Применение теории метаболического контроля и "энергетических" порогов для анализа патологических состояний

• Автор: Кудин, Алексей Петрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 104 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение .

I. Обзор литературы.

1. Классический взгляд на контроль окислительного фосфорилирования.

2. Теория Метаболического Контроля . . . .

3. Следствие Теории Метаболического Контроля энергетические пороги комплексов дыхательной цепи

4. Роль митохондрий в патогенезе эпилепсии .

II. Экспериментальная часть

1. Материалы и методы исследований

1.1. Приготовление мышечных волокон, обработанных сапонином . . . . . . . .

1.2. Приготовление гомогенатов парагиппокампа человека

1.3. Приготовление срезов гиппокампа. . . .
1.4. Генетический анализ.
1.5. Измерения потребления кислорода .
1.6. Измерения ферментативной активности . .
1.7. Определение коэффициентов контроля потока и статистический анализ.
1.8. Определение резервной мкости и энергетических порогов комплексов I и IV.
1.9. Определение спектров цитохромов и содержания цитохрома аа3.
1Гистохимия и электронная микроскопия . .
2. Результаты
2.1. Коэффициенты контроля потока и
энергетические пороги комплексов I и IV митохондрий скелетных мышц в норме и при митохондриальной миопатии
2.2. Исследование тканевой специфичности энергетических порогов и контроля потока электронов для тканей мышц и мозга
2.3. Применение Теории Метаболического Контроля для исследования неизвестного митохондриального дефекта при Темпоральной Лобной Эпилепсии .
III. Обсуждение.
1. Решение противоречий, возникших в литературе, относительно контроля потока электронов в скелетных мышцах, осуществляемого цитохром С оксидазой .
2. Повышение контроля общего потока электронов цитохром С оксидазой при митохондриальной миопатии скелетных мышц человека
3. Тканевая специфичность контроля потока электронов комплексами I и IV
4. Митохондриальный дефект комплекса I при Темпоральной Лобной Эпилепсии
IV. Выводы
Список цитируемой литературы


Если контролирующее влияние данного звена цепи переноса электронов на поток электронов большое, значение коэффициента контроля потока приближается к максимальному значению, равному 1. Как следствие Теории Метаболического Контроля позже Летеллир с сотр. i . Раздел Обзор литературы. Пороговые кривые представляют собой зависимость ингибирования потребления кислорода в от максимальной от степени снижения активности изолированного ферментативного комплекса в при одинаковых концентрациях ингибитора. Энергетическим порогом называется процент ингибирования комплекса дыхательной цепи, при достижении которого дальнейшее ингибирование приводит к значительному снижению потребления и, следовательно, продукции АТФ. Метод энергетических порогов является эффективным для наглядной демонстрации контроля потока электронов, осуществляемого отдельным комплексом. Так, он был применн для анализа функционирования X мозга v , v . i . Vii i, . Для сравнительного исследования функционирования X в норме и при патологических состояниях Теория Метаболического Контроля и е следствие практически не применялись. В связи с этим, в данной работе помимо проверки тканевой специфичности пороговых эффектов в норме, рассматривается применение вышеупомянутого аппарата для анализа патологических состояний скелетных мышц и мозга. В качестве объектов исследований были использованы препараты тканей при таких патологических состояниях, как митохондриальные миопатии и Темпоральная Лобная Эпилепсия ТЛЭ. Со времени открытия первой болезни человека, вызванной митохондриальным дефектом . , . Большая часть из них является митохондриальными миопатиями мышц. Митохондриальные миопатии гетерогенная группа мышечных заболеваний, сопровождающихся значительными нарушениями ОФ , , . Типичными гистопатологическими чертами митохондриальных миопатий является присутствие красных волокон при трихромовом окрашивании, что показывает митохондриальную пролиферацию, и наличие мышечных волокон, дефицитных по цитохром С оксидазе комплекс IV , . Основной проблемой является часто встречаемое сосуществование мутантной и нормальной мтДНК в одном и том же мышечном волокне , . Так же как и в ткани мышц, нормальное функционирование мозга сильно зависит от энергетических запасов клетки АТФ . Поэтому очевидно, что тонкие функциональные изменения в X могут привести к энергетическим изменениям в нейронах , . i , vi . . . . . . Исходя из этого, логично было предположить участие X в патогенезе такого нейродегенеративного заболевания, как ТЛЭ. Известно, что при ТЛЭ происходит дегенерация пирамидных нейронов гиппокампа, и есть предварительные указания на то, что происходят структурные изменения X ii . В настоящей работе проведено детальное функциональное исследование X при данной патологии. Цель и задачи работы. Целью настоящей работы является исследование митохондриальных патологий тканей мышц и мозга с использованием аппарата Теории Метаболического Контроля и метода определения энергетических порогов. Определить величину коэффициентов контроля потока, резервную мкость и энергетические пороги комплексов I и IV дыхательной цепи МХ, используя препараты мышц, имеющие известный генетический дефект митохондрий. Исследовать функциональное состояние МХ мозга при Темпоральной Лобной Эпилепсии, используя Теорию Метаболического Контроля. Провести гистохимический и электронномикроскопический анализы исследуемых тканей для независимого обнаружения и подтверждения существования митохондриальных дефектов. Научная новизна. Впервые, используя Теорию Метаболического Контроля и е следствие, найден митохондриальный дефект комплекса I в эпилептическом фокусе у больных с ТЛЭ. IV МХ, обусловленное генетическим дефектом этого комплекса. I в ткани мозга и комплексом IV в ткани скелетных мышц.