ВПЛИВ БЕТАЇНУ НА ЕНДОТЕЛІАЛЬНІ КЛІТИНИ
DOI 10.17721/1728.2748.2021.86.48-52
Ключові слова:
бетаїн, глюкоза, ендотеліальні клітини, мітохондріальні ензими, осмолітАнотація
Використання бетаїну як біоактивної речовини залишається актуальним через його роль у процесах метилювання (зокрема й метіоніну), антиоксидантного захисту клітин за порушення ліпідного обміну, участі у протизапальних процесах та стабілізації ендотеліально-епітеліального бар'єру як потужного регулятора обмінних процесів у клітинах і тканинах. З огляду на це метою пропонованого дослідження є вивчення безпосереднього впливу бетаїну на культивовані ендотеліальні клітини. Завдання роботи – аналіз літературних даних щодо застосування бетаїну як донора метильних груп й осмопротектора (особливо застосування його осмолітичних властивостей) та проведення експериментальних досліджень його впливу на ендотеліальні клітини. Дію бетаїну на клітини ендотелію (лінії РАЕ) вивчали за допомогою традиційних методичних підходів: МТТ-тест визначення активності мітохондріальних ензимів і виживання клітин й оцінка рівня поглинання глюкози і морфологічних властивостей ендотеліальних клітин.
Результати вивчення дії бетаїну на ендотеліальні клітини засвідчили про: відсутність токсичних ефектів; збільшення концентрації ендотеліоцитів порівняно з контролем за його рівня 0,5 мг/мл та 1 мг/мл у процесі фарбування трипановим синім; зростання оптичного поглинання внаслідок відновлення формазану мітохондріальними ензимами живих клітин у межах його концентрацій 1–4 мг/мл за МТТ-тесту; підвищення активності мітохондріальних оксидоредуктаз у розрахунку на одиницю живих клітин за його концентрації 1 та 4 мг/мл; зростання рівня дифузії глюкози в клітини за 0,125 мг/мл та 1 мг/мл бетаїну в середовищі інкубації. Порівняно з контролем виявлені морфологічні особливості клітин, а саме: їхня видовженість, більша кількість відростків та формування структур, що мали ознаки прокапілярних. Отже, бетаїн у концентрації 1 мг/мл може виконувати роль своєрідного стандарту позитивного впливу на ендотеліальні клітини у подальших дослідженнях біоактивних препаратів.
Посилання
Zhao, G., He, F., Wu, C., Li, P., Li, N., Deng, J., Zhu, G., Ren, W., Peng, Y.(2018). Betaine in Inflammation: Mechanistic Aspects and Applications// Front. Immunol. https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.01070
Yu, D., Xu, Z. (2004) Effects of betaine on growth performance and carcass characteristics in growing pigs. Asian-australas J Anim Sci. 17(12):490–3. doi:10.5713/ajas.2004.1700
Hoffmann, L., Brauers, G., Gehrmann, T., Haussinger, D., Mayatepek, E., Schliess, F., et al. (2013) Osmotic regulation of hepatic betaine metabolism. Am J PhysiolGastrointest Liver Physiol. 304(9):G835–46. doi:10.1152/ajpgi.00332.2012
Xia Y, Chen S, Zhu G, Huang R, Yin Y, Ren W. (2018) Betaine Inhibits Interleukin-1beta Production and Release: Potential Mechanisms. Front Immunol. 9:2670. doi: 10.3389/fimmu.2018.02670
Kempson, S. A., Vovor-Dassu, K., Day, C. (2013). Betaine Transport in Kidney and Liver: Use of Betaine in Liver Injury. Cell PhysiolBiochem, 32(suppl 1), 32-40. DOI: 10.1159/000356622
Willingham, B.D., Ragland, T.J., Ormsbee, M.J. (2020). Betaine Supplementation May Improve Heat Tolerance: Potential Mechanisms in Humans. Nutrients. 12 (10), 2939; doi:10.3390/nu12102939
Leopold, B., Strutz, J., Weiss, E.,Gindlhuber, J., Birner‐Gruenberger, R., Hackl, H., M. Appel, H.,Cvitic, S.,Hidden, U. (2019) Outgrowth, proliferation, viability, angiogenesis and phenotype of primary human endothelial cells in diferent purchasable endothelial culture media: feed wisely. Histochemistry and Cell Biology. 152:377–390 https://doi.org/10.1007/s00418-019-01815-2
Amraei, R., Rahimi, N. (2020) COVID-19, Renin-Angiotensin System and Endothelial Dysfunction. Cells. 9(7):1652. doi: 10.3390/cells9071652.
