Влияние О-стрептолизина на окислительное фосфорилирование в митохондриях сердца


В работах ряда зарубежных авторов показано, что О-стрептолизину присуще кардиотоксическое действие, выявляемое как в опытах на изолированном сердце холоднокровных и теплокровных животных, так и в опытах на целостном организме. В опытах на изолированном сердце это действие проявляется остановкой сердца и последующей контрактурой сердечной мышцы, а в опытах на целостном организме в падении кровяного давления и изменении электрокардиограммы, свидетельствующем о диффузном поражении миокарда и вовлечении в этот процесс проводящей системы сердца.

В связи с этим представляло определенный интерес исследовать влияние О-стрептолизина на энергетические процессы в миокарде, а именно на окислительное фосфорилирование.

В литературе имеются указания, что добавление препаратов О-стрептолизина к взвеси митохондрий сердечной мышцы кролика приводило к резкому снижению потребления кислорода. Это выявлялось при использовании в качестве субстратов окисления лимонной, фумаровой и альфа-кетоглютаровой и не выявлялось при применении янтарной кислоты и рассматривалось как результат подавления активности коэнзима. Данных о влиянии О-стрептолизина на энергетические процессы в миокарде при введении в организм животного нам не удалось найти. Между тем по некоторым своим свойствам О-стрептолизин стоит близко к бактериальным экзотоксинам; как и последние, О-стрептолизин является продуктом жизнедеятельности микробов и выделяется в окружающую среду; он термолабилен и нейтрализуется специфической сывороткой в кратных отношениях. Вместе с тем в последнее время было показано, что в отличие от эндотоксинов такие экзотоксины, как дифтерийный и стафилококковый, при введении в организм животных приводят к разобщению окислительного фосфорилирования и дыхания, что измерялось в опытах с митохондриями печени и почек. Таким образом, изучение влияния О-стрептолизина на окислительное фосфорилирование представляло интерес как в отношении выявления биохимического механизма действия этого вещества на сердечную мышцу, так и в отношении характеристики веществ типа экзотоксина.

В наших опытах белым крысам весом 80-100 г внутривенно вводились различные дозы О-стрептолизина - от 400 до 12,5 ед.. Через 20 мин после введения животных декапитировали, извлекали сердце и готовили взвесь митохондрий. Во второй серии опытов животным также вводили различные дозы О-стрептолизина (от 400 до 50 ед.), но животные умерщвлялись спустя 24, 48, 72, 96 ч после его введения.

Действие различных доз О-стрептолизина. Подопытным животным вводились различные дозы О-стрептолизина (4-6 крыс на один опыт), контрольным группам животных вводился либо О-стрептолизин, инактивированный встряхиванием с 1%-ным раствором холестерина в керосине (отсутствие в растворе активного О-стрептолизина проверялось специальным опытом), либо раствор О-стрептолизина, нейтрализованный специфической антисывороткой. Имелась также группа интактных здоровых животных. Дозы О-стрептолизина снижали величину отношения Р : 0 по сравнению с группой контрольных животных; при этом вычисленные средние величины статистически достоверны; также достоверными оказались и различия между ними, так как коэффициент достоверности был во всех случаях высоким, а степень вероятности колебалась от 0,05 до 0,01 и выше.

Вместе с тем величина Р : О в опыте с митохондриями из сердца животных, получивших О-стрептолизин, инактивированный холестерином, лишь незначительно отличались от величины Р : О, полученной при исследовании митохондрий от контрольных животных, причем эта разница была статистически недостоверна. Следует считать, что инактивированный О-стрептолизин не оказывал никакого действия на митохондрии. Что касается О-стрептолизина, нейтрализованного специфической иммунной антисывороткой, то он, напротив, даже несколько стимулировал окислительное фосфорилирование, что следует, по-видимому, отнести за счет действия вводимой чужеродной кроличьей антисыворотки. Во всяком случае, совершенно очевидно, что О-стрептолизин, нейтрализованный иммунной сывороткой, не вызывал разобщения фосфорилирования и дыхания. Если величины Р : О для разных доз О-стрептолизина отложить по оси ординат прямоугольной системы координат, а дозы препарата - по оси абсцисс и построить соответствующий график, то можно видеть, что он представляет собой равностороннюю гиперболу, т. е. является графиком обратно пропорциональной зависимости.

