Czy antybiotyki wywołują stres oksydacyjny?
Niektóre antybiotyki mogą powodować działania niepożądane związane z ich zdolnością do zwiększania stresu oksydacyjnego w różnych narządach, tkankach i liniach komórkowych. Badania sugerują, że reakcje wolnorodnikowe mogą być zaangażowane w toksyczne działanie wielu antybiotyków, w tym gentamycyny, klarytromycyny, trimetoprimu, penicyliny, izoniazydu, ryfampicyny, kolistyny, chloramfenikolu, enrofloksacyny i ciprofloksacyny na komórki eukariotyczne.
Ciprofloksacyna (CIP) jest najczęściej stosowaną fluorochinolonową. To antybiotyk o szerokim spektrum działania, powszechnie stosowany w zakażeniach układu oddechowego, pokarmowego, kostno-stawowego i moczowego. Różne badania wykazały, że reaktywne formy tlenu (ROS) są zaangażowane w toksyczność indukowaną przez CIP, wiążąc jej fototoksyczność, hepatotoksyczność i wpływ na ośrodkowy układ nerwowy z indukcją stresu oksydacyjnego. W badaniach na ludzkich komórkach krwi wykazano, że CIP może zwiększać produkcję ROS w neutrofilach i powodować stres oksydacyjny w erytrocytach, prowadząc do wyczerpania poziomu nieenzymatycznego antyoksydantu glutationu (GSH) oraz zmian konformacyjnych i funkcjonalnych enzymu antyoksydacyjnego katalazy (CAT). Dodatkowo, badanie przeprowadzone na pacjentach leczonych CIP wykazało wzrost stresu oksydacyjnego w osoczu po 5 dniach leczenia, manifestujący się znaczącym wzrostem nadtlenków lipidów oraz spadkiem statusu antyoksydacyjnego, aktywności enzymu antyoksydacyjnego dysmutazy ponadtlenkowej (SOD) i GSH.
Chloramfenikol (CMP) jest antybiotykiem o szerokim spektrum działania stosowanym w leczeniu zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych, posocznicy bakteryjnej, duru brzusznego, zakażeń jamy brzusznej i kości, zapalenia ucha, zapalenia płuc i zatok. Jednak wykazuje on toksyczność na poziomie układu krwiotwórczego. Mimo że jest to tani i wysoce skuteczny antybiotyk, jego znacząca toksyczność powoduje, że nie jest antybiotykiem pierwszego wyboru, co podkreśla Światowa Organizacja Zdrowia (WHO). Toksyczne objawy CMP, takie jak hepatotoksyczność, nefrotoksyczność, pancytopenia, idiosynkratyczna niedokrwistość aplastyczna i nadwrażliwość skórna, przypisywane są atakom wolnych rodników, wyczerpaniu komórkowych antyoksydantów i indukcji peroksydacji lipidów. Ponieważ główne działania niepożądane tego antybiotyku występują w krążeniu obwodowym, przeprowadzono kilka badań na ludzkich komórkach krwi. W pełnej krwi, leukocytach i erytrocytach wykazano, że CMP indukuje stres oksydacyjny, powodując wzrost poziomów ROS i reaktywnych form azotu (RNS), zmianę endogennych antyoksydantów, utlenianie białek, utlenianie hemoglobiny i zmniejszenie potencjału antyoksydacyjnego osocza.
Kluczowe informacje o stresie oksydacyjnym wywołanym przez antybiotyki:
- Ciprofloksacyna (CIP) i chloramfenikol (CMP) powodują stres oksydacyjny głównie w leukocytach wielojądrzastych (PMN)
- CMP wykazuje silniejsze działanie prooksydacyjne niż CIP
- Antybiotyki te:
– Zwiększają produkcję reaktywnych form tlenu (ROS)
– Wpływają na aktywność enzymów antyoksydacyjnych (SOD i CAT)
– Powodują utlenianie białek komórkowych - Efekty toksyczne są zależne od dawki i stężenia antybiotyku
Czy flawonoidy mogą przeciwdziałać toksyczności antybiotyków?
