Функціональний стан тканин та зміни вмісту іонів натрію за умов патологічної гіпоксії та канцерогенезу - Автореферат

Київський національний університет імені Тараса ШевченкаАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук Робота виконана у Львівському національному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України, Пенсильванському університеті (м. Науковий консультант: доктор біологічних наук, професор Офіційні опоненти: академік НАН України, доктор біологічних наук, професор О.В.Палладіна НАН України, заступник директора з наукової роботи та завідувач відділу біохімії мязів доктор біологічних наук, професорОдним із таких показників можуть бути іони Na , градієнт яких через мембрану є інтегральним показником життєздатності клітини. Трансмембранний градієнт іонів Na підтримується роботою Na /К -АТФАЗИ, яка транспортує назовні клітини 3 іони Na в обмін на 2 іони К при гідролізі однієї молекули АТФ. Серед причин, які причетні до цього ефекту, найголовнішими є енергодефіцит із наступним зниженням активності Na /К -АТФАЗИ, а також клітинна ацидифікація, яка стимулює роботу Na /Н -обмінника у плазматичній мембрані, а відтак і закачування іонів Na в клітину. Результати досліджень, викладених у дисертації, оприлюднено на: конференціях Міжнародного товариства «Магнітний резонанс у медицині» (Ванкувер, 1997; Філадельфія, 1999; Денвер, 2000; Глазго, 2001; Кіото, 2004; Гонолулу, 2002, 2009; Маямі, 2005; Сієтл, 2006; Берлін, 2007; Торонто, 2008), Конференції Товариства радіологів Північної Америки (Чікаго, 2008), Конференції «Біофізичні механізми функціонування живих систем» (Львів, 2008); Конференції Світового товариства внутрішньої онкології (Лос Анжелес, 2008), Конференції «Механізми функціонування фізіологічних систем» (Львів, 2006), Конференції «Клітинні та субклітинні механізми травлення» (Львів, 2004), 3му зїзді Українського біофізичного товариства (Львів, 2002), 49ій конференції Північноамериканського гіпертермійного товариства (Ріно, 2002), Конференції Академії молекулярних зображень (Сан Дієго, 2002), Конференціях Американського біофізичного товариства (Канзас Сіті, 1998; Балтімор, 1999; Новий Орлеан, 2000; Бостон, 2001), 49ій конференції Американського кардіологічного коледжу (Анагайм, 2000), Конференціях Товариства експериментальної біології (Вашінгтон, 1996; Новий Орлеан, 1997; Сан Франциско, 1998; Сан Дієго, 2000); Конференції Асоціації академічної хірургії (Філадельфія, 1999), Конференціях Американської кардіологічної асоціації (Далас, 1998; Атланта, 1999), 65ій міжнародній конференції Американського коледжу грудної хірургії (Чікаго, 1999), 3ій міжнародній конференції „Медична гіпоксія” (Москва, 1998), 6му зїзді Українського біохімічного товариства (Київ, 1992). (1996) показали зниження нагромадження Са2 клітинами у КГС-серцях, можливо, за рахунок „реверсу” роботи Na /Ca2 -обмінника, коли іони Са2 викачуються із клітини в обмін на Na (Kohomoto et al., 1989).Використовуючи метод ядерно-магнітного резонансу та інші фізико-хімічні методи, зясовано механізми участі іонів Na при патологічних відхиленнях за умов діабетичної кардіоміопатії, ішемії міокарду та ракових пухлин, а також досліджено актуальність вимірювання рівня іонів Na для оцінки ефективності гіпертермії та хіміотерапії раку. Проведено інгібіторний аналіз ролі гліколізу, окисного фосфорилювання та Na /К -помпи у підтриманні низького рівня [Na ]в у кардіоміоцитах здорових і діабетичних щурів. За допомогою методу спектроскопії 23Na-ЯМР показано зниження гліколітичної та Na /К -АТФАЗНОЇ активності у кардіоміоцитах діабетичних тварин, про що свідчить вірогідно нижчий еффект інгібіторів цих процесів 2-ДОГ та оуабаїну, відповідно, у порівнянні до контрольних кардіоміоцитів. Виявлено, що зростання [Na ]в у кардіоміоцитах діабетичних щурів на 5 - 10 ММ викликає порушення окисних процесів та синтезу АТФ в мітохондріях, про що свідчить вірогідне зменшення швидкості поглинання кисню мітохондріями у метаболічному стані 3 на 45 - 50% та швидкості окисного фосфорилювання на 54 - 58%. Так за додавання Ca2 до мітохондрій у полярографічній комірці встановлено, що низька доза Са2 (0,035 МКМ) вже нівелює інгібуючий ефект Na на дихання та окисне фософорилювання у мітохондріях контрольних тварин, але практично не впливає на ці показники у мітохондріях діабетичних тварин.