Utjecaj flavonoida na razinu glutationa, peroksidaciju lipida i ekspresiju citokroma P450 CYP1A1 u staničnim linijama karcinoma grkljana

Flavonoids are phytochemicals exhibiting a wide range of biological activities, among which are antioxidant activity, the ability to modulate activity of several enzymes or cell receptors and possibility to interfere with essential biochemical pathways. Using human laryngeal carcinoma HEp2 cells and their drug-resistant CK2 subline, we examined the effect of five flavonoids, three structurally related flavons (quercetin, fisetin, and myricetin), one flavonol (luteolin) and one glycosilated flavanone (naringin) for: (i) their ability to inhibit mitochondrial dehydrogenases as an indicator of cytotoxic effect, (ii) their influence on glutathione level, (iii) antioxidant/prooxidant effects and influence on cell membrane permeability, and (iv) effect on expression of cytochrome CYP1A1. Cytotoxic action of the investigated flavonoids after 72 hours of treatment follows this order: luteolin>quercetin>fisetin>naringin>myricetin. Our results show that CK2 were more resistant to toxic concentrations of flavonoids as compared to parental cells. Quercetin increased the total GSH level in both cell lines. CK2 cells are less perceptible to lipid peroxidation and damage caused by free radicals. Quercetin showed prooxidant effect in both cell lines, luteolin only in HEp2 cells, whereas other tested flavonoids did not cause lipid peroxidation in the tested cell lines. These data suggest that the same compound, quercetin, can act as a prooxidant, but also, it may prevent damage in cells caused by free radicals, due to the induction of GSH, by forming less harmful complex. Quercetin treatment damaged cell membranes in both cell lines. Fisetin caused higher cell membrane permeability only in HEp2 cells. However, these two compounds did not enhance the damage caused by hydrogen peroxide. Quercetin, naringin, myricetin and fisetin increased the expression of CYP1A1 in both cell lines, while luteolin decreased basal level of CYP1A1 only in HEp2 cells. In conclusion, small differences in chemical structure of flavonoids led to drastic change of their biological effects.Flavonoidi su fitokemikalije koje imaju široki raspon bioloških učinaka, između ostalih antioksidativnu aktivnost, sposobnost mijenjanja aktivnosti pojedinih enzima ili staničnih receptora i mogućnost utjecaja na osnovne biokemijske putove. Korištenjem staničnih linija karcinoma grkljana čovjeka HEp2 i njihovih rezistentnih podlinija CK2, istražena je sposobnost pet flavonoida, tri strukturno slična flavona (kvercetin, fisetin i miricetin), jednog flavonola (luteolin) i jednoga glikoziliranog flavanona (naringin) da: (i) inhibiraju mitohondrijske dehidrogenaze koje služe kao pokazatelj citotoksičnog učinka, (ii) utječu na razinu glutationa, (iii) imaju antioksidativno/prooksidativno djelovanje i utječu na propusnost stanične membrane i (iv) utječu na ekspresiju citokroma CYP1A1. Citotoksično djelovanje ispitanih flavonoida nakon 72 sata bilo je u slijedu: luteolin > kvercetin > fisetin > naringin > miricetin. Dobiveni rezultati pokazali su da su stanice CK2 bile rezistentnije na toksične koncentracije flavonoida u usporedbi s roditeljskim stanicama. Kvercetin je povećao ukupnu razinu glutationa (GSH) u obje stanične linije. Stanice CK2 bile su manje podložne peroksidaciji lipida i oštećenjima uzrokovanim slobodnim radikalima. Kvercetin je pokazao prooksidativno djelovanje u obje stanične linije, luteolin samo u HEp2 stanicama, a ostali ispitani flavonoidi nisu uzrokovali peroksidaciju lipida. Ti podaci pokazuju da isti spoj, kvercetin, može djelovati kao prooksidans, ali također može spriječiti oštećenje stanica uzrokovanih slobodnim radikalima, zbog indukcije GSH, formiranjem manje štetnog kompleksa. Kvercetin oštećuje stanične membrane u obje stanične linije, dok fisetin povećava propusnost stanične membrane samo u HEp2 stanicama. No, ta dva spoja ne pojačavaju oštećenje stanične membrane vodikovim peroksidom. Kvercetin, naringin, miricetin i fisetin povećali su ekspresiju CYP1A1 u obje stanične linije, dok je luteolin smanjio ekspresiju CYP 1A1 u HEp2 stanicama. Iz tih se rezultata može zaključiti da male razlike u kemijskoj strukturi flavonoida uzrokuju značajne razlike u njihovu biološkom učinku