Flawonoidy stanowią ważną grupę polifenoli występujących w gatunkach roślinnych, wykazującą znaczącą aktywność antyoksydacyjną. Wiele badań skupia się na ich zdolności do przeciwdziałania szkodliwym skutkom związanym ze stresem oksydacyjnym. Kilka związków antyoksydacyjnych, takich jak witaminy i ekstrakty roślinne, zostało ocenionych jako potencjalne czynniki ochronne przeciwko toksycznym efektom związanym ze stresem oksydacyjnym wywołanym przez CMP w komórkach wątroby i szpiku kostnego szczurów oraz ludzkich komórkach krwi. Jednak do tej pory nie ma badań oceniających rolę izolowanych flawonoidów w stresie oksydacyjnym indukowanym przez ten antybiotyk. W przypadku CIP oceniono wpływ witamin, melatoniny, hesperydyny, rutyny, naringeniny i kwercetyny na uszkodzenia wątroby, nerek, mózgu i serca wywołane przez CIP u szczurów, jednak nie ma badań oceniających wpływ flawonoidów na stres oksydacyjny wywołany przez CIP na poziomie systemowym.
Rosnąca oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe zagraża skuteczności leczenia zakażeń bakteryjnych, dlatego poszukiwanie naturalnych produktów zdolnych do przeciwdziałania toksycznym efektom zgłaszanym przez antybiotyki ma ogromne znaczenie. Wcześniejsze badania wykazały, że flawonoidy antyoksydacyjne, takie jak kwercetyna (Q) i luteolina (LT), mogą wykazywać istotny efekt ochronny przed stresem oksydacyjnym wywołanym przez gentamycynę (GEN) w krążeniu systemowym, z synergizmem przeciwbakteryjnym między LT i GEN przeciwko Staphylococcus aureus ATCC 29213.
Ochronne działanie flawonoidów:
- Kwercetyna (Q) i luteolina (LT) skutecznie przeciwdziałają stresowi oksydacyjnemu poprzez:
– Hamowanie produkcji ROS (skuteczniej niż witamina C)
– Przywracanie prawidłowej aktywności enzymów antyoksydacyjnych
– Zapobieganie utlenianiu białek - Połączenie flawonoidów z antybiotykami:
– Zmniejsza toksyczność antybiotyków
– Może zwiększać skuteczność przeciwbakteryjną (szczególnie wobec S. aureus)
– Nie osłabia działania przeciwbakteryjnego
Jak CIP i CMP wpływają na komórki?
Niniejsze badanie miało na celu ocenę wpływu Q uzyskanej z Flaveria bidentis i LT wyizolowanej ze Strombocarpa strombulifera na stres oksydacyjny wywołany przez CIP i CMP w ludzkich leukocytach poprzez ocenę produkcji ROS, endogennych mechanizmów antyoksydacyjnych i utleniania białek, aby określić, czy ochronny efekt Q i LT zaobserwowany w badaniach z GEN może być rozszerzony na inne antybiotyki. Ponadto zbadano wpływ połączenia każdego flawonoidu z każdym antybiotykiem na aktywność przeciwbakteryjną wobec Staphylococcus aureus i Escherichia coli.
W badaniach dotyczących żywotności komórek leukocytów ludzkich narażonych na działanie antybiotyków nie zaobserwowano zmian w procentowej zawartości żywych komórek po ekspozycji komórek jednojądrzastych (MN) na CIP i CMP, ani w leukocytach wielojądrzastych (PMN) narażonych na CIP i na stężenia 1 i 10 μg/ml CMP. Z drugiej strony, ekspozycja komórek PMN na maksymalne oceniane stężenie CMP (50 μg/ml) spowodowała spadek żywotności komórek o 18% w porównaniu z komórkami nieleczonymi.
