Tag Archives: споживання кисню
Адаптаційна відповідь ацинарних клітин підшлункової залози щурів на деполяризацію внутрішньої мембрани мітохондрій
Б. О. Манько, О. О. Білонога, В. В. Манько
Львівський національний університет імені Івана Франка, Україна;
e-mail: bohdan.manko@lnu.edu.ua
Отримано: 06 грудня 2018; Затверджено: 14 березня 2019
Залежність роз’єднаного дихання інтактних панкреатичних ацинусів від субстратів окислення та функціонального стану клітини не досліджено. У роботі реєстрували базальну швидкість та швидкість FCCP-стимульованого дихання ізольованих панкреатичних ацинусів за допомогою електрода Кларка і оцінювали мембранний потенціал мітохондрій за інтенсивністю флуоресценції родаміну 123. Відповідь ацинусів на внесення FCCP характеризували максимальною швидкістю роз’єднаного дихання, оптимальною концентрацією FCCP, прискоренням та сповільненням дихання. Максимальна швидкість роз’єднаного дихання істотно збільшилася за окислення глюкози + глутаміну (3,03 ± 0,54 в.о.), глюкози + глутаміну + пірувату (2,82 ± 0,51 в.о.), глюкоза + ізоцитрат (2,71 ± 0,33 в.о.), глюкози + малату (2,75 ± 0,38 в.о.), глюкози + монометилсукцинату (2,64 ± 0,42 в.о.) або глюкози + диметил-α-кетоглутарату (2,36 ± 0,33 в.о.) у порівнянні з максимальною швидкістю роз’єднаного дихання за окислення лише глюкози (1,73–2,02 в.о.) або за відсутності екзогенних субстратів окислення (1,76 ± 0,33 в.о.). Оптимальна концентрація FCCP виявилася найвищою (1,75 мкМ) за окислення суміші глюкози + глутаміну + пірувату та найнижчою (0,5 мкМ) – за окислення екзогенного глутамату або суміші глюкози з такими субстратами, як ізоцитрат, малат, сукцинат або α-кетоглутарат. Прискорення дихання після додавання FCCP було найвищим за окислення диметил-α-кетоглутарату. Після досягання піка швидкості дихання ацинарними клітинами підшлункової залози у багатьох експериментах спостерігалось часозалежне сповільнення швидкості дихання. Це сповільнення дихання збільшувалося за збільшення концентрації FCCP і залежало від субстрату окислення. Найістотнішим воно було за окислення малату та ізоцитрату. Піруват сам по собі чи його комбінація з глутаміном та глюкозою значно знижували деполяризацію внутрішньої мембрани мітохондрій, спричинену дією FCCP, а також підвищували коефіцієнт еластичності залежності дихання від зміни мембранного потенціалу. Отже, суміш пірувату, глутаміну та глюкози є оптимальною для підтримання адаптивної здатності мітохондрій панкреатичних ацинусів відповідати на деполяризацію їхньої внутрішньої мембрани.
Вплив Ca(2+)-індукованого відкривання циклоспоринчутливої пори на споживання кисню і функціoнальний стан мітохондрій печінки щурів
О. В. Акопова, В. І. Носар, І. М. Маньковська, В. Ф. Сагач
Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, Київ;
e-mail: a-dubensky@mail.ru
Досліджено вплив Са2+-індукованого відкривання циклоспоринчутливої пори (mitochondrial permeability transition pore, MPTP) на споживання кисню і функціональний стан мітохондрій печінки щурів. Показано, що за відсутності деполяризації функціональна активність МРТР призводить до підвищення стаціонарної швидкості дихання за окиснення субстрату (глутамату) внаслідок активації циклоспоринчутливого Са2+/Н+-обміну і циклічного транспорту Са2+, який підтримується одночасною роботою МРТР і Са2+-уніпортера. За допомогою селективних блокаторів, циклоспорину А и рутенієвого червоного показано, що МРТР і Са2+-уніпортер роблять близький за величиною внесок в Са2+-цикл і швидкість дихання мітохондрій. Встановлено, що біоенергетичні ефекти відкривання МРТР в стаціонарних умовах (підвищення швидкості дихання у разі окислення субстрату за відсутності ADP, зниження дихального контролю та енергетичної ефективності синтезу АТР, Р/О) близькі до функціональних змін внаслідок підвищення ендогенної протонної провідності мембрани митохондрій. Роз’єднуючий ефект МРТР майже не впливає на швидкість фосфорилювання, відносна стабільність якої підтримується за рахунок активації дихального ланцюга і підвищення швидкості дихання в стані 3. Зроблено висновок, що за нормальних фізіологічних умов МРТР може функціонувати як ендогенний механізм «м’якого» протонофорного роз’єднання дихального ланцюга.
Вплив активатора АТР-залежного K(+)-канала на функціoнальний стан і відкривання циклоспоринчутливої пори в мітохондріях печінки щурів
О. В. Акопова, В. І. Носар, В. А. Бурий,
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 активатора мітохондріального АТР-залежного K+-канала (K+АТР-канала), – діазоксиду – на споживання кисню, функціональний стан та відкривання циклоспоринчутливої пори в мітохондріях печінки щурів. Встановлено, що активація K+АТР-канала призводить до підвищення стаціонарної швидкості дихання за окислення субстрату (V4S) та роз’єднання дихального ланцюга внаслідок прискорення K+-цикла мітохондрій, яке знижує дихальний контроль та швидкість дихання в стані 3 (V3) за одночасного підвищення її в стані 4 (V4ATP). Показано, що зниження V3 відбувається внаслідок інгібування системи окисного фосфорилювання, яке виявляється в сповільненні синтезу та гідролізі АТР, зниженні його виходу і вдаваному підвищенні показника Р/О внаслідок неповного перетворення ADP. Підвищення АТР-залежного входу K+ в умовах відкриття циклоспоринчутливої пори (mitochondrial permeability transition pore, MPTP) різко поглиблює роз’єднання внаслідок активації K+– и Са2+-циклів, які підтримуються одночасною роботою МРТР й Са2+-уніпортера, а також K+/Н+-обміну й K+-каналів, включаючи K+АТР-канал. При цьому активація K+АТР-канала призводить до часткового пригнічення МРТР, проте недостатнього для відновлення функціонального стану мітохондрій. Елімінація Са2+-циклу після відкриття МРТР повертає показники функціонального стану мітохондрій до контрольного рівня, що вказує на МРТР як механізм оборотної модуляції біоенергетичних ефектів, обумовлених активацією K+АТР-канала.
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.