Вода с низкой концентрацией дейтерия оказалась полезной для медицины

Вода с низкой концентрацией дейтерия оказалась полезной для медицины

Ученые Медицинского института РУДН выяснили, как снижение концентрации дейтерия в воде влияет на реакции в живых организмах. Как выяснилось, реакции протекают быстрее, чем при полной замене дейтерия на водород. Статья была опубликована в Chemical Engineering Journal.

Тяжелый изотоп водорода – дейтерий, в ядрах которого присутствует «лишний» нейтрон – присутствует в любой воде естественного происхождения. В обычной питьевой воде доля дейтерия не превышает 0,015%. Но если концентрация дейтерия будет выше или ниже, биологические свойства воды могут меняться. Например, прежние исследования показывали, что вода с недостатком дейтерия может оказывать противоопухолевое, антидотное и метаболическое действие, может влиять на показатели жизнедеятельности клеточных культур в водных средах.

Группа ученых РУДН под руководством Антона Сыроешкина и Игоря Злацкого, кафедры фармацевтической и токсикологической химии, Медицинского института РУДН исследовала, как изменение концентрации дейтерия в воде влияет на процессы в биологических молекулах, а также на живые клетки.

Исследователи сравнивали воду с различным соотношением изотопов – легкую воду с пониженным содержанием дейтерия – с отношением D/H около 5 миллионных долей (ppm), воду с обычным содержанием дейтерия (140 ppm) и тяжелую воду – D2O.

Для молекулярного уровня организации жизни ученые РУДН исследовали мутаротацию галактозы – вращательную трансформацию молекулы, надмолекулярного – ферментативную дестабилазо-лизоцимную активность, для фармацевтических веществ – растворимость и двухфазное распределение, а также скорость жизни живых клеток в воде различного изотопного состава.

Как выяснилось, константа скорости изменения скорости оптического вращения для L-галактозы была в два раза меньше, чем для D-галактозы при небольшом содержании дейтерия, вне зависимости от конкретной концентрации, тогда как в тяжелой воде мутаротация первого порядка для L-галактозы не наблюдалась.

Изменялась и начальная скорость лизоцимной активности фермента дестабилазы-лизоцима: в воде с низким содержанием дейтерия она возрастала в 2 раза, в то время как в тяжелой воде не наблюдалось изменений активности.

При рассмотрении суспензионных систем изучали скорость растворения активных лекарственных веществ. Растворение происходит быстрее, когда

концентрация протия больше, чем дейтерия. Это отвечает нормальному кинетическому изотопному эффекту и подтверждает важную роль выбора изотопного состава растворителя для ускорения процесса.

Изменение изотопного состава воды повлияло и на поведение живых клеток: в воде с меньшим содержанием дейтерия клетки одноклеточных организмов вида Spirostomum ambigua обездвиживались в 8 раз быстрее.

Эти открытия могут оказаться полезными для дальнейших биомедицинских и терапевтических исследований, где дейтерий можно рассматривать как регулятор биологических свойств нормальных или раковых клеток.

Статья в Chemical Engineering Journal

Новости
Все новости
Наука
02 декабря
Почвовед РУДН выяснил разницу вклада бактерий и грибов в круговороте углерода в почве

Почвовед РУДН изучил, как микробиом почвы влияет на выделение углекислого газа. Оказалось, что бактерии предпочитают легкодоступные гидрофильные соединения, а грибы — более прочные гидрофобные. Результаты помогут лучше понять, как правильно удобрять почву и как почвы могут помочь в борьбе с парниковыми газами.

Наука
02 декабря
В РУДН обсудили реализацию положения Конвенции Совета Европы о защите детей

40 представителей из 5 субъектов России, 12 государственных и общественных организаций, 7 научно-исследовательских и образовательных учреждений высшего образования приняли участие в VII научно-практическом семинаре по вопросам имплементации положений Конвенции Совета Европы о защите детей от сексуальной эксплуатации и сексуального насилия от 25 октября 2007 года (Конвенция Лансароте) в законодательство Российской Федерации.

Наука
01 декабря
Химик РУДН уточнил принцип действия ферментов, создающих омега-6 жиры

Химик РУДН определил, что принцип действия некоторых ферментов, которые создают жизненно необходимые для человека жирные кислоты омега-6, отличается от принятого биохимиками представления. Эти ферменты создают дополнительную двойную связь в углеродной цепочке жирной кислоты. Оказалось, что они «отсчитывают» нужное место не с концов цепочки, как считалось ранее, а от уже имеющейся двойной связи.