Исследование энергетических процессов в митохондриях тканей крыс при гипотермии

• Автор: Мирская, Руслана Олеговна
• Шифр специальности: 03.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Температура, как экологический фактор.

1.2. Электронтранспортная цепь митохондрий.

1.3. Термодинамика окислительного фосфорилирования митохондрий.

1.4. Синтез АТФ и его регуляция.

1.5. Роль митохондрий в регуляции кальциевого гомеостаза клетки

1.6. Внешний путь окисления НАДН

1.7. Митохондрии и окислительный стресс.

1.8. Температурная зависимость митохондриальных процессов

1.9. Гипотермия и ее действие на организм.

1 Потребление кислорода тканями мозга и печени при гипотермии
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Обоснование выбора объекта исследования
2.2. Постановка эксперимента
2.2.1. Способ многократного холодового воздействия
2.2.2. Способ достижения умеренной и глубокой гипотермии
2.3. Методика инъекции 2,4динитрофенола животным.
2.4. Методы исследования
2.4.1. Препаративные методы исследования
2.4.2. Полярографическая регистрация дыхания
2.4.3. Метод определения содержания малонового диальдегида в гомогенатах тканей
2.5. Статистическая обработка экспериментальных данных
ГЛАВА Ш. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Влияние гипотермии С и введения 2,4динитрофенола на
дыхание гомогенатов тканей мозга и печени крыс.
3.2. Влияние гипотермии С на дыхание гомогенатов тканей мозга и печени адаптированных к холоду крыс
3.3. Влияние глубокой гипотермии С на дыхание гомогенатов тканей мозга и печени крыс.
3.4. Влияние гипотермии и на потребление кислорода гомогенатами печени сусликов.
3.5. Температурные зависимости дыхания гомогенатов ткани мозга при гипотермии С
3.6. Перекисное окисление липидов мозга и печени крыс при введении 2,4динитрофенола и гипотермии С.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Полученные результаты могут быть использованы при планировании экспериментов по изучению явления температурной компенсации у гомойотермных животных. Материалы, полученные при выполнении данной работы, используются в учебном процессе на кафедре биохимии Даггосуниверситета при чтении курсов Энзимология, Биоэнергетика, при проведении лабораторных занятий для студентов, специализирующихся по кафедре биохимии. Апробация работы. Материалы диссертации были обсуждены на итоговых научных конференциях профессорскопреподавательского состава ДГУ г. СевероКавказского региона РостовнаДону, г. Американского и Международного нейрохимических обществ Бостон, США, г. Европейской нейрохимической конференции СанктПетербург, г. Берлин, Германия, г. ДНЦ РАН Махачкала, г. Кавказском симпозиуме по медикобиологическим наукам Тбилиси, г. НИИ биологии ДГУ Махачкала, г. Публикации. По материалам данного исследования опубликовано работ, две статьи находятся в печати. ГЛАВА I. Температура является одним из важнейших факторов, определяющих стабильность биоструктур и интенсивность биологических процессов. ЕКИ кинетическая энергия Т абсолютная температура к постоянная Больцмана. Вследствие хаотического движения молекул происходят тепловые столкновения между ними, в результате чего энергия распределяется по всем степеням свободы, в том числе и внутримолекулярным. При температурах порядка ЗООК средняя энергия тепловых колебаний и столкновений составляет примерно 2. Джмоль, что сравнимо с энергией слабых межмолекулярных взаимодействий. Увеличение температуры приводит к ускорению таких процессов, как диффузия и химические реакции, а с другой стороны, к дестабилизации высших уровней организации макромолекул. Поскольку тепловая энергия быстро перераспределяется по всей молекулярной или атомной системе, то изменение температуры оказывает то или иное воздействие на все структуры данной системы, в отличие от других факторов, которые могут действовать локально. Однако температурные зависимости различных физических и химических процессов не одинаковы. Чаще всего элементарный процесс характеризуется энергией активации, которая представляет собой высоту энергетического барьера, преодоление которого необходимо для осуществления этого процесса. Температурная зависимость элементарных процессов, таких как диффузия, ассоциациядиссоциация, химическое превращение и т. К константа скорости реакции, II универсальная газовая постоянная, ДЕ эффективная энергия активации, Ко предэкспоненциальный множитель. Чем меньше энергия активации, тем слабее температурная зависимость процесса. Для диффузии характерна низкая энергия активации, а энергия активации для химических процессов имеет значения порядка нескольких десятков кДж. Поэтому изменение температуры тканей, вообще говоря, должно привести к изменению соотношения скоростей различных процессов. Если эти изменения достаточно велики, то возникает необходимость адаптивных изменений в структуре соответствующих биологических механизмов, которые привели бы к согласованию различных процессов в клетке при новых температу рных условиях. Исследование температурных адаптаций у животных выявило три стратегии пойкилотермия, гомойотермия и гетеротермия. У пойкилотермов температура тела изменяется вслед за изменениями температуры внешней среды. В отсутствии специальных механизмов, это должно было бы приводить к соответствующему изменению и физиологической активности. Например, при снижении температуры тела на С скорость биохимических процессов, и соответственно, физиологических реакций должна была бы снизиться в 23 раза Тарусов, Колье, . Но тогда животное не могло бы адекватно реагировать на изменения окружающей ситуации, что должно было бы привести к резкому снижению выживаемости. Поэтому у пойкилотермов в процессе эволюции сложились специальные механизмы температурной компенсации. Несмотря на ингибирующее действие снижения температуры тела, ферментативный аппарат клетки сохраняет функциональную активность и способность снабжать физиологические процессы веществом и энергией.