МОДИФІКУЮЧА ДІЯ УБІХІНОНУ, КОМПЛЕКСУ ПОПЕРЕДНИКІВ І МОДУЛЯТОРА ЙОГО БІОСИНТЕЗУ НА МІТОХОНДРІЇ ТКАНИН ПЕЧІНКИ ТА СЕРЦЯ ЗА УМОВИ ВВЕДЕННЯ ДОКСОРУБІЦИНУ

Бурлака А.П., Кучменко О.Б., Петухов Д.М., Ганусевич І.І., Лукін С.М., Лук’янчук Є.В., Сидорик Є.П., Делеменчук Н.В., Донченко Г.В.

Важливою складовою токсичного ефекту доксорубіцину (Д) є активація матриксних металопротеїназ, що є причиною посилення деструкції міжклітинного матриксу. При дії Д на організм тварин виявлено пригнічення активності комплексів І, ІІ і ІV ланцюга транспорту електронів у мітохондріях, зниження вмісту убісеміхінону. Одночасне застосування Д, препарату убіхінону та комплексу попередників і модулятора біосинтезу убіхінону значно знижує рівні активності матриксних металопро-теїназ в тканинах, підвищує вміст убісеміхінону і нормалізує роботу лан-цюга транспорту електронів в мітохондріях і, таким чином, суттєво ні- велює токсичну дію Д.


В останні роки активно досліджують механізми виникнення дисфункції мітохондрій (М) та її ролі в етіології ряду захворювань, зокрема серцево-судинних і онкологічних. М є основним джерелом активних форм кисню (АФК), а реакція окислення убісеміхінонів молекулярним киснем у мітохондріальному ланцюзі транспорту електронів (ЛТЕ) — одним із основних процесів, що відповідають за генерацію супероксидних аніон-радикалів [1, 2]. Убісеміхінони функціонують як переносники електронів і протонів від комплексів І і ІІ до комплексу ІІІ ЛТЕ, та їх рівень може змінюватися залежно від доступності кисню, активності мітохондріальних комплексів та мембранного потенціалу М. Зміни пулу убісеміхінонів є типовими при порушеннях функціонування ЛТЕ в М, і оцінка його рівня дозволяє виявити дисфункцію М [3, 4]. За дисфункції М через редокс-залежні регуляторні механізми відбуваються масштабні порушення багатьох фізіологічних процесів, зокрема посилення деструкції позаклітинного матриксу (ПМ) за рахунок активації протеаз [5]. Процеси руйнування ПМ є складовою патогенезу цілої низки захворювань, у тому числі онкологічних [6]. Ключова роль в протеолізі білків ПМ належить ферментам із родини цинк-залежних ендопептидаз — матриксним металопротеїназам-2 та

-9 (ММП-2 та -9, або желатиназам) [7].

Доксорубіцин (Д) є антибіотиком антрациклінового ряду, який широко використовується як протипухлинний агент. Проте терапевтичний ефект Д прямо корелює із дозозалежним проявом токсичності по відношенню до печінки, серця та інших органів [8]. Зростання рівнів АФК в клітинах може призводити до окисного пошкодження ліпідних, білкових молекул, ядерної та мітохондріальної ДНК, що може віді-

гравати основну роль у реалізації кардіотоксичності Д. Показано, що за умови застосування антиоксидантів (наприклад вітаміну Е, убіхінону) може спостері- гатися підвищення антинеопластичної активності Д за рахунок зменшення рівнів АФК, продукованих М. Крім того, при застосуванні антиоксидантів зменшувалися інші токсичні ефекти від прийому Д [8–10].

Убіхінон (коензим Q — CoQ) відіграє центральну роль у біоенергетичних процесах у клітині в першу чергу як переносник протонів й електронів у ЛТЕ у внутрішній мембрані М [11, 12]. При порушенні регуляції та рівня біосинтезу CoQ його кількість, що надходить з їжею, не може повністю забезпечити фізіологічні потреби організму ссавців, особливо за умов розвитку чи наявності патологій, що пов’язані із порушенням біоенергетичного обміну організму [11, 12]. Отже, для забезпечення потреб організму в CoQ необхідне додаткове надходження його ззовні у вигляді лікарських препаратів, які ефективно використовуються в терапії широкого спектру захворювань [11, 12]. Проте такий підхід (субстратної активації) має ряд недоліків, а саме: лікувальний курс (100–350 мг/доб протягом 5–6 міс) має високу вартість; після закінчення курсу лікування не спостері- гають відновлення та активації ферментних систем ендогенного біосинтезу СоQ, пригнічується ендогенний синтез CoQ, можливо, за рахунок механізму субстрат-ферментного інгібування [11].

Отже, метою роботи було дослідження вмісту та

редокс-стану СоQ, активності комплексів І, ІІ і ІV ЛТЕ в М і вмісту активних форм ММП-2 та -9 в тканинах печінки і серця щурів за умови введення Д та дії препарату СоQ10, комплексу попередників і модулятора біосинтезу CoQ.

ОБ’ЄКТ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

У дослідах використовували щурів-самців масою 180–220 г. Тварин було поділено на 4 групи: 1-ша група — контрольні (інтактні) тварини; 2-га — тварини, яким вводили Д; 3-тя — тварини, яким на фоні введення Д вводили α-токоферилацетат, 4-гідроксибензойну кислоту і метіонін (комплекс ЕПМ); 4-та — тварини, яким на фоні введення Д вводили препарат СоQ10 (ЗАТ Аквіон, Російська Федерація).

Д (ВАТ «Київмедпрепарат», Україна) вводили

внутрішньоочеревинно в дозі 2,2 мг/кг маси тіла щоденно протягом 8 діб [13, 14]. Контрольна група щурів отримувала фізіологічний розчин хлориду натрію в такому ж об’ємі. Тварини отримували біологічно активні сполуки перорально протягом 8 діб паралельно із введенням Д. Тварин декапітували з урахуванням вимог Міжнародної конвенції з правил гуманного поводження з дослідними тваринами. Вміст СоQ визначали за методом, описаним раніше [15]. Оцінку вмісту убісеміхінонів проводили методом ЕПР на комп’ютеризованому спектрометрі РЕ-1307 [16]. У М печінки визначали активності сукцинаті NADH-убіхінон-оксидоредуктазних систем відповідно [17, 18] і цитохромоксидазну активність [19]. Білок визначали методом Лоурі [20]. Вміст активних форм ММП-2 та -9 визначали мето-

дом зимографії в поліакриламідному гелі [21].

Результати роботи опрацьовано за допомогою методів варіаційної статистики. Числові дані представлено у формі середньої величини зі стандартною похибкою (M ± m). Достовірність різниці двох середніх величин оцінювали за критерієм Стьюдента ( t ).

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

У результаті проведених досліджень виявлено, що при введенні тваринам Д вміст СоQ у тканинах печінки зменшується майже у 2 рази порівняно з контролем (табл. 1). При цьому його вміст у М печінки зростає в 1,6 раза, а в М серця — у 2 рази порівняно з контролем. За умови введення разом із Д

ної концентрації убісеміхінонів [12]. Результати дослі- дження редокс-стану СоQ за умови введення тваринам Д наведено на рис. 1. Вміст убісеміхінонів у тканинах печінки і серця при введенні Д знижується відповідно в 2,1 і 2,3 раза порівняно з контролем. Зростання вмісту СоQ у М печінки й серця (див. табл. 1) разом із зниженням рівня убісеміхінонів може свідчити про перехід наявного СоQ у повністю відновлений або окислений стан. За умови введення тваринам разом із Д комплексу ЕПМ і препарату СоQ10 відбувається

зростання вмісту убісеміхінонів у тканинах печінки і

серця порівняно з тваринами, яким вводили тільки Д (див. рис. 1), хоча в тканинах серця показник залишається нижчим за контрольні величини.

imageimage

Рис. 1. Вміст убісеміхінонів у тканинах печінки і серця тварин за умови введення Д та дії препарату СоQ10 і комплексу ЕПМ (M ± m, n = 5); * — різниця достовірна порівняно з контролем;


Без коментарів » Додати коментар