Біологія тварин

АКТИВНІСТЬ МІТОХОНДРІАЛЬНИХ ЕНЗИМІВ АСПАРТАТАМІНОТРАНСФЕРАЗИ ТА МАЛАТДЕГІДРОГЕНАЗИ У ПЕЧІНЦІ ЩУРІВ З ТОКСИЧНИМ ГЕПАТИТОМ ЗА УМОВ АЛІМЕНТАРНОЇ НЕСТАЧІ ПРОТЕЇНУ

О. М. Волощук, Г. П. Копильчук

Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Інститут біології, хімії та біоресурсів,
вул. Коцюбинського, 2, м. Чернівці, 58000, Україна

Потреба у протеїнах залежить від стадії життя і стану здоров’я організмів. Як люди, так і експериментальні тварини в умовах стресу та особливо використання ліків стають чутливішими до дефіциту протеїну в їжі. Метою роботи було дослідження деяких метаболічних ефектів у печінці за умов нестачі харчового протеїну у тварин з ацетамінофен-індукованим гепатитом. Зокрема, визначали активність мітохондріальних ензимів аспартатамінотрансферази та малатдегідрогенази у печінці щурів з токсичним гепатитом за умов різної забезпеченості раціону харчовим протеїном. Встановлено, що за умов гострого ацетамінофен-індукованого гепатиту не спостерігаються зміни активності мітохондріальної малатдегідрогенази при одночасному 4-кратному зниженні активності мітохондріальної аспартатамінотрансферази та 2,5-кратному зниженні вмісту мітохондріального оксалоацетату. Цікаво, що аліментарна депривація протеїну посилює вплив ацетамінофену на описані параметри. Для того, щоб підтвердити залежність між кількістю протеїну в раціоні щурів і метаболічними змінами у печінці за умов токсичного ушкодження, було застосовано метод головних компонент (PCA). Дві головні компоненти характеризують зміни у нашому дослідженні. Головна компонента 1 пояснює близько 86 % відхилень між повним набором даних, здебільшого пов’язаних з контрольною групою і групою протеїн-дефіцитних тварин з ацетамінофен-індукованим ушкодженням. Виявлено щільну асоціацію балів для активності АСТ та рівня оксалоацетату порівняно з контрольною групою в обох групах з гепатитом. Аналогічно, головна компонента 1, що пояснює дисперсію в активності малатдегідрогенази, вказує на важливість малатдегідрогенази для стану здоров’я тварин. З іншого боку, головна компонента 2 виявляє тісний зв’язок між рівнями лактату і пірувату, а також співвідношенням цитозольного NAD⁺/NADH у групі протеїн-дефіцитних тварин, які отримували ацетамінофен. Встановлений факт підтверджує, що токсичне ушкодження печінки на тлі низького споживанням протеїну супроводжується інтенсифікацією перетворення лактат-піруват у цитозолі. Це потенційно може бути пов’язано з дисфункцією енергозабезпечення у печінці при токсичному гепатиті на тлі аліментарної нестачі протеїну.

