Введение к работе
Актуальность проблемы Согласно хемиосмотической теории Митчелла трансмембранный электрохимический градиент протона, протондвижущая сила (Ар), является основным источником энергии синтеза. АТФ в митохондриях. В создании Ар принимают участие ряд митохондриальных дегидрогеназ, преобразующих энергию окисления субстратов в электрохимический градиент Н', тогда как утилизация Ар происходит в протонном канале АТФ-синтазного комплекса. Помимо целенаправленного использования для синтеза АТФ, Ар может рассеиваться переходя в тепло (иначе говоря- диссипатировать) в трансмембранных потоках различных ионов присутствующих в среде. В некоторых случаях диссипативные потоки через внутреннюю мембрану митохондрий (ВММ) могут достигать значительной величины, приводя к коллапсу Ар и ингибированию синтеза АТФ. Считается, что определяющим фактором увеличения трансмембранных ионных потоков является рост проницаемости ВММ, который, в свою очередь, может осуществляться по различным механизмам. Несмотря на растущее количество данных свидетельствующих о важной роли процессов диссипации Ар в системе митохондриального транспорта, регуляции термогенеза и образования кислородных интермедиатов, равно как и в различных патофизиологических процессах и клеточном апоптозе, механизмы данного явления по прежнему неясны
Цель настоящей работы заключалась в исследовании механизмов увеличения проницаемости ВММ, приводящих к диссипации протондвижущей силы митохондрий. В задачи исследования входило:
-
Оценить ионную проницаемость липидной части ВММ в модельной системе фосфолипидных липосом.
-
Исследовать влияние нарушений митохондриального метаболизма на проницаемость внутренней мембраны изолированных митохондрий.
-
Исследовать механизм развития неселективной проницаемости ВММ, "макропроницаемости", на примере тиурам-дисульфид- индуцированной пермиабилизации митохондрий.
4. Изучить возможную роль N0, одного из важнейших биохимических посредников, в регуляции "макропроницаемости" митохондрий.
Научная новизна представленной работы состоит в следующем:
-
Впервые был применен метод рН-чувствительного спинового зонда для исследования трансмембранного транспорта различных ионов. С его помощью были оценены коэффициенты проницаемости Н\ СГ, К' и ТҐ для фосфолипидного бислоя.
-
Было показано что повреждение ВММ приводит к последовательной активации различных транспортных механизмов приводящих к диссипации Лр. Предложена общая схема увеличения проницаемости ВММ.
-
На примере тиурам-дисульфид- индуцированной пермиабилизации митохондрий было показано существование по крайней мере двух различных механизмов возникновения "макропроницаемости" митохондрий.
-
Была выявлена потенциальная роль NO как физиологического регулятора "макропроницаемости" ВММ.
Публикации и апробация работы По материалам диссертации опубликовано 5 печатных работ. Результаты исследований были доложены на "XV International Conference on Magnetic Resonance in Biological System" (Jerusalem 1992) и "IX European Bioenergetic Conference" (Belgium 1996).
Объем и структура работы Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 2 таблицы и состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы из 205 наименований.