Факультет біології, географії та екології
Permanent URI for this collectionhttps://ekhsuir.kspu.edu/handle/123456789/67
Browse
6 results
Search Results
Item INFLUENCE OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES ON SYNTHESIS FUNCTION AND CELLULAR DESTRUCTION OF HEPATOCYTES IN VITRO(2022) Shkuropat, A. V.; Shvets, V. A.; Golovchenko, I. V.; Prosiannikova, Ya. M.; Шкуропат, А. В.; Швець, В. А.; Головченко, І. В.; Просяннікова, Я. М.The aim of the study was to reveal the effect of biologically active substances on the synthesis activity and cellular destruction of hepatocytes in vitro. Liver sections were prepared for investigation and placed in culture vials with DMEM nutrient medium with 15% calf serum, glucose, and antibiotics (streptomycin and penicillin). Liver sections were incubated for 14 days with interleukin-2 (roncoleukin) at a concentration of 5000 IU/ml and 7500 IU/ml, and erythropoietin (epobiocrine, “Biopharma”, USA) at a concentration of 13 IU/ml (high concentration), 6.5 IU/ml (medium concentration) and 1.3 IU/ml (low concentration) and without stimulation (control cultures). Synthesis activity and cellular destruction of hepatocytes were studied by determining the protein content, alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase activity in the supernatant of liver organ cultures on the 7th and 14th days of incubation. It was found that culturing organotypic cultures with IL-2 did not affect the synthesis function of hepatocytes, but reduced aspartate aminotransferase activity throughout the culture period. At a concentration of 7500 IU/ml IL-2 showed a weak epatotoxic effect. It was found that erythropoietin at a medium concentration had a hepatoprotective effect, at a high concentration it suppressed the synthesis activity of hepatocytes and contributed to the destruction of the cytoplasmic membrane of cells. At low concentrations, erythropoietin increased the synthesis activity of liver cells but caused an increase in the activity of aminotransferases, this may indicate both mass cell death and intensification of amino acid transamination processes. It was established that interleukin and its inhibitor cause biological effects when incubated with organotypic cultures. Вивчали вплив біологічно активних препаратів на синтетичну активність та клітинну деструкцію гепатоцитів in vitro. Для дослідження робили зрізи печінки та поміщали у культуральні флакони з живильним середовищем DMEM з додаванням 15%-ї телячої сироватки, глюкози та антибіотиків (стрептоміцин та пеніцилін). Інкубували протягом 14 діб з інтерлейкіном-2 (ІЛ-2, ронколейкін) у концентрації 5000 і 7500 МО/мл, еритропоетином (епобіокрин, «Biopharma», США) у високій концентрації (13 МО/мл), середній (6,5 МО/мл) та низькій (1,3 МО/мл), а також без стимуляції (контрольні культури). Досліджували синтетичну активність та клітинну деструкцію гепатоцитів за вмістом білка, активністю аланінамінотрансферази (АлАТ) та аспартатамінотрансферази (АсАТ) у супернатанті органних культур печінки на 7-й та 14-й день інкубації. З’ясували, що культивування органотипових культур з ІЛ-2 не вплинуло на синтетичну функцію гепатоцитів, проте зменшило активність АсАТ протягом усього періоду культивування. У концентрації 7500 МО/мл ІЛ-2 виявляв слабку гепатотоксичну дію. Встановлено, що еритропоетин у середній концентрації чинив гепатопротекторну дію, у високій – пригнічував синтетичну активність гепатоцитів та сприяв руйнуванню цитоплазматичної мембрани клітин, у низькій концентрації збільшував синтетичну активність клітин печінки, однак, викликав збільшення активності амінотрансфераз. Це може свідчити як про масову загибель клітин, так і про інтенсифікацію процесів трансамінування амінокислот. Було встановлено, що інтерлейкін та його інгібітор викликають біологічні ефекти при інкубуванні з органотиповими культурами.Item РІВЕНЬ КОРТИЗОЛУ ТА ДИНАМІКА ПОВЕДІНКОВИХ РЕАКЦІЙ У МИШЕЙ ПІД ВПЛИВОМ ІНТЕРЛЕЙКІНУ-2 В УМОВАХ ФІЗИЧНИХ ТРЕНУВАНЬ(2021) Швець, В. А.; Гасюк, О. М.; Shvets, V. A.; Hasiuk, O. М.