Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Роль альфа-кетоглутарата Na в предупреждении постстрессорных нарушениях энергетического обмена в митохондриях миокарда

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Роль альфа-кетоглутарата Na в предупреждении постстрессорных нарушениях энергетического обмена в митохондриях миокарда"

рГ Б ОН

. - ч '*ГЛ

; /- 1 ■ -д УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ ТА БІОХІМІЇ ТВАРИН

На правах рукоііиоу АБДУЛЛА МОХАМЕД АХМЕД ЛАКАЛЬ

УДК 612.17+' 612.2^ 577:576.311.-Ч

РОЛЬ іі-КЕТОГЛУТАРАТА На В ПОПЕРЕДЖЕННІ ПОСТСТРЕСОРНИХ ПОРУШЬ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБМІНУ В МІТОХОНДРІЯХ МІОКАРДУ

03.00.ІЗ-ФІЗІОЛОГШ людини 1 ТВАРИН

Автореферат •дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

ЛЬВІВ - 1994

РОБОТА ВИКОНАНА НА КАФЕДРІ-ФІЗІОЛОГІЇ ЛЮДИНИ І ТВАРИН ЛЬВІВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО. УНІВЕРСИТЕТУ ІМ. ІВАНА ФРАНКА

НАУКОВІ КЕРІВНИКИ: доктор медичних наук, професор

І. В.ШОСТАКОВСЬКА -доктор біологічних наук . М.М.ДОЛІБА

ОФІЦІЙНІ ОПОНЕНТИ: заслужений діяч науки України,

. доктор медичних наук, професор

Є.М.ПАНАСЮК '

доктор біологічних наук, професор Б.Г.ЯНОВИЧ •

ПРОВІДНА УСТАНОВА - Науково-дослідний інститут фізіології . при Київському університеті ім.ТАРАСА

• ■ ШЕВЧЕНКА ■

Захист відбудеться " /б " РРУЛИА 1994р. о " /О "гол, на засіданні спеціалізбванної вченої ради Д 020.14.01 при інституті фізіології, та біохімії української Академії аграрних наук за адресою:290034, м.ЛЬВІВ-34 вул.В.Стуса,38. '

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці інституту фізіології та біохімії тварин УААН.: •

. Автореферат розісланий /б "листопааа\Шіь.

Вчений секретар' .

спеціалізованого ради .... .

доктор с.-г. наук

Я

Я.І. Кирилів

АКТУАЛЬНІСТЬ ПРОБЛЕМИ. Відомо, що стресові ситуації викликають глибокі зміни метаболічних процесів в клітинах і відіграють важливу роль в патогенезі багатьох захворювань серця.зокрема аритмії, фібриляції і навіть зупинки серця (Jenkins, 1985, Зуше, 1985).. В літературі, в основному,представлені дані про вплив потужних. стресових факторів на ліпідний обмін, що включає активацію пєрекиеного окисленя ліпідів, активацію ліпаз і фосфоліпаз і негативну дію на мембрани кардіоцитів надлишку жирних кислот і лі-зоф^сфатів (Meerson,1980). Встановлено зміну кальцієвого обміну, роботи натрій - калієвого насосу, мобілізацію резерву глікогену (Meersort et.al, 1978,1981). Всі ці фактори спонукають зміни б енергетичному обміні, викликаючи розмежування дихання і окисного фосфорилювання (Малишев та.ін., 1982). Однак, багато механізмів порушення енергетичного обміну під впливом стресу в мітохондріях міокарду залишаються ще нез’ясованими. '

М.Н.Кондрашовою і Е.Б.Григоренко (1981,1985) встановлено, шо в стресових ситуаціях, зокрема при іммобілізаційному стресі, розвивається гіперактивація ■ окислення сукцинату в мітохондріях мозку під впливом викиду в кров великих кількостей катехоламінів. Останні приводять до стимуляції окислення сукцинату (Вабский и др.,1985). Гіперактивація окислення сукцинату стимулює механізми самообмеження ефекту, зокрема, відбувається накопичення в міто-хондріях оксалоацетату-метаболіту, котрий інгібує окислення сукцинату і при цьому понижує енергопродукцію (Кондрашова, Григорен-ко, 1981, 1985). Крім цього при цих умовах, має місце- поглинання мітохондріями великих концентрацій кальцію (Гайнудинов, Абибова, 1985), які роз’єдгоють дихання і окисне фосфорилювання в мітохондріях (Dreels, Baumrucke, 1982). ,

