[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2821311C1 - Method of using superoxide dismutase 2 as an antioxidant in ultra-low dosages - Google Patents

Method of using superoxide dismutase 2 as an antioxidant in ultra-low dosages Download PDF

Info

Publication number
RU2821311C1
RU2821311C1 RU2024104434A RU2024104434A RU2821311C1 RU 2821311 C1 RU2821311 C1 RU 2821311C1 RU 2024104434 A RU2024104434 A RU 2024104434A RU 2024104434 A RU2024104434 A RU 2024104434A RU 2821311 C1 RU2821311 C1 RU 2821311C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
superoxide dismutase
experiment
ultra
antioxidant
sod2
Prior art date
Application number
RU2024104434A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Григорьев
Original Assignee
Евгений Владимирович Григорьев
Садовская Милана Сергеевна
Кузнецов Константин Викторович
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Владимирович Григорьев, Садовская Милана Сергеевна, Кузнецов Константин Викторович filed Critical Евгений Владимирович Григорьев
Application granted granted Critical
Publication of RU2821311C1 publication Critical patent/RU2821311C1/en

Links

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, biotechnology, biology and agriculture and concerns a method of using superoxide dismutase 2 in ultra-low doses from 10-12 to 10-200 as an activator of SOD2 gene expression with development of subsequent systemic reactions increasing synthesis of intrinsic intracellular SOD and effects of antioxidant protection stimulation.
EFFECT: invention enables effective use of superoxide dismutase 2 in ultra-low doses.
1 cl, 10 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области биотехнологии, биологии и сельского хозяйства и касается применения супероксиддисмутазы 2 (СОД2) в качестве активатора экспрессии гена СОД2 с развитием последующих системных реакций увеличения синтеза собственной внутриклеточной СОД2 и эффектов стимуляции антиоксидантной защиты в сверхмалых дозировках.The invention relates to the field of biotechnology, biology and agriculture and concerns the use of superoxide dismutase 2 (SOD2) as an activator of SOD2 gene expression with the development of subsequent systemic reactions of increasing the synthesis of its own intracellular SOD2 and the effects of stimulating antioxidant defense in ultra-low dosages.

Данный препарат может быть эффективно использован для лечения воспалительных, инфекционных, сердечно-сосудистых, онкологических и нейродегенеративных заболеваний.This drug can be effectively used for the treatment of inflammatory, infectious, cardiovascular, oncological and neurodegenerative diseases.

В сельском хозяйстве препарат может быть применен в животноводстве, повышая иммунную резистентность животных. В растениеводстве препарат может повышать стрессоустойчивость к факторам внешней среды, активировать выход зеленой массы и вызывать повышение урожайности сельскохозяйственных культур.In agriculture, the drug can be used in livestock farming, increasing the immune resistance of animals. In crop production, the drug can increase stress resistance to environmental factors, activate the yield of green mass and cause an increase in crop yields.

Применение препарата возможно в виде водных растворов, сухом виде для энтерального применения. В виде стерильных растворов для парентерального введения. В сельском хозяйстве в виде сухого вещества для приготовления водных растворов для полива и использовании в растворах для гидропонного выращивания растений.The drug can be used in the form of aqueous solutions or dry form for enteral use. In the form of sterile solutions for parenteral administration. In agriculture in the form of a dry substance for the preparation of aqueous solutions for irrigation and use in solutions for hydroponic growing of plants.

Супероксиддисмутаза (СОД, КФ 1.15.1.1) относится к группе антиоксидантных ферментов. Она защищает организм человека от постоянно образующихся высокотоксичных кислородных радикалов.Superoxide dismutase (SOD, EC 1.15.1.1) belongs to the group of antioxidant enzymes. It protects the human body from constantly formed highly toxic oxygen radicals.

Супероксиддисмутаза катализирует дисмутацию супероксида в кислород и пероксид водорода. Следовательно, фермент играет большую роль в антиоксидантной защите многих клеток, находящихся в контакте с кислородом.Superoxide dismutase catalyzes the dismutation of superoxide into oxygen and hydrogen peroxide. Consequently, the enzyme plays a large role in the antioxidant protection of many cells that are in contact with oxygen.

Фермент присутствует во всех аэробных организмах. В организме млекопитающих СОД2 локализована в митохондриальном матриксе. У человека супероксидисмутаза 2 кодируется геном SOD2 на хромосоме 6.The enzyme is present in all aerobic organisms. In mammals, SOD2 is localized in the mitochondrial matrix. In humans, superoxide dismutase 2 is encoded by the SOD2 gene on chromosome 6.

Уровень техникиState of the art

В литературе широко описано использование супероксиддисмутазы в качестве антиоксиданта. Однако нигде в литературе не встречается упоминание о влиянии сверхмалых доз на живые организмы.The use of superoxide dismutase as an antioxidant is widely described in the literature. However, nowhere in the literature is there any mention of the effect of ultra-low doses on living organisms.

Описано использование фермента супероксиддимутазы в различных отраслях.The use of the enzyme superoxide dimutase in various industries has been described.

Так, в патентной литературе раскрыто использование супероксиддисмутазы в медицине, в косметологии, в сельском хозяйстве, в пищевой промышленности и т.д.Thus, the patent literature discloses the use of superoxide dismutase in medicine, cosmetology, agriculture, the food industry, etc.

В патенте RU 2600843, опубликованном 27.10.2016, раскрыта композиция для профилактики или снижения риска развития метаболических дисфункций, связанных с ожирением, содержащая Saccharomycescerevisiaevarboulardii в количестве между 106 и 109 колониеобразующих единиц (КОЕ) на суточное введение и фермент супероксиддисмутазу в количестве между 1 и 100 мг.Patent RU 2600843, published on October 27, 2016, discloses a composition for preventing or reducing the risk of developing metabolic dysfunctions associated with obesity, containing Saccharomyces cerevisiaevarboulardii in an amount between 106 and 109 colony forming units (CFU) per daily administration and the enzyme superoxide dismutase in an amount between 1 and 100 mg.

