Влияние новых гетероциклических соединений с антиоксидантными свойствами на функциональную активность митохондрий

Исследование функциональных характеристик митохондрий мы проводили по общепринятой методике полярографического определения скорости поглощения кислорода митохондриями в среде, содержащей ионы фосфата неорганического и магния, с использованием добавок различных веществ, тем или иным образом регулирующих работу дыхательной цепи внутренней мембраны митохондрий.

В первой серии опытов в ячейку полярографа добавляли последовательно реакционную: среду (представляющую собой буферную систему на базе раствора сахарозы с добавлением ионов фосфата и магния), митохондрии до конечной концентрации 1 мг белка на 1 мл. В течение 5 минут мы фиксировали скорость потребления кислорода митохондриями и производили следующую добавку — АДФ, которая инициировала процесс фосфорилирования, образования АТФ, митохондриями. В течение 5 минут также фиксировали скорость потребления кислорода митохондриями в процессе сопряжения дыхания с окислительным фосфорилированием. Аналогичные процедуры мы повторяли уже на фоне добавления исследуемого нового вещества в ячейку полярографа.

Из результатов, представленных в таблице 1, видно, что скорость дыхания митохондрий при данной постановке опыта без применения новых веществ довольно велика и равна 63 мкмоль кислорода на 1 мг белка за 1 мин в положении V₃ и 19,5 — в положении V₄ по Чансу, коэффициент дыхательного контроля равен 3,3.

Учитывая биоэнергетический смысл показателей таблицы 1 можно сделать определенные выводы о влиянии изучаемых веществ на состояние внутренней мембраны миохондрий и сопряженность процессов дыхания и окислительного фосфорилирования. Скорость дыхания митохондрий в положении V₄ по Чансу (нефосфорилирующие митохондрии, в среду добавлен только субстрат, в данном случае — сукцинат) свидетельствует о структурном состоянии внутренней мембраны митохондрий, прежде всего о ее целостности.

Принято считать, что чем более прочна мембрана, тем меньше протонов может приникать через ее поврежденные участки в межмембранное пространство и тем ниже будет показатель скорости дыхания V₄.

Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на скорость дыхания митохондрий печени крыс, субстрат — сукцинат.

Скорость дыхания митохондрий в положении V₃ по Чансу свидетельствует о скорости дыхания фосфорилирующих митохондрий. В среде, наряду с субстратом, присутствует АДФ, которая при сопряжении процессов дыхания с работой АТФ-синтазы превращается в АТФ. Снижение этого показателя может говорить о блокировании работы АТФ-синтазы. Это может достигаться несколькими способами.

Во-первых, в среде может появляться протонофор, переносящий протоны из межмембранного пространства в матрикс митохондрии непосредственно через мембрану, мимо F₀-субъединицы АТФ-синтазы. Этим самым мембрана лишается электрохимического градиента, энергия которого и используется АТФ-синтазой для синтеза АТФ.

Во-вторых, АТФ-синтаза может непосредственно ингибироваться каким-либо веществом, попавшим в среду.

Некоторые из нами изучаемых новых веществ показывали определенные эффекты, приводящие к изменению биоэнергетических показателей митохондрий печени крыс. Так, увеличивали скорость дыхания фосфорилирующих митохондрий следующие препараты: DVD-8843, NAA-85, NAA-23, Л-15. Приведены препараты в порядке снижения эффекта.

Показателем эффективности фосфорилирования и степени сопряженности дыхания и фосфорилирования является коэффициент дыхательного контроля (ДК). По этой величине названные препараты расположились следующим образом: NAA-23, DVD-8843, NAA-85, NAA-84, Л-15. Очередность несколько поменялась, поскольку внес вклад показатель V₄., свидетельствующий о целостности мембраны.

Вещества ВО-20, DVD-2802, DVD-2521 оказывают резко негативный эффект на процессы образования энергии в митохондриях, разобщая дыхание и фосфорилирование. При этом DVD-2521 и DVD-2802, возможно, являются ингибитором АТФ-синтазы.

Остальные вещества практически не влияли на ход биоэнергетических процессов в митохондриях.

Учитывая наличие антиоксидантных свойств у изучаемых веществ и их способность влиять на ход процессов образования АТФ в митохондриях, можно сделать следующие выводы:

• 1. В качестве протонофоров можно применять новые гетероциклические соединения DVD-8843, NAA-85, Л-15. Данные соединения также являются антиоксидантами средней активности (сравнимыми с активностью ионола).
• 2. DVD-2521 и DVD-2802, возможно, являются истинными разобщителями, т. е. ингибиторами АТФ-синтазы.

дыхательный окисление антиоксидантный гетероциклический.