Виходячи з. цього, актуальною € проблема пошуку речовин і метод і в, що запобігають порушенню дихання і окисного фосфорилювання в мітохондріях внаслідок стресу. В літературі вказується на роль холінергічних механізмів в підвищенні резистетності організму до дії стресових факторів (Денефіль, 1993). З іншого боку, для субстрату трикарбонового циклу сх-кетоглутарату знайдено нову властивість холіноміметичної дії, яка полягає у підвищенні рівня ацетилхоліну і зниженні холінестеразтої активності в крові і тканинах організму під впливом його введення (Доліба та ін,.1993). Окрім цього, введення тварина,і сс-кегоглутарату Ма підвищує спряженість дихання і окисного фосфорилювання в мітохондріях печінки (Доліба, 1993).

Підвищення холінергічного статусу організму спостерігається

і в адаптованих до гіпобаричної гіпоксії щуріБ (Коробов та ін.,1993). Тому представляло інтерес дослідити значення попереднього введення тваринам а-кетоглутарату На і адаптації тварин до гіпоксії на післястресові зміни енергетичного обміну в міто-хондріяч міокарду. -

МЕТА І ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ. Метою наших досліджень було вивчення зміни дихання і окисного фосфорилювання в мітохондріях міокарду при введені тваринам ос-кетоглутарату На і адаптації до гіпобаричної гіпоксії, а також визначення ролі цих впливів в попередженні порушень енергетичного обміну ' в .мітохондріях міокарду при дії на організм стресових впливів. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

1-дослідити вплив введеного тваринам ос-кетоглутарату Иа на дихання і окисне фосфорилювання в мітохондріях міокарду; •

2-вивчити зміни енергетичного обміну в мітохондріях міокар-

ду, а також вміст холінергічних речовин в тканинах серця, печінки та підшлункової залози в процесі адаптації тварин до гіпобаричної гіпоксії: '

3~вияснити основні аміни дихання і окисного фосфоршіювашія в мітохондріях міокарду високо- і низькрревистентних до гіпоксії щурів, які зазнали 24-годинний іммобілізаційний стрес;

4-виечити роль одно- та трьохразового введення тварина,! онсетоглутарату На,а також адаптації тварин до гіпоксії в піс-лпстресових змінах енергетичного обміну в мітохондріях міокарду;

5-дослідити роль сумісного введення а-кетог^утарату На і

адаптації до гіпоксії б попередженні порушень дихання і окисного фосфорилювання в мітохондріях міокарду тварин, які зазнали іммо-білізаційншї стрес. ' ’

НАУКОВА НОВИЗНА РОБОТИ. Встановлено, що введення тваринам «-кетоглутарату На приводить до активації окисного фосфорилювання в мітохондріях міокарду щурів. Цей-факт здійснюється шляхом активації окислення в циклі -трикарооноБих кислот як енергетичного субстрату ц-кетоглутарату На, а також підсиленням його утвореним в амінотрансферазних реакціях. Активація НАД-залежного шляху окислення субстратів в мітохондріях міокарду після введення сі-ке-тоглутарату На приводить, до значного підвищення спряженості ,дм-хлння і фосфорилювання. При цьому окислення в сукцинатзалежному циклі понижується. Показано, що підвищення спряженості дихання і фосфорилювання в мітохондріях міокарду, а також холінергічного статусу організму має місце при адаптації до гіпоксії. '

Вперше виявлені протилежні зміни енергетичного обміну в мі-тохоидріях міокарду високо- та низькоревистентних до гіпобаричної гіпоксії щурів, 'що зазнали 24-годинний ішобілізаційний стрес. У ннзькорезистентних до гіпоксії щурів £4-годинний іммобілізаційний стрес приводить до значення окислення сукцинату внаслідок гозвит-

' ■ -4-

ку окоапоацетатного інгібування дихання, тоді як у ьисошрезис-тентних до гіпоксії щурів оксалоацетатне інгібування дихання і мітохондріях міокарду не розвивається, а спостерігається чітк його активація при окисленні сукцинату.

