Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Ультраструктура митохондрий в условиях окислительного стресса

ВАК РФ 03.00.25, Гистология, цитология, клеточная биология

Автореферат диссертации по теме "Ультраструктура митохондрий в условиях окислительного стресса"

На правах рукописи

Сапрунова Валерия Борисовна

УЛЬТРАСТРУКТУРА МИТОХОНДРИЙ В УСЛОВИЯХ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА

03.00.25-03 - гистология, цитология, клеточная биология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Москва - 2008

003450353

Работа выполнена в отделе биоэнергетики НИИ физико-химической биологии им. А.Н.Белозерского, МГУ им. М.В.Ломоносова. Научные консультанты академик РАН Скулачев В.П.,

доктор биологических наук, профессор Бакеева Л.Е. Официальные оппоненты доктор биологических наук,

профессор Онищенко Г.Е.

(Московский Государственный Университет им МВ. Ломоносова) доктор биологических наук, профессор Мошков Д.А.

(Институт экспериментальной и теоретической биофизики, г. Пущино) доктор биологических наук, Колосова Н.Г.

(Институт цитологии и генетики СО РАН г. Новосибирск) Ведущая организация: Институт биологии развития

им. Н.К. Кольцова, РАН

Защита состоится «18» ноября 2008 г. в 15 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 501.001.52 при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, аудитория М1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Автореферат разослан « 1С» 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук

Е.Н.Калистратова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последнее время механизмы окислительного стресса привлекают особое внимание исследователей прежде всего благодаря широкому признанию его роли в этиологии не только серьезных патологий, но «нормального» физиологического старения (Fiskum et al, 1999; Murphy et al., 1999; Lenaz., 2001; Dawson and Dawson 2003; Beal., 2004; Bossy-Wetzel et al., 2004; Shen and Cookson, 2004; Андреев и др., 2005). Процесс старения - одна из биологических проблем, постоянно вызывающая огромный интерес. До сих пор наиболее популярной концепцией старения остается свободно-радикальная гипотеза Хармана (Harman, 1956), предположившего, что ведущую роль в ослаблении жизненных функций с возрастом играет окисление биополимеров активными формами кислорода (АФК). В дальнейшем было установлено, что при старении действительно возрастает уровень окислительных повреждений ДНК, белков и липидов, что может быть следствием либо увеличения в старости продукции АФК, либо ослабления антиоксидантной защиты, либо пропорционального возрасту организма повреждающего воздействия АФК. По мнению В.П. Скулачева, «...«реостат», регулирующий продолжительность жизни, - это скорость образования АФК внутри митохондрий» (цит. по Скулачев, 2005), поскольку именно эти органеллы являются источником большей части АФК в клетках организма. В норме для предотвращения окислительного стресса в клетке существует несколько степеней защиты, препятствующих генерации избыточного количества АФК митохондриями. Самым последним рубежом защиты клеток, по мнению В.П. Скулачева, является процесс самоликвидации этих органелл, названный, по аналогии с апоптозом, «митоптозом» (Скулачев, 1999).

Еще в 60-х годах минувшего столетия, с развитием ультраструктурных исследований клетки, важную роль в процессах старения стали отводить факторам на субклеточном уровне. Возникла точка зрения, что старение является выражением событий, разыгрывающихся непосредственно в цитоплазме клетки (Policard and Bessis, 1968).

В настоящее время не вызывает сомнения факт, что митохондрии являются центральным звеном в цепи событий, приводящих к запуску в клетке окислительного стресса. Однако, несмотря на огромное количество работ, посвященных исследованию механизмов окислительного стресса и вызываемого им апоптоза, принципы участия митохондрий в них до сих пор нельзя считать установленными. На каждой из стадий развития этих процессов еще не выявлены многие принципиальные механизмы, не идентифицированы все компоненты сигнальных путей, не прослежена их взаимосвязь и соотношение этих процессов с основными биоэнергетическими функциями митохондрий.

Если вышеизложенная гипотеза о запрограммированности старения верна и в основе старения и связанных с ним патологий лежит повышенная генерация АФК, то оптимальная терапевтическая стратегия должна состоять в повышении мощности систем защиты от АФК. В таком случае защита клеток от митохонд-риальных АФК посредством антиоксидантов должно останавливать или хотя бы замедлять развитие патологий и физиологического старения. В.П. Скулаче-вым был предложен антиоксидант - катионный аналог хинона - 8к(21, составленный из пластохинона, проникающего катиона и деканового линкера. Биохимические исследования полученного антиоксиданта показали, что 8к<31 является мощным антиоксидантом многократного действия. Огромный интерес представляет изучение ультраструктуры клеток и тканей при действии препарата 8кС>1, поскольку отличительной особенностью митохондрий является четко выраженная взаимосвязь функционального состояния и ультраструктуры этих органелл. Анализ ультраструктуры ткани при исследовании действия митохон-дриального антиоксиданта - 8к<31 позволяет исследовать наличие патологических изменений клеток, а также доставку данного препарата к искомой мишени - митохондриям.

Цель и задачи исследования

Цель работы состояла в выявлении закономерностей преобразования ультраструктуры митохондриального аппарата клетки при окислительном стрессе, а также в исследовании на ультраструктурном уровне действия препа-

рата SkQl как митохондриального антиоксиданта при развитии обусловленных окислительным стрессом патологий.

Были поставлены следующие задачи исследования:

1. Установить закономерности последовательных преобразований ультраструктуры митохондриального аппарата при клеточной гибели, вызванной окислительным стрессом на различных экспериментальных моделях:

• На культурах клеток различных тканей (культуры клеток HeLa, фиб-робластов человека);

• На экспериментальной модели изолированной ткани миокарда;

• В условиях естественно протекающих процессов в ткани миокарда экспериментальных животных (линия SHR-SP).

2. Исследовать на ультраструктурном уровне механизм развития явления митоптоза как последнего рубежа защиты клеток при окислительном стрессе, в модельных экспериментах на клетках культуры HeLa, на экспериментальной модели изолированной ткани миокарда, а также in vivo на летательной мышце D. melanogaster.

3. Установить обусловленные окислительным стрессом возраст-зависимые изменения ультраструктуры митохондрий на уровне целого организма.

4. Исследовать действие митохондриального антиоксиданта SkQl непосредственно на морфологию хондриома клеток.

5. Изучить действие SkQl как митохондриального антиоксиданта на клеточном уровне, а также на уровне всего организма.

Научная новизна. Проведенные электронно-микроскопические исследования показали, что предложенный В.П. Скулачевым катионный аналог хинона - SkQl является уникальным по своей эффективности антиоксидантом, действие которого специфически направлено на митохондрии и не осложнено побочным прооксидантным действием. Впервые установлено, что,SkQl полно-

стью предотвращает развитие апоптоза, вызванного окислительным стрессом, в клетках культуры НеЬа. Впервые на ультраструктурном уровне доказано, что 8кС>1 оказывает мощное антиоксидантное действие на уровне целого организма: препарат значительно замедляет развитие возрастных изменений, связанных с окислительным стрессом в летательной мышце мухи О. те\апо§а$1ег\ оказывает защитное действие при развитии обусловленной возрастом патологии - дистрофии сетчатки у крыс линии ОХУБ и восстанавливает ультраструктуру пигментного эпителия до состояния, характерного для этой ткани у животных без нарушения зрения; оказывает мощное защитное действие на ткань миокарда, останавливая патологические процессы, развивающиеся с возрастом в кардиомиоцитах крыс линии ОХУБ.

Практическая ценность работы. Результаты работы имеют большое теоретическое значение для понимания роли митохондрий в развитии окислительного стресса, а также вклада процессов, развивающихся на субклеточном уровне, в патогенез старения и связанных с ним заболеваний.

Большой практическое значение работы состоит в подтверждении на ультраструктурном уровне антиоксидантных свойств нового препарата 8кС)1, что позволяет использовать это вещество для профилактики и лечения возраст-зависимых патологий, связанных с окислительным стрессом, в практической медицине. Результаты работы могут использоваться в курсах лекций по клеточной биологии, цитологии, а также патофизиологии.

Апробация работы. Материалы работы были представлены на: 5-ой Пу-щинской конференции молодых ученых «Биология - наука 21 века» (Пущино,

2001); Всероссийском рабочем совещании «Митохондрии в патологии» (Пущино, 2001); XIX Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка, 2002); Третьем съезде биохимического общества (Санкт-Петербург,

2002); II Всероссийской конференции «Клинические и патогенетические проблемы нарушений клеточной энергетики (митохондриальная патология)» (Москва, 2002), Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2003); 1-ом съезде Общества клеточной биологии (Санкт-

Петербург, 2003); III Съезде биофизиков России (Воронеж, 2004); 29th FEBS Congress (Варшава, Польша, 2004); Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2005); XXI Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка, 2006); Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация» (Пущино, 2007); VI European congress International Association of Gerontology and Geriatrics (Санкт-Петербург, 2007); XXII Российской конференции по электронной микроскопии (Черноголовка, 2008); IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из разделов: «Введение», «Обзор литературы», «Материалы и методы исследования», «Результаты», «Обсуждение результатов», «Выводы», «Список литературы». Работа изложена на 262 страницах, список литературы включает в себя 584 названия. Работа имеет приложение, составленное из электронно-микроскопических фотографий, иллюстрирующих результаты исследований.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Материалом для исследования служили клетки культуры тканей (культура эпителия рака шейки матки человека HeLa, культура подкожных фибробла-стов человека); миоциты желудочков сердца; изолированные митохондрии сердца; летательная мышца D. melanogaster; пигментный эпителий и миоциты желудочков сердца крыс линии OXYS (получены из Института цитологии и генетики СО РАН).

Клетки культуры получали и растили по стандартным методикам. Для исследования действия окислительного стресса на ультраструктуру клетки культуры обрабатывали перекисью водорода в концентрации 100 мкМ и 150 мкМ в течение суток для клеток кулыуры HeLa и фибробластов, соответственно. Для индукции апоптоза, клетки культуры Heia обрабатывали в течение 4 и 8 часов TNF-a в концентрации 5 нг/мл в присутствии 1 мкг/мл ет. Для индукции митоптоза клетки культуры HeLa обрабатывали миксотиазолом в концентрации

2 мкМ, добавленным вместе с разобщителем (БИР) в концентрации 400мкМ в течение 3 суток.

Эксперименты на ткани сердца проведены на модели изолированных кусочков миокарда, инкубированных в условиях гипоксии, разработанной Л.С. Ягужинским (Сапрунова и др., 2002). Исследование активности цитохром с оксидазы проводили по общепринятой методике (Бе^тап й а!., 1968).

Для исследования действия митохондриального антиоксиданта пласто-хинон-децил-трифенилфосфония (ЯкСН) клетки культуры НеЬа прединкубиро-вали в течение 7 дней с препаратом БкС)1 в концентрации 20нМ; на корм, потребляемый особями В. melanogaster опытной группы, наносили 1,85 нМ препарата каждые 5 дней; крысы линии ОХУБ получали препарат ежедневно в течение 68 дней либо с едой в концентрации 250 нмоль/кг, либо в виде глазных капель, концентрация препарата в которых составляла 250 нМ.

В работе использовались стандартные приемы электронной микроскопии (Бирюзова и др., 1963).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ I. Исследование ультраструктуры митохондриального аппарата клетки при окислительном стрессе на модели клеток культуры тканей

Нарушение баланса между системами генерации и системами удаления АФК в митохондриях приводит к возникновению окислительного стресса, в результате которого происходит открытие неспецифической поры, что обуславливает потерю мембранного потенциала, и, следовательно, невозможность импортирования митохондриальных белков, синтезируемых в цитозоле. Такие поврежденные митохондрии не могут восстановить свои функции и должны быть уничтожены. Этот процесс В.П. Скулачевым был назван «митоптозом» (Скулачев, 1999). Благодаря ему митохондриальная популяция очищается от отдельных органелл, продуцирующих избыточные количества АФК, тем самым сохраняя жизнь клетке. По мнению В.П. Скулачева, если некоторая часть мито-

хондриаяьного аппарата клетки начинает производить избыточное количество АФК, исправить эту ситуацию можно: 1) распадом пространственно организованной системы митохондриального ретикулума на отдельные изолированные митохондрии и 2) митоптозом тех из них, которые синтезируют избыточные количества АФК. Если же открытие неспецифической поры происходит в большинстве митохондрий клетки, это неизбежно приводит к запуску в клетке апоптоза, поскольку во всех этих органеллах происходит набухание митохондриального матрикса, разрушение внешней митохондриальной мембраны, выход цитохрома с и других проапоптозных агентов из межмембранного пространства в цитозоль (Skulachev et al., 2004).

Для исследования изменений структуры хондриома клетки при окислительном стрессе в большинстве случаев используют методы световой микроскопии. В то же время изменения ультраструктуры митохондрий, соответствующие прохождению определенных стадий развития окислительного стресса в клетках, до сих пор были только теоретически предсказаны и не были изучены на ультраструктурном уровне. Поэтому представляло большой интерес исследование обусловленных окислительным стрессом изменений ультраструктуры митохондриального аппарата клетки.

1. Исследование действия экзогенного окислительного стресса на ультраструктуру клеток культуры тканей

Клетки культуры тканей наиболее часто используются при исследовании апоптоза, поскольку на этой модельной системе можно наблюдать всю последовательность преобразований клетки в процессе развития программированной клеточной гибели.

Исследование действия перекиси водорода на клетки культуры HeLa (100 мкМ в течение суток) и фибробласты человека (150 мкМ в течение суток), а также сравнение полученных данных об изменении ультраструктуры митохондрий при окислительном стрессе с изменениями ультраструктуры этих орга-нелл при индукции апоптоза TNF-a в клетках культуры HeLa показало, что,

несмотря на значительные различия в картине ультраструктурных изменений

ции апоптоза,^

, Ак ального аппарата

клеток ^ культуры

г I Щ; '* « системы митохонд-

> * ' •'* , „' " .1 риального ретикулу-

• ^ ' * ' О.Зйкм « . . 0.2 мкм' & ^ » <-. V! ♦ -•»-----• V —-— ма; концентрация

электронно-плотных

митохондрий вокруг

ядра. На стадии цен-

Фот. 1. Электронно-микроскопические фотографии, отражающие возможные механизмы распада протяженных митохондрий клеток культуры НеЬа на мелкие, ультраконденсиро-ванные органеллы.

тростремительного движения митохондрии к ядру происходят изменения и во внутренней организации органелл - преобразование митохондрий в ультра-конденсированное состояние.

В то время как преобразования пространственной организации хондрио-ма в клетке при апоптозе общеизвестны, природа и механизм образования специфической для апоптоза популяции мелких митохондрий в настоящее время

остается невыясненной. В. настоящей работе впервые удалось обнаружить фрагментацию внутреннего объема митохондрий на отдельные компартменты (фотогр. 1). Предположительно, этот результат показывает возможные механизмы распада протяженных митохондрий на мелкие, ультраконденсированные органеллы. Они полностью соответствует высказанному выше предположению о распаде общей митохондриальной системы на отдельные, мелкие, изолированные митохондрий как механизму уничтожения части поврежденных орга-нелл, продуцирующих избыток АФК. Эти преобразования ультраструктуры митохондрий при развитии процесса апоптоза ранее не описаны.

Согласно литературным данным избыточная генерация АФК в митохондриях вызывает открытие неспецифической поры во внутренней митохондриальной мембране, что приводит к выходу проапоптозных белков из межмембранного пространства в цитозоль (Zoratti and Szabo, 1995; Skulachev, 1996). Однако такие изменения ультраструктуры митохондрий, как исчезновение протяженных митохондриальных филаментов и ультраконденсация митохондрий не могут объяснить постоянно дискутируемый в литературе вопрос: каким образом происходит освобождение митохондриальных белков в цитоплазму.

Впервые в нашей работе удалось C~IIZIZZZID обнаружить наличие специальной

1'__кратковременной фазы набухания

j, митохондрий, которая сопровождает

С___.) распад пространственно ориентиро-

___ ^ ¡^ЗСГ ''"""""^г--«. ванной системы митохондриального

CZZDC"*") * i___>

|4 |й> ретикулума.

CZZZZZZTZD CZZZZZZZZD На основании полученных

данных можно предложить следующую схему развития событий при локальных повреждениях митохондриальной популяции, вызванных окислительным стрессом (схема 1). Присутствующая в клетке в норме система митохондриального ретикулума помимо по. i

Схема 1. Изменения ультраструктуры митохондриальных филаментов при их локальном повреждении.

ложительных моментов (наличие в клетке единой энергетической системы) создает и ряд проблем: локальное повреждение одной митохондрии может приводить к деэнергизации всей популяции митохондрий; кроме этого, перераспределение митохондрий внутри клетки вряд ли возможно, в случае если они объединены в единую систему. Обе эти проблемы можно решить, превратив протяженные митохондрии в череду мелких, изолированных друг от друга ор-ганелл. Локальное повышение проводимости внутренней митохондриальной мембраны, вызванной генерацией АФК (например, открытие неспецифической поры), приводит к деэнергизации целого митохондриального филамента (Схема 1, шаг 1), что ведет за собой локальное набухание поврежденной части.

Набухание фрагмента митохондриального филамента может вызывать связывание с наружной митохондриальной мембраной белка Бгр-1, отвечающего за деление митохондрий, отделение набухшего участка и восстановление энергизованного состояния всей остальной органеллы (Схема 1, шаг 2). Далее возможны два пути развития сложившейся ситуации: исправление полученных повреждений или закрытие неспецифической поры, следующая за ним ре-энергизация ранее поврежденной части митохондрии (Схема 1, шаг 3), которая может приводить к регенерации филамента до исходной длины (Схема 1, шаг 4); или митоптоз поврежденного участка, а именно его ультраконденсация (Схема 1, шаг За) и поглощение аутофагосомой (Схема 1, шаг 4а). В случае сильного окислительного стресса, вызванного добавлением к клеткам культуры проапоптозных агентов, весь хондриом клетки становиться смертельно опасным и подвергается распаду и ультраконденсации.

Таким образом, на модели клеток культуры, в результате электронно-микроскопического исследования впервые удалось наглядно показать стадии изменения ультраструктуры митохондрий при окислительном стрессе и предложить схему защиты митохондриальной популяции клетки от окислительного стресса, вызванного АФК. Описанные в настоящей работе изменения ультраструктуры митохондрий при развитии в клетках культуры окислительного стресса можно трактовать как отражение процесса митоптоза - последнего ру-

бежа защиты клеток в условиях тяжелого поражения. Однако данные об этом процессе, полученные при обработке клеток культуры перекисью водорода, являются лишь косвенными доказательствами его существования. Полностью подтвердить существование явления митоптоза как механизма защиты клеток от окислительного стресса удалось на модели клеток культуры НеЬа в условиях, провоцирующих возникновение эндогенного окислительного стресса в клетках.

2. Митоптоз в культуре клеток НеЬа, индуцированный

длительным воздействием митохондриальными ядами.

На культуре клеток НеЬа была исследована модель митоптоза в условиях остановки синтеза АТФ в митохондриях. Синтез АТФ был остановлен ингибитором дыхательной цепи (миксотиазолом) в концентрации 2 мкМ, добавленным вместе с разобщителем (БЫР) в концентрации 400мкМ, который не только ин-гибировал окислительное фосфорилирование, но также стимулировал Н+-АТФазную активность митохондрий. В этих условиях гидролиз АТФ в митохондриях начинал превышать синтез АТФ. Кроме этого, в результате остановки потока электронов по дыхательной цепи, в митохондриях начинается суперпродукция АФК, возникающая вследствие остановки продукции КАБРН Дцн+-зависимой трансгидрогеназой, и повышение образования 02~' Такая ситуация, вызванная неисправно работающими митохондриями, является смертельно опасной для клетки. Нами было показано, что в этих условиях клетка практически полностью лишается митохондрий, большая часть клеток (50-70%) погибала, но остальная часть оставалась жизнеспособной без всяких признаков апоп-тоза или некроза. В популяции таких выживших клеток, на фоне отсутствия даже начальных признаков развития апоптоза, практически полностью отсутствовали митохондрии: вся цитоплазма выглядела свободной от митохондрий. При этом во всех клетках, выживших после обработки митохондриальными ядами, были найдены незначительные скопления структур, являющихся мембранными элементами, «остатками» митохондрий. Интересен тот факт, что во

всей популяции клеток, выживших после воздействия митохондриальными ядами, на фоне практически полного исчезновения митохондрий, скопления аутофагосом, способных переработать поврежденные и опасные для клетки митохондрии, в цитоплазме не обнаруживается.

Однако цитоплазма клеток, выживших после воздействия митохондри-

альных ядов, не была абсолютно пустой. В цитоплазме всех выживших клеток нами были найдены необычные электронно-плотные органеллы, которые имели округлую или сферическую форму и окружены одной мембраной. Внутреннее пространство этих необычных структур было заполнено плотно прилегающими друг к другу слоями мембран (фотогр. 2). Эти удивительные органеллы не описаны в литературе. Мы предполагаем, что такие новые структурные образования формируются в клетках в результате стрессор-ного воздействия митохондриальных ядов и, возможно, имеют митохондриальное происхождение. Вероятно, образование этих структур является результатом развития в клетке регенеративных процессов, направленных на сохранение хотя бы части популяции митохондрий. В пользу этого предположения говорит тот факт, что в условиях дальнейшей инкубации клеток в среде без митохондриальных ядов клетки не только полностью восстанавливают митохондриальный аппарат, но и преумножают его объем по сравнению с контрольными клетками культуры НеЪа, чего не могло бы

0.1 мкм

Фот. 2. Продольное сечение ячеистой мембранной структуры. Видно взаимоотношения мембран внутри органеллы.

культуры HeLa, чего не могло бы произойти при потере клетками всего мито-хондриального аппарата.

Исчезновение популяции митохондрий в клетках были описаны Толков-ским (Tolkovsky) с соавт. (Fletcher et al., 2000; Xue et al., 2001) при добавлении к клеткам ингибитора каспаз (Boc.Aspartyl(0-metyl)CH2F (ВАР)) для прерывания развития процесса апоптоза на уровне ниже митохондриального. В присутствии ингибитора клетки выживали, но полностью лишались митохондрий. Авторы предположили, что все митохондрии уничтожаются аутофагосомами, однако это предположение не было подтверждено достаточно весомыми доказательствами. В наших, более физиологичных условиях эксперимента, мы обнаружили иной, сложный, способ избавления клеток от начавших вырабатывать АФК митохондрий.

В клетках, подвергшихся длительному воздействию митохондриальными ядами, набухшие, практически разрушенные митохондрии образовывали скопления в околоядерной зоне, входя в дальнейшем в состав структуры, ограниченной от основной клетки одинарной мембраной. Эта структура, содержащая мембранные везикулы, всегда формировалась в околоядерной зоне. Практически всегда в ней присутствовал фрагмент ядра. Нами было показано, что постепенно сформированное структурное образование перемещалось от околоядерной зоны к периферии клетки. Такая структура была названа «митоптозное тело», поскольку в его состав входят поврежденные митохондрии клетки.

На фотографии 3 показано сопоставление светового, флуоресцентного и электронно-микроскопического исследования одной и той же клетки (фотогр. 3, в), окрашенной красителем Mitotracker Green для определения локализации митохондрий (фотогр. 3, а) и красителем Hoechst 333342 (blue), окрашивающим ядра (фотогр. 3, б). Большая часть цитоплазмы практически лишена митохондрий (окраска клетки красителем Mitotracker Green - свечение отсутствует) (фотогр. 3, а) и лишь в области, расположенной между ядром и плазматической мембраной видно яркое свечение. Следовательно, именно здесь и собрана основная часть митохондрий. Анализ серийных, ультратонких срезов через всю

Фот. 3. Сравнительные фотографии клетки культуры HeLa: (а) окрашенной митохондриальным красителем Mitotracker Green; (б) окрашенной красителем Hoechst 333342 (blue); (в) световая фотография; (г) электронно-микроскопическая фотография.

доказывают

существование явления митоптоза, наличие которого, как последнего рубежа защиты клеток при окислительном стрессе, было предсказано и обосновано

клетку позволил идентифицировать область клетки, соответствующей участку при покраске красителем Mitotracker Green митохондриями (фотогр. 3, г) и показать, что в ней распо- ' лагается «ми-топтозное тело», ' уже практиче- I ски полностью выведенное за пределы цитоплазмы и сохраняющее лишь

небольшую j область контак- j та с клеткой.

Результаты этих экспериментов впер- ^ вые наглядно

В.П. Скулачевым (Скулачев, 1997; 8ки1ас11еу, 1998; Скулачев, 1999; 8ки1асЬеу, 1999; Скулачев, 2000; ЗЫасЬеу еХ а1., 2004; Скулачев, 2005). Таким образом, в клетках действительно существует выявленная нами на ультраструктурном уровне последовательность событий, направленная на очистку популяции митохондрий в клетке от органелл, образующих избыток активных АФК. В наших экспериментах при комбинированном действии разобщителя и ингибитора дыхательной цепи митохондрии, начавшие в избытке вырабатывать АФК, становятся опасными для клетки. В результате митоптоза большая часть популяции митохондрий подвергается разрушению и выводится из клетки в составе структурного образования, формирующегося в околоядерной зоне клетки. Если же всплеск генерации эндогенных АФК митохондриями в клетке превышает предельно допустимый уровень, как в случае действия на клетки культуры перекиси водорода, то всех имеющихся в наличии защитных механизмов клетки становиться недостаточно, клетка не справляется с окислительным стрессом и уходит в апоптоз.

Предотвратить этот процесс возможно, усилив защитные механизмы клетки. В.П. Скулачевым был предложен митохондриальный антиоксидант пластохинон-децил-трифенилфосфоний (8кС>1), который, как было показано в биохимических исследованиях (Скулачев, 2007), насыщая внутренний полумембранный слой митохондрий, прерывает в самом начале цепную реакцию перекисного окисления жирнокислотных остатков фосфолипидов. Одним из направлений изучения защитного действия БкСН является исследование состояния ультраструктуры клеток.

3. Действие 8к(21 как митохондриального антиоксиданта на преобразования ультраструктуры митохондрий при развитии окислительного стресса на клетках культуры

Для электронно-микроскопического исследования непосредственного действия 8к(])1 на ультраструктуру клетки и, прежде всего, митохондрий, клетки культуры НеЬа инкубировали в течение 7 дней в присутствии 20нМ БкС)!.

