Антиоксидантна активність мелатоніну при подоланні ендоекологічних ризиків при лікуванні вірусних захворювань людини, зокрема при Covid-19

Abstract

Проведено моделювання антиоксидантної активності мелатоніну в аспекті його клінічного застосування при лікуванні вірусних захворювань людини, зокрема COVID-19, шляхом порівняння отриманих на нанорівні результатів квантово-хімічних досліджень за допомогою програмного модуля GAMESS (версія від 27 березня 2007 року) та програмного модуля Firefly 8 найсучаснішим неемпіричним квантово-хімічним методом в базисі 6-31G** (перерозподіл електронної густини, порядок зв’язків між атомами, енергетичні характеристики) зі змінами макроскопічних параметрів процесу електровідновлення активних форм кисню в присутності мелатоніну (потенціал та граничний струм хвиль відновлення) у водному фізіологічному розчині шляхом електрохімічного генерування вільних радикалів кисню в присутності антиоксидантів. Доведена перспективність використання результатів квантово-хімічних розрахунків в поєднанні з електрохімічними дослідженнями для обґрунтування та встановлення особливостей та відмінностей антиоксидантної активності мелатоніну при взаємодії з супероксид-аніон-радикалом і гідроксил-радикалом з метою прогнозування шляхів створення нових лікарських препаратів на основі фармакологічної активності мелатоніну в умовах вірусної інфекції в аспекті його клінічного застосування при COVID-19.

The most important function of melatonin according to medical clinical trials is antioxidant activity (along with gerontoprotective, anti-stress, immunomodulatory, anti-inflammatory, etc.), which is found everywhere in the human body, as melatonin penetrates all organs and tissues. Therefore, it is important to study the effectiveness of endogenous antioxidants by modelling the mechanism of their interaction with free radicals by quantum chemistry in combination with experimental methods, including electrochemical that enables not only to justify the positive effect of antioxidants, but also to establish the potential significance of these substances as medicines. Electrochemical studies have confirmed the antioxidant properties of melatonin and at the macroscopic level the fundamental difference in the mechanisms of inhibition of antioxidant molecules of hydroxyl radicals and superoxide anion radicals under predominant antioxidant activity with melatonin has been proven. The antioxidant activity of melatonin in the aspect of its clinical application in COVID-19 was supported by comparing the results of quantum chemical studies obtained at the nano-scale (redistribution of electron density, orders of relations between atoms, energy characteristics) with changes in the macroscopic parameters of the process of electroreduction of reactive oxygen species in the presence of melatonin. The potential of applying quantum chemical calculations in combination with electrochemical studies has been demonstrated to substantiate and establish the characteristics and differences of antioxidant activity of melatonin when interacting with a superoxide anion radical and a hydroxyl radical in order to predict ways to create new medicines based on the pharmacological activity of melatonin for its clinical use in COVID-19.