БИОХИМИЯ, 2020, том 85, вып. 1, с. 139–152

УДК 611.018.51

Этанольный экстракт оболочки семян тамаринда эффективно защищает эритроциты от эриптоза, вызванного окислительным стрессом

© 2020 Дж. Кенгайя 1, С.K.M. Нандиш 1, Ч. Рамачандрайя 1, Чандрама 1 , А. Шивайя 1, Дж.Дж. Вишалакши 2, М. Поль 2, С.М. Сантош 3, Р.Л. Шанкар 4, Д. Саннанингайя 1*

Department of Studies and Research in Biochemistry and Centre for Bioscience and Innovation, Tumkur University, 572103 Tumkur, India

Department of Studies in Biochemistry, University of Mysore, Manasagangothry, 570006 Mysore, India

Department of Medical Biochemistry and Microbiology (IMBM) Uppsala Biomedical Centre, 75237 Uppsala, Sweden

Department of Sericulture, Yuvaraja’s College, University of Mysore, 570006 Mysore, India; E-mail: sdevbiochem@gmail.com

Поступила в редакцию 01.04.2019
После доработки 04.10.2019
Принята к публикации 17.10.2019

DOI: 10.31857/S032097252001011X

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: этанольный экстракт оболочки семени тамаринда (TSCEE – Tamarind Seed Coat Ethanol Extract), активные формы кислорода (АФК), эриптоз, (GSH/GSSG), G6PDH, антиоксидант, AAPH.

Аннотация

Апоптоз или запрограммированная гибель эритроцитов — это ключевой момент в выявлении анемии при различных патологических состояниях, включая сахарный диабет, хронические заболевания почек (ХБП), рак, сепсис и др. Окислительный стресс, важный триггер в процессе ускоренной гибели эритроцитов при эриптозе, является основным механизмом, лежащим в основе возникновения анемических состояний при вышеуказанных патологиях. Поэтому выявление антиоксидантных и антиэриптотических средств для лечения связанных со стрессом заболеваний сегодня является все более востребованным. В настоящей работе продемонстрированы антиоксидантные и антиэриптотические свойства этанольного экстракта оболочки семян тамаринда (TSCEE), действующие против индуцированного AAPH (2,2′ азобис (2-амидинопропан гидрохлорид)) окислительного стресса и эриптоза. Присутствие вероятных вторичных метаболитов в экстракте TSCEE исследовали с помощью колоночной хроматографии RP-HPLC. Активные функциональные группы, присутствующие в экстракте, были изучены с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR). Циклические вольтамперометрические исследования подтвердили антиоксидантный потенциал препарата. Кроме того, способность экстракта TSCEE защищать эритроциты была подтверждена при оценке маркеров эриптоза, таких как активные формы кислорода (АФК), внутриклеточный уровень кальция и экстернализация фосфатидилсерина. Также было показано, что экстракт TSCEE понижал уровень перекисного окисления липидов, содержание карбонильных групп в белках, восстанавливал внутриклеточный уровень глутатиона (GSH), способствовал активации антиоксидантных ферментов и ферментов, участвующих в восстановлении пула GSH. В заключение следует отметить, что TSCEE имеет обширное терапевтическое применение, поэтому он может быть перспективным терапевтическим агентом для лечения эриптоза, индуцированного окислительным стрессом, и следующей за этим анемии при различных патологиях.

Сноски

* Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Работа была выполнена при финансовой поддержке Правительства Индии, Нью Дели и VGST и Правительства Каранатака.

Благодарности

Джайанна выражает благодарность UGC-RGNF, Правительству Индии, Нью Дели за представленную стажировку. DS благодарит проф. K. Кемпарайю, университет Мисора, проф. Гириш K.С., доктора П. Рагхавендра Кумар, Бхагялаксми M., университет Тумкура за их помощь при выполнении данной работы. Авторы также выражают благодарность Маникара M. и Светакумар Б., университет Мисора за их любезную помощь при выполнении работы.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Все процедуры, выполненные в исследовании с участием людей, соответствуют этическим стандартам институционального и/или национального комитета по исследовательской этике и Хельсинкской декларации 1964 года и ее последующим изменениям или сопоставимым нормам этики. От каждого из включенных в исследование участников было получено информированное добровольное согласие.

