.

Вплив катіонів лужноземельних і перехідних металів на функціонування мітохондрій печінки щурів: Автореф. дис… канд. біол. наук / Л.С. Вовканич, Київ

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2587
Скачать документ

КИЇВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

ВОВКАНИЧ ЛЮБОМИР СТЕПАНОВИЧ

УДК 612.014.46:577.352.4

ВПЛИВ КАТІОНІВ ЛУЖНОЗЕМЕЛЬНИХ І ПЕРЕХІДНИХ МЕТАЛІВ НА ФУНКЦІОНУВАННЯ МІТОХОНДРІЙ
ПЕЧІНКИ ЩУРІВ

03.00.02 – біофізика

Автореферат дисертацiї на здобуття наукового ступеня
кандидата бiологiчних наук

Київ-1999

Дисертацiєю є рукопис.

Робота виконана у Львiвському державному унiверситетi
iменi Івана Франка Мiнiстерства Освiти України.

Науковий керiвник: кандидат бiологiчних наук, доцент
ДУБИЦЬКИЙ Леонiд Олександрович
Львiвський державний унiверситет iменi Івана Франка,
доцент кафедри фiзiологiї людини i тварин

Офiцiйнi опоненти: доктор біологічних наук, ст. наук. співробітник
КОСТЕРІН Сергій Олексійович
зав. відділу Інституту біохімії
ім. О.В.Палладіна НАН України

доктор біологічних наук, професор
БЕРЕЗОВСЬКИЙ Вадим Якимович
зав. відділу Інституту фізіології
ім. О.О.Богомольця НАН України

Провiдна установа: Національний медичний університет імені О.О.Богомольця МОЗ України, м. Київ

Захист вiдбудеться “22” версня 1999 р. о 16 год. на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 26.001.38 при Київському університеті імені Тараса Шевченка за адресою: 252033, м. Київ, вул. Володимирська 64, біологічний факультет Київського університету імені Тараса Шевченка, кімната 215.

З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Київського університету імені Тараса Шевченка за адресою: 252033, м. Київ, вул Володимирська, 58.

Автореферат розiсланий “21” серпня 1999 р.

