Островська С. С., Мунтян С. О., Комський М. П., Антонова О. В., Герасимчук П. Г., Євтушенко Т. В., Макарець М. Ф.

ЗАСТОСУВАННЯ ПРИРОДНИХ ДІЄТИЧНИХ АНТИОКСИДАНТІВ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ ДЛЯ ЗНИЖЕННЯ КАДМІЄВОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ (ОГЛЯД ІНОЗЕМНОЇ ЛІТЕРАТУРИ)

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Островська С. С., Мунтян С. О., Комський М. П., Антонова О. В., Герасимчук П. Г., Євтушенко Т. В., Макарець М. Ф.

Рубрика:

ОГЛЯДИ ЛІТЕРАТУРИ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Дослідження присвячене вивченню впливу природних речовин з антиоксидантними властивостями на дію найбільш токсичного та розповсюдженого в навколишньому середовищі важкого металу кадмію (Cd). В огляді наведені наукові дані по застосуванню дієтичних антиоксидантів: аскорбінової кислоти ((L-аскорбінова кислота, АсА)), рутину (вітаміну Р), кверцитину (QUE), N-ацетил-1-цистеїну (NAC), ресвератролу (RES), епігаллокатехін-3-галату (EGCG), ізоціанату (ISO) на токсичну дію Cd в експериментальних та клінічних умовах. Cd здатний викликати гіперпродукцією активних форм кисню з наступним виникненням окисного стресу (ОС), що, в свою чергу, провокує рід важких захворювань людини, в тому числі серцево-судинних, онкологічних, нейродегенеративних тощо. Наведені фармакологічні ефекти покращення судинної дисфункції та Cd-індукованої гіпертензії у мишей при дії АсА. Досліджували роль рутину проти Cd-викликаної нейротоксичності та когнітивних порушень у щурів. Рутин сприяв відновленню пошкоджень головного мозку і порушень пам’яті шляхом покращення Cd-зміненої активності пуринергічних і моноамінергічних регуляторних ферментів. Також вітамін Р поліпшує еластичність еритроцитів, розширює судини, покращує ток крові, запобігає варикозу і застою крові. Кверцетин модулює епігенетичну активність мікроРНК-21, запобігаючи стеатозу та фіброзу печінки. N-ацетил-1-цистеїн, як розчинний компонент часнику, знижує гіперпродукцію активних форм кисню, генеровану Cd, і ефективно скасовує підвищену інвазивність пухлинних клітин, яка відбувається одночасно з Cd-індукованою злоякісною трансформацією. Ресвератрол – це антиоксидант, який використовується для ослаблення епігенетичних змін, викликаних впливом Cd за рахунок регуляції дії групи ферментів. Епігаллокатехін-3-галат, що міститься в зеленому чаї, протидіє нейротоксичності та виникненню раку. Дослідження на людях, що опубліковані у 2019 та 2020 роках, показали протиракову дію зеленого чаю. Ізоціанат захищає ДНК від Cd-індукованого ОС. Показано, що застосування харчових дієтичних антиоксидантів, з науково підтвердженими позитивними властивостями, є одним із ефективних способів профілактики та лікування захворювань, в основі яких лежить окисний стрес. Беручи до уваги критичну роль ОС у змінах, викликаних Cd, використання природних харчових антиоксидантів рослинного походження слід розглядати як перспективну терапію для запобігання його ушкоджуючим ефектам.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Liu Q, Li X, He L. Health risk assessment of heavy metals in soils and food crops from a coexist area of heavily industrialized and intensively cropping in the Chengdu Plain, Sichuan, China. Frontiers in Chemistry. 2022;10:988587.
2. Fu Z, Xi S. The effects of heavy metals on human metabolism. Toxicology Mechanisms and Methods. 2020;30(3):167-176.
3. Qu T, Mou Y, Dai J, Zhang X, Li M, Gu S, et al. Changes and relationship of N6-methyladenosine modification and long non-coding RNAs in oxidative damage induced by cadmium in pancreatic β-cells. Toxicology Letters. 2021;343:56-66.
4. Genchi G, Sinicropi MS, Lauria G, Carocci A, Catalano A. The Effects of Cadmium Toxicity. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020;17:378217.
5. Tokumoto M, Lee JY, Satoh M. Transcription factors and downstream genes in cadmium toxicity. Biological and Pharmaceutical Bulletin. 2019;42:1083-1088.
6. Sinha K, Das J, Pal PB, Sil PC. Oxidative stress: the mitochondria-dependent and mitochondria-independent pathways of apoptosis. Archives of Toxicology. 2013;87(7):1157-1180.
7. Ramana KV, Srivastava S, Singhal SS. Lipid Peroxidation Products in Human Health and Disease 2019. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019;2019:7147235.
8. Albasher G, Albrahin T, Aljarba N, Alharbi RI, Alsultan N, Alsairi J, et al. Involvement of redox status and the nuclear-related factor 2 in protecting against cadmium-induced renal injury with Sana Makki (Cassia senna L) pre-treatment in male rats. Anais da Academia Brasileira de Ciencias. 2020;92(2):e20191237.
