МІТОХОНДРІАЛЬНІ МЕХАНІЗМИ АПОПТОЗУ ПРИ ГОСТРОМУ УШКОДЖЕННІ ЛЕГЕНЬ В ЕКСПЕРИМЕНТІ

M. I. Marushchak

doi:10.11603/2415-8798.2017.1.7343

Автор(и)

M. I. Marushchak ГВУЗ Тернопольский государственный медицинский университет имени И. Я. Горбачевского

DOI:

https://doi.org/10.11603/2415-8798.2017.1.7343

Ключові слова:

гостре ушкодження легенів, мітохондрії, апоптоз.

Анотація

Розглядаючи механізми реалізації апоптозу клітини, важливе місце приділяється мітохондріям, які утворюють складну систему, являючись як мішенями, так і продуцентами активних форм кисню. Проведені в останні роки дослідження показали чіткі докази центральної ролі мітохондрій в інтеграції більшості внутрішньоклітинних сигнальних шляхів, що ведуть клітину до загибелі.

Метою нашого дослідження було встановити роль мітохондрій в ініціації апоптозу як одного з механізмів гострого ушкодження легень.

Матеріали і методи дослідження. Для дослідження шляхів ініціації апоптозу встановлювали кількість нейтрофільних гранулоцитів, рівень активних форм оксигену, кількість нейтрофілів із зниженим трансмембральним потенціалом мітохондрій, апоптозу з набору реагентів “ANNEXIN V FITC” (“Beckman Coulter”, США).

Результати дослідження та їх обговорення. Проведене дослідження показало істотний вплив мітохондріально-опосередкованого шляху апоптозу в патогенезі гострого ушкодження легень, яке відтворювалось шляхом інтратрахеального введення гідрохлоридної кислоти. При цьому у першу добу експерименту більше інформаційне значення мають зміни у бронхоальвеолярному змиві, ніж у крові.

Висновки. Сигнальним шляхом реалізації апоптозу за умови гострого ушкодження легень у щурів є мітохондріальний (позитивний взаємозв’язок між зниженням трансмембранного потенціалу мітохондрій (r=0,61; p<0,01) і накопиченням активних форм кисню (r=0,64; p<0,01) та збільшенням анексин-позитивних нейтрофілів через 2 години), що веде до необоротних змін у клітині.

Посилання

Bra, M., Kvyvan, B., & Suzyn, S. (2005). Mitokhondrii v prohramirovannoy gibeli kletky: razlichnye mekhanizmy gibeli [The mitochondria in programmed cell death: the death of the various mechanisms]. Biokhimiia - Biochemistry, 70(2), 284-293 [in Russian].

Krynytska, I.Ya. (2013). Vstanovlennia koreliatsiynykh zviazkiv mizh rivnem aktyvnykh form kysniu, transmembrannym mitokhondrialnym potentsialom ta apoptozom u krovi ta ronkhoalveoliarnomu zmyvi shchuriv z modelovanym hepatopulmonalnym syndromom [Correlations between reactive oxygen species, transmembrane mitochondrial potential and apoptosis in blood and bronchoalveolar lavage in rats with modulated hepatopulmonary syndrome]. Visnyk Vinnytskoho natsionalnoho medychnoho universytetu - Herald of Vinnytsia National Medical University, 17(1), 24-27 [in Ukrainian].

Krynytska, I.Ya. (2013). Riven apoptychno- ta nekrotychno zminenykh monotsytiv ta alveolyarnykh makrofahiv za umovy eksperymentalnoho hepatopulmonalnoho syndromu [The level of apoptotic and necrotic changed blood monocytes and alveolar macrophages in case of experimental hepatopulmonary syndrome]. Svit medytsyny ta biolohii - World of Medicine and Biology, 2(38), 46-49 [in Ukrainian].

Hudyma, A.A., Marushchak, M.I., & Habor, H.H. (2010). HCl-indukovanyi hostryi respiratornyi dystres-syndrom [HCl-induced acute respiratory distress syndrome]. Zdobutky klinichnoi ta eksperymentalnoi medytsyny - Achievements of Clinical and Experimental Medicine, 2, 39-42 [in Ukrainian].

