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

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.

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;