Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію
Показано, що довготривала переривчаста гiпоксiя (дихання гiпоксичною газовою сумiшшю, що мiстила 12% O2 в азотi, протягом 5 хв з 15-хвилинними нормоксичними iнтервалами 65 хв щодоби протягом 3 тижнiв) призводить до зниження в мiтохондрiях печiнки щурiв продукцiї супероксиданiона, пероксиду водню, а...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8476 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію / О.О. Гончар // Доп. НАН України. — 2009. — № 4. — С. 178-183. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860038491003420672 |
|---|---|
| author | Гончар, О.О. |
| author_facet | Гончар, О.О. |
| citation_txt | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію / О.О. Гончар // Доп. НАН України. — 2009. — № 4. — С. 178-183. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Показано, що довготривала переривчаста гiпоксiя (дихання гiпоксичною газовою сумiшшю, що мiстила 12% O2 в азотi, протягом 5 хв з 15-хвилинними нормоксичними iнтервалами 65 хв щодоби протягом 3 тижнiв) призводить до зниження в мiтохондрiях печiнки щурiв продукцiї супероксиданiона, пероксиду водню, а також вмiсту вторинних продуктiв пероксидного окиснення лiпiдiв пiсля дiї гострого iммобiлiзацiйного стресу. Встановлено, що пiдвищена активнiсть та погоджена дiя Mn-супероксиддисмутази, глутатiонпероксидази, глутатiонредуктази та НАДФ-залежної iзоцитратдегiдрогенази сприяють збереженню глутатiонового пулу мiтохондрiй, а також безпосередньо беруть участь у формуваннi адаптацiйних реакцiй до гострого стресу у тварин, тренованих за умов тривалої дiї гiпоксiї/реоксигенацiї.
Repetitive periods of hypoxia/reoxygenation (H/R) [5 cycles of 5 min hypoxia (12% O2 in N2) followed by 15 min normoxia, daily for three weeks] attenuated O^·− 2 and H2O2 production as well as lipid peroxidation in liver mitochondria of rats exposed to acute immobilization. Adaptation to moderate H/R enhances the production and activity of reactive oxygen species scavengers such as glutathione, manganese superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and glutathione-S-transferase in mitochondria. It is demonstrated that the maintenance of the GSH-redox cycle by activation of glutathione reductase and NADP^+-dependent isocitrate dehydrogenase is an integral part of the biochemical adaptive mechanism of oxidative tolerance to a new damaging factor.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:54:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
4 • 2009
БIОХIМIЯ
УДК 612.233:612.176:577.151.6
© 2009
О.О. Гончар
Участь глутатiонової редокс-системи мiтохондрiй
у формуваннi компенсаторно-адаптивної вiдповiдi
на гiпоксiю/реоксигенацiю
(Представлено членом-кореспондентом НАН України В.Ф. Сагачем)
Показано, що довготривала переривчаста гiпоксiя (дихання гiпоксичною газовою сумiш-
шю, що мiстила 12% O2 в азотi, протягом 5 хв з 15-хвилинними нормоксичними iн-
тервалами 65 хв щодоби протягом 3 тижнiв) призводить до зниження в мiтохондрiях
печiнки щурiв продукцiї супероксиданiона, пероксиду водню, а також вмiсту вторин-
них продуктiв пероксидного окиснення лiпiдiв пiсля дiї гострого iммобiлiзацiйного стре-
су. Встановлено, що пiдвищена активнiсть та погоджена дiя Mn-супероксиддисмута-
зи, глутатiонпероксидази, глутатiонредуктази та НАДФ-залежної iзоцитратдегiдро-
генази сприяють збереженню глутатiонового пулу мiтохондрiй, а також безпосередньо
беруть участь у формуваннi адаптацiйних реакцiй до гострого стресу у тварин, тре-
нованих за умов тривалої дiї гiпоксiї/реоксигенацiї.
