Tag Archives: мембранний потенціал
Функціональна активність циклоспоринчутливої пори в енергізованих і деенергізованих мітохондріях печінки щурів
О. В. Акопова*, Л. І. Колчинська, В. І. Носар
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
*e-mail: ov_akopova@ukr.net
Отримано: 15 червня 2020; Затверджено: 13 листопада 2020
Вивчено відкривання циклоспорин-чутливої пори (mPTP) в енергізованих і деенергізованих мітохондріях печінки щурів та оцінено вплив мітохондріальної деполяризації на її активність. Активність mPTP оцінювали спектрофотометрично за циклоспоринчутливим набуханням і циклоспоринчутливим виходом Са2+, який спостерігався після блокування Са2+ уніпортеру рутенієвим червоним (RR) в енергізованих мітохондріях та після деполяризації мембрани протонофором СССР. В енергізованих мітохондріях відкривання mPTP у станах низької провідності за концентрацій Са2+ ≤ Ka вносило позитивний вклад у швидкість дихання, не впливаючи на ΔΨm. Проведено оцінку порогових концентрацій Са2+, вище котрих відкривання mPTP призводило до деполяризації. Оцінка активності mPTP за циклоспоринчутливим транспортом Са2+ в умовах мітохондріальної деполяризації показала підвищення початкової швидкості (V0) за зменшення константи швидкості (k) і часу напівперетворення (t1/2), що вказувало на активацію mPTP порівняно з енергізованими мітохондріями. Попри це, в умовах деполяризації спостерігався неповний вихід Са2+ через mPTP. Із застосуванням селективних блокаторів Са2+ уніпортеру та mPTP, RR і циклоспорину А, знайдено парціальний вклад Са2+ уніпортеру і mPTP в транспорт Са2+. «Титрування» транспортного процесу шляхом внесення RR в різні проміжки часу від скидання потенціалу показало, шо деполяризація різко скорочувала тривалість функціонування mPTP порівняно з енергізованими мітохондріями, що підтверджувалось кінетичними характеристиками циклоспоринчутливого транспорту Са2+ післе зняття ΔΨm. Добавлений із зовнішньої сторони мітохондріальної мембрани Са2+ здійснював двоякий вплив на активність mPTP: спостерігалась активація в початковий момент часу з подальшим блокуючим ефектом. На підставі експериментів дійшли висновку, що енергізація мітохондрій необхідна для підтримання функціональної активності mPTP у станах субмаксимальної провідності, тоді як деполяризація мембрани сприяє переходу mPTP до неактивного стану в процесі вивільнення Са2+ із мітохондрій.
Вплив похідних тіазолу на внутрішньоклітинну структуру та функції клітин мишачої лімфоми
В. П. Гренюх1, Н. С. Фінюк1,2, Я. Р. Шалай1, Б. O. Манько1,
Б. В. Манько1, Ю. В. Остап’юк1, О. Р. Кулачковський1,
M. Д. Обушак1, Р. С. Стойка1,2, A. M. Бабський1*
1Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
2Інститут біології клітини НАН України, Львів;
*e-mail: andriy.babsky@gmail.com
Отримано: 22 грудня 2019; Затверджено: 27 березня 2020
Новосинтезовані похідні є цитотоксичними щодо пухлинних клітин гліобластоми, меланоми, лейкемії та лімфоми. Однак внутрішньоклітинний механізм цієї дії ще нез’ясований. Метою даної роботи було дослідити дію N-(5-бензил-1,3-тіазол-2-іл)-3,5-диметил-1-бензофуран-2-карбоксаміду (БФ1) та 7-бензил- 8-метил-2-пропілпіразоло [4,3-е] тіазоло [3,2-а] піримідин-4 (2Н)-ону (ПП2) на клітинну структуру та біоенергетичні параметри мітохондрій у клітинах мишачої лімфоми NK/Ly. Структуру клітин NK/Ly досліджували за допомогою електронної мікроскопії. Швидкість поглинання кисню ізольованими мітохондріями реєстрували полярографічним методом, використовуючи електрод Кларка. Відносні значення потенціалу мітохондрій реєстрували за допомогою флуоресцентного барвника Родаміну 123. За інкубації (15 хв) БФ1 і ПП2 у концентраціях 10 і 50 мкМ спричиняли апоптичні та некротичні зміни у клітинах NK/Ly, зокрема фрагментацію та дезінтеграцію ядра, руйнування плазматичної мембрани, збільшення кількості лізосом і мітохондрій. За дії похідних тіазолу in vitro та ex vivo мітохондрії клітин лімфоми не зазнавали статистично значимих метаболічних змін під час використання полярографічного методу. Однак, метод флуоресцентної мікроскопії показав достовірне зниження потенціалу мітохондрій після 15 хвилин інкубації клітин із 50 мкМ ПП2. Таким чином, дані електронної та флуоресцентної мікроскопії дають змогу дійти висновку, що мітохондрії залучені до механізму цитотоксичної дії досліджуваних похідних тіазолу.
