Исследование механизмов острых токсических эффектов ацилкарнитинов

• Автор: Бережнов, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Патологические состояния, связанные с нарушениями

метаболизма жирных кислот

1.1.1 Хронические патологические состояния, связанные с

избыточным накоплением жирных кислот

1.1.1.1 Инсулиновая резистентность

1.1.1.2 Диабет 2го типа

1.1.1.3 Ожирение

1.1.1.4 Метаболический синдром
1.1.2 Острые патологические состояния, связанные с
избыточным накоплением жирных кислот
1.1.2.1 Печеночные энцефалопатии. Синдром Рейе
1.1.2.2 Ишемия рс юрфузия
1.2. Механизмы транспорта жирных кислот в клетки и митохондрии
1.2.1 Транспорт жирных кислот в плазме крови
1.2.2 Транспорт жирных кислот через илазмалемму
1.2.2.1 Пассивная диффузия
1.2.2.1 Транспорт с участием белков
1.2.3 Транспорт жирных кислот в митохондрии
1.2.4 Белки, связывающие жирные кислоты
1.2.5 Концентрации ацилКоА и ацилкарнитинов в клетках
1.3 Мишени жирных кислот и их производных
1.3.1 Свободные жирные кислоты как естественные разобщители
1.3.2 Ацилирование белков
1.3.3 Регуляция каналов и рецепторов жирными кислотами
и их активированными производивши
1.3.4 Регуляция рокисления активированными жирными кислотами
1.3.5 Ингибирование цикла три карбоновых кислот ЦТК
активированными жирными кислотами
1.3.6 Рецепторы жирных кислот
1.3.7 Взаимодействие активированных жирных кислот с мембранами. Детергентные свойства
1.4 Избыток жирных кислот и активация фосфолииаз
1.4.1 Арахидоновая кислота и нарушения клеточного гомеостаза
1.4.2 Избыток активированных жирных кислот и активация фосфолииаз
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1 Выделение и культивирование клеток
2.2 Выделение митохондрий сердца
2.3 Флуоресцентная микроскопия
2.4 Конфокальная микроскопия
2.5 Обработка цифровых изображений и графические построения
2.6 Регистрация кальциевых токов
2.7 Измерения в суспензии митохондрий
2.8 Использованные реактивы
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
3.1 Токсические эффекты ацилкарнитинов.
Общая характеристика клеточного ответа
3.2 Участие АФК в токсическом действии ацилкарнитинов
3.3 Дстсргентиые свойства ацилкарнитинов в развитии токсического эффекта
3.4 Токсические эффекты ацилкарнитинов.
Источники увеличения Са2, в клетках
3.4.1 Вклад входа кальция снаружи клеток
3.4.2 Вклад мобилизации Са2 из внугриклеточных запасов
3.4.3 Участие каналов входа кальция в клетки
3.4.4 Участие потенциалзависимых кальциевых каналов УОСС
3.5 Вклад систем удаления С а2 из цитозоля в поддержание лагфазы
3.5.1 Вклад митохондрий в поддержание лагфазы
3.5.2 Зависимость продолжительности лагфазы от
Са2 буферной емкости митохондрий
3.5.3 Вклад БЕЯСА в поддержание лагфазы
3.5.4 Вклад ЫаСа2обменника ПМ в поддержание лагфазы.
Увеличение проницаемости для
3.6 Токсические эффекты ацилкарнитинов.
Влияние на энергетику митохондрий
3.6.1 Исследования на изолированных митохондриях.
3.6.2 Исследования на уровне клеток
3.7 Токсические эффекты ацилкарнитинов.
Влияние на локальные кальциевые сигналы и активность фосфолипаз
3.7.1 Влияние ацилкарнитинов на локальные Са2 сигналы
3.7.2 Участие фосфолипаз в токсическом действии ацилкарнитинов
