MedUniver Скорая помощь
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Скорая помощь:
Скорая помощь
Частная неотложка.
Шок. Шоковые состояния.
Хирургическая патология.
Помощь при ожогах.
Краш синдром. ОПН. ОПен.
Неврологическая помощь.
Эндокринология.
Помощь при отравлениях.
Поражения глаз.
Неотложная стоматология.
Неотложная психиатрия.
Неотложные состояния.
Неотложная помощь.
УЗИ диагностика.
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Механизмы токсического воздействия на митохондрии. Моделирование интоксикации митохондрий

Изучение влияния химических веществ на биоэнергетические процессы, осуществляющиеся митохондриями, проводят, как правило, в двух вариантах их воздействия на данные органеллы клетки. В одном из них в герметически закрытую ячейку, содержащую помещенные в ту или иную среду инкубации (сукцинат, НАД-зависимые субстраты окисления) митохондрии различных модельных систем: суспензий изолированных митохондрий, выделенных из различных органов; гомогенатов и кусочков тканей, их срезов, в ходе эксперимента последовательно вводятся активаторы дыхания — сначала АДФ, затем 2,4-ДНФ, и после каждого из них исследуемый токсический агент в нарастающих концентрациях до получения выраженного эффекта ингибирования дыхания, носящего градуальный характер.

Другой вариант предусматривает воздействие химического фактора различных дозах и/или концентрациях (при разной длительности воздействия — от однократного до хронического) на целостный организм и последующее выделение из него указанных выше модельных систем, на митохондриях которых, как и в первом варианте, в условиях in vitro проводится изучение процессов биологического окисления. Оно оценивается по убыли кислорода в герметически закрытой ячейке, характеризующей скорость дыхания митохондрий. Последняя регистрируется полярографическим методом. Методические рекомендации "Экспрессное определение параметров токсикометрии новых химических агентов на изолированных митохондриях печени" определяют порядок выделения митохондрий и работы с ними установления концентраций токсичных веществ, ингибирующих дыхание митохондрий, расчета концентрации химического агента, ингибирующего дыхание на 50 %.

Установление параметров токсикометрии (LD50, LC50, ПДК) изучаемого соединения проводят либо расчетным путем по приведенным выше формулам (при проведении исследований по первому варианту), либо указанные параметры определяются в эксперименте при помощи любого из используемых в профилактической токсикологии традиционных методов затравки по показателям интенсивности процессов дыхания и окислительного фосфорилирования (при проведении исследований по второму варианту).

Оценку дыхания митохондрий проводят, изучая состояние различных участков дыхательной цепи. Исследование НАД-Н-дегидрогеназного участка ведется с использованием субстратов, окисляющихся с участием НАД-а-кетоглутаровой кислоты, либо смеси яблочной и глутаминовой кислот. При использовании в качестве субстрата окисления сукцината может происходить накопление щавелевоуксусной кислоты (ЩУК), являющейся специфическим ингибитором СДГ. Этот эффект, называемый ЩУКовым торможением, является важным показателем при изучении механизмов влияния токсичных веществ на дыхание митохондрий.

Эффективность работы механизмов фосфорилирования устанавливается обычно путем добавления к дышащим митохондриям АДФ и последующего учета, скорости дыхания в состоянии 3, скорости фосфорилирования и величины отношения АДФ/О. Состояние энергетической регуляции оценивается по величинам дыхательного контроля и стимуляции дыхания. При двукратной добавке АДФ появляется возможность более полного выявления функциональной возможности энергосинтезирующей системы митохондрий и энергетической регуляции дыхания.

токсическое воздействие на митохондрии

Регистрация дыхания и окислительного фосфорилирования митохондрий описывается типичной полярографической кривой, по показателям которой производится расчет скоростей дыхания.

На кривой выделяют несколько метаболических состояний: V0 (или метаболическое состояние 2), при котором скорость дыхания митохондрий лимитируется отсутствием акцептора неорганического фосфата-АДФ; V3 (или состояние активности) — дыхание митохондрий резко увеличивается после добавки в ячейку определенного количества АДФ-акцептора неорганического фосфата. Именно в этом состоянии скорость дыхания лимитируется работой механизмов фосфорилирования и скоростью переноса АДФ и фосфата через мембрану митохондрий. После исчерпания всей добавленной АДФ (перехода ее в АТФ) дыхание вновь резко замедляется — происходит переход в метаболическое состояние 4 (или отдыха). Это явление называется дыхательным контролем. Последующая добавка 2,4-динитрофенола (ДНФ), разобщающего процессы дыхания и фосфорилирования, вызывает резкую и необратимую активацию дыхания, которая длится до полного исчерпания кислорода в ячейке.

Наибольший интерес в прикладных биоэнергетических исследованиях, в том числе токсикологических, имеют два основных метаболических состояния — 3 и 4. Именно они характеризуют важнейшие аспекты функциональной активности митохондрий — синтез АТФ и дыхательный контроль.

Специфические для клетки повреждения связаны с воздействием токсических веществ на процессы, обеспечивающие ее энергией, необходимой для поддержания структуры и функции клетки, и происходящие в основном в митохондриях. Для сотен химических веществ установлен механизм их действия на внутриклеточную биоэнергетику, связанный с повреждением конкретного звена в сложной многоступенчатой цепи окислительных и энергетических процессов. Это дало возможность классифицировать токсические агенты в зависимости от точки их приложения в общей цепи механизмов выработки энергии, локализующихся в митохондриальных структурах клетки.

Классификация ксенобиотиков по характеру и локализации их действия на молекулярные мишени митохондрий проведена путем сопоставления указанных показателей с химическим строением вещества.

Установлено, что разные этапы сложного и многоступенчатого процесса окислительного фосфорилирования, начиная от отщепления протона и электрона от субстрата окисления и заканчивая включением неорганического фосфата в молекулу АДФ, далеко в неравной степени чувствительны к действию токсичных веществ. Наиболее частые причины нарушения этого процесса — ингибирование НАДН-дегидрогеназы, а также протоноформное разобщение дыхания и фосфорилирования. Именно в этих точках локализуется действие основной массы токсических агентов.

Ингибиторами НАДН-дегидрогеназного участка переноса электронов в дыхательной цепи являются насыщенные алифатические и циклические углеводороды, спирты, альдегиды (кроме формальдегида), ароматические соединения (в том числе ПАУ), дифенилы, циклодиеновые углеводороды, галоидпроизводные углеводородов, ароматические кислоты, дитиокарбама-ты, пиридины и другие гетероциклы, стероиды, жирорастворимые витамины, фосфороорганические соединения, свинец и др.
Наиболее высокоспецифичными токсическими агентами среди перечисленной группы химических веществ являются ротенон, пиридин.

- Вернуться в оглавление раздела "Скорая помощь. Неотложные состояния."


Оглавление темы "Токсины в виде аэрозолей. Гипоксия при интоксикации":
1. Ингаляционные токсины. Отложение аэрозолей в легких
2. Модели отложения токсинов в легких. Задержка отложившихся в легких частиц
3. Выведение аэрозолей из легких. Трахеобронхиальный клиренс
4. Пульмональный клиренс токсинов. Фагоцитоз пыли в легких
5. Реакция альвеолярного фагоцитоза. Альвеолярный фагоцитоз токсинов
6. Биотрансформация токсинов. Зависимость биотрансформации ксенобиотиков
7. Стадии токсического действия. Моделирование токсического действия
8. Действие ксенобиотиков на тканевое дыхание. Гипоксия в результате интоксикации
9. Механизмы окислительного метаболизма токсинов. Влияние токсинов на митохондрии
10. Механизмы токсического воздействия на митохондрии. Моделирование интоксикации митохондрий
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта