CC BY
55
Коршунов Д.А., Хазанов В.А.
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ФОСФОЛИПИДОВ И МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ НА ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ В ПЕЧЕНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ТОКСИЧЕСКОМ ГЕПАТИТЕ ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН, г. Томск
Достаточное обеспечение энергией является необходимым условием полноценного функционирования всех систем организма. На основе митохондриальных субстратов в последнее десятилетие были разработаны регуляторы энергетического обмена, способные оптимизировать процессы энергообеспечения, устраняя энергетический дефицит благодаря способности восстанавливать и поддерживать активность быстрого метаболического кластера митохондрий. При увеличении нагрузки на систему энергопродукции процессы окисления переключаются от полного цикла Кребса на преимущественное окисление наиболее мощного ФАД-зависимого субстрата - сукцината. Его окисление по быстрому пути в результате сопряжения с процессами переаминирования обеспечивает прирост продукции АТФ - универсального стабилизатора, препятствующего деградации митохондрий [6, 8].
Известно, что окислительный стресс и окислительное повреждение митохондрий являются этиологическими факторами развития различных заболеваний и старения. В силу этого, митохондрии могут служить центральным барометром для оценки жизнеспособности клеток [9, 12-14].
С другой стороны развитие многих заболеваний связано с повреждением мембран клеток, которое приводит к нарушению их функциональной активности. Поврежденные клетки не в состоянии вырабатывать достаточное количество энергии. В многочисленных исследованиях показано, что введение в организм фосфолипидов стимулирует регенерацию клеточных мембран, тормозит деструкцию клеток, улучшает их функции и метаболизм [1-3].
В литературе отсутствуют данные о совместном
действии фосфолипидов и митохондриальны субстратов, хотя по имеющимся данным цитопротективное действие на фоне достаточного энергообеспечения может приводить к высокоэффективному адаптивному ответу системы, подвергшейся токсическому воздействию и истощению. Учитывая различный механизм действия препаратов фосфолипидной природы и митохондриальных субстратов, при совместном применении можно ожидать потенцирования их защитного действия.
Целью работы являлось исследование влияния митохондриальных субстратов на терапевтическое действие природных фосфолипидов при экспериментальной патологии печени, вызванной тетрахлорметаном.
Эксперименты проводили в зимне-весенний период на 72 беспородных белых мышах массой 20-30 г. Животные находились в стандартных условиях вивария, в параллельно исследуемых группах (по 6 мышей), имели одинаковую массу тела, контролируемую взвешиванием для коррекции вводимой дозы препаратов. Животные получали в течение 5 дней внутрижелудочно комплекс, состоящий из митохондриальных субстратов и фосфолипидов. Янтарную кислоту (ЯК) (50 мг/кг) и яблочную кислоту (ЯбК) (75 мг/кг) вводили в виде суспензии на 1% крахмальной слизи, экстракт фосфолипидов из биотехнологического материала (50 мг/кг) в виде раствора на подсолнечном масле. На 6 сут. мышам внутрибрюшинно вводили 10% масляный раствор тетрахлорметана в дозе 1,28 мл/кг (ЬБ50). Через 7 сут. после введения тетрахлорметана мышей декапитировали под эфирным наркозом. Для исследований использовали гомогенат печени.
Функциональное состояние системы энергопродукции оценивали полярографическим методом с помощью закрытого электрода Кларка по скорости потребления кислорода в различных метаболических состояниях по Чансу [10]. Рассчитывали скорость потребления кислорода митохондриями до (У4п), во время (У3) и после (У4о) фосфорилирования экзогенной АДФ (1 • 10-4 М), а также время фосфорилирования. Вычисляли коэффициенты стимуляции дыхания (СД= У3/У4п), дыхательного контроля (ДК=У3/У4о) и сопряженности окислительного фосфорилирования (АДФ/О).Среда инкубации: КС1 (1,2»10-1 М), НереБ-буфер (0,Ы0-1 М), ЭДТА (0,2 •Ю-3 М), КН2РО4 (0,2^ 10-2 М, рН - 7,2). В качестве субстратов окисления использовали сукцинат (1^10-3 и 5 •Ш-3 М), глутамат и малат (по 3^10-3 М). В работе использовали ингибитор аминотрансфераз - аминооксиацетат (АОА,
0,2^10-2 М), а также ингибитор СДГ - малонат (2^ 10-3 М).
Антиоксидантные свойства оценивали по активности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в печени животных. Об активности судили спектрофотометрически по изменению концентрации малонового диальдегида, являющегося конечным продуктом пероксидации липидов, содержанию
диеновых конъюгатов и оснований Шиффа. Статистическую обработку результатов проводили при помощи непараметрического критерия Вилкоксона-Манна-Уитни.
