Пользовательский поиск

Роль немитохондриальных кислородзависимых процессов в регуляции дыхания гепатоцитами

В интактной клетке процесс потребления кислорода связан не только с работой дыхательной цепи. Помимо нее, в различных компартментах протекают кислородзависимые реакции, катализируе­мые оксидазами и оксигеназами с неодинаковым сродством к кислороду. Их удельный вклад в клеточное дыхание может меняться в зависимости от функционального состояния и влиять на соотношение и направление метаболических потоков, сопряженных с этими реакциями. Косвенным подтверждением этого является вариабельность цианидчувствительного и цианидрезистентного дыхания, значения которых отражают вклад митохондриального и немитохондриального дыхания в суммарное потребление кислорода клеткой в различных стационарных состояниях.

Продолжение ниже

МРТ и заболевания миокарда

... главной форме как ферригидрид, являющийся ферромагнетиком. Он может быть обнаружен при МРТ. Дисфункция органа с окислительным повреждением клетки встречается из-за наличия свободного радикала железа и активных форм кислорода, повреждающих клетку и мембрану клетки, ухудшающие митохондриальную функцию. При преимущественной р - талассемии СН от миокардиального ...

Читать дальше...

всё на эту тему


Аналогичные данные получены на изолированных гепато­цитах в условиях активации свободнорадикальных процессов, в том числе и перекисного окисления липидов, которые имеют место, на­пример, при длительной инкубации гепатоцитов и при повреждении плазматической мембраны. Во всех этих случаях цианидрезистентное дыхание увеличивалось либо при несущественных изменениях общего дыхания клеток, либо при его снижении, что свидетельству­ет об относительном увеличении немитохондриальных кислородутилизирующих процессов в валовом потреблении кислорода клеткой.

Имеются и более прямые доказательства участия в клеточном дыхании реакций, не связанных с активностью основной дыхатель­ной цепи. Так, в присутствии метирапона — ингибитора цитохрома Р-450 — дыхание гепатоцитов уменьшается на 40%. Наблюдаемые изменения не являются результатом подавления функ­ции дыхательной цепи, так как увеличение концентрации метирапо­на не влияет на дыхание. Более того, митохондриальная компонен­та дыхания сохраняется, так как цианид, добавленный после мети­рапона, ингибирует дыхание еще на 40%. Однако даже после этого остается еще около 20% клеточного дыхания, не чувствительного к ингибиторам двух основных электронтранспортных редокс-цепей.

Активация любой немитохондриальной кислородпотребляющей. системы сопровождается не только усилением утилизации кислоро­да гепатоцитами, как, например, в присутствии гликолата, окисляющегося в пероксисомах до H2O2, но и увеличением цианидрезистентного дыхания. Таким образом, немитохондриальные ферменты, субстратом которых является кислород, а также суб­страты окисления, активирующие эти ферменты, могут участвовать в регуляции клеточного дыхания, влияя при этом одновременно на мощность и направление метаболических потоков.

Вопрос о значимости такой регуляции в жизнедеятельности клет­ки становится особенно важным в условиях кислородной недоста­точности в связи с неодинаковой чувствительностью к ней различ­ных кислородзависимых ферментных систем. Действительно, срод­ство различных оксидаз и оксигеназ к кислороду, которое может быть выражено значениями кажущейся Км2), различается на не­сколько порядков. Поэтому при снижении рО2 в определенных пределах его значений будет происходить инактивация кислородзависимых ферментов в соответствии с величиной их Км2), причем первыми должны страдать ферменты с низким срод­ством к кислороду. Естественно предположить, что это отразится на кинетической зависимости скорости дыхания от рО2 (Vд/рО2) (переход от гиперболической зависимости к линейной).

Вопрос об участии немитохондриальных кислородзависимых ре­акций в регуляции клеточного дыхания был подробно исследован нами на тканевых полосках. В результате было уста­новлено, что одной из причин более низкого сродства клеток к кис­лороду по сравнению с изолированными митохондриями являются не столько диффузионные ограничения поступления кислорода в ткань, сколько влияние на процесс в целом немитохондриальных кислородзависимых реакций с высокими значениями кажущихся Км2).

Использование для решения этого вопроса суспензии изолиро­ванных гепатоцитов имеет серьезные преимущества, так как в этом случае диффузионные ограничения для О2 отсутствуют. Тем не менее при этом, так же как и в тканевых препаратах, сохраняется возможность направленного регулирования кинетической зависимости (Vд/рО2) путем искусственного торможения или активации кислородзависимых процессов с различными кажущимися Км2).

При окислении, например, гепатоцитами эндогенных субстратов цианидчувствительное дыхание составляет 80%, т.е. основным потребителем кислорода является дыхательная цепь. Поэтому дыха­ние лимитируется преимущественно активностью цитохромоксидазы, сродство которой к кислороду очень велико. Скорость дыхания гепатоцитов, окисляющих эндогенные субстраты, сукцинат и альфа-глицерофосфат, остается постоянной в широком диапазоне значений рО2 (от 240 до 15торр), как это и было показано Варбургом и Лонгмюром. Снижение ды­хания начинается лишь при рО2 меньше 5торр. Тем не менее зна­чения рО2, при которых достигается 50%-ное торможение дыхания, для изолированных клеток примерно на порядок больше, чем для изолированных митохондрий. По нашим данным, оно соответ­ствует концентрации кислорода, равной 2-3мкМ, что согласуется с результатами, полученными Джоунсом.

По нашему мнению, одной из причин наблюдаемого расхождения чувствительности дыхания к кислороду различных объектов является то, что наряду с цитохромоксидазой в контроле дыхания принимают участие немитохондриальные ферменты с более низки­ми Км2). Например, зависимость остаточного дыхания от рО2 пос­ле ингибирования цианидом дыхательной цепи гепатоцитов, окис­ляющих эндогенные субстраты, оказывается не гиперболической, а практически линейной с очень высоким значением р50.

Если это так, то тогда можно ожидать, что активация цианиднечувствительных кислородпотребляющих процессов будет влиять на зависимость Vд/рО2, увеличивая р50. Проверка этого предположения была проведена нами совместно с А.Т. Уголевым. Действительно оказалось, что в присутствии гликолата — субстрата гликолатоксидазной кислородзависимой реакции — порог чувствительности ды­хания гепатоцитов к снижению рО2 сдвигается вправо. Аналогичная кар­тина имеет место и в присутствии урата. При этом в обоих случаях происходит увеличение цианидрезистентного дыхания, свидетельст­вующего об ограничении функции дыхательной цепи Км2) гликолатоксидазы и уратоксидазы одного порядка. Из­менения зависимости Vд/рО2 при активации катализируемых этими ферментами реакций также практически одинаковы. Однако в присутствии субстратов дыхательной цепи сукцината и альфа-глицерофосфата ни гликолат, ни урат не могут существенно влиять на эту зависимость, которая остается такой же, как при окислении эндогенных субстратов.

Все это позволяет сделать вывод, что активация электронтранспортной функции дыхательной цепи снижает чувствительность кле­точного дыхания к кислородной недостаточности, в то время как усиление альтернативных кислородзависимых немитохондриальных энергонезависимых процессов, ограничивающих, однако, относительное участие дыхательной цепи в валовом потреблении кислоро­да клеткой, увеличивает чувствительность клеточного дыхания к изменениям рО2. Оно выражается в увеличении p50 и влияет на форму кинетических кривых зависимости Vд/рО2. Таким образом, суще­ствует энергонезависимая компонента дыхания, участвующая в ре­гуляции потребления кислорода клеткой в целом.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".