Резюме. Реакція гіпоталамо-гіпофізарно-наднир- ковозалозної системи, що супроводжується збільшен- ням в крові кортизолу, адекватно величині фізичного навантаження, може слугувати важливим раннім інди- катором перетренування і виникнення стресу. Стрес, у свою чергу, призводить до значних змін у централь- ній нервовій системі, що яскраво проявляється у пове- дінкових реакціях. Інтерлейкін-2 (ІЛ-2) може чинити од- ночасний вплив на регулювання гомеостазу в мозку та в імунній системі. ІЛ-2 ефективно використовується при лікуванні імуносупресії, викликаної стресом, і воло- діє стимулювальним та антидепресивним ефектами. Мета дослідження – оцінити вплив ІЛ-2 на рівень кортизолу та динаміку поведінкових реакцій у мишей при фізичному стресі. Матеріали і методи. Дослідження проводили на статевозрілих лабораторних мишах-самцях. Було сформовано п’ять дослідних та одну контрольну (без фізичних тренувань) групи тварин. Перша група отри- мувала інгібітор ІЛ-2 («Циклоспорин») (10 мг/кг), друга, третя та четверта групи – ІЛ-2 («Ронколейкін») у кон- центраціях 5000; 7500 та 30000 МО/кг відповідно, п’ята група– стерильний фізіологічний розчин. У якості фізич- ного тренування використовувався метод примусово- го плавання до повного виснаження з вантажем. Вміст кортизолу в сироватці крові визначали з використанням реагентів «Кортизол – ІФА». Поведінку тварин дослі- джували, використовуючи методику «відкрите поле». Результати. Стимуляція ІЛ-2 у високій концентрації призвела до суттєвого збільшення рівня кортизолу в си- роватці крові мишей на 4-му та 6-му тижнях порівняно з контролем та попереднім періодом (р≤0,05). Тварини, яким вводили ІЛ-2 в середній концентрації, мали помірне збільшення рівня кортизолу, який зростав протягом усіх фаз адаптації до фізичного навантаження. Спостеріга- лись достовірні відмінності порівняно з контролем (від- повідно на 51,8 % – на 4-му, на 36,5 % – на 6-му тижнях, р≤0,05). У групі тварин з інгібуванням ІЛ-2 рівень корти- золу на 4-му тижні знизився порівняно з попереднім пері- одом (на 16 %, р≤0,05) з подальшим суттєвим ІЛ-2 в низькій концентрації та без впливу препаратів продемонстрували підвищення рівня кортизолу порів- няно з контролем на 4-му тижні та порівняно з попере- дніми показниками на 6-му тижні фізичних тренувань. Протягом усіх періодів експерименту була відзначена відмінність показників поведінкової активності в тесті «відкрите поле» залежно від періоду та впливу ІЛ-2 різної концентрації або ж його інгібування. Висновки. З’ясовано, що уведення ІЛ-2 впливає на концентрацію кортизолу в сироватці крові лабораторних мишей, які знаходились в умовах фізичних навантажень. У тварин, яким уводили ІЛ-2 в середній концентрації, не було значного підвищення рівня кортизолу. При уведенні малих концентрацій ІЛ-2 рівень кортизолу підвищувався із зна- чним спадом у фазі відновлення. В умовах дії високих кон- центрацій ІЛ-2 рівень кортизолу підвищувався протягом усіх тижнів, із значним стрибком на останньому тижні фізичних тренувань. Тож середні концентрації ІЛ-2 мають стрес-протекторну дію в умовах фізичних навантажень. На моделі фізичного стресу в білих мишей показано, що уведення ІЛ-2 впливає на поведінку дослідних тварин. У се- редніх концентраціях ІЛ-2 призводить до зниження рівня тривожності, підвищення рухової активності тварин та активізації дослідницької поведінки. The reaction of the hypothalamic-pituitaryadrenal system, accompanied by an increase in blood cortisol, adequate to the amount of exercise, can serve as an important early indicator of overtraining and stress. Stress, in turn, leads to significant changes in the central nervous system, which is clearly manifested in behavioral reactions. Interleukin-2 (IL-2) may have a simultaneous effect on the regulation of homeostasis in the brain and immune system. The drug IL-2 is effectively used in the treatment of immunosuppression caused by stress, and has stimulating and antidepressant effects. The aim of the study – to evaluate the effect of IL-2 on cortisol levels and the dynamics of behavioral responses in mice under physical stress. Materials and Methods. The study was performed on adult male laboratory mice. Five experimental and one control (without physical training) groups of animals were formed. Group I received an inhibitor of IL-2 (Cyclosporine) (10 mg/kg), groups II, III and IV – IL-2 (Roncoleukin) in concentrations of 5000, 7500 and 30,000 IU/kg, respectively, group V – sterile saline. The method of forced swimming to complete exhaustion with a load was used as physical training. The content of cortisol in the blood serum was determined using reagents "Cortisol – ELISA". The behavior of animals was studied using the method of “Open field”. Results. Stimulation of IL-2 in high concentrations led to a significant increase in serum cortisol levels in mice at 4 and 6 weeks compared to the control and previous period (p≤0.05). Animals administered IL-2 at medium concentrations had a moderate increase in cortisol levels, which increased during all phases of adaptation to exercise. Significant differences were observed compared with the control (respectively, by 51.8 % – at the 4th, by 36.5 % – at the 6th week, p≤0.05). In the group of animals with IL-2 inhibition, cortisol levels at week 4 decreased compared to the previous period (by 16 %, p≤0.05) with a subsequent significant increase (by 110 %, p≤0.05). Groups of animals with low-concentration IL-2 stimulation and no drug exposure showed an increase in cortisol levels compared to controls at week 4 and compared to previous values at week 6 of exercise. During all periods of the experiment, there was a difference in behavioral activity in the “Open field” test depending on the period and the effect of IL-2 of different concentrations or its inhibition. Conclusions. It was found that the introduction of IL-2 affects the concentration of cortisol in the serum of laboratory mice that were exposed to exercise. Animals administered IL-2 at medium concentrations did not have a significant increase in cortisol levels. At low concentrations of IL-2, cortisol levels increased with a significant decrease in the recovery phase. Under conditions of high concentrations of IL-2, cortisol levels increased during all weeks, with a significant jump in the last week of exercise. Therefore, average concentrations of IL-2 have a stress-protective effect under exercise. In a model of physical stress in white mice, it was shown that the introduction of IL-2 affects the behavior of experimental animals. At medium concentrations, IL-2 leads to a decrease in anxiety, increased motor activity of animals and increased research behavior.Item ATP CONTENT IN TISSUE UNDER THE INFLUENCE OF IL-2 DURING PHYSICAL TRAINING(2021) Shvets, V. A.; Швець, В. А.Item ВПЛИВ ІНТЕРЛЕЙКІНУ-2 НА АНТИОКСИДАНТНУ СИСТЕМУ ТА ПЕРЕКИСНЕ ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ В УМОВАХ ФІЗИЧНИХ ТРЕНУВАНЬ(2020) Швець, В. А.; Шкуропат, А. В.; Shvets, V. A.; Shkuropat, A. V.Метою дослідження було вивчити інтенсивність процесів перекисного окиснення ліпідів та стан антиоксидантної системи в умовах впливу ІЛ-2 та його інгібітору під час фізичних тренувань. Показано, що ІЛ-2 під час фізичних навантажень може мати вплив на активність та баланс між прооксидантною та антиоксидантною системами організму. З’ясовано, що інгібування ІЛ-2 на 2-му тижні фізичних тренувань призвело до збільшення активності каталази та падіння рівня МДА, на 4-му тижні ці ефекти підсилювалися, а на 6-му відбувалося часткове зниження активності каталази (проте вона залишалась більше вихідного рівня), та суттєве збільшення рівня МДА. Виявлено, що тварини, які отримували ІЛ-2 у малій та середній концентраціях продемонстрували на 2-му тижні фізичних тренувань суттєве збільшення активності і каталази, і рівня МДА, на 4-му тижні спостерігалося падіння обох показників, а на 6-му тижні активність каталази падала (проте не досягала вихідного рівня), а рівень МДА зростав. Встановлено, що ІЛ-2 у високій концентрації під час фізичних тренувань мав наступний вплив: на 2-му та 4-му тижнях – збільшувалася активність каталази та падав рівень МДА, а на 6-му тижні – активність каталази продовжувала зростати разом із рівнем МДА. Introduction. Adaptation to physical activity in human’s and animal’s body occurs by changing many metabolic processes. Thus, when physical exercises are performing, the oxygen consumption in the organs increases in several times depending of intensity and duration of the load. It leads to increase of the level of free radical processes in the tissues. Lipid peroxidation processes play an important role in the mechanisms of adaptive responses, the maintenance of resistance and homeostasis, which is connected with their crucial role in regulating of structural and functional properties of the biological membranes. As interleukin-2 (IL-2) is a key cytokine for triggering a cellular immune response, it is interesting for understanding the immune response, elucidate the role of IL-2 in development of adaptation to physical stress and to establish the influence of IL-2 at the prooxidant-antioxidant system during physical training. Purpose – to study intensity of lipid peroxidation processes and condition of the antioxidant system under the influence of IL-2 and its inhibitor during physical training. Methods. The study was performed on white outbred adult male mice (n=96). 5 experimental groups and a control group (without physical activity) were organized. Group I received an inhibitor of IL-2 (Cyclosporine, 10 mg/kg), Groups II, III and IV – IL-2 (Roncoleukin, 5000, 7500 and 30,000 IU/kg, respectively), V – physiological saline. Forced swimming with a load (7.5% of body weight) was used as physical training. The study was divided into periods (0, 2, 4 and 6 Weeks). The level of malonic dialdehyde was used as a marker of lipid peroxidation, and the level of catalase activity was used to determine the activity of the antioxidant system. The quantitative determination of catalase and malonic dialdehyde levels in the liver homogenate was performed using a spectrophotometric method. Results. We found a pronounced multidirectional change in experimental parameters, investigating the dynamics of the prooxidant-antioxidant system, which may indicate the peculiarities of adaptive changes during exercise under conditions of stimulation and inhibition of IL-2. Originality. It was first established that the inhibition of IL-2 during exercise led to increased the activity of both prooxidant and antioxidant systems. Stimulation of IL-2 at low and medium concentrations during exercise led to the activation of both systems, but the prooxidant system prevailed, and at high concentrations caused the activation of both systems. We have shown that IL-2 during exercise can affect to the activity and a balance between the prooxidant and antioxidant systems of the body. Conclusion. It was found that inhibition of IL-2 at the 2nd Week of exercise led to increase in the catalase activity and decrease in the MDA level, at the 4th Week these effects were amplified. At the 6th Week there was a partial decrease in the catalase activity, but it remained more baseline, and a significant increase in the level of MDA. It was detected that animals with receiving IL-2 at low and medium concentrations showed a significant increase in the activity of both catalase and MDA level at the 2nd Week of physical training, at the 4th Week there was a decrease in both indicators, and at the 6th Week the activity catalase decreased (but did not reach baseline), and the level of MDA increased. It was installed that IL-2 at high concentration during exercise had the following effect: at the 2nd and 4th Weeks – increased the catalase activity and decreased the MDA level, and at the 6th Week – the catalase activity continued to increase with the level of MDA.Item ФІЗИЧНА ТРЕНОВАНІСТЬ БІЛИХ МИШЕЙ ПІД ЧАС ПЛАВАННЯ В УМОВАХ СТИМУЛЯЦІЇ ТА ІНГІБУВАННЯ ІНТЕРЛЕЙКІНУ-2(2020) Швець, В. А.; Гасюк, О. М.; Shvets, V. A.; Hasiuk, O. M.Assessment of physical training is currently relevant, as it is known that the physical activity directly affects the cells of the immune system. Despite the sufficient quantity of studies on certain aspects of using IL-2 and its inhibitor, now there is a question about their dose-dependent effect on physical endurance. The purpose of the work was to determine the physical training of white mice in conditions of long-term administration of various doses of recombinant IL-2 and its inhibitor cyclosporine. Material and methods. 5 experimental groups of mice were formed (n=90). Group I received an inhibitor of IL-2 (10 mg/kg), II, III and IV experimental groups got IL-2 (5000, 7500 and 30000 IU/kg, respectively), group V received saline solution. Тhe method of forced swimming was used аs physical training to complete exhaustion with a load (7,5 % of body weight). The physical endurance was measured by the duration of swimming of mice from the moment of entry into the water until complete exhaustion. The study was divided into periods to determine adaptive changes (control, 1-4 and 6 week). Results and discussion. The animals with IL-2 inhibition throughout the experiment the swimming time increased: a significant veracious increase on the 2nd week was by 63±3 %; on the 4th week it increased by 44.4±2 %; on the 6th week it increased by 32±1.5 %. The swimming time of mice with exposure to IL-2 in the average concentration also increased throughout the training period, the largest veracious significant increase was on the 2nd (58.9±3 %), on the 3rd (20.9±1 %) and on the 6th (29.6±1.4 %) weeks. The studied indicator of the group of animals without the introduction of drugs reached the maximum on the 3rd week, then decreased slightly, but remained much higher than the initial, which can be considered the result of training. During the experiment, it was found out that in all experimental animals, the time of forced swimming during 6 weeks significantly exceeded the values obtained after the first day of the training. The maximum increase in physical training on the 6th week (compared to baseline) was observed in the group administered the IL-2 inhibitor (an increase at 267.4±13 %). Animals exposed to medium and high concentrations of IL-2 also showed a veracious increase of the studied indicator (at 161.65±8 % and 85.1±4 %, respectively). Conclusion. The obtained results showed that the inhibition of IL-2 had a positive effect on adaptation to physical training throughout the experiment and caused the most significant increase at the period of forced swimming compared to baseline. The introduction of IL-2 caused an increase in physical training of animals. However, only under the influence of IL-2 in the average concentration (7500 IU/kg), the swimming time increased in the post-action period, which indicated the adaptive effect of IL-2 in this concentration (which can be considered optimal).Item УЧАСТЬ ЦИТОКІНІВ У АДАПТАЦІЙНИХ РЕАКЦІЯХ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)(2019) Швець, В. А.; Гасюк, О. М.; Shvets, V. A.; Hasіuk, О. М.Проведено ретроспективний аналіз розвитку відомостей щодо системи цитокінів з 20-х років XX ст. і до сьогодення. З’ясовано, яким чином розвивалися відомості стосовно ідеї існування «несподіваних» медіаторів, які мають гормоноподібну дію, але гормонами не являються. Доведено, що ці речовини синтезуються не у спеціалізованих секреторних органах, а у різноманітних клітинах, які локалізовані по всьому організму і мають значну кількість клітин-мішеней. Приведено основні класифікації цитокінів: за біохімічними та біологічними властивостями; за функціональною приналежністю; за будовою; за участю у запальних реакціях тощо. Згідно сучасних відомостей, наведено загальну характеристику системи цитокінів та розкрито їх функціональні взаємовідносини. Досліджено місце та роль медіаторів міжклітинних взаємодій в адаптаційних процесах в організмі при дії різних стресових факторів (емоційно-больового стресу, холодового впливу, фізичного навантаження тощо). Саме за зміною концентрації певного цитокіну можна відстежити та скорегувати негативний вплив вищеозначених факторів на організм. Представлено дані літератури стосовно участі імунорегулюючих цитокінів (Інтерлейкін-1, -2, -4, та -6) в реалізації стрес-реакції. Також розглянуто явище «цитокінового шторму», як неспецифічної (потенційно летальної) генералізованої реакції на дію надмірних подразників. У статті увага спрямована на непрямі ефекти цитокінів (плейотропна біологічна дія), коли один і той же цитокін може діяти на багато типів клітин, викликаючи різні ефекти в залежності від виду клітин-мішеней. На даний час актуальним є вивчення участі цитокінів в реалізації адаптаційних процесів та підтриманні алостазу, тож подібні дослідження є своєчасними і потребують подальшої розробки. A retrospective analysis of the development of the information about the system of cytokines from the 20-ies of XX century and to the present has been carried out. It was discovered how the idea has developed about the existence of «unexpected» mediators that have a hormonal effect, but are not hormones. It is proved that these substances are synthesized not in specialized secretory organs, but in various cells that are localized throughout the body and have many target cells. The basic classification of cytokines is given: according to the biochemical and the biological properties; by the functional attribute; by the structure; with the participation in inflammatory reactions, etc. According to the modern information, a general description of the system of cytokines is presented and their functional relations are revealed. The place and the role of mediators of intercellular interactions in adaptive processes in an organism under the influence of various stress factors (the emotional pain stress, the cold stress, the physical activity, etc.) are investigated. It is by changing the concentration of a particular cytokine that it is possible to trace and to correct the negative influence of the abovementioned factors on the body. The literature data on the participation of immunoregulating cytokines (Іnterleukin -1, -2, 4, and -6) in the implementation of the stress reaction are presented. Also, the phenomenon of the «cytokine storm» as a non-specific (potentially lethal) generalized reaction to the effect of excessive stimuli is considered. The investigation attracts attention to the indirect effects of cytokines (the pleiotropic biological action) when the same cytokine can act on many types of cells, causing different effects depending on the type of target cells. Currently, it is actual to study the participation of cytokines in the implementation of adaptation processes and the maintenance of an alostasis, and such studies are timely and require the further development.