Вікові особливості мітохондріального дихання та перекисного окиснення ліпідів у тварин при активації системи оксиду азоту - Автореферат

Експериментальне доведення локалізації NO-синтази на внутрішній мембрані МХ (Giulivi, 1998), а також здатність NO впливати на процеси мітохондріального енергозабезпечення (Cleeter et al., 1994; Brown, 1995; Navaro, Boveris et al., 2004) свідчать про його участь у регуляції кисень-залежних процесів, зокрема МХ дихання, процесів ПОЛ та вплив на активність ферментів системи АОЗ. Зрозуміло, що дослідження функціонування мітохондрій печінки та міокарда, інтенсивність процесів ПОЛ та стан системи АОЗ у тканинах щурів різних етапів онтогенезу під впливом L-аргініну та Nw-нітро-L-аргініну є актуальними для сучасної фізіології та мають прикладне значення у геріатрії та медицині. Дослідити вплив модуляторів системи оксиду азоту амінокислоти L-аргініну та блокатора NO-синтази L-NNA на функціонування МХ печінки та міокарда, процеси ПОЛ, стан системи АОЗ у щурів на різних етапах постнатального онтогенезу. Мета досягалась вирішенням таких завдань: Зясувати особливості впливу модуляторів системи оксиду азоту на регуляцію процесів АДФ-стимульованого дихання та енергозабезпечення мітохондрій печінки та міокарда щурів статевонезрілого, молодого та старого віку за окиснення б-кетоглутарату та сукцинату. Автором вперше проведено комплексне дослідження вікових особливостей протікання процесів за участю кисню у тканинах щурів та впливу попередника біосинтезу оксиду азоту L-аргініну і блокатора NO-синтази L-NNA на ці процеси.Досліди виконували на 243 лабораторних безпородних щурах-самцях трьох вікових груп: статевонезрілих - віком до 6 тижнів, масою тіла 50-60 г.; молодих - віком 5-6 місяців, масою тіла 180-210 г. та старих щурах - віком 18-24 місяці, масою тіла 450-500 г. У віковому аспекті найвищими показники МХ дихання у трьох станах за Чансом, як за окиснення СК так і КГ, були у молодих щурів. При цьому ефективність ОФ максимальних значень сягала у статевонезрілих щурів і була вищою, ніж у молодих та старих щурів на 104 % (Р?0,001) та 42 % (Р?0,001) за окиснення СК та на 124 % (Р?0,001) і 19 % (Р?0,001) за окиснення КГ відповідно (табл. При цьому за окиснення СК знижувалися показники МХ дихання у стані 2 на 28 % (Р?0,001) за введення L-аргініну та на 13 % (Р?0,001) за введення L-NNA. Безпосереднє визначення активності СДГ у печінці показало, що у молодих щурів цей показник знижувався на 25 % (Р?0,001) щодо контролю за введення L-NNA, а у старих на 19 % (Р?0,001) за введення L-аргініну та на 21 % (Р?0,001) за введення L-NNA.У дисертації, відповідно до поставленої мети, вирішене актуальне наукове завдання, що стосується взаємозвязку між функціонуванням NO-ергічної ланки регуляції та протіканням кисень-залежних процесів у щурів на різних етапах онтогенезу і зроблено наступні висновки: Активація NO-залежної регуляторної системи у статевонезрілих щурів шляхом внутрішньоочеревинного введення L-аргініну призводить до зниження показників мітохондріального дихання та енергозабезпечення у печінці незалежно від субстрату окиснення. У старих щурів введення L-аргініну призводило до протилежних змін - підвищення енергозабезпечення мітохондрій печінки при окисненні сукцинату та його зниження при окисненні б-кетоглутарату. У міокарді активація NO-ергічної ланки за окиснення ФАД-залежних субстратів призводить до підвищення показників енергозабезпечення статевонезрілих та старих щурів, тоді як введення інгібітора NO-синтази L-NNA сприяє підвищенню швидкостей поглинання кисню мітохондріями. За окиснення субстратів трансаміназного шунтуючого шляху введення L-аргініну призводить до підсилення споживання кисню та зниження ефективності окисного фосфорилювання у мітохондріях печінки статевонезрілих та молодих щурів.