Трансмембранний обмін Са(2+) в деполяризованих мітохондріях міометрія щурів
Л. Г. Бабіч, С. Г. Шликов, Н. В. Кандаурова, С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: babich@biochem.kiev.ua
Поляризація внутрішньої мембрани є головним фактором у забезпеченні акумуляції фізіологічно важливих катіонів, зокрема Са2+, у матриксі мітохондрій. Так, надійно доведено, що надходження іонів Са у мітохондрії забезпечується функціонуванням Са2+-уніпортеру, активність якого залежить від мембранного потенціалу. Проте є окремі повідомлення про можливість накопичення іонів Са у деполяризованих мітохондріях. Мета цієї роботи – дослідити трансмембранний обмін іонів Са у мітохондріях міометрія в умовах дисипації мембранного потенціалу. Раніше ми показали, що внесення Са2+ в інкубаційне середовище, яке не містило К+-фосфат, АТР та Mg2+, призводило до деполяризації мітохондріальної мембрани. Але при цьому реєструється дозозалежне збільшення рівня іонізованого Са у матриксі мітохондрій у процесі їхньої інкубації в Са2+-вмісному середовищі. Введення до інкубаційного середовища 10 мкМ RuR або 3–7 мМ Mg2+, класичних інгібіторів Са2+-уніпортеру, супроводжується збільшенням рівня іонізованого Са у деполяризованих мітохондріях. Попередня інкубація мітохондрій з 5 мкМ циклоспорином А, інгібітором мітохондріальної пори, не зменшувала рівень Са2+ у матриксі. Зроблено припущення, що в умовах блокади потенціал-залежних шляхів надходження іонів Са до мітохондрій, збільшення його рівня у матриксі забезпечується функціонуванням Са2+/Н+-обмінника. Збільшення рівня іонізованого Са у мітохондріях у відповідь на введення RuR або Mg2+, зпричинене інгібуванням Са2+-уніпортеру, який в умовах деполяризації функціонує як система, що забезпечує вихід катіона.
Вплив нікотину на мембранний потенціал мітохондрій: участь нікотинових ацетилхолінових рецепторів
Г. Л. Гергалова, М. В. Скок
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: gergal71@gmail.com
Вплив нікотину на мітохондрії печінки мишей досліджували методом протокової цитофлуориметрії. Миші вживали нікотин упродовж 65 діб або нікотин додавали до препарату ізольованих мітохондрій. Мітохондрії печінки мишей, які вживали нікотин, мали вірогідно нижчий початковий рівень мембранного потенціалу та меншу гранулярність порівняно з контрольною групою. Передінкубація ізольованих мітохондрій з нікотином дозозалежно перешкоджала дисипації їхнього мембранного потенціалу у разі внесення в середовище інкубації 0,8 мкМ СаСl2. Антагоніст нікотинових рецепторів α7 субтипу (α7 нАХР) метиллікаконітин підсилював ефект нікотину. Початковий рівень мембранного потенціалу та гранулярність ізольованих мітохондрій печінки мишей, яким внутрішньовенно вводили антитіла проти α7 нАХР, були нижчими у порівнянні з контролем. Внесення до середовища інкубації нікотину, холіну, ацетилхоліну або синтетичного агоніста α7 нікотинових рецепторів PNU 282987 пригнічувало акумуляцію Са2+ в мітохондріях. Однак дози агоністів були надто малими для активації іонного каналу α7 нАХР. Зроблено висновок про те, що вживання нікотину погіршує функціональний стан мітохондрій печінки, впливаючи на їх мембранний потенціал та гранулярність, і цей ефект, принаймні частково, опосередкований десенситизацією α7 нАХР.
