четверг, 5 ноября 2009 г.

Энергетический обмен – триггерный механизм в формировании срочных и длительных механизмов адаптации к гипоксии (6)

В отличие от этого согласно нашим исследованиям длительная адаптация к гипоксии приводила к увеличению содержания общего белка в мозге и печени и одновременно к увеличению содержания цитохромов, в том числе и цитохрома аа3, которое менялось в
исследованных тканях ВУ и НУ животных одинаково: оно увеличивалось при расчете на единицу ткани, что коррелировало с увеличением массы митохондрий в ней, и уменьшалось при расчете на единицу митохондриального белка [4, 6, 22, 39]. Последнее говорит о снижении количества дыхательных переносчиков на цитохромном участке дыхательной цепи, сохраняющих при низких скоростях дыхания тем не менее высокую активность и эффективность окислительного фосфорилирования, которое компенсируется
увеличением общего количества митохондрий в ткани.

Существует и другая возможность перестройки системы аэробного образования при длительной адаптации к гипоксии - увеличение активности ферментов дыхательной цепи и их сродства к окисляемым субстратам. Имеющийся по этому вопросу в литературе материал достаточно противоречив и, наряду с исследованиями, свидетельствующими об увеличении активности митохондриальных ферментов при адаптации, имеются данные об отсутствии изменений, либо даже ее снижении.

Так Reynafarje показал [41], что при расчете на единицу массы ткани активности НАДН-оксидазы, НАДН-цитохром с-редуктазы и NADН-цитохром с-редуктазы в икроножной мышце у людей, адаптированных к высоте повышались на 10, 20 и 80% соответственно. Ou и Tenney [40] также установили, что активности NADH-оксидазы, НАДH-дегидрогеназы, НАДH-цитохром с-редуктазы и сукцинатоксидазы в сердцах быков, рожденных и живущих в перуанских Андах на высоте 4250 м, были выше, чем у животных, живущих на равнине (на 55, 90, 84 и 28% соответственно). Хазен и Кузнец [33] обнаружили увеличение активности цитохромоксидазы на 100% и сукцинатдегидрогеназы на 46% в больших полушариях головного мозга при адаптации белых крыс к гипоксии на высоте 8000 м. Аналогичные данные были получены на кроликах.

Тем не менее Крепс и сотр. не выявили изменения активности цитохром с-оксидазы и сукцинатдегидрогеназы при адаптации к гипоксии в первых поколениях.

Специальные исследования этого вопроса, проведенные нами [4-6, 17, 39], показали, что разночтения обусловлены, видимо, методическими причинами. Так в мозге адаптированныхъ к гипоксии ВУ крыс Vmax и Км(НАДH) НАДH-цитохром с-редуктазы и
цитохромоксидазы не менялись, либо снижались, в то время, как в мозге НУ крыс значения Vmax НАДH-цитохром с-редуктазы и цитохромоксидазы увеличились в 1,5-2,5 раза при снижении Км(цит.с) и приближались к значениям этих параметров в мозге ВУ, либо превышали их. Таким образом, в мозге НУ активность этих ферментов в процессе адаптации к гипоксии возрастала, а их сродство к субстратам (НАДH и цитохрому с) снижалось.

Физиологический смысл такой трансформации может заключаться в том, что оба эти фермента приобретают у адаптированных к гипоксии НУ животных возможность функционировать в более широком диапазоне концентраций своих субстратов (НАДH или восстановленного цитохрома с) и с более высокими скоростями. Поскольку в условиях гипоксии растет пул восстановленных пиридиннуклеотидов и увеличивается восстановленность цитохромов, в частности цитохрома с, появление в этих условиях новых кинетических свойств у НАДH-цитохром с-редуктазы и цитохромоксидазы может способствовать более эффективной их работе в условиях дефицита кислорода и увеличению устойчивости митохондрий мозга НУ крыс к острой гипоксии.

Изменение кинетических характеристик ферментов может быть связано с образованием изоформ с новыми свойствами. Известно, например, что НАДH-цитохром с-редуктаза является флавинмононуклеотидом, состояшим из нескольких десятков субъединиц. При этом для части из них информация транслируется через митохондриальную систему, а для другой - через ядерную. Такая мультипептидная природа фермента может быть основой для появления при длительном гипоксическом воздействии изоформ с новыми кинетическими характеристиками. В литературе имеются подтверждения того, что в анаэробных условиях у митохондриального ферментного комплекса I, действительно, появляются новые свойства. В мозге ВУ животных такие возможности, видимо, ограничены.

Далее: Продолжение (7)


Еще статьи с этого блога по темам:


Комментариев нет:

Отправить комментарий