Вiдомо, що переривчаста гiпоксiя може ефективно стимулювати рiзнi метаболiчнi процеси,
i цей феномен широко застосовується в медичнiй та спортивнiй практицi [1]. Багаторазо-
вi короткi експозицiї гiпоксiї/реоксигенацiї в процесi переривчастої гiпоксiї порiвнюють зi
станом “гiпоксичного прекондицiювання”, протекторний ефект якого вiдмiчався рядом до-
слiдникiв у рiзних тканинах i розглядався як одна з форм адаптацiї до наступної дiї екстре-
мальних чинникiв — iшемiї, стресу, фiзичного навантаження [2]. Показано, що адаптацiя до
переривчастої гiпоксiї сприяє зростанню мiтохондрiальних популяцiй у тканинах печiнки
та мозку, запобiгає виснаженню мiтохондрiальної ДНК, пiдвищує ефективнiсть окисного
фосфорилювання шляхом компенсаторної перебудови активностi ферментiв субстратних
дiлянок дихального ланцюга мiтохондрiй [1–3]. Однак бiльш тонкi механiзми, що обумов-
люють захиснi та регуляторнi ефекти переривчастої гiпоксiї в мiтохондрiях, ще остаточно
не з’ясовано.
Зниження доставки кисню за умов гiпоксiї та подальше вiдновлення його вмiсту за умов
реоксигенацiї в процесi переривчастої гiпоксiї спричиняє ряд функцiонально-метаболiчних
178 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №4
перебудов, серед яких важливу роль вiдiграє активацiя вiльнорадикальних процесiв [2].
Вважається, що саме цей механiзм виконує роль тригера, який здатен запускати каскад
внутрiшньоклiтинної редокс-сигналiзацiї з наступною активацiєю редокс-чуттєвих факто-
рiв транскрипцiї та генiв, що контролюють синтез захисних компонентiв [4]. Значну роль
в редокс-регуляцiї вiдiграє процес модифiкацiї сульфгiдрильних груп у сигнальних моле-
кулах, в якому беруть участь, з одного боку, активнi форми кисню (АФК), а з iншого —
такi тiолвмiснi сполуки, як глутатiон, глутаредоксини, тiоредоксини та пероксиредокси-
ни [2]. Висока редокс-активнiсть глутатiону при одночаснiй стiйкостi до окиснення киснем,
значна концентрацiя в клiтинi та можливiсть зберiгати свiй вiдновлений стан роблять його
важливим внутрiшньоклiтинним редокс-буфером [5]. Як антиоксидант глутатiон вiдiграє
ключову роль у захистi клiтинних структур вiд окиснювального стресу, виступаючи доно-
ром електронiв для ферменту глутатiонпероксидази. Ще одна важлива функцiя глутатiону
пов’язана з утворенням змiшаних дисульфiдiв з бiлками, що може бути додатковим еле-
ментом регуляцiї бiологiчних процесiв [5, 6]. Однак питання щодо ролi мiтохондрiальної
глутатiонової редокс-системи у формуваннi компенсаторно-пристосувальних реакцiй у про-
цесi адаптацiї вивченi недостатньо.
Метою дослiдження стало вивчення участi глутатiону, ферментiв глутатiонового рецик-
лу, а також ферментiв-донорiв НАДФН мiтохондрiй печiнки у формуваннi адаптацiйних
реакцiй до гострого стресу у тварин, тренованих за умов тривалої дiї гiпоксiї/реоксигенацiї.
Дослiдження проводили на щурах-самцях лiнiї Вiстар з масою тiла 200–220 г, якi бу-
ли роздiленi на чотири групи (по шiсть у кожнiй). I групу (контроль) складали тварини,
якi знаходились у звичайних умовах. Тварин II групи пiддавали дiї гострого iммобiлiза-
цiйного стресу (ГIС). Щурiв iммобiлiзували у пластикових пеналах з жорсткою фiксацiєю
протягом 6 год. Тварин III групи пiддавали дiї переривчастої гiпоксiї (ПГ). Щури дихали
гiпоксичною газовою сумiшшю, що мiстила 12% O2 в азотi, протягом 5 хв з 15-хвилинними
нормоксичними iнтервалами (реоксигенацiя). Чергування перiодiв гiпоксiя/реоксигенацiя
тривали 65 хв щодоби протягом 3 тижнiв. У IV групi тварин пiддавали дiї 6-годинного iм-
мобiлiзацiйного стресу на першу добу пiсля 3-тижневих гiпоксичних тренувань (ПГ+ГIС).
Тварин декапiтували пiд легким ефiрним наркозом зразу пiсля експерименту.
Мiтохондрiї з гомогенатiв печiнки отримували методом диференцiального центрифугу-
вання згiдно з D. Jonson, H. Lardy (1967). Продукцiю активних метаболiтiв кисню — супер-
оксиданiона (O·−
2
) i пероксиду водню (H2O2) визначали за G. Drossos зi спiвавт. (1995) та
Huwiler, Kohler (1984). Вмiст вторинних продуктiв ПОЛ, якi реагують з 2-тiобарбiтуровою
кислотою (ТБК-активнi продукти), розраховували за J. Buege, S. Aust (1978). Активнiсть
Мn-СОД (КФ 1.15.1.1) у мiтохондрiях печiнки дослiджували за H. Misra, I. Fridovich (1972),
глутатiонредуктази (ГР) (КФ1.6.4.2) — за зменшенням вмiсту НАДФН за 1 хв на 1 мг бiлка
при довжинi хвилi 340 нм згiдно з [7], глутатiонпероксидази (ГП) (КФ1.11.1.9) — за вмiстом
вiдновленого глутатiону на 1 мг бiлка при довжинi хвилi 412 нм згiдно з J.T. Rotruck зi
спiвавт. (1973), глутатiон-S-трансферази (ГТ) (КФ1.5.1.18) — за методом M. Warholm зi спiв-
авт. (1985), який грунтується на ферментативному зв’язуваннi глутатiону з 1-хлор-2,4-ди-
нiтробензолом з утворенням кон’югатiв, що мають максимум свiтлопоглинання при довжинi
хвилi 340 нм, НАДФ-iзоцитратдегiдрогенази (НАДФ-IЦДГ) (КФ1.1.1.42) — за швидкiстю
вiдновлення НАДФ у середовищi 50 мМ трис-НСl буферу (pH 7,8), що мiстило 1,5 мМ
iзоцитрату, 0,25 мМ НАДФ [7].
Кiлькiсть загального глутатiону визначали за реакцiєю з 5,5-дитiо-бiс-(2-нiтробензой-
ною) кислотою у присутностi 0,3 мМ НАДФН та 2 U/мл глутатiонредуктази. Окиснений
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №4 179
глутатiон (GSSG) вивчали в присутностi 2-вiнiлпiридину [8]. Одержанi данi використовува-
ли для розрахунку вмiсту вiдновленого глутатiону (GSH) та величини його вiдношення до
окисненого. Концентрацiю бiлка визначали за методом O.H. Lowry зi спiвавт. (1951).
Результати дослiджень обробляли статистично за допомогою програми “Origine, 7.0”.
Вiрогiднiсть розходжень мiж групами порiвняння визначали методом дисперсiйного аналiзу
(ANOVA) з наступним тестом Bonferroni (post-hoc test).
Вiдомо, що за умов гiпоксiї/реоксигенацiї мiтохондрiї є одним з основних джерел утво-
рення вiльних радикалiв [3]. У цих органелах виявлено декiлька функцiональних комп-
лексiв, що продукують АФК, але компоненти початкової та середньої частин дихально-
го ланцюга найбiльш активнi в цьому вiдношеннi [2, 3]. Гiперпродукцiя високореакцiйних
кисневих метаболiтiв здатна пошкоджувати будь-якi макромолекули (бiлки, ДНК, лiпiди),
однак наявнiсть ефективного антиоксидантного захисту дозволяє пiдтримувати концентра-
цiю оксидантiв на безпечному рiвнi [2, 9].
Як показали результати дослiджень, тривала помiрна гiпоксiя/реоксигенацiя не викли-
кала значних змiн у прооксидантнiй системi мiтохондрiй. Концентрацiя O·−
2
, а також вмiст
ТБК-активних продуктiв залишалися на контрольному рiвнi (табл. 1). Вiдомо, що бiльша
частка супероксидного радикала, який генерується мiтохондрiями, вивiльняється в мiто-
хондрiальний матрикс, де перетворюється до пероксиду водню за участю мiжмембранної
Мn-СОД [6]. Висока активнiсть Мn-СОД, що реєструвалася в мiтохондрiях за даних експе-
риментальних умов, вiдповiдала швидкому рiвню дисмутацiї O·−
2
i, вiдповiдно, зростанню
кiлькостi H2O2 (див. табл. 1). У нормi клiтини не зазнають токсичних ефектiв пероксид-
них сполук завдяки антиоксидантним системам, якi вiдповiдають за розпад H2O2. До цих
систем належать ферменти окисно-вiдновних циклiв глутатiону та тiоредоксину, каталаза
та iн. [10]. Оскiльки в мiтохондрiях багатьох клiтин остання вiдсутня, то ГП та ГТ вiдi-
грають провiдну роль у метаболiзмi пероксидiв [5, 10]. Згiдно з результатами дослiджень,
зростання кiлькостi H2O2 за умов адаптацiї до переривчастої гiпоксiї не призводило до iн-
тенсифiкацiї процесiв пероксидного окиснення лiпiдiв у мембранних структурах мiтохонд-
рiй, що свiдчить про погоджену дiю антипероксидних ферментiв та/або швидку дифузiю
H2O2 iз мiтохондрiй у цитозоль [5]. В останнi роки з’явилися переконливi свiдчення на ко-
ристь участi H2O2 в регуляцiї рiзних клiтинних процесiв, модуляцiї активностi сигнальних
молекул, у тому числi фосфатаз, кiназ, факторiв транскрипцiї тощо [11]. Однак, на вiдмiну
вiд деяких iнших внутрiшньоклiтинних медiаторiв, наприклад кальцiю, H2O2 легко прони-
кає крiзь мембраннi структури i тому не може запасатися. Отже, сигнали, якi H2O2 здатна
переносити, можуть контролюватися на рiвнi синтезу — розпаду останнього, що свiдчить
про вагому роль у цих процесах ферментiв окисно-вiдновного циклу глутатiону [9, 11].
Таблиця 1. Активнiсть ферменту Mn-СОД та показники прооксидантної системи мiтохондрiй печiнки щурiв
за умов переривчастої гiпоксiї (ПГ) та гострого iммобiлiзацiйного стресу (ГIС) (M ± m, n = 6)
Група
TБК-активнi продукти,
нМ/мг бiлка
O
·−
2 , нМ/(хв · мг
бiлка)
H2O2, пМ/мг
бiлка
Mn-СОД, ум.
од./мг бiлка
I, контроль 1,39 ± 0,08 1,11 ± 0,04 1,89 ± 0,12 3,62 ± 0,17
II, ГIС 1,93 ± 0,10
∗
1,66 ± 0,06
∗
2,94 ± 0,28
∗
2,89 ± 0,18
∗
III, ПГ 1,46 ± 0,05 1,17 ± 0,03 2,41 ± 0,28
∗
4,65 ± 0,18
∗
IV, ПГ + ГIС 1,65 ± 0,05
∗,∗∗
1,32 ± 0,05
∗,∗∗
2,76 ± 0,26
∗
4,83 ± 0,16
∗,∗∗
Пр и м i т ка . Тут i в табл. 2 i 3 ∗ — p < 0,05 вiдносно контролю; ∗∗ — p < 0,05 вiдносно гострого iммобiлi-
зацiйного стресу.
