УДК 535.379:577.121:611.018.26
Табл. 1. Ил. 1. Библ. 26.
DOI: 10.21323/2071-2499-2021-5-42-45

Хемилюминесценция как перспективный способ изучения метаболической активности адипоцитов in vitro

Купаева Н.В., Василевская Е.Р., канд. техн. наук, Котенкова Е.А., канд. техн. наук, Толмачева Г.С.
ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова
Ключевые слова: in vitro, адипоциты, хемилюминесценция, спектр, люминол,
Реферат:
Разработан способ оценки содержания свободных жирных кислот, высвобождаемых из культуры первично изолированных адипоцитов во время инкубации с исследуемыми образцами, основанный на способности полиненасыщенных жирных кислот к хемилюминесценции. На примере исследования образца биоактивных белков животного происхождения показан высокий потенциал метода при изучении метаболической активности жировых клеток. Для контрольной пробы без добавления стимулирующих или ингибирующих агентов величина первичного пика составляла 10,25 kPPS; для отрицательного контроля (никотиновая кислота, ингибитор липолиза) величина пика снизилась до 6,10 kPPS, коэффициент активности составил 0,41 ед. При изучении опытного образца (белковая фракция животного происхождения) величина первичного пика составила 3,92 kPPS, что было меньше пика никотиновой кислоты и свидетельствовало о повышенной ингибирующей активности образца (коэффициент 0,62 ед) на метаболизм адипоцитов. Расчётные площади кривых составили для контрольной пробы 664,2 kPPS/с; для отрицательного контроля — 4038,8 kPPS/с; для опыта — 3447,0 kPPS/с, что свидетельствует о большей антиоксидантной ёмкости контрольной пробы с никотиновой кислотой. Данная методика впоследствии может быть использована для изучения метаболических эффектов различных соединений и изучения различных типов жировых тканей.

Chemiluminescence as a promising method for studying the metabolic activity of adipocytes in vitro

Kupaeva N.V., Vasilevskaya E.R., Kotenkova E.A., Tolmacheva G.S.
Gorbatov Research Center for Food Systems
Key words: adipocytes, in vitro, chemiluminescence, spectrum, luminol
Summary:
A method has been developed for assessing the content of free fatty acids released from the initially isolated adipocyte culture during incubation with the test samples based on the capacity of polyunsaturated fatty acids for chemiluminescence. The high potential of the method was shown in the study of the metabolic activity of fat cells by the example of the bioactive protein sample obtained from animal tissues. The primary peak value was 10.25 kPPS for the control sample without the addition of stimulating or inhibiting agents. For the negative control (nicotinic acid, lipolysis inhibitor), the peak value decreased to 6.10 kPPS. The activity coefficient was 0.41 units. When studying the test sample (the protein fraction of animal origin), the value of the primary peak was 3.92 kPPS, which was less than the peak of nicotinic acid and indicated an increased inhibitory activity of the sample (coefficient 0.62 units) on the adipocyte metabolism. The calculated areas of the curves were 664.2 kPPS/s for the control sample; 4038.8 kPPS/s for the negative control; 3447.0 kPPS/s for the experiment, which indicates a higher antioxidant capacity of the control sample with nicotinic acid. This technique can subsequently be used to study the metabolic effects of various compounds and to study different types of adipose tissue.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ / REFERENCES:

1. Rega-Kaun, G. More than a simple storage organ: adipose tissue as a source of adipokines involved in cardiovascular disease / G. Rega-Kaun, C. Kaun, J. Wojta // Thrombosis and haemostasis. — 2013. — V. 110 (4). — P. 641–650. DOI: 10.1160/TH13–03–0212.

2. Ronti, T. The endocrine function of adipose tissue: an update / T. Ronti, G. Lupattelli, E. Mannarino // Clinical endocrinology. — 2006. — V. 64. — P. 355–65. DOI: 10.1111/j.1365–2265.2006.02474.x.

3. Petrovic, N. Chronic peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARgamma) activation of epididymally derived white adipocyte cultures reveals a population of thermogenically competent, UCP1-containing adipocytes molecularly distinct from classic brown adipocytes / N. Petrovic, T.B. Walden, I.G. Shabalina, J.A. Timmons, B. Cannon, J. Nedergaard // The Journal of biological chemistry. — 2010. — V. 285 (10). — P. 7153–7164. DOI: 10.1074/jbc.M109.053942.

4. Rosenwald, M. The origin and definition of brite versus white and classical brown adipocytes / M. Rosenwald, C. Wolfrum // Adipocyte. — 2014. — V. 3 (1). — P. 4–9. DOI: 10.4161/adip.26232.

5. Geoghegan, G. Targeted deletion of Tcf7l2 in adipocytes promotes adipocyte hypertrophy and impaired glucose metabolism / G. Geoghegan, J. Simcox, M.M. Seldin // Molecular metabolism. — 2019. — V. 24. — P. 44–63. DOI:10.1016/j.molmet.2019.03.003.