Таким образом, следовало признать, что О-стрептолизин разобщает окислительное фосфорилирование и дыхание в митохондриях сердца подопытных животных, причем величина коэффициента Р : О обратно пропорциональна его дозе.
 
Продолжительность действия О-стрептолизина. В другой серии опытов животным вводилось 400, 100 или 50 ед. О-стрептолизина, а окислительное фосфорилирование в митохондриях сердца наблюдалось через каждые 24 ч в течение 4 суток.

Действие О-стрептолизина на окислительное фосфорилирование в митохондриях печени. Представляло интерес выяснить, распространяется ли описанное действие О-стрептолизина на митохондрии из других органов. Наиболее частым объектом исследования являются митохондрии печени. Оказалось, что отношение Р : О у нормальных белых крыс равнялось в наших опытах 3,1±0,28.

При внутривенном введении 400 ед. О-стрептолизина (высшей применявшейся нами дозы) это отношение было равно 2,1 ± 0,16. Таким образом, действие О-стрептолизина проявлялось и на митохондриях печени в гораздо меньшей степени, чем на митохондриях сердца.

К анализу действия О-стрептолизина. Для выяснения вопроса о точке приложения О-стрептолизина было проведено изучение влияния на окислительное фосфорилирование при непосредственном добавлении его к ткани сердца перед ее размельчением, после размельчения и удаления грубых частиц ткани и, наконец, непосредственно к выделенным митохондриям.

Опыты проводились таким образом, что навеску О-стрептолизина добавляли к предварительно отмытым от крови сердцам. Туда же добавляли навеску свободного цистеина. Затем сердца измельчали и митохондрии выделялись обычным способом. В другой серии опытов О-стрептолизин и цистеин в тех же количествах добавляли к гомогенату после первого центрифугирования при 800 g, т.е. к гиалоплазме, далее митохондрии изолировали обычным способом. В третьей группе опытов О-стрептолизин и цистеин добавляли непосредственно к уже выделенным митохондриям. Контролем служили митохондрии, выделенные из сердец, к которым перед гомогенизацией был добавлен только цистеин, а также митохондрии, к которым цистеин добавляли уже после их выделения.

Действие О-стрептолизина на окислительное фосфорилирование в митохондриях из сердец животных, иммунизированных этим веществом. Специфическая сыворотка полностью снимала действие О-стрептолизина. Представляло интерес выяснить, проявляется ли действие О-стрептолизина на сердце иммунизированных животных.

С этой целью была иммунизирована О-стрептолизином группа крыс. Уровень антистрептолизина в их крови был равен 13-14 ед./мл. Крысы были забиты, сердца тщательно промыты от крови и затем к ним перед размельчением были добавлены О-стрептолизин и цистеин, после чего были выделены митохондрии. Контролем служили аналогично обработанные лишь цистеином (без О-стрептолизина) митохондрии из сердец. При этом оказалось, что отношение Р : О как в опыте, так и в контроле было равно 2,2±0,15, т. е. действие О-стрептолизина на сердце иммунного животного не проявлялось.

Как уже говорилось, О-стрептолизин по ряду своих свойств близко стоит к бактериальным экзотоксинам. В этом отношении его действие на окислительное фосфорилирование ничем не отличается от действия других экзотоксинов, также разобщающих окисление и фосфорилирование. Представляется важным отметить, что методика, примененная для изучения биологического действия О-стрептолизина, оказалась гораздо чувствительнее применявшихся ранее: действие О-стрептолизина выявлялось при применении таких доз, которые в других опытах (целостный организм, изолированные органы) обычно не были эффективными. Положительность действия О-стрептолизина зависела от дозы и при применении 400 ед. прекращалась лишь на 4-е сутки, что также не было вскрыто ранее.

Установленное в наших опытах разобщение окислительного фосфорилирования следовало отнести за счет О-стрептолизина. Разобщающий эффект проявлялся лишь при применении активных препаратов и не проявлялся в опытах с препаратами, инактивированными холестерином или нейтрализованными специфической антисывороткой, а также в опытах на сердцах от иммунных животных.

Изученное действие О-стрептолизина является одним из возможных механизмов кардиотоксичности этого агента.



Ваше имя:
Защита от автоматических сообщений:
Защита от автоматических сообщений Символы на картинке: