Дослідження кінетичних властивостей Са2 -акумулюючої системи МХ і Mg2 , АТФ-залежної окситоцинчутливої Са2 -помпи ЕР міометрія щурів у контролі та за умови дії етанолу in vitro й in vivo (підгостре, гостре та хронічне введення етанолу тваринам).
Аннотация к работе
Значною мірою це повязано з відсутністю одержаних у біохімічних дослідах за однакових експериментальних умов порівняльних даних щодо кінетичних властивостей електрофоретичної Са2 -акумулюючої системи МХ та Mg2 ,АТФ-залежної окситоцинчутливої кальцієвої помпи ЕР міометрія. Вважають, що в основі дії етанолу на клітини та тканини є комплексний ефект: прямий вплив цього спирту на внутрішньоклітинні біохімічні та фізико-хімічні процеси, структурно-функціональні властивості біологічних мембран та опосередкований - через продукти метаболічного перетворення етанолу [Goldstein et al.,1981; Gandhi et al.,1989; Rottenberg et al.,1992; Lieber et al.,1995; Mitidiery et al.,1995; Ho et al.,1997; Cervino et al.,1998; Гулий,2000; Cofan et al.,2000; Oide et al.,2000]. Відповідно до вищезазначеного можна стверджувати, що порівняльне дослідження кінетичних властивостей Mg2 ,АТФ-залежних Са2 -транспортуючих систем міоцитів - це одна із актуальних проблем сучасної біохімії гладеньких мязів, а вивчення закономірностей впливу етанолу на трансмембранний обмін Са2 у субклітинних структурах міометрія є необхідним для подальшого зясування біохімічних механізмів дії алкоголю на скоротливу функцію матки. Метою цієї роботи було провести порівняльне дослідження кінетичних властивостей Са2 -акумулюючої системи МХ та Mg2 ,АТФ-залежної окситоцинчутливої Са2 -помпи ЕР міометрія щурів у контролі та за умов дії етанолу in vitro та in vivo (підгостре, гостре та хронічне введення етанолу тваринам). Провести порівняльне дослідження кінетичних властивостей Са2 -акумулюючої системи МХ та Са2 -помпи ЕР клітин міометрія in vivo - за умов підгострого та гострого введення розчину етанолу тваринам, а також у разі його хронічного споживання.Результати досліджень, що викладено в дисертації, були представлені на таких наукових конференціях: I зїзд Українського біофізичного товариства, 1994 р., Київ, Україна; XII school on biophysics of membrane transport, 1994 р., Poland; II зїзд Українського біофізичного товариства, 1998 р., Харків, Україна; "Membranes and Signalling", 2000 p, Київ, Україна. Результати експериментів також доповідались у 1998 - 2000 рр. на наукових семінарах відділу біохімії мязів, розширеному засіданні відділів біохімії мязів, регуляції обміну речовин, хімії та біохімії ферментів, біохімії ліпідів та засіданнях вченої ради Інституту біохімії ім. Окремі експериментальні дані обговорювались у відділах біохімії та токсикологіі НДІ наркології, відділі серцево-судинної патології Російського кардіологічного науково-виробничого комплексу МОЗ РФ (Москва). Вибрані результати дисертаційної роботи апробовано на конкурсах молодих вчених Інституту біохімії ім.О.В.Палладіна НАН України у 1999 р.У комплексних модельних дослідженнях, що були виконані на суспензії міоцитів, оброблених розчином дигітоніну, проведено порівняльне вивчення кінетичних властивостей Са2 -транспортуючих систем мітохондрій та ендоплазматичного ретикулума міометрія. Доведено, що хронічне споживання етанолу призводить до суттєвого гальмування акумуляції іонів Са у мітохондріях та ендоплазматичному ретикулумі міометрія. Із використанням селективних інгібіторів активного транспорту іонів Са, Са2 -преципітуючого аніона оксалату та Са2 -іонофору у міоцитах матки ідентифіковані дві внутрішньоклітинні Mg2 ,АТФ-залежні Са2 -транспортуючі системи: нечутлива до дії тапсигаргіну, яка пригнічується рутенієвим червоним та азидом натрію і локалізована у мітохондріях; і нечутлива до дії рутенієвого червоного та азиду натрію, яка пригнічується тапсигаргіном, потенціюється оксалатом, частково інгібується окситоцином та локалізована в ендоплазматичному ретикулумі. Ефективність гальмівної дії низькомолекулярних аліфатичних спиртів in vitro на Mg2 ,АТФ-залежну акумуляцію іонів Са як у мітохондріях, так і в ендоплазматичному ретикулумі клітин міометрія, задовольняє послідовності: бутанол > пропанол > етанол > метанол.
Вывод
1. У комплексних модельних дослідженнях, що були виконані на суспензії міоцитів, оброблених розчином дигітоніну, проведено порівняльне вивчення кінетичних властивостей Са2 -транспортуючих систем мітохондрій та ендоплазматичного ретикулума міометрія. Вперше досліджено вплив етанолу за умов in vitro та in vivo на Mg2 ,АТФ-залежне накопичення іонів Са у внутрішньоклітинних структурах гладенького мяза матки. Доведено, що хронічне споживання етанолу призводить до суттєвого гальмування акумуляції іонів Са у мітохондріях та ендоплазматичному ретикулумі міометрія.