НАУКОВО-ПРАКТИЧНА ЦІННІСТЬ РОБОТИ. Отримані результати значно поглиблюють знання про субклітинні механізми реалізації сильних стресових впливів на організм. Виявлені нові закономірності в окисленні енергетичних субстратів при дії на організм сильних стресових факторів, а також роль ü-кетоглутарату tía і холінергіч-ного статус/ організму в попередженні порушень енергетичного обміну, що може бути використано в медико-біологічних дослідженнях

з метою пошуку фармакологічних речовин, які підвищують резистентність міокарду до дії стресових факторів.

ПУБЛІКАЦІЇ. За матеріалами дисертації' опубліковано п'ять друкованих праць,,. . , "

СТРУКТУРА ДИСЕРТАЦІЇ. Дисертація складається з'Вступу, огляду літератури, . опису матеріалів і методів досліджень, викладанню отриманих результатів та їх обговорення; висновків і списку літератури (210 посилок). Робота викладена на 108 сторінках, включа»

2 таблиці і 14 малюнків. . '

МАТЕРІАЛИ 1 МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ. Робота була виконана на щура; самцях 20С 250г маси. Мітохондрії серця виділяли по загальноприйнятим схемам - диференціальним центрифугуванням s врахуванням мо дифікацій, ідо забезпечували нативність ізольованих мітохондрі ■(Кондрашова, Григоренко, 1985). Середовище виділення містило са харрзу 0,ЗМ, трис ІОмМ, ЕДТА ІмМ, альбумін 0,21 200мг, рН 7,4

середоЕище ‘ інкубації складалося із сахарози 300 ОмМ, трис 5мМ, КС1 ДОмМ, КН2РО4 ІмМ, ЕДТА О.БмГЛ. рН 7,4. Швидкість дихання міто-хондрій визначали полярографічно з допомогою закритого платинового електроду.Тварин Іммобілізували у спеціальній камері на 24 години. Для даптації до гіпоксії тварин поміщали в барокамеру і створювали в ній парціальний тиск кисню 32 мм рт. ст., що відповідало висоті 7000м. Холінергічний статус організму характеризувався вмістом ацетилхоліну в тканинах печінки, серця та підшлункової залози. Ацетилхолін визначався по Хестріну (1949). Кількість білків визначали по . Jloypi ÎLcwri et al, 1952; Peterson,1979 і.

й-кетоглутарат На вводили штрішньочеревинно в дозі ЗОмг/ЮО гр маси. Отримані результати опрацьовувались статистично по Стьюденту і Вілкоксону (ГуОлер, Генкин, 1973).

РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТІВ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ. '

1. Зміна дихання і окисного фосфорилювання в мітохондріях міокарду після введення тваринам «-кетоглутарату На і адаптації до гіпоксії.

- Раніше було показано, що введення тваринам «-кетоглутарату На підсилює у виділених мітохондріях печінки окислення внутрімі-тохондріального «-кетоглутарату, зв’зане з фосфорилюванням АДФ або стимуляцією Са2+ (Музика та ін., І990; Доліба та ін.’,1993). На малюнку 1 показано, що внутрішньочеревинно введення тваринам а-кетоглутарату На (А) і адаптація до гіпоксії (Б),приводять до активації окислення «-кетоглутарату (*АІ;Б1) і зниження окислення

>

сукцинату ~(А2,Б2) в мітохондріях серця. При цьому скорочується термін фосфорилювання до даної. АТФ, що приводить до суттєвого підвищення інтенсивності окисного фосфорилювання та зменшення дихального контролю (Chance, 1955). ;

АЗФ

но

»го

100

so

£0

40

SO

АЛО

*

АДФ

I 1

L

Б

Мал.1. Зміна-швидкості АДФ-стимульованого дихання при окисленні й-кетоглутарату (і) і сукцинату (2) в мітохондріях серця після: А-введення тваринам й-кетоглутарату Na (ЗОмг/ЮОг; ’rc дії-20хвшшн), Б-адаптації до гіпоксії (іЕднів по 7 000м щоденно

4 год); тонка лінія - контроль; товста лінія- введення а-кетоглу-тарату Na,a6o адаптація до гіпоксії.

Добавка АДФ•по 200 мкМ. ,

Ця діяла окислення й-кетоглутарата і сукцинату є специфічною, оскільки не проявляється при окисленні інших субстратів три-карбонового циклу (глутачату, малату, пірувату, ізоцитрату). Така зміна окислення двох вищеназваних субстратів спостерігалась при дії ацетилхоліну (Шоетаковська, Доліба, 1993, 1994) і має на думку авторів важливе, значення в механізмі підвищення ефективності, спряження в дихальному ланцюгу (Доліба-та ін.,1994)..

Таким чином, - введення тваринам «-кетоглутарату На і адаптація до гіпоксії приводить до активації субстратного фосфоризованім і стабілізації мітохондріальної мембрани, а також до гальму-

вання окислення сукцинату. Ці ден явища дуже важливі в стресових ситуаціях. Наш встановлено, що як і у випадку з ацетилхоліном цей ефект, очевидно, здійснюється під впливом введення екзогенного й-кетоглутарату череа активацію амінотрансферааної реакції ■ (мал.2) 1

па

IÛO

АДФ

І

ЄОс

АЯФ

ЛІФ

20

J4

АЛФ

Л-

о

Мав.2. Вклад реакції лереамінування в стимуляцію дихання і окисного фоофорилювання в мітохондріях міокарда після введення тварина,! tf-кетоглутарату На. Тонка лінія - контроль, товста лінія -введення а-кітоглутарату !іа (30мг/100г ' маси, час дії 20хв. ).Субстрати окислення: 1 - ЗмМ глутамату + 2,5їлМ манату; 2-

ЗмМ глута.іату +2,БмМ манату + lté! амінооксиацетату; З- МІ ниру-вату + Si.îH глутамату; 4- ЗмМ пірувату + ЗмМ глутамату + ІмМ амі-ноокснацетату. • '

При окисленні суміші глутамату і манату (1), а-кетоглутарат стимулює окислення дихання. Ця стимуляція повністю знімалась інгібітором процесу переамінування аміноокснацетатом (2). Також при окисленні иірувату і глутамату (3) субстратів, що поступають в процесі переамінувашя з утворенням ендогенного й-кетоглу^арату, цей ефект частково був знятий амінооксиацетатом (4).

. -8- ,

2. Підвищення рівня ацетилхолінув деяких тканинах організму при введені тваринам и-кетоглутарату N3 і адаптації до гіпоксії.

В табл.1 представлена динаміка зміни рівня ацетилхоліну е тканинах печінки, серця і підшлункової залози на протязі 12 днів адаптації тварин до'гіпоксії. Результати останніх досліджень показали, що а-кетоглутарату Иа, крім ролі субстрату як джерела енергії, притаманна холіноміметична дія, що виражається в підвищенні рівня ацетилхоліну. Зниженню активності холінестерази в крові і тканинах печінки,, серця, підшлункової залози, збільшення вмісту в них ацетилхоліну було встановлено також Долібою та ін. (1993).

В перші дні адаптації (1-2) тварин до гіпоксії вміст медіатора в’ досліджуваних тканинах, зокрема в міокарді, вменшується на 467. в порівняні з контролем. Очевидно, гіпоксичний фактор в перші дні адаптації виступає стресовим з перевагою тонусу симпатоадре-налової системи і підвищенням рівня катехоламінів в крові. Одначе, починаючи з 7-8 дня в тканинах, наростає, рівень ацетилхоліну і стає вищим в порівнянні з контролем. Цей факт досягає максимуму на 12 день адаптації, в міокарді він досягає 1467, в порівнянні ; контролем. •

■ Таким чином, адаптація тварин до гіпоксії і введення сі-кето-лутарату На приводить до підвищення вмісту холінергетичних речовин в тканинах і це співпадає з активацією окислення в мітохонд-ріях міокарду й-кетоглутарату і підвищенням спряженості дихання фосфорилювання. '

3. Протилежна реакція енергетичного обміну міокарду високо

1 низькорезистентних до гіпоксії щурів після 24-годинного іммобі лізаційного стресу.

