Молекулярные механизмы взаимодействия оксида азота (II) и низкоинтенсивного лазерного и светодиодного излучения с митохондриями
Исследование роли эндогенных порфиринов в механизме действия низкоинтенсивного лазерного излучения видимого диапазона (632,8 нм) на свободно-радикальные процессы в крови крыс при действии на организм липополисахаридов. Изучить влияние лазерного и светодиодного излучения на функционирование митохондрий в норме и при воздействии эндогенного N0, образующегося в организме на модели эндотоксического… Читать ещё >
Молекулярные механизмы взаимодействия оксида азота (II) и низкоинтенсивного лазерного и светодиодного излучения с митохондриями (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
- Список сокращений
- 1. Введение
- 2. Обзор литературы
- 2. 1. Химические свойства и биологическая роль оксида азота (П)
- 2. 1. 1. Физико-химические свойства оксида азота (П)
- 2. 1. 2. Взаимодействие негемовых белков с оксидом азота (П)
- 2. 1. 3. Взаимодействие гем-содержащих белков с оксидом азота (Н)
- 2. 1. 4. Участие N0 в физиологических и патофизиологических процессах
- 2. 2. Механизмы действия лазерного излучения
- 2. 2. 1. Фотолиз нитрозильных комплексов
- 2. 1. Химические свойства и биологическая роль оксида азота (П)
- 2. 2. 2. Фотодинамическая теория действие низкоинтенсивного лазерного излучения
- 2. 3. Модель эндотоксического шока и действие лазерного излучения
- 2. 3. 1. Молекулярный механизм действия бактериальных липополисахаридов
- 2. 3. 2. Низкоинтенсивное лазерное излучение при эндотоксическом шоке
- 3. 1. Материалы
- 3. 2. Методы исследования
- 4. 1. Оценка сродства оксида азота (П) к гемоглобину и митохондриальным комплексам переноса электронов
- 4. 1. 1. Исследование распределения оксида азота (П) между митохондриями и гемоглобином
- 4. 1. 2. Влияние гемоглобина на параметры дыхания митохондрий в присутствии N
- 4. 2. Влияние оксида азота (П) и лазерного излучения на митохондрии в условиях гипоксии
- 4. 2. 1. Исследование влияния степени восстановления митохондрияальных переносчиков на образование нитрозильных комплексов
- 4. 2. 2. Влияние лазерного излучения на нитрозильные комплексы митохондрии
- 4. 3. Влияние лазерного излучения и оксида азота (П) на скорость дыхания и мембранный потенциал митохондрий
- 4. 3. 1. Влияние лазерного излучения на дыхание митохондрий в норме и в присутствии N
- 4. 3. 2. Влияние ионов Са на дыхание митохондрий
- 4. 4. Влияние лазерного излучения на функционирование митохондрий при экспериментальном эндотоксическом шоке
- 4. 4. 1. Влияние лазерного излучения на дыхания митохондрий животных, подвергавшихся действию ЛПС
- 4. 4. 2. Влияние лазерного облучения на мембранный потенциал митохондрии животных, подвергавшихся действию ЛПС
- 4. 4. 3. Исследование образования нитрозильных комплексов митохондрии у животных, подвергавшихся действию ЛПС, методом ЭПР
- 4. 5. Воздействие лазерного излучения красного диапазона (632,8 нм) на свободно-радикальные процессы в крови крыс
- 4. 5. 1. Подбор условий для регистрации эндогенных порфиринов в плазме крови
- 4. 5. 2. Количественное определение содержания эндогенных порфиринов в плазме
- 4. 5. 3. Определение супероксиддисмутазной активности плазмы крови крыс
- 4. 5. 4. Измерение хемилюминесцентного ответа лейкоцитов крови крыс
- 4. 5. 5. Измерение перекисного окисления в липидах мембран эритроцитов
- 5. 1. Влияние лазерного облучения и гемоглобина на митохондрии в присутствии оксида азота (П)
- 5. 2. Действие оксида азота (П) на дыхательные комплексы митохондрии печени крыс
- 5. 3. Действие оксида азота (П) на митохондрии печени крыс, подвергавшихся воздействию ЛПС
- 5. 4. Влияние степени восстановления митохондриальных переносчиков на образование нитрозильных комплексов негемового железа в митохондриях
- 5. 5. Взаимосвязь эндогенных порфиринов плазмы крови крыс и свободно-радикальных процессов в крови крыс
Среди многочисленных реакций оксида азота (П) наиболее важными являются реакции с кислородом, ЭН-группами и металлами переменной валентности, которые входят в состав гемовых и негемовых белков. На молекулярном уровне физиологические эффекты оксида азота (П) реализуются, обычно, через взаимодействие с гемовыми и негемовыми белками. Например, известно, что когда оксид азота (II) образует нитрозильный комплекс с гемом гуанилат-циклазы, то наблюдается увеличение каталитической активности фермента. В результате происходит расслабление гладкой мускулатуры сосудов и увеличивается кровоснабжение ткани. Не менее важной реакцией оксида азота (П) в клетке/организме является реакция с белками электрон-транспортной цепи митохондрий, среди которых важно упомянуть цитохром с, цитохром с оксидазу и негемовые железо-серные белки. Оксид азота (П) ингибирует их каталитическую активность, снижает дыхание митохондрий и синтез АТФ.