180 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №4
Один iз шляхiв, за яким H2O2, як i iншi АФК, бере участь у регуляцiї — це змiни
внутрiшньоклiтинного редокс-статусу за рахунок окиснення молекул глутатiону. Потенцiй-
но такi змiни можуть неспецифiчно впливати на перебiг бiльшостi метаболiчних реакцiй,
якi задiянi в процесi адаптацiйних перебудов [6].
У адаптованих до гiпоксiї тварин вiдмiчалось збереження кiлькостi загального глута-
тiону при тенденцiї до зростання його окисненої форми, що впливає на спiввiдношення
GSH/GSSG (табл. 2). Оскiльки GSSG не може бути експортовано з мiтохондрiй до цитозо-
лю, мiтохондрiальна НАДФН залишається важливим вiдновним еквiвалентом у регенера-
цiї GSH за допомогою ГР [4]. Припускається, що в мiтохондрiях з усiх ферментiв-донорiв
НАДФН iзоцитратдегiдрогеназi (IЦДГ) належить найвагомiша роль [12]. В останнi роки
встановлено значне зростання продукцiї АФК, фрагментацiя ДНК, iнтенсифiкацiя процесiв
ПОЛ, падiння рiвня АТФ у мiтохондрiях при зниженнi експресiї IЦДГ [13]. Однак участь
мiтохондрiальної IЦДГ, яка каталiзує декарбоксилування iзоцитрату в α-кетоглутарат iз
конкурентною продукцiєю НАДФН [5, 12], за умов переривчастої гiпоксiї залишається не-
з’ясованою.
Згiдно з одержаними результатами, у мiтохондрiях тварин, адаптованих до переривчас-
тої гiпоксiї, пiдвищення активностi ГР (на 9%, p < 0,05) та IЦДГ(на 18%, p < 0,05) сприяє
скоординованим дiям ферментiв глутатiонового редокс-циклу i, як наслiдок, збереженню
глутатiонового пулу (табл. 2, 3). Цi данi узгоджуються з фактами вiдносно зрушення реак-
цiй анаеробного глiколiзу в бiк процесiв аеробного метаболiзму, зi стимулюванням актив-
ностi окисних ферментiв в умовах iнтервальної гiпоксiї та аклiматизацiї до високогiр’я [1].
Позитивна кореляцiя мiж вмiстом ТБК-активних продуктiв та активнiстю IЦДГ (r = 0,98),
ГР (r = 0,86), ГП (r = 0,67) за умов тривалої дiї гiпоксiї/реоксигенацiї свiдчить про актив-
не включення глутатiонових, а також НАДФ-генеруючих ферментiв у процеси захисту вiд
окиснювального стресу.