В раніше проведених дослідженнях впливу гіпоксії .та стресор них. факторів на енергетику міокарду не приділялось достатньо уваги ролі нейрогуморальному статусу тварин що. може мати велике

Табл.1. Рівень ацетилхоліну в тканинах щура при адаптації до гіпобаричної гіпоксії (М + ш)

ТКАНИНА Дні адаптації 1-2 7-8 . 12 .'

' ПЕЧІНКА Контроль ’ Дослід Дослід/контроль % 0,233 + 0,48 0,154.+ 0,037' 66 • 0,305 + 0,003. ' 0,319 + 0,012 104 • ■ 0,323 + 0,012 ' 0,400 + 0,016 124 ■ .

СЕРПЕ Контроль ■ Дослід .Дослід/контроль %' 0,220 + 0,010 0,231 + 0,008. 54 ■ ; 0,203 -і- 0,017 0,231 + 0,008 , 1.14 . ' 0,200 + 0,002 0,292 + 0,002* 146 .

ШДПШУН-КОВА ЗАЛОЗА Контроль Дослід . Дослід/контроль V' ОДИ + 0,001 / 0,033 + 0,001* . ЗО '.. 0,127 + 0,013" ' 0,168 + 0,004* . ' 132

Цифри представлені-з таблиці показують рівень ацетилхоліну в мкмоль на 100 мг тканини.

* - різниця в порівнянні з контролем достовірна, р< 0,05. '

. -9- . •.

значення в реакції організму на дію стресових впливів (Меєрсон, 1984). Виходячи з цього, ми дослідили післястресові зміни енергетичного обміну в мітохондріях міокарду високо- та низькорезис-тентннх до гіпобаричної гіпоксії щурів розділених за методом В.Я.Березовського (1975). Результати досліджень показали, що в мітохондріях серця низькорезистентних до гіпоксії щурів, виявляються тіж самі закономірності в окисленні субстратів, що і раніше виявлені в мітохондріях печінки і мозку після стресу (Кондрашова, Григоренко, 1985). . .

. АЯФ •

Мал.З. Протилежна реакція енергетичного обміну міокарду низькорезистентних (А) і високорезистеитних (Б) до гіпобаричної гіпоксії щурів після1 іммобілізаційного стресу; тонка лінія -контроль, товста лінія - 24-годиннии іммобілізацішшй стрес. Субстрати окислення: 1-0,5 мМ сукцинату, 2-0,5 мМ сукцинату + ЗШ глутамату. Добавка АДФ по 200мкМ. '

• ■ ' . ЧО-

На мал'.З. показано, що після 24-годинного іммобілізаційного стресу у низькорезистентних А1 до гіпоксії щурів відсутня активація окислення сукцинату, а в деяких випадках спостерігалось навіть інгібування його окислення, що може відбуватися за рахунок накопи чєння в мітохондріях оксалоацетату. Дійсно, при додаванні до мітохондрій активаторів сукцинатдегілрогенази, ізоцитрату чи глутамату оксалоацетатне інгібування знімається, що дає можливість еиявити об’єм його внеску б гальмуванні дихання при окисленні сукцинату. • .

Отже у низькорезистентних до гіпоксії щурів проходить нагромадження оксалоацетатиого обмеження окислення сукцинату і, відповідно пониження еиергопродукції при окисленні цього субстрату.

Інша картина спостерігається у високорезистентних до гіпоксії шуріЕ. У всіх випадках після 24-годинного іммобілізаційного . стресу зареєстрована чітка активація окислення сукцинату, що проявляється вираженою активацією Щ- стимульованого дихання при окисленні цього субстрату (Б,і). Відмінною рисою є відсутність ■ при цих умовах ознак оксалоацетатиого інгібування. Додавання активатора сукцинатдегідрогєнази глутамату не підвищує, а знижує швидкість АДІ-стимульованого дихання (Б. 2). Де дуже важливо для повноцінного енергетичного забезпечення,функціональної активності міокарду в умовах стресу.