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Очевидно, что нарушения в метаболизме ЖК могут приводить или являться следствием различных патологий. В данной работе мы остановимся на тех вариантах патологий, которые связаны с избыточным накоплением ЖК в клетках и плазме крови. Эти патологии можно условно разделить на хронические и острые. В этой главе рассмотрим характерные особенности и причины возникновения таких состояний. Рассмотрим основные заболевания и патологические состояния, связанные с хроническим увеличением циркулирующих в крови ЖК. Действие инсулина осуществляется через инсулиновый рецептор, относящийся к классу рецепторовтирозинюшаз. Хотя инсулиновый рецептор присутствует, повидимому, во всех клетках, особенно высокий уровень экспрессии наблюдается в мышцах, печени, жировой гкани i . Автофосфорилирование тирозинового остатка инсулинового рецептора стимулирует каталитическую активность рецепторной тирозинкиназы, которая активирует белок субстрат инсулинового рецептора I , i ii, , который, в свою очередь, активирует эффекторный фермент . i, . I3 фосфатидилинозитол3 киназа, которая фосфорилирует специфические фосфоинозитиды с образованием I2 фосфатидилинозитол4,5бифосфат в I3 фосфатидилинозитол1,4,5трифосфат, является мишенью 1. Это приводит к активации серинтреониновой фосфоинозитидзависимой киназы . Активированная 1 фосфорилирует серинтреониновую киназу протеинкиназа В. содержит домен, которой также прямо взаимодействует с I3 i , . 4, ннсулинзависимый переносчик глюкозы, в путь, активируемый инсулином. 4 подходит к поверхности клетки и захватывает глюкозу i , iv , i . Таким образом инсулин стимулирует поглощение и утилизацию глюкозы клетками. Нарушения в функционировании описанного каскада приводят к соответствующим нарушениям в утилизации глюкозы клетками. Показано, что в скелетных мышцах резкое увеличение концентрации свободных ЖК приводит к уменьшению входа глюкозы в клетки . , , . Этот эффект наблюдается не зависимо от пола и возраста пациентов. В таких условиях резистентность к инсулину развивается в течение 24 часов после увеличения свободных ЖК в плазме, но чувствительность ткани к инсулину нормализуется в течение 4х часов после возвращения уровня свободных ЖК . В печени, клетки которой более чувствительны к инсулину, чем миоциты, рост ЖК приводит к угнетению действия инсулина как агента, подавляющего продукцию глюкозы. Результатом этого является увеличение продукции глюкозы клетками печени , . Это происходит благодаря опосредованному ЖК ингибированию способности инсулина подавлять гликогенолиз . В эндотелиальных клетках увеличение ЖК в плазме также приводит к резистентности к инсулину, проявляющейся в активации продукции оксида азота i . Хроническое увеличение свободных ЖК в плазме, обычно наблюдаемое у ожиревших диабетических и недиабетических пациентов, может провоцировать инсулиновую резистентность. Это явление обратимо у не больных диабетом пациентов, страдающих ожирением у них способность к инсулинзависимому захвату глюкозы нормализуется через часов после уменьшения концентрации ЖК до уровня у здоровых людей. У больных диабетом 2 типа, это восстановление также наблюдается, но является не полным . Было показано, что свободные ЖК способны приводить к нарушениям в инсулинзависимом транспорте глюкозы иили фосфорилировании . Поскольку ЖК, проникая в клетки, могут либо утилизироваться с образованием АТФ, либо запасаться в виде триглицеридов, увеличение концентрации ЖК в плазме способно приводить к увеличению содержания триглигцеридов в клетках миоцитах и гепатоцитах . Также увеличение содержания свободных ЖК в плазме приводит к увеличению концентрации метаболитов ЖК, включая ацилКоЛ длинноцепочечных ЖК, а также диацнлглицеролаов Ii , , являющегося активатором различных изоформ протеинкиназы С РКС. Помимо РКС, другие киназы I