Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Ткаченко Галина Михайлівна

УДК 612.3:612.26:612.814

Вплив функціонального стану атф-залежних калієвих каналів на процеси
енергозабезпечення печінки і міокарда у щурів із різною резистентністю
до гіпоксії

03.00.13 – Фізіологія людини і тварин

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2005

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі фізіології людини і тварин

Львівського національного університету імені Івана Франка

Науковий керівник: кандидат біологічних наук, доцент

Гордій Степан Костянтинович,

Львівський національний університет імені Івана Франка

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук

Янчук Петро Іванович,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка,

доцент кафедри фізіології людини і тварин

доктор медичних наук

Анохіна Галина Анатоліївна,

Київська медична академія післядипломної освіти

імені П.Л. Шупика,

професор кафедри гастроентерології та дієтології

Провідна установа: Інститут фізіології імені О.О. Богомольця НАН України

Захист відбудеться “21” вересня 2005 р. о 16 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.001.38 у Київському національному
університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 03127, м. Київ, пр.
Глушкова, 2, корпус 12, біологічний факультет

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного
університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. Київ, вул.
Володимирська, 58.

Автореферат розісланий “18” серпня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Цимбалюк О.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Широка розповсюдженість гіпоксійних станів диктує
необхідність усестороннього пошуку ефективних природних метаболітів
обміну, що підвищують резистентність і функціональну активність не
тільки кардіоміоцитів, як переконливо показано низкою експериментів
(Маркова, 1998), а й інших систем організму. Тому використання природної
моделі – тварини із високою і низькою резистентністю до гіпоксії – може
слугувати зручним засобом оцінки підвищених вроджених адаптаційних
можливостей (Березовский и др., 1989; Лукьянова и др., 1991; Маркова,
1998; Кургалюк, 2003).

У механізмах пошуку фармакологічних агентів – модуляторів
окиснювально-відновних процесів у мітохондріях (МХ) – важливу роль
відведено активаторам АТФ-чутливих калієвих каналів (КАТФ-каналів),
кардіо- і гепатопротекторні властивості яких визначені низкою робіт щодо
ряду патологічних станів (Quast, 1992; Струтинський, Мойбенко, 2001;
Garlid, 2001; Полторак и др., 2002; Gross, 2003). З’ясовано, що
КАТФ-канали мають винятково важливе значення у забезпеченні
взаємозв’язку між метаболічним статусом і збудливістю мембран клітин
(Quayle et al., 1997), а у деяких типах клітин (гепатоцитах,
поперечносмугованих і гладеньких м’язах, нейронах, ?-клітинах
підшлункової залози) опосередковують дію гормонів та трансмітерів
(Ashcroft et al., 1992-1999; Liss, Roeper, 2001; Riedel et al., 2003;
Rosenblum, 2003). КАТФ-канали активуються у відповідь на метаболічний
стрес, спричинений зниженням рівня АТФ у клітинах (Gross, Auchampach,
1992; Szewczyk et al., 1996; Liu et al., 1998).

Кардіопротекторну дію активованих каналів у кардіоміоцитах пов’язують з
їхньою здатністю захищати клітини та мітохондрії від кальцієвого
перенавантаження, зберігати та запасати АТФ та стимулювати процеси
дихання й окиснювального фосфорилювання (Grover, Garlid, 2001). Такий
тип каналів було ідентифіковано у внутрішній мембрані мітохондрій
печінки щурів (Inoue et al., 1991). Тому застосування їхніх активаторів
або блокаторів модифікує функціонування мітохондрій шляхом зміни
енергопродукції у клітині. Не менш важливим є той факт, що оксид азоту
як медіатор клітинного метаболізму є ендогенним активатором каналів
даного типу (Shinbo, Iijima, 1997; Ockaili et al., 1999). Однак
особливості впливу модуляторів КАТФ-каналів на процеси енергетичного
забезпечення залежно від вихідної резистентності до гіпоксії з’ясовані
неповністю. Спрямована корекція процесів енергозабезпечення як
природними метаболітами обміну, так і фармакологічними препаратами на
основі модуляторів каналів даного типу розширює можливості формування
захисних ефектів при стресах різного ґенезу.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація
виконана як частина комплексних НДР Львівського національного
університету імені Івана Франка: “Кальцієвий гомеостаз і енергетичний
метаболізм секреторних клітин травних залоз та їх зміни під впливом
екстремальних факторів”, № держреєстрації 0100U0011452 (2000-2002),
“Механізми Ca2+- і NO-залежної регуляції функціонування секреторних
клітин”, № держреєстрації 0103U001872 (2003-2005). Фрагменти
дисертаційної роботи виконані у рамках грантів для підтримки молодих
вчених Західно-Українським Біомедичним дослідницьким центром
(Україна-США): “The influence of ATP-sensitive potassium channel
modulators and nitric oxide on the energy support processes in heart and
liver of guinea pigs under myocardium dystrophia” (2003-2004).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження полягала у з’ясуванні
впливу активаторів та блокаторів КАТФ-каналів на функціональний стан
мітохондрій печінки та міокарда, процеси перекисного окиснення ліпідів
(ПОЛ) та стан системи антиоксидантного захисту (АОЗ) залежно від
вихідної фізіологічної реактивності та у взаємозв’язку із системою
оксиду азоту.

Для досягнення цієї мети були поставлені наступні завдання:

З’ясувати ефекти парентерального введення активатора КАТФ-каналів
пінацидилу та їхнього блокатора глібенкламіду на процеси
АДФ-стимульованого дихання мітохондрій печінки та міокарда, активність
ферментів системи АОЗ, інтенсивність процесів перекисного окиснення
ліпідів у крові та тканинах щурів із різною вихідною резистентністю до
гіпоксії.

Охарактеризувати показники мітохондріального енергозабезпечення,
ліпопероксидації та активності ферментів системи АОЗ у печінці і
міокарді щурів із різною резистентністю до гіпоксії за впливу
модуляторів КАТФ-каналів (пінацидилу і глібенкламіду) та стресу.

На основі отриманих даних (щодо модифікуючої дії пінацидилу і
глібенкламіду за стресу) з’ясувати механізм коригувальної дії
модуляторів мітохондріальних КАТФ-каналів (діазоксиду,
5-гідроксидеканоату) у регуляції процесів АДФ-стимульованого дихання,
інтенсивності процесів ПОЛ та активності ферментів антиоксидантного
захисту за моделі адреналінової міокардіодистрофії у мурчаків та щурів
із різною резистентністю до гіпоксії.

Дослідити функціонування мітохондрій печінки, інтенсивність процесів ПОЛ
за впливу пінацидилу і глібенкламіду у щурів після курсу інтервальних
гіпоксичних тренувань і стресу.

Об’єкт досліджень: процеси АДФ-стимульованого дихання у мітохондріях
печінки і міокарда щурів та мурчаків, перекисного окиснення ліпідів та
активність ферментів системи антиоксидантного захисту.

Предмет досліджень: механізми регуляції за участю активаторів і
блокаторів КАТФ-каналів процесів енергетичного забезпечення мітохондрій
печінки і міокарда щурів і мурчаків.

Методи дослідження: біохімічні (полярографічний, потенціометричний,
спектрофлуометричні), статистичні.

Наукова новизна одержаних результатів. Здійснено системне дослідження
дії активаторів КАТФ-каналів (пінацидилу, діазоксиду) та їхніх
блокаторів (глібенкламіду, 5-гідроксидеканоату) на процеси
функціонування мітохондрій печінки та міокарда за участю субстратів
циклу трикарбонових кислот, стан системи антиоксидантного захисту та
інтенсивність процесів ліпопероксидації залежно від вихідної
фізіологічної реактивності за стресу й адреналінової міокардіодистрофії.

Встановлено, що введення щурам із низькою резистентністю до гіпоксії
активатора КАТФ-каналів пінацидилу сприяє підвищенню ефективності
окиснювального фосфорилювання і синтезу АТФ за використання як субстрату
окиснення передусім сукцинату, а для тварин із високою резистентністю –
?-кетоглутарату. Ефекти пінацидилу нівелюються за впливу глібенкламіду –
блокатора КАТФ-каналів і супроводжуються зниженням спряженості процесів
дихання і фосфорилювання на тлі інтенсифікації процесів
вільнорадикального окиснення. Активатор мітохондріального типу
КАТФ-каналів діазоксид викликає помітнішу порівняно з впливом пінацидилу
активацію процесів окиснювального фосфорилювання (швидкість, спряженість
і ефективність енергетичних реакцій) у печінці і міокарді щурів із
низькою і високою резистентністю до гіпоксії.