В патенте RU 2557894, опубликованном 27.07.2015, раскрыто косметическое средство для быстрого восстановления кожи, содержащее супероксиддисмутазу, витамин группы В, янтарную кислоту, отличающееся тем, что дополнительно содержит водорастворимый аналог витамина Е тролокс и L-аргинин, активность супероксиддисмутазы составляет 200000-300000 ЕД/мг, витамин группы В представлен декспантенолом, соотношение компонентов, мас. %: супероксиддисмутаза 0,01-32, декспантенол 0,1-20, янтарная кислота 0,5 - до рН 6,0, тролокс 0,13-45, L-аргинин 0,9-64, вода для инъекций - остальное.Patent RU 2557894, published on July 27, 2015, discloses a cosmetic product for rapid skin restoration, containing superoxide dismutase, B vitamin, succinic acid, characterized in that it additionally contains a water-soluble analogue of vitamin E, Trolox and L-arginine, the activity of superoxide dismutase is 200,000-300,000 IU/mg, B vitamin is represented by dexpanthenol, component ratio, wt. %: superoxide dismutase 0.01-32, dexpanthenol 0.1-20, succinic acid 0.5 - up to pH 6.0, Trolox 0.13-45, L-arginine 0.9-64, water for injection - the rest.

В патенте RU 2789458, опубликованном 03.02.2023, описан способ повышения иммунного статуса пчелиных семей, зараженных нозематозом, подкормкой, полученной путем обогащения сахарного сиропа 1:1 высокомолекулярным антиоксидантным препаратом S.O.D. - супероксиддисмутаза+каталаза+глутатионпероксидаза, растворенным предварительно в воде, предназначенным для 3-кратной подкормки с периодичностью в 12 дней препаратом в дозировках 100 мг, 200 мг и 300 мгPatent RU 2789458, published on 02/03/2023, describes a method of increasing the immune status of bee colonies infected with nosematosis by feeding obtained by enriching sugar syrup 1:1 with a high-molecular-weight antioxidant drug S.O.D. - superoxide dismutase + catalase + glutathione peroxidase, pre-dissolved in water, intended for 3-fold feeding with a frequency of 12 days with the drug in dosages of 100 mg, 200 mg and 300 mg

В петенте GB 2183658, опубликованном 10.06.1987, описана марганец зависимая супероксиддисмутаза MnSOD (SOD2), которую можно использовать для катализа восстановления супероксидных радикалов, уменьшения реперфузионного повреждения, продления времени выживания изолированных органов или лечения воспалений.Patent GB 2183658, published 06/10/1987, describes manganese dependent superoxide dismutase MnSOD (SOD2), which can be used to catalyze the reduction of superoxide radicals, reduce reperfusion injury, prolong the survival time of isolated organs or treat inflammation.

Патент CN 101420973, опубликованный 29.04.2009, относится к композициям, адаптированным для фармацевтического введения, содержащим по меньшей мере одну супероксиддисмутазу и по меньшей мере один пептидный фрагмент на основе проламина.Patent CN 101420973, published 04/29/2009, relates to compositions adapted for pharmaceutical administration containing at least one superoxide dismutase and at least one prolamine-based peptide fragment.

Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the invention.

Неожиданно авторами настоящего изобретения обнаружена способность фермента супероксиддисмутазы в сверхмалых дозах использоваться в качестве активатора экспрессии гена СОД2 с развитием последующих системных реакций увеличения синтеза собственной внутриклеточной СОД и эффектов стимуляции антиоксидантной защиты, т.е. с сохранением свойств антиоксиданта даже в разведении разведении от 10-12 до 10-200.Unexpectedly, the authors of the present invention discovered the ability of the superoxide dismutase enzyme in ultra-low doses to be used as an activator of SOD2 gene expression with the development of subsequent systemic reactions of increasing the synthesis of its own intracellular SOD and the effects of stimulating antioxidant defense, i.e. with preservation of antioxidant properties even in dilutions from 10 -12 to 10 -200 .

Таким образом, настоящее изобретение относится к способу применения супероксиддисмутазы 2 в качестве активатора экспрессии гена СОД2 с развитием последующих системных реакций увеличения синтеза собственной внутриклеточной СОД и эффектов стимуляции антиоксидантной защиты, который заключается в том, что в живой организм водят супероксиддисмутазу 2 в разведении от 10-12 до 10-200.Thus, the present invention relates to a method of using superoxide dismutase 2 as an activator of SOD2 gene expression with the development of subsequent systemic reactions of increasing the synthesis of its own intracellular SOD and the effects of stimulating antioxidant defense, which consists in introducing superoxide dismutase 2 into a living organism in a dilution of 10 - 12 to 10 -200 .

Технический результат настоящего изобретения заключается в эффективности использования супероксиддисмутазы 2 в качестве активатора экспрессии гена СОД2 с развитием последующих системных реакций увеличения синтеза собственной внутриклеточной СОД и эффектов стимуляции антиоксидантной защиты, в сверхмалых дозировках в разведении от 10-12 до 10-200.The technical result of the present invention lies in the effectiveness of using superoxide dismutase 2 as an activator of SOD2 gene expression with the development of subsequent systemic reactions of increasing the synthesis of its own intracellular SOD and the effects of stimulating antioxidant defense, in ultra-low dosages in dilutions from 10 -12 to 10 -200 .