Для оцiнки ефективностi гiпоксичної адаптацiї вивчали реакцiю глутатiонової системи
мiтохондрiй на гострий стресорний подразник. Iммобiлiзацiя викликала зростання продук-
цiї супероксиданiона на 49% (p < 0,05), H2O2 на 56% (p < 0,05), вмiсту ТБК-активних
Таблиця 2. Вплив переривчастої гiпоксiї (ПГ) та гострого iммобiлiзацiйного стресу (ГIС) на стан глутатiо-
нового пулу в мiтохондрiях печiнки щурiв (M ± m, n = 6)
Група
t-GSH,
нМ/мг бiлка
GSSG,
нМ/мг бiлка
GSH,
нМ/мг бiлка GSH/GSSG
I, контроль 5,27 ± 0,37 0,23 ± 0,12 4,82 ± 0,29 20,92 ± 0,67
II, ГIС 4,73 ± 0,20 0,39 ± 0,16
∗
3,95 ± 0,19
∗
10,14 ± 0,61
∗
III, ПГ 5,14 ± 0,47 0,26 ± 0,01 4,63 ± 0,46 17,86 ± 0,92
∗
IV, ПГ + ГIС 4,97 ± 0,24 0,31 ± 0,02
∗,∗∗
4,35 ± 0,22 14,05 ± 0,58
∗,∗∗
Таблиця 3. Вплив переривчастої гiпоксiї (ПГ) та гострого iммобiлiзацiйного стрессу (ГIС) на активнiсть
глутатiонзалежних i НАДФ+-генеруючих ферментiв у мiтохондрiях печiнки щурiв (M ± m, n = 6)
Група
ГР, мкМ
НАДФН/(хв · мг бiлка)
ГП, мкМ
GSH/(хв · мг бiлка)
ГТ,
мкМ/(хв · мг бiлка)
НАДФ-IЦДГ, мкМ
НАДФН/(хв · мг бiлка)
I, контроль 20,07 ± 0,47 3,11 ± 0,13 11,50 ± 0,64 19,90 ± 0,61
II, ГIС 17,16 ± 1,07
∗
2,42 ± 0,15
∗
13,28 ± 0,57
∗
18,70 ± 0,56
III, ПГ 21,88 ± 0,42
∗
3,24 ± 0,14 10,12 ± 0,81 23,51 ± 0,78
∗
IV, ПГ + ГIС 19,33 ± 0,55
∗∗
3,06 ± 0,12
∗∗
10,70 ± 1,01
∗∗
21,47 ± 1,04
∗,∗∗
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №4 181
продуктiв на 39% (p < 0,05) у порiвняннi з контролем (див. табл. 1). При цьому пiдвищу-
вався рiвень окисненого глутатiону на 69% (p < 0,05) та знижувався вмiст вiдновленого
глутатiону на 18% (p < 0,05) (див. табл. 2). Зрушення балансу GSH/GSSG у бiк накопи-
чення окисненого глутатiону свiдчить про збереження в мiтохондрiях окиснювальних про-
цесiв та зниження вiдновлювального потенцiалу глутатiону. Виявлену у тварин цiєї групи
активацiю ГТ на тлi зниження активностi ГП можна розглядати як компенсаторну реак-
цiю, оскiльки iснує комплементарнiсть ГП та ГТ у метаболiзмi ендогенних пероксидiв [14].
Зниження активностi таких антирадикальних та антипероксидних ферментiв, як Мn-СОД
i ГП, а також накопичення токсичного GSSG, який здатен утворювати змiшанi дисульфiди
з тiолвмiсними ферментами, тим самим порушуючи їхню активнiсть [10, 14], свiдчать про
наявнiсть дисбалансу в проантиоксидантнiй системi мiтохондрiй тварин, що були пiдданi
гострiй iммобiлiзацiї.
Пiсля iммобiлiзацiйного стресу у тварин, яких тренували за умов переривчастої гiпоксiї,
зростання активностi Мn-СОД, ГП, пiдвищення вмiсту GSH можуть бути причиною значно-
го зниження кiлькостi O·−
2
та вторинних продуктiв ПОЛ у порiвняннi з тваринами II групи.
При цьому кiлькiсть H2O2, як i GSSG, хоча i знижувалася вiдносно стресованих тварин,
але залишалася вищою за контроль (див. табл. 1, 2, 3). На сьогоднi доведено, що цiлком
певнi молекулярнi структури, а саме сульфгiдрильнi групи, якi належать бiчним ланцюгам
залишкiв цистеїну, є мiшенями H2O2 i вiдiграють роль сенсора концентрацiї пероксиду вод-
ню в клiтинних структурах [11]. Збереження активностi ГР на рiвнi контролю обумовлено,
iмовiрно, пiдвищенням активностi IЦДГ на 15% (p < 0,05), а отже, i достатньою кiлькiстю
внутрiшньоклiтинних запасiв НАДФН. Цi данi, а також позитивна кореляцiя активностi ГР
та НАДФ-IЦДГ (r = 0,86) дозволяють стверджувати, що синтез НАДФН у НАДФ-IЦДГ
реакцiях пiд час дiї екстремальних факторiв може бути одним з iстотних джерел вiдновле-
них еквiвалентiв у мiтохондрiях печiнки щурiв.
