Tag Archives: нутрієнти

Активність ензимів цитохромної ділянки дихального ланцюга мітохондрій нирок щурів за умов різної забезпеченості харчового раціону нутрієнтами

Г. П. Копильчук, О. М. Волощук*

Навчально-науковий інститут біології, хімії і біоресурсів,
Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, Україна;
*e-mail: o.voloschuk@chnu.edu.ua

Отримано: 07 лютого 2022; Виправлено: 17 березня 2023;
Затверджено: 13 квітня 2023; Доступно онлайн: 27 квітня 2023

Важливу роль у забезпеченні функціо­нування дихального ланцюга відіграє цитохромна ділянка, до складу якої входять III (убіхінол-цитохром-с-оксидоредуктаза) і IV (цитохромоксидаза) комплекси, що беруть участь у генерації електрохімічного потенціалу (ΔμH+) через транспорт електронів від убіхінолу. Ключовими компонентами цих ензиматичних комплексів є гемовмісні цитохроми, кількість яких значною мірою визначається балансом між процесами синтезу та катаболізму гема. δ-Амінолевулінатсинтаза каталізує перший етап шляху біосинтезу гема, гемоксигеназа є ключовим ензимом деградації гема. У роботі досліджена активність ензимів убіхінол-цитохом с-оксидоредуктазного та цитохромоксидазного комплексів, вміст цитохромів а+а3, b, c, c1 та активність ключових ензимів метаболізму гема у мітохондріях нирок щурів за умов різної забезпеченості раціону протеїном та сахарозою. Встановлено, що під час нутрієнтного дисбалансу у мітохондріях нирок щурів спостерігається зниження активності ензимів убіхінол-цитохром с-оксидоредуктазного та цитохромоксидазного комплексів, при цьому максимальні зміни були у тварин, які споживали низькопротеїновий/високосахарозний раціон. Активність убіхі­нол-цитохром с-оксидоредуктази знижувалась приблизно вдвічі на тлі зниження цитохромоксидазної активності у понад 2,5 раза порівняно з контролем. У нирках тварин усіх дослідних груп спостерігалося зниження вмісту мітохондріальних цитохромів а+а3, b, c, c1, при цьому мінімальні значення були у тварин, яких утримували на низькопротеїновому/високосахарозному раціоні. Водночас спостерігалося зниження активності δ-амінолевулінатсинтази в середньому у 1,5 раза при одночасному підвищенні активності гемоксигенази приблизно вдвічі порівняно з контрольними значеннями, що свідчило про посилення процесів катаболізму гема на тлі сповільнення його синтезу за досліджуваних умов. Встановлене нами підвищення активності гемоксигенази на тлі зниження активності δ-амінолевулінатсинтази може розглядатися як один із можливих механізмів зниження вмісту мітохондріальних цитохромів за умов нутрієнтного дисбалансу, що у свою чергу може призводити до порушення активності ензимів цитохромної ділянки. Отримані результати щодо вмісту цитохромів, активності ензимів цитохромної ділянки та ключових ензимів метаболізму гема у нирках щурів можуть розглядатися як передумови для поглиблення енергетичного дисбалансу за різної забезпеченості раціону сахарозою та протеїном, що у свою чергу може призводити до прогресування пошкодження нирок.

NADH-убіхінонредуктазна та сукцинатдегідрогеназна активності в мітохондріях нирок щурів за умов різної забезпеченості раціону протеїном та сахарозою

О. М. Волощук*, М. С. Урсатий, Г. П. Копильчук

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Інститут біології, хімії та біоресурсів, Україна;
*e-mail: o.voloschuk@chnu.edu.ua