З’ясовано, що ефекти парентерального введення активатора КАТФ-каналів
пінацидилу за стресу підвищують резистентніcть особин із низьким
потенціалом адаптаційних можливостей і пов’язані з економізацією роботи
дихального ланцюга МХ за переважного окиснення ?-кетоглутарату.

Показано, що інтервальна гіпоксія, яка індукує формування депо оксиду
азоту, особливо із поєднаним впливом активаторів КATФ-каналів може бути
ефективним засобом попередження мітохондріальних дисфункцій за
оксидативного стресу. Останнє посилює ефективність енергетичних реакцій
у МХ за впливу екстремальних чинників довкілля. Ці зміни пов’язуються
нами із зростанням ролі КATФ-каналів, що функціонують спряжено з оксидом
азоту.

Практичне значення одержаних результатів. Одержані експериментальні
дані, їхній аналіз та обґрунтування поглиблюють і уточнюють знання про
механізми впливу модуляторів КАТФ-каналів на функціонування
кисень-залежних процесів печінки та міокарда за стресових впливів. Вони
розширюють базу даних, необхідних для розробки фармакологічних методів
підвищення стійкості організму до негативних проявів катехоламінових
ушкоджень організму. Результати цих досліджень використовуються у
загальному курсі фізіології людини і тварин, спецкурсах з екологічної
фізіології, фізіології екстремальних станів, клітинних механізмів
регуляції обміну речовин, які читаються у Львівському національному
університеті імені Івана Франка, Львівському державному інституті
фізичної культури, Львівському національному медичному університеті
імені Данила Галицького. Крім того, одержані результати можуть мати
суттєве значення для кращого розуміння причин і розвитку патологічних
станів травних залоз і міокарда та розробки методів їх фармакологічної
корекції, а отже, є важливими для біології, медицини, ветеринарії та
екології. Вони можуть бути використані для підготовки спеціалістів
медико-біологічного профілю в інших учбових закладах.

Особистий внесок здобувача полягає у виконанні обсягу експериментальної
частини дисертації, плануванні, статистичній обробці результатів,
підборі і опрацюванні даних літератури, а також в аналізі і
інтерпретації одержаних результатів, оформленні наукових публікацій.
Здобувач разом із науковим керівником та за участю д.б.н., професора
Кургалюк Н.М. здійснювали планування досліджень, аналізували одержані
результати, формулювали основні і готували публікації до друку.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, що включені до
дисертації та основні положення були представлені на: 4 Парнасівській
конференції (Вроцлав, 2002), VIII Українському біохімічному з’їзді
(Чернівці, 2002), ІІІ з’їзді Українського біофізичного товариства
(Львів, 2002), ІІІ Міжнародній конференції “Гіпоксія: механізми,
адаптація, корекція” (Москва, 2002), ІІ Всеукраїнській конференції
студентів та аспірантів (Київ, 2002), 6-й Пущинській школі-конференції
молодих вчених (Пущино, 2002), міжнародній науковій конференції
студентів та молодих учених “Політ-2002” (Київ, 2002), ювілейній
науковій конференції студентів, аспірантів і молодих вчених, присвяченої
180-річчю з дня народження Л.С. Ценковського (Одеса, 2003), VI і VIІ
Міжнародній науково-практичній конференції “Наука і освіта ’2003”
(Дніпропетровськ, 2004) та щорічних наукових конференціях Львівського
національного університету (2001-2004).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи висвітлені у 18
публікаціях, у тому числі 8 статтях, які опубліковані у наукових фахових
виданнях та 10 тезах доповідей.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, огляду
літератури, опису об’єкта і методів досліджень, викладу отриманих
результатів, аналізу й узагальнення результатів дослідження, висновків,
списку використаних джерел (275 назв). Робота викладена на 150 сторінках
основного тексту, містить 26 таблиць, 45 рисунків.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводили на МХ печінки і міокарда та крові щурів-самців
лінії Вістар (n=6) і самців-мурчаків (n=6) з дотриманням вимог
“Європейської конвенції захисту тварин, які використовуються з
експериментальними та іншими цілями” (Страсбург, 18.03.1986), наказу МОЗ
УССР № 32 від 22.02.1988 р.

Окремі дослідження виконували на щурах, яких розділили на групи із
високою і низькою резистентністю до гіпоксії за методом В.Я.
Березовського (1975). Величину реакції тварин на гостру гіпоксію
оцінювали за часом їх перебування на “висоті” 12 000 м (“підйом” у
барокамері) до появи другого агонального вдоху або судом. Після поділу
тварин використовували у дослідженнях не раніше ніж за 14 діб адаптації.
Тваринам із ВР та НР вводили внутрішньоочеревинно у кількості 1 мл:
фізіологічний розчин, активатори КАТФ-каналів пінацидил (0,06 мг/кг,
“Sigma”, США), діазоксид (1 мг/кг, “Sigma”, США) або блокатори
глібенкламід (1 мг/кг, “Sigma”, США), 5-гідроксидеканоат (5 мг/кг,
“Sigma”, США). Час дії препаратів складав 30 хв, після чого тварин
декапітували під ефірним наркозом.

Окремі серії досліджень виконували на тваринах із ВР і НР за стресу. Для
цього щурів поміщали у закриту сіткою клітку, де відстань від води до
сітки становила 5 см згідно методу, запропонованого О.Н. Бондаренком і
співавт. (1999). Перед дослідом за 30 хв тваринам із ВР та НР
парентерально вводили 1 мл пінацидилу (0,06 мг/кг) або глібенкламіду (1
мг/кг).

З метою моделювання експериментальної адреналінової міокардіодистрофії
(АМД) (Маркова, 1998) тваринам одноразово внутрішньом’язово вводили 0,1%
розчин адреналіну гідрохлориду (1,5 мг/кг). Відомо (Маркова та ін.,
1997), що найпомітніші морфологічні і біохімічні зміни проявляються
упродовж першої доби після введення великих доз адреналіну (АД), тому з
метою виявлення максимальних порушень енергетичного метаболізму ми
вивчали процеси АДФ-стимульованого дихання МХ, стан системи АОЗ та
інтенсивність процесів ПОЛ на 24 годину від початку експерименту. Для
дослідження впливу модуляторів КАТФ-каналів їх вводили тваринам
дослідної групи внутрішньоочеревинно за 30 хв до введення АД.

Інші групи тварин використовували у досліді після курсу 14-денних
інтервальних гіпоксичних тренувань (ІГТ). Кожного дня тварин поміщали в
камеру, яку почергово впродовж 15-хвилинних інтервалів вентилювали
газовою сумішшю з 10% кисню в азоті та кімнатним повітрям. Кількість
таких циклів становила 5 на день. На наступну добу після останнього
курсу ІГТ дослідним тваринам вводили модулятори КАТФ-каналів
внутрішньоочеревинно за 30 хв до формуванні моделі стресу.

Виділення мітохондрій печінки і міокарда щурів й мурчаків. Мітохондрії
печінки виділяли методом диференційного центрифугування за схемою
досліду, що дозволяє зберігати нативність ізольованих органел
(Кондрашова и др., 1997; Kondrashova et al., 2001). Видалений з
декапітованих тварин орган поміщали у льодяне середовище гомогенізації
(-20С). Охолоджену тканину подрібнювали, пропускаючи через прес, і
гомогенізували в гомогенізаторі Поттера-Евельгейма при швидкості обертів
300/хв і 3 вертикальних ходах товкачика. Середовище гомогенізації для
печінки містило (в ммоль/л): KCl – 120, K2CO3 – 2, HEPES – 10, EGTA – 1
(pH 7,2). З 8%-го гомогенату центрифугуванням поетапно осаджували
фракцію ядер: 3 хв при 150 g і 4 хв при 300 g без зупинки центрифуги.
Мітохондріальну фракцію отримували центрифугуванням надосадової рідини
протягом 10 хв при 5500 g. Отриманий осад регомогенізували вручну (один
вертикальний хід товкачика) з середовищем гомогенізації, яке додавали з
розрахунку отримання суспензії МХ печінки з концентрацією 70-90 мг
мітохондріального білка в 1 мл. Концентрацію білка вимірювали за Лоурі
(Lowry et al., 1951). Середовище інкубації для МХ печінки містило (у
ммоль/л): KCl – 120, K2CO3 – 2, KH2PO4 – 2, HEPES – 10 (pH 7,2).

Мітохондрії міокарда виділяли методом диференційного центрифугування.
Середовище виділення містило (в ммоль/л): KCl – 180, 0,5% бичачий
сироватковий альбумін, HEPES – 10, EGTA – 10, pH 7,2 (Lass et al.,
1997). Дихання і окиснювальне фосфорилювання у МХ вивчали
полярографічним методом (Chance, Williams, 1955) із використанням
закритого електроду Кларка і полярографa LР-7. Середовище інкубації
містило (в ммоль/л): тріс-HCl – 30, KCl – 125, NaCl – 10, KH2PO4 – 5,
MgCl2 – 1,5, EGTA – 3, pH 7,2 (Borutaite, Brown, 1996). Як субстрати
окиснення використовували 0,35 мМ сукцинат, 1 мМ ?-кетоглутарат, 3 мМ
глутамат, 3 мМ піруват, 2,5 мМ малат. Також проводили аналіз з
використанням інгібіторів мітохондріального ферментного комплексу І (МФК
І) 10 мкМ ротенон, сукцинатдегідрогенази – 2 мМ малонату, реакцій
переамінування – 1 мМ амінооксіацетату. Додавали АДФ у полярографічну
комірку до кінцевої концентрації 200 мкмоль/л. За отриманими
полярограмами розраховували: стан відносного спокою (V2), швидкість
фосфорилюючого (у метаболічному стані 3 за Чансом, V3) та
контрольованого (в метаболічному стані 4, V4) дихання МХ, дихальний
контроль за Чансом (V3/V4), коефіцієнт ефективності фосфорилювання АДФ/О
та швидкість фосфорилювання Vф (Chance, Williams, 1955).

рН-метричне вивчення функціонування мітохондрій печінки реєстрували за
допомогою рН-метричної установки, зібраної на базі водневого електрода
ЭСЛ-43-07, універсального іонометра ЭВ-74, самописця КСП-4, магнітної
мішалки для розмішування суспензії та скляної термостатованої відкритої
комірки об’ємом 2 мл. Середовище інкубації містило (ммоль/л): KCl – 120,
K2CO3 – 2, KH2PO4 – 2, HEPES – 10 (pH 7,2). У середовище вносили 4-5 мг
мітохондріального білка. Відповідно до умов інкубації додатково вносили
СК (0,35 мМ), КГЛ (1 мМ). Розчини усіх речовин, які додавали у комірку,
попередньо доводили до рН середовища інкубації. Температура інкубації
становила 260С. Кількість протонів, які виділялись МХ, розраховували із
урахуванням буферної ємності середовища інкубації шляхом його титрування
0,01 М НCl. При визначенні кальцієвої ємності МХ на основі рН-метричних
записів у їх суспензію послідовно вносили СаCl2 (по 100 нмоль) за умов
відсутності у середовищі інкубації АТФ і Mg2+. Величину кальцієвої
ємності (нмоль Са/мг білка) реєстрували після настання швидкого виходу
Са2+ з МХ у середовище інкубації, яке супроводжується його залужненням.
Показник кальцієвої ємності МХ визначали у нмоль Са2+/мг білка. В основу
розрахунку виходу протонів з МХ печінки була покладена стехіометрія
1Н+/1Са2+ (Nicholls, Akerman, 1982).

Визначення концентрації метаболітів та активності ферментів. Активність
ферментів АОЗ визначали із застосуванням наступних методів:
супероксиддисмутази (СОД, КФ 1.15.1.1) у реакції з кверцетином (Костюк и
др., 1990), каталази (КФ 1.11.1.6) у реакції з молібдатом амонію
(Королюк и др., 1988), глутатіонпероксидази (КФ 1.11.1.9) згідно методу
(Моин и др., 1986) у реакції з реактивом Елмана, глутатіонредуктази (КФ
1.6.4.2) у реакції відновлення окисненого глутатіону за зниженням вмісту
НАДФН2 (Путилина, 1982), церулоплазміну (ЦП, КФ 1.16.3.1) у кольоровій
реакції з пара-фенілендіаміном (Колб, Камышников, 1982). Процеси ПОЛ у
крові і тканинах оцінювали за вмістом продуктів, які реагують з
тіобарбітуровою кислотою (ТБК-активних продуктів) згідно методу
(Тимирбулатов, Селезнев, 1981).

Активність ферментів аланін- (КФ 2.6.1.2) і аспартатамінотрансферази (КФ
2.6.1.1) визначали за методикою Осадчої (1982) у реакції з
2,4-динітрофенілгідразином, сукцинатдегідрогенази (СДГ, КФ 1.3.99.1) –
за методом Ещенко, Вольского (1982) у реакції відновлення фериціаніду.

Використовували реактиви класифікації х.ч., а також пінацидил,
діазоксид, глібенкламід і 5-гідроксидеканоат, АДФ, сукцинат,
?-кетоглутарат, піруват, глутамат, малат, амінооксіацетат, ротенон,
кверцетин, глутатіон окиснений, глутатіон відновлений, бичачий
сиворотковий альбумін, тріс, НЕРЕS, EGTA виробництва “Sigma” (США).

Статистичну обробку результатів проводили з використанням критерію
Стьюдента. Кореляційний аналіз отриманих результатів здійснювали з
використанням пакету програм “Statgraf”.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Роль модуляторів КATФ-каналів у функціонуванні мітохондрій печінки та
міокарда щурів із різною резистентністю до гіпоксії. Показано, що
введення щурам активатора КАТФ-каналів пінацидилу зумовлює неоднзначний
вплив на процеси функціонування МХ печінки у тварин із різною вихідною
стійкістю до дії гіпоксичного фактора. Зокрема, у щурів із НР за
окиснення СК спостерігається зростання спряженості фосфорилюючого
дихання та величини AДФ/О порівняно з контролем (рис. 1, 2).

А Б

Рис. 1. Спряженість процесів дихання та окиснювального фосфорилювання
мітохондрій печінки щурів із низькою (НР) і високою (ВР) резистентністю
до гіпоксії під впливом пінацидилу і глібенкламіду за використання як
субстрату 0,35 мМ сукцинату (А) та 1 мМ ?-кетоглутарату (Б).

Умовні позначення: 1 – контроль, 2 – введення пінацидилу, 3 – введення
глібенкламіду.

