Изучение структуры и локализации митохондрий при различных формах гипоксии. Роль митохондриального АТФ-зависимого калиевого канала и белков промежуточных филаментов в структурных перестройках клетки.

Главным патогенетическим звеном при кислородном голодании тканей в организме является повреждение митохондрий, сопровождающееся нарушениями энергообеспечения и антиоксидантной защиты, а также стабильности мембран вследствие интенсификации образования продуктов перекисного окисления липидов. Недавно нами была выявлена специфическая форма изменений митохондрий кардиомиоцитов в условиях гипоксической гипоксии. (Розова и др., Биохимия, 2015). При этом в структурно поврежденных органеллах (в основном, в межфибрилярных), выявляются микромитохондрии (микроМХ) диаметром до 0,15 мкм. Показано, что образующиеся микроМХ полностью или частично наследуют функции «родительских» митохондрий, затем покидают материнскую митохондрию и развиваются самостоятельно. Также нами было показано, что образование микроМХ регулируется специфическими фармакрлогическими модуляторами митохондриального АТФ-зависимого калиевого канала (митоКАТФ): при действии активатора канала диазоксида увеличивается количество микроМх, а при действии ингибитора 5-гидроксидеканоата почти полностью прекращается их образование. Было предположено, что это защитная реакция организма. Механизмы, ответственные за подобные изменения ультраструктуры митохондрий, остаются невыясненными. Митохондрии миокарда, как известно, имеют определённый характер локализации по клетке. При изменении условий существования клетки, элементы цитоскелета, обеспечивающие перемещение митохондрий в участки, где облегчена диффузия О2, подвержены значительным модуляциям. Механизм этого явления пока также не выяснен. Предварительные исследования, проведенные в нашей лаборатории, позволяют предположить участие белков промежуточных филаментов в механизме движения митохондрий. В связи с вышесказанным, данный проект направлен на изучение структуры и локализации митохондоий в кардиомиоцитах при различных видах гипоксии и выяснение роли митоКАТФ и белков промежуточных филаментов в наблюдаемых изменениях. Одной из задач настоящего проекта является также изучение влияния уридиндифосфата (УДФ), природного активатора митоКАТФ, (Mironova et al., JBC, 2004), на структурные изменения в кардиомиацитах и формирование микроМх. Для этого планируется использовать уридин (предшественник метаболического активатора УДФ). Работа направлена на выяснение механизма известного и широко обсуждаемого кардиопротекторного антиишемического действия активаторов митоКАТФ.