Блокада кальциевых каналов кардиомиоцитов кролика восстанавливает активность фермент-субстратных комплексов дыхательной цепи в модели вибрационно-опосредованной гипоксии

Оценено действие блокатора кальциевых каналов (БКК) нифедипина в дозе 7,5 мг/кг на энергетический обмен кардиомиоцитов кролика в условиях вибрационно-опосредованной (56 сеансов вибрации 44 Гц, амплитудой 0,5 мм) модели клеточной гипоксии. Энергетический обмен нативных митохондрий сердца в 30%-ном гомогенате ткани изучали полярографическим методом, регистрируя скорости поглощения кислорода митохондриями при 37 °С в 1 мл солевой среды инкубации, уравновешенной с кислородом воздуха. У животных, подвергнутых вибрации на фоне БКК, скорость эндогенного дыхания (Vэ) оставалась на уровне интактных животных, амиталчувствительность повышалась на 39% (р<0,05), малонатчувствительность уменьшалась на 40% (р<0,05). Малатоксидазная активность в состоянии «покоя» увеличивалась, а гиперактивация системы окисления эндогенной янтарной кислоты снижалась по сравнению с показателями животных, подвергнутых вибрации без фармакологической защиты, свидетельствуя о кардиопротективном действии нифедипина, предотвратившем развитие некроза кардиомиоцитов.

1. Белослудцев К.Н., Дубинин М.В., Белослудцева Н.В., Миронова Г.Д. Транспорт ионов Са2+ митохондриями: механизмы, молекулярные структуры и значение для клетки. Биохимия. 2019;84(6):759–775.

2. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.А., Цейликман В.Э. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. Челябинск: Изд-во Челябинского государственного педагогического университета, 2000:167.

3. Воробьева В.В., Шабанов П.Д. Вибрационная модель гипоксического типа клеточного метаболизма, оценённая на кардиомиоцитах кролика. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009;147(6):712–715.

4. Каркищенко Н.Н. Основы биомоделирования. М.: ВПК, 2005:608.

5. Кирьяков В.А., Павловская Н.А., Лапко И.В., Богатырева И.А., Антошина Л.И., Ошкодеров О.А. Воздействие производственной вибрации на организм человека на молекулярно-клеточном уровне. Медицина труда и промышленная экология. 2018;9:34–43.

6. Кондрашова М.Н. Аппаратура и порядок работы при полярографическом измерении дыхания митохондрий. Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом. Под ред. М.Н. Кондрашовой. М.: Наука, 1973:50–59.

7. Коротенко О.Ю., Панев Н.И., Корчагина Ю.С., Панев Р.Н., Данилов И.П. Формирование патологии внутренних органов у шахтёров с вибрационной болезнью. Медицина труда и промышленная экология. 2020;60(6):399–403.

8. Костюк И.Ф., Капустник В.А. Роль внутриклеточного обмена кальция в развитии вазоспастических реакций при вибрационной болезни. Медицина труда и промышленная экология. 2004;7:14–18.

9. Лукьянова Л.Д. Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. М.: Медицина, 2004:520.

10. Минкевич И.Г. Стехиометрия метаболических путей в динамике клеточных популяций. Компьютерные исследования и моделирование. 2011;3(4):455–475.

11. Никольс Д. Биоэнергетика. Введение в хемиосмотическую теорию. М.: Мир, 1985:190.

12. Скулачев В.П., Богачев А.В., Каспаринский Ф.О. Мембранная биоэнергетика. Уч. пособ. М.: Изд-во Московского университета, 2010:368.

13. Тихонова Г.И., Пиктужанская Т.Е., Горчакова Г.Ю., Чуранова А.Н., Брылева А.С. Влияние длительности и интенсивности воздействия производственных факторов на уровни смертности шахтёров-угольщиков. Медицина труда и промышленная экология. 2018;7:16–21.

14. Третьяков С.В., Шпагина Л.А. Перспективы изучения структурно-функционального состояния сердечно-сосудистой системы у больных вибрационной болезнью в сочетании с артериальной гипертензией. Медицина труда и промышленная экология. 2017;12:30–34.

15. Abernethy D.R., Soldatov J. Structure-functional diversity of human L-type Ca2+ channel: Perspectives for new pharmacological targets. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2002;300(3):724–728. DOI: 10.1124/jpet.300.3.724.

16. Chernorudskiy A.L., Zito E. Regulation of calcium homeostasis by ER redox: a close-up of the ER/mitochondria connection. J. Mol. Biol. 2017;429(5):620–632. DOI: 10.1016/j.jmb.2017.01.017.

17. Hirabayashi Y., Kwon S.K., Paek H., Pernice W.M., Paul M.A., Lee J., Erfani P., Raczkowski A., Petrey D.S., Pon L.A., Polleux F. ER-mitochondria tethering by PDZD8 regulates Ca2+ dynamics in mammalian neuros. Science. 2017;358(6363):623–630. DOI: 10.1126/science.aan6009.

18. Hrynevich S.V., Waseem T.V., Fedorovich S.V. Estimation of the mitochondrial calcium pool in rat brain synaptosomes using Rhod-2 AM fl uorescent dye. Biophysics. 2017;62(1):75–78. DOI: 10.1134/S0006350917010079.

19. Leung A.W., Waranyuwatana P., Halestrap A.P. The mitochondrial phosphate carrier interacts with cyclophilin D and may play a key role in the permeability transition. J. Biol. Chem. 2008;283(39):26312–26323. DOI: 10.1074/jbc.M805235200.

20. Pogzig H., Becher C. Voltage-dependent cooperative interactions between Сa-channel blocking drugs in intact cardiac cell. Annals N.Y. Acad. Sci. 1989;560(1):306–308. DOI: 10.1111/j.1749-6632.1989.tb24110.x.

21. Raturi A., Simmen T. Where the endoplasmic reticulum and the mitochondrion tie the knot: The mitochondria-associated membrane (MAM). Biochim. Biophys. Acta. 2013;1833(1):213–224. DOI: 10.1016/j.bbamcr.2012.04.013.

22. Tkachuk V.A., Avakian A.E. Molecular mechanisms of G-proteins with membrane receptors and second messenger systems. Russian Journal of Physiology. 2008;89(12):1478–1490.

23. Vorobieva V.V., Shabanov P.D. Exposure to whole body vibration impairs the functional activity of the energy producing system in rabbit miocardium. Biophysics. 2019; 64(2):251–255. DOI: 10.1134/S0006350919020210.

24. Wappl E., Mitterdorfer J., Glossmann H., Striessnig J. Mechanism of dihydropyridine interaction with critical binding residues of L-type Ca2+ channel alpha 1 subunits. J. Biol. Chem. 2001;276(16):12730–12735. DOI: 10.1074/jbc.M010164200.

25. Widerberg А., Bergman S., Danielsen N., Lundborg G., Dahlin L.B. Nerve injury induced by vibration: prevention of the effect of a conditioning lesion by D 600, Сa2+ channel blocken. Occup. Environ. Med. 1997;54(5):312–315. DOI: 10.1136/oem.54.5.312.