Dependence of respiratory rates on age, gender and oxidizable substrate in rat liver mitochondria

Hipertermija yra taikoma įvairių ligų gydime, tačiau hipertermijos poveikis molekuliniame lygmenyje yra mažai ištirtas. Kadangi mitochondrijos yra vienas iš citotoksinio hipertermijos poveikio taikinių, suprasti temperatūros poveikį mitochondrijoms yra labai svarbu, nes šios organelės aprūpina ląsteles energija, reikalinga gyvybiniams procesams palaikyti. Buvo nustatinėjamas mitochondrijų kiekis kepenų audinyje bei jo skirtumai priklausomai nuo lyties ir amžiaus. Taip pat darbe siekta išsiaiškinti hipertermijos poveikį žiurkės kepenų mitochondrijų funkcijoms. Tyrime naudotos žiurkės kepenų mitochondrijos, išskirtos iš Wistar veislės 1-7 mėnesių žiurkių. Pagal CS ir SDH aktyvumų tyrimus, nustatyta, kad 3-4 mėn. amžiaus žiurkių patinų audinyje yra daugiau mitochondrijų nei patelių kepenų audinyje. Tyrimo metu nustatytos mitochondrijų funkcijos esant normalioms inkubavimo sąlygoms (37 °C temperatūrai) ir funkcijų pokytis hipertermijos sąlygomis (40 – 47 °C temperatūrai). Gauti duomenys, kad mitochondrijų funkcijos priklauso nuo lyties – P+M oksidacijos atveju nustatytas mažesnis 3-4 mėn. patelių V3 bei didesnis jautrumas hipertermijos sąlygoms nei patinų. G+M oksidacijos atveju 6-7 mėn. amžiaus patelės buvo jautresnės hipertermijai. Taip pat mitochondrijų funkcijos priklausė nuo gyvūnų amžiaus – 1-1,5 mėn. gyvūnai buvo mažiau jautrūs hipertermijai nei suaugę gyvūnai. Taip pat nustatyta, kad G+M oksidacijos atveju kvėpavimo greitis hipertermijos sąlygomis yra slopinamas labiau nei P+M oksidacijos atveju. Tačiau esant griežtai hipertermijai substratų oksidacija yra atskiriama nuo oksidacinio fosforilinimo - trečios metabolinės būsenos ir būsenos, kai substratų oksidacija yra atskirta nuo ADP fosforilinimo, kvėpavimo greičiai susilygina ir nebepriklauso nuo oksiduojamo substrato.Hyperthermia is used in the treatment of various diseases, however molecular mechanisms are poorly understood. One of the main cytotoxic hyperthermia’s effect targets – mitochondrion, so it is important to understand the role of temperature in energy production, as all vital processes depends on it. This paper reveals the effect of hyperthermia on rat liver mitochondria functions. Mitochondria were extracted from 1-7 month old Wistar strain rats. Analysis of CS and SDH activity showed differences between male (more active) and female (less active) in 3-4 month rat’s liver tissue. Research showed that mitochondria function depends on animal age, gender and oxidation substrate when incubation is applied in normal (37 °C) and hyperthermic (40 – 47 °C) conditions. Mitochondria functions depends on animal gender – lower V3 and higher sensitivity to hyperthermia is observed in case of P+M oxidation, 3-4 month old female rats compared with male rats. Also 6-7 month old female rats were more sensitive to hyperthermia when G+M is used. Mitochondria function depends on age – 1-1,5 month old animas were less sensitive to hyperthermia in compare with adults. G+M oxidation is more suppressed then P+M oxidation in hyperthermic condition. Furthermore, in severe hyperthermia cases, substrate oxidation is separated from oxidative phosphorylation – respiration rates equalize between the third metabolic state and the state when substrates oxidation is separated from ADP phosphorylation. Vytauto Didžiojo universiteta