МОДЕЛЮВАННЯ АНТИОКСИДАНТНОЇ АКТИВНОСТІ МЕЛАТОНІНУ В АСПЕКТІ ЙОГО КЛІНІЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ ПРИ COVID-19

  • V.V. Solovyov Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»
  • T.Yu. Kuznetsova Полтавський національний педагогічний університет імені В. Г. Короленка
  • O.E. Ilyash Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»
  • N.V. Solovyova Полтавський державний медичний університет
  • A.V. Ivanchenko Національний університет «Полтавська політехніка імені Юрія Кондратюка»
  • T.I. Yarmola Полтавський державний медичний університет
Ключові слова: антиоксиданти, мелатонін, гідроксил-радикал, супероксид-аніон-радикал.

Анотація

Найважливіша функція мелатоніну за результатами медичних клінічних досліджень – це антиоксидантна активність (поряд із геронтопротекторною, антистресовою, імуномоделюючою, протизапальною та ін.), яка виявлена в організмі людини повсюди, так як мелатонін проникає в усі органи і тканини. Тому представляється актуальним вивчення ефективності дії ендогенних антиоксидантів шляхом моделювання механізму їх взаємодії із вільними радикалами методами квантової хімії в поєднанні з експериментальними методами, зокрема електрохімічним, що дає можливість не тільки отримати обґрунтування позитивного ефекту використання антиоксидантів, але й встановити потенційну значущість цих речовин як лікарських засобів. Проведені електрохімічні дослідження підтвердили антиоксидантні властивості мелатоніну, завдяки чому на макроскопічному рівні підтверджена принципова відмінність механізмів інгібування молекулами антиоксидантів гідроксил-радикалів та супероксид-аніон-радикалів на фоні превалюючої антиоксидантної активності з мелатоніном. Проведено моделювання антиоксидантної активності мелатоніну в аспекті його клінічного застосування при COVID-19, шляхом порівняння отриманих на нанорівні результатів квантово-хімічних досліджень (перерозподіл електронної густини, порядок зв’язків між атомами, енергетичні характеристики) зі змінами макроскопічних параметрів процесу електровідновлення активних форм кисню в присутності мелатоніну. Доведена перспективність використання результатів квантово-хімічних розрахунків в поєднанні з електрохімічними дослідженнями для обґрунтування та встановлення особливостей та відмінностей антиоксидантної активності мелатоніну при взаємодії з супероксид-аніон-радикалом і гідроксил-радикалом з метою прогнозування шляхів створення нових лікарських препаратів на основі фармакологічної активності мелатоніну в умовах коронавірусної інфекції для його клінічного застосування при COVID-19.

Посилання

1. Claustrat B, Leston J. Melatonin: Physiological effects in humans Neurochirurgie. 2015; 61, 2-3:77-84

2. Mendel VE, Mendel OI. Melatonin: rol v organizme i terapevticheskie vozmozhnosti. Opyit primeneniya preparata Melaksen v rossiyskoy meditsinskoy praktike. [Melatonin: role in the body and therapeutic possibilities. Experience with the use of Melaxen in Russian medical practice] RMZh. 2010; 6:336-345. (Russian).

3. Reiter RJ, Rosales-Corral S, Tan DX, et al. Melatonin as a Mitochondria-Targeted Antioxidant: One of Evolution’s Best Ideas. Cell Mol Life Sci. 2017; 74, 21:3863-3881.

4. Amaral FG, Cipolla-Neto J. A brief review about melatonin, a pineal hormone. Arch Endocrinol Metab. 2018; 62, 4:472-479.

5. Cipolla-Neto J, Amaral FG. Melatonin as a ormone: New Physiological and Clinical Insights. Endocrine Reviews. 2018; 39: 990-1028

6. Delagrange P, Guardiola-Lemaitre B. Melatonin, its receptors, and relationships with biological rhythm disorders. Clin. Neuropharmacol. 1997; 6:482-510.

7. Wetterberg L. Melatonin and clinical application. Reprod. Nutr. Dev. 1999; 9, 3:367-382.

8. Kvetnaia TV. Melatonin: Rol i znachenie v vozrastnoi patologii [Melatonin: A role and influence in the age-related pathology] RAMN; pod red. prof. VKh. Khavinsona. VMEDA. SPb.; 2003. 256 p. (Russian).

