Effect of general vibration on functions of breath chain in the rabbit parenchimatic organs

Abstract


The purpose of the paper was to study the activity of energy producing system of the rabbit liver and ren after exposure to general vibration of different type regimens. The energy dependent reactions of native mitochondria were investigated by means of polarographic method using Clark’s closed membrane electrode. The energy producing system of the liver and ren was shown to be involved in response reaction of the organism on vibration exposure. The degree of functional activity of the liver and ren mitochondria depended on the studied regimens of vibration (frequency and duration) and manifested with misbalance between FAD- and NAD-depended links of the breath chain. The increase in frequency and duration of vibration led to low energetic shift with activation of the oxidative system for succinate and the inhibition of NAD-depended link of the breath chain in mitochondria as well as with dystrophy of the liver tissue.

Viktoriya Vladimirovna Vorobyeva

Kirov Military Medical Academy

Email: v.v.vorobeva@mail.ru
Cand. Med. Sci. (Pharmacology), Lecturer, Department of Pharmacology

V G Khorobrykh

State Medical Academy of Kirov

Lecturer

Petr Dmitriyevich Shabanov

Kirov Military Medical Academy

Email: pdshabanov@mail.ru
D. Sci. (Pharmacology), Professor and Head, Dept. of Pharmacology

  1. Агарков А. А., Попова Т. Н., Семенихина А. В. Каталитические свойства глутатионредуктазы из печени крысы в норме и при токсическом гепатите // Биомед. химия. — 2009. — Т. 55, № 2. — С. 169–176.
  2. Акопова О. В., Носарь В. И., Бурый В. А., Маньковская И. Н., Сагач В. Ф. Влияние активатора АТР–зависимого К+–канала на потребление кислорода и К+-цикл в митохондриях печени крыс // Биохимия. — 2010. — Т. 75, вып. 9. — С. 1273–1283.
  3. Васин М. В., Королева Л. В. Характеристика реакции сукцинатоксидазной системы клеток при воздействии на организм экстремальных факторов // Клинические и патогенетические проблемы нарушений клеточной энергетики (митохондриальная патология): сб. науч. ст. Всерос. конф. с междунар. участием. — Москва, 1999. — С. 19–20.
  4. Волчегорский И. А., Долгушин И. И., Колесников О. А., Цейликман В. Э. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма. — Челябинск, 2000. — С. 40–60.
  5. Воробьева В. В. Активность систем энергопродукции миокарда при воздействии общей вибрации в эксперименте // Пермский мед. журнал. — 2006. — Т. 23, № 3. — С. 6–13.
  6. Воробьева В. В. Эффективность препаратов, содержащих митохондриальные субстраты, при коррекции вибрационно-опосредованного нарушения энергетического обмена в кардиомиоцитах: Автореф. Дис… канд. мед. наук. — Саранск, 2006. — 22 с.
  7. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Функциональная активность системы энергопродукции миокарда кролика при воздействии общей вибрации // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. — 2009. — Т. 95, № 1. — С. 19–26.
  8. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Экзогенная янтарная кислота уменьшает вибрационно-опосредованные нарушения энергетического обмена в кардиомиоцитах кролика // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. — 2009. — Т. 95, № 8. — С. 857–864.
  9. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Вибрационная модель гипоксического типа клеточного метаболизма, оцененная на кардиомиоцитах кролика // Бюл. эксперим. биол. и мед. — 2009. — Т. 147, № 6. — С. 712–715.
  10. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Морфофункционаьные изменения миокарда кролика при воздействии общей вибрации и после фармакологической защиты янтарной кислотой // Вестник СПбГУ, сер.11. — 2010. — № 3. — С. 201–207.
  11. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Изучение механизма кардиопротективного эффекта нифедипина при воздействии вибрации у кроликов // Эксперим. и клин. фармакология. — 2010. — Т. 73, № 6. — С. 5–9.
