Tag Archives: кальцій
Рівень альфа-меланоцитстимулювального гормону, вітаміну D, кальцію, фосфору та магнію у сироватці крові пацієнтів із COVID-19
S. Z. Hussein1, M. A. Abdalla2*
1Clinical Biochemistry Unit, Salah Aldeen Health Directorate, Tikrit, Iraq;
2Department of Human Anatomy, Tikrit University College of Medicine, Tikrit, Iraq;
*e-mail: dr.mohammad68@tu.edu.iq
Отримано: 04 квітня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
Пандемія COVID-19 виникла і швидко поширилася світом. З метою покращення стану пацієнтів із COVID-19 важливо визначити можливі клінічні диференціально-діагностичні маркери та їх кореляцію з тяжкістю інфекції SARS-CoV-2. У цьому дослідженні було проаналізовано рівень α-меланоцитстимулювального гормону (α-МСГ), вітаміну D, кальцію, фосфору та магнію у сироватці крові пацієнтів із COVID-19. Зразки крові було взято у 60 пацієнтів, які відвідували ізольовану лікарню в місті Тікріт/Ірак з вересня по грудень 2020 року і були діагностовані за допомогою ПЛР тесту як позитивні на COVID-19, а також у 30 здорових людей. У пацієнтів із COVID-19 виявлено високі рівні α-МСГ у сироватці крові у порівнянні зі здоровими людьми, але низькі рівні вітаміну D, кальцію та магнію, які можуть бути рекомендовані як добавки для підвищення імунної відповіді цих пацієнтів.
Біохімічні та молекулярно-фізіологічні аспекти дії оксиду азоту як регулятора функціонування матки
Г. В. Данилович, Ю. В. Данилович
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Отримано: 18 травня 2021; Затверджено: 12 листопада 2021
Проаналізовано джерела утворення оксиду азоту (NO) в матці та динаміка зміни його вмісту у різні періоди функціонування органу у жінок та тварин. Розглянуті біохімічні механізми дії оксиду азоту на скоротливу активність міометрія і значення NO в фізіологічних процесах перебігу вагітності і пологах. Акцентовано увагу на значенні мітохондрій як можливого джерела NO в гладенькому м’язі і описані його можливі шляхи впливу на транспорт Са2+ та біоенергетичні процеси у мітохондріях. Проаналізовано власні результати досліджень іонних і мембранних механізмів дії NO на Са2+-гомеостаз міоцитів матки. Подано і обговорено дані авторів щодо ідентифікації оксиду азоту в мітохондріях гладенького м’яза матки, біохімічних характеристик NO-синтазної реакції та можливої ролі NO у регуляції транспорту Са2+ в цих субклітинних структурах і функціонування електронно-транспортного ланцюга.
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.
Джерела і закономірності синтезу оксиду азоту в клітинах гладенького м’яза матки
Г. В. Данилович, Ю. В. Данилович, Т. В. Богач,
В. Т. Гурська, С. О. Костерін
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Отримано: 28 лютого 2019; Затверджено: 17 травня 2019
Доведено, що синтез NO в ізольованих мітохондріях гладенького м’яза матки щурів є залежним від надходження екзогенного Са2+ до мітохондрій (інгібується 1–10 мМ Mg2+ за відсутності АТР, 10 мкМ рутенієвим червоним), пригнічується антагоністами кальмодуліну (0,1–10 мкМ кальмідозоліумом та 1–100 мкМ трифлуоперазином). Він блокується відомим антагоністом конститутивних NO-синтаз NG-нітро-L-аргініном з ефектом полумаксимального інгібування близько 25 мкМ. Помірна дехолестеринізація плазматичної мембрани міоцитів за їх обробки 0,01%-им дигітоніном приводить до зростання синтезу NO клітинами, що свідчить на користь того, що плазмалема є можливим джерелом NO в міоцитах матки.