W zakresie generowania wolnych rodników, pierwsza seria eksperymentów badała produkcję ROS indukowaną przez CIP i CMP w ludzkich leukocytach MN i PMN. Ekspozycja leukocytów MN na różne stężenia CIP i CMP nie spowodowała wzrostu zawartości ROS w porównaniu z nieleczonymi komórkami kontrolnymi. Natomiast w komórkach PMN poziomy ROS wzrosły odpowiednio o 21,8 ± 2,0, 20,5 ± 2,7 i 18,6% ± 2,5% dla trzech ocenianych stężeń CIP w porównaniu z komórkami kontrolnymi. Ekspozycja leukocytów PMN na różne stężenia CMP spowodowała wzrost produkcji ROS o 36,3% ± 3,7% dla stężenia 1 μg/ml, 44,5% ± 5,4% dla 10 μg/ml i 31,3% ± 0,9% dla maksymalnego ocenianego stężenia 50 μg/ml.
Podczas oceny wpływu flawonoidów na produkcję ROS indukowaną przez CIP i CMP w leukocytach PMN, oba flawonoidy wykazały znaczącą aktywność hamującą ROS, osiągając 100% hamowania we wszystkich przypadkach. Aby porównać aktywność flawonoidów między sobą i z witaminą C (inhibitor referencyjny), oceniono pięć różnych stężeń każdego flawonoidu w komórkach narażonych na 16 μg/ml CIP i 10 μg/ml CMP, aby oszacować ich wartości IC50. Q i LT wykazały niższe wartości IC50 niż inhibitor referencyjny, zarówno dla ROS indukowanego przez CIP, jak i CMP. W przypadku produkcji ROS indukowanej przez CIP, Q wykazała większą aktywność hamującą niż LT, ponieważ LT wykazała wartość IC50 dwa razy niższą niż witamina C, podczas gdy szacowana wartość dla Q była trzy razy niższa niż dla tej ostatniej. W przypadku produkcji ROS indukowanej przez CMP, oba flawonoidy wykazały lepszy efekt hamujący niż witamina C, uzyskując wartości IC50 3,5 razy niższe niż inhibitor referencyjny dla obu flawonoidów.
W leukocytach PMN, CIP był w stanie indukować wzrost aktywności enzymatycznej zarówno SOD, jak i CAT. Aktywność SOD wzrosła o 30,7 ± 3,7, 58,4% ± 1,5% i 98,9% ± 8,3%, podczas gdy aktywność CAT wzrosła o 27,5 ± 2,0, 36,6% ± 1,0% i 50,0% ± 5,2% dla stężeń 0,5, 16 i 128 μg/ml CIP. Z drugiej strony, w przeciwieństwie do efektu wywołanego przez CIP na aktywność enzymatyczną, zaobserwowano spadek aktywności SOD i CAT po ekspozycji leukocytów PMN na CMP. Ekspozycja PMN na 1, 10 i 50 μg/ml CMP spowodowała spadek aktywności SOD o 25,2 ± 1,1, 32,8% ± 0,5% i 46,4% ± 2,1% oraz spadek aktywności CAT o 21,4 ± 4,6, 27,4% ± 2,0% i 36,5% ± 2,4%.
Jakie są interakcje między antybiotykami a flawonoidami?
Odnośnie wpływu LT i Q na zmienioną aktywność enzymów antyoksydacyjnych SOD i CAT przez CIP i CMP, zaobserwowano, że zarówno LT, jak i Q mają tendencję do przywracania aktywności enzymów antyoksydacyjnych, osiągając wartości podobne do komórek kontrolnych. LT była w stanie przywrócić aktywność enzymatyczną zmienioną przez CIP i CMP przy wszystkich trzech testowanych stężeniach, gdy komórki były narażone na najniższe stężenia antybiotyków (0,5 μg/ml CIP i 1 μg/ml CMP), natomiast przy najwyższych stężeniach CIP i CMP efekt LT był zależny od stężenia, osiągając wartości komórek kontrolnych przy 0,6 μM LT. Jeśli chodzi o Q, była ona w stanie przywrócić aktywność SOD i CAT zmienioną przez CMP, osiągając wartości komórek kontrolnych przy trzech ocenianych stężeniach flawonoidu, podczas gdy w przypadku CIP współleczenie trzema stężeniami Q utrzymywało aktywność enzymatyczną na poziomie podobnym do komórek kontrolnych, gdy komórki były narażone na najniższe i średnie stężenia CIP (0,5 i 16 μg/ml).
Aby ocenić oksydacyjne uszkodzenie białek jako biomarker stresu oksydacyjnego, analizowano produkty zaawansowanego utleniania białek (AOPP). W leukocytach PMN, leczenie CIP i CMP zwiększało utlenianie białek w sposób zależny od dawki. Stężenia CIP (0,5, 16 i 128 μg/ml) indukowały wzrost AOPP o 26,7 ± 4,4, 61,9 ± 4,6 i 104,2% ± 12,7%, podczas gdy leczenie CMP (1, 10 i 50 μg/ml) zwiększało AOPP odpowiednio o 73,8 ± 2,1, 80,9 ± 6,1 i 94,7% ± 2,4%.
Odnośnie wpływu leczenia LT i Q, oba flawonoidy zapobiegały utlenianiu białek indukowanemu przez CIP i CMP, utrzymując wartości podobne do komórek kontrolnych. W przypadku CIP w stężeniach 0,5 i 16 μg/ml, oba flawonoidy zapobiegały utlenianiu białek przy trzech testowanych stężeniach, podczas gdy przy najwyższym stężeniu antybiotyku, aktywność ochronna LT i Q była zależna od stężenia. W przypadku CMP przy trzech stężeniach antybiotyku, Q była w stanie utrzymać utlenianie białek na poziomie podobnym do komórek kontrolnych we wszystkich przypadkach, podczas gdy efekt ochronny LT był zależny od stężenia flawonoidu, osiągając wartości komórek kontrolnych przy 0,6 μM.
Co decyduje o toksyczności CIP i CMP?
Stosując test szachownicy, określono wpływ połączenia CIP lub CMP z Q lub LT na aktywność przeciwdrobnoustrojową tych antybiotyków. Połączenie CIP i Q do hamowania S. aureus ATCC 29213 i obu szczepów E. coli nie spowodowało zmian w aktywności przeciwbakteryjnej CIP. Jednak kombinacja CIP+Q w klinicznym szczepie S. aureus spowodowała spadek wrażliwości bakterii na CIP, ponieważ wartość MIC antybiotyku wzrosła o jedno i dwa rozcieńczenia w porównaniu z ich indywidualnymi wartościami MIC.
Gdy CIP był łączony z LT do hamowania szczepów E. coli, nie zaobserwowano zmian w aktywności przeciwbakteryjnej CIP, podczas gdy w klinicznym szczepie S. aureus zaobserwowano wzrost wrażliwości bakterii na CIP, ponieważ zmniejszyła się ona o jedno i trzy rozcieńczenia wartości MIC. Ponadto, kombinacja CIP+LT do hamowania S. aureus ATCC zwiększyła wrażliwość bakterii na CIP, ponieważ wartość MIC zmniejszyła się o dwa i cztery rozcieńczenia w porównaniu z indywidualnymi wartościami MIC.
W odniesieniu do CMP, połączenie z Q nie generuje zmian w wartości MIC antybiotyku w żadnym z analizowanych szczepów bakteryjnych. Z drugiej strony, w interakcji CMP z LT nie zaobserwowano istotnych zmian w wrażliwości bakteryjnej szczepów E. coli, podczas gdy kliniczny szczep S. aureus wykazał wzrost wrażliwości bakteryjnej na CMP, ponieważ wartość MIC CMP zmniejszyła się o trzy rozcieńczenia w porównaniu z ich indywidualnymi wartościami MIC. W kombinacji CMP+LT do hamowania S. aureus ATCC zaobserwowano wzrost wrażliwości bakterii na CMP, ponieważ wartość MIC zmniejszyła się o dwa i trzy rozcieńczenia w stosunku do jej wartości.
