), ISSN 2311-715X (Print)