Активація ємнісного входу Ca(2+) в резистентних до цисплатину лейкемічних клітинах за дії фотозбудженого фулерену С(60) та цисплатину
Д. В. Франскевич, І. І. Гринюк, С. В. Прилуцька, О. П. Матишевська
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
e-mail: dashaqq@gmail.com
Припускають, що у злоякісно трансформованих клітинах Са2+-регуляторна система є ремодульованою, зокрема, внаслідок послаблення входу катіона крізь плазматичну мембрану за ємнісним механізмом (SOCE), що дозволяє утримувати концентрацію цитозольного Са2+ на помірно підвищеному рівні та уникати апоптозу. У роботі з використанням зонда Indo 1AM оцінено відносні величини Ca2+-пулу ендоплазматичного ретикулума та ємнісного входу Ca2+ у лейкемічних клітинах дикого типу (L1210) та резистентних до цисплатину (L1210R) у контролі, за дії цисплатину (1 мкг/мл) або фотозбудженого С60 (10-5 М) окремо, чи за їх комбінації. Показано, що величина SOCE в резистентних до цисплатину клітинах L1210R була нижчою, ніж у клітинах L1210. За дії цисплатину величина тапсигаргін (TG)-чутливого Ca2+ пулу ЕПР у клітинах L1210 знижувалась без підвищення SOCE, тоді як у клітинах L1210R не було відмічено змін. Фотозбудження акумульованого фулерену С60 у видимому діапазоні спектра (410–700 нм) спричиняло посилення SOCE не тільки в чутливих, але й в резистентних до дії цисплатину клітинах. У резистентних клітинах L1210R за дії фотозбудженого фулерену С60 цисплатин впливав на Ca2+ гомеостаз: величина SOCE зростала більше, ніж за дії тільки фотозбудженого С60. Одержані дані вказують на вплив фотозбудженого С60 не тільки на Ca2+-регуляторну систему, але й на компоненти систем, що контролюють надходження цисплатину в резистентних до препарату злоякісно трансформованих клітинах.
Вплив відкриття мітохондріальної пори на генерацію активних форм кисню в мітохондріях мозку щурів
О. В. Акопова, Л. I. Колчинська, В. I. Носар, А. Н. Смірнов, М. К. Малишева, I. M. Маньковська, В. Ф. Сагач
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
e-mail: luko@biph.kiev.ua
Досліджено вплив відкриття мітохондріальної пори (mitochondrial permeability transition pore, МРТР) на генерацію активних форм кисню (АФК) у мітохондріях мозку щурів. Показано, що в залежності від стаціонарних чи нерівноважних умов продукція АФК по-різному регулюється швидкістю споживання кисню і мембранним потенціалом. За умов стаціонарної рівноваги, що відповідає постійній швидкості циклічного транспортування Са2+ та споживання кисню, продукція АФК є потенціалзалежною і знижується разом з пригніченням дихання і мітохондріальною деполяризацією. При цьому постійна швидкість утворення АФК прямо пропорційна швидкості споживання кисню. Порушення стаціонарного стану внаслідок вивільнення цитохрому с й поступового гальмування дихання призводить до експоненціального зростання в часі продукції АФК. Незалежно від стаціонарних чи нерівноважних умов, швидкість утворення АФК контролюється швидкістю потенціалзалежної акумуляції Са2+, яка є швидкістьлімітуючою стадією утворення АФК. Показано, що відкриття циклоспоринчутливої пори по-різному впливає на продукцію АФК залежно від концентрації Са2+. За дії низьких концентрацій Са2+ зниження швидкості утворення АФК корелює з частковою деполяризацією мітохондрій, незважаючи на циклоспоринчутливе прискорення дихання внаслідок одночасної роботи Са2+-уніпортера й МРТР як шляхів входу і виходу Са2+. Ефект відкриття циклоспоринчутливої пори за дії низьких концентрацій Са2+ близький до ефекту Са2+-іонофора А-23187. За дії високих концентрацій Са2+ відкриття пори призводить до швидкого порушення стаціонарного стану внаслідок вивільнення цитохрому с, блокування транспортування електронів і зростання продукції АФК. Отже, відкриття пори в умовах низького рівня внутрішньоклітинного Са2+ може пом’якшувати оксидативний стрес і ушкодження нейронів шляхом пригнічення продукції АФК у мітохондріях.
Чутливість до прогестерону та блокаторів калієвих каналів 4-амінопіридину, тетраетиламонію та концентрація Ca(2+) в сперматозоїдах пацієнтів з олігозооспермією/лейкоцитоспермією
Р. В. Фафула1, Г. В. Данилович2, A. С. Беседіна1, О. В. Мельник1, З. Д. Воробець1
1Львівський національний медичний університет імені Данила Галицького, Україна;
2Інститут біохімії ім. O. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: roman_fafula@ukr.net
Метою роботи було оцінити Ca2+-сигнали в сперматозоїдах фертильних та інфертильних чоловіків за інкубації сперматозоїдів in vitro із прогестероном, 4-амінопіримідином (високоефективні індуктори гіперактивації сперматозоїдів) та тетраетиламонієм. [Ca2+]i у разі додавання 2 мМ зовнішньоклітинного Ca2+ була вищою в сперматозоїдах нормозооспермічних чоловіків за інкубації із прогестероном, ніж у патозооспермічних зразках. Водночас не відзначалось вірогідних змін Ca2+-сигналу в сперматозоїдах інфертильних чоловіків із олігозооспермією та лейкоцитоспермією під час інкубації із прогестероном. [Ca2+]i була вищою в сперматозоїдах патозооспермічних чоловіків (без інкубації з 4-амінопіримідином) та нижчою в сперматозоїдах патозооспермічних чоловіків (за інкубації з 4-амінопіримідином) порівняно з величинами у фертильних чоловіків (нормозооспермія). Додавання зовнішньоклітинного 2 мМ Ca2+ до сперматозоїдів, преінкубованих із тетраетиламонієм, не спричинювало зростання [Ca2+]i в нормозоо- та патозооспермічних зразках. Показано, що за патології порушуються механізми прогестеронзалежної активації Са2+ входу та функціонування потенціалкерованих Са-каналів плазмалеми, також не спостерігається зростання [Ca2+]i у разі K+-деполяризації (в присутності інгібіторів). Підвищення [Ca2+]i порівняно з нормою може забезпечуватись активацією механізмів виходу Са2+ із внутрішніх субклітинних структур.
Біосинтез оксиду азоту з L-аргініну. Особливості утворення та функціональна роль NO в мітохондріях
Г. В. Данилович, Т. В. Богач, Ю. В. Данилович
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
В огляді проаналізовано сучасні дані щодо біохімічних закономірностей біосинтезу оксиду азоту із L-аргініну в клітинах ссавців за нормоксичних умов. Розглянуто структуру та особливості регуляції ізоформ NO-синтази. Акценти зроблено на новітніх уявленнях про компартменталізацію в клітинах окремих ізоформ цього ензиму та можливості спрямованого транспорту оксиду азоту в судинній стінці. Центральне місце в огляді приділено питанням ендогенного утворення NO в мітохондріях та його вірогідному фізіологічному значенню. Подано і власні результати по ідентифікації оксиду азоту в мітохондріях гладенького м’яза матки, біохімічні характеристики цього процесу, обговорено можливу роль NO в регуляції транспорту Са2+ в мітохондріях.
Використання методології мереж Петрі для імітаційного моделювання набухання мітохондрій
Ю. В. Данилович, О. Ю. Чуніхін, Г. В. Данилович, О. В. Коломієць
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Із використанням методу фотонної кореляційної спектроскопії, який дозволяє дослідити зміни гідродинамічного діаметра частинок у суспензії, показано, що Са2+ у надвисоких концентраціях (більше 10 мМ) індукує набухання ізольованих мітохондрій. Збільшення гідродинамічного діаметра, зумовлене зростанням неспецифічної проникності мітохондріальних мембран до іонів Са, Са2+-перевантаженням матриксу, активацією АТР- та Са2+-чутливих K+-каналів, а також циклоспорин-чутливої пори перехідної провідності. Для формалізації експериментальних даних та оцінки відповідності результатів теоретичним передбаченням була розроблена імітаційна модель із застосуванням методології гібридних функціональних мереж Петрі.
Оксид азоту як регулятор внутрішньоклітинного кальцієвого гомеостазу в міоцитах матки
Ю. В. Данилович
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: danylovych@biochem.kiev.ua
Проаналізовано літературні дані щодо механізмів і регуляції пасивного та активного транспорту Са2+ в міометрії. Особливу увагу приділено cGMP-залежним та незалежним шляхам дії оксиду азоту (NO) або його похідних на внутрішньоклітинний Са2+-гомеостаз гладенького м’яза матки та її скоротливу активність. У порівняльному аспекті наведені відомості стосовно впливу NO на Са2+-транспортувальні системи інших типів гладеньких м’язів. На основі власних експериментальних результатів та даних літератури запропоновано схему дії NO в міометрії, згідно з якою NO або його похідні спричинюють Са2+-залежну поляризацію сарколеми. Як свідчать наші результати, в основі цього ефекту може лежати зростання проникності сарколеми для Са2+ за дії NO або його похідних та стимуляція, принаймні початкова, пасивного транспорту катіона у міоцити крізь дигідропіридинчутливі канали. Додатковими факторами, які сприяють поляризації мембрани, можуть бути посилення транспорту протонів із міоцитів та стимуляція Na+,K+-АТР-ази. Діючи на саркоплазматичний ретикулум, нітрозактивні сполуки посилюють енергозалежне включення кальцію в цей компартмент та пригнічують Са2+-індуковане вивільнення катіона. Останні ефекти здатні забезпечити компенсацію NO-індукованого надходження Са2+ в міоцити та пригнічувати електромеханічне спряження на етапі вивільнення Са2+ з ретикулума. Похідні NO також інгібують ключову ланку запуску контрактильного акту в гладенькому м’язі – формування комплексу Са2+-кальмодулін.