9. Wang J, Zhu H, Liu X, Liu Z. Oxidative stress and Ca2+ signals involved on cadmium-induced apoptosis in rat hepatocyte. Biological Trace Element Research. 2014;161:180-189.
10. Payne AS, Nahashon E, Taka G.M, Adinew K.F, Soliman A. Epigallocatechin-3-Gallate (EGCG): New Therapeutic Perspectives for Neuroprotection, Aging, and Neuroinflammation for the Modern Age. Biomolecules. 2022;12(3):37.
11. Choong G, Liu Y, Templeton DM. Templeton Interplay of calcium and cadmium in mediating cadmium toxicity. Chem Biol Interact. 2014;211:54-65.
12. Wallace DR, Taalab YM, Heinze S, Lovakovic BT, Pizent A, Renieri E, et al. Toxic-metal-induced alteration in miRNA expression profile as a proposed mechanism for disease development. Cells. 2020;9:901.
13. Ding Y, Wang Y, Jiang Z, Wang F, Jiang Q, Sun J, et al. MicroRNA268 overexpression affects rice seedling growth under cadmium stress. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2017:65:5860-5867.
14. Niekerk LA, Carelse MF, Bakare OO, Mavumengwana V, Keyster M, Gokul A. The Relationship between Cadmium Toxicity and the Modulation of Epigenetic Traits in Plants. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(13):7046.
15. Schaefer HR, Dennis S, Fitzpatrick S. Cadmium: mitigation strategies to reduce dietary exposure. Journal of Food Science. 2020;85(2):260- 267.
16. Venkatesh J, Park S.W. Role of L-Ascorbate in Alleviating Abiotic Stresses in Crop Plants. Botanical Studies. 2014;55:38.
17. Donpunha W, Kukongviriyapan U, Sompamit K, Pakdeechote P, Kukongviriyapan V, Pannangpetch P. Protective Effect of Ascorbic Acid on Cadmium-Induced Hypertension and Vascular Dysfunction in Mice. BioMetals. 2011;24:105-115.
18. Kiełczykowska M, Kocot J, Paździor M, Musik I. Selenium - A fascinating antioxidant of protective properties. Advances in Clinical and Experimental Medicine. 2018;27:245-255.
19. Fusco R, Siracusa R, Gugliandolo E, Peritore AF, D’Amico R, Cordaro M, et al. Micro Composite Palmitoylethanolamide/Rutin Reduces Vascular Injury through Modulation of the Nrf2/HO-1 and NF-kB Pathways. Current Medicinal Chemistry. 2021;28(30):6287-6302.
20. Oboh G, Adebayo AA, Ademosun AO, Olowokere OG. Rutin Alleviates Cadmium-Induced Neurotoxicity in Wistar Rats: Involvement of Modulation of Nucleotide-Degrading Enzymes and Monoamine Oxidase. Metabolic Brain Disease. 2019;34:1181-1190.
21. Singh A, Singh AK, Giri R, Kumar D, Sharma R, Valis M, et al. The role of microRNA-21 in the onset and progression of cancer.Future Med Chem. 2021;13(21):1885-1906.
22. Alshammari GM, Al-Qahtani WH, AlFaris NA, Alzahrani NS, Alkhateeb MA, Yahya MA. Quercetin prevents cadmium chloride-induced hepatic steatosis and fibrosis by downregulating the transcription of miR-21. BioFactors. 2021;47:489-505.
23. Hirao-Suzuki M, Takeda S, Sakai G, Waalkes M.P, Sugihara N, Takiguchi M. Cadmium-stimulated invasion of rat liver cells during malignant transformation: Evidence of the involvement of oxidative stress/TET1-sensitive machinery. Toxicology. 2021;447:152631.
24. Bryl A, Falkowski M, Zorena K, Mrugacz M. The Role of Resveratrol in Eye Diseases-A Review of the Literature. Nutrient. 2022;14(14):2974.
25. Wang W, Liu G, Jiang X, Wu G. Resveratrol ameliorates toxic effects of cadmium on placental development in mouse placenta and human trophoblast cells. Birth Defects Research. 2021;113:1470-1483.
26. Hayakawa S, Ohishi T, Miyoshi N, Oishi Y, Nakamura Y, Isemura M. Anti-cancer effects of green tea epigallocatchin-3-gallate and coffee chlorogenic acid. Molecules. 2020;25(19):4553.
27. Sun Q, Li Y, Shi L, Hussain R, Mehmood K, Tang Z, et al. Heavy metals induced mitochondrial dysfunction in animals: Molecular mechanism of toxicity. Toxicology. 2022;469:153136.
28. Wada K, Oba S, Tsuji M, Goto Y, Mizuta F, Koda S, et al. Green tea intake and colorectal cancer risk in Japan: The Takayama study. Japanese Journal of Clinical Oncology. 2019;49(6):515-520.
29. Wu QY, Wong ZCF, Wang C, Fung AHY, Wong EOY, Chan GKL, et al. Isoorientin derived from Gentiana veitchiorum Hemsl. flowers inhibits melanogenesis by down-regulating MITF-induced ty- rosinase expression. Phytomedicine. 2019;57:129-136.
30. Chen S, Luo T, Yu Q, Dong W, Zhang H, Zou H. Isoorientin plays an important role in alleviating Cadmium-induced DNA damage and G0/ G1 cell cycle arrest. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2020;187:109851.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 4, 175, 84-91 сторінки, код УДК 612.014.466546.48:616-085542.943:615.32

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-4-175-84-91