СТАН АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ У ЩУРІВ З ГНІЙНО-НЕКРОТИЧНИМИ РАНАМИ ШКІРИ
DOI: https://doi.org/10.17721/1728.2748.2025.103.66-74
Ключові слова:
Гнійно-некротичні рани, ферменти антиоксидантного захисту, композиція на основі протеолітичних ферментів, гідробіонтиАнотація
Вступ. Гнійно-некротичні рани шкіри становлять значну медичну проблему, оскільки вони супроводжуються комплексним порушенням фізіологічних процесів, що значно ускладнює загоєння. Одним із ключових патогенетичних ланок у розвитку цих станів є оксидативний стрес. Важливим є дослідження стану антиоксидантної системи, оскільки вона є природним захисним механізмом організму, що протидіє шкідливій дії вільних радикалів і продуктів перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ). За таких важких уражень, як гнійно-некротичні рани, власних антиоксидантних резервів організму часто недостатньо для ефективного контролю оксидативного стресу. Тому актуальним є пошук засобів, здатних модулювати прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз. Перспективним напрямом є викорис-тання композицій на основі протеолітичних ферментів природного походження, зокрема з гідробіонтів. Метою дослідження було оцінити стан показників антиоксидантної системи в сироватці крові та гомогенаті шкіри щурів із гнійно-некротичними ранами за природного гоєння і за використання композиції на основі ферментів, очищених із гідробіонтів – морського їжака Sterechinus neumayeri та морської зірки Odontaster validus.
Методи. У дослідженні було використано 88 білих нелінійних щурів, яким моделювали гнійно-некротичні рани площею до 400 мм². Визначали активність ферментів супероксиддисмутази, каталази, глутатіонпероксидази та вміст окисненого і відновленого глутатіону в гомогенаті шкіри та сироватці крові на 3-тю, 6-ту, 9-ту, 14-ту добу експери-менту й після повної реепітелізації шкіри за використання композиції на основі протеолітичних ферментів, очищених із гідробіонтів Антарктичного регіону (морський їжак Sterechinus neumayeri та морська зірка Odontaster validus).
Результати.За гнійно-некротичних ран шкіри показано зміни активності ферментів антиоксидантного захисту: зниження супероксиддисмутазної активності, підвищення каталазної та глутатіонпероксидазної активності на тлі зниження концентрації GSH як у сироватці крові, так і в гомогенаті шкіри. Застосування для лікування ран композиції на основі ферментів відновлювало показники до контрольного рівня починаючи з 9-ї доби експерименту.
Висновки. Нанесення на гнійно-некротичні рани композиції на основі ферментів, очищених із гідробіонтів – морського їжака Sterechinus neumayeri та морської зірки Odontaster validus, сприяло відновленню показників антиоксидантого захисту, що, у свою чергу, сприяє кращому протистоянню дії вільних радикалів і швидшій регенерації шкіри.
Посилання
Averill-Bates, D. (2023). The antioxidant glutathione. Vitamins and Hormones, 121, 109–141.
Bilyayeva, O. (2014). Effects of Sea Silon wound healing in the rat. Journal of Wound Care, 23(8), 140–146.
Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 7, 248–254.
Browne, S., & Pandit, A. (2015). Biomaterial-Mediated Modification of the Local Inflammatory Environment. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 3, 67.
Chai, Y., & Mieyal, J. J. (2023). Glutathione and Glutaredoxin–Key Players in Cellular Redox Homeostasis and Signaling. Antioxidants (Basel, Switzerland), 12(8), 1553. https://doi.org/10.3390/antiox12081553
Deng, L., Du, C., Song, P., Chen, T., Rui, S., Armstrong, D. G., & Deng, W. (2021). The Role of Oxidative Stress and Antioxidants in Diabetic Wound Healing. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2021, 8852759. https://doi.org/10.1155/2021/8852759
Dhivya, S., Padma, V. V., & Santhini, E. (2015). Wound dressings–A review. BioMedicine, 5(2), 22.
Di Meo, S., Reed, T. T., Venditti, P., & Manuel, V. (2016). Role of ROS and RNS Sources in Physiological and Pathological Conditions. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2016, 44.
Durak, I., Yurtarslanl, Z., Canbolat, O., & Akyol, O. (1993). A methodological approach to superoxide dismutase (SOD) activity assay based on inhibition of nitroblue tetrazolium (NBT) reduction. Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry, 214(1), 103–104.
European convention for protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose: Council of Europe, Strasburg. (18.03.1986).
Gonçalves, R., Freitas, M., & Esposito, D. (2022). Cellular and molecular mechanisms of oxidative stress in wound healing. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2022, 9785094. https://doi.org/10.1155/ 2022/9785094
Gottfredsen, R. H., Larsen, U. D., Enghild, J. J., & Petersen, S. V. (2013). Hydrogen peroxide induce modifications of human extracellular superoxide dismutase that results in enzyme inhibition. Redox Biology, 1(1), 24–31.
He, S., Zhang, Y., Sun, H., Du, M., Qiu, J., Tang, M., Sun, X., & Zhu, B. (2019). Antioxidative Peptides from Proteolytic Hydrolysates of False Abalone (Volutharpa ampullacea perryi): Characterization, Identification, and Molecular Docking. Marine Drugs, 17(2), 116. https://doi.org/ 10.3390/md17020116
Hissin, P. J., & Hilf, R. (1976). A fluorometric method for determination of oxidized and reduced glutathione in tissues. Analytical Biochemistry, 74(1), 214-226.