2. Із використанням селективних інгібіторів активного транспорту іонів Са, Са2 -преципітуючого аніона оксалату та Са2 -іонофору у міоцитах матки ідентифіковані дві внутрішньоклітинні Mg2 ,АТФ-залежні Са2 -транспортуючі системи: нечутлива до дії тапсигаргіну, яка пригнічується рутенієвим червоним та азидом натрію і локалізована у мітохондріях; і нечутлива до дії рутенієвого червоного та азиду натрію, яка пригнічується тапсигаргіном, потенціюється оксалатом, частково інгібується окситоцином та локалізована в ендоплазматичному ретикулумі.
3. Ефективність гальмівної дії низькомолекулярних аліфатичних спиртів in vitro на Mg2 ,АТФ-залежну акумуляцію іонів Са як у мітохондріях, так і в ендоплазматичному ретикулумі клітин міометрія, задовольняє послідовності: бутанол > пропанол > етанол > метанол. Ступінь гальмування акумуляції Са2 аліфатичними спиртами визначається типом транспортного процесу (електрофоретичне накопичення чи Mg2 ,АТФ-залежний первинний активний транспорт Са2 ) та (або) субклітинною мембранною структурою (мітохондрії чи ретикулум) і залежить від кількості атомів вуглецю у спиртовій молекулі.
4. Транспорт іонів Са у мітохондріях менш чутливий до гальмівної дії етанолу in vitro, ніж акумуляція цих іонів в ендоплазматичному ретикулумі: значення I0,5 становить 1560 ± 60 та 650 ± 30 ММ відповідно.
5. За умов контролю, підгострого та гострого введення етанолу в організм щурів початкова швидкість Mg2 ,АТФ-залежної акумуляції іонів Са у мітохондріях клітин міометрія суттєво перевищує значення цього параметра, встановленого для ендоплазматичного ретикулума (в середньому в 7, 11 та 8 разів відповідно). У випадку хронічного вживання етанолу (15%) це домінування у накопиченні Са2 значно зменшується, при цьому суттєво порушується Са2 -транспортуюча функція як мітохондрій, так і ендоплазматичного ретикулума.
6. За умов попереднього хронічного вживання 15% розчину етанолу щурами, на відміну від попереднього підгострого та гострого введення його в організм, значно зростає чутливість Са2 -акумулюючої системи мітохондрій міоцитів матки до гальмівної дії етанолу in vitro відносно контролю (в середньому в 2 рази). У випадку ендоплазматичного ретикулума клітин міометрія чутливість Са2 -помпи до пригнічуючої дії етанолу in vitro практично однакова для всіх етанолзалежних моделей та більша, ніж у контролі.
7. У випадку хронічного вживання 15% розчину етанолу щурами, на відміну від контролю, підгострого та гострого введення етанолу в організм, втрачається чутливість Mg2 ,АТФ-залежної кальцієвої помпи ендоплазматичного ретикулума клітин міометрія до інгібуючої дії окситоцину. етанол міометрій Са2
Список литературы
1. Бабич Л.Г., Шлыков С.Г., Борисова Л.А., Костерин С.А. Энергозависимый транспорт Са2 во внутриклеточных структурах гладкой мышцы//Биохимия. - 1994.- 59, № 8. - С. 1218 - 1229.
2. Бабич Л.Г., Шлыков С.Г., Борисова Л.А., Слинченко Н.Н., Браткова Н.Ф., Костерин С.А. Влияние этанола на активность энергозависимых Са2 - транспортирующих систем клеток миометрия//Укр.биохим.журн. - 2000. - 72, № 1. - С. 32 - 41.
3. Борисова Л.А., Бабич Л.Г., Шлыков С.Г., Костерин С.А. Сравнительное исследование влияния алифатических спиртов на энергозависимую аккумуляцию ионов Са во внутриклеточных мембранных структурах гладкой мышцы//Укр.биохим.журн. - 2000. - 72, № 2. - С. 28 - 35.
4. Борисова Л.А., Бабич Л.Г., Шлыков С.Г., Костерин С.А. Аккумуляция ионов Са во внутриклеточных структурах миометрия крыс при подостром, остром и хроническом введении этанола//Укр.биохим.журн. - 2000. - 72, № 3. - С. 44 - 55.
5. Бабіч Л.Г., Шликов С.Г., Борисова Л.А., Костерін С.О. Енергозалежна акумуляція Са2 у внутрішньоклітинних пулах пермеабілізованих міоцитів матки. Збірник тез І зїзду Українського біофізичного товариства, Київ, 1994 р., С. 31.
6. Babich L.G., Shlykov S.G., Borisova L.A., Kosterin S.A. Energy - dependent transport of Ca2 in the intracellular structures of the smooth muscle. Proc. XII school on biophysics of membrane transport, Poland, 1994, P. 195.
7. Шликов С.Г., Бабіч Л.Г., Борисова Л.А. Регуляція енергозалежного накопичення Са2 у ендоплазматичному ретикулумі міометрія фізіологічно- активними речовинами. Збірник тез ІІ зїзду Українського біофізичного товариства, Харків, 1998, С. 121.