Features of the free radical status of the follicular fluid of mares in the process of folliculogenesis

封面

如何引用文章

全文:

详细

Background. The maturation of germ cells is a complex and multilevel process. To increase the effectiveness of assisted reproductive technologies in horses, a detailed study of the mechanisms of regulation of folliculogenesis is necessary.

Purpose. A lifetime study of the state of free radical status and the level of transcription factors regulating the antioxidant defense system in the follicular fluid (FF) of mares of the late transition period and the season of sexual cyclicity.

Materials and methods. The study was performed on mares, crossbreeds of heavy-duty, riding and Vyatka breeds, 6-12 years old in the spring transition period and the period of normal sexual cyclicity. 4 follicle groups were formed: large (≥31mm) follicles in the spring transition period, without signs of luteinization (group 1) and with signs of luteinization (group 2); large estrous follicles (>35 mm) in the ovulatory period without hormonal treatment (group 3) and with hormonal treatment (group 4). Photometric methods were used to determine the concentration of lipid peroxidation products – TBK-reactive products and protein oxidation products – carbonyl derivatives of proteins; the activity of antioxidant enzymes – superoxide dismutase and glutathione peroxidase and the level of endogenous antioxidant glutathione. The relative amounts of Nrf2, HIF-1a, VEGF and NFkB proteins were analyzed using the wester blot method.

Results. In the follicles of group 3, the concentration of TBK-reactive products and carbonyl derivatives of proteins increased significantly and exceeded the values of groups 1, 2 and 4. The content of non-protein SH groups reached a maximum level in the SH-group 4, exceeding the indicators of groups 1 and 3. The activity of superoxide dismutase and glutathione peroxidase significantly increased in group 4 relative to group 1. The level of Nrf2 increased in the SH-group 4, HIF1a – 2 and 3 groups, NFkB and VEGFA – in group 2.

Conclusion. The growth of the follicle and its preparation for ovulation in cycling mares in the summer is accompanied by the development of oxidative stress, which leads to the activation of the redox-sensitive factor Nrf2, followed by an increase in the activity of antioxidant enzymes superoxide dismutase and glutathione peroxidase and the level of endogenous antioxidant glutathione. For large follicles with signs of luteinization in the spring transition period, an increase in the level of VEGF and NFkB is characteristic in the FF, which may reflect the development of local hypoxia and inflammation and cause the development of the follicle along the path of luteinization without ovulation.

作者简介

Valery Kalashnikov

All-Russian Research Institute of Horse Breeding

编辑信件的主要联系方式.
Email: Vniik08@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9845-1691
SPIN 代码: 2240-0492

Academician of the Russian Academy of Sciences, MD (Agricultural Sciences), Professor

 

俄罗斯联邦, Divovo village, Rybnovsky district, Ryazan region, 391105, Russian Federation

Lyudmila Lebedeva

All-Russian Research Institute of Horse Breeding

Email: Lebedeva-L18@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6960-5233
SPIN 代码: 6183-5929

MD (Agricultural Sciences), Associate Professor, Head of the Physiology Laboratory

 

俄罗斯联邦, Divovo village, Rybnovsky district, Ryazan region, 391105, Russian Federation

Olga Bakovetskaya

Ryazan State Medical University

Email: bakov.olga@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8102-4463
SPIN 代码: 1780-5469

MD (Biol. Sciences), Professor, Head of the Department of Biology

 

俄罗斯联邦, 9, Vysokovoltnaya Str., Ryazan, 390026, Russian Federation

Anna Terekhina

Ryazan State Medical University

Email: terexina.ania1986@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4824-5918
SPIN 代码: 5234-8631

Ph.D. in Biology, Associate Professor, Department of Biology

 

俄罗斯联邦, 9, Vysokovoltnaya Str., Ryazan, 390026, Russian Federation

Elena Solodova

All-Russian Research Institute of Horse Breeding

Email: l.solodowa2012@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3495-3478

Ph.D. in Biology, Senior Researcher

 

俄罗斯联邦, Divovo village, Rybnovsky district, Ryazan region, 391105, Russian Federation

Yulia Abalenikhina

Ryazan State Medical University

Email: abalenihina88@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0427-0967
SPIN 代码: 4496-9027