Ponieważ uzyskano indywidualne wartości MIC LT w szczepie S. aureus ATCC, możliwe było obliczenie FICI dla kombinacji CIP+LT i CMP+LT, dając nam informacje o rodzaju interakcji, która zachodzi w tych kombinacjach. W kombinacji CIP+LT zaobserwowano efekt synergistyczny (FICI = 0,5), wykazując, że wartości MIC CIP i LT zostały zredukowane czterokrotnie w stosunku do ich indywidualnych wartości MIC. W przypadku kombinacji CMP+LT zaobserwowano synergię z wartością FICI 0,378, gdzie wartość MIC CMP została zredukowana czterokrotnie, a LT ośmiokrotnie w stosunku do ich indywidualnych wartości MIC. Ponadto zaobserwowano efekt addytywny w kombinacji LT z oboma antybiotykami do hamowania S. aureus ATCC.
Jakie mechanizmy ochronne wykazują flawonoidy?
Niepożądane reakcje na leki, które zakłócają równowagę redoks i zwiększają ROS, stanowią istotne wyzwanie dla bezpiecznego stosowania leków. Ciprofloksacyna jest fluorochinolonem o szerokim spektrum działania z zalecaną dawką 250 lub 500 mg co 12 godzin w większości przypadków, osiągając szczytowe stężenia w osoczu między 0,5 a 3,7 μg/ml. Chloramfenikol jest amfenikolem o szerokim spektrum działania, ale ma ograniczone zastosowanie. Chociaż jego znacząca toksyczność jest znana, Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca jego stosowanie w krajach rozwijających się ze względu na brak bardziej przystępnych cenowo metod leczenia. Zalecana dawka to 50 mg/kg/dzień co 6 godzin, osiągając maksymalne zalecane stężenie w osoczu 10-25 μg/ml. Ponieważ toksyczność hematologiczna może być związana ze stężeniami w surowicy, nie zaleca się stężeń szczytowych powyżej 25 μg/ml.
Kilka badań wykazało, że indukcja stresu oksydacyjnego w komórkach gospodarza jest związana z toksycznością generowaną przez CIP i CMP. W tym badaniu oceniono zdolność CIP i CMP do indukowania produkcji ROS w ludzkich leukocytach MN i PMN, testując zakres stężeń, w tym stężenie w osoczu każdego antybiotyku. Wyniki wykazały, że oba antybiotyki są w stanie zwiększyć produkcję ROS tylko w komórkach PMN, przy czym najbardziej znaczący efekt wystąpił w przypadku CMP. Ta zróżnicowana odpowiedź między komórkami PMN i MN na bodziec ROS została już opisana w przypadku antybiotyku GEN i może być spowodowana różnicami w zawartości i odpowiedzi głównych enzymów zaangażowanych w produkcję ROS, oksydazy fosforanu dinukleotydu nikotynamidu i adeniny (NADPH) oraz mieloperoksydazy, między leukocytami MN i PMN.
W odniesieniu do wewnątrzkomórkowej produkcji ROS indukowanej przez CIP, uzyskane wyniki były zgodne z doniesieniami pokazującymi, że CIP w stężeniu 0,9 μg/ml jest w stanie generować zwiększoną produkcję ROS w ludzkich neutrofilach. W przypadku CMP, nasze wyniki wykazały wzrost produkcji ROS przy stężeniach 0,5 i 16 μg/ml, podczas gdy przy stężeniach wyższych niż zalecane stężenia w osoczu (50 μg/ml), spadkowi produkcji ROS towarzyszył również spadek żywotności komórek. To zachowanie zaobserwowano w poprzednich badaniach, gdzie zaobserwowano dwufazową odpowiedź w procentowej zmianie ROS przy różnych ilościach CMP; produkcja ROS wzrosła przy terapeutycznych stężeniach antybiotyku (13 μg/ml w pełnej krwi i 16 μg/ml w ludzkich neutrofilach) i zmniejszyła się przy wyższych stężeniach (130-1300 μg/ml w pełnej krwi i 32 μg/ml w ludzkich neutrofilach). Zaobserwowany spadek żywotności komórek wyjaśniałby redukcję produkcji ROS przy toksycznych stężeniach, wynikającą z nadmiernego stresu oksydacyjnego.
Enzymy SOD i CAT są najważniejszymi endogennymi enzymatycznymi mechanizmami obronnymi przeciwko toksycznym efektom ROS. SOD katalizuje dysmutację anionu ponadtlenkowego do H2O2, który jest przekształcany w wodę i tlen przez enzym CAT. W leukocytach PMN, CIP zwiększał aktywność SOD i CAT, podczas gdy CMP zmniejszał aktywność obu enzymów. Wcześniejsze badania z GEN wskazywały, że wzrost aktywności endogennych enzymów antyoksydacyjnych nastąpiłby jako odpowiedź na przeciwdziałanie zwiększonej produkcji ROS, podczas gdy spadek tej aktywności może być spowodowany szybkim zużyciem i wyczerpaniem zmagazynowanych enzymów w celu eliminacji nadmiernej produkcji wolnych rodników. Dlatego różnice w efektach CIP i CMP na aktywność enzymatyczną mogą być związane z większą indukcją ROS zaobserwowaną przy CMP w porównaniu z CIP.
Wcześniejsze badania na ludzkich komórkach z CIP wykazały, że ten antybiotyk powoduje inhibicję aktywności CAT w erytrocytach i spadek poziomów enzymu antyoksydacyjnego SOD w osoczu pacjentów leczonych CIP, podczas gdy w hodowlach ludzkich fibroblastów nie obserwuje się zmian w aktywności SOD i CAT po ekspozycji na CIP. W przeciwieństwie do tych badań, wyniki zaobserwowane w leukocytach narażonych na działanie CIP, w których zaobserwowano wzrost aktywności enzymatycznej, demonstrują różnice w reaktywności każdego typu komórek na bodziec ROS i znaczenie oceny każdego systemu w szczególności.
W odniesieniu do CMP, wcześniejsze badania wykazały wzrost aktywności SOD w ludzkich neutrofilach narażonych na stężenia 4 μg/ml, podczas gdy przy 32 μg/ml CMP zaobserwowano spadek aktywności enzymatycznej. W naszych wynikach wszystkie oceniane stężenia CMP powodowały spadek zarówno aktywności SOD, jak i CAT w leukocytach PMN.
Przeprowadzono kilka badań w celu oceny mechanizmów molekularnych, za pomocą których CIP i CMP modulują aktywność enzymów antyoksydacyjnych w różnych systemach eukariotycznych. Zgłoszono, że CIP zwiększa aktywność i ekspresję białka CAT, izoenzymów SOD 2 i 3 oraz poziomy mRNA SOD u Eisenia foetida, zmniejsza aktywność i obniża ekspresję genów SOD i CAT w tkance jąder szczura oraz wiąże się z centralną jamą CAT tylko z jednym miejscem wiązania i oddziałuje z Arg 65, Arg 362 i His 363 poprzez siły elektrostatyczne, powodując zmiany konformacyjne i funkcjonalne enzymu CAT w erytrocytach. Z drugiej strony, badanie na Chamelea gallina narażonej na CMP wykazuje spadek ekspresji Mn-SOD przypisywany niekorzystnemu wpływowi CMP na syntezę białek, co skutkuje niedoborem cytoplazmatycznego prekursora Mn-SOD, z konsekwentnym spadkiem ekspresji Mn-SOD. Jednak do tej pory nie ma badań dotyczących mechanizmów molekularnych zaangażowanych w modulację SOD i CAT przez CIP i CMP w ludzkich leukocytach. Potrzebne są dodatkowe badania, aby wyjaśnić mechanizm molekularny, za pomocą którego CIP i CMP modyfikują aktywność SOD i CAT w naszym systemie.
Czy kombinacja flawonoidów z antybiotykami poprawia efekty terapeutyczne?
Gdy produkcja ROS przekracza zdolność obronną endogennych systemów antyoksydacyjnych, biomolekuły, takie jak lipidy, DNA i białka, stają się celami uszkodzeń oksydacyjnych. Wcześniejsze badania z CMP wykazały zwiększone utlenianie białek w pełnej krwi, chociaż do tej pory nie ma badań oceniających utlenianie makromolekuł w komórkach krwi narażonych na CIP. W tym badaniu zaobserwowano, że w leukocytach PMN zarówno CIP, jak i CMP powodują wzrost utleniania białek, przy czym efekt CMP jest ponownie większy niż CIP.
