Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра нормальной физиологии

Изучение окисления и фосфорилирования в митохондриях (МХ), как отображение процессов энергообеспечения, является важным при разных патологических ситуациях. В данной работе представлены результаты исследований дыхания МХ при смоделированных патологиях на четырех группах крыс: ложнооперированные (ЛО), с постинфарктным кардиосклерозом (ПИКС), стрептозотоциновом сахарным диабетом (ССД) и ПИКС+ССД.
Для моделирования ПИКС животным под эфирным наркозом вскрывали грудную клетку, пересекая два ребра. Осуществляли перикардиотомию и перевязку левой передней нисходящей коронарной артерии. Рану послойно ушивали, предварительно удалив воздух из грудной полости. Для эксперимента крыс брали через 6 недель. Сахарный диабет (СД) моделировали однократным введением стрептозотоцина в дозе 60 мг/кг массы тела внутрибрюшинно, разведенного 0,01 моль/л цитратным буфером (pH 4.5). Верификацию проводили по снижению массы тела и повышению концентрации глюкозы в крови. Глюкозу определяли с помощью ферментативно-колориметрического теста Biocon diagnostic, Германия.
МХ сердца получали методом дифференциального центрифугирования в стандартной сахарозной среде [1], содержащей (мМ) 300 сахарозу, 10 ЭДТА, 8 трис, рН 7.4. Далее их суспендировали в 250 мМ растворе сахарозы.
 Скорость поглощения кислорода МХ определяли полярографически, с помощью электрода Кларка. Измерение проводили в среде, содержащей (мМ) 300 сахарозу, 10 КСl, 5 КН2РО4, 5 сукцинат, 1 ЭГТА, 1.2 MgCl2, 5 трис, рН 7.4. Измерения проводили в термостатируемой ячейке объемом 1 мл при температуре 27°С и постоянном перемешивании при помощи магнитной мешалки. Реакцию начинали добавлением суспензии МХ (1 мг белка). Концентрацию белка в пробе определяли методом Лоури. В работе использовали реактивы фирмы Sigma и ICN.
Скорость потребления кислорода приведена в нМ О2 в мин на 1 мг белка.
В группе ЛО крыс исходная скорость дыхания МХ составила 10,5±1,8, при ССД – 44,7±3,8, при  ПИКС – 35,2±3,5, при сочетании ПИКС и ССД – 20,9±1,5. В МХ ЛО крыс дыхательный контроль (ДК) составил 3,4, при ССД – 2,0, при ПИКС – 1,9, при сочетании ПИКС и ССД — 2,3. В присутствии ингибитора фосфолипазы А2 – бромфенацилбромида (БФБ) – скорость поглощения кислорода МХ ЛО животных – 10,6±1,5 (то есть БФБ не влияет), при ССД – 38±2,7 (уменьшилась на 15%), при ПИКС – 21,1±2,4 (уменьшилась на 40 %), при сочетании ПИКС и ССД – 11,6±1,5  (уменьшилась на  44%), максимально приближаясь к исходному состоянию. Поглощение кислорода МХ сердца крыс при патологиях протекает более активно по сравнению с контролем. Судя по ДК, видно, что степень разобщения процессов окисления и фосфорилирования в МХ сердца крыс как при ССД, так и при ПИКС примерно одинакова. Однако при их сочетании неожиданно выявляется повышение ДК относительно отдельных патологий, хотя он остается ниже контроля.
Многие патологии сердечно-сосудистой системы сопровождаются повышением активности фосфолипазы А2 [2,3], как компонента неспецифической реакции на стресс, и накоплением свободных жирных кислот, что сопровождается разобщением процессов окисления и фосфорилирования, как следствие протонофорного действия жирных кислот [4]. Применение ингибитора фосфолипазы А2 – бромфеноцилбромида (БФБ) привело к снижению скорости поглощения кислорода МХ крыс (причем степень снижения наиболее выражена при сочетании патологий).
Из приведенных выше результатов видно, что при сочетании ПИКС и ССД наблюдается некоторая «защищенность» миокарда на уровне энергетики, чем в случае ПИКС и ССД отдельно. Эта тенденция, выявленная в наших исследованиях, подтверждается экспериментами по изучению сократительной активности миокарда, проводимыми параллельно другими исследователями. Было показано, что ритмо-инотропная активность сердца менее нарушена в случае ПИКС+ССД, чем при отдельных патологиях. По результатам проведенной работы можно предположить, что при данных патологиях  реализуются одинаковые механизмы адаптации на уровне энергетического обмена, направленные на сохранение жизни животного.

Список литературы:
1.    Isolation and subfractionation of mitochondria from animal cells and tissue culture lines / F. Pallotti, G. Lenaz // Methods Cell Biol. – 2001. – Vol. 65. – Р. 1-35.
2.    Фосфолипазы человека в норме и при патологии / Ю. Е. Вельтищев, Э. А. Юрьева, М. А. Мусаев, Г. Ф. Шеманова // Вопр. мед. химии. – 1981. – Т. 27, № 4. – С. 441-449.
3.    Dawson, R. M. C. Mechanism of eather activation of phospholipase A / R. M. C. Dawson // Nature. – 1969. Vol. 196, № 4849. – P. 67-68.
4.    Участие анионных переносчиков внутренней мембраны митохондрий в разобщающем действии жирных кислот / Е. Н. Мохова, Л. С. Хайлова // Биохимия. - 2005. – Т. 70, № 2. – С. 197-202.