Фот. 4. Сравнительные фотографии митохондрий клеток культуры НеЬа: (а) контрольных; (б) инкубированных в течение 7 дней с 20нМ ЭкС} 1.

Нами было показано, что сам по себе антиоксидант не является

токсичным. Инкубация с препаратом клеток культуры НеЬа не только не оказывает негативного действия на ультраструктуру клеточных органелл, но напротив, вызывает формирование мощного митохондриального аппарата, образованного протяженными,

разветвленными митохондриями (фотогр. 4, б), значительно превосходящими размерами митохондрии контрольных клеток культуры НеЬа (фотогр. 4, а). Такое состояние хондриома являются необычным ; морфологическим признаком для клеток культуры НеЬа. При этом, несмотря на I значительные изменения общей морфологии хондриома, внутренняя ультраструктура митохондрий не претерпевает изменений.

Исследование антиоксидантного

1

действия БкСН на клетки культуры НеЬа в условиях прединкубации клеток в течение 7 суток показало, что БкСН предотвращает | развитие апоптоза в клетках культуры НеЬа при его индукции перекисью водо- ' рода в концентрации 100 мкМ в течение | суток. В клетках полностью отсутствуют признаки развития апоптоза, такие как округление клеток, общий блебинг,

Фот. 5. Сравнительные фотографии митохондрий клеток культуры НеЬа: (а) обработанных 100 мкМ Н2Ог; (б) прединкуби-рованных в течение 7 дней в присутствии 20нМ йкСМ и далее инкубированных в течение суток со 100 мкМ Н202.

фрагментация ядра, перемещение и скопление митохондрий в зоне ядра, изменение внутренней ультраструктуры митохондрий. Клетки имеют форму, характерную для контрольных клеток НеЬа, митохондрии расположены равномерно в пределах клетки как в зоне ядра, так и в тяжах цитоплазмы; митохондриальная популяция состоит из удлиненных митохондрий сложного ветвления, а также содержит незначительные по размеру, округлые органеллы (фот. 5, б). Таким образом, электронно-микроскопическое исследование действия 8кС>1 на клетках культуры НеЬа показало, что чрезвычайно низкие концентрации 8кС)1 (20 нМ) предотвращают гибель клеток от окислительного стресса, вызванного добавлением перекиси водорода в концентрации 100 мкМ. Показано, что в условиях сильного экзогенного воздействия АФК, в клетках, прединкубированных в течение 7 суток с антиоксидантом БкО1, не только не происходит распада митохондри-ального ретикулума на отдельные, мелкие митохондрии, но напротив, происходит усиление митохондриального аппарата, увеличение объема митохондрий.

Однако клетки культуры являются экспериментальной моделью, не даю-

щей полной информации о процессах, развивающихся в организме in vivo. Поэтому следующем этапом работы стало исследование изменений ультраструктуры клеток, вызванных нарушением баланса между про- и антиоксидантными системами клеток, на уровне тканей и на уровне целого организма.

II. Преобразования ультраструктуры митохондриального аппарата клеток при действии длительной гипоксии в ткани

миокарда

Одним из самых активных потребителей кислорода в организме является ткань миокарда. Снижение уровня кислорода - гипоксия - вызывает значительные нарушения структуры и функций миокарда в целом и, в частности, наиболее чувствительных к гипоксии структур клетки - митохондрий. Поскольку кислород является одним из основных субстратов для этих органелл, то снижение его концентрации приводит к нарушению энергетики клетки и резко изменяет скорость генерации АФК митохондриями. В работе был проведен анализ изменений ультраструктуры митохондриального аппарата кардиомицитов кусочков ткани миокрада, инкубированных в условиях гипоксии в течение 72 ч. при температуре 22°С. Известно, что митохондрии кардиомиоцитов не образуют единые протяженные, разветвленные сети, а функционируют, объединяясь в общую сеть посредством межмитохондриальных контактов. Поэтому в случае локального повреждения отдельной митохондрии должен существовать иной, по сравнению с клетками культуры, способ выживания митохондриальной популяции в условиях окислительного стресса.

Наше исследование показало, что изолированная ткань миокарда после инкубации в течение 72 часов в условиях гипоксии не разрушается, однако претерпевает значительные изменения. Электронно-микроскопическое исследование не обнаружило признаков развития некроза в кардиомиоцитах. В экспериментальных условиях длительной гипоксии сохраняется система митохондриального ретикулума; нативная структура межмитохондриальных контактов указывает на ее активное функционирование.

В условиях длительного стрессорного воздействия гипоксии в ткани миокарда происходят значительные изменения ультраструктуры митохондрий. Наряду с изменениями ультраструктуры митохондрий, хорошо известными как характерные признаки аноксии (септированные митохондрии, внутрикристные включения), в нашей ткани обращает на себя внимание удивительная, неизвестная к настоящему моменту времени в литературе ультраструктурная гетерогенность популяции митохондрий. На фоне основной популяции митохондрий с обводненным, просветленным матриксом, контрастными, хорошо выраженными мембранами, можно видеть электронно-плотные митохондрии различного размера, располагающиеся как среди миофибрилл, так и внутри обводненных митохондрий с электронно-прозрачным матриксом.

Анализ серийных срезов как митохондрий в тканевых препаратах, так и в суспензии изолированных органелл из данной экспериментальной ткани показывает, что электронно-плотные митохондрии действительно располагаются в межмембранном пространстве обводненных митохондрий большего размера. Нами был установлен и детально исследован процесс возникновения этих структур в динамике: прослежены все стадии образования новой митохондрии внутри митохондрий основной популяции, а также показано, что возникающие в митохондриях основной популяции кардиомиоцитов мелкие электронно-плотные митохондрии обнаруживают хорошо различимую цитохром с-оксидазную активность по всей длине образующихся крист, в то время как основная митохондрия, внутри которой формируется новая органелла, частично или полностью утрачивает цитохром с-оксидазную активность.

Наряду с появлением электронно-плотных митохондрий в межмембранном пространстве обводненных митохондрий основной популяции, в этих ор-ганеллах также происходят перестройки и внутренней мембраны. Практически в каждой митохондрии внутренняя мембрана образует необычную губчатую, ячеистую структуру с ячейками одинакового размера.

Аналогов этому явлению в литературе найдено не было. Выявленная в нашей работе структурно-морфологическая картина преобразования митохонд-

риального аппарата кардиомиоцптов, обусловленная условиями гипоксии, значительно отличается от имеющихся в литературе представлений.

В этой связи важное значение для работы имеют полученные данные при исследовании ультраструктуры кардиомиоцитов миокарда крыс линии SHR-SP. Согласно литературным данным, у крыс линии SHR с возрастом в отдельных кардиомиоцитах развиваются процессы апоптоза, причем процент пораженных клеток с возрастом растет и достигает максимального значения к 64-й наделе онтогенеза (Liu et al., 2000). В настоящей работе при исследовании миокарда крыс линии SHP-SP нами были найдены ультраструктурные изменения мито-хондриального аппарата, полностью совпадающие с изменениями, развивающимися в кардиомиоцитах кусочков миокарда, инкубированных в условиях аноксии.

Мы полагаем, что полученные в работе результаты исследования ультраструктуры митохондриальной популяции, а также цитохром с-оксидазной активности митохондрий, являются отражением одновременного протекания в кардиомиоцитах разнонаправленных процессов: часть изменений в митохондриях (появление мелких, электронно-плотных митохондрий, их локализация внутри обводненных митохондрий, локальные перестройки внутренней митохондриальной мембраны) обусловлена защитной реакцией клеток в условиях стресса; часть изменений (обводнение матрикса митохондрий основной популяции кардиомиоцитов, появление септированных митохондрий, а также внут-рикристных включений) является следствием митоптоза, развивающегося в результате действия гипоксии и направленного на выбраковку митохондрий с нарушенной функциональной активностью, поскольку очевидно, что функции митоптоза не исчерпываются только лишь антиоксидантной защитой клетки.

Исходя из полученных результатов, можно сделать вывод, что в условиях нарушений митохондриального метаболизма АФК, а также генерации и удаления АФК в наших экспериментальных условиях кислородной недостаточности в ткани миокарда развиваются два разнонаправленных процесса, обусловленных стремлением клеток выжить в тяжелых условиях. В кардиомиоцитах за-

пускается процесс митоптоза, направленный на выбраковку митохондрий с нарушенной функциональной активностью, а также огромного числа митохондрий, ставших лишними для клеток в условиях непоступления кислорода, поскольку лишние структуры в клетке всегда разбираются. А в самих митохондриях, получивших сигнал митоптоза, развивается процесс образования новых митохондрий внутри исходных митохондрий, направленный на сохранение хотя бы части органеллы в условиях тяжелого стрессорного воздействия.

Таким образом, обнаружен комплекс ранее неизвестных изменений ультраструктуры митохондриального аппарата кардиомиоцитов ткани миокарда в условиях нарушений митохондриального метаболизма АФК, а также генерации и удаления АФК. Показано, что и на тканевом уровне митоптоз может иметь место как последний рубеж защиты клетки в тяжелых стрессорных условиях, сопровождающихся нарушениями в работе митохондрий.

Следующим этапом работы стало исследование на ультраструктурном уровне действия окислительного стресса на уровне целого организма, поскольку только исследования, проведенные на моделях in vivo, позволяют в полной мере подтвердить или опровергнуть утверждение, что окислительный стресс лежит в основе возрастзависимых патологий и физиологического старения.

III. Действие окислительного стресса на ультраструктуру тканей организма при развитии физиологического старения

Удобной моделью для изучения развития старения и исследования изменений, характеризующих старение непосредственно в клетке на уровне клеточных органелл, может быть летательная мышца насекомых, поскольку продолжительность жизни особей данной линии всего 50-70 дней, что позволяет исследовать все стадии изменений ультраструктуры мышечной ткани с возрастом.

1. Митопоз в летательной мышце Drosophila melanogaster

Впервые в 1943 году Вильямсом (Williams) с соавт. (Williams et al., 1943) экспериментально было показано заметное снижение с возрастом летательной

0.3 мкм

Фот. 6. Изменения митохондрий летательной мышцы О. те1апо%а$1ег в возрасте 36 суток, (а) развитие деструктивных изменений (на врезке показано появление электронной плотности мембран, образующих миелино-подобную структуру); (б) разрушение митохондрии.

активности насекомых. Однако, механизм этого ухудшения, обусловленного старением, остается неизвестным.

Электронно-микроскопическое исследование летательной мышцы насекомых выявляет значительные деструктивные изменения митохондрий в процессе старения особей. Проведенный нами анализ ультраструктуры летательной мышцы самок и самцов ВгозорЬИа те1апо§а$1ег через сутки после рождения и далее через каждые 10 дней до 65 дня после рождения включительно позволил проследить последовательные стадии развития деструктивный изменений во внутренней организации митохондрий. Было показано, что первоначально в отдельных митохондриях начинается пространственная реорганизация внутренней митохондриальной мембраны: исчезают правильно расположенные пластинчатые кристы, мембрана образует миелиноподоб-ную структуру из параллельно расположенных концентрических слоев электронно-плотных мембран (фо-тогр. 6, а). В дальнейшем разрастание

миелиноподобной структуры внутри митохондрии приводит к значительным нарушениям общей морфологии митохондрий. Происходит обводнение мат-рикса внутри этой структуры, возникают большие, электронно-прозрачные обводненные участки матрикса, полностью лишенные крист (фотогр. 6, б). Уже к 40-ым суткам жизни D. melanogaster деструктивные поражения митохондрий имеют массовый характер. К 65 суткам 18,57±5,27 (стандартное отклонение)% митохондриальной популяции подвергается разрушению (табл. 1).

Эти ультраструктурные состояния митохондрий не совсем укладываются в существующие морфологические критерии апоптоза, однако имеют сходную качественную направленность. Так, обнаруженное нами повышение электронной плотности митохондрий за счет отложения электронно-плотного материала в матриксе митохондрий летательной мышцы характерно и для митохондрий клеток культуры тканей в условиях апоптоза, индуцированного TNF-a или Н202. Отсутствие стадии набухания митохондрий согласуется с имеющейся в литературе точкой зрения о том, что апоптоз в летательной мышце D. melanogaster происходит без выхода цитохрома с в цитозоль (Varkey et al., 1999; Walker and Benzer, 2004).

Проведенный анализ ультраструктуры митохондрий на всех последовательных стадиях развития деструктивный изменений митохондрий позволяет утверждать, что описанные нами, обусловленные возрастом изменения ультраструктуры митохондрий в летательной мышце D. melanogaster отражают механизм запрограммированной гибели митохондрий - митоптоз. В норме в летательной мышце D. melanogaster митохондрии, наподобие мышечной ткани сердца, образуют единый ретикулум, что, как уже говорилось, кроме положительных моментов, таких как наличие в клетке единой энергетической системы, создает и ряд проблем: локальное повреждение сети может приводить к деэнер-гизации значительных кластеров митохондриальной популяции. С возрастом повышается вероятность того, что локальное повышение проводимости внутренней митохондриальной мембраны, вызванной генерацией АФК (например, открытие неспецифической поры), может приводить к деэнергизации всего

митохондриального ретикулума. Эта проблема решается путем распада мито-хондриального ретикулума на отдельные изолированные митохондрии и ми-топтозом тех из них, которые синтезируют избыточные количества АФК. Описанная нами локальная деструкция участков внутренней митохондриальной мембраны в результате образования миелиноподобных структур фактически означает распад единой системы митохондриального ретикулума, и в дальнейшем гибель отдельной митохондрии. По-видимому, в летательной мышце Б. melanogaster в процессе старения имеет место митоптоз как антиоксидантный защитный механизм, при котором не происходит одновременной самоликвидации всех митохондрий, а наблюдается постепенный деструктивный процесс, приводящий к гибели отдельных органелл.

В этих условиях представляет огромный интерес исследование действия БкСИ на развитие возраст-зависимых изменений летательной мышцы В. melanogaster, то есть действия 8кС>1 в условиях целого организма.

2. Действие 8к(£1 как геропротектора на модели старения И. melanogaster

Для исследования действия 8к(}1 на развитие возрастных изменений в

летательной мышце I). melanogaster были исследованы особи, потреблявшие 8к:01 вместе с кормом. На корм, потребляемый особями опытной группы, наносили 1,85 нМ препарата каждые 5 дней. В возрасте 1,5 дней существенные отличия в ультраструктуре летательной мышцы £>. melcmogaster, получавших и не получавших с кормом антиоксидант БкС)! отсут-

Дни Контроль Опыт (вкО!)

Значение (%) Значение (%)

1,5 0 0

10 4,98 0,8 2,29 0,77

20 15,2 2,65 7,48 2,09

42 17,98 3,47 7,73 0,25

65 18,57 5,27 5,99 3,83

Таблица 1. Доля повреждённых митохондрий (указана в процентах) в летательной мышце Бгозо-рЫ1а melanogaster.

Фот. 7. Особенности изменений митохондрий летательной мышцы О. melanogaster в возрасте 65 суток, получавших 8кС>1: (а) обзорная фотография; (б) особенности ультраструктуры митохондрий.

ствуют. Однако в течение жизни картина резко меняется. Подсчет доли поврежденных митохондрий выявил снижение числа органелл с признаками деградации у особей, получавших с кормом БкСН уже в возрасте 10 дней (табл. 1). К 65 дню у особей контрольной и опытной групп были найдены существенные различия в ультраструктуре митохондриального аппарата летательной мышцы. Так, если у £>. melanogaster, не получавших БкС^ в течение жизни, практически все митохондрии летательной мышцы подвергаются той или иной стадии деградации, то у особей, получавших антиоксидант БкСН, большая часть митохондрий сохраняется в интактом состоянии. Доля поврежденных митохондрий в контрольной группе была выше опытной более чем в 2,5 раза и составила 18,57±5,27% по сравнению с 5,99±3,83 % поврежденных митохондрий в опытной груп-

пе, получавшей с кормом 8кС}1 в течение всей жизни. Данные о повреждениях митохондрий у опытной и контрольной групп представлены в Таблице 1.

Кроме того, существенно меняется и качественная составляющая таких изменений. Если в митохондриях летательной мышцы £>. melanogaster в возрасте 65 дней дегенерирующие митохондрии практически полностью теряют свою внутреннюю структуру и представляют собой полые образования с фрагментами концентрических слоев мембран внутри (фотогр. 6, б), то в летательной мышце О. melanogaster, получавших в течение всей жизни 8кС)1, в возрасте 65 дней в пораженных митохондриях лишь небольшая часть крис меняет свою конфигурацию, в то время как остальной объем органелл остается интактным (фотогр. 7, б).

Таким образом, нами было показано, что препарат Бк01 действительно оказывает мощное антиоксидантное действие в масштабах целого организма, значительно снижая процент развития митоптоза в летательной мышце £>. melanogaster. Следовательно, окислительный стресс действительно лежит в основе развивающихся с возрастом патологических изменений ультраструктуры митохондрий в летательной мышце £>. melanogaster. Антиоксидант Як01 значительно замедляет развитие обусловленных возрастом деструктивных изменений летательной мышцы.

IV. Исследование роли окислительного стресса в развитии воз-растзависимых патологий на модели крыс линии ОХУв

Другой моделью для исследования развития патологий, связанных со старением организма, была выбрана модель крыс линии ОХУБ, полученных из Института цитологии и генетики СО РАН, в тканях которых выявляется высокий уровень генерации кислородных радикалов. Для электронно-микроскопического исследования были взяты ткань сетчатки и миокарда. Выбор именно этих тканей не был случаен. Крыс ОХУБ отличают раннее развитие ассоциированных со старением заболеваний, в том числе - дистрофии сетчатки и гипертрофической кардиомиопатии, патогенез которых связан с окислитель-

ным стрессом. Поскольку данные патологические процессы связаны с повышенной генерацией АФК, можно предполагать, что 8к(}1, являясь проникающим митохондриальным антиоксидантом должен оказывать мощное защитное действие на ткани, подверженные патологическом воздействию окислительного стресса.

1. Исследование ультраструктуры пигментого эпителия крыс линии ОХУв

В работе был исследован пигментный эпителий преждевременно стареющих крыс линии ОХУБ, исследованных на наличие и степень выраженности изменений макулярной области сетчатки по классификации Кацнельсона (1990): 0 - изменения отсутствуют; 1 - 1-я стадия заболевания; 2 - 2-я стадия, развитие в макуле проминирующего очага жёлтого цвета (эксудативная отслойка ретинального пигментного эпителия) и 3 - 3-я стадия с обширными кровоизлияниями в макулярную область. В качестве контроля был исследована ультраструктура сетчатки крыс линии \Vistar в возрасте 11 месяцев без поражений сетчатки (0 баллов).

1.1. Преобразования ультраструктуры сетчатки глаза крыс линии ОХУв при развитии макулодистрофии

У крыс линии ОХУБ в возрасте 11 месяцев с поражением сетчатки в 2 балла проведенная оценка состояния ультраструктуры пигментного эпителия, хориокапиллярного слоя а также мембраны Бруха выявила ряд существенных патологических нарушений ультраструктуры:

- мембраны Бруха: локальные утолщения мембраны Бруха, заполненные аморфным материалом и мембранными везикулами; образование базальной поверхностью мембраны Бруха выростов, направленных внутрь сосудистой оболочки;

- клеток пигментного эпителия (фотогр. 8, б): скопления электронно-плотных структур в основании выростов клеток пигментного эпителия, а также в про-

ЯШШР

S». .

1ШШ i

ШтЬ* ЩШ.

ШШШШ m

ЯШ £Я

Фот. 8. Особенности ультраструктуры пигментного эпителия: (а) крыса Wistar, 11 месяцев; (б) крыса ОХУЭ в возрасте 11 месяцев, поражение сетчатки 2 балла; (в) крыса ОХУБ получавшая лечение каплями БкСН (250нМ), поражение сетчатки с 2 баллов сведено к 0.

странстве между клетками палочек в отличие от непрерывного слоя электронно-плотных структур, расположенных в норме в апикальной цитоплазме; практически полное отсутствие фагосом - образований, содержащих отслоившиеся отработанные пачки фоторецепторных дисков; - хориокапилляров (фотогр.Ю, а): облитерация хориокапилляров, атрофия эндотелиальных клеток, уменьшение просвета функционирующих сосудов.

Изменения, развивающиеся в клетках пигментного эпителия, очевидно, отражают нарушения функционирования зрительного цикла, которые, вероятно, могут являться причиной генерации АФК. В норме в клетках палочек в процессе фотопревращения родопсина, транс-ретиналь в комплексе с фосфатиди-лэтаноламином переносится через фоторецепторную мембрану в цитоплазму наружного сегмента и далее в клетку пигментного эпителия (Kennedy et al, 2001; Sun et al., 1999; Sun and Nathans, 2001). Неудаленный вовремя из фоторецепторной мембраны диска ретиналь накапливается,

а затем взаимодействует с фосфатидилэтаноламином, в результате чего в мембране образуется бис-ретиналиден-фосфатидилэтаноламин (А2Е-РЕ), являющийся предшественником бис-ретинлиден-этаноламина (А2Е), - основного флуорофора липофусциновых гранул. Вероятно, в норме образующиеся липо-фусциновые гранулы отводятся от клеток палочек и накапливаются в клетках пигментного эпителия в виде сплошного слоя в апикальной части клеток. Однако у крыс OXYS этот процесс нарушен, в результате чего липофусциновые гранулы накапливаются в основании выростов клеток пигментного эпителия, а также заполняют пространство между клетками палочек, тем самым способствуя развитию дальнейших нарушений в функционировании зрительного цикла. В настоящее время доказано, что липофусциновые гранулы крайне фототоксичны (Boulton et al., 1993; Rozanowska et al., 1998; Wassell et al., 1999; Dontsov et al., 1999; Островский, 2005): наличие видимого света (400-700 nm), субстратов окисления и высокого давления кислорода (700 мм рт. ст.) в клетках пигментного эпителия in vivo создает условия для генерации поглощающими свет фотосенсибилизаторами большого количества АФК. Практически полное отсутствие фагосом - отработанных наружных сегментов фоторецепторов — также указывает на нарушения в процессе обновления фоторецепторного слоя.

Другим источником АФК при макулодистрофии служит хориокапилляр-ный слой. Так, Готч (Gottsch) с соавт. в своей работе (Gottsch et al., 1990) предположили, что в красных тельцах, проходящих по хориокапиллярам, может происходить фотоактивация предшественника гемоглобина - протопорфирина, что приводит к генерации АФК. Следствием этого процесса и может являться выявленная у крыс линии OXYS атрофия большей части хориокапилляров, выстилающих клетки пигментного эпителия (фотогр. 10, а)

1.2. Действие вк(21 на ультраструктуру сетчатки глаза крыс линии ОХУв при развитии макулодистрофии

У крыс ОХУБ, получавших в течение 68 дней капли БкСН в концентрации 250 нМ, значительно изменяется ультраструктура клеток пигментного эпителия. Резко возрастает количество и размер митохондрий: органеллы становятся протяженными, с мощно развитой системой крист, образуют объединенную, протяженную систему, выстилающую ограничивающие клетки мембраны (фотогр. 9). Значительные изменения претерпевает и общая морфология клеток пигментного эпителия. Непрерывный слой электронно-плотных телец, расположенный у здоровых животных в апикальной цитоплазме клеток, у крыс ОХУЯ после лечения каплями 8к<31 не только восстанавливается, но и становится значительно более развитым по сравнению с нормой: электронно-плотные структурные образования имеют вид мощно развитого слоя, проходящего через все клетки пигментного эпителия. Большую часть его составляют (фотогр. 8, в), как и в клетках пигмент-

Фот. 9. Ультраструктура митохондрий пигментного эпителия сетчатки крысы линии ОХУЭ, получавшей с каплями препарат (250нМ). Стрелками показаны митохондрии, образующие протяженную систему вдоль мембран.

ного эпителия здорового животного (фотогр. 8 а), липофусциновые гранулы на разных стадиях формирования. На фоне образования этого мощного слоя обращает на себя внимание тот факт, что отростки цитоплазмы клеток пигментного эпителия, идущие между клетками примыкающего слоя палочек, полностью свободны от скоплений электронно-плотных органелл; в клетках палочек, примыкающих к апикальной части пигментного эпителия также практически полностью отсутствуют электронно-плотные тела. Кроме этого, в слое электронно-плотных включений можно видеть появление большого числа фагосом, которые практически полностью отсутствовали в клетках пигментного эпителия крыс ОХУЭ, больных макулодиосирофией. Их появление позволяет говорит об интенсивном удалении из клеток палочек отработанных наружных сегментов фоторецепторов и, следовательно, запуске обновления фоторецепторно-го слоя.

Удивительным явился тот факт, что у крыс, получавших ЭкСН, слой электронно-плотных структур, расположенный в апикальной цитоплазме клеток включает в себя не только липофусциновые гранулы и фагосомы. Результаты наших исследований показывают, что он содержит и другие, ранее неизвестные в литературе органеллы: в цитоплазме присутствуют электронно-плотные структуры овальной формы, являющиеся частично заполненными электронно-плотным материалом митохондриями. Происхождение и функциональное значение таких образований в настоящее время неизвестно, однако сходные изменения ультраструктуры митохондрий были найдены нами в клетках культуры НеЬа при восстановлении клеток после массового митоптоза, вызванного действием митохондриальных ядов. Как было показано выше, в клетках НеЬа, инкубированных 72 ч в присутствии миксотиазола и БИР, и далее инкубированных 14 суток в среде без ядов, происходили регенеративные процессы, в результате чего восстанавливалась митохондриальная популяция. В этих условиях большая часть цитоплазмы таких клеток также была заполнена электронно-плотными структурами (как нам удалось показать, - митохондриями, частично заполненными электронно-плотным материалом).

15

S&JH2 МК'М

Фот. 10 Особенности ультраструктуры хориокапиллярного слоя: (а) крыса OXYS в возрасте 11 месяцев, поражение сетчатки 2 балла; (б) крыса OXYS, получавшая лечение каплями SkQl (250 нМ), поражение сетчатки с 2 баллов сведено к 0; (в) крыса Wistar, 11 месяцев.