Одержанi результати свiдчать про те, що глутатiонова редокс-система, глутатiонзалеж-
нi, а також НАДФН-генеруючi ферменти мiтохондрiй печiнки щурiв безпосередньо беруть
участь у формуваннi власних захисних механiзмiв за умов тривалої дiї переривчастої гi-
поксiї. Висока спряженiсть окисно-вiдновних процесiв системи глутатiону вказує на неспе-
цифiчний характер змiн вмiсту тiолових сполук у мiтохондрiях при дiї на органiзм екстре-
мальних факторiв, а також на участь їх у формуваннi та регуляцiї перехресних ефектiв
адаптацiї.
1. Колчинская А. З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая
тренировка в медицине и спорте. – Москва: Наука, 2003. – 408 с.
2. Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В. Роль свободнорадикальных процессов в адаптации организма к
изменению уровня кислорода // Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские
аспекты / Под ред. Л.Д. Лукьяновой, И.Б. Ушакова. – Москва: Наука, 2004. – С. 112–137.
3. Лукьянова Л.Д. Молекулярные механизмы тканевой гипоксии и адаптация организма // Фiзiол.
журн. – 2003. – 49, № 3. – С. 17–35.
4. Wenger R.H. Cellular adaptation to hypoxia: O2-sensing protein hydroxylases, hypoxia-inducible transcri-
ption factors, and O2-regulated gene expression // FASEB J. – 2002. – 16. – P. 1151–1162.
5. Saez G.T., Bannister W.H., Bannister J. V. Glutathione: Metabolism and Physiological Functions / Ed.
J. Vina. – Boca Raton, FL, USA: CRC Press, 1990. – P. 237–254.
6. Dickinson D.A., Forman H. J. Cellular glutathione and thiols metabolism // Biochem. Pharmacol. –
2002. – 4. – P. 1019–1026.
7. Путилина Ф.Е. Методы биохимических исследований / Под ред. М.И. Прохоровой. – Ленинград:
Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. – 272 с.
182 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №4
8. Anderson M. Determination of glutathione and glutathione disulfide in biological samples // Methods
Enzymol. – 1985. – 113. – P. 548–551.
9. Осипов А.Н., Азизова О.А., Владимиров Ю.А. Активные формы кислорода и их роль в организме //
Успехи биол. химии. – 1990. – 31. – С. 180–208.
10. Sies H., Moss K. A role of mitochondrial glutathione peroxidase in modulating mitochondrial oxidations
in liver // Eur. J. Biochem. – 1978. – 8. – P. 377–383.
11. Быстрова М.Ф., Буданова Е.Н. Перекись водорода и пероксиредоксины в редокс-регуляции внутри-
клеточной сигнализации // Биол. мембраны. – 2007. – 24, № 2. – С. 115–125.
12. Lee S.M., Koh H. J., Park D.C. et al. Cytosolic NADP+-dependent isocitrate dehyrogenase status modu-
lates oxidative damage to cells // Free Radic. Biol. Med. – 2002. – 32. – P. 1185–1196.
13. Jo S., Son M., Koh H. et al. Control of mitochondrial redox balance and cellular defense against oxidative
damage by mitochondrial NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase // J. Biol. Chem. – 2001. – 276. –
P. 16168–16176.
14. Hayes J., McLellan L. Glutathione and glutathione-dependent enzymes represent a coordinately regulated
defense against oxidative stress // Free Rad. Res. – 1999. – 31. – P. 273–300.
