Установлено, что инкубация эритроцитов человека с внутриклеточным хелатором - N’,N’-тетракис-(2-пиридил-метил)-этилендиамином (TPEN), в субгемолитических концентрациях приводит к достоверному снижению внутриклеточного пула Zn2+ и увеличению эстеразной активности клеток. Продемонстрировано, что одним из возможных механизмов развития окислительного стресса в эритроцитах человека в условиях дефицита цинка является ингибирование активности основных ферментов антиоксидантной защиты - каталазы и глутатионпероксидазы и изменение концентрации восстановленного глутатиона. Выявлено, что именно ингибирование фермента глутатионпероксидаза вносит вклад в активацию эритроцитарных эстераз в условиях дефицита ионов цинка. Более того, обнаруженное усиление экспрессии цистеин-обогащенных белков металлотионеинов в эритроцитах человека при моделировании Zn-дефицитного состояния in vitro подтверждает предположение о функционировании данных белков в качестве вспомогательного антиоксиданта в защитной системе клеток.
эритроциты человека, дефицит цинка, редокс-статус, лабильный пул цинка, эстеразная активность, антиоксидантная система, металлотионеины
1. Maret W., Li Y. Coordination dynamics of zinc in proteins. Chem. Rev., 2009, vol. 109, pp. 4682-4707.
2. Andreini C., Banci L., Bertini I., Rosato A. Counting the zinc-proteins encoded in the human genome. J. Proteome. Res., 2006, vol. 5, no. 1, pp. 196-201.
3. Гармаза Ю.М., Слобожанина Е.И. Эccенциальноcть и токcичноcть цинка. Биофизичеcкие аcпекты. Биофизика, 2014, т. 59, вып. 2, с. 322-337. [Garmaza Yu.M., Slobozhanina E.I. Zinc essentiality and toxicity. Biophysical aspects. Biophysics, vol. 59, iss. 2, pp. 322-337. (In Russ.)]
4. Prasad A.S., Halsted J.A., Nadimi M. Syndrome of iron deficiency anemia, hepatosplenomegaly, hypogonadism, dwarfism and geophagia. Am. J. Med., 1961. vol. 31, pp. 532-546.
5. Moynahan E.J. Letter: Acrodermatitis enteropathica: A lethal inherited human zinc-deficiency disorder. Lancet, 1974, vol. 2, pp. 399-400.
6. Wang K., Zhou B., Kuo Y.M., Zemansky J., Gitschier J. A novel member of a zinc transporter family is defective in acrodermatitis enteropathica. Am. J. Hum. Genet., 2002, vol. 71, pp. 66-73.
7. Prasad A.S. Impact of the discovery of human zinc deficiency on health. J. Trace Elem. Med. Biol., 2014, vol. 28, no. 4, pp. 357-363.
8. Zago M.P., Oteiza P.I. The antioxidant properties of zinc: interactions with iron and antioxidants. Free Radic. Biol. Med., 2001, vol. 31, no. 2, pp. 266-274.
9. Oteiza P.I., Clegg M.S., Zago M.P., Keen C.L. Zinc deficiency induces oxidative stress and AP-1 activation in 3T3 cells. Free Radical Biol. Med., 2000, vol. 28, pp. 1091-1099.
10. Ho E., Ames B.N. Low intracellular zinc induces oxidative DNA damage, disrupts p53, Nfkappa B, and AP1 DNA binding, and affects DNA repair in a rat glioma cell line. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2002, vol. 99, pp. 16770-16775.
11. Song Y., Leonard S.W., Traber M.G., Ho E. Zinc deficiency affects DNA damage, oxidative stress, antioxidant defenses, and DNA repair in rats. J. Nutr., 2009, vol. 139, pp. 1626-1631.
12. Brennan A.M., Suh S.W., Won S.J., Narasimhan P., Kauppinen T.M., Lee H., Edling Y., Chan P.H., Swanson R.A. NADPH oxidase is the primary source of superoxide induced by NMDA receptor activation. Nat. Neurosci., 2009, vol. 12, pp. 857-863.
13. Paoletti A.M., Vergnano A.M., Barbour B., Casado M. Zinc at glutamatergic synapses. Neuroscience, 2009, vol. 158, pp. 126-136.
14. Gee K.R., Zhou Z.L., Ton-That D., Sensi S.L., Weiss J.H. Measuring zinc in living cells. A new generation of sensitive and selective fluorescent probes. Cell Calcium, 2002, vol. 31, no. 5, pp. 245-251.
15. Bratosin D., Mitrofan L., Palli C., Estaquier J. Novel fluorescence assay using Calcein-AM for the determination of human erythrocyte viability and aging. Cytometry A, 2005, vol. 66A, pp. 78-84.
16. Ellman G.L. Tissue sulfhydryl groups. Arch Biochem Biophys., 1959, vol. 82, no. 1, pp. 70-77.
17. Моин В.М. Простой и специфический метод определения активности глутатионпероксидазы в эритроцитах. Лаб. Дело, 1986, № 12, с. 724-727. [Moin V.M. A simple and specific method for determining of the glutathione peroxidase activity in erythrocytes. Laboratory diagnostics, 1986, no. 12, pp. 724-727. (In Russ)]
18. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарева В.Е. Метод определения каталазной активности. Лаб. дело, 1988. № 1. c. 16-19. [Koroluk М.А., Ivanova L.I., Majorova I.G., Tokareva V.Е. Method for the determination of catalase activity [Metod opredeleniya katalaznoy aktivnosti]. Laboratory diagnostics, 1988, no. 1, pp. 16-19. (in Russ)]
19. Anti-Metallothionein antibody [UC1MT]. 04.10.2015, URL: abcam.com/metallothionein-antibody-uc1mt-ab12228.html.
20. McCabe M.J., Jiang S.A., Orrenius S. Chelation of intracellular zinc triggers apoptosis in mature thymocytes. Lab. Invest., 1993, vol. 69, pp. 101-110.
21. Harmaza Y., Slobozhanina E. Zinc homeostasis and eryptosis. FEBS J., 2013, vol. 280, suppl. 1, p. 218.
22. Гармаза Ю.М., Тамашевский А.В., Гончарова Н.В., Слобожанина Е.И. Влияние внутриклеточного уровня цинка в эритроцитах человека на перераспределение фосфатидилсерина и их жизнеспособность. Новости медико-биологических наук, 2011, т. 3, № 1, с. 90-95. [Harmaza Y.M., Tamashevski A.V., Goncharova N.V., Slobozhanina E.I. News of biomedical sciences, 2011, vol, 3, no. 1, pp. 90-95. (in Russ)]
23. Гармаза Ю.М., Тамашевский А.В., Канаш Ю.С., Зубрицкая Г.П., Кутько А.Г., Слобожанина Е.И. Внутриклеточный цинк: роль в Н2О2-индуцированном окислительном стрессе в эритроцитах человека. Биофизика, 2016, т. 61, вып. 6, с. 1149-1158. [Harmaza Y.M., Tamashevski A.V., Kanash J.S., Zubritskaya G.P., Kutko A.G., Slobozhanina E.I. Intracellular Zinc: a Role in H2O2-Induced Oxidative Stress in Human Erythrocytes. Biophysics, 2016, vol. 61, iss. 6, pp. 1149-1158. (in Russ)]
24. Гармаза Ю.М., Тамашевский А.В., Слобожанина Е.И. Металлотионеины млекопитающих: структура и биологическая роль. Известия НАН Беларуси. Серия биол. наук, 2016, no. 1, с. 107-116. [Harmaza Y.M., Tamashevski A.V., Slobozhanina E.I. Mammalian metalothioneins: structure and biological role. Proceedings of the National academy of sciences of Belarus, 2016, no. 1, pp. 107-116. (in Russ.)]
25. Min K.S., Tanaka N., Horie T., Kawano H., Tetsuchikawahara N., Onosaka S. Metalothionein-enriched hepatocytes are resistant to ferric nitriloacetate toxicity during conditions of glutathione depletion. Toxicol. Lett., 2005, vol. 158, pp. 108-115.
26. Gumulec J., Masarik M., Krizkova S., Adam V., Hubalek J., Hrabeta J., Eckschlager T., Stiborova M., Kizek R. Insight to physiology and pathology of zinc(II) ions and their actions in breast and prostate carcinoma. Curr. Med. Chem., 2011, vol. 18, pp. 5041-5051.
27. Formigari A., Santon A., Irato P. Efficacy of zinc treatment against iron-induced toxicity in rat hepatoma cell line H4-II-E-C3. Liver Int., 2007, vol. 27, pp. 120-127.
28. Eide D.J. The oxidative stress of zinc deficiency. Metallomics, 2011, vol. 3. pp. 1124-1129.