Основний зміст роботи

У дисертації, відповідно до поставленої мети, вирішене актуальне наукове завдання, що стосується взаємозвязку між функціонуванням NO-ергічної ланки регуляції та протіканням кисень-залежних процесів у щурів на різних етапах онтогенезу і зроблено наступні висновки: Активація NO-залежної регуляторної системи у статевонезрілих щурів шляхом внутрішньоочеревинного введення L-аргініну призводить до зниження показників мітохондріального дихання та енергозабезпечення у печінці незалежно від субстрату окиснення. За аналогічних умов у молодих щурів показники енергозабезпечення за окиснення сукцинату знижуються, а за окиснення б-кетоглутарату - підвищуються. У старих щурів введення L-аргініну призводило до протилежних змін - підвищення енергозабезпечення мітохондрій печінки при окисненні сукцинату та його зниження при окисненні б-кетоглутарату.

У міокарді активація NO-ергічної ланки за окиснення ФАД-залежних субстратів призводить до підвищення показників енергозабезпечення статевонезрілих та старих щурів, тоді як введення інгібітора NO-синтази L-NNA сприяє підвищенню швидкостей поглинання кисню мітохондріями. Введення L-аргініну за окиснення НАД-залежних субстратів супроводжується зростанням показників АДФ-стимульованого дихання мітохондрій міокарда старих щурів.

За окиснення субстратів трансаміназного шунтуючого шляху введення L-аргініну призводить до підсилення споживання кисню та зниження ефективності окисного фосфорилювання у мітохондріях печінки статевонезрілих та молодих щурів. Інгібування активності NO-синтази внутрішньоочеревинним введенням L-NNA в аналогічних умовах призвело до підвищення показників мітохондріального енергозабезпечення печінки старих щурів.

У міокарді із збільшенням віку інтенсифікуються процеси ліпопероксидації, тоді як у печінці та крові пероксидація ліпідів знижується. Активація системи L-аргінін-оксид азоту призводить до зниження вмісту ТБК-реактивних продуктів у печінці та крові статевонезрілих та у міокарді старих щурів. Введення інгібітора NO-синтази L-NNA підвищує показник ліпопероксидації у печінці та крові старих щурів та знижує його у міокарді.

Активність супероксиддисмутази та каталази у тканинах щурів із віком знижується. Найбільш чутливою до зміни активності NO-ергічної ланки є активність ферментів системи антиоксидантного захисту старих щурів, у яких введення L-аргініну та L-NNA суттєво підвищує активність супероксиддисмутази та каталази печінки, міокарда і крові.

Основну роль у підтриманні антиоксидантного статусу організму на пізньому етапі онтогенезу відіграють ферменти глутатіон-залежної системи. Введення L-аргініну та L-NNA супроводжувалось підвищенням активності глутатіонпероксидази у печінці та міокарді статевонезрілих, молодих і старих щурів та зниженням активності глутатіонредуктази.

Іккерт О.В., Муращук К.М., Гордій С.К., Гальків М.О. Особливості процесів перекисного окиснення ліпідів та активності ферментів антиоксидантного захисту у нестатевозрілих щурів за дії L-аргініну // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2005. -№ 4. - С. 19-23.

Здобувач провела дослідження по зясуванню впливу L-аргініну на про- та антиоксидантні особливості тканин статевонезрілих щурів.

Муращук К., Іккерт О., Гальків М., Гордій С. Вплив L-аргініну на вікові зміни процесів перекисного окиснення ліпідів та активність системи антиоксидантного захисту у тканинах щурів // Укр. біохім. журн. - 2007. - Т.79, №5. - C. 38-43.

Здобувач самостійно провела дослідження по вивченню ролі системи оксиду азоту на процеси ліпопероксидації та активність антиоксидантної системи у щурів різних етапів онтогенезу, взяла участь у аналізі даних та оформленні статті.

