Борисова Л.А. Кинетические свойства Mg2+,АТФ-зависимого транспорта ионов Са во внутриклеточных структурах миометрия и влияние этанола на этот процесс. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 – биохимия. Институт биохимии им. А.В.Палладина НАН Украины, Киев, 2000.
Диссертационная работа посвящена сравнительному исследованию кинетических свойств Са2+-транспортирующих систем митохондрий и эндоплазматического ретикулума гладкомышечных клеток (миоцитов) матки. Впервые изучено влияние этанола in vitro и in vivo на Mg2+,АТФ-зависимое накопление ионов Са во внутриклеточных структурах миометрия.
C использованием селективных ингибиторов энергозависимого транспорта Са2+ в миоцитах матки идентифицированы две Mg2+,АТФ-зависимые Са2+-транспортирующие системы. Одна из них нечувствительна к действию тапсигаргина, угнетается рутениевым красным и азидом натрия и локализована в митохондриях. Другая нечувствительна к действию рутениевого красного, угнетается тапсигаргином, потенциируется оксалатом, частично ингибируется окситоцином и локализована в эндоплазматическом ретикулуме.
При сравнительном исследовании влияния этанола и других низкомолекулярных алифатических спиртов in vitro на Mg2+,АТФ-зависимое накопление Са2+ в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме установлено, что степень ингибирования аккумуляции Са2+ определяется: типом транспортного процесса (электрофоретическое накопление или первичный Mg2+,АТФ-зависимый активный перенос Са2+), субклеточной мембранной структурой (митохондрии или ретикулум) и зависит от количества атомов углерода в молекуле спирта. При этом транспорт Са2+ в митохондриях менее чувствителен к ингибирующему действию этанола, чем в эндоплазматическом ретикулуме.
Изучение действия этанола in vivo на системы энергозависимого транспорта Са2+ в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме миоцитов матки показало, что только в случае хронического потребления животными 15%-го раствора спирта, в отличие от контроля, подострого и острого его введения в организм, практически исчезает доминирование аккумуляции Са2+ в митохондриях над накоплением этого катиона в эндоплазматическом ретикулуме (тестируется как по начальной скорости, так и по уровню аккумуляции Са2+ за 5 мин). При этом существенно нарушается Са2+-транспортная функция обеих внутриклеточных структур.
В условиях хронического потребления животными этанола теряется чувствительность Mg2+,АТФ-зависимого Са2+-насоса эндоплазматического ретикулума к ингибирующему действию окситоцина, что может быть своеобразным компенсаторным механизмом, препятствующим увеличению внутриклеточной концентрации Са2+ на фоне сниженной Са2+-аккумулирующей способности митохондрий и эндоплазматического ретикулума миоцитов матки.
Показано, что в условиях предварительного хронического введения этанола животным in vivo статистически достоверно, относительно контроля, увеличивается чувствительность Са2+ -транспортирующих систем обеих внутриклеточных структур к действию этанола in vitro.
Полученные результаты имеют значение для дальнейшего понимания биохимических механизмов регуляции концентрации Са2+ в гладкомышечных клетках, особенностей нарушения этих механизмов при злоупотреблении алкоголем. Накопленные экспериментальные данные перспективны для развития исследований по разработке методов фармакологической коррекции активности Са2+-транспортирующих систем митохондрий и эндоплазматического ретикулума миоцитов матки при алкоголизме.
Ключевые слова: этанол, гладкие мышцы, миометрий, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, Са2+-насос.
SUMMARY
Borisova L.A. Kinetic properties of Mg2+,ATP-dependent Ca2+ transport in the intracellular structures of myometrium and the ethanol effect on it. – Manuscript.
The PhD thesis in biology by speciality 03.00.04 – biochemistry. O.V.Palladin Institute of Вiochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2000.
The dissertation is devoted to the comparative investigation of kinetic properties of Ca2+-transporting systems of mitochondria and the endoplasmic reticulum in uterus smooth muscles cells. The effect of ethanol on the energy - dependent Ca2+ accumulation in the myometrial intracellular structures in vivo and in vitro has been investigated. Using the uterus digitonin - pretreated myocytes suspension in identical experimental conditions we could study the kinetic properties of Ca2+-transporting systems.
The comparative study of low-molecular aliphatic alcohols in vitro has shown that their inhibiting effect on Ca2+ accumulation in the mitochondria and endoplasmic reticulum is governed by the type of transporting process, the origin of Ca2+-transporting system, and depends on the alcohol's carbon atoms amount.
Subacute and acute ethanol application makes the transporting activity of mitochondria Ca2+-accumulating system in organism considerably superior to that of Ca2+-pump in endoplasmic reticulum. But in chronic ethanol consumption the Ca2+ uptake prevalence in mitochondria above the Ca2+ uptake in endoplasmic reticulum has disappeared, and Ca2+-transporting function in both the mitochondria and endoplasmic reticulum is strongly violated. The chronic ethanol consumption entails losing oxytocin caused inhibition of the Ca2+ -pump in the endoplasmic reticulum.
Thus obtained results are of considerable generalization for smooth muscles, and broaden the contemporary view on the control of biochemical mechanisms of smooth muscles calcium metabolism and the properties of the energy-dependent Ca2+-transporting systems of their cells.
Key words: ethanol, smooth muscles, myometrium, mitochondria, endoplasmic reticulum, Ca2+-pump.
| 
