Аннотация:Формальдегид (ФА) представляет собой биологическое соединение, которое присутствует во всех тканях, клетках и биологических жидкостях млекопитающих. Большинство ФА производится различными классами алкогольдегидрогеназы (АДГ) в основном от окисления метанола (MeOH), образованного в результате ферментации овощей и фруктов диеты, и в результате кишечной микрофлоры [1]. Низкий физиологический уровень ФА в плазме и тканях поддерживается за счет непрерывного действия клеточных ферментов, окисляющих ФА в трех отдельных путях с участием P450 монооксигеназ, митохондриальной АлДГ2 и с участием гена, кодирующего ADH5, или формальдегиддегидрогеназы. Нарушение регуляции метаболизма МеОН может привести к накоплению ФА и гибели нейронов, например, у пациентов с болезнью Альцгеймера. Недавние исследования указывают на возможное участие метаболического МеОН и ФА в патологии головного мозга человека [1]. В нашем исследовании мы поставили задачу выявить участие эндогенного антиоксиданта альфа-липоевая кислота (АЛК), известного активатора АлДГ2, в контроле метаболизма ФА. Из-за непрерывного действия клеточных ферментов, метаболизирующих ФA, его содержание в плазме крови млекопитающих низкое. Поэтому для определения влияния АЛК на уровень ФА мы использовали экспериментальную методику, когда содержание ФА в крови было поднято с помощью ингибитора АДГ 4-МП. Мы показали, что в этих условиях введение мышам линии Balb/c раствора, содержащего 20 мг/кг АЛК и 10 мг/кг 4-метипиразола (4-МП), повышает в мозге количество мРНК генов, кодирующих базовые ферменты метаболизма ФА (ALDH2, CAT, CYP2E1 и ADH1), но не влияет на их уровень в печени относительно контрольной группы, получавшей только 10 мг/кг 4-МП.
На следующем этапе исследования мы установили, что АЛК статистически значимо (критерий Манн-Уитни, p-value <0,01) повышает ферментативную активность АлДГ2, АДГ1 и АДГ5 на 60% (±34,9), 35% (±24,3) и 114% (±71,3), соответственно. Скорость работы АДГ1 определяли методом спектрофотомерии по скорости обесцвечивания N,N-диметил-4-нитрозоанилина в цитоплазматической фракции целого мозга мышей, в то время как активности АлДГ2 и АДГ5 рассчитывали исходя из скорости накопления НАДН в митохондриальной и цитоплазматической фракциях, соответственно.
Таким образом, в работе было доказано, что АЛК увеличивает в мозге активность ферментов АДГ1, АлДГ2 и АДГ5, что, по-видимому, является причиной снижения содержания ФА в крови мышей.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 16-34-00379 мол_а.
1. Dorokhov et al., Metabolic methanol: molecular pathways and physiological role // Physiol. Rev. 2015. 95(2), 603-644.