Отримано: 11 листопада 2021; Затверджено: 21 січня 2022

Досліджували NADH-убіхінонредуктазну, сукцинатдегідрогеназну активність, вміст загального убіхінону та його редокс-форм, а також ступінь окислювальної модифікації мітохондріальних протеїнів у нирках щурів за різної забезпеченості раціону протеїном та сахарозою. Встановлено, що у разі споживання низькопротеїнового раціону спостерігається зниження NADH-убіхінонредуктазної та сукцинатдегідрогеназної активності в 1,4-1,7 раза, зниження на 20% вмісту загального убіхінону та кількісний перерозподіл його окисленої та відновленої форми з переважанням окисленої форми. При цьому за досліджуваних умов не спостерігається накопичення карбоніл-дериватів, проте вміст вільних SH-груп вірогідно знижується порівняно з контролем. Водночас у тварин, які споживали високосахарозний раціон, виявлено підвищення NADH-убіхінонредуктазної та сукцинатдегідрогеназної активності в 1,5-2 рази за збереження вмісту загального убіхінону на рівні показників контролю на тлі перерозподілу його редокс-форм, зокрема зниження вмісту відновленого убіхінону та зростання вмісту окисленого убіхінону у середньому у 1,5 раза. При цьому спостерігалась інтенсифікація реакцій вільнорадикального ушкодження мітохондріальних протеїнів у клітинах нирок, про що свідчить підвищення вмісту карбоніл-дериватів, а також вірогідне зниження вмісту вільних протеїнових SH-груп приблизно у 1,4-1,5 раза. Проте максимальні зміни досліджуваних показників характерні для тварин, які споживали низькопротеїновий високосахарозний раціон. Надмірне споживання сахарози на тлі аліментарного дефіциту протеїну супроводжувалось зниженням NADH-убіхінонредуктазної та сукцинатдегідрогеназної активності в 1,7-2 рази, вмісту загального убіхінону приблизно в 1,4 раза та відновленого убіхінону в понад 2 рази на тлі інтенсифікації вільнорадикального ушкодження мітохондріальних протеїнів, що може розглядатись як передумови формування порушення функціональної активності нирок в умовах вуглеводно-протеїнового дисбалансу.

Особливості метаболізму аміаку в печінці щурів за різної забезпеченості харчового раціону нутрієнтами

Г. П. Копильчук, І. Ю. Іванович, О. М. Волощук

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Україна, Інститут біології, хімії та біоресурсів;
e-mail: o.voloschuk@chnu.edu.ua

Отримано: 27 червень 2020; Затверджено: 15 травня 2020

У роботі досліджували особливості метаболічних перетворень аміаку в печінці щурів в умовах депривації протеїну та високого вмісту сахарози в харчовому раціоні. Встановлено, що для тварин, які утримувалися на високосахарозному (група ІІІ) та низькопротеїновому/високосахарозному раціоні (група ІV), характерна гіперамоніємія, тоді як в умовах нестачі протеїну в харчовому раціоні (група ІІ) кількість азоту аміаку в сироватці крові зберігалася на рівні контрольних значень. Виявлена гіперамоніємія в тварин ІІІ і ІV групи супроводжувалася вираженим зниженням активності мітохондріальних ензимів, які забезпечують поповнення пулу ендогенного аміаку, – глутаматдегідрогенази та моноамінооксидази. У тварин цих груп також встановлено зниження активності ензимів знешкодження аміаку­ – карбамоїлфосфатсинтетази (максимально виражене в тварин ІV групи) і глутамінсинтетази. Одержані результати дозволяють дійти висновку, що виявлена нами гіпер­амоніємія, в умовах утримання тварин на високосахарозній дієті, пов’язана не з посиленим утворенням аміаку, а з порушенням процесів його детоксикації в печінці. Водночас в умовах аліментарної депривації протеїну показано зниження активності ключових ензимів утворення (глутаматдегідрогенази і моноамінооксидази) та знешкодження (карбамоїлфосфатсинтетази і глутамінсинтетази) аміаку. Це, ймовірно, пов’язано з дефіцитом субстратів для зазначених ензиматичних реакцій. Результати досліджень можуть бути використані для розробки методу корекції порушень обміну аміаку в умовах різної забезпеченості раціону сахарозою та протеїном.