Таким образом, можно предполагать, что описанные

структуры являются признаком протекания в клетках регенеративных процессов, сопровождающихся развитием митохонд-риального аппарата клетки. Лечение животных каплями БкСИ также восстанавливает структуру мембраны Бруха, приближая ее к норме (фотогр. 10, б)

Под действием происходит восстановление хориокапиллярного слоя, выстилающего клетки пигментного эпителия (фотогр. 10, б). Восстанавливается просвет большинства капилляров, четко видны эндоте-лиальные клетки, по ультраструктуре

соответствующие эндотелиальным клеткам интактных хориокапилляров (фо-тогр. 10, в). Как показали подсчеты числа хориокапилляров на единицу длины сетчатки глаза (450 мкм), в результате действия БкСН увеличивается число функционирующих сосудов и прекращается дальнейшая облитерация хориокапилляров, имеющая место при развитии маукулодистрофии (таблица 2).

Таблица 2. Распределение капилляров в хориокапиллярном слое сет-

чатки глаза крыс на участке длиной 450 мкм

Линия Кол-во животных Баллы Капилляры разной степени деградации

деградация отсутствует частичная деградация полная деградация

Значение SD Значение SD Значение SD

OXYS 3 2 2,33 2,08 3,67 1,15 6,67 2,31

OXYS+(SkQl) 3 2 => 0 9 1 2 1 2,33 1,15

Wistar 2 0 14,5 0,71 0 0

Таким образом, митохондриальный антиоксидант SkQl оказывает защитное действие при развитии тяжелой патологии - дистрофии сетчатки у крыс линии OXYS и восстанавливает ультраструктуру пигментного эпителия до состояния, характерного для этой ткани у крыс без нарушений зрения. Кроме этого, препарат SkQl предотвращает развитие дегенеративных изменений ультраструктуры мембраны Бруха характерных для больных животных; восстанавливает хориокапиллярный слой, и, следовательно, действительно является мощным геропротектором. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что развивающаяся у крыс OXYS дистрофия сетчатки, как и возрастная макулодистрофия у людей, действительно является результатом процессов, развивающихся на субклеточном уровне и тесно связана с нарушением баланса между системами генерации и удаления АФК. Они согласуются с имеющимися литературными данными о том, что патогенез данного заболевания связан с активацией свободнорадикальных процессов (Ames et al., 1993; Sun et al., 1999;

Winkler et al., 1999; Beatty et al., 2000; Cai et al., 2000; Kennedy et al., 2001; Sun and Nathans, 2001; Liang and Godley, 2003; Strunnikova et al., 2004; Островский, 2005; Imamura et al., 2006; Suzuki et al., 2007).

2. Исследование действия окислительного стресса на ультраструктуру ткани миокарда крыс OXYS 2.1. Исследование возраст-зависимых изменений ультраструктуры митохондрий ткани миокарда крыс OXYS

Проведенное электронно-микроскопическое исследование показало, что у крыс линии OXYS, характеризующихся наследственно повышенным радикалообразованием, уже в возрасте 3 месяцев происходят изменения структуры митохондриального аппарата кардиомиоцитов: в перинуклеарных, межфибриллярных и субсарколемальных зонах кардиомиоцитов появляются крупные митохондриальные кластеры, внутри митохондрий возникают зоны, лишенные крист. Однако все эти изменения происходят лишь в отдельных кардиомиоцитах и еще не принимают глобального масштаба.

К 12 месяцам у крыс линии OXYS эти деструктивные изменения ультраструктуры усугубляются и принимают массовый характер. Происходит: увеличение числа и размеров митохондриальных кластеров; реструктуризация митохондриальной системы (распад единой митохондриальной сети на отдельные, изолированные друг от друга органеллы); разрушение митохондрий (фотогр. 11). Изменяется и внутренняя ультраструктура митохондрий: в матриксе возникают полости, заполненные электронно-плотными гранулами; появляются септированные митохондрии; митохондрии преобразуются в липофусциновые гранулы. Согласно литературным представлениям, появление большого числа липофусциновых гранул является характерным признаком старения ткани миокарда.

Следует отметить, что все эти нарушения структуры митохондрий мы обнаружили в ткани микарда крыс линии OXYS уже к 12 месяцам, в то время как,

согласно литературным данным (Feldman and Navaratnam, 1981), возникновение крупных митохондри-альных кластеров, изменение формы митохондрий, значительное увеличение числа липофусциновых гранул и разрушение митохондрий характерно для ткани миокарда у крыс линии Wistar только начиная с возраста 31 месяц и более. Полученные нами данные согласуются с биохимическими результатами Н.Г. Колосовой с соавт., согласно которым у крыс OXYS уже в 3 месяца регистрируются изменения функционального состояния митохондрий, а к 12 месяцам снижена продукция АТФ (Шабалина и др., 1995; Колосова и др., 2001). Такие изменения являются достаточными для того, чтобы предполагать, что именно митохондрии являются источником усиленной генерации радикалов кислорода, что приводит к патологическим нарушениям такни миокарда у животных уже в возрасте 12 месяцев. Тогда из-

Фот. 11 Электронно-микроскопическая фотография межфибриллярного скопления митохондрий. Стрелками показаны фрагменты разрушенных митохондрий.

бирательно проникающий митохондриальный антиоксидант 8кС>1 должен оказывать защитное действие и предотвращать развитие патологических изменений ткани миокарда.

2.2. Действие на развитие нарушений ультраструктуры ткани миокарда с возрастом у крыс линии ОХУв.

Было проведено исследование ультраструктуры митохондрий кардио-миоцитов крыс линии ОХУБ в возрасте 12 месяцев, получавших с 10-месячного возраста препарат 8кС>1 с кормом в дозе 250 нмоль на кг массы тела в течение 68 дней. Кардиомиоциты таких животных по своей ультраструктуре соответствуют ткани миокарда трехмесячных крыс линии ОХУБ: митохондрии в крупных митохондриальных кластерах плотно прилегают друг к другу; снижается число и размеры зон, практически лишенных митохондрий; внутренняя ультраструктура митохондрий соответствует классической для кардиомиоцитов: параллельно расположенные ряды крист, умеренно плотный матрикс.

Если в кардиомиоцитах ткани миокарда крыс ОХУБ в возрасте 3 месяцев в митохондриальных кластерах только изредка можно было видеть аутофаго-сомы, то в кардиомиоцитах 12-ти месячных крыс ОХУБ, получавших БкСН (250 нмоль/кг) в течение 68 дней, в митохондриальных кластерах присутствует большое число аутофагосом, иногда встречаются даже крупные скопления этих органелл. Наличие большого числа аутофагосом может отражать высокую активность процесса удаления поврежденных, разрушенных органелл, чем можно объяснить практически полное отсутствие в кардиомиоцитах митохондрий с патологически измененной ультраструктурой. Следует отметить, что в ткани миокарда интактных крыс линии ОХУБ в возрасте 12 месяцев аутофагосомы найдены не были.

Таким образом, проникающий митохондриальный антиоксидант оказывает мощное защитное действие на ткань миокарда, останавливая патологические процессы, развивающиеся с возрастом в кардиомиоцитах крыс линии ОХУБ.

Результаты проведенных исследований показывают, что разработанный В.П. Скулачевым с сотрудниками избирательно проникающий в митохондрии антиоксидант - пластохинонил-децил-трифенилфосфоний (SkQl) действительно является мощным митохондриальным антиоксидантом, действие которого специфически направлено на митохондрии и не осложнено побочным прооксидантным действием. SkQl останавливает развитие окислительного стресса не только в модельных системах - на клетках культуры HeLa, но и оказывает антиоксидантное действие системно, на весь организм, как было показано на летательной мышце D. melanogaster, а также на идеально подходящей для этого исследования модели - крысах линии OXYS, в тканях которых нарушен баланс между генерацией и утилизацией АФК. Следует отметить, что SkQl оказывает мощное антиоксидантное действие на организм в очень низких концентрациях. Этот факт имеет огромное значение для дальнейшего использования препарата в лечебных целях, поскольку все описанные ранее производные хинона при пероральном применении крайне незначительно накапливались в митохондриях из-за огромной гидрофобности. Так, при исследовании действия на организм убихинона авторы имеющихся в литературе исследований сетовали на то, что лишь малая часть принятого убихинона попадает в кровоток, а содержание KoQ в митохондриях еще более незначительно (Zhang et al., 1996; Kwon et al., 2001; Kamzalov et al., 2003). Мощное защитное действие SkQl, оказанное на развитие такой тяжелой патологии, как возрастзависимая макулоди-строфия, а также защитный эффект препарата на развитие возрастзависимых изменений улыраструктуры ткани миокарда позволяют говорить о том, что если скорость образования АФК внутри митохондрий влияет на продолжительность жизни, то установив правильный баланс между прооксидантными и ан-тиоксидантными системами в митохондриях и регулируя его проникающими в митохондрии антиоксидантами действительно возможно замедлить реализацию программы старения.

выводы

1. Продемонстрирована взаимосвязь ультраструктуры и функций митохондрий в условиях окислительного стресса на различных экспериментальных моделях:

• Изучено функционирование АФК как индукторов апоптоза на клетках культуры при действии Н202. Показано сходство ультраструктурного ответа митохондрий при индукции апоптоза Н202 и TNF-a на клетках различных культур тканей: клетки культуры HeLa, фибробласты человека;

• Впервые показана значительно отличающаяся от имеющихся в литературе представлений морфологическая картина изменений ультраструктуры митохондриальной популяции на экспериментальной модели изолированной ткани миокарда в условиях индукции апоптоза под действием гипоксии;

• Обнаружено соответствие изменений ультраструктуры митохондрий ткани миокарда животных линии SHR-SP при спонтанной индукции апоптоза в отдельных кардиомиоцитах и изменений ультраструктуры митохондриальной популяции кардиомиоцитов в экспериментальных условиях моделирования апоптоза на изолированной ткани миокарда.

2. Доказан и исследован на ультраструктурном уровне механизм развития явления митоптоза как последнего рубежа защиты клетки от митохондрий, резко увеличивших выработку активных форм кислорода в модельных экспериментах на клетках культуры HeLa, а также in vivo на летательной мышце D. melanogaster.

3. Установлены возраетзависимые изменения ультраструктуры митохондрий, обусловленные окислительным стрессом:

• в летательной мышце мухи D. melanogaster,

• в пигментном эпителии крыс линии OXYS;

• в кардиомиоцитах ткани миокарда крыс линии OXYS.

4. Впервые на структурном уровне доказано действие 8кС>1 как митохонд-риального антиоксиданта:

• Обнаружен защитный эффект 8кС>1 на развитие апоптоза на модели клеточной культуры;

• Показано существенное снижение процента развития митоптоза в летательной мышце П. melanogaster.

• Показан эффект восстановления ультраструктуры пигментного эпителия сетчатки крыс линии ОХУ8 с исходными признаками патологических нарушений до уровня контроля.

• Впервые показано действие митохондриального антиоксиданта Экф:

о на морфологию хондриома клеток культуры НеЬа о на ультраструктуру кардиомиоцитов ткани миокарда крыс линии ОХУ8.

5. Результаты проведенных исследований показывают, что 8к(^1 действительно является мощным митохондриальным антиоксидантом, действие которого специфически направлено на митохондрии и не осложнено побочным прооксидантным действием.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сапрунова В.Б.. Казимирчук С..А., Тоныиин А.А., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Индукция апоптоза в миокарде в условиях аноксии. // Биохимия. 2002. Т.67. Вып.2. С. 293-302.

2. Saprunova V.B.. Tonshin А.А., Bakeeva L.E., Yagujinsky L.S. Mitochondria abnormalities in heart after induction of apoptosis under anoxic conditions. // Mitochondrion. 2002. Vol.1. No 6. P. 525-526.

3. Shepina L.A., Pletjushkina O.Y., Avetisyan A.V., Bakeeva L.E., Fetisova E.K., Izumov D.S., Saprunova V.B.. Vyssokikh M.Yu., Chernyak B.V., Skulachev V.P. Oligomycine, inhibitor of the F0 part of H+ - ATP-synthase, suppresses the TNF-induced apoptosis.// Oncogene. 2002. Vol.21. P. 8149-8157.

4. Тонынин A.A., Сапрунова В.Б.. Солодовникова И.М., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Функциональная активность и ультраструктура митохондрий, выделенных из апоптозной ткани сердца. //Биохимия. 2003. Т. 68. Вып. 8. С. 1070 - 1078.

5. Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондриального аппарата кардиомиоцитов крыс при апоптозе, индуцированном длительным действием аноксии.//Цитология. 2003. Т.45(11). С. 1073-1082.

6. Skulachev V.P., Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Domnina L.V., Minin A.A., Pletjushkina O.Yu., Saprunova V.B.. Skulachev I.V., Tsyplenkova V.G., Vasiliev J.M., Yaguzinsky L.S., Zorov D.B. Thread-grain transition of mitochondrial reticulum as a step of mitoptosis and apoptosis.// Molecular and Cellular Biochemistry. 2004. V. 256-257(1-2). P. 41-58.

7. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е; Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондриального аппарата кардиомиоцитов при апоптозе, индуцированном аноксией.// Цитология. 2003. Т.45. Вып. 9. С. 922-923.

8. Lyamzaev K.G., Pletjushkina O.Yu.. Saprunova V.B.. Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Skulachev V.P. Selective elimination of mitochondria from living cell induced by inhibitors of oxidative phosphorylation.//Biochemical Society Trasactions. 2004. V. 32(6). P. 1070-1071.

9. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Динамика изменений ультраструктуры митохондрий кардиомиоцитов изолированного миокарда крысы при длительной инкубации в условиях аноксии.// Цитология. 2006. Т.48(10). С. 848-855.

10. Бакеева Л.Е., Сапрунова В.Б.. Пасюкова Е.Г., Рощина Н.В. Митоптоз в летательной мышце Drosophila melanogaster// Доклады Академии Наук. 2007. Т.413. С. 1-3.

11. Saprunova У.В.. Roshina N.V., Pasukova E.G., Bakeeva L.E. Mitochondrial ultrastructure - the biological marker of the aging.// Успехи геронтологии. 2007. T.20(3). С. 68-69.

12. Сапрунова В.Б.. Солодовникова И.М., Бакеева JI.E. Выявление цитохром с оксидазной активности в митохондриях кардиомиоцитов изолированной ткани миокарда при длительном действии гипоксии.// Цитология. 2008. Т.50(3). С. 268-274.

13. Lyamzaev K.G., Nepryakhina O.K., Saprunova V.B.. Bakeeva L.E., Pletjushkina O.Y., Chern-yak В. V., Skulachev V.P. Novel mechanism of elimination of malfunctioning mitochondria (mitop-tosis): Formation of mitoptotic bodies and extrusion of mitochondrial material from the cell.// Bio-chim Biophys Acta. 2008. V.1777. P. 817-825.

14. Кнорре Д.А., Сапрунова В.Б.. Ожован C.M., Соколов С.С., Бакеева JI.E., Северин Ф.Ф. Фрагментация матрикса митохондрий как защитный механизм дрожжей Saccharomyces сеге-visiae.ll Биохимия. 2008. Т.73(11). С. 1561-1568.

15. Антоненко Ю.Н., Аветисян A.B., Бакеева Л.Е., Черняк Б.В., Чертков В.А., Домнина Л.В., Иванова О.Ю., Изюмов Д.С., Хайлова Л.С., Коршунова Г.А., Лямзаев К.Г., Мунтян М.С., Непряхина O.K., Пашковская A.A., Плетюшкина О.Ю., Пустовидко A.B., Рогинский В.А., Рокицкая Т.Н., Рууге Э.К., Сапрунова В.Б.. Северина И.И., Симонян P.A., Скулачев И.В., Скулачев М.В., Сумбатян Н.В., Свиряева И.В., Ташлицкий В.Н., Васильев Ю.М., Высоких М.Ю., Ягужинский Л.С., Замятнин A.A., Скулачев В.П. Производное пластохинона, адресованное в митохондрии, как средство, прерывающее программу старения. 1. Катионные производные пластохинона: синтез и исследование in vitro.// Биохимия. 2008. Т.73 (12). С.

16. Бакеева Л.Е., Барсков И.В., Егоров М.В., Исаев Н.К., Капелько В.И., Казаченко A.B., Кирпатовский В.И., Козловский C.B., Лакомкин В.Л., Левина C.B., Писаренко О.И., Плотников Е.Ю., Сапрунова В.Б.. Серебрякова Л.И., Скулачев М.В., Стельмашук Е.В., Студне-ва И.М., Цкитишвили О.В., Васильева А.К., Викторов И.В., Зоров Д.Б., Скулачев В.П. Производное пластохинона, адресованное в митохондрии, как средство, прерывающее программу старения. 2. Терапия некоторых старческих патологий, опосредованных АФК (сердечной аритмии, инфарктов сердца и почки и инсульта головного мозга).// Биохимия. 2008. Т.73(12). С.

17. Анисимов В.Н., Бакеева Л.Е., Егормин П.А., Филенко О.Ф., Исакова Е.Ф., Манских В.Н., Михельсон В.М., Пантелеева A.A., Пасюкова Е.Г., Пилипенко Д.И., Пискунова Т.С., Попович И.Г., Рощина Н.В., Рыбина О.Ю., Сапрунова В.Б.. Самойлова Т.А., Семенченко A.B., Скулачев М.В., Спивак И.М., Цыбулько Е.А., Тындык М.Л., Высоких М.Ю., Юрова М.Н., Забежинский М.А., Скулачев В.П. Производное пластохинона, адресованное в митохондрии, как средство, прерывающее программу старения. 5. SkQl увеличивает продол-

жительность жизни и предотвращает развитие признаков старения.// Биохимия. 2008. Т.73 (12). С.

18. Сапрунова В.Б. Электронно-микроскопическое исследование кардиомиоцитов на модели переживающей ткани сердца в условиях аноксии.// 5 Конференция молодых ученых «Биология - наука 21 века». Пущино. 2001. С. 173

19. Тоньшин A.A., Казимирчук С.Б., Сапрунова В.Б. Апоптоз в ткани сердца крысы в условиях полной аноксии.// 5 Конференция молодых ученых «Биология - наука 21 века». Пущино. 2001. С.59.

20. Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондрий кардиомиоцитов в условиях аноксии на модели переживающей ткани сердца.// Материалы Всероссийского рабочего совещания «Митохондрии в патологии». Пущино. 2001. С.71-74.

21. Казимирчук С.Б., Сапрунова В.Б.. Тоньшин A.A., Бакеева Л.Е., Бахуташвили A.B., Ягужинский Л.С. Изменения в кардиомиоцитах сердца крысы в условиях аноксии.// Материалы Всероссийского рабочего совещания «Митохондрии в патологии». Пущино. 2001. С. 69-71.

22. Tonshin A.A., Solodovnicova I.M., Saprunova V.B.. Bakeeva L.E., Yagujinsky L.S. Functional activity of mitochondria isolated from myocardium tissue after apoptosis induction by anoxia.// Mitochondrion. 2002. Vol.1. No 6. P 529.

23. Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондрий изолированных кардиомиоцитов при апоптозе, протекающем в условиях аноксии.// XIX Российская конференция по электронной микроскопии. Тезисы докладов. Черноголовка. 2002. С.258.

24. Сапрунова В.Б.. Тоньшин A.A., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Индукция апоптоза в кардиомиоцитах ткани сердца в условиях аноксии.// Третий съезд биохимического общества. Тезисы докладов. Санкт-Петербург. 2002. С.263.

25. Сапрунова В.Б.. Тоньшин A.A., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Особенности ультраструктуры митохондрий кардиомиоцитов при индукции апоптоза в миокарде в условиях аноксии.// Тезисы докладов II Всероссийской конференции «Клинические и атогенетические проблемы нарушений клеточной энергетики (митохондриальная патология) в сб. «I всероссийский конгресс «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии». Материалы конгресса». Москва. 16-19 октября 2002 г. С. 472-473.

26. Тоньшин A.A., Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Функциональная активность митохондрий, выделенных из ткани сердца, после индукции апоптоза в условиях аноксии.// Тезисы докладов II Всероссийской конференции «Клинические и патогенетические проблемы нарушений клеточной энергетики (митохондриальная

патология) в сб. «I всероссийский конгресс «Современные технологии в педиатрии и детской хирургии». Материалы конгресса». Москва. 16-19 октября 2002. С. 482.

27. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Ультраструктура митохондриального аппарата кардиомиоцитов при апоптозе, индуцированном аноксией.// Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». Пушино. 2003. С. 272-273.

28. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С Ультраструктура митохондриального аппарата кардиомиоцитов при апоптозе, индуцированном аноксией.// Цитология. 2003. Т.45. Вып. 9. С.922-923.

29. Бакеева Л.Е., Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б. Митохондрия внутри митохондрии (условия возникновения, динамика образования).// Тезисы докладов III Съезда биофизиков России. Воронеж. 24-29 июня. 2004. С. 396-397.

30. Solodovnikova I.M., Sapronova V.B.. Tonshin А.А., Bakeeva L.E., Yagujinsky L.S. BHT action on the dynamics of ultrastructural changes of mitochondria in myocardium tissue after apop-tosis induction by anoxia.// The FEBS Journal. 2004. V. 271. P 178.

31. Pletjushkina O.Yu., Lyamzaev K.G., Bakeeva L.E., Saprunova V.B.. Fuyu Y., Chernyak B.V. and Skulachev V.P. Thread-grain transition of mitochondrial reticulum as a step of mitoptosis and apoptosis.//The FEBS Journal. 2004. V. 271. P 136.

32. Lyamzaev K.G, Pletjushkina O.Yu., Saprunova V.B.. Bakeeva L.E., Chernyak B.V., Sakharov D.V., Wirtz K.W. and Skulachev V.P.. Selective elimination of mitochondria from living cell induced by inhibitors of oxidative phosphorylation.// The FEBS Journal. 2004. V. 271. P. 146.

33. Сапрунова В.Б.. Рощина H.B., Пасюкова Е.Г., Бакеева Л.Е. Структурные перестройки внутренней мембраны митохондрий при индуцированном и спонтанном апоптозе.// Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». Пущино.

2005. С. 277-280.

34. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б., Бакеева Л.Е., Ягужинский Л.С. Новообразование митохондрий при апоптозе.// Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». Пушино. 2005. С. 284-287.

35. Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е. Митоптоз как особый путь деградации митохондрий.// XXI Российская конференция по электронной микроскопии. Тезисы докладов. Черноголовка.

2006. С.267.

36. Солодовникова И.М., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е. Новообразование митохондрий в условиях аноксии: динамика процесса и исследование функциональной активности.// XXI

Российская конференция по электронной микроскопии. Тезисы докладов. Черноголовка. 2006. С.271.

37. Кнорре Д.А., Ожован С.М., Сапрунова В.Б.. Соколов С.С., Северин Ф.Ф. Фрагментация митохондрий дрожжей Басскаготусев сегЫя1ае под действием амиодарона.// Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». Пущино. 2007.

38. Сапрунова В.Б.. Бакеева JI.E. Морфофункциональные изменения митохондрий при ми-топтозе.// Материалы Международной конференции «Рецепция и внутриклеточная сигнализация». Пушино. 2007. С. 197-200.

39. Бакеева JT.E., Сапрунова В.Б.. Пилипенко Д.И., Писаренко О.И. Ультраструктурная организация миокарда при экспериментальном инфаркте и длительной экспериментальной гипоксии.// XXII Российская конференция по электронной микроскопии. Тезисы докладов. Черноголовка. 2008. С.271.

40. Сапрунова В.Б. Ультраструктурная характеристика развития митоптоза как последнего рубежа защиты митохондрий при окислительном стрессе.// XXII Российская конференция по электронной микроскопии. Тезисы докладов. Черноголовка. 2008. С.323.

41. Лямзаев К.Г., Непряхина O.K., Сапрунова В.Б.. Бакеева Л.Е., Плетюшкина О.Ю., Черняк Б.В., Скулачев В.П. Новый механизм уничтожения поврежденных митохондрий (митоптоз).// IV съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов. Тезисы докладов. Новосибирск. 2008. С.334.

42. Бакеева Л.Е., Сапрунова В.Б.. Пилипенко Д.И. Ультраструктура митохондрий в условиях эндогенного окислительного стресса, защитное действие митохондриального антиоксиданта SkQl.// IV съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов. Тезисы докладов. Новосибирск. 2008. С.329.

С. 178-183.

Типография МГУ 119991, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1, стр. 15 Заказ № 2655 Тираж 100 экз.

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Сапрунова, Валерия Борисовна

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

I- Общие представления октуре и функциях митохондрий.

1. Развитие представлений о структуре митохондрий.

2. Структурно-функциональные особенности организации митохондрий.

3. Взаимосвязь ультраструктуры и функций митохондрий Динамика структуры митохондрий живых клеток: слияние и

Введение Диссертация по биологии, на тему "Ультраструктура митохондрий в условиях окислительного стресса"

II- Молекулярные механизмы развития апоптоза.

1. Пути индукции апоптоза в клетке.

2. Механизмы выхода апоптогенныхбелков из митохондрий

3. Дальнейшие пути развития апоптоза в клетке. Многообразие путей передачи сигнала

4. клеточной гибели.

5. Ингибиторы апоптоза. Ш. Окислительный стресс.

1. Генерация АФК в митохондриях.

2. Митохондриальные системы удаления АФК.

3. Запрограммированная гибель митохондрий (митоптоз). Роль окислительного стресса

4. в этиологии возрастзависимых патологий.

5. Антиоксидантная защита при окислительном стрессе.

IV. Ультраструктурные признаки апоптоза в клетке.

1. Общие изменения морфологии клетки при апоптозе.

2. Изменения ультраструктуры митохондрий при апоптозе.

V. Ультраструктурные исследования развития апоптоза в организме.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

I. Особенности ультраструктуры митохондрий при развитии процесса апоптоза на клетках культуры тканей.

Изменения ультраструктуры митохондрий при развитии

1. апоптоза, вызванного перекисью водорода, на клетках культуры Не!а.

Изменения ультраструктуры митохондрий при развитии

2. апоптоза, вызванного перекисью водорода на клетках культуры фибробластов человека.

