четверг, 5 ноября 2009 г.

Энергетический обмен – триггерный механизм в формировании срочных и длительных механизмов адаптации к гипоксии (5)

Действительно. оказалось, что после длительной адаптации к гипоксии скорость окисления НАД-зависимых субстратов в мозге снижалась, причем у НУ больше, чем у ВУ. Однако, эффективность фосфорилирования, оцениваемая по отношению АТФ/О, при этом была выше, чем до адаптации. Факт увеличения эффективности работы дыхательной цепи, окисляющей НАД-зависимые субстраты, на фоне снижения ее электронтранспортной функции свидетельствует об экономизации процесса энергообразования в митохондриях мозга адаптированных крыс. При этом скорость переноса электронов в дыхательной цепи уже не была предельной, как до адаптации, так как появлялся «резерв дыхательной активности», а «физиологический диапазон дыхательной активности», наоборот, снижался. Все эти процессы были выражены сильнее в мозге НУ крыс. В целом все эти данные говорят о возрастании роли НАД-зависимого окисления в энергетический обмен при адаптации [13, 22, 24, 27-28, 33], и указывает на то, что сохранение высокой активности именно этого пути имеет принципиальное значение в формировании индивидуальной резистентности мозга к дефициту кислорода.

В отличие от этого потенциальные возможности сукцинатоксидазного пути окисления, выполняющего компенсаторную функцию при острой гипоксии, снижаются после длительной адаптации, особенно в мозге НУ животных, и использование этого пути в качестве механизма адаптации при длительном воздействии гипоксии ограничивается.

Несомненным признаком адаптации к высотной гипоксии является увеличение массы митохондрий в тканях. Повидимому впервые данные об этом были получены в 1958 году Sobol и Cohen [42] и подтверждены впоследствии в работах других исследователей [7, 29, 33, 36, 37, 39].

Увеличение массы митохондрий коррелирует с активацией синтеза нуклеиновых кислот и митохондриальных белков, предопределяющего увеличение мощности системы митохондрий при адаптации к гипоксии. Действительно, те же Sobol и Cohen в 1958 г. [42] показали, что в процессе адаптации к сочетанному действию высотной гипоксии и высокой температуры на фоне гипертрофии сердца суммарный белок миокарда возрастал на 42%. Изменения были выражены максимально во фракциях, ответственных за транспорт и утилизацию кислорода, т.е. содержащих миоглобин и белок митохондрий. В культуре клеток сердца куриного эмбриона гипоксия также приводила к активации синтеза РНК и ДНК в кардиомиоцитах [29]. В головном мозге активация синтеза нуклеиновых кислот и белков была наиболее выражена в коре больших полушарий, где концентрация РНК возрастала на 50%, а синтез белка - в 2 раза. В нижележащих отделах мозга, менее чувствительных к дефициту кислорода, активация синтеза РНК и белка была существенно меньше, а в области вегетативных центров и особенно в продолговатом мозге, где, как известно, локализованы центры дыхания и кровообращения, она, наоборот была весьма высокой. Активация синтеза РНК и белка в первые же дни после начала действия гипоксии отмечена в легких, сердце, костном мозге, сосудах коронарного русла, а также в нейронах симпатических узлов, иннервирующих сердце [29].

В последние годы показана возможность срочного образования белка по типу head-shok белков в ответ на однократное острое гипоксическое воздействие как в ткани мозга, так и в других клетках [18, 29, 35, 44].

Активация биогенеза митохондрий, приводящая к увеличению их количества на единицу ткани, должна способствовать восстанавлению или даже увеличению возможности образования АТФ на единицу массы ткани в условиях дефицита кислорода. Она может также влиять на содержание ферментов дыхательной цепи.

Так Ou и Tenney [40] показали, что у адаптированных к высокогорью животных не только увеличивалось количество митохондрий (на 40%)в единице массы ткани, но и содержание цитохромов с+с1 и аа3 (на 20-30%) в расчете на мг белка органелл.

Далее: Продолжение (6)


Еще статьи с этого блога по темам:


Комментариев нет:

Отправить комментарий