Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Функциональные и метаболические эффекты симпато-адреналовой системы и стресс

Тапбергенов С. О., Тапбергенов Т. С., Советов Б. С.,

10.3. Гормоны-медиаторы симпато-адреналовой системы и активность АТФ-азы митохондрий

Известно, что при гидролизе АТФ образующаяся АДФ способна стимулировать дыхание митохондрий, а любое изменение активности АТФ-азы может сказаться как на уровне АТФ и АДФ, так и на интенсивности окислительных процессов и тканевого дыхания. В митохондриях различных клеток имеются пять различных ферментативных механизмов генерирующих мембранный потенциал. Это АТФ-аза и четыре места энергетического сопряженимя в дыхательной цепи митохондрий (В.П. Скулачев, 1972).

АТФ-азная – АТФ-синтетазная реакция предполагает синтез АТФ, за счет энергии трансформированной при окислении субстратов в дыхательной цепи митохондрий в мембранный электрохимический потенциал, и гидролиз АТФ с последующей утилизацией энергии в мембранный электрохимический потенциал. Энергия мембранного потенциала как унифицированная форма энергии, может быть трансформирована в тепловую энергию, энергию обратного переноса электронов по дыхательной цепи, в осмотическую работу (Mitchell P., 1967). Энеpгия макроэргической связи в молекуле АТФ посредством АТФ-азы может быть использована для выполнения осмотической, механической (сокращение), синтетической (химической), электрической работы и для теплообразования (В.П. Скулачев, 1972, 1974).

АТФ-аза митохондрий (КФ 3.6.1.3), в отличие от АТФ-азы плазматических и синаптических мембран, активируется ионами магния, чувствительна к динитрофенолу (ДНФ), является не только фактором, контролирующим синтез АТФ, но и генератором энергии мембранного потенциала (В.П. Скулачев, 1974).

Большинство авторов, изучавших влияние катехоламинов на активность АТФ-азы, не обнаруживали существенных сдвигов активности этого фермента (В.М. Денисов, 1967; В.Е. Судовцев, 1968).

В исследованиях проведенных нами на интактных кроликах (С.О. Тапбергенов, 1969) было обнаружено, что введение адреналина в дозе 1 мг/мг за 60 минут до исследования не приводит к изменениям активности Мg-АТФ-азы, ДНФ-АТФ-азы и Са++-активируемой АТФ-азы в митохондриях сердца, мозга и печени, но вызывает снижение активности этих АТФ-аз в митохондриях почек и Nа, К-АТФ -азы митохондрий печени.

В опытах in vitro было обнаружено, что адреналин и норадреналин активируют ДНФ-стимулируемую АТФ-азу в митохондриях печени, Mg-АТФ-азы в митохондриях мозга и снижают активность Мg-АТФ-азы в сердце (Р.Н. Глебов и др., 1973).

Как показали проведенные нами исследования по изучению влияния катехоламинов на Mg-активируемую, ДНФ-стимулируемую АТФ-азу (Мg-АТФ-аза) митохондрий, дофамин и норадреналин, введенные животным за 15 минут до исследования, снижают активность Мg-АТФ-азы в митохондриях сердца, печени, мозга и почек. Адреналин, введенный животным, активирует Мg-АТФ-азу в митохондриях почек и снижает активность этой АТФ-азы в сердце и мозге.

Введение животным агониста бета-адренорецепторов за 15 минут до исследования вызывает аналогичное дофамину и норадреналину изменение активности Мg-АТФ-азы во всех изучаемых митохондриях. Блокада бета-адренорецепторов введением обзидана не изменяет ингибирующий эффект изадрина на Мg-АТФ азу в этих же органах.

Эти данные свидетельствуют об вне бета-адренорецепторном механизме катехоламинового контроля активности митохондриальной АТФ-азы, что подвердилось в опытах с использованием 3`5`-АМФ и 3`5`-ГМФ, не влияющих на активность АТФ-азы митохондрий.

В последующих опытах нами было установлено, что блокада дофамин-бета-гидроксилазы, КОМТ и МАО не предотвращает ингибирующего действия катехоламинов на митохондриальную АТФ-азу.

Введение животным адреноксила за 30 минут до исследования приводит к таким же изменениям активности АТФ-азы митохондрий как и дофамин и норадреналин. Продукт хиноидного окисления адреналина адренохром через 2 часа после его введения также снижает активность митохондриальной АТФ-азы в тех же органах.

Таким образом, наши исследования по изучению влияния катехоламинов на активность митохондриальной АТФ-азы (Мg-АТФ-аза) показали:

– катехоламины снижают активность АТФ-азы митохондрий без использования адренорецепторного механизма;

– продукты хиноидного окисления катехоламинов снижают активность АТФ-азы, тем самым дополняют, дублируют эффекты катехоламинов;

– метаболиты КОМТ и МАО не влияют на активность митохондриальной АТФ-азы;

– как исключение из общей закономерности, адреналин способен активировать Мg-АТФ-азу в митохондриях почек.