Вчений секретар спецiалiзованої
вченої ради, кандидат біологічних наук Т.Л.Давидовська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнiсть теми. Дослiдження закономiрностей функцiонування клiтин органiзму в екстремальних умовах, у тому числi пiд впливом антропогенних факторiв, є одним iз прiоритетних напрямкiв сучасної бiологiї. Серед таких факторiв одне з перших мiсць займають катіони металiв, якi характеризуються широким спектром патогенного впливу на органiзм людини i тварин. Вони впливають на активнiсть ряду ферментiв (Левина, 1972, Ершов, Плетнева, 1989), стан клiтинних мембран (Уильямс, 1978, Venugopal, Luckey, 1978, Evans, 1990), виступають антагонiстами кальцiю в клiтинi (Клевець, Манько, 1992, Дубицький, Сабадаш, 1995, Пономарев, 1980). Це суттєво вiдбивається на функцiональнiй активностi клiтин та їх органоїдiв, зокрема мiтохондрiй (МХ), якi здатнi накопичувати ряд металiв при iнтоксикацiї ними в умовах in vivo (Probst, 1979, Korck, 1986). Порушення функцiонування МХ, якi займають важливе мiсце у забезпеченнi енергетичних потреб (Gunter et. al., 1994) i кальцiєвого гомеостазу (Gunter, Pfeiffer, 1990) клiтин, може бути одним з механiзмiв, за яким реалiзується токсичний ефект металiв. Проте бiльшiсть дослiджень впливу катiонiв металiв на функцiонування МХ носять фрагментарний характер i в основному пов’язанi iз вивченням кальцiйтранспортних функцiй цих органел. Практично вiдсутнi роботи, присвяченi комплекснiй оцiнцi порушень основних функцiй МХ пiд впливом катiонiв металiв. Слабо дослiдженим залишається також питання залежностi ефектiв металiв на функції МХ вiд їх фiзико-хiмiчних властивостей, зокрема вiд спорiдненостi до рiзних бiолiгандiв. Вiдсутнiсть достатньої бази даних у цьому напрямку обмежує можливості розробки методiв пiдвищення стiйкостi органiзмiв до цих факторiв, та методiв терапiї iнтоксикацiй, викликаних солями металiв.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дана робота виконана в рамках науково-дослiдних тем “Вивчення клiтинних механiзмiв порушень секреторної функцiї шлункових залоз катiонами металiв” (№ держреєстрацiї 0194 V 015656), “Дослiдження механiзмiв дiї катiонiв перехiдних металiв на секреторну функцiю клiтин травних залоз” (№ держреєстрацi 0195 V 006596), “Вияснення механiзмiв функцiонування Na-Ca обмiну мебрани секреторних клiтин” (№ держреєстрацiї 1096 V 002178) та “Дослідження Na-залежного транспорту кальцію через мембрани секреторних клітин у прямому і зворотному напрямах та ролі у ньому функціональних груп протеїну обмінника” (№ держреєстрації 0198 V 004853).
Мета i задачі дослiдження. Вивчити первинні механiзми дiї катiонiв металiв з рiзними фiзико-хiмiчними властивостями (Ca2+, Sr2+, Mn2+, Cd2+, La3+) на функцiонування МХ печiнки щурiв. Ця мета досягалась вирiшенням таких основних завдань: 1) з’ясувати механiзми впливу катiонiв металiв на дихання МХ та транслокацiю протонiв через мембрану цих органел; 2) дослiдити вплив металiв на протонофор-стимульоване дихання МХ та фосфорилювання ADP цими органелами; 3) вивчити механiзми впливу катiонiв металiв на Са2+-акумулюючу здатнiсть МХ; 4) вивчити вплив катiонiв металiв на стан проникностi внутрiшньої мембрани МХ печiнки та механiзми цього впливу; 5) з’ясувати залежнiсть ефектiв катiонiв металiв на функцiонування МХ вiд їх фiзико-хiмiчних властивостей.
Наукова новизна одержаних результатiв. Вперше проведено комплексне дослiдження змiн функцiонального стану МХ печiнки пiд впливом катiонiв ряду металiв з рiзними фiзико-хiмiчними властивостями (Ca2+, Sr2+, Mn2+, Cd2+, La3+). У процесi дослiджень отримано такi новi данi: 1) здатнiсть катiонiв металiв стимулювати дихання МХ обумовлена їх енергозалежним транспортом у матрикс цих органел i характеризується оберненою кореляцією з ентальпiєю їх гiдратацiї та спорiдненiстю до карбоксильних груп Са2+-унiпортера МХ; 2) вплив катiонiв рiзних груп металiв на дихання МХ не залежить вiд субстрату окислення; 3) здатнiсть катiонiв металiв пригнiчувати протонофор-стимульоване дихання МХ та фосфорилювання ADP цими органелами корелює з їх спорiдненiстю до SH-груп біолігандів; 4) катiони металів з високою спорiдненiстю до кисневмiсних лiгандiв (Mn2+ i iн.) iнгiбують транспорт Са2+ у МХ за конкурентним типом, а катiони металів з високою спорiдненiстю до сiрковмiсних лiгандiв (Cd2+) – за змiшаним типом; 5) здатнiсть катiонiв металiв iнгiбувати транспорт Са2+ в МХ характеризується оберненою кореляцією з ентальпiєю їх гiдратацiї та спорiдненiстю до карбоксильних груп Са2+-унiпортера; 6) катiони Са2+ i Cd2+ iндукують перехiд внутрiшньої мембрани МХ у стан високої неспецифiчної проникностi за рiзними механiзмами, проте шляхом формування одних i тих же пор; 7) катiони Sr2+ i Mn2+ пригнiчують Са2+-iндукованi змiни проникностi внутрiшньої мембрани МХ за конкурентним типом.
Практичне значення одержаних результатiв. Отриманi результати поглиблюють i уточнюють знання про механiзми впливу катіонів металiв iз рiзними фiзико-хiмiчними властивостями на функцiонування МХ. Вони розширюють базу даних, необхiдних для розробки методiв пiдвищення стiйкостi органiзмiв до iнтоксикацiй катiонами металiв, а також для направленого пошуку антидотів до катіонів металів з різною спорідненістю до кисне- і сірковмісних груп лігандів клітини, що має важливе значення для України у зв’язку з високим техногенним забрудненням ряду її регiонiв. Результати використовуються при викладаннi загального курсу “Фiзiологiя людини i тварин”, та спецкурсiв “Фiзiологiя мiнерального обмiну” i “Бiоенергетичнi основи фiзiологiчних процесiв” у Львiвському державному унiверситетi iменi Івана Франка, а також загального курсу “Нормальна фiзiологiя” у Львiвському державному медичному унiверситетi. Вони можуть бути використанi для пiдготовки спецiалiстiв медико-бiологiчного профiлю в iнших учбових закладах України.