Ключові слова: АЦЕТАМІНОФЕН, ПЕЧІНКА, УШКОДЖЕННЯ, АСПАРТАТАМІНОТРАНСФЕРАЗА, МАЛАТДЕГІДРОГЕНАЗА

1. Carvalho N. R., da Rosa F., da Silva M. H., Tassi C. C., Dalla Corte C. L., Carbajo-Pescador S., Mauriz J. L., González-Gallego J., Soares F. A. New therapeutic approach: diphenyl diselenide reduces mitochondrial dysfunction in acetaminophen-
   induced acute liver failure. PLoS One, 2013, vol. 8, issue 12, e81961. DOI: 10.1371/journal.pone.0081961.
2. Cetica P., Pintos L., Dalvit G., Beconi M. Involvement of enzymes of amino acid metabolism and tricarboxylic acid cycle in bovine oocyte maturation in vitro. Reproduction, 2003, vol. 126, issue 6, pp. 753–763. DOI: 10.1530/reprod/126.6.753.
3. Khyzhnyak S. V., Sorokina L. V., Stepanova L. I., Kaplia A. A. Functional and dynamic state of inner mitochondrial membrane of sarcoma 37 in mice under administration of sodium dichloroacetate. The Ukrainian Biochemical Journal, 2014, vol. 86, issue 6, pp. 106–118. DOI: 10.15407/ubj86.06.106.
4. Kopylchuk G. P., Voloshchuk O. M. Peculiarities of the free radical processes in rat liver mitochondria under toxic hepatitis on the background of alimentary protein deficiency. The Ukrainian Biochemical Journal, 2016, vol. 88, issue 2, pp. 66–72. DOI: 10.15407/ubj88.02.066.
5. Lerapetritou M. G., Georgopoulos P. G., Roth C. M., Androulakis L. P. Tissue-level modeling of xenobiotic metabolism in liver: An emerging tool for enabling clinical translational research. Clinical and Translational Science, 2009, vol. 2, issue 3, pp. 228–237. DOI: 10.1111/j.1752-8062.2009.00092.x.
6. Licata A. Adverse drug reactions and organ damage: The liver. European Journal of Internal Medicine, 2016, vol. 28, pp. 9–16. DOI: 10.1016/j.ejim.20112.017.
7. Mehrotra R. N., Hasan T. Detection and spectrophotometric determination of pyruvic acid. Analytical Letters, 1986, vol. 19, issue 17–18, pp. 1713–1724. DOI: 10.1080/00032718608066497.
8. Mund M. E., Quarcoo D., Gyo C., Brüggmann D., Groneberg D. A. Paracetamol as a toxic substance for children: aspects of legislation in selected countries. Journal of Occupational Medicine and Toxicology, 2015, vol. 10, p. 43. DOI: 10.1186/s12995-015-0084-3.
9. Olayinka E. T., Ore A., Ola O. S., Adeyemo O. A. Protective effect of quercetin on melphalan-induced oxidative stress and impaired renal and hepatic functions in rat. Chemotherapy Research and Practice, 2014, vol. 2014, article ID 936526, 8 p. DOI: 10.1155/2014/936526.
10. Sangar V., Eddy J. A., Simeonidis E., Price N. D. Mechanistic modeling of aberrant energy metabolism in human disease. Frontiers in Physiology, 2012, vol. 3, article ID 404, 10 p. DOI: 10.3389/fphys.2012.00404.
11. Schenkman J. B., Cinti D. L. Preparation of microsomes with calcium. Methods in Enzymology, 1978, vol. 52, pp. 83–89. DOI: 10.1016/S0076-6879(78)
    52008-9.
12. Somanawat K., Thong-Ngam D., Klaikeaw N. Curcumin attenuated paracetamol overdose induced hepatitis. World Journal of Gastroenterology, 2013, vol. 19, issue 12, pp. 1962–1967. DOI: 10.3748/wjg.v19.i12.1962.
13. Sun F., Dai C., Xie J., Hu X. Biochemical issues in estimation of cytosolic free NAD/NADH ratio. PLoS One, 2012, vol. 7, issue 5, e34525. DOI: 10.1371/journal.pone.0034525.
14. Voloshchuk O. M., Kopylchuk G. P. Activity of liver mitochondrial NAD⁺-dependent dehydrogenases of the Krebs cycle in rats with acetaminophen-induced hepatitis developed under conditions of alimentary protein deficiency. Biomeditsinskaya Khimiya, 2016, vol. 62, issue 2, pp. 169–172. DOI: 10.18097/PBMC20166202169. (in Russian)
15. Wang C., Chen H., Zhang J., Hong Y., Ding X., Ying W. Malate-aspartate shuttle mediates the intracellular ATP levels, antioxidation capacity and survival of differentiated PC12 cells. International Journal of Physiology, Pathophysiology and Pharmacology, 2014, vol. 6, issue 2, pp. 109–114.
16. Williamson D. H., Lund P., Krebs H. A. The redox state of free nicotinamide-adenine dinucleotide in the cytoplasm and mitochondria of rat liver. Biochemical Journal, 1967, vol. 103, issue 2, pp. 514–527. DOI: 10.1042/bj1030514.
17. Wu G. Dietary protein intake and human health. Food & Function, 2016, vol. 7, issue 3, pp. 1251–1265. DOI: 10.1039/C5FO01530H.
18. Ying W. NAD⁺/NADH and NADP⁺/NADPH in cellular functions and cell death: regulation and biological consequences. Antioxidants & Redox Signaling, 2008, vol. 10, issue 2, pp. 179–206. DOI: 10.1089/ars.2007.1672.
19. Zhou Y.-H., Shi D., Yuan B., Sun Q.-J, Jiao B.-H., Sun J. J., Miao M.-Y. Mitochondrial ultrastructure & release of proteins during liver regeneration. The Indian Journal of Medical Research, 2008, vol. 128, issue 2, pp. 157–164.

Завантажити повний текст статті у форматі PDF