Примітка: * – різниця між показниками порівняно з контролем вірогідна,
P<0,05. За окиснення КГЛ вірогідно підвищується швидкість фосфорилюючого дихання, спряженість процесів дихання і окисного фосфорилювання (ОФ) і ефективність цього процесу. Натомість у тварин із високою резистентністю за використання як субстрату СК не виявлено вірогідних змін досліджуваних параметрів функціонування МХ печінки. У разі окиснення КГЛ швидкість поглинання кисню в активному стані збільшується на 30,8% (P<0,05), а дихального контролю за Чансом – на 17,1% (P<0,05). А Б Рис. 2. Ефективність AДФ-стимульованого дихання мітохондрій печінки щурів із низькою (НР) і високою (ВР) резистентністю під впливом пінацидилу і глібенкламіду за використання як субстрату 0,35 мМ сукцинату (А) 1 мМ ?-кетоглутарату (Б). Умовні позначення: 1 – контроль, 2 – введення пінацидилу, 3 – введення глібенкламіду. Парентеральне введення щурам блокатора КАТФ-каналів глібенкламіду за окиснення обох субстратів зумовлює вірогідну, але не однакову активацію процесів поглинання кисню. Так, під час окиснення СК в МХ тварин із НР за активного фосфорилюючого стану органел (стан 3 за Чансом) приріст дихання становив 154,1% (P<0,01) на фоні зниження величини дихального коефіцієнта. У щурів із ВР збільшення величини фосфорилюючого дихання відбувається без змін спряженості процесів дихання і фосфорилювання, проте значення AДФ/О виявляється вірогідно нижчим. Ефекти глібенкламіду за окиснення КГЛ супроводжуються зростанням V3 на тлі зниження величин спряженості і ефективності процесів дихання та окисного фосфорилювання. Ефекти пінацидилу у щурів із НР за окиснення КГЛ не змінюють величини швидкості AДФ-стимульованого дихання, проте використання інгібітора сукцинатдегідрогенази засвідчує вірогідну активацію процесів споживання кисню у стані 3 за Чансом за фосфорилювання AДФ. За цих умов інгібітор МФК І ротенон, підвищує спряженість та ефективність AДФ-стимульованого дихання у МХ. Отже, одержані нами результати дозволяють стверджувати, що ефекти активаторів КАТФ-каналів у тварин з ВР обумовлені інтенсифікацією окиснення у мітохондріях печінки КГЛ, а для тварин із НР – переважно окисненням СК на тлі вираженого зниження інтенсивності вільнорадикальних реакцій (рис. 3). А Б Рис. 3. Вміст ТБК-активних продуктів у печінці (А) та міокарді (Б) за введення щурам із різною резистентністю до гіпоксії модуляторів КАТФ-каналів – пінацидилу (2) і глібенкламіду (3). Водночас за наявності малонату і ротенону блокатор КАТФ-каналів глібенкламід зумовлює підвищення показника дихального контролю на тлі зниження ефективності процесів ОФ у МХ тварин обох груп. Таким чином, протекторний вплив пінацидилу на функціонування МХ печінки пов’язаний зі зниженням інтенсивності кисень-залежних процесів, що сприяє підвищенню адаптаційних можливостей організмів із низькою резистентністю до гіпоксії. А Б Рис. 4. Вплив пінацидилу (1) та глібенкламіду (2) на вміст ТБК-активних продуктів у печінці щурів із низькою (А) і високою резистентністю до гіпоксії (Б). Оцінка дозових залежностей впливу модуляторів каналів даного типу (рис. 4) засвідчує: із зростанням концентрації пінацидилу у суспензії мітохондрій печінки до величин 10-50 мкМ нами отримано зниження вмісту ТБК-активних продуктів у тварин із НР. Введення в середовище інкубації глібенкламіду на противагу цьому спричиняло зростання вмісту ТБК-активних продуктів в інкубаті МХ. Діазоксид – активатор мітохондріального типу КАТФ-каналів – помітніше порівняно з пінацидилом викликає активацію процесів окиснювального фосфорилювання за окиснення інтермедіатів циклу Кребса (СК та КГЛ) у печінці і міокарді щурів із НР та ВР. Це виражається у збільшенні спряженості та ефективності ОФ у разі окиснення КГЛ, ніж для СК. Ефекти діазоксиду нівелюються введенням блокатора цього типу каналів 5-гідроксидеканоату і пов’язані з активацією процесів ПОЛ у крові та тканинах. Функціонування мітохондрій печінки та міокарда щурів із різною резистентністю до гіпоксії під впливом модуляторів КATФ-каналів за стресу. Попередніми дослідженнями з’ясовано (Кургалюк та ін., 2003), що застосована нами модель стресу (Бондаренко и др., 1997) супроводжується значним підвищенням вмісту саме адреналіну у крові і печінці без вірогідних змін вмісту інших попередників його біосинтезу (норадреналіну, ДОФА, дофаміну). Це свідчить про те, що використана нами модель стресу є зручною тест-системою саме адреналінового пошкодження функціональних систем організму (Василенко и др., 1989; Меерсон, 1993). За стресу у двох групах тварин нами досліджено вірогідну активацію фосфорилюючого дихання МХ за окиснення СК. Для тварин із НР зміни полягають у вірогідному зростанні величини V3 на 42%, а для ВР тварин – на 34%. Якщо для тварин з НР не досліджено змін дихального контролю за Чансом і АДФ/О, то для щурів з ВР встановлено зниження величини АДФ/О. Ефекти окиснення КГЛ у МХ за стресу супроводжуються зниженням величини дихального контролю за Чансом, тобто спряженості процесів дихання і фосфорилювання, зокрема у групі тварин з НР на 25,2% (P<0,05), у тварин з ВР – на 45% (P<0,01) щодо контролю на тлі вірогідного зростання активності СДГ. Ефективність процесу ОФ у щурів із НР знижується на 12,1% (P<0,05). Отже, стрес викликає активацію сукцинатзалежного окиснення у МХ, яке зберігає високий рівень фосфорилюючого дихання. Ефекти активатора КАТФ-каналів пінацидилу за умов стресу у наших дослідженнях показали, що знижений рівень поглинання кисню МХ відбувається у разі збереження функціонального стану органел (величина дихального контролю за Чансом і величини АДФ/O). За умов введення пінацидилу і стресу ротенонзалежна компонента окиснення СК знижує в обох групах тварин показники спряженості процесів дихання і фосфорилювання, а AДФ/O – тільки у тварин із ВР. Малонатчутлива компонента окиснення КГЛ вірогідно підвищує величину дихального контролю на 63,5% (P<0,01) тільки у тварин із НР. Інгібіторний аналіз у наших дослідженнях показав високу залежність ефектів окиснення КГЛ за стресу від фонду ендогенного СК (Кондрашова, 1987), що виявляється у разі використання інгібітора СДГ малонату і надалі посилюється під впливом активатора КАТФ-каналів пінацидилу. Пінацидил у наших дослідженнях значніше підвищує ефективність окиснення саме КГЛ, ніж СК у щурів із НР: фосфорилююче дихання в активному стані органел пов’язано зі зростанням всіх досліджуваних параметрів функціонування органел. Утворення КГЛ у реакціях переамінування виступає додатковим джерелом надходження відновних еквівалентів для підтримання функціональної активності МФК І (Лукьякова, 1997). Це сприятиме відновленню електронтранспортної функції цитохромної ділянки дихального ланцюга за дії стресу через аланін- і аспататамінотрансферазний механізм (Кондрашова и др., 1991). Останній забезпечує надходження електронів на цитохромну ділянку дихального ланцюга (Лукьянова, 2000). У наших дослідженнях ефекти введення пінацидилу за стресу опосередковуються реакціями переамінування, у більшій мірі за участю аспартатамінотрансферази, оскільки ці ефекти усуваються інгібітором переамінування амінооксіацетатом при окисненні глутамату з малатом у МХ і високою активністю аспартатамінотрансферази. Враховуючи важливу роль активаторів КАТФ-каналів у функціонуванні МХ, ми досліджували ефекти їх парентерального введення на стан кальцієвої ємності МХ печінки щурів із ВР і НР за умов використання субстратів енергетичного обміну за стресових навантажень (рис. 5). А Б Рис. 5. Вплив введення активатора КАТФ-каналів пінацидилу і його блокатора глібенкламіду за стресу на кальцієву ємність мітохондрій за наявності в реакційному середовищі 0,35 мМ сукцинату (А) і 1 мМ ?-кетоглутарату (Б). Умовні позначення: 1 – контроль, 2 – стрес, 3 – пінацидил і стрес, 4 – глібенкламід і стрес. Примітка. * – зміни вірогідні (P<0,05) щодо стресу і контролю; ** – те ж щодо введення препаратів за стресу і стресом. Транспорт Са2+ у МХ за стресу зростає у двох групах тварин, однак відсоток змін залежить від стану вихідної резистентності до гіпоксії і субстрату окиснення. Кальцієва ємність МХ за окиснення СК і стресу зростає більш виразно для тварин із НР, не змінюється під впливом пінацидилу і зазнає наступного збільшення за дії глібенкламіду. Для групи тварин із ВР введення пінацидилу вірогідно підвищує кальцієву ємність органел. За окиснення КГЛ нами отримано достовірне підвищення кальцієвої ємності МХ у разі введення глібенкламіду за умов стресу. Виходячи з того, що ефективність окисних процесів за умов окиснення КГЛ під впливом пінацидилу і стресу зростає, можна стверджувати, що збереження кальцієвої ємності органел не супроводжується пошкодженням дихального ланцюга МХ, характерним для ефектів перенавантаження Са2+ (Crestanello et al., 2000), а є компенсаторним і спрямовано на збільшення продукції АТФ, необхідної для роботи кальцієвих помп. Відомо, що тривалі стресорні впливи активують в організмі процеси ПОЛ (Bindoli, 1988; Барабой, 1991; Augustin et al., 1997; Герасимов и др., 1998). Це підтверджують результати наших досліджень. Зниження інтенсивності цих процесів, досліджене нами за умов введення активатора КАТФ-каналів пінацидилу за стресу, ймовірно, є результатом економізації процесів використання кисню у мітохондріях і підвищення резервних адаптаційних можливостей організму. Вплив пінацидилу за дії стресу не змінює активності СОД. Для групи тварин із ВР і НР встановлено зниження активності каталази печінки до рівня у контрольних особин. Дія пінацидилу в наших дослідженнях сприяла перемиканню функціонування системи АОЗ з СОД і каталази на захисну антиокиснювальну систему глутатіону, активність ферментів якої вірогідно збільшується за умов введення пінацидилу за гострого стресорного впливу. За цих умов досліджено зниження оксидазних властивостей крові, які ми оцінювали за вмістом церулоплазміну. ~ ¤ Oe ?Oef&°&?&?&E&¤'|)i)4,8,?/e/~0„0\3b387>7O8U8Rv>[email protected]@®@[email protected]
[email protected]u?FuouAu

»

$

&

(

*

,

.

