Metody stanovení nízkomolekulárních antioxidantů a markerů oxidačního stresu v biologických vzorcích vzorcích

Mgr. Jakub Sobotka

Master's thesis

Assay of low molecular weight antioxidants and markers of oxidative stress in biological samples

Abstract:

Diplomová práce byla zaměřena na stanovení nízkomolekulárních antioxidantů a markerů oxidačního stresu v biologických vzorcích. V teoretické části byla věnována pozornost oxidačnímu stresu jako takovému. Byly popsány různé cesty vniku reaktivních forem kyslíku a dusíku (RONS), jakožto hlavních původců poškození biomolekul. Proteiny, lipidy a DNA jsou modifikovány RONS, a tím dochází k rozvoji patologických procesů. V dalších kapitolách byla věnována pozornost antioxidačním obranným systémům (AOS), jako jsou antioxidační enzymy a nízkomolekulární antioxidanty. Pro experimentální část byl proveden výběr metod, s ohledem na dostupnost metody z hlediska vybavení a výpovědní hodnoty sledovaného parametru. Rovněž byla zkoumána toxikologie sirného yperitu (bojové označení HD), jeho mechanizmus účinku a vliv na oxidační stres. V experimentální části byly vybrané metody testovány na reálných vzorcích. Pro stanovení celkové antioxidační kapacity byla použita metoda FRAP, pro zkoumání produktů oxidačního stresu, přesněji sekundární produkt neenzymové oxidace lipidů malondyaldehyd (MDA), metoda TBARS a byla stanovena hladina hlavního intracelulárního antioxidantu glutationu (GSH). Stanovení antioxidačních enzymů, jako je glutathionreduktasa (GR) a glutation-S-transferasa (GST) bylo rovněž provedeno. Jako poslední marker byl zkoumán apoptotický enzym kaspasa 3. Byl proveden experiment s potkany kmene Wistar, kterým byl profylakticky podán antioxidant epigallokatechin gallát (EGCG) v různých dávkách a po 1 h byly vystaveni sirnému yperitu (HD). Popsanými metodikami byly zkoumány změny parametrů oxidačního stresu a antioxidační obrany organizmu. Získané výsledky byly diskutovány v závěru práce.

Abstract:

This thesis was focused on determination of low molecular antioxidants and markers of oxidative stress in biological samples. In theoretical part of the thesis, was aimed our attention to oxidative stress itself. In the beginning of thesis, we described a few ways of reactive oxygen and nitrogen species (RONS) formation, which are potent to attack important biological molecules. Proteins, lipids and DNA are modified and pathology can appear consequently. The second view was focused on antioxidant defense systems, like antioxidant enzymes and low molecular antioxidants. We also have chosen the methods suitable for experimental part of the thesis, with the view on availability in light of accessories and scientific value of the tracked markers. Next intention was concentrated on sulphur mustards (HD), as an chemical warfare and his effect on oxidative stress. In an experimental part of this thesis, we have chosen methods tested on biological samples. The method FRAP was used for determination of total antioxidant capacity. TBARS method was chosen for assessment of lipids peroxidation represented by malondialdehyde (MDA). Another method determinates total glutathione (GSH) level. Next two methods served for determination of two major antioxidant enzymes, glutathione reductase (GR) and glutathione-S-transpherase (GST). Consequently, we estimated apoptosis by assay of enzyme, caspase 3. Wistar rats were used in the experiment. They were treated with an antioxidant epigallocatechin gallate (ECGC) prior to HD poisoning. Alteration in oxidative stress and antioxidant properties in the animal body were investigated using the chosen methods. Obtained results were discussed at the close of the thesis.

Keywords

Oxidační stres, Antioxidant, Glutathion, Yperit, EGCG

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 1. 6. 2011
• Supervisor: RNDr. Miroslav Pohanka, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Master programme / field:
Special Chemical and Biological Programmes / Analysis of Biological Materials