Роль натриевых каналов в механизме развития оксидативного стресса в модели ишемии/ реперфузии
Автор: Юрова Елена Валерьевна, Погодина Евгения Сергеевна, Расторгуева Евгения Владимировна, Белобородов Евгений Алексеевич, Сугак Дмитрий Евгеньевич, Фомин Александр Николаевич, Саенко Юрий Владимирович
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 1, 2023 года.
Бесплатный доступ
Ишемическое и реперфузионное повреждение является критическим состоянием, при котором необходимо контролировать гибель клеток и сохранять функцию тканей. Восстановление потока питательных веществ и кислорода вызывает вторичное повреждение ишемизированных клеток и называется реперфузионным повреждением. Поскольку при развитии реперфузионного повреждения происходит, с одной стороны, колебание концентрации ионов внутри клеток, в частности ионов натрия, за счет изменения проводимости потенциалзависимых ионных каналов, а с другой -активация антиоксидантной системы как ответная реакция на оксидативный стресс, в которой ключевая роль отводится активным формам кислорода и оксиду азота II, особый интерес представляет влияние ингибиторов ионных каналов на механизмы развития оксидативного стресса, а также на апоптоз и некроз при реперфузии. Цель исследования. Изучение роли натриевых каналов в развитии оксидативного стресса при развитии ишемического и реперфузионного повреждения и при действии ингибитора натриевых каналов. Материалы и методы. Изучалось влияние синтезированного пептидного токсина ингибитора потенциалзависимых натриевых каналов при моделировании условий ишемии/реперфузии в культуре CHO-K1 на уровень апоптоза, некроза и оксидативного стресса (концентрация активных форм кислорода, оксида азота и глутатиона) с использованием флуоресцентных красителей и планшетного ридера-флуориметра. Результаты. Получены данные, указывающие на снижение уровня апоптоза и некроза, а также на поддержание концентрации оксида азота на контрольном уровне при добавлении токсина в нано-молярной концентрации. При этом концентрации активных форм кислорода и глутатиона не менялись. Таким образом, токсин-ингибитор проявил себя как защитный агент за счет предотвращения снижения концентрации оксида азота, что благоприятно сказалось на выживании клеточной культуры при реперфузии после ишемии.
Натрий, ишемия, реперфузия, токсин, ионные каналы, апоптоз
Короткий адрес: https://sciup.org/14127220
IDR: 14127220 | DOI: 10.34014/2227-1848-2023-1-145-154
Список литературы Роль натриевых каналов в механизме развития оксидативного стресса в модели ишемии/ реперфузии
- НеймаркМ.И. Синдром ишемии-реперфузии. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2021; 9: 71-76.
- Wu M.Y., Yiang G.T., Liao W.T., Tsai A.P., Cheng Y.L., Cheng P. W., Li C.Y., Li C.J. Current Mechanistic Concepts in Ischemia and Reperfusion Injury. Cell Physiol Biochem. 2018; 46 (4): 1650-1667.
- Lopez-Neblina F., Toledo A.H., Toledo-Pereyra L.H. Molecular biology of apoptosis in ischemia and reperfusion. J Invest Surg. 2005; 18 (6): 335-350.
- Contreras L., Drago I., Zampese E., Pozzan T. Mitochondria: the calcium connection. Biochim Biophys Acta. 2010; 1797 (6-7): 607-618.
- SzydlowskaK., TymianskiM. Calcium, ischemia and excitotoxicity. Cell Calcium. 2010; 47 (2): 122-129.
- Kalogeris T., Baines C.P., Krenz M., Korthuis R.J. Ischemia/Reperfusion. Compr Physiol. 2016; 7 (1): 113-170.
- Soares R.O.S., Losada D.M., Jordani M.C., Évora P., Castro-E-Silva O. Ischemia/Reperfusion Injury Revisited: An Overview of the Latest Pharmacological Strategies. Int J Mol Sci. 2019; 20 (20): 5034.
- Eefting F., Rensing B., Wigman J., Pannekoek W.J., Liu W.M., Cramer M.J., Lips D.J., Doevendans P.A. Role of apoptosis in reperfusion injury. Cardiovasc Res. 2004; 61 (3): 414-426.
- Duan J., Kasper D.L. Oxidative depolymerization of polysaccharides by reactive oxygen/nitrogen species. Glycobiology. 2011; 21 (4): 401-409.
- Kvietys P.R., Granger D.N. Role of reactive oxygen and nitrogen species in the vascular responses to inflammation. Free Radic Biol Med. 2012; 52 (3): 556-592.
- Folino A., Losano G., Rastaldo R. Balance of nitric oxide and reactive oxygen species in myocardial reperfusion injury and protection. J Cardiovasc Pharmacol. 2013; 62 (6): 567-575.
- Saber M., Eimani H., Soleimani Mehranjani M., Shahverdi A., Momeni H.R., Fathi R., Tavana S. The effect of Verapamil on ischaemia/reperfusion injury in mouse ovarian tissue transplantation. Biomed Pharmacother. 2018; 108: 1313-1319.
- Kondratskyi A., Kondratska K., Skryma R., Prevarskaya N. Ion channels in the regulation of apoptosis. Biochim Biophys Acta. 2015; 1848 (10, Pt. B): 2532-2546.
- Василевский А.А., Козлов С.А., Гришин Е.В. Молекулярное разнообразие яда пауков. Успехи биологической химии. 2009; 49: 211-274.
- Kalia J., Milescu M., Salvatierra J., Wagner J., Klint J.K., King G.F., Olivera B.M., Bosmans F. From foe to friend: using animal toxins to investigate ion channel function. J Mol Biol. 2015; 427 (1): 158-175.
- Матвеева Н.Ю. Апоптоз: морфологические особенности и молекулярные механизмы. Тихоокеанский медицинский журнал. 2003; 4: 12-16.
- Mierke C.T. Cell Proliferation, Survival, Necrosis and Apoptosis. Springer: Cham; 2020: 743-824.
- Schulz R., Kelm M., Heusch G. Nitric oxide in myocardial ischemia/reperfusion injury. Cardiovasc Res. 2004; 61 (3): 402-413.
- Jones S.P., Girod W.G., Palazzo A.J., Granger D.N., Grisham M.B., JourdHeuil D., Huang P.L., Lefer D.J. Myocardial ischemia-reperfusion injury is exacerbated in absence of endothelial cell nitric oxide synthase. Am J Physiol. 1999; 276 (5): 1567-1573.
- Kanno S., Lee P.C., Zhang Y., Ho C., Griffith B.P., ShearsL.L. 2nd, Billiar T.R. Attenuation of myocardial ischemia/reperfusion injury by superinduction of inducible nitric oxide synthase. Circulation. 2000; 101 (23): 2742-1748.