Мембранная адаптация при развитии резистентности к факторам внешней среды

• Автор: Сазонтова, Татьяна Геннадьевна
• Шифр специальности: 14.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 376 с.

£//£У-£~
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК
Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии
На правах рукописи
САЗОНТОВА Татьяна Геннадьевна
Мембранная адаптация при развитии резистентности к факторам внешней среды
14.00.16 - патологическая физиология
03.00.04 - биохимия
Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук
Москва, 1998
Оглавление

Список сокращений
Введение
Обзор литературы.
Глава 1.Структура и функция саркоплазматического ретикулума
1.1.Электро-механическое сопряжение
1.2.Белковый состав продольных трубочек и терминальных 18 цистерн СР.
1.3.Регуляция выхода Са2+ из СР
1 АЛипидный состав СР
1.5.Структура. функция и регуляция Са-насоса СР
1.6.Нарушения Са-гомеостаза клетки
1.7.Экспрессия и изозимы Са-насоса СР
Глава 2.Современные представления о перекисном
окислении липидов и антиоксидантной защите клетки.
2.1 .Свободные радикалы кислорода
2.2.ПОЛ и мембранно-связанные Ферменты
2.3.Взаимодействие и взаимоусиление процессов 51 внутриклеточной деструкции.
2.4.Антиоксидантная система клетки
2.5.Сигнальная роль свободных радикалов
2.6.Соотношение про- и антиоксидантных Факторов клетки
Глава 3. Основные принципы мембранной адаптации
ион-транспортирующих систем.
3.1 .Концепция биохимической адаптации
3.2.Стресс-реализуюшие и стресс-ли митируюшие системы
3.3.«Пена» адаптации
3.4.Молекулярная адаптация клетки
3.5.Мембоанная адаптация

Глава 4.Материалы и методы исследования.
4.1 .Физиологические модели.
4.2.Введение препаратов.
4.3.Биохимические методы.
4.3.1. ГГодготовительные процедуры.
4.3.2.Основные биохимические методы.
4.4 ,П гзедставле ние данных.

Результаты и обсуждение.
Глава 5.Повреждающий эффект острых воздействий на

мембранно-связанные ион-транспортирующие системы клетки и роль ПОЛ в этих процессах.
5.1. Стрессоиное нарушение работы Са-насоса СР и N3. К-АТФазы 151 плазматической мембраны.
5.1.1.Нарушение эффективности работы Са-насоса СР и его 151 резистентности к действию эндогенных повреждающих факторов.
5.1.2.Состояние Са-транспортируюгцей системы СР 154 миокарда при ишемии и реперфузии различной длительности.
5.1.3.Оценка вклада мембранных изменений и РЦФ в
нарушение транспорта Са2+ в СР миокарда при стрессе.
5.1.4.Противоположное влияние стресса на резистентность к ПОЛ 165 тканей мозга и других органов в динамике стрессорного воздействия.
5.1.5.Термодинамические нарушения Иа,К-АТФазы сердца 171 при стрессе и их моделирование при окислении фермента.
5.1.6.Противоположное влияние стресса на активность 175 К-АТФазы мозга и других органов.
5.1.7.Сравнение повреждений Са-насоса СР миокарда при 178 кратковременном и длительном стрессах.
5.2. Влияние острой физической нагрузки на резистентность 181 мембранных структур миокарда, скелетных мыши, печени и мозга.
Глава 6. Эффективность защиты ион-транспортирующих систем СР и плазматической мембраны миокарда в

также и при действии активаторов на Са-АТФазу. Методический прием оценки необходимости этой стадии при стимуляции активности фермента здесь тот же, что и при оценке ингибиторов. С помощью него было показано, что стимуляция АТФазы джас-моном наблюдается как в нативных, так и в реконструированных мембранах, т.е. эта стимуляция фермента не является следствием агрегации АТФазы. При этом действие фосфолипидов на Са-АТФазу, независимо от направления эффекта - активация или ингибирование - не связано с изменениями в состоянии агрегации АТФазы [Starling А.Р. et al., 1995].
Кроме того, олигомеризация Са-АТФазы может играть роль в разобщении транспорта Са2+ и гидролиза АТФ при термической обработки (4,5 мин, 45°С) легкой фракции СР скелетных мышц кролика [Geimonen E. et al., 1994]. При этом в молекулах Са-АТФазы появляются внутри и межмолекулярные ковалентные сшивки, что иг-

рает важную роль в увеличении проницаемости легкой фракции СР для Са
1.5.3.2. ФосФорилирование Са-АТФазы Активность мономера Са-насоса СР регулируется степенью фосфорилирова-ния одного из белков СР - фосфоламбана. Это низкомолекулярный мембранный белок, который собирается как олигомер (гомопентамер) и ингибирует Са-насос, присоединяясь непосредственно к самому белку по регуляторному центру. Фосфолам-бан фосфорилируется с помощью цАМФ, цГМФ или Са2+/кальмодулин-зависимой ПК, причем между последними наблюдается своего рода конкуренция за места связывания на фосфоламбане [Xu A. et al., 1997]. Предполагается [Kirchberger et al., 1986], что фосфоламбан определенным сегментом сообщается с цитоплазмой и имеет на нем участки фосфорилирования. Дефосфорилирование этого сегмента делает его доступным для действия различных, в том числе Са-зависимых нейтральных протеаз клетки, и приводит к его отщеплению от Са-насоса, что опосредованно активирует Са-насос СР. Фосфорилирование же этого сегмента приводит либо к его интеграции с мембраной, либо к значительным конформационным изменениям, делая его недоступным для протеаз, и в следствие этого, оказывает ингибирующее действие на процесс транспорта Са2+ в СР.
С помощью ограниченного протеолиза изучена локализация и функциональная роль кальмодулин-связывающего центра на фосфоламбане. Показано [Strasburg
G.M. et al., 1993], что действие трипсина на везикулы СР сердца (гидролиз Arg-25 в