Список литературы

1. Palis, J. (2014) Primitive and definitive erythropoiesis in mammals, Front. Physiol., 5, 3, doi: 10.3389/fphys.2014.00003.

2. Lang, K.S., Lang, P.A., and Bauer, C. (2005) Mechanisms of suicidal erythrocyte death, Cell. Physiol. Biochem., 15, 195–202.

3. Bissinger, R., Modicano, P., Alzoubi, K., Honisch, S., Faggio, C., Abed, M., and Lang, F. (2014) Effect of saponins on erythrocytes, Int. J. Hematol., 100, 51–59.

4. Lang, E., Bissinger, R., Qadri, S.M., and Lang, F. (2017) Suicidal death of erythrocytes in cancer and its chemotherapy: a potential target in the treatment of tumor-associated anaemia, Int. J. Cancer, 141, 1522–1528.

5. Lang, F., Lang, K.S., Lang, P.A., Huber, S.M., and Wieder, T. (2006) Mechanisms and significance of eryptosis, Antioxid. Redox Signal., 8, 1183–92.

6. Girish, K.S., Paul, M., Thushara, R.M., Hemshekhar, M., Shanmuga, S.M., Rangappa, K.S., and Kemparaju, K. (2013) Melatonin elevates apoptosis in human platelets via ROS mediated mitochondrial damage, Biochem. Biophys. Res. Commun., 438, 198–204.

7. Sundaram, M.S., Hemshekhar, M., Santhosh, M.S., Paul, M., Sunitha, K., Thushara, R.M., Naveen Kumar, S.K., Devaraja, S., Rangappa, K.S., Kemparaju, K., and Girish, K.S. (2015) Tamarind Seed (Tamarindus indica) Extract ameliorates adjuvant-induced arthritis via regulating the mediators of cartilage/bone degeneration, inflammation and oxidative stress, Sci. Rep., 5, 11117.

8. Kareru, P.G., Keriko, J.M., Gachanja, A.N., and Kenji, G.M. (2008) Direct detection of triterpenoid saponins in medicinal plants, Afr. J. Tradit. Complement. Altern. Med., 5, 56–60.

9. Arulpriya, P., Lalitha, P., and Hemalatha, S. (2010) Cyclic voltametric assessment of the antioxidant activity of petroleum ether extract of Samanea saman (Jacq) Merr, Adv. Appl. Sci. Res., 1, 24–35.

10. Benesch, R.E., Benesch, R., and Yung, S. (1973) Equations for the spectrophotometric analysis of hemoglobin mixtures, Anal. Biochem., 55, 245–248.

11. Sharma, R.D., Katkar, G.D., Sundaram, M.S., Paul, M., NaveenKumar, S.K., Swethakumar, B., Hemshekhar, M., Girish, K.S., and Kemparaju, K. (2015) Oxidative stress-induced methemoglobinemia is the silent killer during snakebite: a novel and strategic neutralization by melatonin, J. Pineal Res., 59, 240–254.

12. Driver, A.S., Kodavanti, P.R., and Mundy, W.R. (2000) Age related changes in reactive oxygen species production in rat brain homogenates, Neurotoxicol. Teratol., 22, 175–181.

13. NaveenKumar, S.K., Thushara, R.M., Sundaram, M.S., Hemshekhar, M., Paul, M., Thirunavukkarasu, C., Basappa, Nagaraju, G., Raghavan, S.C., Girish, K.S., Kemparaju, K., and Rangappa, K.S. (2015) Unconjugated bilirubin exerts pro-apoptotic effect on platelets via p38-MAPK activation, Sci. Rep., 5, 15045.

14. Ohkawa, H., Ohishi, N., and Yagi, K. (1979) Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction, Anal. Biochem., 95, 351–358.

15. Levine, R.L., Garland, D., Oliver, C.N. (1990) Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins, Methods Enzymol., 186, 464–478.

16. Sundaram, M.S., Hemshekhar, M., Thushara, R.M., Santhosh, M.S., Kumar, S.K., Paul, M., Devaraja, S., Kemparaju, K., Rangappa, K.S., and Girish, K.S. (2014) Tamarind seed extract mitigates the liver oxidative stress in arthritic rats, Food Funct., 5, 587–597.