Вплив оксиду азоту на протонний градієнт синаптичних везикул та мітохондріальний потенціал нервових терміналей мозку
А. С. Тарасенко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: tas@biochem.kiev.ua
Досліджено вплив оксиду азоту (NO) на протонний градієнт синаптичних везикул та мембранний потенціал нервових терміналей мозку щурів. Показано, що в наномолярному діапазоні концентрацій оксид азоту у вигляді S-нітрозотіолів не впливав на досліджувані параметри, однак зумовлював швидку дисипацію протонного градієнта синаптичних везикул та деполяризацію мітохондріальної мембрани в присутності SH-відновлювальної сполуки дитіотреїтолу. Обидва процеси були зворотними, і швидкість відновлення Н+-градієнтів визначалася окисно-відновним потенціалом нервових закінчень, а саме молярним співвідношенням відновник/окисник. Цей факт, а також нечутливість досліджуваних процесів до інгібітора NO-чутливої гуанілатциклази ODQ, дозволяє припустити, що в основі дії оксиду азоту на ключові функціональні параметри пресинаптичної терміналі лежить посттрансляційна модифікація тіолових залишків протеїнів мітохондрій і синаптичних везикул.
Вплив потенціалзалежного транспорту калію на мембранний потенціал мітохондрій мозку щурів
О. В. Акопова, В. І. Носар, Л. І. Колчинська,
І. М. Маньковська, М. К. Малишева, В. Ф. Сагач
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
e-mail: luko@biph.kiev.ua
Досліджено вплив потенціалзалежного входу калію на трансмембранну різницю потенціалів (ΔΨm) у мітохондріях мозку щурів. Показано, що в діапазоні концентрацій K+ 0–120 мМ потенціалзалежний вхід K+ у матрикс мітохондрій призводить до підвищення швидкості дихання та мітохондріальної деполяризації. Блокатори K+ATP-каналу, глібенкламід та 5-гідроксидеканоат, блокують близько 35% потенціалзалежного входу K+ в мітохондріях мозку. Блокування K+ATP-каналу призводить до реполяризації мембрани мітохондрій мозку близько 20% вiд контролю, що узгоджується із експериментально одержаною залежністю ΔΨm від швидкості потенціалзалежного входу K+. Результати проведених досліджень свідчать, що функціональна активність K+ATP-каналу відіграє фізіологічно важливу роль в регуляції мембранного потенціалу та енергозалежних процесів у мітохондріях мозку.
Оцінка внеску АТР-залежного K(+)-каналу в потенціалзалежний транспорт калія в мітохондріях мозку щурів
О. В. Акопова, В. І. Носар, Л. І. Колчинська, І. М. Маньковська, В. Ф. Сагач
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
e-mail: a-dubensky@mail.ru
Досліджено вплив калію на швидкість дихання мітохондрій мозку за окислення субстрату у відсутності ADP (стан 4). Показано, що потенціалзалежний вхід K+ до матриксу призводить до мітохондріальної деполяризації. З урахуванням деполяризуючого ефекту K+ проведено оцінку внеску потенціалзалежного транспорту K+ та ендогенного протонного струму в стаціонарну швидкість дихання. Показано, що врахування протонного струму дозволяє встановити внесок АТР-залежного K+-каналу в потенціалзалежний транспорт K+ полярографічним методом.