Electrolyzed-Reduced Water Scavenges Active Oxygen Species and Protects DNA from Oxidative Damage
Elektrolize İndirgenmiş Su Aktif Oksijen Türlerini Süpürür ve DNA’yı Oksidatif Hasardan KorurBu 1997 tarihli deneysel çalışma, elektrolize indirgenmiş suyun reaktif oksijen türlerini nötralize etme kapasitesini ve oksidatif koşullarda DNA tek zincir kırılmasını azaltma etkisini incelemiştir.
Çalışmanın Kimliği
Bu Çalışma Neden Önemli?
Reaktif oksijen türleri; proteinler, lipitler ve DNA gibi biyolojik yapılarda oksidatif hasara yol açabilen yüksek reaktiviteye sahip moleküllerdir. Shirahata ve arkadaşları bu çalışmada, elektroliz sırasında katot tarafında elde edilen indirgenmiş suyun farklı reaktif oksijen türleri üzerindeki süpürücü etkisini deneysel sistemlerde araştırdı.
Çalışmanın dikkat çekici yönü yalnızca antioksidan benzeri aktiviteyi ölçmesi değil, aynı zamanda oksidatif koşullarda oluşan DNA tek zincir kırılmasını doğrudan değerlendirmesidir.
Çalışma Nasıl Yapıldı?
Reaktif oksijen modeli
Süperoksit oluşumu için hipoksantin–ksantin oksidaz (HX–XOD) sistemi kullanıldı ve elektrolize indirgenmiş suyun süperoksit süpürücü aktivitesi incelendi.
Hidrojen peroksit
İndirgenmiş suyun H2O2 miktarı üzerindeki etkisi ve H2O2'yi doğrudan süpürme kapasitesi değerlendirildi.
Stabilite deneyleri
SOD-benzeri aktivitenin nötralizasyon, dondurma-çözme, sonikasyon, karıştırma, kaynatma, filtrasyon ve otoklavlama gibi işlemlerden sonra korunup korunmadığı test edildi.
DNA hasarı modeli
Askorbik asidin Cu(II) katalizli oksidasyonu ile oluşturulan aktif oksijen türlerinin neden olduğu DNA tek zincir kırılması üzerinde indirgenmiş suyun etkisi araştırıldı.
Öne Çıkan Bulgular
Mekanizma ve Detaylı Bulgular
Yazarlar, elektrolize indirgenmiş suyun SOD-benzeri aktivitesinin yalnızca çözünmüş moleküler hidrojenden kaynaklanmadığını düşündüren deneyler bildirdi. Hidrojen gazı ile kabarcıklandırılmış su; düşük çözünmüş oksijen, yüksek çözünmüş hidrojen ve düşük redoks potansiyeli göstermesine rağmen aynı SOD-benzeri aktiviteyi göstermedi.
Çalışmada tungsten trioksit ile yapılan deneyler doğrultusunda araştırmacılar bu aktiviteyi o dönemde “aktif atomik hidrojen” olarak tanımladıkları bir mekanizma ile açıklamayı önerdiler. Bu ifade, makalenin 1997 tarihli mekanistik yorumudur.
Araştırmacılar ayrıca indirgenmiş suyun süperoksit ve hidrojen peroksitin yanı sıra singlet oksijen ve hidroksil radikali gibi diğer aktif oksijen türlerine karşı da süpürücü etki gösterebileceği sonucuna vardı.
Çalışmanın Temel Mesajı
Elektrolize indirgenmiş su, bu laboratuvar modelinde birden fazla reaktif oksijen türüne karşı antioksidan benzeri aktivite göstermiş ve oksidatif koşullarda DNA tek zincir kırılmasını doza bağlı olarak azaltmıştır.
Bilimsel Çerçeve
Bu çalışma bir insan klinik araştırması değildir. Bulgular biyokimyasal ve in vitro deney sistemlerinden elde edilmiştir. Bu nedenle sonuçlar çalışmanın deneysel kapsamı içinde değerlendirilmelidir; doğrudan bir hastalığın tedavisi veya klinik sonuç kanıtı olarak yorumlanmamalıdır.
Yazarlar ve Kurumlar
Yazarlar: Sanetaka Shirahata, Shigeru Kabayama, Mariko Nakano, Takumi Miura, Kenichi Kusumoto, Miho Gotoh, Hidemitsu Hayashi, Kazumichi Otsubo, Shinkatsu Morisawa, Yoshinori Katakura.
Ana kurum: Institute of Cellular Regulation Technology, Graduate School of Genetic Resources Technology, Kyushu University, Fukuoka, Japan.
Makaledeki diğer kurum bağlantıları: Water Institute, Tokyo ve Nihon Trim Co. Ltd., Osaka.
Original Abstract
Active oxygen species or free radicals are considered to cause extensive oxidative damage to biological macromolecules, which brings about a variety of diseases as well as aging. The ideal scavenger for active oxygen should be 'active hydrogen'. 'Active hydrogen' can be produced in reduced water near the cathode during electrolysis of water. Reduced water exhibits high pH, low dissolved oxygen (DO), extremely high dissolved molecular hydrogen (DH), and extremely negative redox potential (RP) values.
Strongly electrolyzed-reduced water, as well as ascorbic acid, (+)-catechin and tannic acid, completely scavenged O2•− produced by the hypoxanthine-xanthine oxidase (HX-XOD) system in sodium phosphate buffer (pH 7.0). The superoxide dismutase (SOD)-like activity of reduced water is stable at 4 degrees C for over a month and was not lost even after neutralization, repeated freezing and melting, deflation with sonication, vigorous mixing, boiling, repeated filtration, or closed autoclaving, but was lost by opened autoclaving or by closed autoclaving in the presence of tungsten trioxide which efficiently adsorbs active atomic hydrogen.
Water bubbled with hydrogen gas exhibited low DO, extremely high DH and extremely low RP values, as does reduced water, but it has no SOD-like activity. These results suggest that the SOD-like activity of reduced water is not due to the dissolved molecular hydrogen but due to the dissolved atomic hydrogen (active hydrogen). Although SOD accumulated H2O2 when added to the HX-XOD system, reduced water decreased the amount of H2O2 produced by XOD. Reduced water, as well as catalase and ascorbic acid, could directly scavenge H2O2.
Reduced water suppresses single-strand breakage of DNA by active oxygen species produced by the Cu(II)-catalyzed oxidation of ascorbic acid in a dose-dependent manner, suggesting that reduced water can scavenge not only O2•− and H2O2, but also 1O2 and •OH.
Orijinal Kaynaklar
Akademik Arşivi Keşfedin
Alkali iyonize su ve elektrolize indirgenmiş su üzerine yayımlanmış diğer bilimsel çalışmaları inceleyin.
Akademik Arşive Git
