Молекулярна гетерогенність ферментів енергетичного обміну клітин кісткового мозку та еритроцитів щурів за спільної дії іонізуючого випромінювання малої потужності та введення препарату "відехол"

В обох паростках кісткового мозку введення препарату “Відехол” призводило дo гальмування радіоіндукованого зниження активності МДГ-зи лише за дози 30 сГр. В еритроїдній популяції цей показник складав 107%, а в ГМ-ій - 94% від норми. Натомість в еритроцитах спостерігалось значне зростання активності МДГ до поглинутої дози 20 сГр з подальшим зниженням до рівня контролю.

Виявлене зростання відносного вмісту мітохондріальної ізоформи МДГ може обумовлюватись посиленням проникності мітохондріальної мембрани та зміною вмісту малату, який є інгібітором цитозольної форми - МДГ(-s). За дози 30 сГр розподіл ізоформ МДГ в еритроїдному пулі за дії обох чинників не відрізнявся від норми, на відміну від лише опромінених тварин. Водночас, в еритроцитах та в клітинах ГМ-го паростку введення препарату “Відехол” нормалізувало значні зміни в розподілі ізоформ МДГ за поглинутої дози 10 та 20 сГр, за яких реєструвалась активність нетипової ізоформи МДГ-s'. При збільшенні поглинутої дози понад 20 сГр основний внесок у вияв МДГ-ої активності в еритроцитах та в ГМ-их клітинах здійснювала ізоформа МДГ-m (lМДГм), а в еритроїдних - МДГ-s (lІ ДГs ).

Корегуючий ефект вітаміну D3 у складі препарату „Відехол” на активність ензимів енергетичного обміну гемопоетичних клітин опромінених щурів можна пояснити комплексом взаємодій, що включає регуляцію експресії геному вітамін-D3-чутливих клітин, індуковані опроміненням і самим вітаміном зміни структурно-функціональної організації клітинних мембран та зміни рівня субстратів і ефекторів досліджуваних ензимів. Подальше експериментальне підтвердження адаптогенної дії вітаміну D3 (зокрема у складі препарату «Відехол») за дії іонізуючого випромінювання малої потужності передбачає застосування інтегративного підходу у дослідженнях на геномному, протеомному та метаболічному рівнях.

ВИСНОВКИ

Приймаючи до уваги недостатню з'ясованість молекулярних механізмів дії іонізуючого випромінювання малої потужності на живі організми, проведені дослідження дозволили встановити біохімічні механізми впливу хронічного рентгенівського випромінювання (щодобова доза 1 сГр) на морфологічний та функціональний стан клітин кісткового мозку і еритроцитів периферичної крові. Радіоіндуковані проліферативні порушення у системі еритрону виявляються у змінах активності та перерозподілу множинних молекулярних форм ензимів енергетичного обміну клітин еритроїдного, гранулоцито-моноцитарного паростків та еритроцитів. Продемонстровано адаптогенний ефект вітаміну D3 в складі препарату „Відехол” на гемопоетичні клітинні популяції опромінених тварин.

Показано, що хронічне опромінення щурів до поглинутої дози 20 сГр викликає зростання кількості клітин кісткового мозку, яке при одночасному зменшенні долі зрілих форм гранулоцитомоцитарного та еритроїдного клітинних паростів, свідчить про посилення їх проліферативної активності. За подальшого опроміненні до поглинутої дози 30 сГр активація адаптивних процесів обумовлює нормалізацію популяційного складу клітиних популяцій.

За стійкістю до дії іонізуючого випромінювання малої потужності досліджувані клітинні популяції розміщувались у наступній послідовності: еритроцити, клітини гранулоцито-моноцитарного та еритроїного паростків.

Радіоіндуковані проліферативні зміни в системі еритрону викликають найбільш виражені порушення активності та співвідношення множинних молекулярних форм ензимів енергетичного обміну за поглинутої дози 20 сГр, зокрема: активність ензимів гліколізу (ГК, ПК та ЛДГ) підвищувалась, в той час як активність Г-6-ФДГ, NADP-ІДГ та МДГ знижувалась у клітинах еритроїдного та ГМ-го паростків.

Встановлено корегуючи дію вітаміну D3 в складі препарату „Відехол” на порушення активності та розподілу ізоформ ензимів енергетичного обміну за поглинутих дозах 20 та 30 сГр. Гемопоетичні клітинні популяції є мішенямиадаптогенної дії вітаміну D3.

