danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2019-63-6-747-754dan-840Research ArticleМЕДИЦИНАMEDICINEОценка эффективности защиты от ультрафиолетового излучения экстрактами лишайника Hypogymnia physodes в биологических системах in vivoEstimating the effectiveness of protection against UV radiation with extracts of lichen Hypogymnia physodes in biological systems in vivoГончаровC. В.GoncharovS. V.

Гончаров Сергей Васильевич – науч. сотрудник. 

ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Goncharov Sergey Vasilyevich – Researcher. 

4, Fedyuninsky Str., 246007, Gomel

combinexpo@gmail.comКозловА. Е.KozlovA. E.

Козлов Александр Евгеньевич – науч. сотрудник. 

ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Kozlov Alexander Eugenyevich – Researcher. 

4, Fedyuninsky Str., 246007, Gomel

МатвеенковМ. В.МаtveyenkovM. V.

Матвеенков Матвей Владимирович – мл. науч. сотрудник. 

ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Маtveyenkov Мatvey Vladimirovich – Junior researcher.

4, Fedyuninsky Str., 246007, Gomel

ЧешикИ. А.CheshikI. A.

Чешик Игорь Анатольевич – канд. мед. наук, директор.

ул. Федюнинского, 4, 246007, Гомель

Cheshik Igor Anatolyevich – Ph. D. (Medicine), Director.

4, Fedyuninsky Str., 246007, Gomel

Институт радиобиологии Национальной академии наук БеларусиInstitute of radiobiology of the National Academy of Sciences of Belarus201907012020636747754Copyright © Гончаров C.В., Козлов А.Е., Матвеенков М.В., Чешик И.А., 20202020Гончаров C.В., Козлов А.Е., Матвеенков М.В., Чешик И.А.Goncharov S.V., Kozlov A.E., Маtveyenkov M.V., Cheshik I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/840

Оценены in vivo реактивность биологических систем на воздействие УФ-А/Б и фотозащитный потенциал кожных аппликаций лишайниковых экстрактов Hypogymnia physodes по биохимическим показателям крови и морфометрическим параметрам кожи у лабораторных мышей. Этанольный, ацетоновые и гексан-ацетоновый экстракты (1 % в диметилсульфоксиде) эффективно поглощают диапазон УФ с наибольшей индукцией эритемы. На 4-е сутки после облучения УФ-А/Б наблюдаются выра женные бурые ожоги кожи спины, сильная эритема и отеки, образование струпа. В сыворотке крови значимо изменяются биохимические параметры – повышаются прооксидантная емкость, уровень нитрат- и нитрит-ионов NOx, окислительно модифицированных протеинов АОРР, активность глутатионпероксидазы GPx, снижается уровень SH-групп. Растворы экстрактов (5 %) в диметилсульфоксиде в разной степени проявляют фотопротекторное действие: морфологически – в минимизации отеков, эритемы, струпа; биохимически – в регуляции указанных параметров на уровне контроля. По совокупности биохимических и морфометрических па раметров наиболее перспективными фотопротекторами проявили себя ацетоновые экстракты. Прооксидантная емкость, GPx, АОРР (во всех случаях снижаются) и NOx показали неспецифичность и довольно высокую чувствительность и больше пригодны для оценки воспалительных и окислительных процессов. Наибольшую эффектив ность и адекватность поставленным задачам показал уровень протеиновых SH-групп.

The reactivity of biological systems to UV-A/B and the photoprotective potential of skin applications of lichen extracts Hypogymnia physodes according to the biochemical parameters of blood and morphometric parameters of the skin were evaluated in vivo in laboratory mice. Ethanol, acetone and hexane–acetone extracts (1 % in dimethylsulfoxide) effectively absorb the UV range inducing the most erythema. On the 4th day after UV-A/Вirradiation, severe brown burns of the back skin, severe erythema and edema, scab formation were observed. In serum, there were significantly changed biochemical parameters – the prooxidant capacity, the level of nitrate/nitrite-ions NOx, advanced oxidation protein products AOPP, glutathioneperoxidase activity GPx increased, the level of SH-groups reduced. Solutions of extracts (5 %) in dimethylsulfoxide at a different degree exhibited the photoprotective effect: morphologically – in minimizing the burn symptoms of the skin (edema, erythema, scab); biochemically – in the regulation of these parameters at the control level. According to the set of biochemical and morphometric parameters, the most promising photoprotectors were acetone extracts. The prooxidant capacity, GPx, AOРР (in all cases reduced) and NOx showed a non-specificity and rather high sensitivity and are more suitable for estimating inflammatory and oxidative processes. The highest efficiency and the adequacy to the tasks and the specifications are shown by the level of protein SH-groups.

ультрафиолетовое излучениефотопротекторыHypogymnia physodesпрооксидантная емкостьглутатионокислительная модификация протеиновultraviolet radiationphotoprotectorsHypogymnia physodesprooxydant capacityglutathioneoxidative modification of proteinsReferencesХлебникова, А. Н. Дерматологические аспекты действия инсоляции / А. Н. Хлебникова // Дерматология. – 2009. – № 2. – С. 38–42.Khlebnikova A. N. Dermatological aspects of the action of insolation. Dermatologiya [Dermatology], 2009, no. 2, pp. 38–42 (in Russian).Акимов, В. Г. Биологические эффекты ультрафиолетового облучения кожи / В. Г. Акимов // Вестн. дерматологии и венерологии. – 2008. – № 3. – С. 81–84.Akimov V. G. Biological effects of ultraviolet irradiation of skin. Vestnik Dermatologii i Venerologii, 2008, no. 3, pp. 81–84 (in Russian).Epstein, J. H. Photocarcinogenesis, skin cancer, and aging / J. H. Epstein // J. Am. Acad. Dermatol. – 1983. – Vol. 9, N 4. – Р. 487–502. https://doi.org/10.1016/s0190-9622(83)70160-xEpstein J. H. Photocarcinogenesis, skin cancer, and aging. Journal of American Academy of Dermatology, 1983, vol. 9, no. 4, pp. 487–502. https://doi.org/10.1016/s0190-9622(83)70160-xCellular effects of long wavelength UV light (UVA) in mammalian cells / T. J. McMillan [et al.] // J. Pharm. Pharmacol. – 2008. – Vol. 60, N 8. – Р. 969–976. https://doi.org/10.1211/jpp.60.8.0004McMillan T. J., Leatherman E., Ridley A., Shorrocks J., Tobi S. E., Whiteside J. R. Cellular effects of long wavelength UV light (UVA) in mammalian cells. Journal of Pharmacy and Pharmacology, 2008, vol. 60, no. 8, pp. 969–976. https://doi.org/10.1211/jpp.60.8.0004Pentland, A. P. Active oxygen mechanisms of UV inflammation / A. P. Pentland // Free Radicals in Diagnostic Medicine. – 1994. – Vol. 366. – P. 87–97. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-1833-4_7Pentland A. P. Active oxygen mechanisms of UV inflammation. Free Radicals in Diagnostic Medicine, 1994, vol. 366, pp. 87–97. https://doi.org/10.1007/978-1-4615-1833-4_7Intrinsic aging vsphotoaging: a comparative histopathological, immunohistochemical, and ultrastructural study of skin / M. El-Domyati [et al.] // Exp. Dermatol. – 2002. – Vol. 11, N 5. – P. 398–405. https://doi.org/10.1034/j.1600-0625.2002.110502.xEl-Domyati M., Attia S., Saleh F., Brown D., Birk D. E., Gasparro F., Ahmad H., Uitto J. Intrinsic aging vsphotoaging: a comparative histopathological, immunohistochemical and ultrastructural study of skin. Experimental Dermatology, 2002, vol. 11, no. 5, pp. 398–405. https://doi.org/10.1034/j.1600-0625.2002.110502.xGalun, M. Secondary metabolic products / M. Galun, A. Shomer-Ilan // CRC handbook of lichenology. – FL, 1988. – Vol. 3: CRC. – P. 3–8.Galun M., Shomer-Ilan A. Secondary metabolic products. CRC handbook of lichenology, Vol. 3. FL, 1988, pp. 3–8. https://doi.org/10.1201/9780429291869Ramya, K. Lichens: A myriad hue of Bioresources with medicinal properties / K. Ramya, T. Thiyagarajan // International Journal of Life Sciences. – 2017. – Vol. 5, N 3. – P. 387–393.Ramya K., Thiyagarajan T. Lichens: A myriad hue of Bioresources with medicinal properties. International Journal of Life Sciences, 2017, vol. 5, no. 3, pp. 387–393.Rankovic, B. Lichen secondary metabolites: Bioactive Properties and Pharmaceutical Potential / B. Rankovic. – Switzerland, 2015. – 206 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-13374-4Rankovic B. Lichen secondary metabolites: Bioactive Properties and Pharmaceutical Potential. Switzerland, 2015. 206 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-13374-4Mehdi, M. M. N,N-Dimethyl-p-phenylenediamine dihydrochloride-based method for the measurement of plasma oxidative capacity during human aging / M. M. Mehdi, S. I. Rizvi // Anal. Biochem. – 2013. – Vol. 436, N 2. – P. 165–167. https://doi.org/10.1016/j.ab.2013.01.032Mehdi M. M., Rizvi S. I. N,N-Dimethyl-p-phenylenediamine dihydrochloride-based method for the measurement of plasma oxidative capacity during human aging. Analitical Biochemistry, 2013, vol. 436, no. 2, pp. 165–167. https://doi.org/10.1016/j.ab.2013.01.032Современные проблемы биохимии. Методы исследований / Е. В. Барковский [и др.]. – Минск: Вышэйшая школа, 2013. – С. 187–190.Barkovskii E. V., Bokut' S. B., Borodinskii A. N., Buko V. U., Valentyukevich O. I., Gritsuk A. I. [et al.]. Modern problems of biochemistry. Research methods. Minsk, Vysheishaya shkola Publ., 2013, pp. 187–190 (in Russian).Nitric Oxide and Interleukin-6 Production in Patients with Transient Cerebral Microcirculatory Disturbances / M. N. Starodubtseva [et al.] // American Journal of Clinical Neurology and Neurosurgery. – 2015. – Vol. 1, N 2. – P. 86–91.Starodubtseva M. N., Halinouskaya N. V., Halubykh N. M., Voropaev E. V., Smychek V. B. Nitric Oxide and Interleukin-6 Production in Patients with Transient Cerebral Microcirculatory Disturbances. American Journal of Clinical Neurology and Neurosurgery, 2015, vol. 1, no. 2, pp. 86–91.Optimisation of an advanced oxidation protein products assay: Its application to studies of oxidative stress in diabetes mellitus / E. L. Taylor [et al.] // Oxidative Medicine and Cellular Longevity. – 2015. – Vol. 2015, art. 496271. – 10 p. https://doi.org/10.1155/2015/496271Taylor E. L., Armstrong K. R., Perrett D., Hattersley A. T., Winyard P. G. Optimisation of an advanced oxidation protein products assay: Its application to studies of oxidative stress in diabetes mellitus. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2015, vol. 2015, art. 496271. 10 p. https://doi.org/10.1155/2015/496271Oxidative damage to plasma proteins in patients with chronic alcohol dependence: the effect of smoking / E. Kapaki [et al.] // In Vivo. – 2007. – Vol. 21, N 3. – P. 523–528.Kapaki E., Liappas I., Lyras L., Paraskevas G. P., Mamali I., Theotoka I., Bourboulis N., Liosis I., Petropoulou O., Soldatos K. Oxidative damage to plasma proteins in patients with chronic alcohol dependence: the effect of smoking. In Vivo, 2007, vol. 21, no. 3, pp. 523–528.Oxidative modification of serum proteins in multiple sclerosis / I. Sadowska-Bartosz [et al.] // Neurochemistry International. – 2013. – Vol. 63, N 5. – P. 507–516. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2013.08.009Sadowska-Bartosz I., Adamczyk-Sowa M., Galiniak S., Mucha S., Pierzchala K., Bartosz G. Oxidative modification of serum proteins in multiple sclerosis. Neurochemistry International, 2013, vol. 63, no. 5, pp. 507–516. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2013.08.009Subcellular compartmentalization of glutathione: Correlations with parameters of oxidative stress related to genotoxicity / R. M. Green [et al.] // Mutagenesis. – 2006. – Vol. 21, N 6. – P. 383–390. https://doi.org/10.1093/mutage/gel043Green R. M., Graham М., O’Donovan M. R., Chipman K. J., Hodges N. J. Subcellular compartmentalization of glutathione: Correlations with parameters of oxidative stress related to genotoxicity. Mutagenesis, 2006, vol. 21, no. 6, pp. 383–390. https://doi.org/10.1093/mutage/gel043

The authors declare that there are no conflicts of interest present.