Генерация свободных радикалов кислорода в митохондриях нормального и ишемического миокарда

• Автор: Коркина, Ольга Виталиевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Кислородные радикалы в биологических системах

и некоторые их свойства

1.2. Ферментативные антиоксидантные системы

1.3. Митохондрии как основной источник кислородных

радикалов в клетке

1.4. Ишемическое прекондиционирование

1.4.1. Ишемия возникновение и развитие метаболических нарушений

1.4.2. Реперфузия кислородный парадокс

1.4.3. Классическое ишемическое прекондиционирование триггеры, сигнальные пути и конечные эффекторы
1.4.4. Вторая фаза индукции эндогенных защитных
механизмов
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Перфузия изолированных сердец
2.2. Ход опытов с перфузируемыми сердцами
2.3. Получение изолированных митохондрий
2.4. Определение функционатьной активности митохондрий
2.5. Регистрация спектров ЭГ1Р
2.6. Генерация супероксидных радикалов в
ксантиноксидазной реакции
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. I енерация свободных радикалов кислорода
митохондриями сердца общие закономерности
3.2. I енерация свободных радикалов кислорода митохондриями сердца влияние субстратов.
ингибиторов и разобщителей дыхательной цени
3.3. Разобщающее действие жирных кислот эффект
лаурата 8I
3.4. Влияние ишемии и ренерфузии на состояние дыхательной цепи митохондрий эффект
ишемического ирскондиционирования
Заключение
Выводы
Список литературы


Основной цслыо работы являлось изучение влияния ишемии и реперфузии миокарда на функциональную активность митохондрий и кинетику образования ими свободных радикалов кислорода. Научная новизна. С помощью метода ЭПРспектроскопии спиновых ловушек впервые проведено исследование генерации свободнорадикальных форм кислорода в изолированных митохондриях сердца в условиях непрерывной аэрации. Получены новые данные о взаимосвязи между энергетическим состоянием мембран митохондрий сердца и прямым взаимодействием электронных переносчиков дыхательной цепи с кислородом. Впервые с помощью ЭПРспектроскопии спиновых ловушек изучены закономерности генерации активных форм кислорода митохондриями, выделенными из сердечной мышцы после аэробной перфузии, ишемии различной длительности и реперфузии. Показано наличие взаимосвязи между усиленной генерацией активных форм кислорода митохондриями сердца и изменениями энергетического метаболизма и сократительной функции сердечной мышцы после длительной ишемии. Изучено действие коротких периодов ишемии и реперфузии ишемического прекондиционирования на функциональную активность дыхательной цепи и кинетику образования свободных радикалов кислорода в митохондриях. Показано, что защитный эффект процесса ишемического прекондиционирования на сократительную функцию и энергетический метаболизм сердца может быть связан с меньшей генерацией активных форм кислорода в кардиомиоцитах после дли тельной ишемии. Нау чнопрактическое значение работы. Представленные в работе экспериментальные данные могут быть использованы для выяснения молекулярных механизмов процессов, влияющих при патогенезе ишемической болезни на нарушения сократительной функции миокарда, на сопряжение процессов митохондриального дыхания и энергизации, а также на образование активных форм кислорода в клетках сердечной мышцы. ГЛАВА I. Кислородные радикалы в биологических системах, и некоторые их свойства. Молекула кислорода в основном состоящим 3Хв представляет собой бирадикал, который имеет два несиаренных элекфона на различных тс орбиталях. Неспаренные электроны обладают одинаковыми квантовыми спиновыми числами спины параллельны и, соответственно, для восстановления молекулы кислорода путем введения нары электронов в его частично заполненные орбитали необходимо обращение спина одного из двух электронов. Ввиду юю, что такое обращение спина относительно медпенный процесс, реакционная способность молекулярного кислорода в отношении нерадикальных соединений невысока. Электронновозбужденные состояния Ог, не содержащие нсснаренныс параллельные спины, как, например, синглетные состояния Хц и ЛД которые наблюдаю том при фотосенсибилизированпых окислительных процессах, гораздо более реакционноспособны, чем основное состояние. В живых организмах синглетный кислород можег генерироваться в участках, доступных прямому воздействию света на коже, на сетчатке глаза, и быть причиной различных патологий. Приняв один электрон на тсорбиталь, кислород становится супероксидным анионрадикалом . Образование супероксидного радикала в этом случае является ферментативным процессом, который запускается при активации лейкоцита в результате взаимодействия с чужеродным агентом. Комплекс ксантинксантиноксидаза, участвующий в распаде пуринов, в котором ксантин, метаболит распада пуринов, окисляется кислородом до мочевой кислоты с образованием V . Дыхательная цепь ми тохондрий, переносящая электроны от субстратов окисления на кислород с восстановлением его до воды. Обнаружено, что при функционировании дыхательной цепи 2 восстанавливается до супероксидного радикала в результате прямого взаимодействия кислорода с переносчиками дыхательной цепи. Несмотря на низкий редокспотенциал пары 7Н2 0, В, супероксид может выступать в качестве окислителя многих биологически важных молекул. Известно, что радикалы и НО очень быстро окисляют аскорбат и гидрохиноны, а также ионы переходных металлов. Константа реакции в воде составляет 5 М с1. При физиологических значениях 7,0 константа скорости взаимодействия составляет 5 М с1 Владимиров и др.