International consensus. (2011). The role of proteases in wound diagnostics: An expert working group review. Wounds International.
Jomova, K., Alomar, S. Y., Alwasel, S. H., Nepovimova, E., Kuca, K., & Valko, M. (2024). Several lines of antioxidant defense against oxidative stress: Antioxidant enzymes, nanomaterials with multiple enzyme-mimicking activities, and low-molecular-weight antioxidants. Archives of Toxicology, 98(5), 323–367.
Kadhum, M. A., & Hadwan, M. H. (2021). A precise and simple method for measuring catalase activity in biological samples. Chemical Papers, 75(4), 1669–1678. https://doi.org/10.1007/s11696-020-01401-0
Kim, S. K., & Wijesekara, I. (2010). Development and biological activities of marine-derived bioactive peptides: A review. Journal of Functional Foods, 2(1), 1–9.
Kohen, R. (1999). Skin antioxidants: Their role in aging and in oxidative stress–New approaches for their evaluation. Biomedicine & Pharmacotherapy, 53(4), 181–192.
Liu, J., Chen, Z., Wang, J., Li, R., Li, T., Chang, M., Yan, F., & Wang, Y. (2018). Encapsulation of curcumin nanoparticles with MMP9-responsive and thermos-sensitive hydrogel improves diabetic wound healing. ACS Applied Materials & Interfaces, 10(19), 16315–16326.
Mathioudaki, E., Vitsos, A., & Rallis, M. C. (2024). Proteolytic enzymes and wound debridement: A literature review. Wounds, 36(11), 357–365. https://doi.org/10.25270/wnds/23181
Naseri-Nosar, M., & Ziora, Z. M. (2018). Wound dressings from naturally-occurring polymers: A review on homopolysaccharide-based composites. Carbohydrate Polymers, 189, 379–398.
Nikitina, N., Koval, T., & Stepanova, L. (2025). Indicators of oxidative stress in rats with purulent-necrotic skin wounds. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Biology, 102(3), 41–47 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.17721/1728.2748.2025.102.41-47
Pedro, A. C., Paniz, O. G., Fernandes, I. A. A., Bortolini, D. G., Rubio, F. T. V., Haminiuk, C. W. I., Maciel, G. M., & Magalhães, W. L. E. (2022). The Importance of Antioxidant Biomaterials in Human Health and Technological Innovation: A Review. Antioxidants, 11(8), 1644.
Raksha, N., Gladun, D., Savchuk, O., & Ostapchenko, L. (2015). The prospects of extraction of collagenolytic enzymes from hydrobionts of Antarctic region. Ukrainian Antarctic Journal, 14, 175–179. https://doi.org/ 10.33275/1727-7485.14.2015.188
Rasheed, Z. (2024). Therapeutic potentials of catalase: Mechanisms, applications, and future perspectives. International Journal of Health Sciences, 18(2), 1–6.
Rasik, A. M., & Shukla, A. (2000). Antioxidant status in delayed healing type of wounds. International Journal of Experimental Pathology, 81(4), 257–263.
Razygraev, A. V., & Arutiunian, A. V. (2006). Determination of human serum glutathione peroxidase activity, by using hydrogen peroxide and 5,5'-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid). Klinicheskaia Laboratornaia Diagnostika, 6, 13–16.
Roy, Z., Bansal, R., Siddiqui, L., & Chaudhary, N. (2023). Understanding the role of free radicals and antioxidant enzymes in human diseases. Current Pharmaceutical Biotechnology, 24(10), 1265–1276.
Shafiq, M., Chen, Y., Hashim, R., He, C., Mo, X., & Zhou, X. (2021). Reactive Oxygen Species-Based Biomaterials for Regenerative Medicine and Tissue Engineering Applications. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 9, 821288.
Shah, M. A., Bosco, S. J. D., & Mir, S. A. (2014). Plant extracts as natural antioxidants in meat and meat products. Meat Science, 98(1), 21–33.
Verkhovna Rada of Ukraine. (2006). On protection of animals from cruel treatment. Law of Ukraine No. 3447–IV of 21.02.2006. Vedomosti Verkhovnoi Rady Ukrainy, 27, 230 [in Ukrainian]
Yang, F., Qin, X., Zhang, T., Zhang, C., & Lin, H. (2019). Effect of Oral Administration of Active Peptides of Pinctada Martensii on the Repair of Skin Wounds. Marine Drugs, 17(12), 697. https://doi.org/10.3390/md17120697
Yang, F., Zhao, D., Zhang, K., Wang, Z., Wang, Y., Wu, C., Cui, S., Guo, T., Chen, L., & Chen, J. (2022). Oral delivery of marine shellfish supramolecule peptides for skin wound healing. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 216, Article 112592. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2022
Yu, D., Cui, S., Chen, L., Zheng, S., Zhao, D., Yin, X., Yang, F., & Chen, J. (2023). Marine-Derived Bioactive Peptides Self-Assembled Multifunctional Materials: Antioxidant and Wound Healing. Antioxidants (Basel), 12(6), 1190. https://doi.org/10.3390/antiox12061190
Іslam, M. N., Rauf, A., Fahad, F., Emran, T. B., Mitra, S., Olatunde, A., Shariati, M. A., Rebezov, M., Rengasamy, K. R., & Mubarak, M. S. (2021). Superoxide dismutase: An updated review on its health benefits and industrial applications. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 62(26), 7282–7300. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.1913400