17. Tung, B.T., Hai, N.T., and Thu, D.K. (2017) Antioxidant and acetylcholinesterase inhibitory activities in vitro of different fraction of Huperzia squarrosa (Forst.) Trevis extract and attenuation of scopolamine-induced cognitive impairment in mice, J. Ethnopharmacol., 198, 24–32.

18. Guthenberg, C., Alin, P., and Mannervik, B. (1985) Glutathione transferase from rat testis, Methods Enzymol., 113, 507–510.

19. Lowry, O.H., Rosebrough, N.J., Farr, A.L., and Randall, R.J. (1951) Protein measurement with the folin phenol reagent, J. Biol. Chem., 193, 265–275.

20. Föller, M., Huber, S.M., and Lang, F. (2008) Erythrocyte programmed cell death, IUBMB Life, 60, 661–668.

21. Lang, F., Abed, M., Lang, E., and Föller, M. (2014) Oxidative stress and suicidal erythrocyte death, Antioxid. Redox Signal, 21, 138–153.

22. Jagadisha, S., Hemshekhara, M., NaveenKumara, S.K., Sharath Kumar, K.S., Sundaram, M.S., Basappa., Girisha, K.S., and Rangappa, K.S. (2017) Novel oxolane derivative DMTD mitigates high glucose induced erythrocytes apoptosis by regulating oxidative stress, Toxicol. Appl. Pharmacol., 334,167–179.

23. Bhadoriya, S.S., Ganeshpurkar, A., Narwaria, J., Rai, G., and Jain, A.P. (2011) Tamarindus indica: extent of explored potential, Pharmacogn. Rev., 5, 73–71.

24. Dong, X., Kiss, L., Petrikovics, I., and Thompson, D.E. (2017) Reaction of dimethyl trisulfide with haemoglobin, Chem. Res. Toxicol., 30, 1661–1663.

25. Ding, Y., Liu, H., Tekwani, B.L., Nanayakkara, N.P.D., Khan, I.A., Walker, L.A., and Doerksen, R.J. (2016) Methemoglobinemia hemotoxicity of some antimalarial 8-aminoquinoline analogues and their hydroxylated derivatives: density functional theory computation of ionization potentials, Chem. Res. Toxicol., 29, 1132–1141.

26. Puchulu-Campanella, E., Chu, H., Anstee, D.J., Galan, J.A., Tao, W.A., and Low, P.S. (2013) Identification of the components of a glycolytic enzyme metabolon on the human red blood cell membrane, J. Biol. Chem., 288, 848–858.

27. Qadri, S.M., Mahmud, H., Föller, M., and Lang, F. (2009) Inhibition of suicidal erythrocyte death by xanthohumol, J. Agric. Food Chem., 57, 7591–7595.

28. Shaik, N., Lupescu, A., and Lang, F. (2013) Inhibition of suicidal erythrocyte death by probucol, J. Cardiovasc. Pharmacol., 61, 120–126.

29. Zierle, J., Bissinger, R., and Lang, F. (2016) Inhibition by teriflunomide of erythrocyte cell membrane scrambling following energy depletion, oxidative stress and ionomycin, Cell. Physiol. Biochem., 39, 1877–1890.

30. Sebastin Santhosh, M., Hemshekhar, M., Thushara, R.M., Devaraja, S., Kemparaju, K., and Girish, K.S. (2013) Vipera russelli venom induced oxidative stress and hematological alterations: amelioration by crocin a dietary colorant, Cell. Biochem. Funct., 31, 41–50.

31. Vitak, T.Y., Wasser, S.P., Nevo, E., and Sybirna, N.O. (2017) Enzymatic system of antioxidant protection of erythrocytes in diabetic rats treated with medicinal mushrooms Agaricus brasiliensis and Ganoderma lucidum (Agaricomycetes), Int. J. Med. Mushrooms, 19, 697–708.

32. Jha, R., and Rizvi, S.I. (2011) Carbonyl formation in erythrocyte membrane proteins during aging in humans, Biomed. Pap. Med. Fac. Univ. Palacky Olomouc Czech. Repub., 155, 39–42.

33. Vishalakshi, G.J., Hemshekhar, M., Kemparaju, K., and Girish, K.S. (2018) Para-tertiary butyl catechol induces eryptosis in vitro via oxidative stress and hemoglobin leakage in human erythrocytes, Toxicol. In Vitro, 52, 286–296.