MEMBRANE-PROTECTIVE EFFECT OF LIPID EXTRACT OF MARINE RED SEAWEED AHNFELTIA TOBUCHIENSIS (KANNO ET MATSUBARA) MAKIENKO UNDER EXPERIMENTAL CARBONE TETRACHLORIDE POISONING

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Carbon tetrachloride (CCl4) disrupts the stable operation of biological membranes, causing disturbances in the lipid bilayer, as well as changes in the properties of membrane lipids. The protective effect of lipid complex isolated from the marine red alga Ahnfeltia tobuchiensis and the reference drug “Essentiale” was investigated on the plasma membranes of mouse erythrocytes, obtained in the modeling of toxic hepatitis induced by CCl4. The lipid extract from A. tobuchiensis was not inferior in efficiency to the phospholipid preparation essenciale in restoring the indices of both membrane lipids and blood plasma lipids, as well as in normalizing the parameters of antioxidant protection of the organism. The membrane-protective effect of algal extract is due to its multicomponent composition including glyco- and phospholipids with predominance of polyunsaturated fatty acids of n-3 and n-6 families.

About the authors

S. E. Fomenko

Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sfomenko@poi.dvo.ru
Vladivostok, 690041 Russia

N. F. Kushnerova

Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Email: sfomenko@poi.dvo.ru
Vladivostok, 690041 Russia

V. G. Sprygin

Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far East Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: sfomenko@poi.dvo.ru
Vladivostok, 690041 Russia