MD, PhD, Associate Professor, Professor in the Department of Biological Chemistry, Leading Researcher

 

俄罗斯联邦, 9, Vysokovoltnaya Str., Ryazan, 390026, Russian Federation

Aleksey Shchulkin

Ryazan State Medical University

Email: alekseyshulkin@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0003-1688-0017
SPIN 代码: 2754-1702

MD, PhD, Associate Professor, Professor in the Department of Pharmacology, Leading Researcher

 

俄罗斯联邦, 9, Vysokovoltnaya Str., Ryazan, 390026, Russian Federation

参考

  1. Berezina, D. A., Kudryavtseva, E. V., & Gavrilov, I. V. (2023). The role of oxidative stress in the female reproductive system: a literature review. Perm Medical Journal, 4, 62–72. https://doi.org/10.17816/pmj40462-72. EDN: https://elibrary.ru/CUJHQS
  2. Kostyuk, V. A., Potapovich, A. I., & Kovaleva, Zh. V. (1990). A simple and sensitive method for determining superoxide dismutase activity based on the oxidation reaction of quercetin. Questions of Medical Chemistry, 36, 88–91. EDN: https://elibrary.ru/SCXIZD
  3. Lankin, V. Z., & Gurevich, S. M. (1976). Inhibition of lipid peroxidation and detoxification of lipid peroxides by protective enzymatic systems (superoxide dismutase, glutathione peroxidase, glutathione reductase) in experimental malignant growth. Reports of the Academy of Sciences of the USSR, 226, 705–708.
  4. Lebedeva, L. F. (2012). Physiological and ultrasound characteristics of the normal estrous cycle in mares. Horse Breeding and Equestrian Sports, 1, 16–18. EDN: https://elibrary.ru/OXNIUV
  5. Lyakhovich, V. V., Vavilin, V. A., Zenkov, N. K., & Menshchikova, E. B. (2006). Active defense under oxidative stress. Antioxidant response element. Biochemistry, 71, 1183–1198. EDN: https://elibrary.ru/HVAEEX
  6. Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of proteindye binding. Analytical Biochemistry, 72, 248–254.
  7. Collins, A., Palmer, E., Bézard, J., Burke, J., Duchamp, G., & Buckley, T. (1997). A comparison of the biochemical composition of equine follicular fluid and serum at four different stages of the follicular cycle. Equine Veterinary Journal Supplement, 25, 12–16.
  8. Ellman, G. L. (1959). Tissue sulfhydryl groups. Archives of Biochemistry and Biophysics, 82, 70–77.
  9. Fu, X., Shi, L., Liu, P., Jiao, Y., Guo, S., Chen, Q., Zheng, Q., Chen, X., & Wang, Y. (2023). Expression and clinical significance of HIF1α in follicular fluid and granulosa cells in infertile PCOS patients. Reproductive Sciences, 30, 2263–2274. https://doi.org/10.1007/s43032-022-01135-2. EDN: https://elibrary.ru/ELENTM
  10. Galli, C., Duchi, R., Colleoni, S., Lagutina, I., & Lazzari, G. (2014). Ovum pick up, intracytoplasmic sperm injection and somatic cell nuclear transfer in cattle, buffalo and horses: from the research laboratory to clinical practice. Theriogenology, 81, 138–151.
  11. Gloire, G., & Piette, J. (2009). Redox regulation of nuclear posttranslational modifications during NFkappaB activation. Antioxidants & Redox Signaling, 11, 2209–2222.
  12. Gomard, T., Michaud, H. A., Tempé, D., Thiolon, K., & Pelegrin, M., Piechaczyk, M. (2010). An NFkappaBdependent role for JunB in the induction of proinflammatory cytokines in LPSactivated bone marrowderived dendritic cells. PLOS ONE, 8, e9585.
  13. Hajam, Y. A., Rani, R., Ganie, S. Y., Sheikh, T. A., Javaid, D., Qadri, S. S., Pramodh, S., Alsulimani, A., Alkhanani, M. F., Harakeh, S., Hussain, A., Haque, S., & Reshi, M. S. (2022). Oxidative stress in human pathology and aging: molecular mechanisms and perspectives. Cells, 11, 552. https://doi.org/10.3390/cells11030552. EDN: https://elibrary.ru/CJVEAV
  14. Hinrichs, K. (2 prepared to be used in a sentence2018). Assisted reproductive techniques in mares. Reproduction in Domestic Animals, 53, 4–13.
  15. Hyde, K. A., Aguiar, F. L. N., Alves, B. G., Alves, K. A., Gastal, G. D. A., Gastal, M. O., & Gastal, E. L. (2022). Preantral follicle population and distribution in the horse ovary. Reproduction and Fertility, 3, 90–102. https://doi.org/10.1530/raf-21-0100. EDN: https://elibrary.ru/XKLDII
  16. Kang, K. A., & Hyun, J. W. (2017). Oxidative stress, Nrf2, and epigenetic modification contribute to anticancer drug resistance. Toxicological Research, 33, 1–5.
  17. Luciano, A. M., Goudet, G., Perazzoli, F., Lahuec, C., & Gérard, N. (2006). Glutathione content and glutathione peroxidase expression in in vivo and in vitro matured equine oocytes. Molecular Reproduction and Development, 73, 658–666.
  18. Mihara, M., Uchiyama, M., & Fukazawa, K. (1980). Thiobarbituric acid value on fresh homogenate of rat as a parameter of lipid peroxidation in aging, CCL intoxication and vitamin E deficiency. Biochemical Medicine, 23, 302–311.
  19. Mohammed, A. A., AlSuwaiegh, S., & AlShaheen, T. (2019). Effects of follicular fluid components on oocyte maturation and embryo development in vivo and in vitro. Advances in Animal and Veterinary Sciences, 7, 346–355.
  20. Murakami, K., Kotani, Y., Nakai, H., & Matsumura, N. (2020). Endometriosis associated ovarian cancer: the origin and targeted therapy. Cancers (Basel), 12(6), 1676.
  21. Park, J. Y., Chung, T. W., Jeong, Y. J., Kwak, C. H., Ha, S. H., Kwon, K. M., Abekura, F., Cho, S. H., Lee, Y. C., Ha, K. T., Magae, J., Chang, Y. C., & Kim, C. H. (2017). Ascofuranone inhibits lipopolysaccharideinduced inflammatory response via NFkappaB and AP1, pERK, TNFα, IL6 and IL1β in RAW 264.7 macrophages. PLOS ONE, 12, e0171322.
  22. Semenza, G. L. (2009). Regulation of oxygen homeostasis by hypoxiainducible factor 1. Physiology (Bethesda), 24, 97–106. https://doi.org/10.1152/physiol.00045.2008. EDN: https://elibrary.ru/TBLBWG
  23. Tang, Z., Xu, R., Zhang, Z., Shi, C., Zhang, Y., Yang, H., Lin, Q., Liu, Y., Lin, F., Geng, B., & Wang, Z. (2021). HIF1α protects granulosa cells from hypoxiainduced apoptosis during follicular development by inducing autophagy. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9, 1–12. https://doi.org/10.3389/fcell.2021.631016. EDN: https://elibrary.ru/QXOZWG
  24. Tatemoto, H., Muto, N., Sunagawa, I., Shinjo, A., & Nakada, T. (2004). Protection of porcine oocytes against cell damage caused by oxidative stress during in vitro maturation: role of superoxide dismutase activity in porcine follicular fluid. Biology of Reproduction, 71, 1150–1157.
  25. Tucker, K. E., Cleaver, B. D., & Sharp, D. C. (1993). Does resumption of follicular estradiol synthesis during vernal transition in mares involve a shift in steroidogenic pathways? Journal of Biological Reproduction, 1, 519.
  26. Watson, E. D., Thomassen, R., Steele, M., Heald, M., Leask, R., Groome, N. P., & Riley, S. C. (2002). Concentrations of inhibin, progesterone and oestradiol in fluid from dominant and subordinate follicles from mares during spring transition and the breeding season. Journal of Animal Reproduction Science, 74, 55–67.
  27. Weber, D., Davies, M. J., & Grune, T. (2015). Determination of protein carbonyls in plasma, cell extracts, tissue homogenates, isolated proteins: focus on sample preparation and derivatization conditions. Redox Biology, 5, 367–380. https://doi.org/10.1016/j.redox.2015.06.005. EDN: https://elibrary.ru/UOUOQP

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。

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».