Изменения, обнаруженные нами у животных при развитии гепатита, вызванного тетрахлорметаном, свидетельствуют о высокой интенсивности липопероксидации. Функциональное состояние энергопродукции в митохондриях печени характеризовалось значительным снижением скоростей фосфорилирования во всех метаболических состояниях, но преимущественно окисления ФАД-зависимых субстратов. Уменьшалось сопряжение окислительного фосфорилирования в состояниях нагрузки на СДГ. Происходило увеличение времени фосфорилирования, снижение ДК. Эти данные указывает на истощение системы энергопродукции и снижение жизнеспособности гепатоцитов при интоксикации тетрахлорметаном [4, 6-8].
При защите фосфолипидами и в сочетании с ЯК происходило торможение процессов липопероксидации. Причем сочетание фосфолипидов с ЯК обеспечивало достижения нормальных величин измеряемых показателей. Также наблюдалась нормализация функционирования митохондрий печени, выраженная в полноценной сохранности кинетических параметров дыхания и сопряженности окислительного фосфорилирования.
При применении фосфолипидов с ЯК и ЯбК наблюдалось снижение эффективности работы митохондрий и высокая активность перекисного окисления липидов в печени животных. Как известно, ЯбК является НАД-зависимым субстратом, и можно предположить, что повышение активности окисления липидов происходит за счет образования АФК, так как их продукция значительно увеличивается, если транспорт электронов ограничен появлением большого протонного градиента на внутренней митохондриальной мембране. Возможно также, что разобщение процесса окислительного фосфорилирования, сопровождающееся повышением образования АФК, связано с перенапряжением энергопродукции на фоне окисления сукцината, образование которого увеличивается за счет переаминирования [8]. Применение малых доз ЯК оказывает сильное активирующее воздействие на клетки и весь организм. При повышении же дозы ЯК увеличивается вероятность гиперактивации СДГ на уровне митохондрий [5]. Такой эффект проявляется в силу гормонопообного действия ЯК за счет наличия рецептора в клетке [11].
Таким образом, применение ЯК в сочетании с природными фосфолипидами является обоснованным, так как обеспечивает эффективное функционирование митохондрий, препятствует активации ПОЛ.
Литература
1.Белобородова Э.И. Венгеровский А.И., Саратиков А.С. Влияние гепатозащитных средств на антитоксическую функцию печени // Сибирский журнал гастроэнтерологии и гепатологии. - 2000. - № 10/11. - С. 75-77.
2.Венгеровский А.И. Гепатопротективное действие фракции высокополярных липидов эплира / А.И. Венгеровский, А.С. Саратиков // Бюл. эксперим. мед. - 2002. - Приложение № 1. - С. 38-40
3.Гундерманн К.Й. Новейшие данные о механизмах действия и клинической эффективности эссенциальных фосфолипидов // Клинические перспективы гастроэнтерологии, гепатологии. - 2002. - № 2. -С. 21-24.
4.Кондрашова М.Н., Григоренко Е.В., Бабский А.М. Гомеостазирование физиологических функций на уровне митохондрий. - Новосибирск: Наука, 1987. -145 с.
5. Кондрашова М.Н. Гормоноподобное действие янтарной кислоты // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. - 2002. - № 1.
- С. 24-32.
6.Кондрашова М.Н. Классификация лекарственных средств с учетом их действия на митохондриальные процессы // Регуляторы энергетического обмена: Материалы симпозиума / ГУ НИИ Фармакологии ТНЦ СО РАМН. - М.: Томск, 2003. - С. 18-30.
7.Кондрашова М.Н. Структурно-кинетическая организация цикла трикарбоновых кислот при активном функционировании митохондрий. - Биофизика М.,1989. - 510 с.
8.Кондрашова М.Н. Трансаминазный цикл окисления субстратов в клетке как механизм адаптации к гипоксии. - М., 1989. 114 с.
9.Enns G.M. The contribution of mitochondria to common disorders // Mol. Genet. Metab. - 2003. - Vol. 80, № 1. - P. 11-26.
10.Chance B.C. The interaction of energy and electron transfer reactions in mitochondria // Journ. Biol. Chem. -1961. - Vol. 236, № 5. - P. 1534-1584.
11.He W., Mlao F., Lin D. Citric acid cycle intermediates as ligands for orphan G-proteincoupled receptors // Nature. - 2004. - Vol. 429, № 2. - P. 188-193.
12.Fariss M.W. Vitamin E therapy in Parkinson’s disease // Toxicology, - 2003. - Vol. 189, № 1. - P. 129-146.
13 .Kishikawa T., Edelstein D., Du X.L. Normalizing mitochondrial superoxide production blocks three pathways of hyperglycemia damage // Nature. - 2000. - Vol. 404, № 5.
- P. 787-790.
14.Pessayre D. Mitochondrial injury in steatohepatitis // Eur. J. Gastroenterol. Hepatol. - 2004, № 16. - P. 10951105.