0

2

4

L

N

|

~

e

x

z

|

~

O

EHuy

???$? коефіцієнта кореляції отримано при введенні активатора пінацидилу
за стресу (r=0,75-0,89). Значення активності ферментів системи АОЗ були
кореляційно залежні (0,76-0,84) між показниками мітохондріального
дихання у групі тварин із НР у контролі і за умов стресу.

3. Оцінка функціонального стану мітохондрій печінки та міокарда щурів за
умов адреналінової міокардіодистрофії під впливом модуляторів
КАТФ-каналів. Однією з ланок патогенезу пошкоджень серця (Мойбенко,
Сагач, Ткаченко, 2004) за умов введення великих доз катехоламінів або їх
синтетичних аналогів, як і за умов моделювання стресу, є порушення
процесів енергозабезпечення клітин (Маркова, 1998). Відомо, що токсичний
ефект катехоламінів виявляється незалежно від того, чи вони введені
ззовні, чи має місце надмірна продукція їх у разі збудження
симпато-адреналової системи. Доведено, що АД у великих дозах незворотно
роз’єднує процеси окиснення і фосфорилювання (Бабский и др., 1997),
знижуючи концентрацію АТФ, креатинфосфату та активує вільнорадикальне
окиснення ліпідів (Василенко и др., 1989). Це підтверджують результати
наших досліджень (рис. 6).

Рис. 6. Вміст ТБК-активних продуктів у печінці (А) і міокарді (Б) щурів
із різною резистентністю до гіпоксії за введення пінацидилу і
глібенкламіду і адреналінової міокардіодистрофії.