References

  1. Беседнова Н. Н. Морские гидробионты – потенциальные источники лекарств. // Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2014. Т. 57, № 3. С. 4–10.
  2. Венгеровский А. И., Маркова И. В., Саратиков А. С. Методические указания по изучению гепатозащитной активности фармакологических веществ // Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических средств. М.: ОАО Издательство “Медицина”, 2005. С. 683–691.
  3. Грибанов Г. А. Особенность структуры и биологическая роль лизофосфолипидов // Вопр. мед. химии. 1991. Т. 37, № 4. С. 2–16.
  4. Мухомедзянова С. В. Пивоваров Ю. И. Богданова О. В., Дмитриева Л. А., Шулунов А. А. Липиды биологических мембран в норме и патологии (обзор литературы) // Acta biomedical scientifica. 2017. Т. 2, № 5(1). С. 43–49. https://doi.org/10.12737/article_59e8bcd3d6fcb1.49315019
  5. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Ч.1. М.: Гриф и К, 2012. 944 с.
  6. Соколова Е. В., Барабанова А. О., Хоменко В. А., Соловьева Т. Ф., Богданович Р. Н., Ермак И. М. Изучение in vitro и ex vivo антиоксидантной активности каррагинанов – сульфатированных полисахаридов красных водорослей // Бюлл. экспериментальной биологии и медицины. 2010. Т. 150, № 10. С. 398–401.
  7. Суховерхов С. В., Кадникова И. А., Подкорытова А. В. Получение агара и агарозы из красных водорослей Ahnfeltia tobuchiensis // Прикл. биохим. микробиол. 2000. Т.36, № 2. С. 238–240.
  8. Титлянов Э. А., Титлянова Т. В. Морские растения стран Азиатско–Тихоокеанского региона, их использование и культивирование. Владивосток: Дальнаука, 2012. 377 с.
  9. Хотимченко С. В. Липиды морских водорослей-макрофитов и трав. Структура, распределение, анализ. Владивосток: Дальнаука, 2003. 230 с.
  10. Ahmad F. F., Cowan D. L., Sun A. Y. Detection of free radical formation in various tissues after acute carbon tetrachloride administration in gerbil // Life Sci. 1987. V. 41. P. 2469–2475. https://doi.org/10.1016/0024-3205(87)90673-4
  11. Akyuz F., Aydin O., Demir T. A., Kanbak G. The effects of CCl4 on Na+/K+-ATPase and trace elements in rats // Biol. Trace Elem. Res. 2009. Vol. 132, № 1–3. P 207–214. https://doi.org/10.1007/s12011-009-8395-9
  12. Allen D., Hasanally D., Ravandi A. Role oxidized phospholipids in cardiovascuiar pathology // Clin Lipidol. 2013. V. 8. P. 205–215. https://doi.org/10.2217/clp.13.13.
  13. Amenta J. S. A rapid chemical method for quantification of lipids separated by thin-layer chromatography // J. Lipid Res. 1964. V. 5. P. 270–272. https://doi.org/10.1016/S0022-2275 (20)40251-2
  14. Asztalos I. B., Gleason J. A., Sever S., Gedik R., Asztalos B. F., Horvath K. V., Dansinger M. L., Lamon-Fava S., Schaefer E. J. Effects of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid on cardiovascular disease risk factors: a randomized clinical trial // Metab. Clin. Exp. 2016. V. 65, № 11. P. 1636–1645. https://doi.org/10.1016/j.metabol.2016.07.010
  15. Bartosz G., Janaszewska A., Ertel D., Bartosz M. Simple determination of peroxyl radical-trapping capacity // Biochem Mol Biol Int. 1998. V. 46. P. 519–528. https://doi.org/10.1080/15216549800204042
  16. Bligh E. G., Dyer W. J. A rapid method of total lipid extraction and purification // Can. J. Biochem. Physiol. 1959. V. 37, № 8. P. 911–917.
  17. Boll M., Weber L. W., Becker E., Stampfl A. Pathogenesis of carbon tetrachloride-induced hepatocyte injury bioactivation of CCl4 by cytochrome P450 and effects on lipid homeostasis // Z. Naturforsch C. J. Biosci. 2001. V. 56 (1–2). P. 111–21. https://doi.org/10.1515/znc-2001-1-218
  18. Buege J. A., Aust S. D. Microsomal lipid peroxidation. Methods in Enzymology. 1978. N.Y.: Academic Press. V. 52. P. 302–310.
  19. Cumming D. S., Mchowat J., Schnellmann R. G. Phospholipase À2s in cell injury and death // J. pharmacol experim therapeutic. 2000. V. 294. P. 793–799.
  20. Fomenko S. E., Kushnerova N. F., Sprygin V. G., Drugova E. S., Lesnikova L. N., Merzlyakov V. Y., Momot T. V. Lipid composition, content of polyphenols, and antiradical activity in some representatives of marine algae // Russ. J. Plant. Physiol. 2019. V. 66, № 6. P. 942–949. https://doi.org/10.1134/S1021443719050054
  21. Garrel C., Alessandri J.-M., Guesnet P., Al-Gubory K.H. Omega-3 fatty acids enhance mitochondrial superoxide dismutase activity in rat organs during post-natal development // Int. J. Biochem. Cell Biol. 2012. V. 44, № 1. P. 123–131. https://doi.org/10.1016/j.biocel.2011.10.007
  22. Jump D. B., Depner C. M., Tripathy S., Lytle K. A. Potential for dietary omega-3 fatty acids to prevent nonalcoholic fatty liver disease and reduce the risk of primary liver cancer // Adv. Nutr. 2015. V. 6. № 6. P. 694–702. https://doi.org/10.3945/an.115.009423