Изменения ультраструктуры митохондрий при развитии

3. апоптоза, вызванного ТЫР-а, на клетках культуры Не1а. Ультраструктура митохондрий кардиомиоцитов кусочков ткани миокарда, инкубированных в условиях длительной гипоксии.

Дыхание изолированных кусочков миокарда, инкубированных

1. в условиях гипоксии.

Анализ межнуклеосомной фрагментации ДНК на

2. изолированных кусочках миокарда после инкубации в условиях аноксии.

Ультраструктура кардиомиоцитов изолированных кусочков

3. миокарда, инкубированных 72 часа в условиях гипоксии. Ультраструктура кардиомиоцитов кусочков миокарда при их

4. инкубации с фактором некроза опухолей (ТЫР-а). Ультраструктура митохондрий, выделенных из ткани сердца,

5. инкубированной в условиях гипоксии.

Выявление цитохром с-оксидазной активности в

6. митохондриях кардиомиоцитов изолированной ткани миокарда при длительном действии гипоксии.

Динамика изменений ультраструктуры митохондрий кардиомиоцитов кусочков изолированного миокарда крысы при длительной инкубации в условиях аноксии.

III. Ультраструктура митохондрий кардиомиоцитов миокарда спонтанно-гипертензивных крыс (spontaneously hypertensive rats - stroke prone, SHR-SP).

IV. Митоптоз в клетках культуры HeLa после длительного воздействия митохондриальными ядами.

V. Митопоз в летательной мышце Drosophila melanogaster.

VI. Действие SkQ1 как митохондриального антиоксиданта на ультраструктуру клетки.

Действие SkQ1 на ультраструктуру митохондрий клетки на

1. модели клеток культуры.

Исследование действия SkQ1 как митохондриального

2. антиоксиданта на клетках культуры тканей.

Действие SkQ1 как геропротектора на модели старения Drosophila melasnogaster.

V"- Действие SkQ1 на ультраструктуру сетчатки глаза крыс линии OXYS при развитии макулодистрофии.

Ультраструктура митохондрий кардиомиоцитов крыс линии OXYS до и после лечения препаратом SkQ1.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Митохондрии были открыты более 100 лет назад и первоначально рассматривались лишь как элементы цитоплазмы, функции которых не были известны. Дальнейшая история исследования этих органелл неразрывно связана с развитием электронной микроскопии биологических объектов. Первые наблюдения митохондрий на ультратонких срезах были сделаны в 50-х гг. XX века. В дальнейшем, до середины 90-х гг. прошлого века митохондрии рассматривались лишь как «силовые станции», производящие в виде молекул АТР основную часть энергии в клетке. Были досконально изучены изменения ультраструктуры митохондрий при различных состояниях дыхательного цикла, в 70-х гг. XX века изучена ультраструктура целого хондриома клетки, проведены серии работ по исследованию структуры митохондриального аппарата в пределах клетки. В результате, к 80-м гг., сложилось мнение, что об ультраструктуре митохондрий (как внутренней, так и внешней), известно практически все. При этом роль митохондрий в развитии патологий ограничивалась нарушениями энергообеспечения и исключительно с этих позиций рассматривались все ультраструктурные преобразования митохондрий. В то же время, многие выявляемые ультраструктурные состояния митохондрий было невозможно оценить в свете таких представлений.

Переоценка функциональной роли митохондрий в метаболизме клетки и, соответственно, ультраструктурных свойств этих органелл произошла в 90-е годы XX века в связи с исследованиями механизмов апоптоза - процесса программируемой клеточной гибели. Было показано, что в клетке существует множество путей запуска апоптоза и большинство из них развивается с участием митохондрий, более того, митохондрии играют центральную роль в передаче и усилении смертоносного сигнала. В дальнейшем стало известно, что по изменениям ультраструктуры этих органелл можно сказать о фазе развития процесса апоптоза в клетке и о механизмах его индукции.

В настоящее время вновь происходит расширение представлений о роли митохондрий в клетке. Сейчас в центре внимания митохондриологии - участие митохондрий не только в таких процессах, как внутриклеточная передача сигналов, выход из митохондрий белков, вызывающих программированную клеточную гибель, но и в процессе генерации сигналов, вызывающих гибель клетки, таких, как активные формы кислорода (АФК). Следствием выработки АФК митохондриями является внутриклеточный окислительный стресс, вызывающий 6 окислительное повреждение молекулярных компонентов клетки. Окислительный стресс может быть вызван разнообразными факторами, к которым относятся наследственные или приобретенные генетические дефекты, экологические факторы, а также нарушение метаболических потоков и степень восстановленное™ редокс-компонентов в клетке. В норме, для предотвращения окислительного стресса, в клетке существует несколько степеней защиты, препятствующих генерации избыточного количества АФК митохондриями. В.П. Скулачев в своих работах постулирует, что самым последним рубежом защиты клеток от избыточной генерации АФК митохондриями является процесс самоликвидации этих органелл, названный, по аналогии с апоптозом, -«митоптоз».

В последнее время механизмы окислительного стресса привлекают особое внимание исследователей, прежде всего, из-за его широко признанной роли в этиологии не только серьезных патологий, но «нормального» физиологического старения (Fiskum et al., 1999; Murphy et al., 1999; Lenaz., 2001; Dawson and Dawson 2003; Beal., 2004; Bossy-Wetzel et al., 2004; Shen and Cookson, 2004; Андреев и др., 2005). Процесс старения - одна из биологических проблем, постоянно вызывающая огромный интерес. Большую роль при ее исследовании играет изучение морфологии клеток. Еще в 60-х годах минувшего столетия, с развитием ультраструктурных исследований клетки, важную роль в процессах старения стали отводить факторам на субклеточном уровне. Возникла точка зрения, что старение является выражением событий, разыгрывающихся непосредственно в цитоплазме клетки (Policard and Bessis, 1968). И только в настоящее время, на основе современных представлений о возможных механизмах старения удалось показать, что в основе старения и возрастзависимых заболеваний может быть окислительное повреждение, являющееся результатом нарушения баланса между окислительным стрессом и антиоксидантной защитой митохондрий. Согласно современным представлениям, биологический феномен старения - это развитие программы, осуществление которой происходит при активном участии АФК. По мнению В.П. Скулачева, «.«реостат», регулирующий продолжительность жизни, - это скорость образования АФК внутри митохондрий» (цит. по Скулачев, 2005).

Однако, до сих пор, несмотря на огромное количество исследований, посвященных исследованию механизмов окислительного стресса и вызываемого им апоптоза, принципы участия митохондрий в них нельзя считать 7 установленными. На каждой из стадий развития этих процессов еще не выявлены многие принципиальные механизмы, не идентифицированы все компоненты сигнальных путей, не прослежена их взаимосвязь и соотношение этих процессов с основными биоэнергетическими функциями митохондрий (Черняк и др., 2005).

Действительно, если в основе тяжелых патологий и старения лежит повышенная генерация АФК, то идеальная терапевтическая стратегия должна состоять в повышении мощности систем защиты от АФК, используя нетоксичные возобновляемые проникающие антиоксиданты, доставляемые непосредственно в место генерации АФК - в митохондрии.

Важная роль при исследовании явлений, развивающихся в клетке, и, в частности, процессов окислительного стресса и апоптоза, принадлежит электронной микроскопии. Электронно-микроскопическое исследование ультраструктуры клеток при апоптозе позволяет по изменениям ультраструктуры митохондрий не только определить фазу развития этого процесса в клетке, но и анализировать механизм индукции программируемой смерти в клетке. Исследования особенностей ультраструктуры митохондрий в сочетании с современными теоретическими представлениями митохондриологии чрезвычайно перспективны в изучении обусловленных возрастом патологий и не только для теории, но и для разработки профилактики и лечения возрастзависимых заболеваний. 8

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ I. Общие представления о структуре и функциях митохондрий.

Заключение Диссертация по теме "Гистология, цитология, клеточная биология", Сапрунова, Валерия Борисовна

ВЫВОДЫ

Продемонстрирована взаимосвязь ультраструктуры и функций митохондрий в условиях окислительного стресса на различных экспериментальных моделях:

• Изучено функционирование АФК как индукторов апоптоза на клетках культуры при действии Н2О2. Показано сходство ультраструктурного ответа митохондрий при индукции апоптоза Н2О2 и TNF-a на клетках различных культур тканей: клетки культуры HeLa, фибробласты человека;

• Впервые показана значительно отличающаяся от имеющихся в литературе представлений морфологическая картина изменений ультраструктуры митохондриальной популяции на экспериментальной модели изолированной ткани миокарда в условиях индукции апоптоза под действием гипоксии;

• Обнаружена адекватность изменений ультраструктуры митохондрий ткани миокарда животных линии SHR-SP при спонтанной индукции апоптоза в отдельных кардиомиоцитах и изменений ультраструктуры митохондриальной популяции кардиомиоцитов в экспериментальных условиях моделирования апоптоза на изолированной ткани миокарда.

Доказан и исследован на ультраструктурном уровне механизм развития явления митоптоза как последнего рубежа защиты клетки от митохондрий, резко увеличивших выработку активных форм кислорода в модельных экспериментах на клетках культуры HeLa, а также in vivo на летательной мышце D. melanogaster.

Установлены возрастзависимые изменения ультраструктуры митохондрий, обусловленные окислительным стрессом:

• в летательной мышце мухи D. melanogaster,

• в пигментном эпителии крыс линии OXYS;

• в кардимиоцитах ткани миокарда крыс линии OXYS.

Впервые на структурном уровне доказано действие SkQ1 как митохондриального антиоксиданта:

• Обнаружен защитный эффект SkQ1 на развитие апоптоза на модели клеточной культуры;

208

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Сапрунова, Валерия Борисовна, Москва

1. Авцын А.П., Шахламов В.А. 1979. Ультраструктурные основы патологии клетки. М.Медицина. 320с.

2. Агол В.И. 1996. Генетически запрограммированная смерть клетки. Соросовский образовательный журнал 6:20-24.

3. Албертс Б., Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Роберте, Дж. Уотсон. 1994. Молекулярная биология клетки. М: Мир.

4. Андреев, А.Ю., Ю.Е. Кушнарева, A.A. Старков. 2005. Метаболизм активных форм кислорода в митохондриях. Биохимия 70(2):246-264.

5. Артюхина, Н.И., К.Ю. Саркисова. 1997. Ультраструктурные изменения митохондрий в мозге у крыс с разным типом поведения как показатель тяжести ишемии мозга. Доклады АН 357:839-843.

6. Ашмарин И.П. 1997. Элементы патологической физиологии и биохимии. М: МГУ. 238с.

7. Бакеева Л.Е. 1988. Митохондриальный ретикулум скелетной и сердечной мышцы: строение и некоторые функциональные свойства. Докт. дисс. Москва. 244с.

8. Бакеева Л.Е., И.И. Северина, В.П. Скулачев, Ю.С. Ченцов, A.A. Ясайтис. 1971. Проникающие ионы и структура митохондрий. В сб.: "Митохондрии. Структура и функции в норме и патологии". М: Наука, с. 67.

9. Бакеева Л.Е., В.П. Скулачев, Ю.В. Сударикова, В.Г. Цыпленкова. 2001. Митохондрии приходят в ядро (еще одна проблема хронических алкоголиков). Биохимия 66:1651-1658.

10. Бакеева Л.Е., В.П. Скулачев, Ю.С. Ченцов. 1977. Митохондриальный ретикулум: строение и возможные функции внутриклеточных структур нового типа в мышечной ткани. Вестн. Моск. Ун-та. сер. Биология 3: С. 23-38.

11. Бакеева Л.Е., A.A. Ясайтис. 1972. Изменения структуры митохондрий в ответ на функциональные воздействия. В сб.: "Митохондрии. Молекулярные механизмы ферментативных реакций". М: Наука, С. 56.

12. Бакеева Л.Е., Ю.С. Ченцов, В.П. Скулачев. 1982. Межмитохондриальные контакты кардиомиоцитов. Цитология 24: 161-166.209

13. Боровягин В.Л. 1960. К вопросу о миелинизации периферической нервной системы амфибий. Доклады АН СССР 133: 214-217.

14. Виноградов А.Д. 1999. Преобразование энергии в митохондриях. Соросовский образовательный журнал 9:11-19.

15. Глаголева В.В. Ю.С. Чечулин 1968. Ультраструктурная основа нарушения функции сердечной мышцы. Атлас. М.: Наука.73 с.

16. Кроленко, С.А., H.A. Рижамадзе. 1979. Разрушение миофибрилл во время распространяющегося повреждения. III. Изолированные мышцы крысы. Цитология 21: 1016-1020

17. Ленинджер А.Л. 1964. Связанные с дыханием механо-химические изменения в митохондриях. В Сб.: Горизонты биохимии. М: Мир. С. 326-337.

18. Ленинджер А.Л. 1966. Митохондрия: молекулярные основы структуры и функций. М: Мир. 203с.

19. Ленинджер А.Л. 1974. Биохимия. М: Мир. 958с.

20. Мейсель М.Н., В.И. Бирюзова, Т.М. Волкова, М.Н. Малатян, Г.А. Медведева. 1964. Функциональная морфология и цитохимия митохондриального аппарата микроорганизмов. В сб. Электронная и флуоресцентная микроскопия клетки. С. 3-15.

21. Максимов А. 1914. Основы гистологии. ч.1. Учение о клетке. С-Петербург.

22. Машанский В.Ф. 1965. Митохондрии. В Руководство по цитологии. М.-Л.: Наука. С. 200-218.

23. Непомнящих Л.М., Е.Л. Лушникова, Д.Е. Семенов. 2001. Ультраструктурные изменения митохондрий в кардиомиоцитах при регенераторно-пластический недостаточности миокарда. Бюлл. эксп. биол. и медиц. 131: 218-222.

24. Островский, М.А. 2005. Молекулярные механизмы повреждающего действия света на структуру глаза и системы защиты от такого повреждения. Успехи биол. химии 45:173-204.

25. Пауков B.C., Гавришин A.C. 1987. Новый тип адаптационной реакции лабильное ассоциирование митохондрий кардиомиоцитов. IV Всес. конф. по патол. клетки: тез. докл: 66.

26. Пауков B.C., Фролов В.А. 1982. Элементы теории патологии сердца. М.:Мед. 270с.

27. Постнов Ю.В., Л.Е. Бакеева, В.Г. Цыпленкова, А.Ю. Постнов. 2000. Нарушение ультраструктурной организации митохондриального аппарата кардиомиоцитов крыс со спонтанной гипертензией (SHR). Кардиология 1: 63-66.

28. Рыбакова М.Г., А.Я. Гудкова. 2004. Апоптоз и заболевания сердца. Цитология. 46: 389-394.

29. Румянцев П.П. 1982. Кардиомиоциты в процессах репродукции, дифференцировки и регенерации. Л:Наука. 320 с.

30. Саркисов Д.С. 1977. Очерки по структурным основам гомеостаза. М:Медицина. 349 с.

31. Саркисов Д.С., Втюрин Б.В. 1967. Электронная микроскопия деструктивных и регенераторных внутриклеточных процессов. М.Медицина. 224 с.

32. Скулачев В.П. 1972. Трансформация энергии в биомембранах. М: Наука. 203 с.

33. Скулачев В.П. 1989. Энергетика биологических мембран. М: Наука.564 с.

34. Скулачев В.П. 1994. Снижение внутриклеточной концентрации 02 как особая функция дыхательной системы клетки. Биохимия 59: 1910-1912.211

35. Скулачев В.П. 1996. В своем межмембранном пространстве митохондрия таит "белок самоубийства", который, выйдя в цитозоль, вызывает апоптоз. Биохимия 61: 2060-2063.

36. Скулачев В.П. 1997. Старение организма особая биологическая функция, а не результат поломки сложной живой системы: биохимическое обоснование гипотезы Вейсмана. Биохимия 62: 1394-1399.

37. Скулачев В.П. 1999. Феноптоз: запрограммированная смерть организма. Биохимия 64: 1679-1688.

38. Скулачев В.П. 2000. Кислород и явление запрограммированной смерти. Первое северинское чтение. ИБМХ РАМН, Москва. 47с.

39. Скулачев, В.П. 2001. Явления запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органы: роль активных форм кислорода. Соросовский образовательный журнал 7: 4-10.

40. Скулачев В.П. 2005. Старение как атавистическая программа, которую можно попытаться отменить. Вестник РАН 9: 831-843.

41. Скулачев В.П. 2007. Попытка биохимиков атаковать проблему старения: «мегапроект» по проникающим ионам. Первые итоги и перспективы. Биохимия 72: 1572 1586.

42. Сударикова Ю.В., Л.Е. Бакеева, В.Г. Цыпленкова. 1998. Деструктивные изменения митохондрий кардиомиоцитов человека при алкогольном поражении сердца. Архив патологии 60: 19-23.

43. Тихова М.Г., Л.Е. Бакеева, Ю.С. Ченцов. 1988. Изучение устойчивости межмитохондриальных контактов в процессе препаративного выделения митохондрий. Биол. Мембраны 5: 970-978.

44. Тихонов А.Н. 1997. Молекулярные преобразователи энергии в живой клетке. Соросовский образовательный журнал 7: С. 17.

45. Реутов В.П., Е.Г. Сорокина, В.Е. Охотин, Н.С. Косицын. 1997. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. М: Наука. 156 с.

46. Рэкер Э. 1967. Биоэнергетические механизмы. М: Мир.212

47. Цыпленкова В.Г., Н.Н. Бескровных. 1999. Морфология миокарда при синдрома Вольфа-Паркинсона-Уайта. Архив патологии 6: 13-18.

48. Фролов В.А., Пухлянко В.П. 1989. Морфология митохондрий кардиомиоцита в норме и патологии. М.:Изд. Ун-та др. нар. 141с.

49. Хитров Н.К., Пауков B.C. 1972. Адаптация сердца к гипоксии. М. ¡Медицина. 237с.

50. Черняк, Б.В., О.Ю.Плетюшкина, Д.С.Изюмов, К.Г.Лямзаев, and

51. A.В.Аветисян. 2005. Биоэнергетика и смерть. Биохимия 70: 294-301.

52. Чумаков П.М. 2000. Функция гена р53: выбор между жизнью и смертью. Биохимия 65: 34-47.

53. Шабалина И.Г., Колосова Н.Г., Гришанова А.Ю., Соловьев

54. B.Н.,Салганик Р.И., Соловьева Н.А. 1995. Активность окислительного фосфорилирования, F(0)F(1)-ATPa3bi и содержание цитохромов митохондрий печени крыс с врожденным повышением способности радикалообразования. Биохимия 60: 2045-2052.

55. Abrahams J.P., A.G. Leslie, R. Lutter, and J.E. Walker. 1994. Structure at 2.8 A resolution of F^ATPase from bovine heart mitochondria. Nature 370: 621-628.

56. Adlam, V.J., J.C.Harrison, C.M.Porteous, A.M.James, R.A.J.Smith, M.P.Murphy, and I.A.Sammut. 2005. Targeting an antioxidant to mitochondria decreases cardiac ischemia-reperfusion injury. FASEB J 19:1088-1095.

57. Ahting U., C. Thun, R. Hegerl, D.Турке, F.E. Nargang, W. Neupert, and S. Nussberger. 1999. The TOM core complex: the general protein import pore of the outer membrane of mitochondria. J. Cell Biol. 147: 959-968.

58. Akao M., B. O'Rourke, Y. Teshima, J. Seharaseyon, and E. Marban. 2003. Mechanistically distinct steps in the mitochondrial death pathway triggered by oxidative stress in cardiac myocytes. Circ. Res. 92:186-194.

59. Allen R.D., C.C. Schroeder, and A.K. Fok. 1989. An investigation of mitochondrial inner membranes by rapid-freeze deep-etch techniques. J Cell Biol. 108: 2233-2240.

60. Allikmets, R., N.F.Shroyer, N.Singh, J.M.Seddon, R.A.Lewis, P.S.Bernstein, A.Peiffer, N.A.Zabriskie, Y.Li, A.Hutchinson, M.Dean, J.R.Lupski, and

61. M.Leppert. 1997. Mutation of the Stargardt disease gene (ABCR) in age-related macular degeneration. Science 277: 1805-1807.

62. Altendorf K., W.-D. Stalz, J.-C. Greie, and G. Deckers-Hebestreit. 2000. Structure and function of the Fo complex of the ATP synthase from Escherichia coli. J. Exp. Biol. 203: 19-28.

63. Ames, B.N., M.K.Shigenaga, and T.M.Hagen. 1993. Oxidants, antioxidants, and the degenerative diseases of aging. Proc Natl Acad Sci U S A 90: 7915-7922.

64. Andersseon-Cedergren E., 1959. Ultrastructure of motor and plate and sarcoplasmic components of mouse skeletal muscle fiber as revealed by three dimentional reconstructions from serial sections. J. Ultrastr. Res 1: 1-191.

65. Angermuller S., G. Kunstle, and G. Tiegs. 1998. Pre-apoptotic alterations in hepatocytes of TNFalpha-treated galactosamine-sensitized mice. J. Histochem. Cytochem. 46: 1175-1183.

66. Arnold I., M.F. Bauer, M. Brunner, W. Neupert, and R.A. Stuart. 1997. Yeast mitochondrial F1F0-ATPase: the novel subunit e is identical to Tim11. FEBS Lett. 411: 195-200.

67. Arnold I., K. Pfeiffer, W. Neupert, R.A. Stuart, and H. Schagger. 1998. Yeast mitochondrial F1F0-ATP synthase exists as a dimer: identification of three dimer-specific subunits. EMBO J 17: 7170-7178.

68. Arnoult D., B.Gaume, M.Karbowski, J.C.Sharpe, F.Cecconi, and R.J.Youle. 2003. Mitochondrial release of AIF and EndoG requires caspase activation downstream of Bax/Bak-mediated permeabilization. EMBO J. 22: 4385-4399.

69. Arnoult D., A. Grodet, Y. Lee, J. Estaquier, and C. Blackstone. 2005. Release of OPA1 during apoptosis participates in the rapid and complete release of cytochrome c and subsequent mitochondrial fragmentation. J Biol Chem 280: 35742214

70. Arnoult D., P. Parone, J. Martinou, B. Antonsson, J. Estaquier, and J.C.Ameisen. 2002. Mitochondrial release of apoptosis-inducing factor occurs downstream of cytochrome c release in response to several proapoptotic stimuli. J. Cell Biol. 159: 923-929.

71. Arselin G., J. Vaillier, B. Salin, J. Schaeffer, M.F. Giraud, A. Dautant, D. Brethes, and J. Velours. 2004. The modulation in subunits e and g amounts of yeast ATP synthase modifies mitochondrial cristae morphology. J. Biol. Chem. 279: 4039240399.

72. Asano, M. and T. Wakabayashi. 1974. Letter: Induction of giant mitochondria in mouse hepatocytes by diethyldithiocarbamate (DDC). J. Electron. Microsc. (Tokyo) 23: P. 189-191.

73. Bakeeva L.E., V.P.Skulachev, and Yu.S. Chentsov. 1988. Intermitochondnal contacts of cardiocytes. In Myocardial metabolism. Basel. 339-349.

74. Bao, Y., P.Jemth, B.Mannervik, and G.Williamson. 1997. Reduction of thymine hydroperoxide by phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase and glutathione transferases. FEBS Lett 410: 210-212.

75. Bauer M.F., S. Hofmann, W. Neupert, and M. Brunner. 2000. Protein translocation into mitochondria: the role of TIM complexes. Trends Cell Biol. 10: 25-31.215

76. Beal, M.F. 2004. Mitochondrial dysfunction and oxidative damage in Alzheimer's and Parkinson's diseases and coenzyme Q10 as a potential treatment. J Bioenerg Biomembr 36: 381-386.

77. Beatty, S., H. Koh, M. Phil, D. Henson, and M. Boulton. The role of oxidative stress in the pathogenesis of age-related macular degeneration. Surv Ophthalmol 45: 115-134.

78. Bereiter-Hahn J., and M. Voth. 1994. Dynamics of mitochondria in living cells: shape changes, dislocations, fusion, and fission of mitochondria. Microsc. Res. Tech. 27: 198-219.

79. Bereiter-Hahn J., and M. Voth. 1983. Metabolic control of shape and structure of mitochondria in situ. 47: 309-322.

80. Bergeron M., D. Guerette, J. Forget, and G. Thiery. 1980. Three-dimensional characteristics of the mitochondria of the rat nephron. Kidney Int. 17(2): 175-185.

81. Bianchi C., M.L. Genova, G. Parenti-Castelli, and G. Lenaz. 2004. The mitochondrial respiratory chain is partially organized in a supercomplex assembly: kinetic evidence using flux control analysis. J Biol Chem. 279: 365-369.

82. Bleazard W., J.M. McCaffery, E.J. King, S. Bale, A. Mozdy, Q. Tieu, J. Nunnari, and J.M. Shaw. 1999. The dynamin-related GTPase Dnm1 regulates mitochondrial fission in yeast. Nat. Cell Biol. 1: 298-304.

83. Bloom G.D. 1967. A nucleus with cytoplasmic features. J. Cell Biol. 35: 266-268.

84. Boatright K.M., M. Renatus, F.L. Scott, S. Sperandio, H. Shin, I.M. Pedersen, J.E. Ricci, W.A. Edris, D.P. Sutherlin, D.R. Green, and G.S. Salvesen. 2003. A unified model for apical caspase activation. Mol. Cell 11: 529-541.

85. Boehning D., R.L. Patterson, L. Sedaghat, N.O. Glebova, T. Kurosaki, and S.H. Snyder. 2003. Cytochrome c binds to inositol (1,4,5) triphosphate receptors, amplifying calcium-dependent apoptosis. Nat. Cell Biol. 5: 1051-1061.

86. Bornhovd C., F. Vogel, W. Neupert, and A.S. Reichert. 2006. Mitochondrial membrane potential is dependent on the oligomeric state of F1F0-ATP synthase supracomplexes. J Biol Chem. 281: 13990-13998.

87. Bossy-Wetzel E., M.J. Barsoum, A. Godzik, R. Schwarzenbacher, and S.A. Lipton. 2003. Mitochondrial fission in apoptosis, neurodegeneration and aging. Curr. Opin. Cell Biol. 15: 706-716.