У високорезистентних до гіпоксії щурів стрес не викликає змін в кальцієвій ємності мітохондрій, .тоді як у низькорезистентних кальцієва ємність суттєво зніжена. Це мабуть обумовлено більш високим вихідним рівнем Са. в мітохондріях низькорезистентних до гіпоксії щурів, що очевидно, зв’язано з його нагромадженням в мітохондріях під час іммобілізаційного стресу. М.М. Долі бою (1993) встановлено, що рєцигірокна зміна окислення в мітохондріях міокарду,-підшлункової залози і слизової тонкої кишки й-кетоглутарату і

-и- •

сукцинату, посилення спряженості окислення «-кетоглутарату а субстратним фосфорилюванням і стимуляція амінотрансферазного шляху його утворення в мітохондріях та підвищення 'іх кальцієвої ємності має місце при підвищенні тонусу холінергічного механізму регуляції в організмі.

' Таким чином, високорезистентні до гіпоксії щурі, мають більш високий холінергічний статус, є більш резистентними до дії іммо-білізаційного стресу і характеризуються більш широким діапазоном фосфорильованого дихання в мітохондріях міокарду.

4. Роль попередньої адаптації тварин до гіпоксії і введення а -кетоглутарату в післястресових порушеннях енергетичного обміну в мітохондріях міокарду. ‘

При стресі в першу чергу активізується вплив симпатоадрена-лової системи на функції організму, що призводить до викиду в кров великої кількості катехоламінів, кількість яких стай тим більшою, чим сильніша дія стресора (Горизонтов та. інші, 1983). Зростання вмісту катехоламінів в тканинах викликає спершу гіпе-рактивацію окислення сукцинату в мітохондріях; а від-так активацію шсалоацетатного механізму його .самообмеження (Кондрашова, Григоренко, 1985), а зростаюче,поглинання мітохондріями великих концентрацій кальцію приводять до роз’єднання дихання і окисного фосфорилювання, що в результаті викликає порушення енергозабезпечення клітин (Гайнутдінов, Абибова,1985).

• ■ Тому актуальною є проблема пошуку речовин і методів, що пе-

решкоджають порушенням дихання і окиєного фосфорилювання в мітохондріях.

Одним з таких шляхів може бути підвищення холінергічного стану організму шляхом його адаптації до гіпобаричної гіпоксії, або введення в організм а-кетоглутарату, для якого встановлено

■ , -я-

холіноміметичний ефект (Музика, 1992, Доліба, 1993). В обох цих випадках, як це показано йаад вище, в мітохондріях активується субстратне фосфорилювання за рахунок а-кетоглутарату,а в тканинах нагромаджується, ацетилхолін..

Мал.4. Вплив попередньої адаптації тварин до гіпоксії (А) і введення «-кетоглутарату На Гб) на пїслястресовї порушення енергетичного обміну в мітохондріях міокарду: А.1.-0,5мМсукцинат, 2.

- 0,5мМ сукцинату та 0,5мМ івоцитрату,., 3. - 0,5мМ сукцинату та ЗмМ.глутамату; Б.і.- сукцинату. Тонка лінія - контроль,пунктирна лінія - 24-годинний іммобшзаційний стрес, товста лінія - адаптація тварин до гіпоксії (протягом 12.днів по 4 години -А, або після попереднього трьохденного введення а-кетоглутарату Иа (ЗОмг/ЮОг маси - Б). Добавка АДФ по 200мкМ. .

У попередньо протягом 12днів адаптованих до гіпоксії щурів іммобілізаційний стрес не викликав інгібування окислення сукцинату, , а навпаки спостерігається активація його окислення (мал.4А). При цьому активація сукцинату не знаходиться в гіперактивному

стані, оскільки не приводить до накопичення в мітохондріях окса-лоацетату. Додавання до мітохондрій міокарду активаторів сукци-катдегідрогенази ізоцитрату (А.2) або глутамату (АЗ) не приводить до зменшення окислення сукцинату, а навпаки додатково його стимулює.

Таким чином, попередня адаптація до гіпоксії перешкоджає гі-перактивації окислення сукцинату, що є дуле важливо для повноцінного енергетичного забезпечення міокарду в умовах дії сильних стресових факторів. Ті ж закономіроеті спостерігаються при багаторазовому введені тваринам й-кетоглутарату На (мал.4.Б). Таким чином, як попередня адаптація до гіпоксії, так і багаторазове введення й-кетоглутарату На перешкоджає порушенню дихання і фое-форилювання при окисленні сукцинату. '

Після стресу - зовсім інші результати спостерігались тоді , коли адаптованим протягом 12 днів до гіпоксії щурам внутрішньочеревно вводився «-кетоглутарат (ЗОмг/ІООг маси) і після чого їх піддавали ще 24-годинному іммобілізаційному стресу. В цих умовах спостерігалось інгібування дихання мітохондрій міокарду, що свідчить про пригнічення окезлоацетатом використання як субстрату сукцинату при одночасному попередньому застосуванні адаптації до гіпоксії і введенні й-кетоглутарату їх захисний ефект анулюється правдоподібно внаслідок перенапруження функціональних можливостей адекватного енергозабезпечення в цих умовах.

ВИСНОВКИ. -

1.Введення тваринам й-кетоглутарату На ь дозі ЗОмг на ЮОгр ваги приводить до активації окислення в мітохондріях міокарду щура й-кетоглутарату, зниження окислення сукцинату і підвищення

. ' -14- і

спряженості‘дихання і фосфоршіювання. Цей ефект є специфічним для вказаних субстратів, оскільки не проявляється при окисленні інших субстратів трикарбонсБОго циклу.

2. 12-денна адаптація тварин до гіпобзрччної гіпоксії

(7000м) викликає зростання вмісту ацетилхоліну в тканинах печінки, серця і підшлункової залози, активує окислення в мітолондріях міокарду «-кетоглутарату і підвищує спряження дихання і фосфори-лювзння. ■

3. Стимуляція дихання в' мітохондріях серця адаптованих до гіпоксії тварин і після введення «-кетоглутарату На обумовлена активацією амінотрансферазног^ шляху утворення в мітохондріях «-кетоглутарату і усувається інгібітором процесу переамінування ачі нооксіїацетатом.

4. 24-годинний іммобілізацішшй стрес приводить у низькоре-зистентних до гіпоксії щурів до зниження окислення сукцинату внаслідок розвитку оксалоацетатного інгібування дихання.

5. У високорезистентних до гіпоксії щурів не розвивається

сксалоацетатне інгібування дихання в мітохондріях міокарду і спостерігається чітка активація АДФ - стимульованого дихання при окисленні сукцинату. .

6. Показана важлива роль іонів кальцію в протилежній реакції енергетичних процесів в мітохондріях міокарду високо- і низькоре-зистентних до гіпоксії щурів на дію іммобілізаційного стресу; у низькорезистентних до гіпоксії щурів кальцієва ємність мітохонд-рій понижується, тоді як у висорезистентних - не змінюється.

7. Попередня адаптація щурів до Еіпоксії, а також трьохденне введення тваринам «-кетоглутарату На перешкоджає розвитку оксалоацетатного інгібування дихання в мітохондріях міокарду щурів, що зазнали 24-годинний іммобілізаційниії стрес.

8. Сумісне застосування адаптації тварин до гіпоксії і вве-

. -15-

дення «-кетоглутарату На не перешкоджав розвитку оксалоацетатно'го інгібування дихання мітохондрій міокарду після 24- годинного ім-мобілізаційного стресу. Це вказує на більш ефективне окреме застосування вказаних факторів в підвищенні резистентності енерге^ тичного обміну міокарду до дії сильних стресових впливів.

СПИСОК РОБІТ ГІО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ.-

1.Абдулла Лакаль, Долиба Н.М. Адаптации животных к гипоксии как фактор повышения энергетического обмена миокарда к стрессор-ным нагрузкам //Транспорт кислорода и механизмы антиоксидантної! защиты.Материалы.международной конференции.- Гродно,1993.-С.5.

2. Долиба М.М., Кургалюк’Н.М., Горинь О.В., Абдулла Лакаль,

Музика Ф.В., Ватаманюк М.З. Роль іонів кальцію в механізмі дії

холінотропних речовин на енергетичний обмін в мітохондріях // Науково-методичні аспекти фізіології. 3"їзд західно-регіонального відділення українського-фізіологічного товариства.- Львів, 1993.■

Ч. і.-С 27-28.' •

3. Доліба М.М., Лакаль Абдулла, Кургалюк Н.М., Ватаманюк

'М.З. Підвищення спряженості < дихання та окисного фосфорилюйання мітохондрій за дії ацетилхоліну.//Мат._ 1-го з’їзду Укр. біофізичного товариства 20-24 червня 1994р. - Київ, 1994. - С. 88-89.