Виявлена для всіх досліджуваних клітинних популяцій, активація Г-6-ФДГ - ензиму, що продукує відновлювальні еквіваленти (NADPH), за дії препарату „Відехол” в інтервалі поглинутої дози від 20 до 30 сГр, може опосередковувати адаптогенну дію вітаміну D3.

Зміни кінетичних параметрів (початкової швидкості реакції за постійного вмісту субстрату-vo, спорідненості до субстрату-Км) та перерозподіл ММФ ензимів за опромінення і введення препарату „Відехол” обґрунтовують участь вітаміну D3 у регуляції метаболізму гемопоетичних клітин на геномному та протеомному рівнях.

Розрахунки коефіцієнтів перерозподілу ізоформ (lеі) дозволили оцінити вклад змін активності кожної з множинних молекулярних форм в результуючу активність відповідного ензиму (Aе) за опромінення та введення препарату „Відехол”.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Бесерріль Арагон Г. А., Старикович Л. С., Колодкін А. Н., Гороть І. В., Великий М. М. Адаптогена дія вітамін D3 вмісного препарату “Відехол” на активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази еритрону опромінених щурів // Український біохімічний журнал.-2007.- Т.79,№ 3.- С.70-77. (Дисертанту належaт ідея, покладена у основу статті та розробка коефіцієнта перерозподілу ізоформ. Здобувачем проведено досліди, статистичну обробку даних, обговорено результати та написано статтю).

2. Starikovich L.S., Becerril Aragon G.А., Vernikovska Ya. I., Vigovska T.V., Veliky M. M. Effect of a vitamin D3 based nutritional supplement (“Videchol”) on carbohydrate metabolism of rats following low dose-rate irradiation // Journal of Radiological Protection.- 2001.- Vol. 21, №3.-P. 269-276. (Здобувачем визначено активність та розподіл ізоформ лактатдегідрогенази та глюкозо-6-фосфат- дегідрогенази, проведено статистичну обробку отриманих даних, обговорено результати та написано статтю).

3. Верніковсьна Я. І., Виговська Т. В., Старикович Л. С., Бесерріль Арагон Г. А, Kleveta G. Ya Дослідження активності ферметів антиоксидатної системи еритроцитів і кисткового мозку щурів за умов низькоінтенсивного рентгенівського опромінення // Вісник Львівського університету.- 2002.- Серія біологічна.- Вип.. 28.- С. 34 - 40. (Здобувачем проведено експериментальне визначення активності ензимів, проведено статистичну обробку даних, обговорено результати).

4. Starikovich L. S., Vernikovska Ya. I., Becerril Aragon G. А., Vigovska T. V., Kleveta G. Ya. Veliky M. M. Piruvate kinase isozymes spectra of rats erythrocytes and bone marrow cells at low level ionising radiation // Eкспериментальна і клінічна фізіологія та біохімія.- 2001.- Т. 1, № 1.- С. 45- 46. (Здобувачем заплановано та проведено визначення активності та розподіл ізоформ піруваткінази, проведено статистичну обробку даних, обговорено результати та написано статтю).

5. Бесерріль Арагон Г. А., Старикович Л. С., Верніковсьна Я. І., Виговська Т. В., Великий М.М. Дослідження ізозимного складу ферментів вуглеводного обміну еритрону щурів за умов іонізуючого випромінювання низької інтенсивності// Вісник Львівського університету.- 2000.- Серія біологічна.- Вип.. 26.- С. 21 - 26. (Здобувачем проведено експериментальне визначення активності гекзокінази, проведено статистичну обробку отриманих даних, обговорено результати та написано статтю).

6. Великий М. М., Верніковська Я. І., Старикович Л. С., Виговська Т. В., Бесерріль Арагон Г. А. Дослідження впливу вітаміну D3 на метаболічні процеси у еритроцитах щурів за дії екстремальних факторів // Український біохімічний журнал .- 1999.- Т.71, № 6.- C. 12 - 22. (Здобувачем проведено визначення активності та розподіл ізоформ ензимів, проведено статистичну обробку даних та обговорено результати).

7. Великий Н. Н., Старикович Л. С., Коробов В. Н., Дацюк Л. А., Верниковська Я. И., Выговская Т. В., Бесерриль Арагон Г. А. Влияние хронического воздействия рентгеновского облучения на метаболизм и функционирование еритроцитов // Радиационная биология. Радиоэкоглогия.- 1999.- T. 39, № 4.- С. 425- 430. (Здобувачем проведено визначення активності ензимів та статистичну обробку даних ).

Размещено на Allbest.ru