Russian Journal of ImmunologyRussian Journal of ImmunologyРоссийский иммунологический журнал1028-72212782-7291Russian Society of Immunology1715910.46235/1028-7221-17159-AOKSHORT COMMUNICATIONSКРАТКИЕ СООБЩЕНИЯShort CommunicationAnalysis of KK1 compound effects on immunological and biochemical parameters in prenatally tobacco-exposed rat Wistar offspringАнализ влияния препарата КК1 на иммунологические и биохимические параметры у крысят, рожденных от пассивно куривших крыс WistarKuzmichevaNatalia A.КузьмичеваНаталия Александровна
Russian Federation

Senior Lecturer, Department of Pharmaceutical Chemistry

старший преподаватель кафедры фармацевтической химии

natalie-vip@list.ruSmolyaginA. I.СмолягинА. И.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Honored Worker of Higher Education of the Russian Federation, Professor, Department of Epidemiology and Infectious Diseases

д.м.н., профессор, заслуженный работник высшей школы РФ, профессор кафедры эпидемиологии и инфекционных болезней

natalie-vip@list.ruFilippovaYu. V.ФилипповаЮ. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor, Department of Pharmaceutical Chemistry

к.м.н., доцент кафедры фармацевтической химии

natalie-vip@list.ruOrenburg State Medical UniversityФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФOrenburg State Medical University, Orenburg, Russian FederationФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России, Оренбург05062025180920252835415462803202525052025Copyright ©; 2025, Kuzmicheva N.A., Smolyagin A.I., Filippova Y.V.Copyright ©; 2025, Кузьмичева Н.А., Смолягин А.И., Филиппова Ю.В.2025Kuzmicheva N.A., Smolyagin A.I., Filippova Y.V.Кузьмичева Н.А., Смолягин А.И., Филиппова Ю.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://rusimmun.ru/jour/article/view/17159

Active and passive tobacco smoking is one of the widespread low-toxicity factors affecting animals and humans. In previous studies, the authors investigated morphological and immunological parameters in passively smoke-exposed rats. The aim of our study was to continue research in this direction focusing on the effects of a synthetic KK1 peptide, a structural analogue of the ACTH primary sequence (15-18) (Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide) with antioxidant and stress-protective properties, on the phagocytic activity of peritoneal macrophages and intensity of free-radical oxidation in the liver and blood serum. Immunological and biochemical parameters were assessed in 60 pups from tobacco smoke-exposed and non-exposed Wistar rats. The pregnant rats were subjected to tobacco smoke (8 hours a day, from 1st to 20th day of gestation). Control groups received saline, while experimental groups were administered KK1 (intranasally, at a dose of 40 μg/kg, five times during the 10-day period). 21 days postpartum, the little rats were evaluated for phagocytic indices, circulating immune complex levels (CIC), hepatic enzyme activity (alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST)), oxidative stress markers (malondialdehyde (MDA), diene conjugates (DC), and antioxidant enzymes (superoxide dismutase (SOD), catalase). The study has shown that prenatal tobacco smoke exposure in rat offspring was associated with reduced phagocytic activity, but elevated neutrophil metabolic activity, increased serum AST activity, activated free radical oxidation (elevated MDA, DC), along with suppression of endogenous antioxidant defense mechanisms (decreased SOD and catalase). Administration of the KK1 compound was associated with normalized phagocytic indices, reduced AST activity and restored antioxidant defenses. These findings support the opinion on antioxidant properties of KK1 under passive smoking conditions, highlighting its immunoprotective effects. The effects of KK1 compound may be associated with modulation of synaptic membrane fluidity, regulation of receptor functions, protein phosphorylation processes, and suppression of excessive cytokine synthesis. The observed reduction in free-radical oxidation products and enhancement of catalase activity align with existing evidence of KK1’s antioxidant and stress-protective efficacy. The KK1 compound has demonstrated antioxidant and immunoprotective effects by mitigating the adverse consequences of prenatal tobacco smoke exposure in rat offspring. These findings support its potential application in studies investigating the impact of low-toxicity environmental factors in experimental animal models.

Одним из широко распространенных факторов малой токсичности на организм животных и человека является активное и пассивное табакокурение. В ранее опубликованных работах авторами исследован ряд морфологических и иммунологических параметров у пассивно куривших крыс. Настоящая работа продолжает исследование в данном направлении и посвящена анализу влияния синтетического пептида – препарата КК1, являющимся структурным аналогом первичной последовательности АКТГ (15-18) (Acetyl-(D-Lys)-Lys-Arg-Arg-amide), обладающего антиоксидантным и стресс-протекторным эффектом на фагоцитарную активность перитонеальных макрофагов и интенсивность свободно-радикального окисления в печени и сыворотке крови. Определение иммунологических и биохимических показателей проведено у 60 крысят от куривших и некуривших крыс Wistar. Беременные крысы подвергались воздействию табачного дыма (по 8 часов в день, с 1-го по 20-й день гестации). Контрольные группы получали физраствор, опытные – препарат KK1 (в дозе 40 мкг/кг, интраназально, пятикратно через день в течение 10 дней). У потомства на 21-й день жизни определяли фагоцитарные показатели, уровень циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК), активность печеночных ферментов (аланинаминотрансферазы (АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АСТ)), маркеры окислительного стресса (малоновый диальдегид (МДА), диеновые конъюгаты (ДК)) и антиоксидантные ферменты (супероксиддисмутаза (СОД), каталаза). Показано, что пренатальное воздействие табачного дыма у крысят: снижало фагоцитарный показатель, но повышало метаболическую активность нейтрофилов, увеличивало активность АСТ в сыворотке крови, активировало свободнорадикальное окисление (повышение МДА, ДК) с одновременным угнетением естественных механизмов антирадикальной защиты (снижение СОД и каталазы). Использование препарата КК1 способствовало: нормализации фагоцитарных показателей, снижению активности АСТ и восстановлению антиоксидантной защиты. Выявленные изменения указывают в пользу антиоксидантных свойств препарата КК1 при пассивном курении крыс, что является одним из важных аспектов иммунопротекторного действия исследуемого вещества. Механизм действия препарата КК1 может быть связан с влиянием на текучесть синаптических мембран, модуляцией рецепторных функций, процессами фосфорилирования белков и избыточного синтеза цитокинов. Положительный эффект по снижению продуктов свободно радикального окисления липидов и повышению активности каталазы подтверждает литературные данные об антиоксидантном и стресспротекторном действии препарата КК1. Препарат КК1 проявляет антиоксидантный и иммунопротекторный эффект, нормализуя негативные последствия пренатального воздействия табачного дыма у потомства крыс, что позволяет рекомендовать его использование при исследовании влияния факторов малой токсичности на организм экспериментальных животных.

