Studies of dose-and time-effect relationships of copper-induced oxidation of lipoproteins

การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและระยะเวลาของกระบวนการออกซิเดชันของไลโปโปรตีนด้วยคอปเปอร์ซัลเฟต

Name: Nanteetip Limpeanchob

MeSH: Lipoproteins -- Metabolism

MeSH: Lipid Peroxidation

MeSH: Oxidation-Reduction

MeSH: Lipoproteins, LDL

Abstract: Oxidative modification of low density lipoprotein(LDL) was known to play an important role in the pathogenesis of atherosclerosis in both animal and human. This study was to explore the time- and dose-effect of the nature of copper-induced oxidation of LDL following the incubation of native LDL with CuSO4 in vitro. The LDL was prepared by a sequential-density gradient ultracentrifugation method. The conjugated dienes and TBARS were measured as markers of oxidized LDL. CuSO4 in the doses varying from 10 to 50 uM showed an all or none effect on the oxidation of LDL; when 100 u1 (plasma equivalent) of LDL from different individual was present in the incubation mixture. Increasing amounts of LDL in the incubation mixture dampened the "oxidative capability" of CuSO4 unless an additional amount or an equimolar concentration of copper was added to match the increment of LDL content, suggesting that coppercatalyzed oxidation of LDL was a specific process, i.e. in need of a critical amount of copper to interact with the lipoprotein prior to the initiation of the oxidative process. The relationship of the proportional increment of both copper and the corresponding LDL molecules supported such contention. Thus the required amount of copper for initiating an all or none oxidation of LDL in the preparation could reflect or taken as a marker that inversely related to the "oxidizability" of LDL in the sample. Besides the LDL, high density lipoprotein either HDL2 or HDL3 seem to share this common behavior of copper-induced oxidation of lipoproteins. A critical amount of the copper, presumably being needed for binding to its binding sites in the apoprotein of lipoproteins, less copper was needed for HDL than LDL. The LDL of thalassemia patients whose blood was under excessive oxidative stress but less in lipoproteins with hypocholesterolemia in particular were used in the study. The LDL preparation from thalassemia was more sensitive to the copper-catalyzed LDL oxidation (less copper was needed) than that of normal-volunteer. This again reemphasized the role of apoprotein in copper-induced oxidation of lipoproteins. Micromolar concentrations of antioxidants (ascorbic acid and α-tocopherol) were able to shift the time-effect curves to the right without affecting the dose-effect relationship. Probucol, a highly effective antioxidant was able to do the same, but with the dose of 10-time less than those of ascorbic acid and a-tocopherol. In contrast, the EDTA which acted as a copper chelating agent was able to shift the dose-effect curve to the right. From the analysis of time-effect relationship, it always found that the effects on the formation of conjugated dienes preceeced that of TBARS, suggesting that formation of conjugated dienes was an preceeding step before the final oxidation of lipids, TBARS were formed. It was concluded from these studies that copper-catalyzed oxidation of LDL is an unique process; it required a critical amount of copper to bind to LDL molecule before the oxidative process can be initiated. This behavior also found in the oxidation of HDL. The need of a critical amount of copper to bind to lipoproteins had been proposed in this study as a marker in determining the susceptibility or resistance of that particular lipoprotein preparation; types, sources and concentrations of the lipoproteins. It could also be concluded that the oxidation of LDL by copper was mediated by a free radical mechanism via the formation of conjugated dienes coinciding with the lag time before the formation of TBARS and was prolonged by antioxidants.

Abstract: กระบวนการออกซิเดชันไลโปโปรตีนชนิด LDL (Low density lipoproteitn) ไปเป็น modified LDL เป็นขั้นตอน สำคัญที่ก่อให้เกิดภาวะผนังหลอดเลือดตีบตัน (Atherosclerosis) ในการศึกษานี้ได้ใข้คอปเปอร์ซัลเฟต เป็นตัวเร่างปฏิกิริยาออกซิเดชันของ LDL ในหลอดทดลอง LDL ถูกแยกมาจากพลาสมาโดยวิธีปั่นแยกแบบ Sequential ultracentrifugation และนำมาศึกษาถึงลักษณะการออกซิเดชัน ในหลอดทดลอง ด้วยการเติมคอปเปอร์ซัลเฟตในปริมาณต่าง ๆ กัน การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของ LDL ในส่วนไขมันกระทำโดย การวัดปริมาณของ conjugated dienes และ thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) และส่วนที่เกิดกับ apoprotein ซึ่งกระทำโดยติดตามค่าของ fluorescence ที่ เกิดจาก tryptophan ที่ถูกทำลายหรือ ค่าจาก Schiff bases ที่เพิ่มสูงขึ้นจากส่วนของโปรตีนใน LDL ที่ถูกเปลี่ยนแปลง ไป การออกซิเดชัน LDL ด้วยคอปเปอร์ซัลเฟตที่ความเข้มข้น ต่าง ๆ จะมีลักษณะเป็นแบบ all or none คือ LDL จะถูก กระตุ้นให้เกิดการออกซิเดชันได้ด้วยคอปเปอร์ในปริมาณ ที่มากเพียงพอปริมาณหนึ่ง (a critical amount of copper) ปริมาณคอปเปอร์ที่น้อยกว่าค่านี้จะไม่สามารถกระตุ้นให้ เกิดปฏิกิริยาได้ เมื่อเพิ่มปริมาณของ LDL ในหลอดทดลอง จะต้องเพิ่มปริมาณของคอปเปอร์ซัลเฟตให้เป็นสัดส่วนกับ ปริมาณ LDL ที่เพิ่มขึ้น ปริมาณคอปเปอร์ซัลเฟตที่ต้องการ นี้ นอกจากจะขึ้นกับความเข้มข้นของ LDL ในหลอดทดลองแล้ว ยังพบว่าค่านี้จะแตกต่างกันใน LDL ที่แยกมาจากต่างบุคคล กัน ดังนั้นปริมาณของคอปเปอร์ที่ต้องการใช้ในการเร่งการ ออกซิเดชันของ LDL อาจบ่งชี้ถึงความไวของ LDL จากแหล่ง ต่าง ๆ กันต่อการถูกออกซิไดซ์ (Oxidizability of LDL) และจากการศึกษาความไวต่อการถูกออกซิไดซ์ของ LDL จาก ผู้ป่วย Thalassemia ซึ่งมีภาวะ oxidative stress สูงและ มีภาวะคอลเลสเตอร์รอลในเลือดต่ำ เปรียบเทียบกับคนปกติ พบว่า LDL ของผู้ป่วยมีความไวต่อการถูกกระตุ้นได้ด้วย คอปเปอร์ในปริมาณที่ต่ำกว่าปริมาณที่ใช้กับ LDL ทีได้จากคนปกติ นอกจากนี้ยับพบว่า การออกซิเดชันของ HDL (High density lipoprotein) ซึ่งรวมถึง HDL2 และ HDL3 ด้วยคอปเปอร์ซัลเฟต มีลักษณะเช่นเดียวกับการออกซิเดชัน ของ LDL แต่ด้วยปริมาณคอปเปอร์ซัลเฟตที่น้อยกว่า LDL ซึ่งบ่งชี้ถึงกลไกเดียวกัน คือ จะต้องมีการจับตัวกัน ระหว่างคอปเปอร์และ apoprotein ในอัตราส่วนที่เหมาะสม อันเป็นกระบวนการสำคัญในการเกิดการออกชิเดชันของ ไลโปโปรตีนด้วยคอปเปอร์ซัลเฟต การศึกษาผลของการต้านออกซิเดชัน (antioxidants) เช่น วิตามินซี (ascorbic acid) วิตามินอี (a-tocopherol) และ procucol พบว่าสารเหล่านี้มีผลต่อ time-effect curves แต่ไม่มีผลต่อ dose-effect curves คือ สารต้านออกซิเดชัน สามารถเพิ่ม lag time ของกระบวนการออกซิเดชันของ LDL ด้วยปริมาณของคอปเปอร์ซัลเฟตเท่าเดิม ส่วน EDTA ซึ่งเป็น สารที่สามารถจับคอปเปอร์ไอออนได้ สามารถเพิ่มค่าความต้อง การใช้คอปเปอร์ซัลเฟตตามอัตราส่วนของปริมาณ EDTA ที่เติมในหลอดทดลอง จากการศึกษานี้สามารถสรุปได้ว่า กระบวนการออกซิเดชันของไลโปโปรตีนทั้ง LDL และ HDL ด้วยคอปเปอร์ ซัลเฟตนั้นมีลักษณะเฉพาะ คือ ปฏิกิริยาออกซิเดชันจะเกิด ขึ้นได้ต้องมีปริมาณของคอปเปอร์และไลโปโปรตีนในอัตราส่วนทีเหมาะสม ปริมาณของคอปเปอร์ที่ใช้เพื่อเร่งปฏิกิริยา ออกซิเดชั่นนั้นอาจเรียกเป็นค่า "ความต้องการคอปเปอร์" ของไลโปโปรตีน ซึ่งจะเป็นค่าเฉพาะของตัวอย่างไลโปโปรตีน นั้น ๆ คือ บุคคลที่มีไลโปโปรตีนไวต่อการออกซิเดชันด้วยคอปเปอร์จะมีค่าความต้องการคอปเปอร์ในปริมาณที่น้อยกว่า การศึกษานี้อาจบอกได้ถึง ความไว หรือความต้านทานต่อการ ออกซิเดชันของไลโปโปรตีนได้ ด้วยการอ่านค่าความต้องการ คอปเปอร์ ซึ่งจะเกี่ยวพันกับ ชนิด แหล่งที่มา และความ เข้มข้นของไลโปโปรตีน การออกซิเดชันของ LDL ด้วย คอปเปอร์ซัลเฟต เกิดจากกลไกของ Free radicals เนื่องจาก สามารถยับยั้งได้โดยสาร antioxidants

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Udom Chantharaksri

Role: Thesis Advisors

Name: Yupin Sanvarinda

Role: Thesis Advisors

Name: Supeenun Unchern

Role: Thesis Advisors

Created: 1996

Modified: 2017-11-29

Issued: 2017-11-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Pharmacology

Grantor: Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	10407509-eng.pdf	467.29 KB	12	2026-05-26 18:16:01
2	10407509-tha.pdf	324.79 KB	12	2026-05-26 18:16:01
3	10407509.pdf	19.56 MB	12	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

-0.707657 วินาที