Механизм действия препарата в таком разведении основан на способности восстановить и поддерживать на оптимальном уровне экспрессию гена Супероксиддусмутазы 2, тем самым повышая собственный внутриклеточный синтез фермента, с обеспечением выраженных системных биологических реакций.The mechanism of action of the drug in this dilution is based on the ability to restore and maintain at an optimal level the expression of the Superoxide Dusmutase 2 gene, thereby increasing its own intracellular synthesis of the enzyme, ensuring pronounced systemic biological reactions.

В качестве супероксиддисмутазы 2 использовался рекомбинантный белок супероксиддисмутазы 2 человека, митохондриальный (SOD2) (NM_001024465) MVPro, производства OriGeneTechnologies Inc, USA. Использованная доза 1,0 мг. Указанная доза растворяется в стеклянном флаконе емкостью 3 мл с винтовой крышкой в 99 каплях этилового спирта. Производится первичная динамизация матричного раствора путем ударов, зажатого в кулаке, флакона по кожаной подушке 10 раз. Производится забор 1 мл матричного раствора и переносится во флакон с винтовой пробкой емкостью 200 мл, растворяется бидиситилированной водой в объеме 99 мл, перемешивается и встряхивается о подушку 11 раз. процесс повторяется в новых одноразовых флаконах до получения всего спектра сотенных потенций от матричной до СН 200 (отечественная потенция С200), каждая последующая потенция прибавляет по одному удару до 40. Таким образом, получали фермент в необходимом разведении от 10-12 до 10-200.Recombinant human mitochondrial superoxide dismutase 2 (SOD2) protein (NM_001024465) MVPro, produced by OriGeneTechnologies Inc, USA, was used as superoxide dismutase 2. The dose used was 1.0 mg. The indicated dose is dissolved in a 3 ml glass bottle with a screw cap in 99 drops of ethyl alcohol. The initial dynamization of the matrix solution is carried out by striking the bottle, clenched in a fist, on a leather pad 10 times. 1 ml of the matrix solution is taken and transferred to a bottle with a screw stopper with a capacity of 200 ml, dissolved with bidisitylated water in a volume of 99 ml, mixed and shaken on a pillow 11 times. the process is repeated in new disposable bottles until the entire spectrum of hundredth potencies is obtained from matrix to CH 200 (domestic potency C200), each subsequent potency adds one hit to 40. Thus, the enzyme was obtained in the required dilution from 10 -12 to 10 -200 .

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Проводили эксперименты при разведении супероксиддисмутазы 2, препарат В1 - разведение 10-12 и препарат В2- 10-200, тест-объект цериодафнии, вид Ceriodaphnia dubia.Experiments were carried out with dilution of superoxide dismutase 2, preparation B1 - dilution 10 -12 and preparation B2 - 10 -200 , test object of ceriodaphnia, species Ceriodaphnia dubia.

Объект опыта - цериодафнии, вид Ceriodaphnia dubia (С 2016 года так обозначают группу трудноразличимых видов цериодафний, куда входит собственно С.dubia, С.affinis и еще несколько видов.Во всех отечественных методиках этот вид называется С.affinis, но согласно WoRMS и мнению д.б.н. А.А. Котова правильно называть ее С.dubia.). Они мельче дафний, что усложняет с ними работу, но их срок жизни короче, всего около 2 месяцев, а потому нам удалось получить результат быстрее, чем при проведении экспериментов на дафниях, рыбах или мышах.The object of the experiment is ceriodaphnia, the species Ceriodaphnia dubia (Since 2016, this has been the designation for a group of hard-to-distinguish ceriodaphnia species, which includes C.dubia itself, C.affinis and several other species. In all domestic methods, this species is called C.affinis, but according to WoRMS and opinion Doctor of Biological Sciences A.A. Kotova, it is correct to call it S.dubia. They are smaller than daphnia, which makes working with them more difficult, but their lifespan is shorter, only about 2 months, and therefore we were able to get results faster than when conducting experiments on daphnia, fish or mice.

В каждой линии использовали по 20 цериодафний с индивидуальной рассадкой в пенициллиновые пузырьки объемом 10 мл.In each line, 20 ceriodaphnia were used, individually seeded in 10 ml penicillin vials.

В опыте участвовали следующие линии:The following lines participated in the experiment:

КО Чистый контроль (с добавками чистой воды 2 раза в неделю для единства манипуляций);KO Clean control (with the addition of clean water 2 times a week for uniformity of manipulations);

К Контроль с добавками физраствора 2 раза в неделю на протяжении месяца (для сравнения с B1, В2);K Control with saline supplements 2 times a week for a month (for comparison with B1, B2);

К+ Контроль с добавками физраствора 2раза в неделю на протяжении всего опыта (для сравнения с В1+, В2+,);K+ Control with saline supplements 2 times a week throughout the experiment (for comparison with B1+, B2+);

B1 Опытные повторности с добавками препарата В1 2раза в неделю на протяжении месяца;B1 Experimental repetitions with the addition of drug B1 2 times a week for a month;

B2 Опытные повторности с добавками препарата В2 2раза в неделю на протяжении месяца;B2 Experimental repetitions with the addition of drug B2 2 times a week for a month;

В1+ Опытные повторности с добавками препарата В1 2раза в неделю на протяжении всего опыта (58 суток);B1+ Experimental repetitions with additions of drug B1 2 times a week throughout the entire experiment (58 days);

В2+ Опытные повторности с добавками препарата В2 2раза в неделю на протяжении всего опыта (58 суток).B2+ Experimental repetitions with additions of the drug B2 2 times a week throughout the entire experiment (58 days).

Всего: 7 линий по 20 пенициллиновых пузырьков = 140 пенициллиновых пузырьков=140 цериодафний.Total: 7 lines of 20 penicillin vials = 140 penicillin vials = 140 ceriodaphnia.

Основными показателями изменения состояния организма служили параметры выживаемости, плодовитости и продолжительности жизни по сравнению с контрольными животными. Измерение этих параметров проводили 2-3 раза в неделю. Два раза в неделю среду в опыте заменяли на новую, и, соответственно, осуществляли добавки препарата. Эксперимент продолжали до момента гибели последней цериодафнии в наблюдаемых выборках. Общая длительность опыта составила 58 суток.The main indicators of changes in the state of the body were the parameters of survival, fertility and life expectancy in comparison with control animals. These parameters were measured 2-3 times a week. Twice a week the medium in the experiment was replaced with a new one, and, accordingly, the drug was added. The experiment continued until the death of the last ceriodaphnia in the observed samples. The total duration of the experiment was 58 days.

Результаты, полученные в ходе проведения экспериментаResults obtained during the experiment

На протяжении первых двух недель опыта наилучшую выживаемость наблюдали в линиях с добавками В2 (95-100%) (табл. 2). На 31 сутки эксперимента численность рачков во всех исследуемых линиях упала до 50% и ниже (табл. 2;). При этом выживаемость в повторностях с добавками B1 и В2 были выше, чем при добавлении физраствора.During the first two weeks of the experiment, the best survival rate was observed in lines supplemented with B 2 (95-100%) (Table 2). On the 31st day of the experiment, the number of crustaceans in all studied lines dropped to 50% and below (Table 2;). At the same time, the survival rate in replicates with the additions of B 1 and B 2 was higher than with the addition of saline solution.

На 29 сутки опыта выживаемость С Dubianpm добавках чистого физраствора была выше, чем в нулевом контроле без его добавления (табл. 3).On the 29th day of the experiment, survival rate with Dubianpm supplemented with pure saline solution was higher than in the zero control without its addition (Table 3).

По показателю средней продолжительности жизни Ceriodaphnia dubia в исследуемых линиях к 30 суткам опыта нами обнаружен статистически значимый стимулирующий эффект на 13,7 и 12,4% соответственно для препаратов В1 и В2 по сравнению с добавками чистого физраствора.In terms of the average life expectancy of Ceriodaphnia dubia in the studied lines, by the 30th day of the experiment, we found a statistically significant stimulating effect of 13.7 and 12.4%, respectively, for preparations B1 and B2 compared with additives of pure saline solution.

Максимальная продолжительность жизни особей в течение всего опыта составляла для препарата В1+ 58 суток, а для чистого физраствора - 47 суток. Таким образом, обнаружен эффект увеличения максимальной продолжительности особей цериодафний в 58-суточном эксперименте. The maximum lifespan of individuals during the entire experiment was 58 days for the B1+ preparation, and 47 days for pure saline solution. Thus, the effect of increasing the maximum duration of Ceriodaphnia individuals in a 58-day experiment was discovered.

Таким образом, нами были изучены препараты В1 и В2 с использованием в качестве тест-объекта цериодафний Cyeriodaphnia dubia в ходе 1 - и 2-месячных экспериментовпри добавлении их в среду в режиме добавки 2 раза в неделю в течение 1 и 2 месяцев.Thus, we studied preparations B1 and B2 using ceriodaphnia Cyeriodaphnia dubia as a test object during 1- and 2-month experiments when adding them to the medium in a supplement mode 2 times a week for 1 and 2 months.

По результатам биотестирования на 29 сутки опыта эффект на выживаемость рачков С. dubianpn добавках препарата В2 и В1 был выражен лучше, чем при добавлении чистого физраствора.According to the results of biotesting on the 29th day of the experiment, the effect on the survival of C. dubianpn crustaceans with the addition of preparation B2 and B1 was more pronounced than with the addition of pure saline solution.

По показателю средней продолжительности жизни Ceriodaphnia dubia в ходе 1-месячного эксперимента обнаружен статистически значимый стимулирующий эффект на 13,7 и 12,4% соответственно для препаратов В1 и В2 по сравнению с добавками чистого физраствора.In terms of the average life expectancy of Ceriodaphnia dubia, during a 1-month experiment, a statistically significant stimulating effect of 13.7 and 12.4%, respectively, was found for preparations B1 and B2 compared with additives of pure saline solution.

Следует отметить, что для такого важного общебиологического интегрального показателя как средняяпродолжительностьжизни отмеченное нами увеличение срока жизни рачков Ceriodaphnia dubia на 12-14%) является весьма существенным.It should be noted that for such an important general biological integral indicator as the average lifespan, the increase we noted in the lifespan of the crustaceans Ceriodaphnia dubia by 12-14%) is very significant.

По показателю максимальной продолжительности жизни особей цериодафний в 58-суточном эксперименте для препарата В1+ обнаружен эффект увеличения максимальной продолжительности жизни особей на 10 суток по сравнению с чистым физраствором.In terms of the maximum lifespan of Ceriodaphnia individuals, in a 58-day experiment for the B1+ preparation, an effect was found to increase the maximum lifespan of individuals by 10 days compared to pure saline solution.

Следующий эксперимент проводили с микроводорослями.The next experiment was carried out with microalgae.

B1- супероксиддисмутаза 2 в разведении 10-12 B1-superoxide dismutase 2 at a dilution of 10 -12

B2- супероксиддисмутаза 2 в разведении 10-200 B2-superoxide dismutase 2 at a dilution of 10 -200

Тест-объектом исследования являлась альгологически чистая культура зеленойхлорококковой микроводоросли Scenedesmusquadricauda (Тиф.) Breb. (=Desmodesmuscommunis (E.Hegew.)E. Hegew.), широко распространенная в пресных водоемах Южного и Северного полушария и являющаяся важным звеном в их трофических цепях.The test object of the study was an algologically pure culture of the green chlorococcal microalgae Scenedesmus quadricauda (Typhoid) Breb. (=Desmodesmuscommunis (E.Hegew.)E. Hegew.), widespread in fresh water bodies of the Southern and Northern Hemispheres and is an important link in their trophic chains.