Особистий внесок здобувача полягає у виконаннi всього обсягу експериментальної частини дисертацiї, статистичнiй обробцi результатiв, пiдборi i опрацюваннi даних лiтератури, а також, за участю наукового керiвника та співавторів, у аналiзi та iнтерпретацiї одержаних результатiв.
Апробацiя результатiв дисертації. Результати дослiджень, що включенi до дисертацiї, доповiдались на: 1-му з’їздi Українського бiофiзичного товариства (1994 р., Київ), XIV з’їздi Українського фiзiологiчного товариства iм. І.П. Павлова (1994 р., Київ), науково-практичному симпозiумi “Медико-бiологiчнi проблеми адаптацiї в сучасних умовах iснування органiзму” (1995 р., Кузнецовськ), конференцiї до 100-рiччя кафедри фiзiологiї Львiвського державного медичного унiверситету (1995 р., Львiв), щорiчних наукових конференцiях Львiвського унiверситету (1994-1998 р., Львiв), 9-тiй Європейськiй конференцiї з проблем бiоенергетики (1996 р., Ловейн-ла-Неув), 4-iй Європейськiй студентськiй науковiй конференцiї (1996 р., Гданськ), VII Українському бiохiмiчному з’їздi (1997 р., Київ), XV з’їздi Українського фiзiологiчного товариства (Донецьк, 1998 р.).
Публікації. Основнi положення дисертацiї висвiтленi у 11 публiкацiях, у тому числi у 3 статтях в наукових журналах та 8 тезах.
Структура дисертацiї. Дисертацiя складається з вступу, огляду лiтератури, опису об’єкта i методiв дослiджень, викладу отриманих результатiв та їх обговорення, висновкiв, списку використаних джерел (332 назви) і додатків. Робота викладена на 106 сторiнках основного тексту, мiстить 10 таблиць, 14 рисунків та додатки на двох сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослiдження механiзмiв дiї катiонiв металiв на функцiонування МХ проводили в умовах in vitro. Використовували хлориди металiв. МХ iзолювали з печiнки бiлих щурiв методом диференцiального центрифугування (Кондрашова, Григоренко, 1985). До складу середовища видiлення МХ входили (ммоль/л): сахароза – 300, трiс – 10 (рН 7,4, t 0oC). Дихання МХ вивчали полярографiчним методом з використанням закритого електрода Кларка та кисневимiрювального блоку ГФ-012 (НДІ бiол. дослiджень, Пущино, Росiя). Середовище iнкубацiї МХ мiстило (ммоль/л): сахароза – 150, KCl – 50, KH2PO4 – 1,
трiс – 5, сукцинат – 0,35 (рН 7,4, t 26oC). Вихiд Н+ з МХ печiнки реєстрували рН-метричним методом з використанням електрода ЭСЛ-43-07 та унiверсального iонометра ЭВ-74. У цих дослiдженнях концентрацiю трiсу у середовищi
iнкубацiї зменшували до 3 ммоль/л (рН 7,4, t 26oC).
Кальцiйакумулюючу функцiю МХ вивчали з використанням радiоактивного iзотопу 45Ca2+ (0,37 МБк/нмоль) у середовищi iнкубацiї iз зменшеною кiлькiстю KH2PO4 (0,1 ммоль/л). Поглинання 45Са2+ зупиняли внесенням у суспензiю МХ 25 мкл стоп-розчину (сахароза – 150 ммоль/л, KCl – 50 ммоль/л, трiс – 5 ммоль/л, LaCl3 – 20 ммоль/л, рН 7,4) iз наступним її швидким фiльтруванням через мембраннi фiльтри Synpor (0,45 мкм). Фiльтри промивали 5 мл середовища такого складу (ммоль/л): KCl – 150, трiс – 5, LaCl3 – 0,5 (рН 7,4). Радiоактивнiсь фiльтрiв вимiрювали на рiдинному сцинтиляцiйному лiчильнику Rackbeta-1219 з використанням сцинтиляцiйної рiдини ЖС-8.
Неспецифiчну проникнiсть мiтохондрiальної мембрани оцiнювали за набуханням МХ методом реєстрацiї свiтлопоглинання суспензiї цих органел (? = 520 нм) на спектрофотометрi Cary-210. У середовище видiлення МХ додатково вносили ЕГТА (1 ммоль/л) i альбумiн сироватки бика (1%, маса/об’єм). Середовище iнкубацiї МХ мiстило (ммоль/л): сахароза – 150, KCl – 50, KH2PO4 – 2, трiс – 5, сукцинат – 1 (pH 7,4, t 30оС). Вмiст бiлка в суспензiї МХ визначали за методом Лоурi (Lowry et. al., 1951) або бiуретовим методом (Bialey, 1967).
Отриманi результати обробляли статистично з використанням критерiю Стьюдента, а також методами кореляцiйного та регресiйного аналiзу.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив катіонів лужноземельних i перехiдних металiв на дихання мiтохондрiй та транслокацію протонів через мітохондріальну мембрану.
Відомо (Saris, Akerman, 1980), що катіони Са2+, Sr2+, Ba2+ та Mn2+ викликають стимуляцiю дихання iзольованих МХ. Виявлений нами гiперболiчний характер (рис. 1) дозової залежностi ефектiв Са2+, Sr2+, Mn2+ та Cd2+ (50-400 мкмоль/л) на дихання МХ печінки дозволив визначити константу напiвнасичення (K0,5) та максимальну швидкiсть (Vmax) цього процесу методом лiнеаризацiї у системi обернених координат Лайнуiвера-Берка. Катiони La3+ (50-400 мкмоль/л) не впливали на дихання МХ, а за вiдсутностi у середовищi iнкубацiї екзогенних фосфатiв дещо пригнiчували його. Інгібіторну константу (Ki) у цьому випадку визначали у координатах Уеба. Встановлено, що значення Vmax метал-стимульованого дихання МХ спадає у такому порядку:
Катiони металiв: Сa2+ > Sr2+ > Cd2+ > Mn2+ >> La3+
Vmax, нмоль О2/хв•мг бiлка: 35,71 33,90 26,32 22,02 9,04
K0,5 для дослiджуваних металiв та Ki для La3+, якi характеризують чутливiсть МХ до катiонiв металiв утворюють такий ряд:
Катiони металiв: Cd2+ Sr2+ >> La3+ > Cd2+ > Mn2+
Vmax, нмоль Н+/хв•мг бiлка: 990,10 800,00 166,95 108,39 95,15
Отриманий ряд аналогiчний рядовi металiв, побудованому на основi їх здатностi до стимуляцiї дихання МХ, за винятком iонiв La3+, якi у цьому ряді змiщуються влiво.
Для з’ясування ролi транспорту катiонiв дослiджуваних металiв у матрикс

Рис. 2. Вплив рiзних концентрацiй катiонiв металiв ([Меn+], мкмоль/л) на швидкiсть виходу Н+ (V, нмоль Н+/хв•мг бiлка) з мітоходрій печiнки.

МХ у реалiзацiї їх впливу на функцiонування цих органел нами була проведена серiя дослiдiв з використанням неконкурентного iнгiбiтора Са2+-
унiпортера мiтохондрiальної мембрани – рутенiю червоного. Показано, що рутенiй червоний (10 мкмоль/л) зменшує сумарний вихiд Н+ з МХ печiнки, який стимульовали катiонами Са2+, Sr2+ i Mn2+ (100 мкмоль/л), вiдповiдно на 97, 100 та 90% (P0,98 -0,90 p=0,96 -0,84 p=0,93 -0,20 p=0,28
Примiтка. р – вiрогiднiсть коефiцiєнта кореляцiї.
пiєю гiдратацiї катiонiв металiв (r = -0,95), та константами стiйкостi їх комплексiв з ацетатом (r = -0,90) та аспарагiновою кислотою (r = -0,84). Це свiдчить про важливу роль дегiдратацiї катiонiв металiв та їх взаємодiї з карбоксильними групами Са2+-унiпортера пiд час їх енергозалежної транслокацiї в матрикс МХ.
Таким чином, МХ печінки здатні до енергозалежної акумуляції катіонів Ca2+, Sr2+, Mn2+ і Cd2+, швидкість якої визначається ентальпією гідратації катіонів металів та їх спорідненістю до СОО–груп Са2+-уніпортера МХ. Разом з тим, пригнічення дихання МХ іонами La3+ та куполоподібний характер дозової залежності ефектів Cd2+ і La3+ на вихід іонів Н+ з МХ печінки вказують на здатність цих металів взаємодіяти з іншими функціональними системами цих органел.

Вплив катiонiв перехiдних i лужноземельних металiв на протонофор-стимульоване дихання та ADP-фосфорилюючу здатність мітохондрій
Вiдомо, що швидкiсть дихання МХ, стимульованого протонофорами, зокрема n-трихлорметоксикарбонiлцiанiдфенiлгiдразоном (CCCP) та 2,4-динiтрофенолом (DNP), визначається iнтенсивнiстю процесiв окислення у дихальному ланцюгу цих органел. Нами встановлено, що CCCP (0,5 мкмоль/л) рiзко збiльшує швидкiсть дихання МХ (VCCCP) пiсля їх преiнкубацiї з іонами Са2+, Sr2+ та Mn2+ (100 мкмоль/л) (рис. 3). У цьому випадку VCCCP мало зале-
жала вiд виду катiонiв металiв (P > 0,05) i становила 57,40?2,51- 58,20?1,15 нмоль О2/хв•мг бiлка. Інку-бацiя МХ з катiонами La3+ (50 мкмоль/л) супроводжувалась суттє-вим зниженням VCCCP до рiвня 28.95?1.28 нмоль О2/хв•мг бiлка (P 0,05). Преiнкубацiя МХ з катiонами Mn2+ та La3+ супроводжувалась зменшенням VADP вiдповiдно до 26,16?2,25 та 15,58?1,09 нмоль О2/хв•мг бiлка, тобто на 25 та 31% (P 0,99
Примiтка. р – вiрогiднiсть коефiцiєнта кореляцiї.

Механiзми дiї катіонів лужноземельних і перехідних металiв на
калцiйакумулючу функцiю мiтохондрiй
Вiдомо, що висока кальцiйакумулююча здатнiсть МХ має важливе значення у пiдтриманнi кальцiєвого гомеостазу клiтини (Gunter, Pfeiffer, 1990, Костерин, Бурдыга, 1993) та у регуляцiї функцiонування цих органел (McCormack et al., 1990). Встановлено, що катiони Sr2+ (20-200 мкмоль/л), Cd2+ i La3+ (2-50 мкмоль/л), внесенi у суспензiю МХ одночасно з катiонами Са2+ (30 мкмоль/л), пригнiчують поглинання iонiв Са2+ цими органелами (рис. 4).

Рис. 4. Залежність швидкості поглинання Са2+ (V, нмоль Са2+/хв•мг бiлка) мiтохондрiями від концентрації катiонiв металiв ([Men+], мкмоль/л) у суспензії цих органел.

