Эта работа опубликована в сборнике научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии» (2004 год, выпуск 1), под редакцией проф., д.м.н. Ильинских Н.Н. Посмотреть титульный лист сборника

В настоящее время считают, что универсальным неспецифическим звеном развития многих сердечно-сосудистых патологий является интенсификация образования активных форм кислорода (АФК). Согласно гипотезе В. П. Скулачева (1999) в клетке в условиях гипоксии включается ряд защитных механизмов, направленных на понижение внутриклеточной концентрации АФК и ионов Fe2+, обладающих прооксидантным действием. В этом плане интерес вызывают ферментативные превращения малата, обеспечиваемые малатдегидрогеназой (МДГ), в связи с важным положением данного соединения в клеточном метаболизме, а также его ролью в биохимической адаптации организма к гипоксии. Кроме этого, НАДФ-МДГ (КФ 1.1.1.82) может принимать участие в контроле свободнорадикальных процессов за счет использования НАДФН, образующегося в данной реакции, в ходе функционирования глутатионредуктазной / глутатионпероксидазной антиоксидантной системы.
Целью данной работы являлось исследование влияния ионов некоторых металлов (Fe2+, Cu2+, Ca2+) и Н2О2, которые могут участвовать в процессе ишемического повреждения ткани, на функционирование НАДФ-МДГ из кардиомиоцитов крысы в норме и при экспериментальной ишемии миокарда (ЭИМ).
В экспериментах использовали самцов белых лабораторных крыс. Ишемию миокарда моделировали путем перевязки нисходящей ветви левой коронарной артерии. Активность фермента определяли спектрофотометрически при 340 нм. Значения удельной активности НАДФ-МДГ из гомогената сердца крысы составляли 0,200,01 и 0,320,01 ФЕ/мг белка в норме и при ишемии соответственно, т.е. в условиях ишемии наблюдается увеличение активности фермента в 1,6 раз. Процедура выделения и очистки фермента включала следующие стадии: гомогенизацию, фракционирование (NH4)2SO4 в границах насыщения 30 – 75 %, гель- хроматографию на сефадексах G-25 и G-150, ионообменную хроматографию на ДЭАЭ-целлюлозе. В результате из нормального и ишемизированного сердца крысы были получены очищенные в 113 и 99 раз ферментные препараты НАДФ-МДГ с удельной активностью 22,7 и 31,8 ФЕ/мг белка соответственно.
На очищенных ферментных препаратах была исследована регуляция активности НАДФ-МДГ в норме и при ишемии. Показано, что ионы Fe2+ оказывают ингибирующее действие на исследуемый фермент как в норме, так и при ЭИМ: при концентрации FeSO4 в среде спектрофотометрирования 0,1 мМ фермент из сердца здоровых животных теряет около 15% активности, а из ишемизированного миокарда – около 60%. При увеличении концентрации FeSO4 до 1 мМ активность НАДФ-МДГ как в норме, так и при ишемии снижена на 60%. Ионы Cu2+ также являются ингибиторами НАДФ-МДГ, выделенной из сердца крысы в норме и при ЭИМ. Так, при концентрации CuSO4 в среде спектрофотометрирования 0,4 мМ НАДФ-МДГ из сердца контрольных животных теряет 30% активности, в то время как фермент из ишемизированного миокарда – 20% активности. В присутствии ионов Cu2+ в концентрации 1 мМ активность фермента снижается на 70% и 60% в норме и при ишемии соответственно. Ионы Ca2+ подавляют активность фермента из сердца нормальных животных, причем наиболее сильное торможение активности наблюдается при концентрации Ca2+ в среде до 0,1 мМ. Что касается НАДФ-МДГ из ишемизированного миокарда, то ионы Ca2+ в концентрации до 0,08 мМ оказывают активирующее влияние на фермент. При более высоких концентрациях Ca2+ стимулирующий эффект снижается, а при концентрациях CaCl2 выше 0,8 мМ имеет место уменьшение активности исследуемого фермента. Пероксид водорода оказывает ингибирующее действие на функционирование фермента как в норме, так и в условиях ишемии, причем ингибирующий эффект Н2О2 на активность фермента более выражен для НАДФ-МДГ, выделенной из сердца здорового животного. В присутствии Н2О2 в концентрации 1 мМ активность фермента, выделенного из здорового сердца, снижается на 40%, а фермента из ишемизированного миокарда – на 20%.
Обобщая полученные результаты, можно предположить участие ионов ряда металлов (Fe2+, Cu2+, Ca2+), а также Н2О2 в регуляции функционирования НАДФ-МДГ в условиях интенсификации свободнорадикального окисления, происходящей при ишемическом повреждении ткани.
Работа поддержана грантом УР 07.01.044.