Надiйшло до редакцiї 28.10.2008Iнститут фiзiологiї iм. О.О. Богомольця
НАН України, Київ
O.A. Gonchar
Participation of the mitochondrial glutathione redox-system in
formation of the adaptive response during hypoxia/reoxygenation
Repetitive periods of hypoxia/reoxygenation (H/R) [5 cycles of 5 min hypoxia (12% O2 in N2)
followed by 15 min normoxia, daily for three weeks] attenuated O·−
2 and H2O2 production as well
as lipid peroxidation in liver mitochondria of rats exposed to acute immobilization. Adaptation to
moderate H/R enhances the production and activity of reactive oxygen species scavengers such as
glutathione, manganese superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and glutathione-S-transferase
in mitochondria. It is demonstrated that the maintenance of the GSH-redox cycle by activation of
glutathione reductase and NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase is an integral part of the
biochemical adaptive mechanism of oxidative tolerance to a new damaging factor.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №4 183
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8476 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:54:32Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Гончар, О.О. 2010-06-01T09:06:20Z 2010-06-01T09:06:20Z 2009 Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію / О.О. Гончар // Доп. НАН України. — 2009. — № 4. — С. 178-183. — Бібліогр.: 14 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8476 612.233:612.176:577.151.6 Показано, що довготривала переривчаста гiпоксiя (дихання гiпоксичною газовою сумiшшю, що мiстила 12% O2 в азотi, протягом 5 хв з 15-хвилинними нормоксичними iнтервалами 65 хв щодоби протягом 3 тижнiв) призводить до зниження в мiтохондрiях печiнки щурiв продукцiї супероксиданiона, пероксиду водню, а також вмiсту вторинних продуктiв пероксидного окиснення лiпiдiв пiсля дiї гострого iммобiлiзацiйного стресу. Встановлено, що пiдвищена активнiсть та погоджена дiя Mn-супероксиддисмутази, глутатiонпероксидази, глутатiонредуктази та НАДФ-залежної iзоцитратдегiдрогенази сприяють збереженню глутатiонового пулу мiтохондрiй, а також безпосередньо беруть участь у формуваннi адаптацiйних реакцiй до гострого стресу у тварин, тренованих за умов тривалої дiї гiпоксiї/реоксигенацiї. Repetitive periods of hypoxia/reoxygenation (H/R) [5 cycles of 5 min hypoxia (12% O2 in N2) followed by 15 min normoxia, daily for three weeks] attenuated O^·− 2 and H2O2 production as well as lipid peroxidation in liver mitochondria of rats exposed to acute immobilization. Adaptation to moderate H/R enhances the production and activity of reactive oxygen species scavengers such as glutathione, manganese superoxide dismutase, glutathione peroxidase, and glutathione-S-transferase in mitochondria. It is demonstrated that the maintenance of the GSH-redox cycle by activation of glutathione reductase and NADP^+-dependent isocitrate dehydrogenase is an integral part of the biochemical adaptive mechanism of oxidative tolerance to a new damaging factor. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Біохімія Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію Participation of the mitochondrial glutathione redox-system in formation of the adaptive response during hypoxia/reoxygenation Article published earlier |
| spellingShingle | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію Гончар, О.О. Біохімія |
| title | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію |
| title_alt | Participation of the mitochondrial glutathione redox-system in formation of the adaptive response during hypoxia/reoxygenation |
| title_full | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію |
| title_fullStr | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію |
| title_full_unstemmed | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію |
| title_short | Участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію |
| title_sort | участь глутатіонової редокс-системи мітохондрій у формуванні компенсаторно-адаптивної відповіді на гіпоксію/реоксигенацію |
| topic | Біохімія |
| topic_facet | Біохімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8476 |
| work_keys_str_mv | AT gončaroo učastʹglutatíonovoíredokssistemimítohondríiuformuvanníkompensatornoadaptivnoívídpovídínagípoksíûreoksigenacíû AT gončaroo participationofthemitochondrialglutathioneredoxsysteminformationoftheadaptiveresponseduringhypoxiareoxygenation |