Примітка. * – зміни вірогідні (P<0,05) щодо АМД і контролю; ** – те ж щодо введення препаратів за АМД і АМД. Парентеральне введення перед дослідом щурам пінацидилу за умов формування моделі АМД пов’язано для тварин із НР у разі окисненні СК зростанням показника АДФ/О на 51% (P<0,01). Для щурів із ВР за цих умов досліджено вірогідне підвищення параметрів функціонування МХ – підвищення величини V3 більш ніж удвічі з одночасним зростанням дихального контролю на 80% (P<0,01), АДФ/О – на 113% (P<0,01) та швидкості фосфорилювання. Отримані зміни аналізували порівняно зі значеннями за АМД без введення препарату. Ефекти окиснення КГЛ для двох груп організмів під впливом пінацидилу полягали у тому, що збереження на вихідному рівні значення фосфорилюючого дихання супроводжувалося вірогідним підвищенням дихального коефіцієнта та АДФ/О. Це може засвідчувати зростання економізації процесів використання кисню при окисненні КГЛ (Доліба, 1993; Кургалюк, 2003) і сприяти вивільненню енергії при менших потребах у кисні. Кардіопротекторні ефекти активаторів мітохондріальних КАТФ-каналів, які використовуються для попередження і лікування патологічних станів, що спричинюються або супроводжуються гіпоксією і встановлено у ряді лабораторій (Garlid et al., 1997; Iwai et al., 2000; Мойбенко та ін., 2000-2004; Suzuki et al., 2003), обумовило наші наступні дослідження, пов’язані з використанням активатора мітохондріального типу каналів діазоксиду. Певний інтерес має порівняльний аналіз впливу значних доз катехоламінів, індукованих АМД, у тканинах і крові мурчаків – тварин, які генетично володіють високою резистентністю до гіпоксії порівняно зі щурами Вістар. Зокрема, розвиток АМД у мурчаків у наших дослідженнях супроводжується значною активацією вільнорадикальних реакцій, оцінюваних за вмістом ТБК-активних продуктів у крові та тканинах. Активація мітохондріальних КАТФ-каналів діазоксидом за АМД супроводжується інтенсифікацією процесів дихання і ОФ у дихальному ланцюгу мітохондрій печінки мурчаків і відповідає рівню змін у щурів із ВР до гіпоксії з одночасним зниженням інтенсивність процесів ПОЛ. Нами показано, що парентеральне введення діазоксиду за умов АМД у разі окиснення СК підвищує спряженість енергетичних процесів у МХ, проте за окиснення КГЛ ефекти впливу цього препарату були помітнішими. Зокрема, зростала спряженість, ефективність та швидкість фосфорилювання (рис. 7). А Б Рис. 7. Зміни величини дихального контролю (V3/V4) (А) та ефективності фосфорилювання (Б) мітохондрій печінки мурчаків під впливом діазоксиду і 5-гідроксидеканоату за умов адреналінової міокардіодистрофії у разі окиснення 0,35 мМ сукцинату і 1 мМ ?-кетоглутарату. Отже, в основі протекторного ефекту впливу екзогенного діазоксиду на процеси енергозабезпечення за дії на організм великих доз катехоламінів, що супроводжується ознаками окиснювального стресу (Jones, 1985; Cadenas, Davies, 2000), є підвищення ефективності функціонування НАД-залежних субстратів дихального ланцюга МХ, КГЛ зокрема. Зазначені зміни повністю нівелюються введенням 5-гідроксидеканоату – блокатора каналів даного типу. 4. Вплив модуляторів КАТФ-каналів та інтервальної гіпоксії на мітоходріальне дихання за стресу. Дослідженнями останніх років показана значна протекторна роль активаторів КATФ-каналів за умов ішемічного прекондиціювання (Tomai et al., 1994; Bernardo et al., 1999; Liu et al., 1999; Fryer et al., 2000; Мойбенко та ін., 2004). Не менш важливим є той факт, що оксид азоту як медіатор клітинного метаболізму є ендогенним активатором каналів даного типу (Shinbo, Iijima, 1997, Ockaili et al., 1999). Тому спрямована корекція процесів енергозабезпечення як природними метаболітами обміну, так і фармакологічними препаратами на основі активаторів досліджуваного типу каналів, розширює можливості формування захисних ефектів за дії екстремальних чинників довкілля. За введення щурам активатора КАТФ-каналів і окиснення КГЛ, але не СК, вірогідно зростають величина V3 фосфорилюючого дихання (на 92,3%, P<0,001) та швидкість цього процесу (на 254,9%, P<0,001). Парентеральне введення тваринам пінацидилу після курсу ІГТ із наступною дією на них стресу зумовлює зниження фосфорилюючого дихання, швидкості фосфорилювання та коефіцієнта АДФ/O на фоні підвищення величини дихального контролю та окиснення СК. Ймовірно, таку перебудову метаболічного енергозабезпечення клітин пов’язано з економнішим використанням кисню, що відображує збереження показника спряження процесів дихання та фосфорилювання близько норми і обумовлено, переважно, ефектом гіпоксії в інтервальному режимі. Для оцінки дії ІГТ і модуляторів КАТФ-каналів у стресових умовах на енергозабезпечення МХ печінки застосували метод інгібіторного аналізу: ротеноном нівелювали внесок НАД-залежних субстратів в енергозабезпечення за окиснення СК, малонатом – внесок СДГ за окиснення КГЛ. Сумісна дія на щурів ІГТ, пінацидилу та стресу підвищує роль СДГ в окисненні КГЛ, що підтверджується збільшенням ролі малонатчутливої компоненти за окиснення КГЛ. Це, ймовірно, свідчить про коригування оксидом азоту процесів використання кисню у МХ (Кургалюк, 2000-2004; Сагач та ін., 2004). Парентеральне введення щурам пінацидилу і дія на них стресу сприяють інтенсифікації окиснення СК під впливом глутамату, внаслідок чого змінюються величини дихального контролю і АДФ/O. Ефекти активатора КАТФ-каналів за дії на організм стресу пов’язані зі зняттям оксалоацетатного інгібування СДГ глутаматом (Кондрашова, 1989), оскільки останній значно підвищує рівень усіх досліджуваних параметрів функціонування МХ. Внаслідок цього стає можливою інтенсифікація резерву дихальної активності і коригування процесів енергозабезпечення під час окиснювального стресу. Ефекти глібенкламіду супроводжують найнижчими значеннями параметрів функціонування МХ (дихального контролю за Чансом і АДФ/O) (рис. 8). Про важливу роль переамінування, пов’язану з окисненням глутамату та малату за участю аспартатамінотрансферази, свідчить значне зниження амінооксіацетатом величин показників дихання та ОФ. Такі зміни не спостерігалися, якщо щурам вводили пінацидил після курсу ІГТ і стресу. Зниження негативного впливу стресу на перебіг процесів метаболізму в МХ ми пов’язуємо з підвищенням регулювальної ролі оксиду азоту у щурів, яка зростає після проведення курсу ІГТ (Манухина и др., 2000; Кургалюк та ін., 2004). А Б Рис. 8. Зміни величини дихального контролю (А) та ефективності окиснювального фосфорилювання (Б) в мітохондріях печінки щурів за ІГТ, введення їм пінацидилу або глібенкламіду на фоні стресу. Субстрати окиснення – 0,35 мМ сукцинат і 3 мМ глутамат. Аналізуючи протекторний ефект методу ІГТ, слід відзначити вірогідне зниження інтенсивності процесів ПОЛ у МХ печінки, активованих катехоламінами у цей період. Не менш важливим є також те, що парентеральне введення щурам пінацидилу, але без курсу ІГТ, зумовлює досить виражену пригнічувальну дію на інтенсивність процесів ліпопероксидації. Проте найнижчий рівень процесів їх спостерігається за сумісної дії ІГТ і активатора КАТФ-каналів пінацидилу. Отже, з огляду на одержані результати щодо позитивної дії активатора КАТФ-каналів пінацидилу на функціонування мітохондріальних процесів можна вважати можливим підвищувати резистентність тварин із НР за умов стресу шляхом економізації роботи дихального ланцюга мітохондрій печінки та міокарда. Це забезпечується переважним окисненням НАД-залежних субстратів, зокрема КГЛ (Музика, 1982), і викликаного цим посилення ролі холінергічних механізмів регуляції (Вадзюк, 1983). Саме помірне переважання парасимпатичних впливів є одним з чинників індивідуальної стійкості до гострої гіпоксії та оксидативного стресу, індукованого значними дозами катехоламінів (Маркова та ін., 1997). Зниження рівня кисневої гіпоксії, що запускається при стресі “гіперактивацією” окиснення СК і модулюється рівнем оксалоацетатного інгібування СДГ (Кондрашова, 1997), викликає зміни метаболізму у напрямі ощадливого використання кисню з меншою інтенсифікацією процесів ПОЛ. Останнє важливе для підтримання процесів енергозабезпечення на тлі зниження “кисень-затратної” дії АД, що підвищує ефективність функціонування окисних процесів у МХ як обумовленого генетично, так і індукованого під впливом фармакологічних агентів-активаторів КАТФ-каналів за умов стресу. Таким чином, ефекти введення активаторів КАТФ-каналів супроводжуються підвищенням функціональної активності МХ печінки і міокарда, що помітніше виражено для тварин із нижчим рівнем адаптаційних можливостей організму. Це має значний протекторний ефект на процеси енергозабезпечення МХ печінки і міокарда, пов’язаний із підвищенням ролі ?-кетоглутарату у загальному метаболічному окисненні субстратів на тлі зниження інтенсивності процесів ПОЛ. Такі зміни попереджують розвиток мітохондріальних дисфункцій за впливу великих доз катехоламінів. Сукупність отриманих експериментальних даних та їх аналіз з урахуванням відомостей літератури дали можливість запропонувати схему корекції мітохондріальних дисфункцій активаторами КАТФ-каналів за стресу (рис. 9). Рис. 9. Схема корекції мітохондріальних дисфункцій активаторами КАТФ-каналів за стресу. ВИСНОВКИ Здійснено дослідження впливу модуляторів КАТФ-каналів на функціональний стан мітохондрій печінки та міокарда, процеси перекисного окиснення ліпідів та стан системи антиоксидантного захисту залежно від вихідної фізіологічної реактивності та у взаємозв’язку із системою оксиду азоту за стресу. Активатор КАТФ-каналів пінацидил підвищує ефективність функціонування окисних процесів мітохондрій печінки і міокарда передусім у тварин із нижчим рівнем адаптаційних можливостей організму. Блокатор даного типу каналів глібенкламід знижує коефіцієнт спряженості між диханням і окиснювальним фосфорилюванням на тлі активації вільнорадикальних реакцій. Діазоксид – активатор мітохондріального типу КАТФ-каналів – помітніше порівняно із впливом пінацидилу активує процеси окиснювального фосфорилювання (спряженість і ефективність енергетичних реакцій) за окиснення інтермедіатів циклу Кребса (сукцинату та ?-кетоглутарату) у печінці і міокарді щурів із низькою і високою резистентністю до гіпоксії. 5-Гідроксидеканоат усуває протекторний вплив діазоксиду, що супроводжується зниженням величин АДФ-стимульованого дихання мітохондрій печінки та міокарда. Посилення сукцинатзалежного окиснення у мітохондріях за стресу на тлі зниження окиснення ?-кетоглутарату (спряженість й ефективність процесів фосфорилювання), зростання інтенсивності процесів ліпопероксидації помітно виражені у тварин із низьким адаптаційним потенціалом. Пінацидил за стресу підвищує ефективність окиснення ?-кетоглутарату, оцінюване нами за спряженістю процесів дихання і фосфорилювання, значення АДФ/О на тлі зниження інтенсивності вільнорадикальних реакцій, знижує кальцієве перенавантаження органел та опосередковується посиленням реакцій переамінування, аспартатамінотрансферази зокрема. Ефекти активатора КАТФ-каналів за окиснювального стресу пов’язані зі зняттям оксалоацетатного інгібування сукцинатдегідрогенази глутаматом, інтенсифікацією резерву дихальної активності і коригуванням про- і антиоксидантної рівноваги у крові та тканинах щурів і мурчаків. Адреналінова міокардіодистрофія супроводжується значною активацією окиснення сукцинату, зниженням ефективності і спряженості процесів окиснювального фосфорилювання у разі окиснення ?-кетоглутарату. Пінацидил за цих умов у групі тварин із низькою резистентністю до гіпоксії переважно посилює окиснення сукцинату у мітохондріях, а у групі тварин із високою резистентністю – ?-кетоглутарату. Активатор мітохондріальних КАТФ-каналів діазоксид у печінці мурчаків за умов адреналінової міокардіодистрофії сприяє підвищенню ефективності функціонування окиснювальних процесів з одночасним зниженням інтенсивності процесів ліпопероксидації і нівелюється під впливом 5-гідроксидеканоату. Адаптація щурів до гіпоксії в інтервальному режимі посилює роль НАД-залежних субстратів у загальному метаболічному окисненні субстратів, що підтверджується в інгібіторному аналізі з використанням ротенону і малонату. Коригуючий ефект методу адаптації щурів до гіпоксії в інтервальному режимі за стресу, що посилює роль ендогенного оксиду азоту, за введення пінацидилу додатково викликає зростання процесів ощадливого використання кисню (спряженість і ефективність мітохондріального енергозабезпечення) на тлі зниження інтенсивності вільнорадикальних реакцій. ПЕРЕЛІК ОСНОВНИХ ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Вовканич Л.С. Роль активаторів АТР-чутливих калієвих каналів у функціонуванні мітохондрій печінки щурів із різною резистентністю до гіпоксії // Укр. біохім. журн. – 2003. – Т. 75, № 5. – С. 69-76. (Здобувачу належить ідея, покладена в основу статті, опрацювання робочої схеми експерименту, отримання матеріалу, виконання експериментальних робіт, аналіз результатів та написання статті). Ткаченко Г.М., Мойбенко О.О., Кургалюк Н.М. Вплив модуляторів АТР-чутливих калієвих каналів та інтервального гіпоксичного тренування на мітохондріальне дихання за стресу // Укр. біохім. журн. – 2003. – Т. 75, № 6. – С. 115-122. (Дисертант є співавтором ідеї, покладеної в основу статті, їй належить опрацювання робочої схеми експерименту, аналіз результатів та написання статті. Дисертант особисто виконала дослідження показників окиснювального фосфорилювання у мітохондріях печінки та вмісту ТБК-активних продуктів у крові і тканинах щурів). Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Вовканич Л.С. Роль активатора КАТР-каналів – пінацидилу на функціонування мітохондрій печінки щурів із різною резистентністю до гіпоксії за стресу // Укр. біохім. журн. – 2004. – Т. 76, № 1. – С. 56-64. (Дисертанту належить ідея, покладена в основу статті, опрацювання робочої схеми експерименту, участь в отриманні матеріалу і виконанні експериментальних робіт, аналізі результатів, написанні статті). Ткаченко Г., Кургалюк Н., Іккерт О., Гальків М., Гордій С. Роль трансаміназних реакцій у змінах функціонального стану мітохондрій міокарда щурів під впливом модуляторів АТФ-залежних калієвих каналів // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2002.– Вип. 31.– С. 241-248. (Здобувач виконала експериментальну частину досліджень та статистичне опрацювання результатів, брала участь в аналізі результатів досліджень, написанні та оформленні статті. Здобувач особисто виконала дослідження показників дихання у міокарді щурів). Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Гордій С.К. Оцінка змін функціонального стану мітохондрій печінки щурів за умов адреналінової міокардіодистрофії під впливом модуляторів АТР-чутливих калієвих каналів // Біологія тварин. – 2003. – Т. 5. – № 1-2. – С. 229-234. (Здобувачу належить ідея, покладена в основу статті, опрацювання робочої схеми експерименту, участь в отриманні матеріалу і виконанні експериментальних робіт, аналіз результатів та написання статті. Здобувач особисто виконала дослідження показників мітохондріального дихання у печінці щурів). Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Кордунська О.Є. Вплив модуляторів КАТФ-каналів на функціональний стан мітохондрій печінки мурчаків за адреналінової міокардіодистрофії // Мед. хімія. – 2004. – Т. 6, № 2. – С. 11-16. (Здобувачу належить ідея, покладена в основу статті, опрацювання робочої схеми експерименту, участь в отриманні матеріалу і виконанні експериментальних робіт, аналізі результатів та написанні статті. Здобувач особисто виконала дослідження показників окиснювального фосфорилювання у мітохондріях печінки мурчаків). Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Гордій С.К. Вплив модуляторів КАТФ-каналів на функціональний стан мітохондрій печінки щурів за адреналінової міокардіодистрофії: роль трансаміназних реакцій // Вісн. Львів. ун-ту. Сер. біол. – 2003.– Вип. 34.– С. 186-198. (Здобувачу належить ідея, покладена в основу статті, опрацювання робочої схеми експерименту, отримання матеріалу і безпосередньому виконанні експериментальних робіт при дослідженні впливу пінацидилу на мітохондріальне дихання за адреналінової міокардіодистрофії, аналіз результатів та написання статті). Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Кордунська О.Є. Роль діазоксиду в процесах мітохондріального енергозабезпечення печінки залежно від індивідуальної фізіологічної резистентності у щурів // Клінічна та експериментальна патологія. – 2004. – Т. ІІІ, № 2, Ч. 2. – С. 468-470. (Здобувачу належить ідея, покладена в основу статті, опрацювання робочої схеми експерименту, участь в отриманні матеріалу і виконанні експериментальних робіт, аналізі результатів, написанні статті). Tkachenko G., Kurhalyuk N., Ikkert O., Halkiv M., Hordii S. Miocard mitochondrial energy support on rats with different resistance to hypoxia and ATP-sensitive potassium channel functional states // 4th Parnas Conference “Molecular mechanisms of cell activation. Biological signals and their target enzymes”, September 15-17, 2002. – Wroclaw, 2002. – P. 111. Ткаченко Г., Кургалюк Н., Іккерт О., Гордій С. Вплив функціонального стану АТФ-залежних калієвих каналів на мітохондріальне енергозабезпечення міокарда щурів з різною резистентністю до гіпоксії // Біологічні дослідження молодих вчених на Україні: Матеріали ІІ Всеукраїнської конференції студентів та аспірантів, Київ, 23-25 квітня 2002 р. – Київ, 2002. – С. 45-46. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.Н., Иккерт О.В., Гордий С.К. Процессы энергообеспечения митохондрий миокарда крыс с разной резистентностью к гипоксии при изменении функционального состояния АТФ-зависимых калиевых каналов // Биология – наука XXI века: Материалы 6-й Пущинской школы-конференции молодых ученых, Пущино, 20-24 мая 2002 г. – Т. 1. –Пущино, 2002. – С. 150-151. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Іккерт О.В., Гордій С.К. Вплив функціонального стану АТФ-залежних калієвих каналів на процеси енергозабезпечення мітохондрій печінки і міокарда в щурів із різною резистентністю до гіпоксії за впливу стресу // Матеріали VIII Укр. біохім. з’їзду, м. Чернівці, 1-3 жовтня 2002 р.: Укр. біохім. журн. – 2002. – Т. 74, № 4а (додаток 1). – С. 88. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Іккерт О.В., Гальків М.О., Гордій С.К. Процеси енергозабезпечення мітохондрій печінки і міокарда щурів під впливом стресу залежно від функціонального стану АТФ-чутливих калієвих каналів та резистентності до гіпоксії // ІІІ з’їзд Укр. біофіз. т-ва, 8-11 жовтня 2002 р.: Тез. доп. – м. Львів, 2002. – С. 291. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.Н., Иккерт О.В., Галькив М.А., Гордий С.К. Модуляторы АТФ-зависимых калиевых каналов в процессах митохондриального энергообеспечения миокарда крыс с разной резистентностью к гипоксии // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Материалы Третьей Российской конференции, Москва, 7-9 октября 2002 г. – М.: Изд-во РАМН, 2002. – С. 124. Ткаченко Г.М. Активатори АТФ-чутливих калієвих каналів як перспективні засоби корекції мітохондріального енергозабезпечення міокарда у щурів із резистентністю до гіпоксії // НАУКА І МОЛОДЬ: Матеріали міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених “Політ-2002”. – К.: НАУ, 2002. – С. 486. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Гордій С.К. Роль АТФ-чутливих калієвих каналів у функціонуванні мітохондрій міокарда щурів при адреналіновій міокардіодистрофії // Матеріали ювілейної наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених, присвяченої 180-річчю з дня народження Л.С. Ценковського “Біорізноманіття. Екологія. Еволюція. Адаптація” (28 березня – 1 квітня 2003 р.). – Одеса, 2003. – С. 169. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М., Гордій С.К. Модулятори КАТФ каналів як регулятори процесів енергозабезпечення у мітохондріях печінки при адреналіновій міокардіодистрофії // Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта ’2003”, 20-24 січня 2003 р. – Т. 3. Біологія. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003. – С. 47-48. Ткаченко Г.М., Кургалюк Н.М. Корекція процесів мітохондріального енергозабезпечення оксидом азоту та активаторами КАТФ-каналів у щурів за стресу // Матеріали VІІ Міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта ‘2004”. Том 54. Фізіологія людини та тварин. – 10-25 лютого 2004 р. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – С. 59. АНОТАЦІЯ Ткаченко Г.М. Вплив функціонального стану АТФ-залежних калієвих каналів на процеси енергозабезпечення печінки і міокарда у щурів із різною резистентністю до гіпоксії. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка. Київ, 2005. Дисертація присвячена з’ясуванню механізмів протекторної дії активаторів КАТФ-каналів на функціонування мітохондрій печінки і міокарда, стан системи антиоксидантного захисту та інтенсивність процесів перекисного окиснення ліпідів у щурів із різною вихідною резистентністю до гіпоксії за умов стресу, адреналінової міокардіодистрофії, та роль інтервальних гіпоксичних тренувань у реалізації ефектів модуляторів КАТФ-каналів за стресу. Дія активаторів КАТФ-каналів супроводжується підвищенням функціональної активності мітохондрій печінки і міокарда, що пов’язано із ефективним функціонуванням кисеньзалежних процесів, і більше виражено для тварин із нижчим рівнем адаптаційних можливостей організму. Парентеральне введення активаторів КАТФ-каналів за катехоламінових уражень систем організму має виражений протекторний ефект на процеси мітохондріального енергозабезпечення печінки і міокарда. Це пов’язано із підвищенням ефективності окиснення ?-кетоглутарату, оцінюване нами за спряженістю процесів дихання і фосфорилювання, значенням АДФ/О на тлі зниження інтенсивності процесів ліпопероксидації у мітохондріях. Активатор КАТФ-каналів пінацидил знижує негативні наслідки кальцієвого перенавантаження органел, активуючи процеси синтезу АТФ і посилює роль ?-кетоглутарату у загальному метаболічному окисненні субстратів. Ці зміни попереджують розвиток мітохондріальних дисфункцій за впливу великих доз катехоламінів. За адаптації щурів методом інтервальної гіпоксії і парентеральному введенні їм активатора КАТФ-каналів пінацидилу спостерігається виражений протекторний ефект на процеси мітохондріального енергозабезпечення за стресу. Поєднання дії на організм інтервальної гіпоксії із введенням тваринам пінацидилу викликає перебудову метаболізму, що призводить до підвищення ефективності кисень залежних процесів і зниженню інтенсивності процесів ліпопероксидації у більшій мірі, ніж за впливу кожного фактору зокрема. Досліджено, що фізіологічна активація у щурів NO-ергічної ланки регуляції курсом інтервальної гіпоксії і введення активатора КАТФ-каналів забезпечує ефективний захист мітохондріального енергозабезпечення та підвищує адаптаційні можливості організмів. Ключові слова: КАТФ-канали, пінацидил, глібенкламід, мітохондрії, сукцинат, ?-кетоглутарат, стрес, адреналінова міокардіодистрофія, інтервальна гіпоксія, АДФ-стимульоване дихання, перекисне окиснення ліпідів. АННОТАЦИЯ Ткаченко Г.М. Влияние функционального состояния АТФ-зависимых калиевых каналов на процессы энергообеспечения печени и миокарда у крыс с разной резистентностью к гипоксии. – Рукопись. Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 – физиология человека и животных. – Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2005. Диссертация посвящена выяснению протекторного влияния активаторов КАТФ-каналов на функционирование митохондрий печени и миокарда, состояние системы антиоксидантной защиты и интенсивность процессов перекисного окисления липидов у крыс с разной исходной резистентностью к гипоксии в условиях стресса, адреналиновой миокардиодистрофии и роль интервальных гипоксических тренировок в реализации эффектов модуляторов КАТФ-каналов при стрессе. Действие активаторов КАТФ-каналов сопровождается повышением функциональной активности митохондрий печени и миокарда, что связано с эффективным функционированием кислородзависимых процессов, и более выражено для животных с низким уровнем адаптационных возможностей организма. Введение активатора КATФ-каналов пинацидила способствует у крыс с низкой резистентностью к гипоксии повышению эффективности окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ. Эффекты пинацидила нивелировались под влиянием глибенкламида – блокатора КATФ-каналов. Эти изменения связаны с низкой сопряженностью процессов дыхания и фосфорилирования, кальциевой перегрузкой при значительной интенсификации процессов свободнорадикального окисления. Нами сделан вывод о протекторной роли активатора КATФ-каналов пинацидила на функционирование митохондрий печени и миокарда крыс путем экономизации кислородзависимых процессов, повышающее адаптационные возможности организмов с низкой резистентностью к гипоксии. Парентеральное введение активаторов КАТФ-каналов при катехоламиновых повреждениях систем организма имеет четкий протекторный эффект на процессы митохондриального энергообеспечения печени и миокарда. Это связано с повышением эффективности окисления ?-кетоглутарата, которое мы оценивали по сопряженности процессов дыхания и фосфорилирования, значением АДФ/О на фоне снижения интенсивности процессов липопероксидации в митохондриях. Активатор КАТФ-каналов пинацидил снижает последствия перенасыщения клеток кальцием, активирует процессы синтеза АТФ и усиливает роль ?-кетоглутарата в общем метаболическом окислении субстратов. Эти изменения предупреждают развитие митохондриальных дисфункций при влиянии больших доз катехоламинов. При адаптации крыс методом интервальной гипоксии и парентеральном введении им активатора КАТФ-каналов пинацидила наблюдается выраженный протекторный эффект на процессы митохондриального энергообеспечения в условиях стресса. Сочетание действия на организм интервальной гипоксии с введением животным пинацидила вызывает перестройку метаболизма, приводящую к повышению эффективности кислородзависимых процессов и снижению интенсивности реакции липопероксидации в бoльшей мере, чем при влиянии каждого фактора в отдельности. Показано, что физиологическая активация у крыс NO-эргического звена регуляции посредством курса интервальной гипоксии и введение активатора КАТФ-каналов обеспечивает эффективную защиту митохондриального энергообеспечения и повышает адаптационные возможности организмов. Ключевые слова: КАТФ-каналы, пинацидил, глибенкламид, митохондрии, сукцинат, ?-кетоглутарат, стресс, адреналиновая миокардиодистрофия, интервальная гипоксия, АДФ-стимулированное дыхание, перекисное окисление липидов. SUMMARY Tkachenko G.M. Influence of the functional state of АТP-dependent potassium channels on energy support processes in liver and myocardium of rats with different resistance to hypoxia. – Manuscript. Thesis for a science degree by speciality 03.00.13 – human and animal physiology. – Taras Shevchenko Kyiv National University, Kyiv, 2005. The dissertation is devoted to finding out the mechanisms of protector action of activators of КАТP-channels on mitochondrial functioning in liver and myocardium, state of the antioxidant system and intensity of lipid peroxidation processes in rats with different initial resistance to hypoxia under stress condition, adrenaline myocardial dystrophy, and role of the intermittent hypoxia training in realization of effects of КАТP-channel modulators under stress. We showed that effects of КАТP-channel opener pinacidil induced the increasing of oxidative phosporylation efficacy and ATP synthesis together with lowering of calcium capacity in rats with low resistance to hypoxia. Effects of pinacidil were leveled by glibenclamide. These changes are connected with the increasing of respiratory rate, calcium overload and intensification of lipid peroxidation processes. A conclusion was made about protective effect of pinacidil on mitochondrial functioning by economization of oxygen-dependent processes, adaptive potentialities of organisms with low resistance to hypoxia being increased. It was established that the stress condition evoked the succinate oxidation and the decrease of ?-ketoglutarate efficacy; the increase of calcium mitochondrial capacity and the intensification of lipid peroxidation processes. Under the presence of succinate, the increase of O2 uptake with simultaneous decrease of ADP/O ratio in rats with high resistance under stress was observed. Simultaneously, oxidation of ?-ketoglutarate, a NAD-dependent substrate, was inhibited. Pinacidil caused reorganization of mitochondrial energy metabolism in favor of NAD-dependent oxidation and improvement of the protection against stress. The decrease of the efficacy of mitochondrial energy processes functioning was shown in animals with low resistant to hypoxia. КATP channel opener pinacidil has a protective effect on the processes of mitochondrial liver energy support under stress. These changes deal with the increase of ?-ketoglutarate oxidation (respiratory rate and ADP/O) and the decrease of lipid peroxidation processes. We concluded about protective effect of pinacidil on mitochondrial functioning under stress. The adaptation by intermittent hypoxia and application of a KATP channel opener pinacidil possess significant protective effect on mitochondrial energy support under stress condition. Combination of intermittent hypoxia with pinacidil causes more efficient consumption of oxygen and decrease of lipid peroxidation processes comparative to intermittent hypoxia or pinacidil injection used separately. We conclude about the existence of the functional link between nitric oxide which is being increased under intermittent hypoxia and KATP channel opener. Both intermittent hypoxia and pinacidil effectively decrease the negative results of mitochondrial dysfunction under stress condition. Key words: KATP-channels, pinacidil, glibenclamide, mitochondria, succinate, ?-ketoglutarate, stress, myocardium dystrophy, intermittent hypoxia, ADP-stimulated respiration, lipid peroxidation processes. PAGE \* Arabic 20

Похожие записи