Етанол in vitro не впливає на окисні процеси мітохондрій гепатоцитів за окиснення глюкози, пірувату чи монометил-сукцинату
Анотація
Основна частина алкоголю, що потрапляє в організм, метаболізується у печінці. Якщо швидкість окиснення етанолу нижча за швидкість його надходження, то накопичення етанолу призводить до пошкодження клітин печінки. Оскільки у процесі окиснення етанолу утворюються відновлені форми НАДН, то мітохондріальне дихання відіграє важливу роль в метаболізмі алкоголю шляхом регенерації НАД+, які регулюють рівень обох ферментів окиснення етанолу та є необхідними для етанол-ацетальдегід метаболізму. Метою нашого дослідження було вивчити вплив глюкози, пірувату і монометил-сукцинату на окисні процеси мітохондрій гепатоцитів за дії етанолу invitro.
Дослідження проводили на щурах-самцях лінії Вістар масою 220–250 г. Ізолювання гепатоцитів здійснювали двостадійним методом Сеґлена. Швидкість споживання кисню визначали за допомогою 6-канального вимірювача кисню SI929 (Strathkelvin). Гепатоцити інкубували протягом 60 хв з етанолом (50 мМ) у середовищі з глюкозою (10 ммоль/л) та відповідним субстратом окиснення (піруватом чи монометил-сукцинатом (по 2 ммоль/л). Після внесення гепатоцитів у полярографічну комірку та реєстрації базального дихання додавали протонофор у наростаючих концентраціях, до 0,25, 0,5 та 1 мкмоль/л. Для реєстрації мембранного потенціалу мітохондрій і спостереження НАДН-автофлуоресценції використовували флуоресцентний мікроскоп OlympusIX73 із цифровою камерою DP-74. Вірогідність змін визначали, використовуючи ANOVA.
Етанол не впливав на базальне та максимальне FCCP-стимульоване дихання гепатоцитів, на мембранний потенціал і НАДН-автофлуоресценцію за окиснення глюкози, пірувату чи монометил-сукцинату. Монометил-сукцинат підвищував базальне та FCCP-роз’єднане дихання як за наявності, так і за відсутності етанолу. Аналіз підтвердив вплив субстрату окиснення на НАДН-автофлуоресценцію гепатоцитів. За окиснення монометил-сукцинату НАДН-автофлуоресценція гепатоцитів зростала за впливу FCCP у концентрації 2 мкмоль/л порівняно до окиснення глюкози. За впливу ротенону і окиснення пірувату НАДН-автофлуоресценція гепатоцитів знижувалася, порівняно із дослідом з окисненням глюкози чи монометил-сукцинату.
Етанол не впливав на швидкість дихання, мембранний потенціал і НАДН-автофлуоресценцію мітохондрій гепатоцитів. Монометил-сукцинат підвищував базальне та FCCP-роз’єднане дихання незалежно від наявності у середовищі етанолу.
Ключові слова
Повний текст:
PDF (English)Посилання
Bailey S., Cunningham C. Contribution of mitochondria to oxidative stress associated with alcoholic liver disease // Free Radic. Biol. Med. 2002. Vol. 32. N 1. P. 11-16.
https://doi.org/10.1016/S0891-5849(01)00769-9
Bradford B., Rusyn I. Swift increase in alcohol metabolism (SIAM): understanding the phenomenon of hypermetabolism in liver // Alcohol. 2005. Vol. 35. N 1. P. 13-7.
https://doi.org/10.1016/j.alcohol.2004.12.001
Castilla R., Gonzalez R., Fouad D. et al. Dual effect of ethanol on cell death in primary culture of human and rat hepatocytes // Alcohol and alcoholism: international journal of the Medical Council on Alcoholism. 2004. Vol. 39. N 4. P. 290-296.
https://doi.org/10.1093/alcalc/agh065
Han D., Ybanez M., Johnson H. et al. Dynamic adaptation of liver mitochondria to chronic alcohol feeding in mice // J. Biol. Chem. 2012. Vol. 287. N 50. P. 42165-42179.
https://doi.org/10.1074/jbc.M112.377374
Holmuhamedov E., Lemasters J. Ethanol exposure decreases mitochondrial outer membrane permeability in cultured rat hepatocytes // Arch. Biochem. Biophys. 2009. Vol. 481. N 2. P. 226-233.
