Роль жирных кислот в адаптивных реакциях кардиомиоцитов при метаболической ишемии

• Автор: Егорова, Маргарита Владимировна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 188 с. : 17 ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Елава 1 ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ - ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕГУЛЯТОРЫ МЕТАБОЛИЗМА МИОКАРДА В НОРМЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ
1.1 Метаболизм жирных кислот в сердце: ключевые процессы
1.2 Особенности энергетического метаболизма сердца в норме и при недостаточном поступлении кислорода
1.3 Роль митохондрий в клеточных механизмах адаптации к гипоксии
1.4 Влияние свободных жирных кислот на функциональное состояние митохондрий сердца
1.5 Метаболизм жирных кислот в миокарде при ишемии и сердечной недостаточности
1.6 Метаболизм жирных кислот при ожирении и сахарном диабете
1.7 Липотоксичность сердца: спорные вопросы
1.8 Модуляция метаболизма жирных кислот как терапевтический подход:
за и против
1.9 Заключение
Глава 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Создание экспериментальных моделей
2.2 Получение изолированных кардиомиоцитов
2.3 Получение изолированных митохондрий сердца
2.4 Определение белка методом Лоури
2.5 Полярографический метод определения поглощения кислорода
2.6 Ферментативный метод определение концентрации жирных кислот
2.7 Глюкозооксидазный метод определения глюкозы в крови
2.8 Метод твердофазного иммуноферментного анализа
2.9 Морфологические методы исследование структуры миокарда
2.10 Статистические методы исследования

ДИЗАЙН ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ ЗЛ Сравнительный анализ структурных изменений миокарда у модельных животных
3.2 Регуляторная роль свободных жирных кислот в поддержании мембранного гомеостаза клеток сердца при экспериментальной ишемии миокарда
3.2.1 Влияние свободных жирных кислот на скорость поглощения кислорода митохондриями сердца
3.2.2 Влияние свободных жирных кислот на скорость поглощения кислорода изолированными кардиомиоцитами
3.2.3 Механизмы разобщающего действия жирных кислот как адаптивная защита сердца
3.3 Оценка эффективности аэробного и анаэробного процессов энергообразования по активности ферментов в кардиомиоцитах
3.4 Сравнительный анализ изменений показателей стресс-реакции в
организме животных из разных экспериментальных групп
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Список публикаций по теме диссертации
Список используемых сокращений
Список иллюстративного материала
Благодарности

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Одной из важнейших проблем современной физиологии является исследование функциональных возможностей миокарда в условиях постоянного или длительного воздействия стрессовых факторов и изучение малоизвестных механизмов повышения устойчивости миокарда к гипоксии, так как распространенность сердечно-сосудистых заболеваний, является общемировой проблемой. Соответственно, изучение и понимание особенностей процессов адаптации миокарда к гипоксии различной этиологии (циркуляторной, тканевой, гипоксии нагрузки и др.) является чрезвычайно важной задачей не только с позиции фундаментальных представлений о процессах адаптации, но и с точки зрения прикладного значения.
По современным представлениям, работу сердца определяет сбалансированность метаболизма жирных кислот [115, 162, 223]. Основной пул жирных кислот вовлечен преимущественно в энергетические процессы и поддержание мембранного гомеостаза кардиомиоцитов, способствуя, таким образом, нормальной электрофизиологической активности мембран и сохранению сократительной активности миокарда. Однако при чрезмерном поступлении свободных жирных кислот в клетку процессы их нормального окисления нарушаются, и жирные кислоты и/или их продукты становятся инициаторами блокирования окисления глюкозы, увеличения проницаемости плазматической и митохондриальной мембран, разобщения процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях кардиомиоцитов [64, 83, 115, 223].
Жирные кислоты, как сами по себе, так и посредством изменения структуры мембранных фосфолипидов, могут принимать непосредственное участие в коррекции метаболизма кардиомиоцитов, оказывая разнонаправленное действие, в зависимости от собственной концентрации и стадий адаптивного процесса [33, 113, 129, 179, 196]. Накопление триглицеридов в миокарде, изменение
интенсивности окисления жирных кислот и энергетического метаболизма в

протоны в матрикс митохондрий в обход АТФ-синтетазы, тем самым разобщая процессы окисления и фосфорилирования. Показано, что в отсутствие ионов кальция приблизительно 80% разобщающего действия ЖЬС обусловлено участием двух переносчиков, АДФ/АТФ- и аспартат/глутаматного анипортеров [74].
Дыхательная цепь отвечает на снижение Дрн+ при добавке протонофора так же, как и на снижение Дрн+ за счет синтеза АТФ. В обоих случаях скорость выброса протонов (и дыхания) растет до тех пор, пока не уравновесит скорость их входа. В результате устанавливается такая величина Дрн+, при которой скорости двух Дри'-зависимых процессов входа протонов и дыхания — совпадают [60]. Скорость дыхания не возрастает бесконечно при повышении концентрации протонофора, так как достигается состояние, когда скорость определяется кинетическими особенностями дыхательной цепи. Дыхание при этом становится неконтролируемым, то есть оно не зависит более от степени отклонения от термодинамического равновесия. В связи с этим важно различать условия, когда отсутствует дыхательный контроль (Дрн+ от 0 до 170 мВ), и условия, когда митохондрии полностью деэнергизованы (Дрн =0) [18].
Синтез АТФ в митохондриях путем окислительного фосфорилирования зависит от поддержания электрохимического градиента протонов через внутреннюю мембрану митохондрий, порожденного перемещением протонов из матрицы в межмембранное пространство комплексами 1, III и IV ЭТЦ [176, 194]. Перемещение протонов в матрикс митохондрий через протонный канал АТФ-азы - движущая сила для генерации АТФ [194]. Разобщающие белки (uncoupling protein, UCP) представляют собой семейство митохондриальных транспортных белков, которые обеспечивают альтернативный путь для перемещения протонов из межмембранного пространства в митохондриальный матрикс, не связанный с синтезом АТФ. UCP минимизируют генерацию активных форм кислорода (АФК) митохондриального происхождения и выражены в тканях с высокой способностью к (3-окислению, таких как бурый жир, скелетные мышцы и сердце [277]. С увеличением (3-окисления ЖК повышается поставка восстановительных