Дозова залежнiсть ефектiв катiонiв Sr2+, Cd2+ i La3+ мала експоненцiальний характер. Катiони Mn2+ у концентрацiях 10-50 мкмоль/л також пригнiчували поглинання кальцiю мiтохондрiями печiнки. Проте збiльшення концентрацiї iонiв Mn2+ у суспензiї МХ в дiапазонi 50-200 мкмоль/л супроводжувалось зменшенням їх iнгiбуючого впливу на поглинання iонiв Са2+ мітохондріями. Подібний ефект був відмічений і іншими авторами (Hughes , Exton , 1983, Allshire et al., 1985) які виявили здатність іонів Mn2+ стимулювати поглинання Са2+ МХ печінки щурів та мозку морської свинки. Ймовiрно, iони Mn2+ у високих концентрацiях здатнi взаємодiяти з катiонзв’язуючими групами Са2+-унiпортера, що супроводжується модифiкацiєю його провiдностi.
Лінії дозової залежності інгібуючих ефектів катіонів Sr2+, Mn2+ та La3+ на поглинання Са2+ мітохондріями у координатах Уеба перетинають вісь ординат у точках, близьких до одиниці (рис. 5). Це вказує на конкурентний тип інгібування цими катіонами транспорту Са2+ у МХ. У випадку з іонами Cd2+

Рис. 5 Кінетичний аналіз інгібуючого впливу катіонів металів на поглинання Са2+ мітохондріями печінки в системі координат Уеба (а) та Лайнуівера-Берка (б). а) 1/[Меn+] – обернені величини концентрації катіонів металів у суспензії мітохондрій, V0/(V0-Vi) – обернені величини частки неінгібованої швидкості поглинання Са2+ мітохондріями; б) 1/[Ca2+] – обернені значення концентрацій катіонів Са2+ у суспензії мітохондрій; 1/V – обернені значення швидкості поглинання кальцію мітохондріями.

координати точки перетину отриманої лінії з віссю ординат значно відрізняються від одиниці, що свідчить про інший тип інгібування.
Визначення типу iнгiбування катіонами Cd2+ транспорту Са2+ в МХ проводили графiчним методом у координатах Лайнуiвера-Берка. Для порівняння у цій системі координат був оцінений тип інгібування поглинання Са2+ мітохондріями катіонами Mn2+. Виявлене пiд впливом Mn2+ (50 мкмоль/л) збiльшення К0,5 поглинання Са2+ мiтохондрiями з 56,99 до 113,68 мкмоль/л та вiдсутнiсть суттєвих змiн Vmax цього процесу підтверджує конкурентний характер iнгiбування. Пiд впливом Cd2+ (10 мкмоль/л) К0,5 поглинання кальцiю МХ збiльшувалась з 56,99 до 67,37 мкмоль/л, а Vmax цього процесу зменшувалась з 913,79 до 532,50 нмоль Са2+/хв•мг бiлка, що вказує на змiшаний тип iнгiбування. Можливим механiзмом цього є виявлене нами пригнiчення пiд впливом iонiв Cd2+ процесiв окислення у дихальному ланцюгу МХ.
Порiвняння iнгiбуючого впливу катiонiв металiв на кальцiйакумулюючу здатнiсть МХ проводили на основi інгібіторних констант (Ki), якi визначали методом лiнеаризацiї експоненцiальних кривих доза-ефект в координатах Уеба (див. рис. 5). Для порівняльного аналізу була використана також Ki транспорту Са2+ в МХ іонами Ва2+, визначена К.Акерманом із співавторами (Akerman et al, 1977). Встановлено, що за зменшенням iнгiбуючого впливу на поглинання кальцiю мiтохондрiями (Кi, мкмоль/л) катiони металiв утворюють такий ряд:
Катiони металiв: La3+ 0,98 -0,91 p=0,97 -0,72 p=0,83
Примiтка. р – вiрогiднiсть коефiцiєнта кореляцiї.