88. Bossy-Wetzel E., D.D. Newmeyer, and D.R. Green. 1998. Mitochondrial cytochrome c release in apoptosis occurs upstream of DEVD-specific caspase activation and independently of mitochondrial transmembrane depolarization. EMBO J. 17: 37-49.

89. Bossy-Wetzel, E., R. Schwarzenbacher, and S.A. Lipton. 2004. Molecular pathways to neurodegeneration. Nat Med 10: 2-9.217

90. Boulton, M., A. Dontsov, J. Jarvis-Evans, M. Ostrovsky, and D. Svistunenko. 1993. Lipofuscin is a photoinducible free radical generator. J Photochem Photobiol B 19: 201-204.

91. Boumans H., L.A. Grivell, and J.A. Berden. 1998. The respiratory chain in yeast behaves as a single functional unit. J. Biol. Chem. 273: 4872-4877.

92. Boveris, A., E. Cadenas, and A.O. Stoppani. 1976. Role of ubiquinone in the mitochondrial generation of hydrogen peroxide. Biochem J 156: 435-444.

93. Boveris, A. and B. Chance. 1973. The mitochondrial generation of hydrogen peroxide. General properties and effect of hyperbaric oxygen. Biochem J 134: 707-716.

94. Boyer P.D. 1993. The binding change mechanism for ATP synthase-some probabilities and possibilities. Biochim. Biophys. Acta 1140: 215-250.

95. Boyer P.D. 1997. The ATP synthase a splendid molecular machine. Annu. Rev. Biochem. 66: 717-749.

96. Bozner, P., V. Grishko, S.P. LeDoux, G.L. Wilson, Y.C. Chyan, and M.A. Pappolla. 1997. The amyloid beta protein induces oxidative damage of mitochondrial DNA. J Neuropathol Exp Neurol 56:1356-1362.

97. Brandt J.T., A.P. Martin, F.V. Lucas, and M.L. Vorbeck. 1974. The structure of rat liver mitochondria: a réévaluation. Biochem. Biophys. Res. Commun. 59(3): 1097-1104.

98. Bruel C., R. Brasseur, and B.L. Trumpower. 1996. Subunit 8 of the Saccharomyces cerevisiae cytochrome ¿>ci complex interacts with succinate-ubiquinone reductase complex. J. Bioenerg. Biomembr. 28: 59-68.

99. Brunet C.L., R.H. Gunby, R.S. Benson, J.A. Hickman, A.J. Watson, and G.Brady. 1998. Commitment to cell death measured by loss of clonogenicity is separable from the appearance of apoptotic markers. Cell Death Differ 5(1): 107-115.

100. Bryson G.J., B.V. Harmon, and R.J. Collins. 1994. A flow cytometric study of cell death: failure of some models to correlate with morphological assessment. Immunol. Cell Biol 72(1): 35-41.

101. Burton, K.P., J.M. Mc Cord, and G. Ghai. 1984. Myocardial alterations due to free-radical generation. Am J Physiol 246: 776-783.218

102. Burton M.D., and J. Moore. 1974. The mitochondrion of the flagellate, Polytomella agilis. J. Ultrastr. Res 48: 414-419.

103. Butterfield, D.A., J. Drake, C. Pocernich, and A. Castegna. 2001. Evidence of oxidative damage in Alzheimer's disease brain: central role for amyloid beta-peptide. Trends Mol Med 7: 548-554.

104. Cadenas, E., A. Boveris, C.I. Ragan, and A.O. Stoppani. 1977. Production of superoxide radicals and hydrogen peroxide by NADH-ubiquinone reductase and ubiquinol-cytochrome c reductase from beef-heart mitochondria. Arch Biochem Biophys 180: 248-257.

105. Cai, J., K.C. Nelson, M. Wu, P. Sternberg Jr, and D.P. Jones. 2000. Oxidative damage and protection of the RPE. Prog Retin Eye Res 19: 205-221.

106. Capaldi R.A., and R. Aggeler. 2002. Mechanism of the F^o-type ATP synthase, a biological rotary motor. Trends Biochem. Sci. 27: 154-160.

107. Carroll J., I.M. Fearnley, R.J. Shannon, J. Hirst, and J.E. Walker. 2003. Analysis of the subunit composition of complex I from bovine heart mitochondria. Mol Cell Proteomics. 2: 117-126.

108. Carswell E.A., L.J. Old, R.L. Kassel, S. Green, N. Fiore, and B. Williamson. 1975. An endotoxin-induced serum factor that causes necrosis of tumors. Proc Natl Acad Sci USA 72(9): 36666-36670.

109. Cecconi F. 1999. Apafl and the apoptotic machinery. Cell Death Differ. 6: 1087-1098.

110. Chen L.B. 1988. Mitochondrial membrane potential in living cells. Annu Rev. Cell Biol. 4: 155-181.219

111. Chen M., H. He, S. Zhan, S. Krajewski, J.C. Reed, and R.A. Gottlieb. 2001. Bid is cleaved by calpain to an active fragment in vitro and during myocardial ischemia/reperfusion. J Biol Chem 276: 30724-30728.

112. Cheng E.H.Y., T.V. Sheiko, J.K. Fisher, W.J. Craigen, and S.J. Korsmeyer. 2003. VDAC2 inhibits BAK activation and mitochondrial apoptosis. Science 301: 513-517.

113. Chew, G.T. and G.F. Watts. 2004. Coenzyme Q10 and diabetic endotheliopathy: oxidative stress and the decoupling hypothesis'. QJM 97: 537-548.

114. Chipuk J.E., L. Bouchier-Hayes, T. Kuwana, D.D. Newmeyer, and D.R. Green. 2005. PUMA couples the nuclear and cytoplasmic proapoptotic function of p53. Science 309: 1732-1735.

115. Cohen G.M., 1997. Caspases: the executioners of apoptosis. Biochem. J. 326 : 1-16.

116. Cohen J.J. 1993. Apoptosis. Immunol. Today 14(3): 126-130.

117. Collins R.J., B.V. Harmon, G.C. Gobe, and J.F. Kerr. 1992. Internucleosomal DNA cleavage should not be the sole criterion for identifying apoptosis. Int. J. Radiat. Biol. 61(4): 451-453.

118. Collins T.J., M.J. Berridge, P. Lipp, and M.D. Bootman. 2002. Mitochondria are morphologically and functionally heterogeneous within cells. EMBO J. 21: 16161627.

119. Cory S., D.L. Vaux, A. Strasser, A.W. Harris, and J.M. Adams. 1999. Insights from Bcl-2 and Myc: malignancy involves abrogation of apoptosis as well as sustained proliferation. Cancer Res 59: 1685-1692.

120. Costa, N.J., C.C. Dahm, F. Hurrell, E.R. Taylor, and M.P. Murphy. 2003. Interactions of mitochondrial thiols with nitric oxide. Antioxid Redox Signal 5: 291-305.

121. Court D.A., F.E. Nargang, H. Steiner, R.S. Hodges, W. Neupert, and R. Lill. 1996. Role of the intermembrane-space domain of the preprotein receptor Tom22 in protein import into mitochondria. Mol. Cell. Biol. 16: 4035-4042.

122. Crane, F.L. 1977. Hydroquinone dehydrogenases. Annu Rev Biochem 46: 439-469.

123. Crow M.T., K. Mani, Y.J. Nam, and R.N. Kitsis. 2004. The mitochondrial death pathway and cardiac myocyte apoptosis. Circ Res. 95: 957-970.

124. Cui S., J.S. Reichner, R.B. Mateo, and J.E. Albina. 1994. Activated murine macrophages induce apoptosis in tumor cells through nitric oxide-dependent or -independent mechanisms. Cancer Res 54(9): 2462-2467.

125. Damian, M.S., D. Ellenberg, R. Gildemeister, J. Lauermann, G. Simonis, W. Sauter, and C. Georgi. 2004. Coenzyme Q10 combined with mild hypothermia after cardiac arrest: a preliminary study. Circulation 110: 3011-3016.

126. Damke H., T. Baba, D.E. Warnock, and S.L. Schmid. 1994. Induction of mutant dynamin specifically blocks endocytic coated vesicle formation. J. Cell Biol. 127: 915-934.

127. Darley-Usmar, V.M., D. Stone, D. Smith, and J.F. Martin. 1991. Mitochondria, oxygen and reperfusion damage. Ann. Med 23(5): 583-588.

128. Dawson, T.M. and V.L.Dawson. 2003. Molecular pathways of neurodegeneration in Parkinson's disease. Science 302: 819-822.221

129. Deimling O.V., E. Moelbert, F. Duspiva. 1960. Electron microscopic demonstration of a glucose-1-phosphate splitting enzyme in the myocardium of the albino rat. Beitr Pathol Anat. 123: 127-143.

130. Deng, Y., M.Marko, K.F. Buttle, A. Leith, M. Mieczkowski, and C.A.Mannella. 1999. Cubic membrane structure in amoeba (Chaos carolinensis) mitochondria determined by electron microscopic tomography. J. Struct. Biol. 127: 231239.

131. Deng, Y. and M. Mieczkowski. 1998. Three-dimentional periodic cubic membrane structure in the mitochondria of amoebae Chaos carolinensis. Protoplasma 203: 16-25.

132. Delettre C., J.M. Griffoin, J. Kaplan, H. Dollfus, B. Lorenz, L. Faivre, G. Lenaers, P. Belenguer, and C.P. Hamel. 2001. Mutation spectrum and splicing variants in the OPA1 gene. Hum Genet 109: 584-591.

133. Desagher S., and J.-C. Martinou. 2000. Mitochondria as the central control point of apoptosis. Cell Biology 10: 369-377.

134. Deveraux Q.L., R. Takahashi, G.S. Salvesen, and J.C. Reed. 1997. X-linked IAP is a direct inhibitor of cell-death proteases. Nature 388: 300-304.

135. Di Donato S., 2000. Disorders related to mitochondrial membranes: pathology of the respiratory chain and neurodegeneration. J. Inherit Metab. Dis. 23: 247-263.

136. Di Lisa F., R. Menabo, M. Canton, and V. Petronilli. 1998. The role of mitochondria in the salvage and the injury of the ischemic myocardium. Biochim. Biophys. Acta 1366: 69-78.

137. Dietmeier K., A. Honliger, U. Bomer, P.J.T. Dekker, C. Eckerskorn, F. Lottspeich, M. Kubrich, and N. Pfanner. 1997. Tom5 functionally links mitochondrial preprotein receptors to the general import pore. Nature 388: 195-200.

138. Dimroth P., C. von Ballmoos, and T. Meier. 2006. Catalytic and mechanical cycles in F-ATP synthases. Fourth in the Cycles Review Series. EMBO Rep 7: 276-282.

139. Dimroth P., C. von Ballmoos, T. Meier, and G. Kaim. 2003. Electrical power fuels rotary ATP synthase. Structure (Camb) 11: 1469-1473.

140. Dionisi, O., T. Galeotti, T. Terranova, and A. Azzi. 1975. Superoxide radicals and hydrogen peroxide formation in mitochondria from normal and neoplastic tissues. Biochim Biophys Acta 403: 292-300.

141. Dontsov, A.E., R.D. Glickman, and M.A. Ostrovsky. 1999. Retinal pigment epithelium pigment granules stimulate the photo-oxidation of unsaturated fatty acids. Free Radic Biol Med 26: 1436-1446.223

142. Donzeau M., K. Kaldi, A. Adam, S. Paschen, G. Wanner, B. Guiard, M.F. Bauer, W. Neupert, and M. Brunner. 2000. Tim23 links the inner and outer mitochondrial membranes. Cell 101: 401-412.

143. Dowling, J.E. and I.R. Gibbons. 1962. The fine structure of the pigment epithelium in the albino rat. J. Cell Biol. 14:459-474.

144. Du C., M. Fang, Y. Li, L. Li, and X. Wang. 2000. Smac, a mitochondrial protein that promotes cytochrome c-dependent caspase activation by eliminating IAP inhibition. Cell 102: 33-42.

145. Duchen, M.R. 2004. Mitochondria in health and disease: perspectives on a new mitochondrial biology. Mol Aspects Med 25: 365-451.

146. Dunn S.D., M. Revington, D.J. Cipriano, and B. Shilton. 2000. The b subunit of Escherichia coli ATP synthase. J. Bioenerg. Biomembr. 32: 347-355.

147. Elsasser A., K. Suzuki, and J. Schaper. 2000. Unresolved issues regarding the role of apoptosis in the pathogenesis of ischemic injury and heart failure. J. Mol. Cell Cardiol. 32: 711-724.

148. Endo T., and D. Kohda. 2002. Functions of outer membrane receptors in mitochondrial protein import. Biochim. Biophys. Acta 1592: 3-14.

149. Endo T., H. Yamamoto, and M. Esaki. 2003. Functional cooperation and separation of translocators in protein import into mitochondria, the double-membrane bounded organelles. J Cell Sci. 116(Pt 16): 3259-3267.

150. Ernster L., and G. Schatz. 1981. Mitochondria: a historical review. J. Cell Biol. 91: 227-255.224

151. Eskes R., S. Desagher, B. Antonsson, and J.C. Martinou. 2000. Bid induces the oligomerization and insertion of Bax into the outer mitochondrial membrane. Mol Cell Biol 20: 929-935.

152. Essner, E. and A.B. Novikoff. 1961. Localization of acid phosphatase activity in hepatic lysosomes by means of electron microscopy. J. Biophys Biochem Cytol 9: 773-784.

153. Fabisiak J.P., V.A. Tyurin, Y.Y. Tyurina, A. Sedlov, J.S. Lazo, and V.E. Kagan. 2000. Nitric oxide dissociates lipid oxidation from apoptosis and phosphatidylserine externalization during oxidative stress. Biochemistry 39(1): 127-138.

154. Fabisiak J.P., Y.Y. Tyurina, V.A. Tyurin, J.S. Lazo, and V.E. Kagan. 1998. Random versus selective membrane phospholipid oxidation in apoptosis: role of phosphatidylserine. Biochemistry 37(39): 13781-13790.

155. Fabrizio, P., L. Battistella, R. Vardavas, C. Gattazzo, L. Liou, A. Diaspro, J.W. Dossen, E.B. Gralla, and V.D. Longo. 2004. Superoxide is a mediator of an altruistic aging program in Saccharomyces cerevisiae. J Cell Biol 166:1055-1067.

156. Fabrizio, P., F. Pozza, S.D. Pletcher, C.M. Gendron, and V.D. Longo. 2001. Regulation of longevity and stress resistance by Sch9 in yeast. Science 292:288290.

157. Fan Y., J. Fu, Z. Zhao, and C. Chen. 2007. Inhibitory effect of norcantharidin on the growth of human gallbladder carcinoma GBC-SD cells in vitro. Hepatobiliary Pancreat. Dis. Int. 6: 72-80.

158. Fehsel K., K.D. Kroncke, K.L. Meyer, H. Huber, V. Wahn, and V. Kolb-Bachofen. 1995. Nitric oxide induces apoptosis in mouse thymocytes. J. Immunol. 155: 2858-2865.225

159. Felidman M.L. and V.Navaratnam. 1981. Ultrastructural changes in atrial myocardium of the ageing rat. J Anat 133: 7-17.

160. Fernandez-Moran H., 1962. Cell-membrane ultrasructure low-temperature electron microscopy and X-ray diffraction studies of lipoprotein components in lamellar systems. Circulation 26: 1039.

161. Fillingame R.H. and O.Y.Dmitriev. 2002. Structural model of the transmembrane Fo rotary sector of H+-transporting ATP synthase derived by solution NMR and intersubunit cross-linking in situ Biochim. Biophys. Acta 1565: 232-245.

162. Fine, S.L., J.W.Berger, M.G.Maguire, and A.C.Ho. 2000. Age-related macular degeneration. N Engl J Med 342:483-492.

163. Fischer U., R.U. Jonicke, and K.Schulze-Osthoff. 2003. Many cuts to ruin: a comprehensive update of caspase substrates. Cell Death Differ. 10: 76-100.

164. Fiskum, G., A.N. Murphy, and M.F. Beal. 1999. Mitochondria in neurodegeneration: acute ischemia and chronic neurodegenerative diseases. J Cereb Blood Flow Metab 19: 351-369.

165. Fletcher, G.C., L. Xue, K. Passingham, and A.M. Tolkovsky. 2000. Death commitment point is advanced by axotomy in sympathetic neurons. J Cell Biol 150: 741754.

166. Fliss H. and D. Gattinger. 1996. Apoptosis in ischemic and reperfused rat myocardium. Circ. Res. 79:949-956.

167. Fowler L.R., and H.S. Richardson. 1963. Studies on the electron transfer system. J. Biol. Chem. 238: 456-463.

168. Frank S., B. Gaume, L. Bergmann, W.W. Leitner, E.G. Robert, F. Catez, C.L. Smith, and R.J. Youle. 2001. The role of dynamin-related protein 1, a mediator of mitochondrial fission, in apoptosis. Dev Cell 1: 515-525.

169. Frey T.G., and C.A. Mannella. 2000. The internal structure of mitochondria. Trends Biochem Sci 25: 319-324.

170. Fridman J.S., and S.W. Lowe. 2003. Control of apoptosis by p53. Oncogene 22: 9030-9040.

171. Fritz S., D. Rapaport, E. Klanner, W. Neupert, and B. Westermann. 2001. Connection of the mitochondrial outer and inner membranes by Fzo1 is critical for organellar fusion. J. Cell Biol. 152: 683-692.

172. Gardner, P.R. 2002. Aconitase: sensitive target and measure of superoxide. Methods Enzymol 349: 9-23.

173. Gardner, P.R., I.Raineri, L.B.Epstein, and C.W.White. 1995. Superoxide radical and iron modulate aconitase activity in mammalian cells. J Biol Chem 270: 13399-13405.

174. Gavin P.D., M. Prescott, S.E. Luff, and R.J. Devenish. 2004. Cross-linking ATP synthase complexes in vivo eliminates mitochondrial cristae. J. Cell Sci. 117: 2333-2343.

175. Gavrieli Y., Y. Sherman, and S.A. Ben-Sasson. 1992. Identification of programmed cell death in situ via specific labeling of nuclear DNA fragmentation. J. Cell Biol. 119(3): 493-501.

176. Genaro A.M., S. Hortelano, A. Alvarez, C. Martinez, and L. Bosca. 1995. Splenic B lymphocyte programmed cell death is prevented by nitric oxide release through mechanisms involving sustained Bcl-2 levels. J. Clin. Invest. 95: 1884-1890.

177. Germain M., J.P. Mathai, H.M. McBride, and G.C. Shore. 2005. Endoplasmic reticulum BIK initiates DRP1-regulated remodelling of mitochondrial cristae during apoptosis. EMBO J. 24: 1546-1556.

178. Gilkerson R.W., D.H. Margineantu, R.A. Capaldi, and J.M. Selker. 2000. Mitochondrial DNA depletion causes morphological changes in the mitochondrial reticulum of cultured human cells. FEBS Lett. 474: 1-4.

179. Gottsch, J.D., S. Pou, L.A. Bynoe, and G.M. Rosen. 1990. Hematogenous photosensitization. A mechanism for the development of age-related macular degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci 31: 1674-1682.

180. Green D.E., and H. Baum. 1970. Energy and the mitochondrion. Acad. Press, New-York, London. 205 p.

181. Green, K., M.D. Brand, and M.P. Murphy. 2004. Prevention of mitochondrial oxidative damage as a therapeutic strategy in diabetes. Diabetes 53: 110118.

182. Greenberg J.T., 1996. Programmed cell death: a way of life for plants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 12094-12097.

183. Greie J.-C., G. Deckers-Hebestreit, and K. Altendorf. 2000a. Energy-transducing ion pumps in bacteria: Structure and function of ATP synthases. In Microbial Transport Systems . G.ed. In Winkelmann, editor. Wiley-VCH, New York. 2345.

184. Greie J.-C., G. Deckers-Hebestreit, and K. Altendorf. 2000b. Secondary structure composition of reconstituted subunit b of the Escherichia coli ATP synthase. Eur. J. Biochem. 267: 3040-3048.

185. Grigolava, I.V., A.A. Konstantinov, M.I. Ksenzenko, E.K. Ruuge, and A.N. Tikhonov. 1982. Interaction of ubisemiquinone with succinate dehydrogenase and the cytochrome chain of mitochondria., Biokhimiia 47:1970-1982.228

186. Grimes G.W., H.R. Mahler, and R.S. Perlman. 1974. Nuclear gene dosage effects on mitochondrial mass and DNA. J Cell Biol. 61(3): 565-574.

187. Habib F.M., D.R. Springall, G.J. Davies, C.M. Oakley, M.H. Yacoub, and J.M. Polak. 1996. Tumour necrosis factor and inducible nitric oxide synthase in dilated cardiomyopathy. Lancet 347: 1151-1155.

188. Hackenbrock C.R. 1966. Ultrastructural bases for metaboliccally linked mechanical activity in mitochondria I. Reversible ultrastructural changes with change in metabolic steady state in isolated liver mitochondria. J. Cell Biol. 30: 269-297.

189. Hackenbrock C.R. 1968a. Chemical and physical fixation of isolated mitochondria in low-energy and high-energy states. Proc Natl Acad Sei USA 61(2):M 598-605.

190. Hackenbrock C.R. 1968b. Ultrastructural bases for metaboliccally linked mechanical activity in mitochondria. II. Electron transport-linked ultrastructural transformation in mitohondria. J. Cell Biol. 37: 345-369.

191. Hackenbrock C.R. and A.I.Caplan. 1969. Ion-induced ultrastructural transformations in isolated mitochondria. J. Cell Biol. 42: 221-234.

192. Hackenbrock C.R., B.Chazotte, and S.S.Gupte. 1986. The random collision model and a critical assessment of diffusion and collision in mitochondrial electron transport. J. Bioenerg. Biomembr. 18: 331-368.

193. Hackenbrock, C.R. and K.J. Miller. 1975. The distribution of anionic sites on the surfaces of mitochondrial membranes. Visual probing with polycationic ferritin. J Cell Biol 65:615-630.

194. Hales K.G. and M.T. Fuller. 1997. Developmental^ regulated mitochondrial fusion mediated by a conserved, novel, predicted GTPase. Cell 90: 121129.

195. Halestrap A.P., G.P. McStay, and S.J. Clarke. 2002. The permeability transition pore complex: another view. Biochimie 84: 153-166.

196. Harmon B.V., C.M. Winterford, B.A. O'Brien, and D.J. Allan. 1998. Morphological criteria for identifying apoptosis. In Cell Biology: a Laboratory Handbook, Second Edition. Edited by Julio E. Celis. CA Academic Press, San Diego. 327-340.

197. Hatefi Y., 1985. The mitochondrial electron transport and oxidative phosphorylation system. Annu. Rev. Biochem. 54: 1015-1069.

198. Hatefi Y. and J.S. Rieske. 1967. The preparation and properties of DPNH-cytochrome c reductase (complex l-lll of the respiratory chain). Methods Enzymol. 10: 225-231.

199. Haunstetter A., and S. Izumo. 1998. Apoptosis: basic mechanisms and implications for cardiovascular disease. Circ Res 82: 1111-1129.

200. Herlan M., F. Vogel, C. Bornhovd, W. Neupert, and A.S. Reichert. 2003. Processing of Mgm1 by the rhomboid-type protease Pcp1 is required for maintenance of mitochondrial morphology and of mitochondrial DNA. J Biol Chem 278: 27781-27788

201. Herrero, A. and G.Barja. 2000. Localization of the Site of Oxygen Radical Generation inside the Complex I of Heart and Nonsynaptic Brain Mammalian Mitochondria. J Bioenerg Biomembr 32: 609-615.

202. Herskovits J.S., C.C. Burgess, R.A. Obar, and R.B. Vallee. 1993. Effects of mutant rat dynamin on endocytosis. J. Cell Biol. 122: 565-578.

203. Hess, A. 1955. The fine structure of young and old spinal ganglia. Anat. Rec. 123: 399-412.

204. Higuchi M., R.J. Proske, and E.T. Yeh. 1998. Inhibition of mitochondrial respiratory chain complex I by TNF results in cytochrome c release, membrane permeability transition, and apoptosis. Oncogene 17: 2515-2524.

205. Hinshaw J.E. , 2000. Dynamin and its role in membrane fission. Annu Rev Cell Dev Biol 16: 483-519.

206. Hiraoka, W., N. Vazquez, W. Nieves-Neira, S.J. Chanock, and Y. Pommier. 1998. Role of oxygen radicals generated by NADPH oxidase in apoptosis induced in human leukemia cells. J Clin Invest 102: 1961-1968.

207. Hoffman H.P., and G.W.Grigg. 1958. An electron microscopic study of mitochondria formation. Exp Cell Res 15: 118-131.

208. Hoffmann H.P., and C.J. Avers. 1973. Mitochondrion of yeast: ultrastructural evidence for one giant, branched organelle per cell. Science. 181(101): 749-751.

209. Horst M., S. Hilfiker-Rothenfluh, W. Oppliger, and G. Schatz. 1995. Dynamic interaction of the protein translocation systems in the inner and outer membranes of yeast mitochondria. EMBO J. 14: 2293-2297.

210. Hsu H., J. Xiong, and D.V. Goeddel. 1995. The TNF receptor 1-associated protein TRADD signals cell death and NF-kappa B activation. Ce//81(4): 495-504.

211. Huntington Study Group. 2001. A randomized, placebo-controlled trial of coenzyme Q10 and remacemide in Huntington's disease. Neurology 57: 397-404.

212. Icho T., T. Ikeda, Y. Matsumoto, F. Hanaoka, K. Kaji, and N. Tsuchida. 1994. A novel human gene that is preferentially transcribed in heart muscle. Gene 144: 301-306.

213. Ignarro L.J., R.E. Byrns, G.M. Buga, and K.S. Wood. 1987. Endothelium-derived relaxing factor from pulmonary artery and vein possesses pharmacologic and chemical properties identical to those of nitric oxide radical. Circ Res 61(6): 866-879.

214. Ishii T., K. Yasuda, A. Akatsuka, O. Hino, P.S. Hartman, and N. Ishii. 2005. A mutation in the SDHC gene of complex II increases oxidative stress, resulting in apoptosis and tumorigenesis. Cancer Res. 65: 203-209.