  23. Khotimchenko S. V., Gusarova I. S. Red algae of peter the great bay as a source of arachidonic and eicosapentaenoic acids // Russian Journal of Marine Biology. 2004. V. 30, № 3. P. 183–187. https://doi.org/10.1023/B:RUMB.0000033953.67105.6b
  24. Kostetsky E. Y., Goncharova S. N., Sanina N. M., Shnyrov V. L. Season influence on lipid composition of marine macrophytes // Bot. Mar. 2004. V. 47, № 2. P. 134–139. http://dx.doi.org/10.1515/BOT.2004.013.
  25. Kushnerova N. F., Fomenko S. E., Sprygin V. G., Momot T. V. The Effects of the lipid complex of extract from the marine red alga Ahnfeltia tobuchiensis (Kanno et Matsubara) Makienko on the biochemical parameters of blood plasma and erythrocyte membranes during experimental stress exposure // Russian Journal of Marine Biology. 2020. Vol. 46, № 4. P. 277–283. http://dx.doi.org/10.1134/S1063074020040057
  26. Manibusan M. K., Odin M., Eastmond D. A. Postulated carbon tetrachloride mode of action: a review // J Environ Sci Health C Environ Carcinog Ecotoxicol Rev. 2007. Vol. 25, № 3. P. 185–209. https://doi.org/10.1080/10590500701569398
  27. Massaccesi L., Galliera E., Romanelli M. M. C. Erythrocytes as markers of oxidative stress related pathologies // Mech. Ageing Dev. 2020. V. 191. P. 111333. https://doi.org/10.1016/j.mad.2020.111333.
  28. Menon V. V., Lele S. S. Nutraceuticals and bioactive compounds from seafood processing waste. In Springer Handbook of Marine Biotechnology. Springer: Berlin/Heidelberg. Germany. 2015. P. 1405–1425. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-53971-8_65
  29. Muriel P., Mourelle M. The role of membrane composition in ATPase activities of cirrhotic rat liver: effect of silymarin. J Appl Toxicol. 1990. V.10. P. 281–284. https://doi.org/10.1002/jat.2550100409
  30. Nava-Ocampo A.A., Suster S., Muriel P. Effect of colchiceine and ursodeoxycholic acid on hepatocyte and erythrocyte membranes and liver histology in experimentally induced carbon tetrachloride cirrhosis in rats // European journal of clinical investigation. 1997. V. 27. P. 77–84. https://doi.org/10.1046/j.1365-2362.1997.910615.x
  31. Ohnishi ST. Importance of biological membranes in disease processes. In: Ohnishi ST, Ohnishi T, eds. Cellular Membrane. A Key to Disease Processes. Florida: CRC Press. 1993. P. 3–19.
  32. Paoletti F., Aldinucci D., Mocali A., Caparrini A. A sensitive spectrophotometric method for the determination of superoxide-dismutase activity in tissue-extracts. Analyt Biochem. 1986. V. 154. P. 536–541. https://doi.org/10.1016/0003-2697(86)90026-6
  33. Richard D., Kefi K., Barbe U., Bausero P., Visioli F. Polyunsaturated fatty acids as antioxidants // Pharmacol. Res. 2008. V. 57, № 6. P. 451–455. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2008.05.002
  34. Rouser G., Kritchevsky G., Yamamoto A. Column chromatographic and associated procedures for separation and determination of phosphatides and glicolipids // Lipid Chromatographic Analysis. New York: Dekker, 1967. V. 1. P. 99–162.
  35. Ruxton C. H.S., Calder P. C., Reed S. C., Simpson M. J.A. The impact of long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids on human health // Nutr Res Reviews. 2005. V. 18. P. 113–129. https://doi.org/10.1079/nrr200497
  36. Sanzgiri U. Y., Srivatsan V., Muralidhara S., Dallas C. E., Bruckner J. V. Uptake, distribution, and elimination of carbon tetrachloride in rat tissues following inhalation and ingestion exposures // Toxicol. Appl. Pharmacol. 1997. V. 143, № 1. P. 120–129. https://doi.org/10.1006/taap.1996.8079
  37. Shevchenko O. G., Shishkina L. N. Comparative analysis of phospholipid composition in blood erythrocytes of various species of mouse-like rodents // J. Evol. Biochem. Physiol. 2011. V. 47, № 2. P. 179–186. http://dx.doi.org/10.1134/S0022093011020071
  38. Sprygin V. G., Kushnerova N. F., Fomenko S. E. Effect of a lipid complex from the marine red alga Ahnfeltia tobuchiensis on the metabolic responses of the liver under conditions of experimental toxic hepatitis // Biology Bulletin. 2021. V. 48, Suppl. 3. P. S10–S18. https://doi.org/10.1134/S1062359022010149.
  39. Sprygin V. G., Kushnerova N. F., Fomenko S.E Drugova E. S., Lesnikova L. N., Merzlyakov V. Y. Lipid-correcting and antioxidant effects of the lipid complex from the red marine algae Ahnfeltia tobuchiensis under the conditions of a high-fat diet // Biology Bulletin. 2024. V. 51, № 1. P 37–46. http://dx.doi.org/10.1134/S1062359023601982
  40. Suleria H. A., Masci P., Gobe G., Osborne S. Current and potential uses of bioactive molecules from marine processing waste // J. Sci. Food Agric. 2016. V. 96. P. 1064–1067. https://doi.org/10.1002/jsfa.7444
  41. Vascovsky V. E., Kostetsky E. Y., Vasendin I. M. Universal Reagent for Phospholipid Analysis // J. Chromatography. 1975. V. 114. P. 129–141. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)85249-8

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».