Таким чином, катіони металів інгібують транспорт Са2+ в МХ печінки за конкурентним (Sr2+, Mn2+, La3+) та змішаним (Cd2+) типом. Здатність катіонів металів інгібувати транспорт Са2+ в МХ визначається ентальпією їх гідратації та спорідненістю до карбоксильних груп Са2+-уніпортера цих органел.

Вплив катіонів лужноземельних і перехідних металiв на неспецифiчну
проникнiсть внутрiшньої мембрани мiтохондрiй
Вiдомо (Zoratti , Szabo, 1995), що нагромадження кальцiю у МХ за певних умов призводить до переходу їх внутрiшньої мембрани у стан високої неспецифiчної проникностi (ВНП), набухання цих органел, що супроводжується втратою ними здатності до окисного фосфорилювання. Поряд з тим дані про вплив катіонів металів на стан проникності мембрани МХ, що може бути одним із механізмів реалізації їх впливу на функціонування цих органел, обмежені. Нами встановлено, що iндуковане Са2+ (30-100 мкмоль/л) набухання МХ включає фази повiльного (лаг-фаза) та швидкого набухання цих органел (рис. 6). Зменшення свiтлопоглинання суспензiї МХ, що свiдчить про їх набухання, досягало 0,1780,003 од. екст/мг білка (P 0,05). Очевидно, що катiони Sr2+, Mn2+ та La3+ у дослiджуваних концентрацiях не викликають переходу внутрiшньої мембрани МХ у стан ВНП.

Рис. 6. Часова кiнетика впливу катiонiв металів (50 мкмоль/л) на свiтлопоглинання суспензiї мiтохондрiй (?E520, од. екст./мг білка).
Катiони Cd2+ у концентрацiях 15 i 50 мкмоль/л суттєво змiнювали кiнетику Са2+-iндукованого набухання МХ, наближаючи її до кiнетики власного впливу (табл. 4). Так, катiони Cd2+ (50 мкмоль/л) зменшували амплiтуду Са2+-iндукованого (30 мкмоль/л) набухання МХ з 0,178?0,003 до 0,076?0,005 од. екст./мг бiлка (P 0,05 376,50±19,19 P10,05 451,80±15,40 P10,05 0,038±0,004 P10,05
Ca2+,30 Sr2+,100 0,159±0,016 P1>0,05 P2>0,05 0,032±0,001 P10,05 P3>0,05 0,058±0,005 P10,05 P30,05 P3>0,05
Ca2+,30 Mn2+,50 0,184±0,001 P1>0,05 0,099±0,017 P1>0,05 1115,00±32,79 P10,05 P30,05 P3>0,05 891,75±41,33 P1 Sr2+ ¬> Cd2+ > Mn2+ >> La3+.
3. Катіони Ca2+, Sr2+ i Mn2+ (100 мкмоль/л) не впливають, а катiони Cd2+ i La3+ (50 мкмоль/л) пригнiчують дихання мітохондрій, стимульоване протонофорами (СССР, 0,5 мкмоль/л; DNP, 10 мкмоль/л), що свiдчить про безпосереднє iнгiбування ними процесiв окислення в дихальному ланцюгу цих органел. В цiлому, здатнiсть катiонiв металiв пригнiчувати процеси окислення в дихальному ланцюгу мітохондрій збiльшується у такому порядку: Са2+, Sr2+, Mn2+ Sr2+ (33,90) > Cd2+ (26,32) > Mn2+ (22,02) >> La3+ (9,04). Полученный ряд тесно коррелирует с энтальпией гидратации КМ (r = -0,95) и костантами устойчивости их комплексов с ацетатом (r = -0,90) и аспарагиновой кислотой (r = -0,84). Следовательно, скорость энергозависимой аккумуляции КМ в МХ печени определяется энтальпией их гидратации и сродством к СОО- группам Са2+-унипортера МХ.
Выявленный нами ингибирующий эффект КМ на протонофор-стимулированное дыхание МХ увеличивается в ряду Са2+, Sr2+, Mn2+ (не влияют)

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019