Согласно теории о механизмах действия низкоинтенсивного лазерного излучения видимого диапазона, предложенной Ю. А. Владимировым, известно, что оно вызывает разрушение нитрозильных комплексов [3]. В ряде патофизиологических процессов, протекающих с участием оксида азота (П), нитрозильные комплексы белков могут играть важную роль. Это касается состояний, связанных с нарушениями кровообращения — ишемия, гипертензия, шок. При наличии в организме большого количества бактериальных липополисахаридов проявляется состояние известное как эндотоксический шок. В этом состоянии в организме образуется значительное количество оксида азота (П), который оказывает заметное воздействие на функции белков и ферментов. Например, низкие (наномолярные) концентрации оксида азота (П) способны ингибировать цитохром с оксидазу. Высокие концентрации N0 ингибируют дыхательную цепь митохондрий из-за нитрозилирования тиолов и блокирования железосерных центров в митохондриальных дыхательных комплексах. Так же в результате взаимодействия с кислорода в процессе дыхания митохондрий оксид азота (П) способен образовывать пероксинитрит. Пероксинитрит вызывает необратимое повреждение, как белковых комплексов дыхательной цепи, так и мембран митохондрий. Поэтому, изучение роли оксида азота (П) в регуляции дыхания митохондрий имеет важное значение для понимания механизмов протекания этого патологического состояния, и оказать влияние на разработку методов его диагностики и лечения. Важным свойством нитрозильных комплексов является их фоточувствительность. В работах, проведенных в нашей лаборатории, было показано, что гемоглобин и цитохром с могут распадаться при действии лазерного излучения с длиной волны 442 нм [47,88].
Таким образом, основной целью нашей работы является исследование влияния лазерного и светодиодного излучения и оксида азота (П) на функционирование митохондрий. Для достижения этой цели были поставлены следующие актуальные задачи:
1. Изучить воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения (442 нм) и гемоглобина на нитрозильные комплексы негемового железа митохондрий.
2. Изучить влияние лазерного и светодиодного излучения на функционирование митохондрий в норме и при воздействии экзогенного N0.
3. Изучить влияние лазерного и светодиодного излучения на функционирование митохондрий в норме и при воздействии эндогенного N0, образующегося в организме на модели эндотоксического шока.
4. Изучить влияние степени восстановления митохондриальных переносчиков в норме и при воздействии эндогенного N0, образующегося в организме на модели эндотоксического шока.
5. Исследование роли эндогенных порфиринов в механизме действия низкоинтенсивного лазерного излучения видимого диапазона (632,8 нм) на свободно-радикальные процессы в крови крыс при действии на организм липополисахаридов.
2. Обзор литературы.
В литературном обзоре основное внимание уделено: физико-химическим и биологическим свойствам оксида азота (П) (1) — механизмам действия лазерного излучения (2), в первую очередь фотодинамическому действию и фотолизу нитрозильных комплексовдействию низкоинтенсивного лазерного излучения при экспериментальном эндотоксическом шоке (3).