Aktyviųjų deguonies formų (ROS) susidarymo mitochondrijose hipertermijos sąlygomis priklausomybės nuo lyties tyrimas

Darbo tikslas buvo nustatyti aktyviųjų deguonies formų susidarymo kepenų mitochondrijose hipertermijos metu priklausomybę nuo lyties. Šiam tikslui buvo atliekami trijų rūšių bandymai. Buvo tiriama mitochondrijų kvėpavimo greičio antroje metabolinėje būsenoje 37 oC temperatūroje ir hiperterminės inkubacijos (40, 42, 45oC) metu, izoliuotose žiurkių kepenų mitochondrijose, priklausomybė nuo lyties. Taip pat buvo matuojamas ROS susidarymo greitis pagal fruorescencinio dažo H2DCF oksidacijos greitį hiperterminės inkubacijos (40, 42, 45oC) metu žiurkių patinų ir patelių kepenų mitochondrijose. Bei matuojami lipidų peroksidacijos produkto malono dealdehido koncentracijos pokyčiai hiperterminės inkubacijos (40, 42, 45oC) metu. Remiantis gautais rezultatais buvo analizuojama koreliaciją tarp ROS susidarymo greičio, MDA koncentracijos patinų ir patelių kepenų mitochondrijose ir mitochondrijų kvėpavimo greičio hipertermijos metu. Apdorojus gautus rezultatus nustatyta, kad kepenų mitochondrijų atsakas į hipertermiją priklauso nuo lyties ir temperatūros: karščiavimo temperatūra nežymiai aktyvina patelių ir slopina patinų kepenų mitochondrijų kvėpavimą 2 metabolinėje būsenoje. Grubi hipertermija (44-46oC) stipriai atskiria substratų oksidaciją nuo ADP fosforilinimo ir patelių, ir patinų mitochondrijose, atskiriantis poveikis stipresnis patelių mitochondrijoms. 37 oC temperatūroje ROS susidarymo greitis patinų mitochondrijose buvo daugiau nei 6 kartus didesnis už ROS susidarymo greitį patelių mitichondrijose. 45oC skirtumo tarp lyčių nebuvo. ROS susidarymo greitis patelių mitochondrijose tolygiai didėja keliant temperatūrą iki 40, 42, 45oC, o ROS susidarymo greitis patinų mitochondrijose nekinta. MDA koncentracija 37 oC temperatūroje patinų kepenų mitochondrijose buvo 35% didesnis nei patelių mitichondrijose. Temperatūros didėjimas neskatina MDA susidarymo kepenų mitochondrijose, o 40 oC temperatūroje MDA kiekis patinų mitochondrijose sumažėja 24%, lyginant su 37 oC. O koreliacijos tarp kepenų mitochondrijų kvėpavimo greičio 2 metabolinėje būsenoje, ROS susidarymo greičio ir MDA kiekio pokyčių hiperterminės inkubacijos (40, 42, 45oC) metu nenustatyta. Tai rodo, kad deguonies sunaudojimas ir ROS gamyba mitochondrijose yra reguliuojami nepriklausomai.

The aim of this work was to identify how the generation of reactive oxygen species (ROS) in mitochondria under hyperthermic conditions depends on gender. Therefore three types of experiments were carried out in isolated rat liver mitochondria from male and female animals. The objective of the first experiment series was to identify the gender-dependence of the respiration rate of mitochondria in metabolic state 2 under normal and hyperthermic conditions (37, 40, 42, 45oC). The objective of the second experiment series was to identify how the ROS generation rate in mitochondria, determined by the oxidation of fluorescent dye H2DCF, in normal and hyperthermic conditions (37, 40, 42, 45oC) depends on gender. During the third experiment series the generation of lipid peroxidation product - malondialdehyde (MDA) - was measured in male and female mitochondria under normal and hyperthermic conditions (37, 40, 42, 45oC). The correlation between mitochondrial state 2 respiration rate, ROS generation rate and generation of MDA in male and female mitochondria was analyzed. Our data show that the response of isolated liver mitochondria to hyperthermia depends on gender. 40 to 42 oC temperature softly activates respiratory chain in liver mitochondria in state 2. Rough hyperthermia significantly uncouples the oxidation of substrate from ADP phosphorylation in female and male mitochondria, the uncoupling process is more pronounced in female mitochondria. At 37 oC ROS generation rate in male mitochondria was 6 times higher than in female. There was no difference between genders in 45oC temperature. The ROS generation rate in female mitochondria was continually growing when the temperature was raised up to 40, 42, 45oC, the ROS generation rate in male mitochondria was not changing. MDA concentration at 37 oC temperature in male liver mitochondria was 35% higher than in female mitochondria. The increase of temperature had no influence on MDA generation in liver mitochondria. At 40 oC temperature MDA concentrations in male mitochondria was reduced by 24% compared to 37 oC. The correlation between the respiration rate of mitochondria in metabolic state 2, ROS generation rate and generation of MDA in male and female mitochondria under hyperthermic conditions was not identified. This result shows that oxygen consumption and ROS generation are independent processes and are regulated separately.