  12. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Блокаторы медленных кальциевых каналов L-типа поддерживают энергетический обмен в кардиомиоцитах кролика при воздействии общей вибрации // Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. — 2010. — Т. 96, № 6. — С. 573– 581.
  13. Воробьева В. В., Шабанов П. Д. Биоэнергетические феномены при стрессирующем воздействии локальной вибрации и защитном действии янтарной кислоты //Мед.-биол. и соц.-психол. пробл. безопасности в чрезвыч. итуациях. — 2010. — № 4, часть 1. — С. 87–92.
  14. Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции / Пер. с англ. — М.: Мир, 1997. — 624 с.
  15. Гоголева О. И. Вибрационная болезнь у рабочих угольных шахт (клинико-гомеостатические и терапевтические аспекты): Автореф. Дис… д-ра мед. наук. — Пермь, 2000. — 40 с.
  16. Григорьев А. И., Тоневицкий А. Г. Молекулярные механизмы адаптации к стрессу: гены раннего ответа //Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. — 2009. — Т. 95, № 10. — С. 1041–1057.
  17. Зайцев В. Б., Крылов П. А., Резцов О. В., Коледаева Е. В. Мочеполовая система с основами эмбриологии: уч. пос. для студентов мед. вузов. — Киров, 2006. — 144 с.
  18. Зарубина И. В., Шабанов П. Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. — СПб.: Н-Л, 2004. — 368 с.
  19. Захарченко М. В., Хундерякова Н. В., Кондрашова М. Н. Важность сохранения биофизической организации выделенных митохондрий для выявления физиологической регуляции их функции // Биофизика. — 2011. — Т. 56, № 5. — С. 840–847.
  20. Зуева М. А., Шпагина Л. А., Герасименко О. Н., Зюбина Л. Ю., Михно И. П. Гемодинамические и микроциркуляторные механизмы формирования поражения печени при вибрационной болезни // Мед. труда и пром. экология. — 2010. — № 8. — С. 14–19.
  21. Ивницкий Ю. Ю. Интенсивность клеточного дыхания и радиорезистентность организма: Автореф. дис… д-ра мед. наук. — СПб., 1994. — 22 с.
  22. Измеров Н. Ф. Роль профпатологии в системе медицины труда // Мед. труда и пром. экология. — 2008. — № 11. — С. 1–11.
  23. Кирьяков В. А., Павловская Н. А., Сухова А. В. Критерии выбора информативных лабораторных биомаркеров в медицине труда (анал. обзор лит-ры) // Мед. труда и пром. экология. — 2010. — № 12. — С. 22–27.
  24. Коваль А. Н. Грицук А. И., Свергун В. Т. Параметры тканевого дыхания миокарда белых крыс при продолжительной инкорпорации радиоцезия. Митохондрии в патологии: мат. Всерос. раб. сов. — Пущино, 2001. — С. 125–127.
  25. Кондрашова М. Н. Аппаратура и порядок работы при полярографическом измерении дыхания митохондрий. Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом. — М.: Наука, 1973. — С. 50–59.
  26. Кондрашова М. Н. Метаболические состояния митохондрий при разных физиологических состояниях организма. Молекулярные механизмы клеточного гомеостаза. — Новосибирск: Наука, 1987. — С. 140–153.
  27. Кондрашова М. Н. Структурно-кинетическая организация цикла трикарбоновых кислот при активном функционировании митохондрий // Биофизика. — 1989. — Т. 34, № 3. — С. 450–458.
  28. Кондрашова М. Н. Монополизация дыхательной цепи янтарной кислотой при гипоксии // Физиология и биоэнергетика гипоксии. — Минск, 1990. — С. 45–48.
  29. Кондрашова М. Н., Григоренко Е. В. Проявления стресса на уровне митохондрий // Журн. общей биологии. — 1985. — С. 516–526.
  30. Кондрашова М. Н., Сирота Т. В., Темнова А. В. и др. Обратимая организация митохондрий в ассоциаты как фактор регуляции дыхания // Биохимия. — 1997. — Т. 62, № 2. — С. 154–163.
  31. Костюк И. Ф., Капустник В. А. Роль внутриклеточного обмена кальция в развитии вазоспастических реакций при вибрационной болезни // Мед. труда и пром. экология. — 2004. — № 7. — С. 14–17.
  32. Ленинджер А. Л. Основы биохимии: пер. с англ. в 3-х т. Т. 2 — М.: Мир, 1985. — 320 с.
  33. Лукьянова Л. Д. Проблемы гипоксии: молекулярные, физиологические и медицинские аспекты. — М.: Медицина, 2004. —520 с.