9. Tan D, Manchester L, Reiter R, et al. Significance of melatonin in anti oxidative defense system: reactions and products. Biol. Signals Recept. 2000; 9, 3 – 4: 13759.

10. Arushanian EB. Melatonin i bolezn Altsgeimera [Melatonin and diseases of Al'tsgeymera]. Nevrologiia i psikhiatriia. 2010, 1:100-106. (Russian).

11. Levin YaI. Melatonin i nevrologiia [Melatonin and neurology]. Russkii medicinskii zhurnal. 2007; 24:1851-1855. (Russian).

12. Belenichev IF, Gubskii YuI, Levickii EL i dr. Reguliaciia antioksidantnogo gomeostaza i sistemy detoksikatsii organizma gormonom melatoninom. Rol melatoninzavisimykh retseptorov v realizatsii etoi funktsii [Regulation of the antioxidant homeostasis and the detoxication system of organism by melatonin. A role of the melatonin-related receptors in this regulation]. Sovrem. problemy toksikologii. 2003; 2:2-16. (Russian).

13. Anisimov VN, Komarova FI, Anisimov VN, Popovich IG, Zabezhinskii MA. Vliianie melatonina na opuholevyi rost [An influence of melatonin on tumour growth] Melatonin v norme i patologii. Moskva: ID Medpraktika-M.; 2004. P.255-284. (Russian).

14. Sorochan PP, Gromakova IA. Rak molochnoi zhelezy i melatonin [Cancer of suckling gland and melatonin]. Onkologiia. 2007; 9, 1:11-15.

15. Tsendra O, Datsyuk A, Lobanov V, Grebenyuk A, Chuiko A. Interaction of some biomolecules with modified nanosilica surfaces studied by quantum chemistry. Surface Chemistry in Biomedical and Environmental Science NATO Science Series. Series II: Mathematics, Physics and Chemistry J.P.Blitz, V.M.Gunko. 2006; 228:315-324.

16. Tsendra O, Grebenyuk A, Lobanov V. Structure and properties of hydrated complexes of methylphosphonic acids. J. Mol. Struct.: THEOCHEM. 2008; 864:14-19.

17. Granovsky AA. Firefly and PC GAMESS Firefly version 8.0.1. [Internet]. Access mode http://classic.chem.msu.su/gran/games/forum/discussion.html

18. Solovyova NV, Kuznetsova TY. Quantum chemical modeling of antioxidant activity of glutathione interacting with hydroxyland superoxide anion radicals. Ukr. Biochem. J. 2015; 87, 2:156-162.

19. Kuznetsova TY, Solovyova NV, Solovyov VV, Kostenko VO. Antioxidant activity of melatonin and glutathione interacting with hydroxyl and superoxide anion radicals. Ukr. Biochem. J. 2017; 89, 6:22-30.

20. Shapoval GS, Kuznetsova TY, Solovyov VV, Kruglyak OS. Elektrohimicheskoe issledovanie antioksidantnyih svoystv melatonina [Electrochemical study of the antioxidant properties of melatonin]. Dopovidi NAN Ukrayini. 2009; 9:160–164. (Russian).

21. Russel J. Melatonin: Lowering the High Price of Free Radicals J. Russel News Physiol. Sci. 2000; 15:246–250.

22. Bachurin SO. Mediko-himicheskie podhodyi k napravlennomu poisku preparatov dlya lecheniya i preduprezhdeniya bolezni Altsgeymera [Medico-chemical approaches to the targeted search for drugs for the treatment and prevention of Alzheimer's disease]. Voprosyi meditsinskoy himii. 2001; 2:11–25 (Russian)

23. Mamchur VI, Nosivets DS, Homyak EV. Melatonin kak vspomogatelnaya terapiya pro COVID-19 [Melatonin as an adjuvant therapy for COVID-19]. Naukovo-praktichniy zhurnal «Simeyna meditsina». 2020; 3(89):1-7 (Russian).
Опубліковано
2022-04-20
Як цитувати
Solovyov, V., Kuznetsova, T., Ilyash, O., Solovyova, N., Ivanchenko, A., & Yarmola, T. (2022). МОДЕЛЮВАННЯ АНТИОКСИДАНТНОЇ АКТИВНОСТІ МЕЛАТОНІНУ В АСПЕКТІ ЙОГО КЛІНІЧНОГО ЗАСТОСУВАННЯ ПРИ COVID-19. Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії, 22(1), 117-123. https://doi.org/10.31718/2077-1096.22.1.117