Marushchak, M.I. (2012). Rol aktyvnykh form kysniu u rozvytku i prohresuvanni hostroho urazhennia lehen v eksperymenti [The role of reactive oxygen species in the development and progression of an acute lung injury in experiment]. Medychna khimiia – Medical Chemistry, 14(1/50), 104-108 [in Ukrainian].

Marushchak, M.I. (2012). Zmina transmembrannoho potentsialu mitokhondriy klityn krovi ta bronkhoalveolyarnoho zmyvu pry hostromu urazhenni lehen v eksperymenti [Changes of mitochondrial transmembrane potential of blood cells and bronchoalveolar lavage during experimental acute lung injury]. Eksperymetalna ta klinichna fiziolohiia i biokhimiia - Experimental and Clinical Physiology and Biochemistry, 2, 16–21 [in Ukrainian].

Maianski, N.A., Maianski, A.N., Kuijpers, T.W., & Roos D. (2004). Apoptosis of neutrophils. Acta Haematol., 111(1-2), 56-66.

Li, W., Liu, H., Zhou, J.S., Cao, J.F., Zhou, X.B., Choi, A.M., ... & Shen, H.H. (2012). Caveolin-1 inhibits expression of antioxidant enzymes through direct interaction with nuclear erythroid 2 p45-related factor-2 (Nrf2). Journal of Biological Chemistry, 287(25), 20922-20930.

Circu, M.L., & Aw, T.Y. (2012). Intestinal redox biology and oxidative stress. Seminars in Сell & Developmental Biology, 23 (7), 729-737.

Circu, M.L., & Aw, T.Y. (2010). Reactive oxygen species, cellular redox systems, and apoptosis. Free Radical Biology and Medicine, 48(6), 749-762.

Chen, A.F., Chen, D.D., Daiber, A., Faraci, F.M., Li, H., Rembold, C. M., & Laher, I. (2012). Free radical biology of the cardiovascular system. Clinical Science, 123(2), 73-91.

Gattinoni, L., Carlesso, E., & Cressoni, M. (2011). Assessing exchange in acute lung injury/acute respiratory distress syndrome: diagnostic techniques and prognostic relevance. Current Opinion in Critical Care, 17(1), 18-23.

Longo, D.L., Fauci, A.S., Kasper, D.L., Hauser, S.L., Jameson, J.L., & Loscalzo, J. (2012). Harrison's Principles of Internal Medicine. McGraw Hill Professional and Medical.

Rubenfeld, G.D., Caldwell, E., Peabody, E., Weaver, J., Martin, D.P., Neff, M., ... & Hudson, L.D. (2005). Incidence and outcomes of acute lung injury. New England Journal of Medicine, 353(16), 1685-1693.

Matute-Bello, G., Frevert, C.W., & Martin, T.R. (2008). Animal models of acute lung injury. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology, 295(3), L379-L399.

Schulz, E., Wenzel, P., Münzel, T., & Daiber, A. (2014). Mitochondrial redox signaling: interaction of mitochondrial reactive oxygen species with other sources of oxidative stress. Antioxidants & Redox Signaling, 20(2), 308-324.

Parsey, M.V., Kaneko, D., Shenkar, R., & Abraham, E. (1999). Neutrophil apoptosis in the lung after hemorrhage or endotoxemia: apoptosis and migration are of IL-1β. Clinical Immunology, 91(2), 219-225.

Soubani, A.O., & Pieroni, R. (1999). Acute respiratory distress syndrome: a clinical update. Southern Medical Journal, 92(5), 450-457.

Fossati, G., Moulding, D.A., Spiller, D.G., Moots, R.J., White, M.R., & Edwards, S.W. (2003). The mitochondrial network of human neutrophils: role in chemotaxis, phagocytosis, respiratory burst activation, and commitment to apoptosis. The Journal of Immunology, 170(4), 1964-1972.

Yang, K.Y., Arcaroli, J.J., & Abraham, E. (2003). Early alterations in neutrophil activation are associated with outcome in acute lung injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 167(11), 1567-1574.

Georgiev, M.I., Alipieva, K.I., & Denev, P. (2010). Antioxidant activity and bioactive constituents of the aerial parts of Harpagophytum procumbens plants. Biotechnology & Biotechnological Equipment, 24 (1), 438-443.