6. Carswell, K.A. Culture of isolated human adipocytes and isolated adipose tissue / K.A. Carswell, M.J. Lee, S.K. Fried // Methods in molecular biology (Clifton, N.J.). — 2012. — V. 806. — P. 203–214. DOI: 10.1007/978–1–61779–367–7–14.

7. Dallas, C. Lipolytic effect of a polyphenolic citrus dry extract of red orange, grapefruit, orange (SINETROL) in human body fat adipocytes. Mechanism of action by inhibition of cAMP‑phosphodiesterase (PDE) / C. Dallas, A. Gerbi, G. Tenca, F. Juchaux, F.X. Bernard // Phytomedicine. — 2008. — V. 15 (10). — P. 783–792. DOI: 10.1016/j.phymed.2008.05.006.

8. Woo, C.Y. Mitochondrial Dysfunction in Adipocytes as a Primary Cause of Adipose Tissue Inflammation/ C.Y. Woo, J.E. Jang, S.E. Lee, E.H. Koh, K.U. Lee // Diabetes & metabolism journal. — 2019. — V. 43 (3). — P. 247–256. DOI: 10.4093/dmj.2018.0221.

9. Benador, I.Y. Mitochondria Bound to Lipid Droplets Have Unique Bioenergetics, Composition, and Dynamics that Support Lipid Droplet Expansion / I.Y. Benador, M. Veliova, K. Mahdaviani // Cell metabolism. — 2018. — V. 27 (4). — P. 869–885.e6. DOI: 10.1016/j.cmet.2018.03.003.

10. Купаева, Н.В. Применение метода тонкослойной хроматографии для анализа антиоксидантной активности / Н.В. Купаева, Е.Р. Василевская, Л.В. Федулова, Е.А. Котенкова // Пищевые системы. — 2021. — Т. 4. — № 1. — С. 26–30. DOI: 10.21323/2618–9771–2021–4–1–26–30.

Kupaeva, N.V. Primeneniye metoda tonkosloynoy khromatografii dlya analiza antioksidantnoy aktivnosti [Application of the thin-layer chromatography method for analysis of plant antioxidant activity] / N.V. Kupaeva, E.R. Vasilevskaya, L.V. Fedulova, E.A. Kotenkova // Food systems. — 2021. — V. 4 (1). — P. 26–30. DOI: 10.21323/2618–9771–2021–4–1–26–30.

11. Leciejewska, N. Effect of ostarine (enobosarm/GTX024), a selective androgen receptor modulator, on adipocyte metabolism in Wistar rats / N. Leciejewska, E. Pruszynska-Oszmalek, J. Bien, L. Nogowski, P.A. Kolodziejski // Journal of physiology and pharmacology: an official journal of the Polish Physiological Society. — 2019. — V. 70 (4). — P. 10.26402/jpp.2019.4.04. DOI: 10.26402/jpp.2019.4.04.

12. Hagberg, C.E. Flow Cytometry of Mouse and Human Adipocytes for the Analysis of Browning and Cellular Heterogeneity / C.E. Hagberg, Q. Li, M. Kutschke // Cell reports. — 2018. — V. 24 (10). — P. 2746–2756.e5. DOI:10.1016/j.celrep.2018.08.006.

13. Rajbhandari, P. Single cell analysis reveals immune cell-adipocyte crosstalk regulating the transcription of thermogenic adipocytes / P. Rajbhandari, D. Arneson, S.K. Hart // eLife. — 2019. — V. 8. — P. e49501. DOI:10.7554/eLife.49501.

14. Näslund, B. Release of small amounts of free fatty acids from human adipocytes as determined by chemiluminescence / B. Näslund, K. Bernström, A. Lundin, P. Arner // Journal of lipid research. — 1993. — V. 34 (4). — P. 633–641.

15. Басов, А.А. Мониторинг и коррекция свободнорадикальных процессов в экспериментальной и клинической практике: монография / А.А. Басов, С.С. Джимак, Н.И. Быкова. — Краснодар: Кубанский гос. ун-т, 2013. — 169 с.

Basov, A.A. Monitoring i korrektsiya svobodnoradikal’nykh protsessov v eksperimental’noy i klinicheskoy praktike: monografiya [Monitoring and correction of free radical processes in experimental and clinical practice: monograph] / A.A. Basov, S.S. Dzhimak, N.I. Bykova. — Krasnodar: Kubanskiy gos. un-t, 2013. — 169 p.

16. Ayala, A. Lipid Peroxidation: Production, Metabolism, and Signaling Mechanisms of Malondialdehyde and 4-Hydroxy‑2-Nonenal / A. Ayala, M.F. Muñoz, S. Argüelles // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. — 2014. — ID360438. DOI: 10.1155/2014/360438.

17. Gaschler, M.M. Lipid peroxidation in cell death / M.M. Gaschler, B.R. Stockwell // Biochemical and biophysical research communications. — 2017. — V. 482 (3). — P. 419–425.

DOI:10.1016/j.bbrc.2016.10.086.

18. Yin, H. Free radical lipid peroxidation: Mechanisms and analysis / H. Yin, L. Xu, N.A. Porter // Chemical reviews. — 2011. — V. 111 (10). — P. 5944–5972. DOI: 10.1021/cr200084z.

19. Котенкова, Е.А. Изучение эффективности тканеспецифичных веществ с молекулярной массой менее 30 кДа, выделенных из аорты Sus scrofa / Е.А. Котенкова, Л.В. Федулова, И.М. Чернуха // Все о мясе. — 2017. — № 2. — С. 40–42.

Kotenkova, E.A. Izucheniye effektivnosti tkanespetsifichnykh veshchestv s molekulyarnoy massoy meneye 30 kDa, vydelennykh iz aorty Sus scrofa [The study of isolated from Sus scrofa aorta tissue-specific substances with a molecular weight less than 30 kDa] / E.A. Kotenkova, L.V. Fedulova, I.M. Chernukha / Vsyo o myase. — 2017. — № 2. — Р. 40–42.

20. Захватов, А.Н. Исследование хемилюминесценции продуктов перекисного окисления липидов при посттравматическом артрите в эксперименте / А.Н. Захватов, С.И. Кузнецов, В.Ю. Сафонов, И.И. Дудоров, Н.А. Аткина // Образовательный вестник «Сознание». — 2014. — № 10. — С. 5–7.

Zahvatov, A.N. Issledovaniye khemilyuminestsentsii produktov perekisnogo okisleniya lipidov pri posttravmaticheskom artrite v eksperimente [Research of the chemiluminescence product of lipid peroxidation during after the post-traumatic arthritis in the experiment] / A.N. Zahvatov, S.I. Kuznetcov, V.Y. Safonov, I.I. Dudorov, N.A. Atkina // Educational Bulletin “CONSCIUSNESS”. — 2014. — № 10. — P. 5–7.

21. Oh, Y.T. Continuous 24-h nicotinic acid infusion in rats causes FFA rebound and insulin resistance by altering gene expression and basal lipolysis in adipose tissue. American journal of physiology / Y.T. Oh, K.S. Oh, Y.M. Choi, A. Jokiaho, C. Donovan, S. Choi, I. Kang, J.H. Youn, // Endocrinology and metabolism. — 2011. — V. 300 (6). — P. E1012-E1021. DOI: 10.1152/ajpendo.00650.2010].

22. Kroon, T. Nicotinic acid timed to feeding reverses tissue lipid accumulation and improves glucose control in obese Zucker rats[S] / T. Kroon, T. Baccega, A. Olsén, J. Gabrielsson, N.D. Oakes // Journal of lipid research. — 2017. — V. 58 (1). — P. 31–41. DOI: 10.1194/jlr.M068395.

23. Chernukha, I. Bioactive Compounds of Porcine Hearts and Aortas May Improve Cardiovascular Disorders in Humans / I. Chernukha, E. Kotenkova, S. Derbeneva, D. Khvostov // International Journal of Environmental Research and Public Health. — 2021. — V. 18 (14). — P. 7330. DOI: 10.3390/ijerph18147330].

24. Chernukha, I.M. Hypolipidemic and anti-inflammatory effects of aorta and heart tissues of cattle and pigs in the atherosclerosis rat model / I.M. Chernukha, L.V. Fedulova, E.A. Kotenkova, S. Takeda, R. Sakata // Animal science journal = Nihon chikusan Gakkaiho. — 2018. — V. 89 (5). — P. 784–793. DOI: 10.1111/asj.12986.

25. Barthet, V.J. Evaluation of a colorimetric method for measuring the content of FFA in marine and vegetable oils / V.J. Barthet, V. Gordon, J.K. Daun // Food Chemistry. — 2008. — V. 111 (4). — P. 1064–1068. DOI: 10.1016/j.foodchem.2008.05.026.

26. Kather, H., Wieland, E. Free fatty acids: luminometric method. In Methods of Enzymatic Analysis; editors H.U. Bergmeyer, J. Bergmeyer, M. Grasl / H. Kather, E. Wieland. — Verlag Chemie, Weinheim, 1985. — P. 25–34./

Контакты:

Купаева Надежда Владимировна
nvkupaeva@yandex.ru
Василевская Екатерина Романовна
e.vasilevskaya@fncps.ru
Котенкова Елена Александровна
lazovlena92@yandex.ru
Толмачева Галина Сергеевна
g.tolmacheva@fncps.ru

Для цитирования:

Купаева, Н.В. Хемилюминесценция как перспективный способ изучения метаболической активности адипоцитов in vitro / Н.В. Купаева, Е.А. Василевская, Котенкова, Г.С. Толмачева // Все о мясе. – 2021. – № 5. – С. 42-45. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-5-42-45.

For citation:

Kupaeva, N.V. Chemiluminescence as a promising method for studying the metabolic activity of adipocytes in vitro / N.V. Kupaeva, E.R. Vasilevskaya, E.A. Kotenkova, G.S. Tolmacheva // Vsyo o myase. – 2021. – № 5. – Р. 42-45. DOI: 10.21323/2071-2499-2021-5-