  34. Лукьянова Л. Д. Сигнальная функция митохондрий при гипоксии и адаптации // Патогенез. — 2008. — Т. 6, № 3. — С. 4–12.
  35. Лукьянова Л. Д. Анализ действия энерготропной терапии митохондриальных дисфункций при патологиях, включающих в себя гипоксическую компоненту // Патогенез. — 2008. — Т. 6, № 3. — С. 40–41.
  36. Любченко П. Н., Новикова А. В., Карпов В. Н. и др. Результаты морфологического исследования слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки у больных вибрационной болезнью // Тер. архив. — 1998. — № 2. — С. 36–39.
  37. Маевский Е. И., Кондрашова М. Н. Сукцинатная фракция дыхания — наиболее чувствительная характеристика митохондрий при небольших изменениях физиологического состояния // Митохондриальные процессы во временной организации жизнедеятельности: сб. науч. ст. — Пущино. 1978. — С. 24–32.
  38. Маевский Е. И., Розенфельд А. С., Гришина Е. В., Кондрашова М. Н. Коррекция метаболического ацидоза путем поддержания функций митохондрий // Митохондрии в патологии. — Пущино. 2001.
  39. Мазина Н. К., Воробьева В. В., Заугольников В. С., Вознесенский Н. К. Влияние общей вибрации на функции дыхательной цепи печени кроликов // Вятский мед. вестник. — 2002. — № 1. — С. 45–49.
  40. Мазина Н. К., Кудрявцев В. В., Воробьева В. В. Влияние регуляторов энергетического обмена на окислительные процессы в почках при действии вибрации // Нефрология и диализ. — 2003. — Т. 5, № 3. — С. 257.
  41. Маслова Г. М., Мохова Е. Н. Обращение знака различий в энергетическом сопряжении в ответ на воздействие in vivo при вариации состава среды инкубации гомогената // Митохондрии. Биохим. функции в системе клеточных органелл. — М.: Наука, 1969. — С. 98–101.
  42. Мелких А. В., Сутормина М. И. Модель активного транспорта ионов в гепатоцитах // Биофизика. — 2010. — Т. 55, № 1. — С. 83–87.
  43. Мохова Е. Н. Хавкина И. В. Сравнение чувствительности к амиталу и к разобщителям дыхания кусочков печени на эндогенных субстратах, пирувате и НАДН //Регуляция процессов окисления и сопряжения. — М.: Наука, 1974. — С. 71–75.
  44. Никольс Д. Биоэнергетика. Введение в хемиосмотическую теорию. — М.: Мир. 1985. — 152 с.
  45. Пальцев М. А., Пономарев А. Б., Берестова А. В. Атлас по патологической анат. — М.: Медицина, 2003. — 432 с.
  46. Панков В. А. Вибрационная болезнь от локальной вибрации: Автореф. дис… д-ра мед. наук. — Ангарск, 2002. — 48 с.
  47. Панин Л. Е. Биохимические механизмы стресса. — Новосибирск: Наука, 1983. — 216 с.
  48. Панин Л. Е. Энергетические аспекты адаптации. — Л.: Медицина, 1978. — 192 с.
  49. Панков В. А., Дьякович М. П. Применение модельных исследований в задаче прогнозирования развития вибрационной болезни // Мед. труда и пром. экология. — 2003. — № 3. — С. 1–5.
  50. Потеряева Е. Л. Вибрационные висцеропатии в контексте системных микроангиопатий: (патоморфогенез, особенности клиники, вопросы терапии): Автореф. дис… д-ра мед. наук. — Новосибирск, 1999. — 44 с.
  51. Потеряева Е. Л., Захарьян А. Г., Слуцкая Е. В. Некоторые социально-гигиенические аспекты инвалидности вследствие профессиональных заболеваний в Новосибирской области // Мед. труда и пром. экология. — 2007. — № 9. — С. 38–39.
  52. Преображенский В. Н., Меркулов В. М., Васильев А. Ю. и др. Особенности формирования патологии желчного пузыря и желчевыводящих путей под влиянием вибрации // Тер. архив. — 1995. — № 2. — С. 16–17.
  53. Рахимов Я. А., Сапин М. Р., Белкин В. Ш., Этинген Л. Е. Морфология внутренних органов при действии вибрации. — Душанбе: Высшая школа, 1979. — 264 с.
  54. Сахаров Д. А., Шкурников М. Ю., Тоневицкий А. Г. Кратковременный высокоинтенсивный физиологический стресс вызывает увеличение экспрессии белка теплового шока в лейкоцитах человека // Бюл. эксперим. биол. и мед. — 2009. — Т. 147, № 3. — С. 335–340.
  55. Свиряева И. В. Мерцалова А. С., Рууге Э. К. Образование супероксидных радикалов в изолированных митохондриях сердца при малой концентрации кислорода // Биофизика. — 2010. — Т. 55, № 2. — С. 271–276.