prenatal tobacco exposureratimmune responsebiochemistry parametersоxidative stress markersKK1 compoundstress-protective acivityпренатальное табакокурениекрысыиммунологические показателибиохимические показателимаркеры окислительного стрессапрепарат КК1стресс-протекторыВолчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. Челябинск, 2000. 167 с. [Volchegorsky I.A., Dolgushin I.I., Kolesnikov O.L. Experimental modeling and laboratory evaluation of adaptive reactions of the body]. Chelyabinsk, 2000. 167 p.Кудина О.В., Штрыголь С.Ю., Колобов А.А. Влияние олигопептидов – гомологов фрагмента АКТГ [15-18] на показатели углеводного обмена в условиях острого холодового стресса // Вестник фармации, 2019. № 1 (83). С. 64-70. [Kudina O.V., Shtrygol S.Yu., Kolobov A.A. Influence of oligopeptides – homologues of the ACTH fragment [15-18] on the parameters of carbohydrate metabolism under conditions of acute cold stress. Vestnik farmatsii = Vestnik Farmacii, 2019, no. 1 (83), pp. 64-70. (In Russ.)]Кузьмичева Н.А., Михайлова И.В., Пушкарева Л.А., Филиппова Ю.В., Бондаренко А.И., Синеговец А.А., Смолягин А.И. Влияние пептида КК1 на иммунологические параметры у пассивно куривших беременных крыс и их потомства // Российский иммунологический журнал, 2022. Т. 25, № 2. C. 227-234. [Kuzmicheva N.A., Mikhailova I.V., Pushkareva L.A., Filippova Y.V., Bondarenko A.I., Sinegovets A.A., Smolyagin A.I. Effect of the KK1 peptide on immunological parameters in passively smoking pregnant rats and their offspring. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2022, Vol. 25, no. 2, pp. 227-234. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-1122-EOT.Смолягин А.И., Колобов А.А., Кузьмичева Н.А., Полякова В.С., Михайлова И.В., Филиппова Ю.В., Мирошниченко И.В. Оценка влияния тетрапептидов КК1 и КК5 на иммунологические параметры селезенки крыс при пассивном табакокурении // Российский иммунологический журнал, 2024. Т. 27, № 3. C. 449-456. [Smolyagin A.I., Kolobov A.А., Kuzmicheva N.A., Polyakova V.S., Mikhailova I.V., Filippova Y.V., Miroshnichenko I.V. Effect of tetrapeptides KK1 and KK5 on the immunological parameters of rat spleen during passive smoking. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2024, Vol. 27, no. 3, pp. 449-456. (In Russ.)] doi: 10.46235/1028-7221-16715-EOT.Стадников А.А., Кузьмичева Н.А., Пушкарева Л.А., Ермолина Е.В., Михайлова И.В., Смолягин А.И. Иммуноморфологическая оценка беременных крыс, подвергшихся пассивному табакокурению, и их потомства (нейроэндокринные аспекты) // Журнал анатомии и гистопатологии, 2023. Т. 12, № 1. C. 64-71. [Stadnikov A.A., Kuz’micheva N.A., Pushkareva L.A., Ermolina E.V., Mikhailova I.V., Smolyagin A.I. Immunomorphological evaluation of pregnant rats exposed to passive smoking and their offspring (Neuroendocrine Aspects). Zhurnal anatomii i gistopatologii = Journal of Anatomy and Histopathology, 2023, Vol. 12, no. 1, pp. 64-71. (In Russ.)]Халютин Д.А., Ховпачев А.А., Гребенюк А.Н., Рейнюк В.Л., Антушевич А.Е., Колобов А.А. Терапевтический эффект новых нейропептидов и гепатопротектора моликсан при острых отравлениях этанолом // Токсикологический вестник, 2015. № 2 (131). C. 10-17. [Halyutin D.A., Hovpachev A.A., Grebenyuk A.N., Reynyuk V.L., Antushevich A.E., Kolobov A.A. Therapeutic efficaсy of new neuropeptides and hepatoprotector molixan at acute poisonings with ethanol. Toksikologicheskiy vestnik = Toxicological Review, 2015, no. 2 (131), pp. 10-17. (In Russ.)]Bauer-Kemény C., Herth F.J.F. Smoking-toxic substances and immunological consequences. Radiologie (Heidelb), 2022, Vol. 62, no. 9, pp. 731-737. (In German)Caliri A.W., Tommasi S., Besaratinia A. Relationships among smoking, oxidative stress, inflammation, macromolecular damage, and cancer. Mutat. Res. Rev. Mutat. Res., 2021, Vol. 787, 108365. doi: 10.1016/j.mrrev.2021.108365.Fialkow L., Wang Y., Downey G.P. Reactive oxygen and nitrogen species as signaling molecules regulating neutrophil function. Free Radic. Biol. Med., 2007, Vol. 42, no. 2, pp. 153-164.Kudina O., Shtrygol S., Larjanovska Y. Effect of oligopeptides-homologues of the fragment of ACTH 15-18 on morphogenetic markers of stress in the adrenal glands on the model of acute cold injury in rats. Turk. J. Pharm. Sci. 2023, Vol. 20, no. 2, pp. 100-107.Mittal M., Siddiqui M.R., Tran K., Reddy S.P., Malik A.B. Reactive oxygen species in inflammation and tissue injury. Antioxid. Redox Signal., 2014, Vol. 20, no. 7, pp. 1126-1167.Pizent A., Lazarus M., Kovačić J., Tariba Lovaković B., Brčić Karačonji I., Živković Semren T., Sekovanić A., Orct T., Branović-Čakanić K., Brajenović N., Jurič A., Miškulin I., Škrgatić L., Stasenko S., Mioč T., Jurasović J., Piasek M. Cigarette smoking during pregnancy: effects on antioxidant enzymes, metallothionein and trace elements in mother-newborn Pairs. Biomolecules, 2020, Vol. 10, 892. doi: 10.3390/biom10060892.Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T., Mazur M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 2007, Vol. 39, no. 1, pp. 44-84.