БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩИЕ В МИТОХОНДРИЯХ ПРИДАТКА ЯИЧКА КРЫС НА ФОНЕ НАЗНАЧЕНИЯ КАРНИТИНА ХЛОРИДА, ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ

Валентина Ивановна Звягина; Эдуард Сергеевич Бельских; Дмитрий Валериевич Медведев

Валентина Ивановна Звягина
- ФГБОУ ВО «Рязянский государственный медицинский университет»
Эдуард Сергеевич Бельских
- ФГБОУ ВО «Рязянский государственный медицинский университет»
Дмитрий Валериевич Медведев
- ФГБОУ ВО «Рязянский государственный медицинский университет»

Ключевые слова: гомоцистеин, гипергомоцистеинемия, митохондриальная дисфункция, карнитин, окислительный стресс, эпидидимис, придаток яичка

Аннотация

Целью исследования явилось изучение изменений биохимических показателей в митохондриях головки и хвоста эпидидимиса крыс в условиях развития тяжелой экспериментальной гипергомоцистеинемии. Моделирование проводилось путем внутрижелудочного введения суспензии метионина в дозе 3 г/кг в сутки и добавления метионина в питьевую воду в течение 21 дня. Также исследовалась аналогичная модель на фоне назначения карнитина хлорида. Митохондрии головки и хвоста эпидидимиса выделялись методом дифференциального центрифугирования, с последующим измерением активности ферментов: лактатдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы, супероксиддисмутазы, концентрации лактата и карнитина. Обнаружено, что экспериментальная модель тяжелой формы гипергомоцистеинемии способствует развитию митохондриальной дисфункции, что отражается в виде резкого снижения концентрации карнитина и уменьшения активности сукцинатдегидрогеназы, накопления лактата и повышения потребности митохондрий в антиоксидантной защите вследствие развития окислительного стресса. Назначение карнитина хлорида на фоне моделирования гипергомоцистеинемии снижает выраженность гипергомоцистеинемии, а также способствует уменьшению проявлений митохондриальной дисфункции тканей эпидидимиса.

Литература

1. Stability of DNA methylation patterns in mouse spermatogonia under conditions of MTHFR deficiency and methionine supplementation / J.L. Garner et al. // Biol Reprod. 2013. Vol.89(5). P. 125.
2. Ильичева А.С., Фомина М.А., Медведев Д.В. Характеристика продуктов окислительного повреждения белков миокарда на фоне гипергомоцистеинемии // Наука молодых (Eruditio Juvenium). 2014. № 4. С. 37-43.
3. Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические аспекты. СПб.: Изд-во «Медицинская пресса», 2006. 400 с.
4. Yang S.P., Yang X.Z., Cao G.P. Acetyl-l-carnitine prevents homocysteine-induced suppression of Nrf2/Keap1 mediated antioxidation in human lens epithelial cells // Mol. Med. Rep. 2015. Vol.12(1). P. 1145-1150.
5. Gülçin I. Antioxidant and antiradical activities of L-carnitine // Life Sciences. 2006. Vol. 78(8). P. 803-811.
6. Медведев Д.В., Звягина В.И., Фомина М.А. Способ моделирования тяжелой формы гипергомоцистеинемии у крыс // Российский медико-биологический вестн. им. акад. И.П. Павлова. 2014. № 4. С. 42-46.
7. Костюк В.А., Потапович А.И., Ковалева Ж.В. Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцетина // Вопр. медицинской химии. 1990. №2. С. 88-91.
8. Wan L., Hubbard R.W. Determination of free and total carnitine with a random-access chemistry analyzer // Clin. Chemistry. 1998. Vol. 44(4). P. 810-816.
9. Mailloux R.J. Teaching the fundamentals of electron transfer reactions in mitochondria and the production and detection of reactive oxygen species // Redox Biol. Elsevier. 2015. Vol. 4. P. 381-398.
10. Bioenergetics of mammalian sperm capacitation / A. Ferramosca et al. // Biomed Res. Int. 2014. Vol. 2014. Article ID 902953.
11. Мещерякова О.В., Чурова М.В., Немова Н.Н. Митохондриальный лактат-окисляющий комплекс и его значение для поддержания энергетического гомеостаза клеток // Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов: сб. науч. статей. Петрозаводск, 2010. Т. 1. С. 163-171.
12. Agarwal A., Said T.M. Carnitines and male infertility // Reprod. Biomed. Online. 2004. Vol. 8(4). P. 376-384.
13. Miyata Y., Shimomura I. Metabolic flexibility and carnitine flux: The role of carnitine acyltransferase in glucose homeostasis // J. Diabetes Investig. 2013. Vol. 4(3). P. 247-249.
14. The role of carnitine in male infertility / L. Mongioi et al. // Andrology. 2016. Vol. 4(5). P. 800-807.
15. Methionine Metabolism by Rat Muscle and Other Tissues - Occurrence of a New Carnitine Intermediate / P.W.D. Scislowski et al. // Biochem. J. 1987. Vol. 247(1). P. 35-40.
16. Jones S.M., Yeaman S.J. Oxidative decarboxylation of 4-methylthio-2-oxobutyrate by branched-chain 2-oxo acid dehydrogenase complex // Biochem J. 1987. Vol. 242(3). P. 935.