  56. Скулачев В. П. Энергетика биологических мембран/Под ред. С. Е. Северина. — М.: Наука, 1989. — 564 с.
  57. Смирнова Е. Л., Потеряева Е. Л., Никифорова Н. Г. Индивидуальные особенности перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у лиц с вибрационной болезнью в послеконтактном периоде // Мед. труда и пром экология. — 2010. — № 8. — С. 36–40.
  58. Суворов Г. А., Пальцев Ю. П., Прокопенко Л. В. Физические факторы и стресс // Мед. труда и пром. экология. — 2002. — № 8. — С. 1–4.
  59. Сухаревская Т. М., Ефремов А. В., Непомнящих Г. И. и др. Микроангио- и висцеропатии при вибрационной болезни. — Новосибирск, 2000. — 238 с.
  60. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии. — М.: Мир, 1980. — Т. 1, № 2. — С. 322–967.
  61. Ando H., Noguchi R., Ishitake T. Frequency dependence of hand-arm vibration on palmar sweating response //Scand. J. Work Environ. Health. — 2002. — Vol. 28, N 5. — P. 324– 327.
  62. Ben-Dov C., Hartmann B., Lungren J., Valcarcel J. Genome-wide analysis of alternative pre-mRNA splicing // J. Biol. Chem. — 2008. — Vol. 283, N 5. — P.1229–1233.
  63. Chance В., Williams G. R. Respiratory enzymes in oxidative phosphorylation // J. Biol. Chem. — 1955. — Vol. 217, N 1. — P. 383–451.
  64. Correa P. R., Kruglov E. A., Thompon M. Succinate is a paracrine signal for liver damage // J. Нepatology. — 2007. — Vol. 47, N 2. — Р. 262–269.
  65. Goa J. A micro biuret method for protein determination. Determination of total protein in cerebrospinal fluid //Scand. J. Clin. Lab. Invest. — 1953. — Vol. 5. — P. 218–222.
  66. Greenstein D., Kester R. C. The role leukocytes in the pathogenesis of vibration-induced white figner // Angiology. — 1998. — Vol. 49, N 11. — Р. 915–922.
  67. Griffin M. J., Bovenzi М. Dose-responte patterns for vibration-induced white figner // Occup. Environ. Med. — 2003. — Vol. 60, N 1. — Р. 16–26.
  68. He W., Miao F. J., Lin D.C. et al. Citric acid cycle intermediates as ligands for orphan G- protein-coupled receptors //Nature. — 2004. — Vol. 429. — Р. 188–193.
  69. Issever H., Aksoy C., Sabuncu H., Karan A. Vibration and its effects on the body // Med. Princ. Pract. — 2003. — Vol.12, N 1. — Р. 34–38.
  70. Ishitake T. Hemodynamic changes in skin microcirculation induced by vibration stress in the conscious // Kurume Med. J. — 1990. — Vol. 37. — P. 235–245.
  71. Matoba T. Pathophysiology and clinical pucture of hand-arm vibration syndrome in Japanes workers // Nagoya J. Med. Sci. — 1994. — Vol. 57. — P. 19–26.
  72. Matsumoto Y., Maeda S., Oji Y. Influence of frequency thresholds for magnitude of vertical sinusoidal whole-body vibration // Ind. Health. — 2002. — Vol. 40, N 4. — Р. 313–319.
  73. Peproelska B., Szeszeia-Dabrowska N. Occupational diseases in Poland, 2001 // Int. J. Occup. Med. Environ. Health. — 2002. — Vol. 15, N 4. — Р.337– 34.
  74. Saxton J. M. A review of current literature on physiological tests and soft tissue biomarkers applicable to work-related upper limb disorders // Occup. Med. — 2000. — Vol. 50, N 2. — P. 121–130.
  75. Semenza G. L. Expression of hypoxia-inducible factor 1: mechanisms and consequences // Biochem. Pharmacol. — 2000. — Vol. 59. — Р. 47–53.
  76. Stroka D. M., Burkhardt T., Desballerts I. HIF-1 is expressed in normoxia tissue and displays an organ — specific regulation under systemic hypoxia // FASEB J. — 2001. — Vol. 15. — P.2445–2453.
  77. Shishido T. A., Sugimachi M., Kawaguchi O. А new method to measure regional myocardial time — varying elastance using minute vibration // Amer. J. Physiol. — 1998. — Vol. 274. — Р. 1404–1415.
  78. Vorobieva V. V., Shabanov P. D. Vibration model for hypoxic type of cell metabolism evaluated on rabbit cardiomyocytes // Bull. Exp. Biol. Med. — 2009. — Vol. 147, N 6. — Р. 712–715.

Views

Abstract - 359

PDF (Russian) - 244

Cited-By


PlumX


Copyright (c) 2012 Vorobyeva V.V., Khorobrykh V.G., Shabanov P.D.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies