Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Ադրենալինով հարուցված հյուսվածքների բջիջների օքսիդատիվ վնասման մեխանիզմները և պաշտպանիչ գործոնները էքսպերիմենտում

Ֆեսչյան, Սոնա Մկրտիչի (2016) Ադրենալինով հարուցված հյուսվածքների բջիջների օքսիդատիվ վնասման մեխանիզմները և պաշտպանիչ գործոնները էքսպերիմենտում. PhD thesis, ՀՀ ԳԱԱ Մոլեկուլային կենսաբանության ինստիտուտ.

[img] PDF (Thesis)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (2598Kb)
    [img] PDF (Abstract)
    Available under License Creative Commons Attribution.

    Download (1010Kb)

      Abstract

      За счет продуцируемых активных форм кислорода (О2¯, НО• и др.) изоформы NADPH оксидазы (Nox) регулируют иммунную систему, экспрессию гена, митохондриальное дыхание, пролиферацию и апоптоз клеток, кислородный гомеостаз и другие жизненно важные метаболические процессы [Bedard Ketal, 2007, Vignais P.V. 2002]. Регулирование активности этих ферментов является важным аспектом снижения фона оксидативного повреждения при различного характера патологических состояниях, включая адреналин-индуцированное оксидативное повреждение клеток тканей, в частности, кардиомиоцитов.В настоящее время чаще всего используется термин Nox вместо цитохром b558 [CarrichonL. et.al., 2001; KikuchiH. etal., 2010; SimonyanG.Metal., 2011; OstuniM.A., CampionY. etal., 2009, BennaJ. etal.; 2008, MorelF., 2007; PacletM.H. etal. 2007]. При этом сами продукты окисления адреналина (адренохром, аминохромы) оказывают кардиотоксический эффект [ArmaregoW.L., etal, 1983]. Актуальность работы заключается в том, что в ней впервые на молекулярно-биохимическом уровне определены свойства (уровень, оптические спектральные показатели, активности, комплексообразования с гемоглобином и степени гемоглобин-индуцированного рилизинга) изоформ Nox из мембран клеток и клеточных компонентов тканей крыс, включая кардиомиоциты, под влиянием адреналина и продуктов его окисления в отсутствии и присутствии антиоксидантов неферментативного характера (L-аргинин, α-токоферол и селенат натрия)in vitro, ex vivo и in vivo. Целью исследования являлось комплексное определение молекулярно-биохимических механизмов воздействия адреналина и продуктов его окисления на уровень, активность и степень гемоглобин-индуцированного рилизинга из клеточных и субклеточных мембран изоформ Nox, под влиянием L-аргинина (L-Арг), α-токоферола (α-Тк)и селената натрия, in vitro, еx vivo и in vivo. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: Определение механизмов взаимодействия изоформ Nox с адреналином in vitro. Определение степени рилизинга NADPH оксидазы из клеточных компонентов тканей крыс и изменение активностей этого фермента под влиянием продуктов окисления адреналина ex vivo. Выявление роли гемоглобина на процесс отщепления изоформ NADPH оксидазы из мембранных компонентов и экзосом сыворотки донорской крови . Определение эффекта α-токоферола, L-аргинина и селената натрия на процесс рилизинга изоформ NADPH оксидазы из мембран клеточных формирований кардиомиоцитов и мембран клеток и субклеточных компонентов, а также экзосом сыворотки крыс ex vivo. Определение эффекта L-аргинина на гемоглобин-индуцирующый рилизинг NADPH оксидазы из мембран клеток аорты сердца крыс. Определение активности, степени рилизинга и комплексообразования с ферригемоглобином изоформ NADPH оксидазы из клеточных образований тканей крыс под влиянием подкожно введенного адреналина различной концентрации in vivo. Определение уровня и активности изоформ NADPH оксидазы клеточных компонентов крыс при острой адреналиновой интоксикации под влиянием L-аргинина, α-токоферола и селената натрия in vivo. Աէրոբ նյութափոխանակայի գործընթացների, մասնավորապես իմունային համակարգի, գեների էքսպրեսիայի, միտոքոնդրիալ շնչառության, թթվածնային հոմեոստազի, բջիջների պրոլիֆերացման և ապոպտոզի ընթացքում ֆիզիոլոգիապես անհրաժեշտ քանակներով սուպերօքսիդռադիկալի (O2¯), ևրա ածանցիալների(H2O2, НО•., НО•2,NO.,OONO-ևայլն) մասնակցությամբ օքսիդա-վերականգնման գործընթացների կարգավորման ժամանակ շատ կարևորվում է ներբջջային և արտաբջջային ՆԱԴՖH օքսիդազի (Nox) իզոձևերի դերը: Հայտնի են Nox–երի 5 իզոձևեր և դրանց սպիտակուցային կարգավորիչներ (Rac1, Rac2), որոնք գործում են համակցված մեխանիզմով: Կլինիկական հետազոտությունների համար առավել կարևորվում է էրիթրոցիտների թաղանթներից անջատված Nox-ը[GeorgeA. etal., 2013]: Ատենախոսության մեջ ներկայացվում են ուսումնասիրություններ, որոնք առնչվում ե ններբջջային և արտաբջջային ՆԱԴՖH օքսիդազների(eNox) հատկությունների փոփոխման հետ ադրենալինով և դրա օքսիդացման վերջանյութերով հարուցված օքսիդատիվ վնասման ժամանակ:Կարևորվում է այն փաստը, որ այս գործընթացում խթանվում է ադրենալինով ինդուցված ջրածնի պերօքսիդի, հետևաբար HO-ռադիկալների քանակի աճ(որպես O2—ների ֆերմենտային մեխանիզմով դիսմուտացման հետևանքով գոյացած ջրածնի պերքսիդի՝ անցողիկ մետաղների իոնների հետքերի ազդեցությամբ ճեղքման վերջանյութ):Այս կերպ ադրենալինը ցուցաբերում է կարդիոտոքսիկ ազդեցություն՝ վնասելով ոչ միայն կարդիոմիոցիտների, այլև այլ հյուսվածքների բջջային և ներբջջային կազմավորումների թաղանթները: Առաջին անգամ մոլեկուլային մակարդակով որոշվել են ադրենալինի օքսիդացման վերջանյութերով (ադրենոքրոմ,ամինոքրոմներ), առնետի հյուսվածքների բջջաթաղանթների և ներբջջային կազմավորումների թաղանթների, ինչպես նաև արյան շիճուկի և ասցիտային հեղուկների էկզոսոմների Nox-ի իզոձևերին հարուցված օքսիդացման վնասվածքային մոլեկուլային-կենսաքիմիական մեխանիզմները և պաշտպանիչ գործոնները (L-արգինին, α-տոկոֆերոլ, նատրիումիսելենատ): Որոշվել է ադրենալինի կոնցենտրացիայից կախված Nox-ի իզոձևերի օպտիկական-սպեկտրային հատկանիշների, ՆԱԴՖH-կախյալ O2- -ների գոյացման և ֆերիհեմոգլոբինի (ֆերիHb) վերականգնման ակտիվությունների, Nox-ի իզոձևերի՝ բջջաթաղանթներից արտազատման (ռիլիզինգ) և ֆերիHb-ի հետ Nox-ի կոմպլեքսագոյացման աստիճանի բնորոշ փոփոխությունները in vitro, ex vivo և in vivo, նշված հակաօքսիդանտների բացակայության և ներկայության պայմաններում: Ցույց է տրվել, որ հյուսվածքների բջջաթաղանթների և ներբջջային կազմավորումների թաղանթներից անջատված և մաքրված Nox-ի իզոձևերը, շնորհիվ գեներացված O2--ների, օքսիդացնում են ադրենալինը ադրենոքրոմի, ապա ամինոքրոմների: Վերջիններս որոշակի քանակներով ասոսացվում են Nox-ի մոլեկուլի հետ՝ հիմնականում անդառնալիորեն փոփոխելով դրանց օպտիկական-սպեկտրալ հատկաթյունները և ակտիվությունները in vitro: Ընդ որում ցածր կոնցենտրացիայի ամինոքրոմները ավելացնում, իսկ բարձրերը ընկճում են Nox-երի ակտիվությունները: Ճնշելով թաղանթների լիպիդային պերօքսիդացումը՝ հակաօքսիդանտներ L-արգինինը, α-տոկոֆերոլը և նատրիումի սելենատը որոշակիորեն կանխում են Nox-ի իզոձևերի ռիլիզինգը սրտի, փայծաղի, երիկամի, լյարդի, թոքի բջջաթաղանթային կազմավորումներից և էկզոսոմներից՝ ցուցաբերելով թաղանթակայունացնող ազդեցություն ex vivo և in vivo՝ առնետներին ադրենալինով հարուցված թունայնացման ժամանակ: Առնետներին ներմաշկային ներարկված ադրենալինով հարուցված սուր թունայնացման մոլեկուլային-կենսաքիմիական մեխանիզմները առնչվում են բջջաթաղանթների, մասնավորապես կարդիոմիոցիտների թաղանթների լիպիդային պերօքսիդացման (ԼՊ) խթանման և Nox-ի իզոձևերի արտազատման բարձրացման հետ: Բջջաթաղանթների և ներբջջային կազմավորումների թաղանթների լիպիդային պերօքսիդացումը նախորդում է հեմոգլոբինով ինդուցված Nox-ի իզոձևերի արտազատմանը այս թաղանթներից: Այս ֆոնի վրա նվազում է արտազատված Nox-ի իզոձևերի մակարդակը, որպես հետևանք՝ ամինոքրոմով ինդուցված O2—երի և НО•- երի քանակի ավելացման (սյս ռեակտիվ միջանկյալ միացությունները անդարձելիորեն դեգրադացնում են Nox-ի իզոձևերը): Բացառություն է կազմում էկզոսոմային eNox-ը, որը ցուցաբերում է բարձր դիմադրողականություն ընդդեմ НО•-ռադիկալների: In the aerobic metabolic processes, particularly at the regulation of oxido-reducing acts at the gene expression, mitochondrial respiratory burst, oxygen homeostasis, at the proliferation and apoptosis of the cells, by physiological necessary amount of the superoxide radical (O2-) and its derivatives (H2O2, НО•., НО•2,NO.,OONO- etc.), the regulating role of the isoforms of intracellular and extracellular NADPH oxidase (Nox) are of special importance. The 5 isoforms of Nox and its protein regulators (Rac1, Rac2) acting by combined mechanism are well known. Recently, it was revealed that these enzyms could act by autonomous mechanizms. For the clinical investigations the Nox from erythrocytes membranes are of special significance. However, it was confirmed by others 19 years later [George A. et al., 2013].The investigations are associated with the changes of the properties of intracellular and extracellular NADPH oxidases at the adrenaline and its oxidation products induced oxidative damage were presented in the thesis. The fact, that the increase of hydrogen peroxide amount induced by adrenaline and НО•-radicals is stimulated, is of high importance. The hydrogen peroxide is a product of the enzymatically dismutation of O2-and as a result of decay to the hydrogen peroxide in the presence of the traces of transiens metals ions, the НО•-radicals were formed. The adrenaline shows cardiotoxic effect by means of damaging not only cardiomyocytes, but also the cells membranes and the membranes of intracellular components of the other tissues. For the first time the molecular-biochemical mechanisms of oxidative damage and protective factors (L-arginine, α-tocoferol and sodium selenate) for isoforms of Nox from exosomes of blood serum and fluids of ascetic carcinomas, from cells membranes and membranes of intracellular components of rats' tissues induced by the products of adrenaline oxidation (adrenochrome and aminochomes) were determined. By the adrenaline concentration depending manner the characteristic changes of the optical-spectral properties, NADPH depending O2- producing and ferriHb-reducing activities of the isoforms of Nox, the degree of the releasing of the isoforms from cells membranes, and the level of the formation of complex between the ferriHb and Nox in the absence and presence of L-arginine, α-tocoferol and sodium selenate were determined in vitro, ex vivo and in vivo. It is shown that the isoforms of Nox isolated and purified from cells membranes and membranes of intracellular components oxidize the adrenaline to adrenochome and later to aminochromes. The latter is connected with the Nox molecule and change its optical-spectral properties and activities in vitro, ex vivo and in vivo. Besides, the low concentrations of aminochrome increase the activities of Nox, conversely the high concentrations decrease these activities. On the other hand thanks to the aminochromes stimulate the releasing of Nox ex vivo (cells membranes and the membranes of intracellular components incubated with the adrenaline). As a result of the formation of the complex compound between Nox and hemoglobin, the releasing of the eNox from exosomes, localised in the fluids of ovarian ascidic carcinomas was observed. L-arginine, α-tocoferol and sodium selenate prevent the releasing of isoforms of Nox from membranes of cell components of heart, kidney, liver, lung and exosomes by suppression of lipid peroxidation, correspondingly the releasing of Nox and stabilization of cell membranes ex vivo and in vitro were observed.

      Item Type: Thesis (PhD)
      Additional Information: Ադրենալինով հարուցված հյուսվածքների բջիջների օքսիդատիվ վնասման մեխանիզմները և պաշտպանիչ գործոնները էքսպերիմենտում: The mechanisms of adrenaline induced oxidative damage of the tissues cells and protective factors in experiment.
      Uncontrolled Keywords: Ֆեսչյան Սոնա Մկրտիչի, Feschyan Sona Mkrtich
      Subjects: Biology
      Divisions: UNSPECIFIED
      Depositing User: NLA Circ. Dpt.
      Date Deposited: 07 Nov 2016 14:01
      Last Modified: 07 Nov 2016 14:01
      URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/3749

      Actions (login required)

      View Item