Release of unidentified mitochondrialsubstances – evidence for mitochond-rial permeability transition poreopening in heart mitochondria of rats
V.F. Sagach, H.L. Vavilova, O.V. Rudyk, N.A. Strutyns’ka
O.O.Bohomoletz Institute of PhysiologyNational Academy of Science of Ukraine, Kiev
![](/images/cite.png)
Abstract
In experiments in vitro on isolated heart mitochondria of rats,
an activation of mitochondrial permeability transition pore
(PTP) was induced by either modelling an oxidative stress
with PTP-inductor phenylarsine oxide (PAO) or by calcium
overload (CaCl 2). PTP-opening was determined
spectrophotometrically (λ = 520 nm) by a decrease in an optical density
(OD), resulting from mitochondrial swelling. We also observed
a release of mitochondrial unidentified substances (mitochondrial
factor, MF) registered spectrophotometrically in a range
of waves λ = 230-260 nm. Both correlation between mitochondrial
swelling and a release of the mitochondrial factor
have been found in experiments with PAO at concentrations
10 -7-10 -4 mol/l, and in those with СаСl 2 at concentrations
10 -6-10 -4 mol/l. The classical inhibitor of mitochondrial PTP
cyclosporin A (Cs A, 10 -5 mol/l) inhibited mitochondrial swelling
and a release of that factor completely. Our experimental
data give evidence for mitochondrial origin of the factor and
its release following PTP-opening by PTP-inductors - PAO
and СаСl 2. Mitochondrial swelling that accompanied the factor’s
release might contribute to PTP-opening and be useful
in defining the mitochondrial sensitivity either with inductors
or inhibitors of mitochondrial PTP in different tissues
under normal and pathological states of organism.
References
- Bладимиров Ю.А. Нарушение барьерных свойств внутренней и наружной мембран митохондрий, некроз и апоптоз // Биол. мембраны. – 2002. – 19, №5. – С. 356 – 377.
- Костерин С.А., Браткова Н.Ф., Курский М.Д. Роль сарколеммы митохондрий в обеспечении кальциевого контроля расслабления миометрия // Биохимия. – 1985. – 50, №8. – С.1350 – 1361.
- Сагач В.Ф., Вавілова Г.Л., Струтинська Н.А., Акопова О.В. Вплив індукторів та інгібіторів мітохондріальної пори на її утворення та на вивільнення неідентифікованого мітохондріального фактора // Фізіол. журнал. – 2003. – 49, №1. – С.3 – 12.
- Струтинська Н.А., Вавiлова Г.Л., Рудик О.В., Сагач В.Ф. Вивiльнення мiтохондрiального фактора та iндукцiя МРТ в кардiомiоцитах старих щурiв i за умову впливу на них iнтервальноi гiпоксii // У кн.: Актуальнi проблеми бiохiмii та бiотехнологii – 2003 (тези доп.). – К.,2003. – С.28-29.
- Сагач В. Ф., Дмитрієва А. В., Шиманська Т. В., Надточій С. М. Фактор, який вивільнюється під час реперфузії ішемізованого серця, дослідження впливу на міокард, коронарні та периферичні судини // Фізіол. журн. – 2002. – 48, №1. – С.3 – 8.
- Сагач В. Ф., Шиманська Т. В., Надточій С. М. Фактор, який вивільнюється під час реперфузії ішемізованого серця може бути маркером відкриття мітохондріальної пори // Там само. – 2003. – 49, №4. – С.7 – 13.
- Bernardes C. F., Fagain M.M., Meyer-Fernandes J.R. et al. Suramin inhibits respiration and induces membrane permeability transition in isolated rat liver mitochondria // Toxocology. – 2001. – 169. – P.17 – 23.
- Bernardi P., Vassaneli S., Veronese P. et al. Modulation of the mitochondrial cyclosporin A – sensitive permeability transition pore // J. Biol. Chem. – 1993. – 268. – P.1005 – 1010.
- 9. Brookes P. S., Salinas E. P., Darley-Usmar K. et al. Concentration-dependent effect of nitric oxide on mitochondrial permeability transition and cytochrom C release // J. Biol. Chem. – 2000. – 275, №27. – P. 20474 – 20479.
- 10. Bruce S. Kristal, M. Matsuda, B. P.Yu. Abnormalities in the mitochondrial permeability transition in diabetics rats // Biophys. Biochem. Res. Commun. – 1996. – 222. – P. 519 – 523.
- Crompton M., Barskly E., Jonson N., Capano M. Mitochondrial intermembrane junctional complexes and their invilvement in cell death // Biochemie. – 2002. – 84. – P.143 – 152.
- Duchen M. R. Mitochondria and calcium: from signalling to cell death // J Physiol. – 2000. – 529, №1. – P.57 – 68.
- Halestrap A. P., McStay G. P., Clane S. J. The permeability transition pore complex: another view // Biochemie. – 2002. – 84. – P.153-166.
- Korge P., Goldhaber J.I., Weiss J. N. Phenylarsineoxide induces mitochondrial permeability transition hypercontracture, and cardiac cell death // Amer. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2001. – 280. – P. H2203 – H2213.
- Lesnefsky E. J., Moghaddas S., Tandler B. et al. Mitochondrial disfunction in cardiac disease: icshemia-reperfusion, ageing and heart failure // J. Mol. Cardiol. – 2001. – 33, №6. – P. 1065 – 1089.
- Lowry O. H., Rosenbrough N. J., Farr A.L. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – 193, №1. – P. 265 – 275.
- Mather M., Rottenberg H. Ageing enchances the activation of the permeability transition pore in mitochondria // Biophys. Biochem. Res. Commun. – 2000. – 273. – P. 603 – 608.
- Petit P. X., Goubern M., Diolez P., Susin S. A. et al. Disraption of the outer mithochondrial membrane as a result of large amplitude swelling: the impact of irreversible permeability transition // FEBS Lett. – 1998. – 426. – P. 111 – 116.
- 19. Zorov D. B., Filburn C. R., Klotz L.-O. et al. Reactive oxygene species (ROS)-induced ROS release: a new phenomenon accompanying induction of the mitochondrial permeability transition in cardiac myocytes // J. Exp. Med. – 2000. – 192, №7. – P.1001 – 1014.
|