. 4. Абдула Лакаль, Доліба М.М., .Ємчик М.М., Кургалюк Н.-М.

Роль «-кетоглутврової кислоти в попередженні постастресорних змін енергетичного обміну в мітохондріях міокарду. // Вісн. Львівського у-ту. Сер. біол. Випуск 23. - 1994. - С.74-78. ■

5. Лакаль Абдула, Доліба М.М., Музика Ф.В., Доліба М.М. Хо-ліноміметична дія введеного в організм «-кетоглутарат 11а і його значення в підвищенні резистентності енергетичного обміну міокар-

'16- ' ду до дії стресорних факторів. //Мат. і тез. доп. XIV з’їзду Укр. фізіо. т-ва ім. ІЛІ.Павлова. 1-4 листопада 1994р. - Київ. -1994. - С.110. ■

Роль «¿кетоглутарата Ма в предупреждении постстрессорных нарушениях энергетического обмена в митохондриях миокарда.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 физиология человека и животных, Институт физиологии и биохимии животных Украинской академии аграрных наук, Львов, 1994.

Ключевые слова: аминотрансфераза, адаптация, ацетилхолнн, гипоксия, кетоглутарат, митохондрии, окислительное фосфоршшро-вание, переаминирование сердце, стресс.

Резюме.

Изучено влияние введенного Енутрибрюшинного «--кетоглутарата Иа (ЗОмг/ЮОг массы) на энергетический обмен в митохондриях миокарда крыс. '

Установлено, что введение а кетоглутарата На, а также адаптация к гипобарической гипоксии (7000м) приводят к активации окислительного фосфорилирования в митохондриях миокарда крыс. Эта активация происходит за счёт окисления ь цикле трикарбоновых кислот в качестве энергетического субстрата а-кетоглутарата, а тагае усиления его образования ашшотрансферазшм путём при одновременном торможении окисления сукцината. Впервые обнаружены противоположные изменения зиерге* кческого обмена в митохондриях миокарда высоко- и низкорезиотентных к гипоксии крыс, подверженных 24-часовому иммобилизационному стрессу. У низкорезиотентных К ГИПОКСИИ крыс 24- часовой иммобидизационний цтресс приводит к снижению окисления сукцината вследствии развития оксолоацетатиого ингибирования дыхания, кальцеьая ёмкость митохондрии при этом снижено. У высокорезистентных крыс к гипоксии при тех же уелови-

я.х оксолоанетатного ингибирования дыхания не развивается, и наб-лчдается четкая активация ¿осфорилироваяого дыхания при окисле: нии сукцината, кальциевая ёмкость митохондрии не изменяется.

Abdulla Mohamed Lokal

ТНР ROLE OF tf-KETOGLUTORATE Na IN PROGNOSTICATION OF POST-STRESS DISTURBANCES OF ENERGY METABOLISM IN MYOCARDIAL MITOCHONDRIA.

The affekt of intraperitoneal injection of d-ketoglutorate Na (30mg/100g of mass) on energy metabolism in mitochondria of rat myocardium is under research.

It is determined that «-ketoglutorate Na and adaptation to hypobaric hypoxia (7000m) leads to activation of oxidative phoshoryiation in rat myocardial mitochondria. It occures through of oxidation in tricarboxylic acid cycle as an energy substrate of «-ketoglutorate, and the stimulation of its formation by the use of aminotransferasa simultaneously with deceleration of succinate oxidation. For the first time opposed changes (variations) of energy metabolism in myocardial mitochondria have been discovered for rats high-aid-resistant to hypoxia under the action of 24 hours immobilizing stress. 24 hours immobilizing stress imposed to rats low-resistant to hypoxia leads to deceleration of the stimulation of oxaloacetic inhibition of respiration. While the calcic volume of mitochondria is reduced. Under the same conditions oxaloacetic inhibition of respiration in rats high-resistant to hypoxia ip not stimulated, efficient activation of phosphorylated respiration during succinate oxidation can be observed, and the calcic volume of mitochondria is not changed.