Муращук К. М., Іккерт О. В. Роль системи L-аргінін-оксид азоту у процесах енергозабезпечення щурів різних вікових груп // Вісник Львівського ун-ту. Серія біологічна - 2007. - вип.44, - С. 121-127.

Здобувач самостійно провела всі дослідження та статистичну обробку результатів, взяла участь в обговоренні та аналізі даних, написанні та оформленні статті.

Муращук К. М., Іккерт О. В., Гордій С. К. Процеси перекисного окиснення ліпідів та стан системи антиоксидантного захисту у щурів різного віку // Матеріали ХІ Ювілейної Міжнародної конф. “Інформотерапія: теоретичні аспекти і практичне використання”, присвяченої 16-річчю інформотерапії. - Київ. - 2005. - С. 60.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, їх аналізі, написанні та оформленні тез.

Муращук К.М., Іккерт О.В., Гордій С.К., Гальків М.О., Корчук Л.М. Роль NO у протіканні кисень-залежних процесів на різних етапах розвитку організму // Матеріали ІІ Міжнародної конф. студентів та аспірантів “Молодь і поступ біології”. - Львів. - 2006. - С. 435.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, їх аналізі, написанні та оформленні тез, представила доповідь на конференції.

Муращук К.М, Іккерт О.В., Гальків М.О., Гордій С.К. Система антиоксидантного захисту старих щурів при дії L-аргініну // Матеріали IX Українського біохімічного зїзду. - Харків. - 2006. - С. 345

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, їх аналізі, написанні та оформленні тез, представила доповідь на конференції.

Муращук К.М., Іккерт О.В., Гордій С.К. Оксид азоту та кисень-залежні процеси у нестатевозрілих щурів // Фізіол. журн. - 2006. - Т.52, №2. - С.6.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, написанні та оформленні тез.

Муращук К.М., Іккерт О.В., Гордій С.К., Гальків М.О. Стан системи антиоксидантного захисту та функціонування мітохондрій печінки статевонезрілих щурів за активації системи оксиду азоту // Матеріали VII Міжнародного симпозіумі “Биологические механизмы старения”. - Харків. - 2006. - С. 37.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, їх аналізі, написанні та оформленні тез, представила доповідь на конференції.

Муращук К., Іккерт О., Гордій С., Гальків М. Зміни активності ферментної ланки системи антиоксидантного захисту та інтенсивності процесів ліпопероксидації у тканинах щурів різного віку // Матеріали Міжнародної наукової конф., приуроченої до 60-ліття новоствореної кафедри фізіології людини і тварин Львівського університету імені Івана Франка “Механізми функціонування фізіологічних систем”. - Львів. - 2006. - С. 105.

Здобувач самостійно провела дослідження, провела статистичну обробку даних, взяла участь у їх аналізі, написанні та оформленні тез, представила стендову доповідь на конференції.

Долайчук О., Івахів І., Муращук К., Іккерт О. Вплив введення L-аргініну на активність каталази і супероксиддисмутази у щурів на різних етапах індивідуального розвитку // Матеріали ІІІ Міжнародної конф. студентів та аспірантів “Молодь і поступ біології”. -Львів. -2007. -С. 466.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, їх аналізі, написанні та оформленні тез, представила доповідь на конференції.

Муращук К., Іккерт О., Гальків М., Гордій С. Кисень-залежні процеси у тканинах щурів різного віку за дії L-аргініну // Матеріали ІІІ Міжнародної конф. студентів та аспірантів “Молодь і поступ біології”. - Львів. - 2007 - С. 480.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних та їх аналізі.

Муращук К., Іккерт О., Гордій С. Вплив введення L-аргініну на показники мітохондріального функціонування у печінці щурів різного віку // Матеріали ІІІ Міжнародної конф. молодих науковців “Біорізноманіття. Екологія. Адаптація. Еволюція” приуроченої до 100-ліття з дня народження відомого українського ліхенолога Марії Макаревич. - Одеса. - 2007 - С. 126.

Здобувач самостійно провела дослідження, взяла участь в статистичній обробці даних, їх аналізі, написанні та оформленні тез, представила доповідь на конференції.