Повреждение митохондрий печени крыс при интоксикации тетрахлорметаном. Эффекты мелатонина

Abstract

Митохондрии играют ключевую роль в координации важнейших клеточных функций. Однако молекулярные механизмы повреждения митохондрий и роль митохондриальной дисфункции в патогенезе разнообразных расстройств еще не установлены. Цель настоящей работы – изучение механизмов повреждения митохондрий печени крыс при острой интоксикации тетрахлорметаном in vivo и изолированных митохондрий in vitro, обработанных гипохлорной кислотой (HOCl), и выяснение возможности коррекции повреждений мелатонином. Гипохлорная кислота (50–300 мкМ), основной медиатор воспаления, эффективно подавляла дыхательную активность митохондрий, нарушая сопряжение процессов дыхания и фосфорилирования, но не изменяла при этом коэффициент фосфорилирования ADP/O. Гипохлорная кислота окисляла также внутримитохондриальный глутатион и сульфгидрильные группы митохондриальных белков, приводила к накоплению смешанных дисульфидов глутатиона с белками, ингибировала α кетоглутаратдегидрогеназу митохондрий. Токсическое поражение печени крыс тетрахлорметаном в дозе 4 г/кг массы животного через 24 ч приводило к значительному нарушению дыхательной активности митохондрий: скорость сукцинат- и глутамат-зависимого дыхания, сопряженного с фосфорилированием (V3), уменьшалась на 65%, p<0.001, и 50%, p< 0.01 соответственно. Коэффициент дыхательного контроля приближался к 1, коэффициент фосфорилирования резко уменьшался. Одновременно мы наблюдали окисление внутримитохондриального глутатиона (на 25%, p< 0.05), рост активности глутатионпероксидазы (на 50%, p< 0.05), выраженную инактивацию сукцинатдегидрогеназы (на 35%, p< 0.01) и повышение уровня оксида азота в плазме крови крыс (на 45%, p< 0.05). Механизм окислительного повреждения митохондрий при интоксикации может быть связан с истощением пула внутримитохондриального глутатиона, окислительной модификацией митохондриальных ферментов. Введение мелатонина животным (3 раза по 10 мг/кг), получавшим тетрахлорметан, сопровождалось увеличением скорости дыхания в состоянии 3 на 30% (p< 0.05) (при использовании в качестве субстрата сукцината, но не глутамата), снижало активность глутатионпероксидазы митохондрий до контрольного уровня и предотвращало повышение уровня оксида азота, но не оказывало протекторного действия на процессы сопряжения дыхания и фосфорилирования в митохондриях. Таким образом, мелатонин в дозе 10 мг/кг массы тела не защищал митохондрии от нарушения функционального состояния при тяжелой интоксикации печени крыс тетрахлорметаном, но влиял на уровень оксида азота в плазме крови и активность глутатионпероксидазы митохондрий.