215. Jacobson M.D., M. Weil, and M.C. Raff. 1997. Programmed cell death in animal development. Cell 88(3): 347-354.

216. Jagasia R., P. Grote, B. Westermann, and B. Conradt. 2005. DRP-1-mediated mitochondrial fragmentation during EGL-1-induced cell death in C. elegans. Nature 433: 754-760.

217. James, A.M. and M.P. Murphy. 2002. How mitochondrial damage affects cell function. J Biomed Sci 9: 475-487.

218. James D.I., P.A. Parone, Y. Mattenberger, and J. Martinou. 2003. hFisI, a novel component of the mammalian mitochondrial fission machinery. J. Biol. Chem. 278: 36373-36379.

219. James T.N., 1994. Normal and abnormal consequences of apoptosis in the human heart. From postnatal morphogenesis to paroxysmal arrhythmias. Circulation 90: 556-573.

220. James T.N., F. Terasaki, E.R. Pavlovich, and A.M. Vikhert. 1993. Apoptosis and pleomorphic micromitochondriosis in the sinus nodes surgically excised from five patients with the long QT syndrome. J. Lab. Clin. Med. 122: 309-323.232

221. Jascur T., DP. Goldenberg, D. Vestweber, and G. Schatz. 1992. Sequential translocation of an artificial precursor protein across the two mitochondrial membranes. J. Biol. Chem. 267: 13636-13641.

222. Jauslin, M.L., T. Meier, R.A.J. Smith, and M.P. Murphy. 2003. Mitochondria-targeted antioxidants protect Friedreich Ataxia fibroblasts from endogenous oxidative stress more effectively than untargeted antioxidants. FASEB J 17:1972-1974.

223. Jensen, P.K. 1966. Antimycin-insensitive oxidation of succinate and reduced nicotinamide-adenine dinucleotide in electron-transport particles. I. pH dependency and hydrogen peroxide formation. Biochim Biophys Acta 122: 157-166.

224. Jensen H., H. Engedal, and T.S. Saetersdal. 1976. Ultrastructure of mitochondria-containining nuclei in human myocardial cells. Virchows Arch. B. Cell. Pathol. 21: 1-12.

225. Jensen R.E. and C.D. Dunn. 2002. Protein import into and across the mitochondrial inner membrane: role of the TIM23 and TIM22 translocons. Biochim. Biophys. Acta 1592: 25-34.

226. Jiang W., J. Hermolin, and R.H. Fillingame. 2001. The preferred stoichiometry of c subunits in the rotary motor sector of Escherichia coli ATP synthase is 10. 98: 4966. Proc. Natl. Acad. Sei. USA 98: 4966-4971.

227. John G.B., Y. Shang, L. Li, C. Renken, C.A. Mannella, J.M.L. Selker, L. Rangell, M.J. Bennett, and J. Zha. 2005. The mitochondrial inner membrane protein mitofilin controls cristae morphology. Mol Biol Cell 16: 1543-1554.

228. Johnsnon, T.M., Z.X. Yu, V.J. Ferrans, R.A. Lowenstein, and T. Finkel. 1996. Reactive oxygen species are downstream mediators of p53-dependent apoptosis. Proc Natl Acad Sei USA 93:11848-11852.

229. Junge W., 1999. ATP synthase and other motor proteins. Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 96(9): 4735-4737.

230. Kagan V.E., J.P. Fabisiak, A.A. Shvedova, Y.Y. Tyurina, V.A. Tyurin, N.F. Schor, and K. Kawai. 2000. Oxidative signaling pathway for externalization of plasma membrane phosphatidylserine during apoptosis. FEBS Lett 477: 1-7.233

231. Kagan, V.E., E.A. Serbinova, D.A. Stoyanovsky, S. Khwaja, and L. Packer. 1994. Assay of ubiquinones and ubiquinois as antioxidants. Methods Enzymol 234:343354.

232. Kamzalov, S., N. Sumien, M.J. Forster, and R.S. Sohal. 2003. Coenzyme Q intake elevates the mitochondrial and tissue levels of Coenzyme Q and alpha-tocopherol in young mice. J Nutrî33: 3175-3180.

233. Kanamori T., S. Nishikawa, I. Shin, P.G. Schultz, and T. Endo. 1997. Probing the environment along the protein import pathways in yeast mitochondria by site-specific photocrosslinking. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 485-490.

234. Kang P.M., A. Haunstetter, H. Aoki, A. Usheva, and S. Izumo. 2000. Morphological and molecular characterization of adult cardiomyocyte apoptosis during hypoxia and reoxygenation. Circ. Res. 87: 118-125.

235. Kaplan, J. 1999. Friedreich's ataxia is a mitochondrial disorder. Proc Natl Acad Sci USA 96:10948-10949.

236. Karbowski M. and R.J. Youle. 2003. Dynamics of mitochondrial morphology in healthy cells and during apoptosis. Cell Death Differ. 10: 870-880.

237. Kashiwagi A., H. Hanada, M. Yabuki, T. Kanno, R. Ishisaka, J. Sasaki, M. Inoue, and K. Utsumi. 1999. Thyroxine enhancement and the role of reactive oxygen species in tadpole tail apoptosis. Free Radie Biol Med 26: 1001-1009.

238. Kastan M.B., O. Onyekwere, D. Sidransky, B. Vogelstein, and R.W. Craig. 1991. Participation of p53 protein in the cellular response to DNA damage. Cancer Res 51: 6304-6311.

239. Kennedy, M.J., K.A. Lee, G.A. Niemi, K.B. Craven, G.G. Garwin, J.C. Saari, and J.B. Hurley. 2001. Multiple phosphorylation of rhodopsin and the in vivo chemistry underlying rod photoreceptor dark adaptation. Neuron 31: 87-101.

240. Kerr J.F., 1971. Shrinkage necrosis: a distinct mode of cellular death. J. Pathol 105(1): 13-20.

241. Kerr J.F., C.M. Winterford, and B.V. Harmon. 1994. Apoptosis: its significance in cancer and cancer therapy. Cancer 73: 2013-2026.

242. Kerr J.F., A.H. Wyllie, and A.R. Currie. 1972. Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics. Br. J. Cancer 26(4): 239257.

243. Kidd V.J., 1998. Proteolytic activities that mediate apoptosis. Annu. Rev. Physiol. 60: 533-573.

244. Kiebler M., P. Keil, H. Schneider, I. van der Klei, N. Pfanner, and W. Neupert. 1993. The mitochondrial receptor complex: a central role of MOM22 in mediating protein transfer from receptors to the general insertion pore. Cell 74: 483492.

245. Kim Y.M., H. Bergonia, and J.R. Lancaster. 1995. Nitrogen oxide-induced autoprotection in isolated rat hepatocytes. FEBS Lett 374: 228-232.

246. Kim Y.M., R.V. Talanian, and T.R. Billiar. 1997. Nitric oxide inhibits apoptosis by preventing increases in caspase-3-like activity via two distinct mechanisms. J Biol Chem 272: 31138-31148.

247. Klein, R., B.E. Klein, and K.L. Linton. 1992. Prevalence of age-related maculopathy. The Beaver Dam Eye Study. Ophthalmology 99: 933-943.

248. Kloner, R.A., S.G. Ellis, N.V. Carlson, and E. Braunwald. 1983. Coronary reperfusion for the treatment of acute myocardial infarction: postischemic ventricular dysfunction. Cardiology 70: 233-246.

249. Kluck R.M., E. Bossy-Wetzel, D.R. Green, and D.D. Newmeyer. 1997a. The release of cytochrome c from mitochondria: a primary site for Bcl-2 regulation of apoptosis. Science 275(5303): 1132-1136.

250. Kluck R.M., B.M. Hoffman, J.S. Zhou, D.R. Green, D.D. Newmeyer, and S.J.Martin. 1997b. Cytochrome c activation of CPP32-like proteolysis plays a critical role in a Xenopus cell-free apoptosis system. EMBO J 16: 4639-4649.

251. Koehler C.M., E. Jarosch, K. Tokatlidis, K. Schmid, R.J. Schweyen, and G. Schatz. 1998. Import of mitochondrial carriers mediated by essential proteins of the intermembrane space. Science 279: 369-373.

252. Koehler C.M., S. Merchant, and G. Schatz. 1999. How membrane proteins travel across the mitochondrial intermembrane space. Trends Biochem. Sci. 24: 428432.

253. Konorev E.A., H. Zhang, J. Joseph, M.C. Kennedy, and B. Kalyanaraman. 2000. Bicarbonate exacerbates oxidative injury induced by antitumor antibiotic doxorubicin in cardiomyocytes. Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. 279: 2424-2430.

254. Koroshetz, W.J., B.G. Jenkins, B.R. Rosen, and M.F. Beal. 1997. Energy metabolism defects in Huntington's disease and effects of coenzyme Q10. Ann Neurol 41:160-165.

255. Korshunov S.S., B.F. Krasnikov, M.O. Pereverzev, and V.P. Skulachev. 1999. The antioxidant functions of cytochrome c. FEBS Lett. 462: 192-198.

256. Korshunov, S.S., V.P. Skulachev, and A.A. Starkov. 1997. High protonic potential actuates a mechanism of production of reactive oxygen species in mitochondria. FEBS Lett 416: 15-18.

257. Korsmeyer S.J., 1999. BCL-2 gene family and the regulation of programmed cell death. Cancer. Res 59: 1693-1700.

258. Korsmeyer S.J., X.M. Yin, Z.N. Oltvai, D.J. Veis-Novack, and G.P. linette. 1995. Reactive oxygen species and the regulation of cell death by the Bcl-2 gene family. Biochim. Biophys. Acta 1271: 63-66.

259. Korsmeyer, S.J., X.M. Yin, Z.N. Oltvai, D.J. Veis-Novack, and G.P. linette. 1995. Reactive oxygen species and the regulation of cell death by the Bcl-2 gene family. Biochim Biophys Acta 1271: 63-66.

260. Krippner A., Y. Matsuno, R.A. Gottlieb, and B.M. Babior. 1996. Loss of function of cytochrome c in Jurkat cells undergoing fas-mediated apoptosis. J. Biol. Chem. 271: 21629-21636.

261. Kroemer G., S.A. Susin, and N. Zamzami. 1997. Mitochondrial control of apoptosis. Immunol. Today 18: 44-51.

262. Ksenzenko, M., A.A. Konstantinov, G.B. Khomutov, A.N. Tikhonov, and E.K. Ruuge. 1983. Effect of electron transfer inhibitors on superoxide generation in the cytochrome bc1 site of the mitochondrial respiratory chain. FEBS Lett 155:19-24.

263. Kunduzova, O.R., P. Bianchi, A. Parini, and C. Cambon. 2002. Hydrogen peroxide production by monoamine oxidase during ischemia/reperfusion. Eur J Pharmacol 448: 225-230.

264. Kushnareva, Y., A.N. Murphy, and A. Andreyev. 2002. Complex I-mediated reactive oxygen species generation: modulation by cytochrome c and NAD(P)+ oxidation-reduction state. Biochem J 368: 545-553.

265. Kuwana T., M.R. Mackey, G. Perkins, M.H. Ellisman, M. Latterich, R. Schneiter, D.R. Green, and D.D. Newmeyer. 2002. Bid, Bax, and lipids cooperate to form supramolecular openings in the outer mitochondrial membrane. Cell 111: 331-342.

266. Kuwano K., and N. Hara. 2000. Signal transduction pathways of apoptosis and inflammation induced by the tumor necrosis factor receptor family. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 22(2): 147-149.

267. Kwon Y.G., J.K. Min, K.M. Kim, D.J. Lee, T.R. Billiar, and Y.M. Kim. 2001. Sphingosine 1-phosphate protects human umbilical vein endothelial cells from serum-deprived apoptosis by nitric oxide production. J. Biol. Chem. 276: 10627-10633.

268. Kwong, L.K. and R.S. Sohal. 1998. Substrate and site specificity of hydrogen peroxide generation in mouse mitochondria. Arch Biochem Biophys 350: 118237

269. Labrousse A.M., M.D. Zappaterra, D.A. Rube and A.M. van der Bliek. 1999. C. elegans dynamin-related protein DRP-1 controls severing of the mitochondrial outer membrane. Mol Cell 4: 815-826.

270. Lancaster J.R., S.M. Laster, and L.R. Gooding. 1989. Inhibition of target cell mitochondrial electron transfer by tumor necrosis factor. FEBS Lett 248: 169-174.

271. Lane D.P. 1992. Cancer. p53, guardian of the genome. Nature 358: 15-16.

272. Lass, A., M.J.Forster, and R.S. Sohal. 1999. Effects of coenzyme Q10 and alpha-tocopherol administration on their tissue levels in the mouse: elevation of mitochondrial alpha-tocopherol by coenzyme Q10. Free Radio Biol Med 26: 1375-1382.

273. Lass, A. and R.S. Sohal. 1998. Electron transport-linked ubiquinone-dependent recycling of alpha-tocopherol inhibits autooxidation of mitochondrial membranes. Arch Biochem Biophys 352: 229-236.

274. Lee Y., S. Jeong, M. Karbowski, C.L. Smith, and R.J. Youle. 2004. Roles of the mammalian mitochondrial fission and fusion mediators Fis1, Drp1, and Opal in apoptosis. Mol. Biol. Ce//15: 5001-5011.

275. Leedale G.F. and D.E. Buetow. 1970. Observations onthe mitochondrial reticulumin living Euglena gracilis. Cytobiologie 1: 195-202.

276. Legros F., A. Lombs, P. Frachon, and M. Rojo. 2002. Mitochondrial fusion in human cells is efficient, requires the inner membrane potential, and is mediated by mitofusins. Mol Biol Cell 13: 4343-4354.

277. Lemasters J.J., T. Qian, C.A. Bradham, D.A. Brenner, W.E. Cascio, L.C. Trost, Y. Nishimura, A.L. Nieminen, and B. Herman. 1999. Mitochondrial dysfunction in the pathogenesis of necrotic and apoptotic cell death. J. Bioenerg. Biomembr 31: 305319.

278. Lenaz, G. 2001. The mitochondrial production of reactive oxygen species: mechanisms and implications in human pathology. IUBMB Life 52:159-164.238

279. Levrat C., and P. Louisot. 1996. Increase of mitochondrial PLA2-released fatty acids is an early event in tumor necrosis factor alpha-treated WEHI-164 cells. Biochem Biophys Res Commun 221: 531-538.

280. Lewis M.R. and W.R. Lewis. 1914. Mitochondria (and other cytoplasmic structures) in tissue cultures. Am. J. Anat. 17: 339-401.

281. Li H., H. Zhu, C.J. Xu, and J. Yuan. 1998. Cleavage of BID by caspase 8 mediates the mitochondrial damage in the Fas pathway of apoptosis. Cell 94: 491-501.

282. Li L.Y., X. Luo, and X. Wang. 2001. Endonuclease G is an apoptotic DNase when released from mitochondria. Nature 412: 95-99.

283. Li P., D. Nijhawan, I. Budihardjo, S.M.Srinivasula, M.Ahmad, E.S.AInemri, and X.Wang. 1997. Cytochrome c and dATP-dependent formation of Apaf-1/caspase-9 complex initiates an apoptotic protease cascade. Cell 91: 479-489.

284. Liang, F. and B.F. Godley. 2003. Oxidative stress-induced mitochondrial DNA damage in human retinal pigment epithelial cells: a possible mechanism for RPE aging and age-related macular degeneration. Exp Eye Res 76:3 97-403.

285. Liberman, E.A. and V.P. Skulachev. 1970. Conversion of biomembrane-produced energy into electric form. IV. General discussion. Biochim Biophys Acta 216: 30-42.

286. Liberman, E.A., V.P. Topaly, L.M. Tsofina, A.A. Jasaitis, and V.P. Skulachev. 1969. Mechanism of coupling of oxidative phosphorylation and the membrane potential of mitochondria. Nature 222: 1076-1078.

287. Lill R. and W. Neupert. 1996. Mechanisms of protein import across the mitochondrial outer membrane. Trends Cell Biol. 6: 56-61.

288. Linnane, A.W., E. Vitols, and P.G. Nowland. 1962. Studies on the origin of yeast mitochondria. J. Cell Biol. 13: 345-350.239

289. Liu J.J., L. Peng, C.J. Bradley, A. Zulli, J. Shen, and B.F. Buxton. 2000. Increased apoptosis in the heart of genetic hypertension, associated with increased fibroblasts. Cardiovasc. Res 45(3): 729-735.

290. Liu X., C.N. Kim, J. Yang, R. Jemmerson, and X. Wang. 1996. Induction of apoptotic program in cell-free extracts: requirement for dATP and cytochrome c. Cell 86(1): 147-157.

291. Liu X., H. Zou, C. Slaughter, and X. Wang. 1997. DFF, a heterodimeric protein that functions downstream of caspase-3 to trigger DNA fragmentation during apoptosis. Cell 89: 175-184.

292. Liu, Y., G. Fiskum, and D. Schubert. 2002. Generation of reactive oxygen species by the mitochondrial electron transport chain. J Neurochem 80: 780-787.

293. Lodi, R., J.M. Cooper, J.L. Bradley, D. Manners, P. Styles, D.J. Taylor, and A.H. Schapira. 1999. Deficit of in vivo mitochondrial ATP production in patients with Friedreich ataxia. Proc Natl Acad Sci U S A 96: 11492-11495.

294. Logan D.C. 2007. The mitochondrial compartment. J. Exp. Bot. 58: 12251243.

295. Long J.C., J. DeLeon-Rangel, and S. B.Vik. 2002. Characterization of the first cytoplasmic loop of subunit a of the Escherichia coli ATP synthase by surface labeling, cross-linking, and mutagenesis. J. Biol. Chem. 277: 27288-27293.

296. Loschen, G., A. Azzi, C. Richter, and L. Flohe. 1974. Superoxide radicals as precursors of mitochondrial hydrogen peroxide. FEBS Lett 42: 68-72.

297. Loschen, G., L. Flohe, and B. Chance. 1971. Respiratory chain linked H(2)0(2) production in pigeon heart mitochondria. FEBS Lett 18: 261-264.

298. Lovell, M.A., W.D. Ehmann, S.M. Butler, and W.R. Markesbery. 1995. Elevated thiobarbituric acid-reactive substances and antioxidant enzyme activity in the brain in Alzheimer's disease. Neurology 45: 1594-1601.240

299. Luo X., I. Budihardjo, H. Zou, C. Slaughter, and X. Wang. 1998. Bid, a Bcl2 interacting protein, mediates cytochrome c release from mitochondria in response to activation of cell surface death receptors. Cell 94: 481-490.

300. Lyamzaev, K.G., D.S. Izyumov, A.V. Avetisyan, F. Yang, O.Y. Pletjushkina, and B.V. Chernyak. 2004. Inhibition of mitochondrial bioenergetics: the effects on structure of mitochondria in the cell and on apoptosis. Acta Biochim Pol 51: 553-562.

301. Lyras, L., R.H. Perry, E.K. Perry, P.G. Ince, A.J enner, P. Jenner, and B. Halliwell. 1998. Oxidative damage to proteins, lipids, and DNA in cortical brain regions from patients with dementia with Lewy bodies. J Neurochem 71:302-312.

302. Maas, E. and H. Bisswanger. 1990. Localization of the alpha-oxoacid dehydrogenase multienzyme complexes within the mitochondrion. FEBS Lett 277:189190.

303. Maguire, J.J., D.S. Wilson, and L. Packer. 1989. Mitochondrial electron transport-linked tocopheroxyl radical reduction. J Biol Chem 264:21462-21465.

304. Maiorino, M., J.P. Thomas, A.W. Girotti, and F. Ursini. 1991. Reactivity of phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase with membrane and lipoprotein lipid hydroperoxides. Free Radic Res Commun 12-13 Pt 1:131-135.

305. Malka F., O. Guillery, C. Cifuentes-Diaz, E. Guillou, P. Belenguer, A. Lombes, and M. Rojo. 2005. Separate fusion of outer and inner mitochondrial membranes. EMBO Rep. 6: 853-859.

306. Malkoff, D.B. and B.L. Strehler. 1963. The ultrastructure of isolated and in situ human cardiac age pigment. J Cell Biol 16: 611-616.

307. Mannella C.A. 2006a. Structure and dynamics of the mitochondrial inner membrane cristae. Biochim Biophys Acta. 1763: 542-548.

308. Mannella C.A. 2006b. The relevance of mitochondrial membrane topology to mitochondrial function. Biochim. Biophys. Acta 1762: 140-147.

309. Marchenko N.D., A. Zaika, and U.M. Moll. 2000. Death signal-induced localization of p53 protein to mitochondria. A potential role in apoptotic signaling. J. Biol. Chem. 275: 16202-16212.

310. Markesbery, W.R. and J.M. Carney. 1999. Oxidative alterations in Alzheimer's disease. Brain Pathol 9: 133-146.

311. Martinou I., S. Desagher, R. Eskes, B. Antonsson, E. Andre, S. Fakan, and J.C. Martinou. 1999. The release of cytochrome c from mitochondria during apoptosis of NGF-deprived sympathetic neurons is a reversible event. J. Cell Biol. 144(5): 883-889.

312. Matthews, R.T., L. Yang, S. Browne, M. Baik, and M.F. Beal. 1998. Coenzyme Q10 administration increases brain mitochondrial concentrations and exerts neuroprotective effects. Proc Natl Acad Sei USA 95: 8892-8897.

313. Maulik N., V.E. Kagan, V.A. Tyurin, and D.K. Das. 1998. Redistribution of phosphatidylethanolamine and phosphatidylserine precedes reperfusion-induced apoptosis. Am. J. Physiol. 274: 242-248.

314. Maurel, A., C. Hernandez, O. Kunduzova, G. Bompart, C. Cambon, A. Parini, and B. Frances. 2003. Age-dependent increase in hydrogen peroxide production by cardiac monoamine oxidase A in rats. Am J Physiol Heart Circ Physiol 284: H1460-H1467.242

315. McCarthy N.J., M.K. Whyte, C.S. Gilbert, and G.I. Evan. 1997. Inhibition of Ced-3/ICE-related Proteases Does Not Prevent Cell Death Induced by Oncogenes, DNA Damage, or the Bcl-2 Homologue Bak . J. Cell Biol. 136(1): 215-227.

316. McCord, J.M. and I. Fridovich. 1970. The utility of superoxide dismutase in studying free radical reactions. II. The mechanism of the mediation of cytochrome c reduction by a variety of electron carriers. J Biol Chem 245: 1374-1377.

317. McKenzie, M., D. Liolitsa, and M.G. Hanna. 2004. Mitochondrial disease: mutations and mechanisms. Neurochem Res 29: 589-600.

318. McLachlin D.T., A.M. Convey, S.M. Clark, and S.D. Dunn. 2000. Site-directed cross-linking of b to the alpha, beta, and a subunits of the Escherichia coli ATP synthase. J. Biol. Chem. 275: 17571-17577.

319. McQuibban G.A., S. Saurya, and M. Freeman. 2003. Mitochondrial membrane remodelling regulated by a conserved rhomboid protease. Nature 423: 537541.

320. Meeusen S., J.M. McCaffery, and J. Nunnari. 2004. Mitochondrial fusion intermediates revealed in vitro. Science 305: 1747-1752.

321. Mehmet H. 2000. Caspases find a new place to hide. Nature 403: 29-30.

322. Meldrum D.R. 1998. Tumor necrosis factor in the heart. Am. J. Physiol. 274: 577-595.

323. Messam C.A. and R.N. Pittman. 1998. Asynchrony and commitment to die during apoptosis. Exp. Cell Res. 238(2): 389-398.

324. Messerschmitt M., S. Jakobs, F. Vogel, S. Fritz, K.S. Dimmer, W. Neupert, and B. Westermann. 2003. The inner membrane protein Mdm33 controls mitochondrial morphology in yeast. J Cell Biol 160: 553-564.

325. Messmer U.K. and B. Brune. 1996. Nitric oxide-induced apoptosis: p53-dependent and p53-independent signalling pathways. Biochem J. 319: 299-305.

326. Messmer U.K., D.M. Reimer, J.C. Reed, and B. Brune. 1996. Nitric oxide induced poly(ADP-ribose) polymerase cleavage in RAW 264.7 macrophage apoptosis is blocked by Bcl-2. FEBS Lett. 384: 162-166.243

327. Metzstein M.M., G.M. Stanfield, and H.R.Horvitz. 1998. Genetics of programmed cell death in C. elegans: past, present and future. Trends Genet. 14:410416.

328. Mihara M., S. Erster, A. Zaika, O. Petrenko, T. Chittenden, P. Pancoska, and U.M. Moll. 2003. p53 has a direct apoptogenic role at the mitochondria. Mol Cell 11: 577-590.

329. Minn A.J., P. Vlez, S.L. Schendel, H. Liang, S.W. Muchmore, S.W. Fesik, M. Fill, and C.B. Thompson. 1997. Bcl-x(L) forms an ion channel in synthetic lipid membranes. Nature 385: 353-357.

330. Miwa, S., J. St Pierre, L. Partridge, and M.D. Brand. 2003. Superoxide and hydrogen peroxide production by Drosophila mitochondria. Free Radic Biol Med 35: 938-948.

331. Morishima N., K. Nakanishi, H. Takenouchi, T. Shibata, and Y. Yasuhiko. 2002. An endoplasmic reticulum stress-specific caspase cascade in apoptosis. Cytochrome c-independent activation of caspase-9 by caspase-12. J. Biol. Chem. 277: 34287-34294.

332. Morpurgo, B.G., G. Serlupi-Crescenzi, G. Tecce, F. Valente, and D. Venettacci. 1964. Influence of ergosterol on the physiology and the ultra-structure of Saccharomyces cervisiae. Nature. 201: 897-899.

333. Mott, J.L., D. Zhang, J.C. Freeman, P. Mikolajczak, S.W. Chang, and H.P.Zassenhaus. 2004. Cardiac disease due to random mitochondrial DNA mutations is prevented by cyclosporin A. Biochem Biophys Res Commun 319:1210-1215.

334. Mozdy A.D., J.M. McCaffery, and J.M. Shaw. 2000. Dnmlp GTPase-mediated mitochondrial fission is a multi-step process requiring the novel integral membrane component Fislp. J. Cell Biol. 151: 367-380.

335. Mukai, K., S. Kikuchi, and S. Urano. 1990. Stopped-flow kinetic study of the regeneration reaction of tocopheroxyl radical by reduced ubiquinone-10 in solution. Biochim Biophys Acta 1035: 77-82.244

336. Murphy, A.N., G. Fiskum, and M.F. Beai. 1999. Mitochondria in neurodegeneration: bioenergetic function in cell life and death. J Cereb Blood Flow Metab 19: 231-245.

337. Murphy, MP. 1997. Selective targeting of bioactive compounds to mitochondria. Trends Biotechnol 15: 326-330.

338. Murphy, MP. and R.A. Smith. 2000. Drug delivery to mitochondria: the key to mitochondrial medicine. Adv Drug Deliv Rev 41: 235-250.

339. Nakagawa T. and J. Yuan. 2000. Cross-talk between two cysteine protease families. Activation of caspase-12 by calpain in apoptosis. J. Cell Biol. 150: 887-894.

340. Nakagawa T., H. Zhu, N. Morishima, E. Li, J. Xu, B.A. Yankner, and J. Yuan. 2000. Caspase-12 mediates endoplasmic-reticulum-specific apoptosis and cytotoxicity by amyloid-beta. Nature 403: 98-103.

341. Nathan C. 1992. Nitric oxide as a secretory product of mammalian cells. FASEBJ. 6(12): 3051-3064.

342. Noji H., R. Yasuda, M. Yoshida, and K.Jr. Kinosita. 1997. Direct observation of the rotation of FrATPase. Nature 386: 217-219.

343. Nohl, H. and W. Jordan. 1980. The metabolic fate of mitochondrial hydrogen peroxide. EurJBiochem 111: 203-210.

344. Nonaka I., Y. Koga, E. Ohtaki, and M. Yamamoto. 1989. Tissue specificity in cytochrome c oxidase deficient myopathy. J. Neurol. Sci .92:193-203.245

345. Novikoff A.B. and S. Goldfischer. 1969. Visualization of peroxisomes (microbodies) and mitochondria with diaminobenzidine. J. Histochem. Cytochem. 17: 675-680.

346. Ohtsuka T., H. Ryu, Y.A. Minamishima, S. Macip, J. Sagara, K.I. Nakayama, S.A. Aaronson, and S.W. Lee. 2004. ASC is a Bax adaptor and regulates the p53-Bax mitochondrial apoptosis pathway. Nat. Cell Biol. 6: 121-128.

347. Okamoto K. and J.M. Shaw. 2005. Mitochondrial morphology and dynamics in yeast and multicellular eukaryotes. Annu. Rev. Genet. 39: 503-536.

348. Okamoto T., G. Valacchi, K. Gohil, T. Akaike, and A. Van Der Vliet. 2002. S-nitrosothiols inhibit cytokine-mediated induction of matrix metalloproteinase-9 in airway epithelial cells. Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 27: 463-473.

349. Olejnicka, B.T., H. Dalen, and T. Brunk. 1999. Minute oxidative stress is sufficient to induce apoptotic death of NIT-1 insulinoma cells. APMIS 107:747-761.

350. Oliva H., A. Valle, L.D. Flores, and M.C. Rivas. 1973. Intranuclear mitochondriae in Hodgkin's disease. Virchows Arch. B. Cell Pathol. 12: 189-194.

351. Oliver F.J., J. Menissier-de Murcia, and G. de Murcia. 1999. Poly(ADP-ribose) polymerase in the cellular response to DNA damage, apoptosis, and disease. Am. J. Hum. Genet.64: 1282-1288.246

352. Packer L. 1960. Metabolic and structural states of mitochondria. I. Regulation by adenosin diphosphate. J. Biol. Chem. 235: 242-248.

353. Packer L. 1961. Metabolic and structural states of mitochondria. II. Regulation by phosphate. J. Biol. Chem. 236: 214-220.

354. Packer L. 1962. Metabolic and structural states of mitochondria. III. Reversal of electron transport and mitochondrial swelling. J. Biol. Chem. 237: 13271331.

355. Packer L. 1963. Size and shape transformations correlated with oxidative phosphorylation in mitochondria. I. Swelling-shrinkade mechanisms in intact mitochondria. II.Structural changes in mitochondrial membrane fragments. J. Cell Biol. 18: 495-501.

356. Packer, L., S.U.Weber, and G. Rimbach. 2001. Molecular aspects of alpha-tocotrienol antioxidant action and cell signalling. J Nutr 131: 369-373.

357. Pain D., Y.S. Kanwar, and G. Blobel. 1988. Identification of a receptor for protein import into chloroplasts and its localization to envelope contact zones. Nature 331(6153):232-237.

358. Palade G.E. 1952a. A study of fixation for electron microscopy. J. Exp. Med. 95: 285-298.

359. Palade G.E. 1952b. The fine structure of mitochondria. Anat. Rec. 114: 427-451.

360. Palade, G.E. 1953. An electron microscope study of the mitochondrial structure. J. Histochem. Cytochem. 1:188-211.247

361. Palade G.E. 1956. Electron microscopy of mitochondria and other cytoplasmic structures. In EnzymesAunits of biological structure and function. New York.

362. Palojoki E., A. Saraste, A. Eriksson, K. Pulkki, M. Kallajoki, L.M. Voipio-Pulkki, and I. Tikkanen. 2001. Cardiomyocyte apoptosis and ventricular remodeling after myocardial infarction in rats. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 280:2726-2731.

363. Pappas G.D. and P.W. Brandt. 1959. Mitochondria. I. Fine structure of the complex patterns in the mitochondria of Pelomyxa carolinensis Wilson (Chaos chaos L.). J. Biophys. Biochem. Cytol. 6(1): 85-90.

364. Pappolla, M.A., Y.J. Chyan, B. Poeggeler, P. Bozner, J. Ghiso, S.P. LeDoux, and G.L. Wilson. 1999. Alzheimer beta protein mediated oxidative damage of mitochondrial DNA: prevention by melatonin. J Pineal Res 27:226-229.

365. Pappolla, M.A., R.A. Omar, K.S. Kim, and N.K. Robakis. 1992. Immunohistochemical evidence of oxidative corrected. stress in Alzheimer's disease. Am J Pathol 140:621-628.

366. Park M.K., M.C. Ashby, G. Erdemli, O.H. Petersen, and A.V. Tepikin. 2001. Perinuclear, perigranular and sub-plasmalemmal mitochondria have distinct functions in the regulation of cellular calcium transport. EMBO J 20: 1863-1874.

367. Parone P.A., D.I. James, S. Da Cruz, Y. Mattenberger, O. Donzo, F. Barja, and J. Martinou. 2006. Inhibiting the mitochondrial fission machinery does not prevent Bax/Bak-dependent apoptosis. Mol Cell Biol 26: 7397-7408.

368. Paumard P., J. Vaillier, B. Coulary, J. Schaeffer, V. Soubannier, D.M. Mueller, D. Brethes, J.P. di Rago, and J. Velours. 2002. The ATP synthase is involved in generating mitochondrial cristae morphology. EMBO J. 21: 221-230.

369. Pease D.C. 1962. Demonstration of a highly ordered pattern upon a mitochondrial surface. J. Cell Biol. 15: 385-389.

370. Pedersen P.L. 1999. Mitochondrial events in the life and death of animal cells: a brief overview. J. Bioenerg. Biomembr.31: 291-304.

371. Petit P.X., H.Lecoeur, E.Zorn, C.Dauguet, B.Mignotte, and M.L.Gougeon. 1995. Alterations in mitochondrial structure and function are early events of dexamethasone-induced thymocyte apoptosis. J Cell Biol 130:157-167.248

372. Pfanner N. and A. Geissler. 2001. Versatility of the mitochondrial protein import machinery. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2: 339-349.

373. Plattner, H. and G. Schatz. 1969. Promitochondria of anaerobically grown yeast. III. Morphology. Biochemistry 8:339-343.

374. Pogoryelov D., J. Yu, T. Meier, J. Vonck, P. Dimroth, and D.J. Muller. 2005. The c15 ring of the Spirulina platensis F-ATP synthase: F1/F0 symmetry mismatch is not obligatory. EMBO Rep 6: 1040.

375. Policard A. and M. Bessis. 1968. Elements de pathologie cellulaire. Masson et cieeditors, Paris. 348 pp.

376. Puccio, H. and M. Koenig. 2000. Recent advances in the molecular pathogenesis of Friedreich ataxia. Hum Mol Genet 9: 887-892.

377. Quinzii, C., S. DiMauro, and M. Hirano. 2007. Human Coenzyme Q(10) Deficiency. Neurochem Res. 32: 723-727.

378. Ragan C.I. and C. Heron. 1978. The interaction between mitochondrial NADH-ubiquinone oxidoreductase and ubiquinol-cytochrome c oxidoreductase. Biochem. J. 174: 783-790.

379. Rancourt M.W., A.P. McKee, and W. Pollack. 1975. Mitochondrial profile of a mammalian lymphocyte. J. Ultrastruct. Res. 51(3): 418-424.249

380. Rao R.V., S. Castro-Obregon, H. Frankowski, V. Stoka, G. del Rio, D.E. Bredesen, and H.M. Ellerby. 2002. Coupling endoplasmic reticulum stress to the cell death program. An Apaf-1-independent intrinsic pathway. J. Biol. Chem. 277(24): 21836-42.

381. Rassow J., F.-U. Hartl, B. Guiard, N. Pfanner, and W. Neupert. 1990. Polypeptides traverse the mitochondrial envelope in an extended state. FEBS Lett. 275: 190-194.

382. Rassow J., W. Voos, and N. Pfanner. 1995. Partner proteins determine multiple functions of Hsp70. Trends Cell Biol. 5: 207-212.

383. Reddy, P.H. 2006. Mitochondrial oxidative damage in aging and Alzheimer's disease: implications for mitochondrially targeted antioxidant therapeutics. J Biomed Biotechnol 2006: 31372.

384. Reed J.C., J.M. Jurgensmeier, and S. Matsuyama. 1998. Bcl-2 family proteins and mitochondria. Biochim Biophys Acta 1366: 127-137.

385. Reichert A.S. and W. Neupert. 2002. Contact sites between the outer and inner membrane of mitochondria role in protein transport. Biochim. Biophys. Acta 1592: 41-49.

386. Renatus M., H.R. Stennicke, F.L. Scott, R.C. Liddington, and G.S. Salvesen. 2001. Dimer formation drives the activation of the cell death protease caspase 9. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 14250-14255.

387. Revel J.P., D.W. Fawcett, and C.W. Philpott. 1963. Observations on mitochondrial structure angular configurations of the cristae. J. Cell Biol. 16: 187-195.

388. Rich P.R. 1984. Electron and proton transfer through quinones and cytochrome be complexes. Biochim. Biophys. Acta 768: 53-79.

389. Rich, P.R. and W.D. Bonner. 1978. The sites of superoxide anion generation in higher plant mitochondria. Arch Biochem Biophys 188: 206-213.250

390. Ringstad N., H. Gad, P. Lw, G. Di Paolo, L. Brodin, O. Shupliakov, and P. De Camilii. 1999. Endophilin/SH3p4 is required for the transition from early to late stages in clathrin-mediated synaptic vesicle endocytosis. Neuron 24: 143-154.

391. Rizzuto R., M. Brini, F. De Giorgi, R. Rossi, R. Heim, R.Y. Tsien, and T. Pozzan. 1996. Double labelling of subcellular structures with organelle-targeted GFP mutants in vivo. Curr Biol 6: 183-188.

392. Rizzuto R., A.W. Simpson, M. Brini, and T. Pozzan. 1992. Rapid changes of mitochondrial Ca2+ revealed by specifically targeted recombinant aequorin. Nature 358:325-327.

393. Roise D. and G. Schatz. 1988. Mitochondrial presequences. J. Biol. Chem. 263:4509-4511.

394. Rojo M., F. Legros, D. Chateau, and A. Lombes. 2002. Membrane topology and mitochondrial targeting of mitofusins, ubiquitous mammalian homologs of the transmembrane GTPase Fzo. J. Cell Sci. 115: 1663-1674.

395. Rosenfeldt, F.L., S. Pepe, A. Linnane, P. Nagley, M. Rowland, R. Ou, S. Marasco, W. Lyon, and D. Esmore. 2002. Coenzyme Q10 protects the aging heart against stress: studies in rats, human tissues, and patients. Ann N Y Acad Sci 959:355359.

396. Rozanowska, M., J. Wessels, M. Boulton, J.M. Burke, M.A. Rodgers, T.G. Truscott, and T. Sarna. 1998. Blue light-induced singlet oxygen generation by retinal lipofuscin in non-polar media. Free Radic Biol Med 24: 1107-1112.

397. Ryan M.T., H. Muller, and N. Pfanner. 1999. Functional staging of ADP/ATP carrier translocation across the outer mitohcondrial membrane. J. Biol. Chem. 274: 20619-20627.

398. Sacktor B. and Y. Shimada. 1972. Degenerative changes in the mitochondria of flight muscle from aging blowflies. J Cell Biol 52: 465-477.

399. Saito M., S.J. Korsmeyer, and P.H. Schlesinger. 2000. BAX-dependent transport of cytochrome c reconstituted in pure liposomes. Nat. Cell Biol. 2: 553-555.

400. Salgo M.G., G.L. Squadrito, and W.A. Pryor. 1995. Peroxynitrite causes apoptosis in rat thymocytes. Biochem. Biophys. Res. Commun. 215(3): 1111-1118.251

401. Santel A. and M.T. Fuller. 2001. Control of mitochondrial morphology by a human mitofusin. J Cell Sci 114:867-874.

402. Saraste A. and K. Pulkki. 2000. Morphologic and biochemical hallmarks of apoptosis. Cardiovasc. Res 45: 528-537.

403. Saraste M. 1999. Oxidative phosphorylation at the fin de siecle. Science. 283:1488-1493.

404. Satoh M., T. Hamamoto, N. Seo, Y. Kagawa, and H. Endo. 2003. Differential sublocalization of the dynamin-related protein OPA1 isoforms in mitochondria. Biochem. Biophys. Res. Commun. 300: 482-493.

405. Sawyer, D.T. and J.S. Valentine. 1981. How super is superoxide? Acc. Chem. Res. 14: 393-400.

406. Schagger H. and K. Pfeiffer. 2000. Supercomplexes in the respiratory chains of yeast and mammalian mitochondria. EMBOJ. 19: 1777-1783.

407. Schapira, A.H.V. 2006. Mitochondrial disease. Lancet 368: 70-82.

408. Schlesinger P.H., A. Gross, X.M. Yin, K. Yamamoto, M. Saito, G. Waksman, and S.J. Korsmeyer. 1997. Comparison of the ion channel characteristics of proapoptotic BAX and antiapoptotic BCL-2. Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 94: 1135711362.

409. Schleyer M. and W. Neupert. 1985. Transport of proteins into mitochondria: translocational intermediates spanning contact sites between outer and inner membranes. Cell A3: 339-350.

410. Schmidt A., M. Wolde, C. Thiele, W. Fest, H. Kratzin, A.V. Podtelejnikov, W. Witke, W.B. Huttner, and H. D.Sling. 1999. Endophilin I mediates synaptic vesicle formation by transfer of arachidonate to lysophosphatidic acid. Nature 401:133-141.252

411. Schneider E. and K. Altendorf. 1984. Subunit b of the membrane moiety (Fo) of ATP synthase (FIFO) from Escherichia coli is indispensable for H+translocation and binding of the water-soluble F1 moiety. Proc. Natl Acad. Sci. USA 81: 7279-7283.

412. Schoebitz, K., E.L. Rodriguez-Echandia, and H. Campos. 1973. Complex mitochondria in the retinal cones of the teleost Galaxia platei. J. Microscopie 18:109114.

413. Schulz, J.B., T. Dehmer, L. Schols, H. Mende, C. Hardt, M. Vorgerd, K. Burk, W. Matson, J. Dichgans, M.F. Beat, and M.B. Bogdanov. 2000. Oxidative stress in patients with Friedreich ataxia. Neurology 55: 1719-1721.

414. Schumacher H.R., I.E. Szekely, S.B. Patel, and D.R. Fisher. 1974. Leukemic mitochondria. I. Acute myeloblasts leukemia. Am. J. Pathol. 74: 71-82.

415. Scorrano L., M. Ashiya, K. Buttle, S. Weiler, S.A. Oakes, C.A. Mannella, and S.J. Korsmeyer. 2002. A distinct pathway remodels mitochondrial cristae and mobilizes cytochrome c during apoptosis. Dev. Cell 2: 55-67.

416. Scorrano L., S.A. Oakes, J.T. Opferman, E.H. Cheng, M.D. Sorcinelli, T. Pozzan, and S.J. Korsmeyer. 2003. BAX and BAK regulation of endoplasmic reticulum Ca2+: a control point for apoptosis. Science 300: 135-139.

417. Seelert H., A. Poetsch, N.A. Dencher, A. Engel, H. Stahlberg, and D.J.Muller. 2000. Proton-powered turbine of a plant motor. Nature 405: 418-419.

418. Seligman A.M., M.J. Karnovsky, H.L. Wasserkrug, and J.S. Hanker. 1968. Nondroplet ultrastructural demonstration of cytochrome oxidase activity with a polymerizing osmiophilic reagent, diaminobenzidine (DAB). J. Cell Biol .38: 1-14.

419. Selkoe, D.J. 2001. Alzheimer's disease: genes, proteins, and therapy. Physiol Rev 81: 741 -766.

420. Seo Y., J.N. Shin, K.H. Ko, J.H. Cha, J.Y. Park, B.R. Lee, C. Yun, Y.M. Kim, D. Seol, D. Kim, X. Yin, and T. Kim. 2003. The molecular mechanism of Noxa253induced mitochondrial dysfunction in p53-mediated cell death. J. Biol. Chem. 278: 48292-48299.

421. Sesaki H. and R.E. Jensen. 1999. Division versus fusion: Dnmlp and Fzolp antagonistically regulate mitochondrial shape. J. Cell Biol. 147: 699-706.

422. Sesaki H. and R.E. Jensen. 2001. UG01 encodes an outer membrane protein required for mitochondrial fusion. J. Cell Biol. 152: 1123-1134.

423. Sesaki H. and R.E. Jensen. 2004. Ugolp links the fzolp and mgmlp GTPases for mitochondrial fusion. J. Biol. Chem .279: 28298-28303.

424. Shen, J. and M.R. Cookson. 2004. Mitochondria and dopamine: new insights into recessive parkinsonism. Neuron 43: 301-304.

425. Shimizu S., M. Narita, and Y. Tsujimoto. 1999. Bcl-2 family proteins regulate the release of apoptogenic cytochrome c by the mitochondrial channel VDAC. Nature 399: 483-487.

426. Sidoti-de Fraisse C., V. Rinchevai, Y. Risler, B. Mignotte, and J.L. Vayssiere. 1998. TNF-alpha activates at least two apoptotic signaling cascades. Oncogene 17:1639-1651.

427. Simizu, S., M. Takada, K. Umezawa, and M. Imoto. 1998. Requirement of caspase-3(-like) protease-mediated hydrogen peroxide production for apoptosis induced by various anticancer drugs. J Biol Chem 273:26900-26907.

428. Simonson, S.G., J. Zhang, A.T. Canada Jr, Y.F. Su, H. Benveniste, and C.A. Piantadosi. 1993. Hydrogen peroxide production by monoamine oxidase during ischemia-reperfusion in the rat brain. J Cereb Blood Flow Metab 13:125-134.

429. Sirrenberg C., M. Endres, H. Folsch, R.A. Stuart, W. Neupert, and M. Brunner. 1998. Carrier protein import into mitochondria mediated by the intermembrane proteins Tim10/Mrs11 and Tim12/Mrs5. Nature 391: 912-915.254

430. Siu C.H., K.S. Chiang, and H. Swift. 1975. Characterization of cytoplasmic and nuclear genomes in the colorless alga Polytoma. V. Molecular structure and heterogenity of leucoplast DNA. J. Mol. Biol. 98(2): 369-391.

431. Sjostrand F.S. 1953a. Electron microscopy of mitochondria and cytoplasmic double membranes. Nature 171(4340): 30-32.

432. Sjostrand F.S. 1953b. The ultrastructure of the innersegments of the retinal rods of the guinea pig eye as revealed by electron microscopy. J. Cell Physiol. 42: 45-70.

433. Sjostrand F.S. 1956. A method to improve contrast in high resolution electron microscopy of ultrathin tissue sections. Exp. Cell Res. 10(3): 657-664.

434. Skulachev V.P. 1996. Role of uncoupled and non-coupled oxidations in maintenance of safely low levels of oxygen and its one-electron reductants. Q. Rev. Biophys. 29: 169-202.

435. Skulachev, V.P. 1996. Why are mitochondria involved in apoptosis? Permeability transition pores and apoptosis as selective mechanisms to eliminate superoxide-producing mitochondria and cell. FEBS Lett 397:7-10.

436. Skulachev V.P. 1998. Uncoupling: new approaches to an old problem of bioenergetics. Biochim. Biophys. Acta 1363: 100-124.

437. Skulachev V.P. 1999. Mitochondrial physiology and pathology; concepts of programmed death of organelles, cells and organisms. Mol. Aspects Med. 20: 139-184.

438. Smeitink J., L. van den Heuvel, and S. DiMauro. 2001. The genetics and pathology of oxidative phosphorylation. Nat Rev Genet 2: 342-352.

439. Smirnova E., L. Griparic, D.L. Shurland, and 2001. Dynamin-related protein Drp1 is required for mitochondrial division in mammalian cells. Mol. Biol. Cell 12: 2245-2256.

440. Smith D.S. 1961. The organization of the flight muscle in a dragonfly, Aeshna sp. (Odonata). J. Biophys. Biochem. Cytol. 11: 119-145.255

441. Smith, R.A.J., C.M. Porteous, A.M. Gane, and M.P. Murphy. 2003. Delivery of bioactive molecules to mitochondria in vivo. Proc Natl Acad Sci USA 100: 5407-5412.

442. Sohal R.S. 1975. Mitochondrial changes in flight muscles of normal and flightless Drosophila melanogaster with age. J. Morphol. 145: 337-353.

443. Sohal R.S., J.L. McCarthy, and V.F. Allison. 1972. The formation of 'giant' mitochondria in the fibrillar flight muscles of the house fly, Musca domestica L. J Ultrastruct. Res, 39(5): 484-495.

444. Song W., X. Lu, and Q. Feng. 2000. Tumor necrosis factor-alpha induces apoptosis via inducible nitric oxide synthase in neonatal mouse cardiomyocytes. Cardiovasc. Res 45: 595-602.

445. Stalz W.-D., J.-C. Greie, G. Deckers-Hebstreit, and K. Altendorf. 2003. Direct interaction of subunits a and b of the F0 complex of Escherichia coli ATP synthase by forming an ab2 subcomplex. J. Biol. Chem. 278: 27068-27071.

446. Starkov, A.A., G. Fiskum, C. Chinopoulos, B.J. Lorenzo, S.E. Browne, M.S. Patel, and M.F. Beal. 2004. Mitochondrial alpha-ketoglutarate dehydrogenase complex generates reactive oxygen species. J Neurosci 24: 7779-7788.

447. Stennicke H.R., Q.L. Deveraux, E.W. Humke, J.C. Reed, V.M. Dixit, and G.S. Salvesen. 1999. Caspase-9 can be activated without proteolytic processing. J Biol Chem 274: 8359-8362.

448. Stevens B. 1977. Variation in number and volume of mitochondria in yeast according to growth conditions. A study based on serial sectioning and computer graphics reconsruction. Biol. Cell 28: 37-56.256

449. Stock D., A.G. Leslie, and J.E. Walker. 1999. Molecular architecture of the rotary motor in ATP synthase. Science 286: 1700-1705.

450. Stoyanovsky, D.A., A.N. Osipov, P.J. Quinn, and V.E. Kagan. 1995. Ubiquinone-dependent recycling of vitamin E radicals by superoxide. Arch Biochem Biophys 323:343-35

451. Strasser A., A.W. Harris, H. von Boehmer, and S. Cory. 1994. Positive and negative selection of T cells in T-cell receptor transgenic mice expressing a bcl-2 transgene. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91: 1376-1380.

452. Stuart R.A., D.M. Cyr, E.A. Craig, and W. Neupert. 1994. Mitochondrial molecular chaperones: their role in protein translocation. Trends Biochem. Sci. 19: 8792.

453. Sun, H. and J. Nathans. 2001. Mechanistic studies of ABCR, the ABC transporter in photoreceptor outer segments responsible for autosomal recessive Stargardt disease. J Bioenerg Biomembr33: 523-530.

454. Sun, H., R.S.Molday, and J.Nathans. 1999. Retinal stimulates ATP hydrolysis by purified and reconstituted ABCR, the photoreceptor-specific ATP-binding cassette transporter responsible for Stargardt disease. J. Biol. Chem. 274:8269-8281.

455. Susin S.A., H.K. Lorenzo, N. Zamzami, I. Marzo, C. Brenner, N. Larochette, M.C. Prevost, P.M. Alzari, and G. Kroemer. 1999a. Mitochondrial release of caspase-2 and -9 during the apoptotic process. J. Exp. Med. 189: 381-394.

456. Suzuki, M., M. Kamei, H. Itabe, K. Yoneda, H. Bando, N. Kme, and Y. Tano. 2007. Oxidized phospholipids in the macula increase with age and in eyes with age-related macular degeneration. Mol. Vis. 23:13: 772-778.257

457. Suzuki M., R.J. Youle, and N. Tjandra. 2000. Structure of Bax: coregulation of dimer formation and intracellular localization. Cell 103: 645-654.

458. Suzuki Y., Y. Imai, H. Nakayama, K. Takahashi, K. Takio, and R. Takahashi. 2001. A serine protease, HtrA2, is released from the mitochondria and interacts with XIAP, inducing cell death. Mol. Cell 8: 613-621.

459. Szabadkai G., A.M. Simoni, M. Chami, M.R. Wieckowski, R.J. Youle, and R. Rizzuto. 2004. Drp-1-dependent division of the mitochondrial network blocks intraorganellar Ca2+ waves and protects against Ca2+-mediated apoptosis. Mol. Cell 16: 59-68.

