Энергетический метаболизм и механизмы стабилизации АТФ в гепатоцитах при гипоксии

• Автор: Дудченко, Александр Максимович
• Шифр специальности: 14.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 299 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Механизмы гибели клетки при гипоксии. Определение триггерных факторов

1.2. Регуляция окислительного фосфорилирования и его роль в стабилизации триггерных факторов
1.3. Чувствительность энергетических процессов к дефициту кислорода, обусловленная структурно-метаболическими особенностями клеток
1.4. Особенности клеточного метаболизма у животных, обладающих различной индивидуальной чувствительностью к
гипоксии
1.5. Влияние адаптации животных к недостатку кислорода на параметры энергетического обмена
1.6. Заключение
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Экспериментальные животные
2.2. Изолированные гепатоциты, субклеточные фракции и другие тканевые препараты
2.3. Методы определения концентрации метаболитов
2.4. Измерение содержания цитохромов
2.5. Определение кинетических свойств ферментов
2.6. Моделирование гипоксических условий in vitro
2.7. Моделирование специфических для печени метаболических процессов
2.7.1. Моделирование синтеза мочевины
2.7.2. Моделирование синтеза глюкозы
2.7.3. Моделирование биотрансформации ксенобиотиков
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.
3.1. Функционально-метаболические свойства первичной суспензии изолированных гепатоцитов крыс
3.2. Последовательность функционально-метаболических нарушений в изолированных клетках печени крыс при гипоксии
3.2.1. Определение границ области жизнеспособности изолированных гепатоцитов при изменении концентрации Ог в

среде инкубации
3.2.2. Влияние гипоксии на содержание адениновых нуклеотидов
в изолированных гепатоцитах
3.2.3. Изменения суммы адениновых нуклеотидов (ЕАН) и энергетического заряда (ЭЗ) при гипоксии нарастающей тяжести
3.2.4. Процесс деградации адениновых нуклеотидов
3.2.5. Влияние гипоксии на образование лактата в изолированных гепатоцитах
3.2.6. Зависимость синтеза мочевины от концентрации
кислорода
3.2.7.Зависимость синтеза глюкозы от концентрации
кислорода
3.2.8. Влияние гипоксии на интенсивность различных стадий
биотрансформации в изолированных гепатоцитах
3.3. Активации биосинтетических процессов и энергетический метаболизм в гепатоцитах
3.3.1. Влияние активации метаболических систем на энергетические параметры клеток в условиях гипоксии
3.4. Влияние гипоксии на пул адениннуклеотидов и метаболические параметры в гепатоцитах из печени крыс с различной чувствительностью к дефициту кислорода.
3.4.1. Влияние гипоксии на жизнеспособность изолированных гепатоцитов ВУ и НУ крыс
3.4.2. Характеристика аденилатного пула в изолированных гепатоцитах ВУ и НУ крыс при гипоксии
3.4.3. Влияние гипоксии на уровень лактата в изолированных гепатоцитах ВУ и НУ крыс
3.4.4. Влияние гипоксии на синтез мочевины в изолированных гепатоцитах ВУ и НУ крыс
3.4.5. Влияние гипоксии на процессы ПОЛ в изолированных гепатоцитах ВУ и НУ крыс
3.5. Функционально-метаболические изменения в клетках
при адаптации к гипобарической гипоксии
3.6. Подходы к стабилизации внутриклеточного АТФ и повышению жизнеспособности гепатоцитов
3.6.1. Активация аденозинкиназной реакции
3.6.2. Ингибирование деградации аденилатов при гипоксии
3.6.3. Антигипоксические эффекты D-фруктозы и ее смеси с

нуклеозидами
3.6.4. Проверка эффективности антигипоксических композиций in
vivo
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

области перегиба - их сочетанием. Из этого следует, что вид гиперболической зависимости, а именно, ее смещение влево будет зависеть от степени доминирования контролирующей силы первой группы факторов над второй. Поэтому сочетание контролирующих сил этих факторов и будет определять эффективность стабилизации АТФ, предотвращая его снижение до концентраций, при которых АТФ становится триггером механизмов гипоксического повреждения в клетках. Эти же причины будут определять и чувствительность клеток к 02-недостаточности.
1.3. Чувствительность энергетических процессов к дефициту 02, обусловленная структурно-метаболическими особенностями клеток.
В совокупности, представленные данные и рассмотренные гипотезы позволяют предположить, что первичным сигналом, включающим последовательность регуляторных механизмов в системе окислительного фосфорилирования, на снижение концентрации кислорода может быть неравновесная реакция восстановления 02, катализируемая ци-тохромоксидазой. Доставка 02 внутри клетки к цитохромоксидазе происходит благодаря диффузионному потоку растворенного 02 и ок-симиоглобина [710]. В свою очередь этот поток возможен благодаря различиям в концентрациях 02 во внеклеточной области и в области митохондрий. Природа концентрационного градиента 02 является предметом активной дискуссии [208], т.к. является важным фактором, определяющим особенности энергетического метаболизма и функции клеток в различных условиях.
В настоящее время нет адекватных методов прямого и точного измерения количества внутриклеточного 02, Поэтому для оценки концентрационного градиента 02 широко используется сравнительный анализ 02-зависимостей одних и тех же параметров, полученных на изолированных субклеточных структурах и целых клетках, или кусочках тканей. Принцип основан на измерении активности ферментов в условиях, когда скорость реакции определяется концентрацией только одного метаболита или иона. В этом случае активность фермента может служить сенсором in situ изменения концентрации любого метаболита, который контролирует скорость измеряемой реакции. Этот принцип успешно использовался при измерении внутриклеточного содержания Н202 [581] и концентрации 02 [191], количества метаболитов в митохондриальном матриксе [690] и цитозольного Са2+ [139]. Этот принцип использовался и для оценки 02-зависимости