Новости

28 сентября, 2018 18:28

Ученые из ИТЭБ РАН выяснили причину вспышек активных форм кислорода в митохондриях

В большинстве клеток млекопитающих митохондрии являются основным генератором АТФ, универсального источника энергии для всех биохимических процессов. Нарушения в работе митохондрий могут стать причиной гибели клетки. В связи с этим очень важно понимать, какие факторы могут вызвать перебои в деятельности этих «энергетических фабрик» или их разрушение. Ученым давно известен феномен вспышек продукции активных форм кислорода в митохондриях живых клеток. Возникнув в одной митохондрии, такая вспышка может вызвать повреждение соседних органелл, новые вспышки, и, в конечном итоге, гибель клетки. Исследователи обратили внимание, что если в клетке митохондрии расположены вблизи источника ионов Са2+, например, возле плазматической или саркоплазматической мембраны, то в них вспышка продукции активных форм кислорода более вероятна. Ученые предположили, что вспышка может быть связана с открытием неспецифической поры в митохондриальной мембране (mitochondrial permeability transition pore — мPTP). Однако, до сих пор причина и механизм возникновения вспышек были не ясны. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН) при поддержке Российского научного Фонда выяснили возможные причины этого явления. Результаты их исследований были опубликованы в августе в журнале Free Radical Biology and Medicine.
Источник: Northwestern University
«Мы предположили, что возникновение вспышек может контролироваться цитозольными пиридиновыми нуклеотидами, - рассказывает кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории тканевой инженерии Алексей Круглов. - Мы проверили наше предположение, и оказалось, что нуклеотиды, в первую очередь НАДФН, поступающие в митохондрии из цитоплазмы при открывании мPTP, способны вызывать резкое увеличение генерации супероксид аниона и пероксида водорода – ту самую вспышку активных форм кислорода».
Ученые проанализировали возможные причины этого явления и предположили, что в генерации вспышек участвует фермент адренодоксинредуктаза, расположенный в матриксе митохондрий. Ученые заметили интересную особенность: вспышка возникает только тогда, когда при окислении пиридиновых нуклеотидов соотношение их окисленных и восстановленных форм существенно сдвигается в сторону окисленных.

Эти данные позволяют объяснить большую частоту вспышек и их лавинообразное распространение в клетках со сниженным восстановительным статусом — перенесших ишемию и реперфузию или окислительный стресс.

Данная работа является частью большого проекта «Выяснение молекулярной природы внешнего митохондриального нуклеотид-связывающего регулятора неспецифической Са2+-зависимой поры (мРТР) и его роли в защите митохондрий и клеток в патологических условиях». Ученые изучают особенности мРТР для разработки веществ, способных ее регулировать для подавления постишемической клеточной гибели.

Теги
Медицина
18 сентября, 2024
Ученые ТПУ проводят масштабные исследования адресной доставки лекарств для лечения бронхолегочных заболеваний
Ученые лаборатории тепломассопереноса ТПУ совместно с коллегами проводят масштабные исследования а...
16 сентября, 2024
«Понимание природы процессов»: российские ученые определили геномные предпосылки развития сахарного диабета
Генетики из Курского государственного медицинского университета определили мутации, которые повыша...