460. Takeda Y., M. Tashima, A. Takahashi, T. Uchiyama, and T. Okazaki. 1999. Ceramide generation in nitric oxide-induced apoptosis. Activation of magnesium-dependent neutral sphingomyelinase via caspase-3. J. Biol. Chem. 274: 10654-10660.

461. Takemura G., Y. Takatsu, H. Sakaguchi, and H. Fujiwara. 1997. Intranuclear mitochondria in human myocardial cells. Pathol. Res. Pract. 193: 305-311.

462. Tartaglia L.A. and D.V. Goeddel. 1992. Two TNF receptors. Immunol. Today 13(5): 151-153.

463. Teranishi M., J.H. Spodonik, M. Karbowski, C. Kurono, T. Soji, and T. Wakabayashi. 2000. Swelling of free-radical-induced megamitochondria causes apoptosis. Exp. Mol. Pathol. 68:104-123.

464. Thompson C.B. 1995. Apoptosis in the pathogenesis and treatment of disease. Science. 267: 1456-1462.

465. Thornberry N.A. and Y. Lazebnik. 1998. Caspases: enemies within. Science 281(5381): 1312-1316.258

466. Tieu Q., V. Okreglak, K. Naylor, and J. Nunnari. 2002. The WD repeat protein, Mdvlp, functions as a molecular adaptor by interacting with Dnmlp and Fislp during mitochondrial fission. J. Cell Biol. 158: 445-452.

467. Tisdale H.D. 1967. Preparation and properties of succinic-cytochrome c reductase (complex ll-lll). Methods EnzymoL. 10: 213-216.

468. Tolkovsky, A.M., L. Xue, G.C. Fletcher, and V. Borutaite. 2002. Mitochondrial disappearance from cells: a clue to the role of autophagy in programmed cell death and disease? Biochimie 84: 233-240.

469. Tretter, L. and V. Adam-Vizi. 2004. Generation of reactive oxygen species in the reaction catalyzed by alpha-ketoglutarate dehydrogenase. J Neurosci 24: 77717778.

470. Tsujimoto Y. 1998. Role of Bcl-2 family proteins in apoptosis: apoptosomes or mitochondria? Genes Cells 3: 697-707.

471. Tsunoda S.P., R. Aggeler, M. Yoshida, and R.A. Capaldi. 2001. Rotation of the c subunit oligomer in fully functional F^o ATP synthase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98: 898-902.

472. Turrens, J.F. 2003. Mitochondrial formation of reactive oxygen species. J Physiol 552: 335-344.

473. Turrens, J.F., A. Alexandre, and A.L. Lehninger. 1985. Ubisemiquinone is the electron donor for superoxide formation by complex III of heart mitochondria. Arch Biochem Biophys 237: 408-414.

474. Turrens, J.F. and A. Boveris. 1980. Generation of superoxide anion by the NADH dehydrogenase of bovine heart mitochondria. Biochem J 191: 421-427.259

475. Varkey J., P. Chen, R. Jemmerson, and J.M. Abrams. 1999. Altered cytochrome c display precedes apoptotic cell death in Drosophila. J. Cell Biol. 144: 701710.

476. Vasquez-Vivar, J., B. Kalyanaraman, and M.C. Kennedy. 2000b. Mitochondrial aconitase is a source of hydroxyl radical. An electron spin resonance investigation. J Biol Chem 275: 14064-14069.

477. Wakabayashi T. 2002. Megamitochondria formation physiology and pathology. J. Cell Mot. Med. 6: 497-538.

478. Wakabayashi T., K. Adachi, and J. Popinigis. 1991. Effects of alkyl alcohols and related chemicals on rat liver structure and function. I. Induction of two distinct types of megamitochondria. Acta. Pathol. Jpn. 41: 405-413.

479. Wakabayashi T., M. Horiuchi, M. Sakaguchi, H. Onda, and K. Misawa. 1983. Induction of megamitochondria in the mouse and rat livers by hydrazine. Exp Mot Pathol 39: 139-153.

480. Wakabayashi T., M.A. Teranishi, M. Karbowski, Y. Nishizawa, J. Usukura, C. Kurono, and T. Soji. 2000. Functional aspects of megamitochondria isolated from hydrazine- and ethanol-treated rat livers. Pathol. Int. 50: 20-33.

481. Wallace, P.G. and A.W. Linnane. 1964. Oxygen-induced synthesis of yeast mitochondria. Nature 201: 1191-1194.

482. Wallace, P.G., M. Huang, and A.W. Linnane. 1968. The biogenesis of mitochondria. II. The influence of medium compositionon the cytology of anaerobically grown Saccharomyces cerevisiae. J. Cell Biol. 37: 209-220.

483. Walker D.W. and S. Benzer. 2004. Mitochondrial "swirls" induced by oxygen stress and in the Drosophila mutant hyperswirl. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101: 10290-10295.

484. Walker N.I., B.V. Harmon, G.C. Gobe, and J.F. Kerr. 1988. Patterns of cell death. Methods Achiev Exp. Pathol. 13:18-54.

485. Wassell, J., S. Davies, W. Bardsley, and M. Boulton. 1999. The photoreactivity of the retinal age pigment lipofuscin. J Biol Chem 274: 23828-23832.

486. Weber, J. and A.E. Senior. 2003. ATP synthesis driven by proton transport in Fi Fo-ATP synthase. FEBS Lett. 545: 61-70.

487. Webster K.A., D.J. Discher, S. Kaiser, O. Hernandez, B. Sato, and N.H. Bishopric. 1999. Hypoxia-activated apoptosis of cardiac myocytes requires reoxygenation or a pH shift and is independent of p53. J. Clin. Invest. 104: 239-252.

488. Wilkens S.&.C.R.A. 1998. ATP synthase's second stalk comes into focus. Nature 393: 29.

489. Williams C.M., L.A. Barness, and W.H. Sawyer. 1943. Biol. Bull. (Woods Hole) 84: 263-268.

490. Winkler, B.S., M.E. Boulton, J.D. Gottsch, and P. Sternberg. 1999. Oxidative damage and age-related macular degeneration. Mol Vis 5:32.

491. Wong E.D., J.A. Wagner, S.W. Gorsich, J.M. McCaffery, J.M. Shaw, and J. Nunnari. 2000. The dynamin-related GTPase, Mgmlp, is an intermembrane space protein required for maintenance of fusion competent mitochondria. J. Cell. Biol. 151: 341-352.

492. Wyllie A.H., J.F. Kerr, and A.R. Currie. 1980. Cell death: The significance of apoptosis. Int. Rev. Cytol. 68: 251-306.

493. Xue, L., G.C. Fletcher, and A.M. Tolkovsky. 2001. Mitochondria are selectively eliminated from eukaryotic cells after blockade of caspases during apoptosis. Curr Biol 11: 361-365.

494. Yang J., X. Liu, K. Bhalla, C.N. Kim, A.M. Ibrado, J. Cai, T.I. Peng, D.P. Jones, and X. Wang. 1997. Prevention of apoptosis by Bcl-2: release of cytochrome c from mitochondria blocked. Science 275: 1129-1132.

495. Young, R.W. 1988. Solar radiation and age-related macular degeneration. Surv Ophtalmol 32: 252-269.

496. Yu T., R.J. Fox, L.S. Burwell, and Y. Yoon. 2005. Regulation of mitochondrial fission and apoptosis by the mitochondrial outer membrane protein hFisl. J. Cell Sci. 118:4141-4151.

497. Zeviani M. and S. Di Donato. 2004. Mitochondrial disorders. Brain. 127: 2153-2172.262

498. Zhang, L., L. Yu, and C.A. Yu. 1998. Generation of superoxide anion by succinate-cytochrome c reductase from bovine heart mitochondria. J Biol Chem 273: 33972-33976.

499. Zhang, Y., M, Turunen, and E.L. Appelkvist. 1996. Restricted uptake of dietary coenzyme Q is in contrast to the unrestricted uptake of alpha-tocopherol into rat organs and cells. J NutrMQ: 2089-2097.

500. Zong W., C. Li, G. Hatzivassiliou, T. Lindsten, Q. Yu, J. Yuan, and C.B. Thompson. 2003. Bax and Bak can localize to the endoplasmic reticulum to initiate apoptosis. J. Cell Biol. 162: 59-69.

501. Zoratti M. and I. Szabo. 1995. The mitochondrial permeability transition. Biochim. Biophys. Acta 1241(2): 139-176.

502. Zou H., Y. Li, X. Liu, and X. Wang. 1999. An APAF-1 .cytochrome c multimeric complex is a functional apoptosome that activates procaspase-9. J. Biol. Chem. 274(17): 11549-11556.

503. Zweier, J.L., J.T. Flaherty, and M.L. Weisfeldt. 1987. Direct measurement of free radical generation following reperfusion of ischemic myocardium. Proc Natl Acad SciUSA 84: 1404-1407.1. Москва 2008

504. Фот. 3. Электронно-микроскопическая фотография ультратонкого среза через срединную зону контрольной клетки НеЬа.

505. Фот. 4. Электронно-микроскопическая фотография ультратонкого среза через срединную зону контрольной клетки Не1а.

506. Фот. 6. Электронно-микроскопическая фотография клетки культуры Не1а после 1 суток воздействия 100 мкМ Н2О2.

507. Фот. 11. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий контрольной клетки культуры фибробластов человека.

508. Фот. 12. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры фибробластов человека, обработанной 150 мкМ Н2О2.

509. Фот. 22. Электронно-микроскопическая фотография клетки культуры НеЬа после инкубации с ТЫР-а в концентрации 5 нг/мл в присутствии 1 мкг/мл ет в течение 4 ч.

510. Фот. 23. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий в клетке культуры Не1а, обработанной в течение 8 часов ТЫР-а в концентрации 5 нг/мл в присутствии 1 мкг/мл ет.

511. Фот. 25. Электронно-микроскопическая фотография клетки культуры Не1а после инкубации с ТЫР-а в концентрации 5 нг/мл в присутствии 1 мкг/мл ет в течение 8 ч.

512. Фот. 27. Электронно-микроскопическая фотография общего «блеббинга» клетки культуры Не1а после инкубации с ТЫР-а в концентрации 5 нг/мл в присутствии 1 мкг/мл ет в течение 8 ч. Стрелками показаны митохондрии в отщепляющемся от клетки участке цитоплазмы.

513. Фот. 33. Продольный срез кардиомиоцита изолированного кусочка миокарда, инкубированного 72 ч в условиях гипоксии при 20°С.

514. Фот. 34. Электронно-микроскопическая фотография участка изолированного кусочка миокарда, инкубированного 72 ч в условиях гипоксии при 20°С. Стрелкой показана лизосома.

515. Фот. 36. Электронно-микроскопическая фотография участка отдельного кардиомиоцита изолированного кусочка миокарда, инкубированного 72 часа в условия гипоксии. Стрелкой показана митохондрия, локализованная внутри другой митохондрии.

516. Фот. 39. Электронно-микроскопические фотографии 6 последовательных срезов митохондрии основной популяции, содержащей мелкую митохондрию. Размер мелкой митохондрии составляет не более 0.1 мкм.

517. Фот. 40. Электронно-микроскопическая фотография электронно-плотной митохондрии, расположенной в центральной части обводненной митохондрии.

518. Фот. 41. Электронно-микроскопические фотографии 11 последовательных срезов митохондрии основной популяции с локализованной внутри электронно-плотной митохондрией.1. Фот. 41. и, к, л.

519. Фот. 42. Локальные зоны перестройки внутренней мембраны митохондрий.

520. Фот. 43. Электронно-микроскопическая фотография локальных перестроек внутренней мембраны митохондрий в препаратах ткани сердца, инкубированных в условиях гипоксии.

521. Фот. 44. Серия электронно-микроскопических фотографий поперечного сечения внутримитохондриальной ячеистой структуры.

522. Фот. 46. Продольное сечение локальных перестроек внутренней мембраны митохондрии. Видно взаимоотношения мембран внутри митохондрии

523. Фот. 47. Продольное сечение локальных перестроек внутренней мембраны митохондрии. Стрелкой показан переход кристы во вновь образованную структуру.

524. Фот. 48. Электронно-микроскопическая фотография суспензии митохондрий, полученных из экспериментальной ткани, а стрелкой показана септированная митохондрия, б - необычные «луночки» внутри митохондрий.

525. Фот. 50. Электронно-микроскопическая фотография среза кусочка миокарда, инкубированного в растворе ТЫЯ-а в течение 6 ч в присутствии кислорода. Обзорная фотография.

526. Фот. 53. Сравнение ультраструктуры изолированных кусочков миокарда, инкубированных: а 6 часов с ТЫР-а в условиях гипоксии, б - 6 часов в среде инкубации с кислородом в отсутствии ТЫР-а.

527. Фот. 55. Электронно-микроскопическая фотография фракции митохондрий, выделенной при 1700д. Фракция содержит цепочки митохондрий, объединенных межмитохондриальными контактами (ММК). Стрелкой показан ММК.

528. Фот. 58. Электронно-микроскопические фотографии 6 последовательных срезов митохондрии, локализованной внутри митохондрии основной популяции «тяжелой» фракции. Видно, что конфигурации лунок полностью соответствуют форме электронно-плотных митохондрий.

529. Фот. 59. Электронно-микроскопические фотографии 6 последовательных срезов митохондрии, локализованной внутри митохондрии основной популяции «тяжелой» фракции. Видно, что конфигурации лунок полностью соответствуют форме электронно-плотных митохондрий.

530. Фот. 60. Электронно-микроскопические фотографии 6 последовательных срезов митохондрии, локализованной внутри митохондрии основной популяции «тяжелой» фракции.

531. Фот. 61. Электронно-микроскопические фотографии 4 последовательных срезов митохондрии, локализованной внутри митохондрии основной популяции «тяжелой» фракции.

532. Фот. 62. Электронно-микроскопические фотографии срезов «митохондрии внутри митохондрии» в изолированных органелл.1. Фот. 62. г, д, е.

533. Фот. 63. Электронно-микроскопические фотографии полной серии срезов электронно-плотной митохондрии, локализованной внутри более крупной митохондрии.1. Фот. 63. д, е.03 мкм

534. Фот. 68. Электронно-микроскопическая фотография "тяжелой" фракции митохондрий, выделенной при 1700д из интактной ткани сердца.

535. Фот. 69. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий, выделенных из интактной ткани сердца: а "средняя" фракция, выделенная при ЮОООд, б -"легкая" фракция, выделенная при 17000д.

536. Фот. 71. Электронно-микроскопическая фотография митохондрии кардиомиоцита контрольной ткани миокарда после проведения реакции на цитохром с оксидазную активность.

537. Фот. 73. Электронно-микроскопические фотография электронно-плотной митохондрии, расположенной внутри обводненной митохондрии после проведения реакции на цитохром с оксидазную активность.

538. Фот. 80 а г. Электронно-микроскопические фотографии четырех серийных срезов митохондрии, в пределах которой расположены два структурных образования на разных стадиях формирования.

539. Фот. 82. Электронно-микроскопическая фотография участка кардиомиоцита изолированного кусочка ткани миокарда инкубированного 24 ч в условиях гипоксии. Стрелкой показана уже хорошо выраженная «митохондрия внутри митохондрии».

540. Фот. 86. Ультраструктура кардиомиоциов миокарда крысы линии ЭИР-ЭР: а околоядерная зона, б продольный срез отдельного кардиомиоцита.

541. Фот. 90. Электронно-микроскопические фотографии серийных срезов электронно-плотной митохондрии кардиомиоцита изолированного кусочка миокарда, инкубированного 72 часа в условия гипоксии.

542. Фот. 91. Электронно-микроскопическая фотография митохондрии, располагающейся внутри другой митохондрии в кардиомиоците крыс линии БНР-вР.2 мкм

543. Фот. 93. Электронно-микроскопическая фотография фрагмента клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с йЫР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

544. Фот. 94. Электронно-микроскопическая фотография фрагмента клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с ОМР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

545. Фот. 99. Электронно-микроскопическая фотография фрагмента клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с РЫР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

546. Фот. 101. Особенности организации набухших, разрушенных митохондрий клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с ИЫР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

547. Фот. 103. Электронно-микроскопическая фотография фрагмента клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с РМР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов. Стрелкой показана центриоль.

548. Фот. 110. Продольное сечение ячеистой мембранной структуры. Видно, что эти мембранные структуры трубчатые, образованные параллельными слоями плотно прилегающих друг к другу мембран. Видно взаимоотношения мембран внутри органеллы.

549. Фот. 111. Электронно-микроскопическая фотография крупного структурного образования в центральной части клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с ЭЫР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

550. Фот. 115. Электронно-микроскопическая фотография скопления набухших митохондрий в клетке культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с РЫР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

551. Фот. 119, а з. Электронно-микроскопические фотографии 8 последовательных срезов структуры, достигшей границы клетки.

552. Фот. 123 а г. Сравнительные фотографии клетки культуры HeLa: а -окрашенной митохондриальным красителем Mitotracker Green; б - окрашенной красителем Hoechst 333342 (blue); в - световая фотография; г - электронно-микроскопическая фотография.

553. Фот. 124, а е. Электронно-микроскопические фотографии 6 последовательных срезов образованной клеткой структуры. На большем увеличение серийный срез 124 б представлен на фотогр. 125

554. Фот. 125. Особенности организации структуры, образованной клеткой культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с РМР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее в течение 24 ч без митохондриальных ядов.

555. Фот. 126. Электронно-микроскопическая фотография фрагмента клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с РМР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее инкубированных 14 суток в среде без ядов.

556. Фот. 129. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с РМР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее инкубированной 14 суток в среде без ядов.

557. Фот. 130. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 72 ч с ОМР (400 мкМ) и миксотиазолом (2 мкМ) и далее инкубированной 14 суток в среде без ядов.

558. Фот. 131. Обзорная электронно-микроскопическая фотография участкалетательной мышцы О. те1аподав1ег в возрасте 1 суток на продольномсечении.

559. Фот. 132. Обзорная электронно-микроскопическая фотография участка летательной мышцы О. те!апода81ег в возрасте 1 суток на продольном сечении. Стрелкой показано одно из правильно расположенных отверстий, соединяющий в митохондриях кристы в форме пластин.

560. Фот. 133, а, б. Электронно-микроскопические фотографии митохондрий участка летательной мышцы О. те1аподаз1ег в возрасте 1 суток.

561. Фот. 135, а, б. Электронно-микроскопические фотографии митохондрий участка летательной мышцы О. те/алос^ег в возрасте 36 суток.

562. Фот. 136. Начальная стадия пространственной реорганизации внутренней митохондриальной мембраны митохондрий летательной мышцы О. me/anosfasíer в возрасте 36 суток.

563. Фот. 139. Деструктивные изменения митохондрий летательной мышцы О. те1аподаз1ег в возрасте 36 суток. На врезке при большем увеличении показано появление электронной плотности мембран, образующих миелиноподобную структуру.

564. Фот. 141. Обзорная электронно-микроскопическая фотография участка летательной мышцы О. те1аподаз1ег в возрасте 36 суток.

565. Фот. 142. Обзорная электронно-микроскопическая фотография участка летательной мышцы О. те!аподаз1ег в возрасте 36 суток. Стрелкой показано разрушение митохондрии в результате развития деструктивных изменений.

566. Фот. 144. Обзорная электронно-микроскопическая фотография ультратонкого среза через срединную зону клетки культуры Не1а инкубированной в течение 7 дней в присутствии 20нМ ЭкСЬ.

567. Фот. 145. Обзорная электронно-микроскопическая фотография ультратонкого среза через срединную зону клеток культуры Не!а инкубированных в течение 7 дней в присутствии 20нМ вкСЬ.

568. Фот. 147. Электронно-микроскопические фотографии двух последовательных срезов «основания» клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 7 дней в присутствии 20нМ ЭкСЬ.

569. Фот. 148. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 7 дней в присутствии 20нМ ЭкСЬ. Стрелками показано начало и конец сечения одной митохондрии.

570. Фот. 149. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры Не1а, инкубированной в течение 7 дней в присутствии 20нМ ЭкСЬ. Стрелками показаны разветвленные митохондрии.

571. Фот. 150. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры HeLa, инкубированной в течение 7 дней в присутствии 20нМ SkQi.

572. Фот. 153. Обзорная электронно-микроскопическая фотография ультратонкого среза через срединную зону клеток культуры Не1а после воздействия 100 мкМ Н2О2 на фоне прединкубации клеток в течение 7 суток в присутствии 20нМ БкОт.

573. Фот. 154. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий клетки культуры Не!а, инкубированной в течение 7 дней в присутствии 20нМ ЭкСЬ. Стрелками показана разветвленная митохондрия.

574. Фот. 156. Обзорная электронно-микроскопическая фотография участка летательной мышцы О. те/алода$£ег в возрасте 65 суток.

575. Фот. 157. Обзорная электронно-микроскопическая фотография участка летательной мышцы О. те1аподаз1ег, получавшей Эк01 в концентрации 1, 85нМ с кормом в течение жизни, в возрасте 65 суток.

576. Фот. 158. Особенности изменений ультраструктуры митохондрий летательной мышцы D. melanogaster в возрасте 65 суток, получавших в течение жизни SkQ1 с кормом (1, 85нМ).

577. Фот. 159. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий препарата пигментного эпителия крысы линии \Мэ1аг в возрасте 11 месяцев. Стрелками показано направление соединения отдельных фотографий целого среза.

578. Фот. 160. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий препарата пигментного эпителия крысы линии \Мэ1аг в возрасте 11 месяцев.

579. Фот. 161. Электронно-микроскопическая фотография участка клетки пигментного эпителия крысы линии \Мэ1аг в возрасте 11 месяцев.

580. Фот. 163. Электронно-микроскопическая фотография Брух мембраны. Стрелками обозначены границы мембраны Бруха. Обозначения: ХК хориокапилляр; ПЭ -клетка пигментного эпителия; ЭК - эндотелиальная клетка; Э - эритроцит.

581. Фот. 164. Электронно-микроскопическая фотография хориокапиллярного комплекса крысы линии ^Л/^аг в возрасте 11 месяцев. Стрелкой показана мембрана Бруха. Обозначения: ПЭ клетка пигментного эпителия; Я - ядро эндотелиальной клетки; Э - эритроцит.

582. Фот. 165. Обзорная электронно-микроскопическая фотография пигментного эпителия крысы ОХУЭ в возрасте 11 месяцев. Поражение сетчатки оценено 2 баллами.

583. Фот. 166. Обзорная электронно-микроскопическая фотография пигментного эпителия крысы ОХУБ в возрасте 11 месяцев. Поражение сетчатки оценено 2 баллами. Стрелками показано направление соединения отдельных фотографий целого среза.

584. Фот. 167. Электронно-микроскопическая фотография пигментного эпителия и мембраны Бруха крысы ОХУЭ в возрасте 11 месяцев. Стрелкой показано локальное утолщение Брух мембраны, заполненное аморфным материалом и мембранными везикулами.

585. Фот. 168. Электронно-микроскопическая фотография пигментного эпителия и мембраны Бруха крысы ОХУБ в возрасте 11 месяцев. Стрелкой показан вырост, образованный Брух мембраной.

586. Фот. 170. Электронно-микроскопическая фотография пигментного эпителия и мембраны Бруха крысы ОХУБ в возрасте 11 месяцев. Стрелками показаны скопления липофусциновых гранул в апикальных отростках пигментного эпителия

587. Фот. 172. Ультраструктура митохондрий пигментного эпителия сетчатки крысы линии ОХУЭ, получавшей с каплями препарат 5к01 (250нМ). Митохондрии образуют объединенную, протяженную систему.1.I I

588. Фот. 174. Обзорная электронно-микроскопическая фотография пигментного эпителия крысы ОХУв в возрасте 11 месяцев, получавших с каплями препарат Бк01 (250нМ). Стрелками показано направление соединения отдельных фотографий целого среза.

589. Фот. 176. Особенности ультраструктуры электронно-плотного слоя структурных образований в апикальной части цитоплазмы клеток пигментного эпителия крысы линии ОХУЭ, получавшей с каплями препарат Бк01 (250нМ). Стрелками показаны липофусциновые гранулы.

590. Фот. 179. Электронно-микроскопическая фотография митохондрии частично заполненной электронно-плотным материалом.

591. Фот. 181. Обзорная электронно-микроскопическая фотография Брух мембраны крысы линии ОХУЭ, получавших с каплями препарат Зк01 (250нМ).

592. Фот. 182. Обзорная электронно-микроскопическая фотография Брух мембраны и клеток пигментного эпителия крысы линии OXYS, получавших с каплями препарат SkQ1 (250нМ).

593. Фот. 189. Сравнительная картина ультраструктуры Брух-мембраны: (а) крыса OXYS в возрасте 11 месяцев, поражение сетчатки 2 балла; (б) крыса OXYS получавшая лечение каплями SkQ1 (250нМ), поражение сетчатки с 2 баллов сведено к 0.

594. Фот. 190. Сравнительная картина ультраструктуры мембраны Бруха: (а) крыса OXYS в возрасте 11 месяцев, поражение сетчатки 2 балла; (б) крыса OXYS получавшая лечение каплями SkQ1 (250нМ), поражение сетчатки с 2 баллов сведено к 0.

595. Фот. 192. Электронно-микроскопическая фотография ультратонкого продольного среза кардиомиоцита левого желудочка крысы линии ОХУЭ в возрасте 3 месяцев.

596. Фот. 198. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий кардиомиоцита левого желудочка крысы линии OXYS в возрасте 3 месяцев.

597. Фот. 203. Электронно-микроскопическая фотография продольного среза кардиомиоцита левого желудочка крысы линии ОХУБ в возрасте 12 месяцев. Видно, что субсарколемальная область кардиомиоцита заполнена гликогеном и отдельно лежащими митохондриями.

598. Фот. 205. Электронно-микроскопическая фотография митохондрий кардиомиоцита крысы линии OXYS в возрасте 12 месяцев. Видно, что внутри большинства митохондрий имеются участки матрикса, лишенные крист.

599. Фот. 209. Электронно-микроскопическая фотография межфибриллярного скопления митохондрий, фрагмент которого представлен на больше увеличении на фотогр. 210.

600. Фот. 210. Электронно-микроскопическая фотография межфибриллярного скопления митохондрий. Стрелками показаны фрагменты разрушенных митохондрий.