https://doi.org/10.1016/j.abb.2008.10.036
Hyun J., Han J., Lee C. et al. Pathophysiological Aspects of Alcohol Metabolism in the Liver // Int. J. Mol. Sci. 2021. Vol. 22. N 11. P. 5717.
https://doi.org/10.3390/ijms22115717
Lieber C. Alcoholic fatty liver: its pathogenesis and mechanism of progression to inflammation and fibrosis // Alcohol. 2004. Vol. 34. N 1. P. 9-19.
https://doi.org/10.1016/j.alcohol.2004.07.008
Magne L., Blanc E., Legrand B. et al. ATF4 and the integrated stress response are induced by ethanol and cytochrome P450 2E1 in human hepatocytes // J. Hepatol. 2011. Vol. 54. N 4. P. 729-37.
https://doi.org/10.1016/j.jhep.2010.07.023
Manko B., Bilonoha O., Voloshyn D. et al. Pyruvate and glutamine define the effects of cholecystokinin and ethanol on mitochondrial oxidation, necrosis, and morphology of rat pancreatic acini // Pancreas. 2021. Vol. 50. N 7. P. 972-981.
https://doi.org/10.1097/MPA.0000000000001864
Mazur H., Merlavsky V., Manko B., Manko V. Dependence of the mitochondrial adaptive capacity of hepatocytes on the oxidative substrates availability // Ukr. Biochem. J. 2019. Vol. 91. N 6. P. 75-14.
https://doi.org/10.15407/ubj91.06.005
Mello T., Ceni E., Surrenti C., Galli A. Alcohol induced hepatic fibrosis: role of acetaldehyde // Mol. Asp. Med. 2008. Vol. 29. N 1-2. P. 17-21.
https://doi.org/10.1016/j.mam.2007.10.001
Shelmet J., Reichard G., Skutches C. et al. Ethanol causes acute inhibition of carbohydrate, fat, and protein oxidation and insulin resistance // J. Clin. Invest. 1988. Vol. 81. N 4. P. 1137-1145.
https://doi.org/10.1172/JCI113428
Shinoda W. Permeability across lipid membranes // Biochim. Biophys. Acta. 2016. Vol. 1858. N 10. P. 2254-2265.
https://doi.org/10.1016/j.bbamem.2016.03.032
Tanaka M., Nishigaki Y., Fuku N. et al. Therapeutic potential of pyruvate therapy for mitochondrial diseases // Mitochondrion. 2007. Vol. 7. N 6. P. 399-401.
https://doi.org/10.1016/j.mito.2007.07.002
Thurman R., Paschal D., Abu-Murad C. et al. Swift increase in alcohol metabolism (SIAM) in the mouse:Comparison of the effect of short-term ethanol treatment on ethanol elimination in four inbred strains // J. Pharmacol. Exp. Ther. 1982. Vol. 223. N 1. P. 45-49.
https://doi.org/10.1016/S0022-3565(25)33289-1
Tuma D., Casey C. Dangerous byproducts of alcohol breakdown - focus on adducts // Alcohol research and health. 2003. Vol. 27. N 4. P. 285-290.
Wilson D., Matschinsky F. Ethanol metabolism:the good, the bad, and the ugly // Med. Hypotheses. 2020. Vol. 140. P. 109638.
https://doi.org/10.1016/j.mehy.2020.109638
Yan C., Hu W., Tu J. et al. Pathogenic mechanisms and regulatory factors involved in alcoholic liver disease // J. Transl. Med. 2023. Vol. 21. N 1. P. 300.
https://doi.org/10.1186/s12967-023-04166-8
Zhong Z., Lemasters J. J. A unifying hypothesis linking hepatic adaptations for ethanol metabolism to the proinflammatory and profibrotic events of alcoholic liver disease // Alcohol Clin Exp Res. 2018. Vol. 42. N 11. P. 2072-2089
https://doi.org/10.1111/acer.13877
Zhong Z., Ramshesh V., Rehman H. et al. Acute Ethanol causes hepatic mitochondrial depolarization in mice: role of ethanol metabolism // PLOS One. 2014. Vol. 9. N 3. P. e91308.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0091308
DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vlubs.2025.94.10
Посилання
- Поки немає зовнішніх посилань.