Flawonoidy są naturalnymi produktami o znaczących efektach antyoksydacyjnych, które modulują odpowiedź na różne choroby i stany związane z toksycznością redoks. Ich mechanizmy antyoksydacyjne obejmują zmiatanie ROS, hamowanie oksydaz odpowiedzialnych za produkcję anionu ponadtlenkowego, chelatowanie metali śladowych i aktywację enzymów antyoksydacyjnych. Flawonoidy Q i LT wykazały ważny efekt ochronny na stres oksydacyjny indukowany przez GEN in vitro w ludzkich leukocytach i in vivo we krwi szczurów. Aby rozszerzyć ich efekt ochronny na różne klasy antybiotyków, oceniono ich wpływ na stres oksydacyjny indukowany przez CIP i CMP. Wyniki wykazały znaczący efekt ochronny Q i LT przeciwko ROS indukowanym przez CIP i CMP. Oba flawonoidy wykazały wartości IC50 niższe niż inhibitor referencyjny (witamina C), będąc podobnymi do efektu Q i LT przeciwko ROS indukowanym przez CMP (wartości IC50 3,5 razy niższe niż witamina C) i większymi niż efekt Q w stosunku do LT w przypadku CIP (wartości IC50 Q trzy razy i wartości IC50 LT dwa razy niższe niż witamina C).
Wcześniejsze wyniki z tymi antybiotykami przeciwko ROS indukowanym przez GEN w leukocytach PMN wykazały wartości IC50 Q podobne do witaminy C i wartości LT nieco wyższe niż inhibitor referencyjny. To pokazuje, że w ludzkich leukocytach oba flawonoidy mają większy efekt hamujący na ROS indukowane przez CIP i CMP niż przeciwko GEN.
W odniesieniu do wpływu Q i LT na aktywność endogennych enzymów antyoksydacyjnych, ta praca wykazała, że niezależnie od tego, czy występuje wzrost aktywności enzymatycznej, jak w przypadku CIP, czy spadek endogennych systemów antyoksydacyjnych, jak w przypadku CMP, oba flawonoidy mają tendencję do przywracania aktywności SOD i CAT, osiągając wartości podobne do komórek kontrolnych. Z kolei zarówno Q, jak i LT mogą zapobiegać utlenianiu białek indukowanemu przez CIP i CMP, biomarkerowi stresu oksydacyjnego wskazującemu na uszkodzenia spowodowane przez ROS w makromolekułach, osiągając wartości podobne do komórek kontrolnych. Zarówno w modulującym efekcie aktywności enzymatycznej, jak i w zapobieganiu utlenianiu białek, Q wykazała większy efekt niż LT, ponieważ osiągnęła wartości wyjściowe przy wszystkich testowanych stężeniach, podczas gdy LT wykazała efekt bardziej zależny od stężenia.
Podsumowanie
Badanie wykazało, że antybiotyki ciprofloksacyna (CIP) i chloramfenikol (CMP) mogą wywoływać stres oksydacyjny w komórkach, szczególnie w leukocytach wielojądrzastych. CMP wykazał silniejsze działanie prooksydacyjne niż CIP. Naturalne flawonoidy – kwercetyna (Q) i luteolina (LT) – okazały się skutecznymi związkami chroniącymi przed stresem oksydacyjnym wywołanym przez te antybiotyki. Oba flawonoidy wykazały lepsze właściwości antyoksydacyjne niż witamina C, przy czym kwercetyna była bardziej efektywna. Co istotne, połączenie flawonoidów z antybiotykami nie tylko chroniło komórki przed stresem oksydacyjnym, ale w niektórych przypadkach zwiększało skuteczność przeciwbakteryjną antybiotyków, szczególnie wobec Staphylococcus aureus. Badanie wskazuje na potencjalne korzyści z łączenia flawonoidów z antybiotykoterapią w celu zmniejszenia skutków ubocznych i zwiększenia efektywności leczenia.
