Функціональний стан тканин та зміни вмісту іонів натрію за умов патологічної гіпоксії та канцерогенезу

ВИСНОВКИ

Використовуючи метод ядерно-магнітного резонансу та інші фізико-хімічні методи, з'ясовано механізми участі іонів Na⁺ при патологічних відхиленнях за умов діабетичної кардіоміопатії, ішемії міокарду та ракових пухлин, а також досліджено актуальність вимірювання рівня іонів Na⁺ для оцінки ефективності гіпертермії та хіміотерапії раку.

На основі аналізу отриманих результатів зроблено наступні висновки:

1. Проведено інгібіторний аналіз ролі гліколізу, окисного фосфорилювання та Na⁺/К⁺-помпи у підтриманні низького рівня [Na⁺]_в у кардіоміоцитах здорових і діабетичних щурів. За допомогою методу спектроскопії ²³Na-ЯМР показано зниження гліколітичної та Na⁺/К⁺-АТФазної активності у кардіоміоцитах діабетичних тварин, про що свідчить вірогідно нижчий еффект інгібіторів цих процесів 2-ДОГ та оуабаїну, відповідно, у порівнянні до контрольних кардіоміоцитів.

2. Зниження інтенсивності біоенергетичних процесів у серці діабетичних тварин може бути обумовлене збільшенням [Na⁺]_в. Виявлено, що зростання [Na⁺]_в у кардіоміоцитах діабетичних щурів на 5 - 10 мМ викликає порушення окисних процесів та синтезу АТФ в мітохондріях, про що свідчить вірогідне зменшення швидкості поглинання кисню мітохондріями у метаболічному стані 3 на 45 - 50% та швидкості окисного фосфорилювання на 54 - 58%. Ці полярографічні дані були підтверджені експериментами ³¹Р-ЯМР, які показали вірогідне зменшення рівня вАТФ на 44 - 47% за перфузії ізольованих кардіоміоцитів із 10 чи 30 мМ NaCl.

3. Інгібіторний аналіз показав, що зростання [Na⁺]_в призводить до зменшенням концентрації Са²⁺ у кардіоміопатичних мітохондріях діабетичних щурів шляхом активації Na⁺/Са²⁺-обміну. Так за додавання Ca²⁺ до мітохондрій у полярографічній комірці встановлено, що низька доза Са²⁺ (0,035 мкМ) вже нівелює інгібуючий ефект Na⁺ на дихання та окисне фософорилювання у мітохондріях контрольних тварин, але практично не впливає на ці показники у мітохондріях діабетичних тварин. Блокатор Na⁺/Ca²⁺-обміну дилтіазем повністю блокує інгібувальний ефект іонів Na⁺ на енергетичні процеси у мітохондріях.

ПЕРЕЛІК ВИБРАНИХ ПУБЛІКАЦІЙ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Бабський А. М. Вплив низьких концентрацій нітритів та нітратів натрію на дихання та окисне фосфорилювання мітохондрій печінки / А.М. Бабський, І.В. Шостаковська // Укр. біохім. журн. - 1992. - Т. 64, № 6. - С. 71-75.

Бабський А. М. Вплив сублетальних доз нітрату натрію на дихання та окисне фосфорилювання мітохондрій печінки / А.М. Бабський, Ю.С. Стефанків, В.М. Коробов // Укр. біохім. журн. - 1993. - Т. 65, № 6. - С. 106-108.

Simultaneous measurement of oxygen consumption and ¹³C¹⁶O₂ production from ¹³C-pyruvate in diabetic rat heart mitochondria / N.M. Doliba, I.R. Sweet, A. Babsky [et al.] // Advances in Experimental Medicine and Biology - 1997. - Vol. 428. - P. 269-275.

Adenosine improves cardiomyocyte respiratory efficiency / A. Babsky, M.M Doliba, N.M. Doliba [et al.] // Укр. біохім. журн. - 1998. - Т. 70, № 3. - С. 73-81.

Encapsulation and perfusion of mitochondria in agarose beads for functional studies with ³¹P-NMR spectroscopy / Nic. Doliba, S. Wehrli, A. Babsky [et al.] // Magnetic Resonance in Medicine - 1998. - Vol. 39, № 5. - P. 679-684.

Metabolic control of sodium transport in streptozotocin induced diabetic rat hearts / Nat. Doliba., A. Babsky, S. Wehrli [et al.] // Biochemistry (Moscow) - 2000. - Vol. 65, № 4. - P. 590-597.

Na⁺ effects on mitochondrial respiration and oxidative phosphorylation in diabetic hearts / A. Babsky, Nic. Doliba, Nat. Doliba [et al.] // Experimental Biology & Medicine - 2001. - Vol. 226, № 6. - P. 543-551.

Mitochondrial function during ischemic preconditioning / J. Crestanello, Nic. Doliba, A. Babsky [et al.] // Surgery - 2002. - Vol. 131. - P. 172-178.

Influence of ischemic preconditioning on intracellular sodium pH and cellular energy in isolated perfused heart / A. Babsky, S.K. Hekmatyar, S. L. Wehrli [et al.] // Experimental Biology & Medicine - 2002. - Vol. 227, № 7. - P. 520-528.

Ischemic preconditioning improves mitochondrial tolerance to experimental calcium overload / J. Crestanello, Nic. Doliba, A. Babsky [et al.] // Journal of Surgical Research - 2002. - Vol. 103, № 2. - P. 243-251.

Посилення утворення сукцинату в мітохондріях при ішемії серця: полярографічні та ЯМР дані / А.М. Бабський, С. Верлі, М.М. Доліба [та ін.] // Експериментальна та клінічна фізіологія та біохімія - 2003. - № 4. - С. 26-41.

Effects of temperature on intracellular sodium, pH and cellular energy status in RIF-1 tumor cells / A. Babsky, S.K. Hekmatyar, S.L.Wehrli [et al.] // NMR in Biomedicine - 2004. - Vol. 17, № 1. - P. 33-42.

Heat-induced changes in intracellular sodium, pH and bioenergetic status in RIF-1 tumor cells determined by ²³Na and ³¹P magnetic resonance spectroscopy / A. Babsky, S.K. Hekmatyar, T. Gorski [et al.] // International Journal of Hyperthermia - 2005. - Vol. 21, № 2. - P. 141-158.

Application of ²³Na MRI to monitor chemotherapeutic response in RIF-1 tumors / A. Babsky, S.K. Hekmatyar, H. Zhang [et al.] // Neoplasia - 2005. - Vol. 7, №7. - P. 658-666.

Predicting and monitoring response to chemotherapy by 1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea in subcutaneously implanted 9L glioma using apparent diffusion coefficient of water and ²³Na Magnetic Resonance Imaging / A. Babsky, S.K. Hekmatyar, H. Zhang [et al.] // Journal of Magnetic Resonance Imaging - 2006. - Vol. 24. - P. 132-139.

Бабський А.М. Вплив гіпертермії на життєздатність клітин фібросаркоми / А.М. Бабський, М.Ю. Клевець, Н. Банзал // Вісн. Львів. у-ту. Сер. біол. - 2007. - Вип. 44. - С. 31-36.

Бабський А.М. Вплив температури та монензину на рівень внутрішньоклітинного натрію та рН у суперфузованих RIF-1 клітинах / А.М. Бабський, М.Ю. Клевець, Н. Банзал // Укр. біохім. журн. - 2007. - Т. 79, № 4. - С. 54-61.

Monitoring chemotherapeutic response in RIF-1 tumors by single-quantum and triple-quantum-filtered ²³Na MRI, ¹H diffusion-weighted MRI and PET Imaging / A. Babsky, H. Zhang, S.K. Hekmatyar [et al.] // Magnetic Resonance Imaging - 2007. - Vol. 25, № 7. - Р. 1015-1023.

Бабський А.М. Кореляція змін рівня іонів натрію та дифузії води після хіміотерапії експериментальних ракових пухлин / А.М. Бабський, Н. Банзал // Експериментальна та клінічна фізіологія та біохімія - 2007. - № 3. - Р. 7-15.

Evaluation of extra- and intracellular apparent diffusion coefficient before and after global ischemia in rat skeletal muscle via ²³Na MRS / A. Babsky, H. Zhang, S.K. Hekmatyar [et al.] // Magnetic Resonance in Medicine - 2008. - Vol. 59, № 3. - Р. 485-491.

Неінвазивний моніторинг росту карциноми печінки за допомогою методу ¹Н- і ²³Nа- ядерного магнітного резонансу / А.М. Бабський, Ш. Джи, С. Топпер [та ін.] // Укр. біохім. журн. - 2008. - Т. 80, № 4. - С. 130-137.

Дифузія води та рівень Nа⁺ у підшкірній карциномі печінки щура / А.М. Бабський, Ш. Джи, С. Беннетт [та ін.] // Вісн. Львів. у-ту. Сер. біол. - 2009.

Babsky A.M. Apparent diffusion coefficient of water in evaluation of treatment response in animal body tumors / A.M. Babsky, S. Ju, N. Bansal // Studia Biologica - 2009. - Vol. 3, № 1. - P. 5-18.

Fat and water ¹H MRI to investigate effects of leptin in obese mice / J.R. James, J.L. Hertel, A.M. Babsky [et al.] // Obesity doi: 10. 1038/oby 2009. 133: 1-5, 2009.

Proceedings of the Amer. Heart Assoc. Conf., January 14-16, 1996. - San Francisco, CA, USA, 1997. - P. 20.

Proceedings of 5^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, April 12-18, 1997. - Vancouver, BC, Canada, 1997. - Vol. 2. - P. 1379. - 2133 p.

Proceedings of 5^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, April 12-18, 1997. - Vancouver, BC, Canada, 1997. - Vol. 2. - P. 547. - 2133 p.

Abstracts of 42^nd Biophysical Society Annual Meeting, February 22-26, 1998. - Kansas City, MI, USA / Biophysical Journal - 1998. - Vol. 74, № 2. - P. A356.

Hypoxia in Medicine: Abstracts of 3^rd Intern. Conf., June 17 - 19, 1998. - Moscow, Russia / Journal of Hypoxia Medical. - Vol. 6, № 2. - P. 28.

Abstracts of Experimental Biology`98 Meeting, April 18-22, 1998. - San Francisco, CA, USA / FASEB Journal - 1998. - Vol. 1. - P. A74.

Abstracts of 71^st Sci. Sess. of the American Heart Association, November 8-11, 1998. - Dallas, TX, USA / Suppl. Circulation - 1998. - Vol. 98, № 17. - P. 1253-1254.

Abstracts of 43^rd Biophysical Society Annual Meeting, February 13-17, 1999. - Baltimore, MD, USA / Biophysical Journal - 1999. - Vol. 76, № 1. - P. A237.

Proceedings of 6^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 22-28, 1999. - Philadelphia, PA, USA, 1999. - Vol. 3. - P. 1493. - 2217 p.

Abstracts of 44^th Biophysical Society Annual Meeting, February 12-16, 2000. - New Orleans, LU, USA, 2000 / Biophysical Journal - 2000. - Vol. 78, № 1. - A1162.

Proceedings of 49^th Annual Scientific Session of American Collage of Cardiology, March 12-15, 2000. - Anaheim, CA, USA / Suppl. A Journal of the American Collage of Cardiology - 2000. - Vol. 35, № 2. - P. 216A. - 536 p.

Abstracts of Experimental Biology`00 Meeting, April 15-18, 2000. - San Diego, CA, USA / FASEB Journal - 2000. - Vol. 1. - P. A671.

Abstracts of 45^th Biophysical Soc. Annual Meeting, February 17-21, 2001. - Baltimore, MD, USA / Biophysical Journal - 2001. - Vol. 80, № 1. - P. 431a. - 561 p.

Proceedings of 9^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, April 21-27, 2001. - Glasgow, Scotland, UK, 2001. - Vol. 2. - P. 1060. - 2351 p.

Proceedings of 10^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 18-24, 2002. - Honolulu, Hawaii, USA, 2002.

Proceedings of 10^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 18-24, 2002. - Honolulu, Hawaii, USA, 2002.

Proceedings of 49^th Ann. Meet. of the Radiation Res. Soc. and 12^th Ann. Meet. of the North America Hyperthermia Soc., April 20-24, 2002. - Reno, Nevada, USA, 2002. - P. 93.

Матеріали III з'їзду Українського біофіз. тов-ва, Львів, 8-10 жовтня 2002 р. - Львів, 2002. - С. 62. - 315 c.

Proceedings of the Ann. Conf. of the Academy of Molecular Imaging, October 23 - 27, 2002. - San Diego, CA, USA, 2002. - P. 141.

Клітинні і субклітинні механізми функціонування травної системи: матеріали міжн. конф. / М-во освіти і науки, Львів. націон. ун-т ім. Ів. Франка. Львів, 7-9 жовтня 2004 р. - Львів, 2004. - С. 8. - 156 с.

Proceedings of 13^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 6-12, 2005. - Miami Beach, FL, USA, 2005. - P. 2568. - 2831 p.

Proceedings of 13^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 6-12, 2005. - Miami Beach, FL, USA, 2005. - P. 2049. - 2831 p.

Proceedings of 14^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 6-12, 2006. - Seattle, WA, USA, 2006. - P. 1676. - 3661 p.

Proceedings of 14^th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 6-12, 2006. - Seattle, WA, USA, 2006. - Р. 3436. - 3661 p.

Molecular Diagnostics in Cancer Therapeutic Development: Maximizing Opportunities for Individualized Treatment: Proceedings of the 1^st AACR Intern. Conf., September 12-15, 2006. - Chicago, IL, USA. - P. 91. - 104 p.

Механізми функціонування фізіологічних систем: матеріали міжн. наук. конф. приуроченої до 60-ліття кафедри фізіології людини і тварин Львів. ун-ту / М-во освіти і науки України, Львів. націон. ун-т ім. Ів. Франка. Львів, 8-11 листопада 2006 р. - Львів, 2006. - С. 8-9. - 173 c.

Proceedings of 16th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 19-25, 2007. - Berlin, Germany, 2007. - Р. 466. - 3880 p.

Proceedings of 16th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 19-25, 2007. - Berlin, Germany, 2007. - Р. 2898. - 3880 p.

Annual Cancer Research Day: Proceedings of the Annual Meeting in the Cancer Center of Indiana University, May 2, 2007. - Indianapolis, IN, USA, 2007. - P.33. - 97 p.

Proceedings of 17th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, May 2008. - Toronto, Canada, 2008. - Р. 3817. - 3854 p.

Proceedings of the Annual Meeting of the World Conference on Interventional Oncology & Best of ASCO, June 22-25, 2008. - Los Angeles, CA, USA, 2008.

Annual Cancer Research Day: Proceedings of the Annual Meeting in the Cancer Center of Indiana University, May 7, 2008. - Indianapolis, IN, USA, 2008. - P. 45. - 92 p.

Annual Cancer Research Day: Proceedings of the Annual Meeting in the Cancer Center of Indiana University, May 7, 2008. - Indianapolis, IN, USA, 2008. - P.14. - 92 p.

Біофізичні механізми функціонування живих систем: матеріали міжн. наук. конф. присвяченої 70-річчю від дня народження професора О. А. Гойди / М-во освіти і науки України, Львів. націон. ун-т ім. Ів. Франка. Львів, 16-18 жовтня 2008 р. - Львів, 2008. - С. 47-48. - 100 c.

Proceedings of the Annual Meeting of the Radiological Society of North America, November 30 - December 5, 2008. - Chicago, IL, USA, 2008.

Proceedings of 18th Scientific Meeting and Exhibition of the Intern. Soc. for Magnetic Resonance in Medicine, April 2008. - Honolulu, HI, USA, 2009. - Р. 2735. - 7162 p.

Размещено на Allbest.ru