Varga, Z., Flammer, A. J., Steiger, P., Haberecker, M., Andermatt, R., Zinkernagel, A. S., Mehra, M. R., Schuepbach, R. A., Ruschitzka, F., Moch, H. (2020) Endothelial cell infection and endotheliitis in COVID-19. Lancet. 395(10234):1417-1418. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30937-5
Garmanchouk, L. V., Pyaskovskaya, O. N., Solyanik, G. I. (2010) Influence of pro-angiogenic cytokines on proliferative activity and survival of endothelial cells. Biopolym Cell. 26(3): 187-193.
Mosmann, T. (1983) Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays. J Immunol Methods.65(1-2): 55-63.
Nikolaienko,Т.V., Nikulina,V.V., Shelest, D. V., Garmanchuk, L. V. (2016) The mechanism of VEGF-mediated endothelial cells survival and proliferation in conditions of unfed-culture// Ukr. Biochem. J. 88, (4):12-19
Sarnatskaya, V., Shlapa, Y., Yushko, L., Shton, I., Solopan, S., Ostrovska, G., Kalachniuk, L., Negelia, A., Garmanchuk, L., Prokopenko, I., Khudenko, N., Maslenny, V., Bubnovskaya, L., Belous, A., Nikolaev, V. (2020) Biological Activity of Cerium Dioxide Nanoparticles. J Biomed Materials Res. Part A,, https://doi.org/10.1002/jbm.a.36936
D'Onofrio, N., Balestrieri, A., Neglia, G., Monaco, A., Tatullo, M., Casale, R., Limone, A., Balestrieri, M. L., Campanile, G. J (2019) Antioxidant and Anti-Inflammatory Activities of Buffalo Milk δ-Valerobetaine. Agric Food Chem. 67(6):1702-1710. doi: 10.1021/acs.jafc.8b07166.
D'Onofrio, N., Mele, L., Martino, E., Salzano, A., Restucci, B., Cautela, D., Tatullo, M., Balestrieri, M. L., Campanile, G. (2020) Synergistic Effect of Dietary Betaines on SIRT1-Mediated Apoptosis in Human Oral Squamous Cell Carcinoma Cal 27. Cancers (Basel).12(9):2468. doi: 10.3390/cancers12092468.
D'Onofrio, N., Cacciola, N.A., Martino, E., Borrelli, F., Fiorino, F., Lombardi, A., Neglia, G., Balestrieri, M. L., Campanile, G. (2020) ROSMediated Apoptotic Cell Death of Human Colon Cancer LoVo Cells by Milk δ-Valerobetaine. Sci Rep. 10(1):8978. doi: 10.1038/s41598-020-65865-6.
Vlahopoulos, S., Boldogh, I., Casola, A., Brasier, A. R. (1999). Nuclear factor-kappaB-dependent induction of interleukin-8 gene expression by tumor necrosis factor alpha: evidence for an antioxidant sensitive activating pathway distinct from nuclear translocation. Blood. 94 (6): 1878–89. doi:10.1182/blood.V94.6.1878.418k03_1878_1889.
David, F., Farley, J., Huang, H., Lavoie, J. P., Laverty, S. (2007). Cytokine and chemokine gene expression of IL-1beta stimulated equine articular chondrocytes. Vet Surg. 36 (3): 221–27. doi:10.1111/j.1532-950X.2007.00253.x.
Park, S. W., Jun, H. O., Kwon, E., Yun, J. W., Kim, J. H., Park, Y. J., Kang, B. C., Kim, J. H. (2017) Antiangiogenic effect of betaine on pathologic retinal neovascularization via suppression of reactive oxygen species mediated vascular endothelial growth factor signaling. VasculPharmacol.90:19-26. doi: 10.1016/j.vph.2016.07.007.
Lee, I. (2021) Regulation of Cytochrome c Oxidase by Natural Compounds Resveratrol, (–)-Epicatechin, and Betaine. Cells. 10, 1346. https://doi.org/10.3390/cells10061346
Kalachniuk, L., Fedyshyn, P., Smirnov, O., Prys-Kadenko, V., Palonko, R., Arnauta, O. (2021). Bio protectors' effect on the composition of some amino acids under alcohol-induced oxidative stress. EUREKA: LifeSciences, 4, 50–57. doi: https://doi.org/10.21303/2504-5695.2021.001985