S. quadricauda получена из коллекции культур водорослей кафедры микробиологииБиологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова (DMMSU, штамм S-3). Данныйвид водорослей относится к ценобиальным организмам. Чаще встречаются 2- и 4-клеточные ценобии, реже - 8- и 16-клеточные. При размножении в каждой клеткеобразуются автоспоры, которые внутри материнской клетки слагаются в молодуюколонию. Данный вид широко используется в мировой практике в биотестировании пооценке качества водной среды и токсичности различных соединений и материалов.S. quadricauda was obtained from the collection of algal cultures of the Department of Microbiology, Faculty of Biology, Moscow State University named after M.V. Lomonosov (DMMSU, strain S-3). This type of algae belongs to coenobial organisms. 2- and 4-celled coenobia are more common, and 8- and 16-celled ones are less common. During reproduction, autospores are formed in each cell, which form a young colony inside the mother cell. This species is widely used in world practice in biotesting to assess the quality of the aquatic environment and the toxicity of various compounds and materials.

Культуру выращивали на среде Успенского №1 (состав, г/л: 0,025 KNO3, 0,025MgSO4, 0,1 KH2PO4, 0,025 Ca(NO3)2, 0,0345 K2CO3, 0,002 Fe2(SO4)3; рН 7,0-7,3) влюминостате при освещенности 3,5 клк со сменой дня и ночи (12:12 ч), температуре 22±2°С и перемешивали 2 раза в сут во избежание оседания клеток.The culture was grown in Uspensky medium No. 1 (composition, g/l: 0.025 KNO3, 0.025 MgSO4, 0.1 KH2PO4, 0.025 Ca(NO3)2, 0.0345 K2CO3, 0.002 Fe2(SO4)3; pH 7.0-7 ,3) vluminostat at illumination of 3.5 klx with a change of day and night (12:12 hours), temperature 22±2°C and stirred 2 times a day to avoid cell sedimentation.

Тест-культуру предварительно адаптировали к веществам В1 (фермент супероксиддисмутаза 2 в разведении 10-12) и В2 (фермент супероксиддисмутаза 2 в разведении 10-200). Для этого смомента посева культуры на питательную среду с исходной численностью 40 тыскл/млвещества добавляли в культуру по следующей схеме:The test culture was previously adapted to substances B1 (enzyme superoxide dismutase 2 at a dilution of 10 -12 ) and B2 (enzyme superoxide dismutase 2 at a dilution of 10 -200 ). For this moment of sowing the culture on a nutrient medium with an initial amount of 40 thousand/ml substances were added to the culture according to the following scheme:

B1 добавляли в колбы с культурой (объемом 50 мл) каждый рабочий день (на 0, 1,2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 14 сутки адаптации) по 0,1 мл.B1 was added to culture flasks (volume 50 ml) every working day (on days 0, 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 11, 14 of adaptation) 0.1 ml.

B2 добавляли в том же объеме, но два раза в неделю, в понедельник и пятницу (0,4, 7, 11, 14 сутки адаптации).B2 was added in the same volume, but twice a week, on Monday and Friday (0.4, 7, 11, 14 days of adaptation).

Данные роста культуры в процессе добавления веществ В1 и В2 представлены в табл. 6.Data on culture growth during the addition of substances B1 and B2 are presented in table. 6.

Как видно из табл.6, рост культуры в процессе адаптации к веществам В1 и В2практически не отличался от контрольной неадаптированной культуры в течение всего 14 суточного периода адаптации. При этом во всех вариантах, включая контроль, абсолютнаячисленность клеток в кл/мл за 14 суток адаптации возрастала примерно в 60 раз от 40 тыскл/мл (в день посева) до 2,5 млн кл/мл.As can be seen from Table 6, the growth of the culture during adaptation to substances B1 and B2 practically did not differ from the control unadapted culture during the entire 14-day adaptation period. Moreover, in all variants, including control, the absolute number of cells in cells/ml during 14 days of adaptation increased approximately 60 times from 40 thousand/ml (on the day of sowing) to 2.5 million cells/ml.

По данным люминесцентной микроскопии доля живых клеток во всех вариантах ина все сроки наблюдения была на уровне контроля и составляла 97-99%.According to fluorescence microscopy, the proportion of living cells in all variants and all observation periods was at the control level and amounted to 97-99%.

На седьмые сутки добавки веществ была зафиксирована стимуляция показателяэффективности фотосинтеза по сравнению с контролем на 10% для вещества В2 и на 24% для вещества В1 (табл. 7).On the seventh day of adding substances, stimulation of the photosynthesis efficiency indicator was recorded compared to the control by 10% for substance B2 and by 24% for substance B1 (Table 7).

Эксперимент с эталонным токсикантом бихроматом калия.Experiment with the reference toxicant potassium bichromate.

На 14 сутки адаптации из колб с чистым контролем и колб с адаптированными квеществам В1 и В2 клетками водоросли, был взят инокулят для проведения основнойчасти опыта с токсикантом. В этот же день поставлен эксперимент по изучению ответныхреакций чистой и адаптированной к веществам В1 и В2 культуры Scenedesmusquadricaudcma. стандартный токсикант бихромат калия. Токсикант был взят вконцентрациях 0,1; 1 и 5 мг/л (малая, средняя и высокотоксичная концентрации)бихромата калия. Численность клеток водорослей в каждой колбе составляла 40 тыскл/мл. Объем питательной среды с культурой в каждой колбе - 50 мл. Для каждой исследованной концентрации токсиканта (0,1, 1 и 5 мг/л), и каждого типа культуры(чистой, адаптированной к В1, адаптированной к В2) были взяты по три повторности,всего 27 колб. В качестве контроля были взяты три колбы с чистой культурой бездобавления токсиканта. Итого 30 колб.On the 14th day of adaptation, an inoculum was taken from flasks with pure control and flasks with algae cells adapted to substances B1 and B2 to conduct the main part of the experiment with the toxicant. On the same day, an experiment was carried out to study the responses of a pure culture of Scenedesmus quadricaudcma adapted to substances B1 and B2. The standard toxicant is potassium bichromate. The toxicant was taken in concentrations of 0.1; 1 and 5 mg/l (low, medium and highly toxic concentrations) of potassium dichromate. The number of algae cells in each flask was 40 thousand/ml. The volume of nutrient medium with culture in each flask is 50 ml. For each studied concentration of toxicant (0.1, 1 and 5 mg/l), and each type of culture (pure, adapted to B1, adapted to B2), three replicates were taken, a total of 27 flasks. Three flasks with a pure culture without the addition of a toxicant were taken as a control. Total 30 flasks.

Измерения проводили на 1, 3, 7, 10 и 14 сутки хронического опыта.Measurements were carried out on days 1, 3, 7, 10 and 14 of the chronic experiment.

Исследуемые показатели - численность клеток, эффективность фотосинтеза и доля живых клеток в культуре.The studied indicators are the number of cells, the efficiency of photosynthesis and the proportion of living cells in the culture.

Как видно из табл.8, значительная стимуляция фотосинтеза культуры(на 15-76%) отмечена для всех случаев опыта с разными концентрациями токсиканта у адаптированных к веществам В1 и В2 культур уже на первые сутки опыта. При этом у адаптированных культур к В 2 стимулирующий эффект был выражен сильнее. Так разница с контролем у адаптированных к В2 культур с разными концентрациями токсиканта была на 41-76%. Контролями в данном случае был фотосинтез в присутствии соответствующих концентраций токсиканта унеадаптированных к веществу культур. А разница с контролем у адаптированных к В1 культур при разных концентрациях токсиканта была на 15-29%.As can be seen from Table 8, a significant stimulation of photosynthesis of the crop (by 15-76%) was noted for all cases of experiment with different concentrations of the toxicant in cultures adapted to substances B1 and B2 already on the first day of the experiment. At the same time, in cultures adapted to B 2, the stimulating effect was more pronounced. Thus, the difference with the control in cultures adapted to B2 with different concentrations of the toxicant was 41-76%. The controls in this case were photosynthesis in the presence of appropriate concentrations of the toxicant in crops unadapted to the substance. And the difference with the control in cultures adapted to B1 at different concentrations of the toxicant was 15-29%.

Таким образом, нами был выявлен эффект уменьшения токсичности при всех исследованных концентрациях бихромата калия у адаптированных к веществам В1 и В2 культур по физиологическому показателю - величине эффективности фотосинтеза, что может свидетельствовать о быстром (уже на первые сутки опыта) процессе интенсификации обменных процессов у адаптированных к веществам культур для детоксикации тяжелого металла хрома (в составе бихромата калия). В токсикологии этот показатель позволяет выявить более ранний ответ на токсическое воздействие по сравнению с интегральными показателями численности или выживаемости особей, слагающих популяцию (в данном случае популяции клеток водоросли).Thus, we have identified the effect of reducing toxicity at all studied concentrations of potassium bichromate in crops adapted to substances B1 and B2 according to a physiological indicator - the magnitude of photosynthesis efficiency, which may indicate a rapid (already on the first day of the experiment) process of intensification of metabolic processes in plants adapted to crop substances for detoxification of the heavy metal chromium (as part of potassium dichromate). In toxicology, this indicator makes it possible to identify an earlier response to a toxic effect compared to integral indicators of the number or survival of individuals composing a population (in this case, a population of algae cells).

Известно, что стимуляция процесса фотосинтеза может служить показателем ускорения выведения излишка токсичного металла из клетки. Этот процесся вляется одним из важных внутриклеточных механизмов детоксикации токсичного металла.It is known that stimulation of the photosynthesis process can serve as an indicator of accelerating the removal of excess toxic metal from the cell. This process is one of the important intracellular mechanisms for the detoxification of toxic metals.

Таким образом, препараты В1 и В2 обладают антиоксидантным свойством, снижая токсическое влияние тяжелого металла хрома и уменьшая его токсичность для исследованного тест-объекта при разных уровнях интоксикации.Thus, preparations B1 and B2 have antioxidant properties, reducing the toxic effect of the heavy metal chromium and reducing its toxicity for the test object studied at different levels of intoxication.

Экспериментально в длительном опыте на большом количестве поколений клетоктест-объекта показано снижение токсического влияния бихромата калия при разных уровнях его воздействия под действием препаратов В1 и В2.Experimentally, in a long-term experiment on a large number of generations of test object cells, a decrease in the toxic effect of potassium bichromate at different levels of its exposure under the influence of drugs B1 and B2 was shown.

Следующий эксперимент был проведен на курах-несушках кросса «Ломанн белый ЛСЛ» в возрасте 96-100 недель. Опытную и контрольную группу сформировали по принципу пар-аналогов с учетом яйценоскости и массы яйца, птица была разделена на 2 группы по 41 голове в каждой.The following experiment was carried out on laying hens of the Lohmann white LSL cross at the age of 96-100 weeks. The experimental and control groups were formed according to the principle of analogous pairs, taking into account egg production and egg weight, the birds were divided into 2 groups of 41 birds each.

Куры контрольной и опытной группы получали полнорационный комбикорм в соответствии с рекомендациями производителя кросса. Птица опытной группы 2 раза в неделю получала экспериментальную кормовую добавку, представляющую собой препарат В2, т.е. супероксиддисмутазу 2 в разведении 10-200, нанесенный на сахарную крупку размером 38-41 шт в 1 грамме, а птица контрольной группы получала плацебо.Chickens in the control and experimental groups received complete feed in accordance with the recommendations of the cross breed manufacturer. The birds in the experimental group received an experimental feed additive, preparation B2, 2 times a week, i.e. superoxide dismutase 2 at a dilution of 10-200 , applied to sugar granules measuring 38-41 pieces per 1 gram, and the control group bird received a placebo.

В конце эксперимента по 5 особей из каждой группы подвергли эвтаназии. Образцы тканей печени и миокарда отобрали для оценки экспрессии гена супероксиддисмутазы.At the end of the experiment, 5 individuals from each group were euthanized. Liver and myocardial tissue samples were collected to evaluate superoxide dismutase gene expression.

Были выполнены молекулярно-генетические исследования.Molecular genetic studies were performed.

Тотальную РНК из образцов выделяли вручную при помощи набора RNeasyMiniKit (QIAGEN, Германия) согласно протоколу. Количественная оценка выделенной РНК была выполнена на флуориметре Qubit 3.0 (ThermoFisherScientific, США) с помощью набора Qubit RNA HS (HighSensitivity) AssayKit (ThermoFisherScientific, США).Синтез кДНК из матрицы РЖ проводили с помощью набора iScriptcDNAsynthesiskit (Bio-Rad, США) с использованием термостата «Гном» (ДНК-Технология, Россия). Полимеразная цепная реакция в реальном времени была выполнена на амплификаторе LightСус1еr 96 (Roche, Швейцария) с использованием 96-луночных планшетов и с использованием мастер-MHKcaPowerUp SYBR GreenMasterMix (AppliedBiosystems, ThermoFisherScientific, США).Температурный профиль реакции амплификации состоял из: 95°С в течение 10 минут; 40 циклов при 95°С в течение 15 секунд, включая отжиг праймеров по индивидуальной температуре в течение 30 секунд и 72°С в течение 30 секунд. Каждый образец исследовался в трех повторах на ПЦР планшете. Количество к ДНК на каждую ПЦР реакцию составило 2 мкл при концентрации праймеров равной 0,32 мкМ. Расчет экспрессии гена SOD относительно контрольного гена (ген домашнего хозяйства) был выполнен вручную с помощью Microsoft Office Excel с использованием метода 2-ΔΔCt.Total RNA from samples was isolated manually using the RNeasyMiniKit (QIAGEN, Germany) according to the protocol. Quantitative assessment of isolated RNA was performed on a Qubit 3.0 fluorometer (ThermoFisherScientific, USA) using the Qubit RNA HS (HighSensitivity) AssayKit (ThermoFisherScientific, USA). cDNA synthesis from the GC matrix was carried out using the iScriptcDNAsynthesiskit (Bio-Rad, USA) using thermostat “Gnome” (DNA-Technology, Russia). Real-time polymerase chain reaction was performed on a LightCyc1er 96 thermal cycler (Roche, Switzerland) using 96-well plates and using the MHKcaPowerUp SYBR GreenMasterMix (AppliedBiosystems, ThermoFisherScientific, USA). The temperature profile of the amplification reaction consisted of: 95°C at within 10 minutes; 40 cycles at 95°C for 15 seconds, including primer annealing at individual temperature for 30 seconds and 72°C for 30 seconds. Each sample was tested in triplicate on a PCR plate. The amount of DNA for each PCR reaction was 2 μl at a primer concentration of 0.32 μM. Calculation of SOD gene expression relative to the reference gene (housekeeping gene) was performed manually using Microsoft Office Excel using the 2 -ΔΔCt method.

Полученные зоотехнические и молекулярно- генетические данные считали достоверными при р<0.05.The obtained zootechnical and molecular genetic data were considered reliable at p<0.05.

Из данных таблицы 9 можно сделать вывод, что экспрессия гена супероксиддисмутазы 2 в миокарде в опытной группе на 4% выше, чем в контрольной.From the data in Table 9, we can conclude that the expression of the superoxide dismutase 2 gene in the myocardium in the experimental group is 4% higher than in the control group.

Из данных таблицы 10, можно сделать вывод, что экспрессия гена супероксиддисмутазы 2 в паренхиме печени в опытной группе на 28% выше, чем в контрольной.From the data in Table 10, we can conclude that the expression of the superoxide dismutase 2 gene in the liver parenchyma in the experimental group is 28% higher than in the control group.

Таким образом, в результате эксперимента был получен следующий результат: Экспрессия гена супероксиддисмутазы 2 в опытной группе повысилась на 4% в ткани миокарда и на 28% в паренхиме печени.Thus, as a result of the experiment, the following result was obtained: Expression of the superoxide dismutase 2 gene in the experimental group increased by 4% in myocardial tissue and by 28% in the liver parenchyma.

Таким образом, использование супероксиддисмутазы 2 (СОД2) в качестве антиоксиданта в сверхмалых дозах, а именно, вразведении от 10-12 до 10-200 позволяет восстановить и поддерживать на оптимальном уровне экспрессию гена супероксиддусмутазы 2, тем самым повышая собственный внутриклеточный синтез фермента, с обеспечением выраженных системных биологических реакций.Thus, the use of superoxide dismutase 2 (SOD2) as an antioxidant in ultra-low doses, namely, dilutions from 10 -12 to 10 -200 , makes it possible to restore and maintain at an optimal level the expression of the superoxide dismutase 2 gene, thereby increasing the own intracellular synthesis of the enzyme, ensuring pronounced systemic biological reactions.

Суммируя вышеизложенное, проведенные эксперименты позволяют утверждать, что супероксиддисмутазу 2 (СОД2) можно применять в качестве активатора экспрессии гена СОД2 с развитием последующих системных реакций увеличения синтеза собственной внутриклеточной СОД и эффектов стимуляции антиоксидантной защиты у любых живых организмов в сверхмалых дозах, а именно, в разведении от 10-12 до 10-200.Summarizing the above, the experiments conducted suggest that superoxide dismutase 2 (SOD2) can be used as an activator of SOD2 gene expression with the development of subsequent systemic reactions increasing the synthesis of its own intracellular SOD and the effects of stimulating antioxidant defense in any living organisms in ultra-low doses, namely, in dilution from 10 -12 to 10 -200 .

Следовательно, доказана возможность оказывать внешнее влияния на экспрессию генов супероксиддусмутазы относительно простым способом, не связанным с генным инжинирингом, что открывает новые перспективы в биологии, медицине, ветеринарии, растениеводстве.Consequently, it has been proven that it is possible to exert external influence on the expression of superoxide dusmutase genes in a relatively simple way, not related to genetic engineering, which opens up new prospects in biology, medicine, veterinary medicine, and plant growing.

Claims (1)

Способ применения супероксиддисмутазы 2 (СОД2) в качестве активатора экспрессии гена СОД2 с развитием последующих системных реакций увеличения синтеза собственной внутриклеточной СОД и эффектов стимуляции антиоксидантной защиты, заключающийся в том, что в живой организм водят супероксиддисмутазу 2 в разведении от 10-12 до 10-200.A method of using superoxide dismutase 2 (SOD2) as an activator of SOD2 gene expression with the development of subsequent systemic reactions increasing the synthesis of its own intracellular SOD and the effects of stimulating antioxidant defense, which consists in introducing superoxide dismutase 2 into a living organism in a dilution from 10 -12 to 10 -200 .
RU2024104434A 2024-02-21 Method of using superoxide dismutase 2 as an antioxidant in ultra-low dosages RU2821311C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2821311C1 true RU2821311C1 (en) 2024-06-20

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2183658B (en) * 1985-11-22 1990-04-25 Bio Technology General Corp Human manganese superoxide dismutase analog, plasmid for its expression and method of recovering it in enzymatically active form.
RU2044771C1 (en) * 1993-06-01 1995-09-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "ТриС" Yeast strain saccharomyces cerevisiae producing human dismutase superoxide
CN101420973A (en) * 2006-03-15 2009-04-29 埃索谢尔制药公司 Pharmaceutical compositions comprising SODs and prolamine based peptide fragments
RU2508123C1 (en) * 2012-07-19 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Pharmaceutical composition for local application in treating inflammatory eye diseases and method for using it
RU2557894C2 (en) * 2013-10-18 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фарма Ген" (ООО "Фарма Ген") Cosmetic product for fast skin repair

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2183658B (en) * 1985-11-22 1990-04-25 Bio Technology General Corp Human manganese superoxide dismutase analog, plasmid for its expression and method of recovering it in enzymatically active form.
RU2044771C1 (en) * 1993-06-01 1995-09-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "ТриС" Yeast strain saccharomyces cerevisiae producing human dismutase superoxide
CN101420973A (en) * 2006-03-15 2009-04-29 埃索谢尔制药公司 Pharmaceutical compositions comprising SODs and prolamine based peptide fragments
RU2508123C1 (en) * 2012-07-19 2014-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Pharmaceutical composition for local application in treating inflammatory eye diseases and method for using it
RU2557894C2 (en) * 2013-10-18 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Фарма Ген" (ООО "Фарма Ген") Cosmetic product for fast skin repair

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pacitti et al. Insights into the fish thioredoxin system: Expression profile of thioredoxin and thioredoxin reductase in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) during infection and in vitro stimulation
JP6022722B2 (en) Method for culturing Haematococcus pluvialis using hydrogen peroxide against contamination
RU2689730C1 (en) Method for quail feeding
Zhang et al. Impact of static magnetic field (SMF) on microorganisms, plants and animals
RU2821311C1 (en) Method of using superoxide dismutase 2 as an antioxidant in ultra-low dosages
RU2821309C1 (en) Use of superoxide dismutase 2 as an antioxidant in ultra-low dosages
KR20100095829A (en) The mutant of saccharomyces cerevisiae producing glutathione to high concentrations and the mass production method of glutathione by culturing the mutant of saccharomyces cerevisiae
Suga et al. Axenic culture of Brachionus plicatilis using antibiotics
RU2619255C1 (en) Method for increasing hatching quality of eggs at their long storage
RU2439147C1 (en) Method of stimulation in vitro pluripotent hemopoetic stem cells
Wang et al. Isolation and identification of Saprolegnia parasitica from grass carp and screening of sensitive drugs
RU2581198C1 (en) Method transovarial supply of embryos egg hens on stage of egg incubation with &#34;selenium-active&#34; preparation
RU2700473C1 (en) Method for prevention of stress-induced disorders as a pledge of optimization of mechanisms of adaptation in embryos and young growths of chickens
Yang et al. Impact of SMFs on microorganisms, plants, and animals
RU2826272C1 (en) Method for correcting negative consequences of oxidative stress in broiler chickens in industrial production conditions
RU2734835C1 (en) Method for improving resilience of fish embryos in aquaculture
RU2156060C1 (en) Bee servicing method
Mitiohlo et al. Growth intensity of Trichoderma Viride at different doses and sources of copper in the medium
RU2751848C1 (en) Method for alleviating hypoxia in chicken embryos
RU2787241C2 (en) Method for increasing the productivity of broiler chickens
RU2797685C1 (en) Method for correction of negative consequences when using eggs from old parent stock for incubation
Madzgarashvili et al. Making Bee Bread from Pollen without honeycombs
Niewolak The influence of living and dead cells of Chlorella vulgaris and Scenedesmus obliquus on aquatic microorganisms
UA150989U (en) Method of improving prooxidant-antioxidant homeostasis in the blood of breeding boars
Yi et al. RNA-seq analysis of LPS-induced immune priming in silkworms (Bombyx mori) and the role of cytochrome P450 detoxification system in the process