Українська Русский English

ISSN 2522-9028 (Print)
ISSN 2522-9036 (Online)
DOI: https://doi.org/10.15407/fz

Fiziologichnyi Zhurnal

is a scientific journal issued by the

Bogomoletz Institute of Physiology
National Academy of Sciences of Ukraine

Editor-in-chief: V.F. Sagach

The journal was founded in 1955 as
1955 – 1977 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0015 – 3311)
1978 – 1993 "Fiziologicheskii zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
1994 – 2016 "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 0201 – 8489)
2017 – "Fiziolohichnyi zhurnal" (ISSN 2522-9028)

Fiziol. Zh. 2005; 51(4): 20-28


The modification of nitric oxideproduction by exogenous substratesof krebs cycle under acute hypoxia

N. M. Kurhalyuk, A.V. Kotsuruba, V.F.Sahach.

    Ivan Franko Lviv National University, Ukraine;Palladin Institute of Biochemistry NAS Ukraine, Kyiv;O.O. Bogomoletz Institute of Physiology, National Academyof Science of Ukraine, Kyiv


Abstract

Hypoxia causes the disruption of mitochondria electron respiratory chain, production of active oxygen forms and the unoxidative protection. In experiments on Wistar rats the in- fluence of sodium succinate (50 mg/kg) and б-ketoglutarate (200 mg/kg) on NO2-, NO3- , urea and polyamines contents in blood and liver under acute hypoxia (7% O2 in N2, 30 min) was investigated. Nitrite and nitrate content decreased in erythro- cytes and liver but not in plasma under acute hypoxia. The exogenous succinate (SK) stimulated production of nitric ox- ide in erythrocytes and liver while б-ketoglutarate (KG) only in liver. The switch from more intensive SK oxidation that reveals adrenomimetic influence and causes the synthesis and release of NO from erythrocyte, to less intensive KG correlates with well-known decrease of tissue respiration under the acti- vation of the cholinergic system due to urea cycle activation particularly in liver. The activation of the SK oxidation takes place mainly under the different stress conditions and causes NO production in the blood cells. These conditions of the intensive and fast action under acute hypoxia are accompanied on the one hand by the increase of oxygen input ratio and on the other hand by activation of the free radical oxidation. The protective effect of the natural Krebs cycle intermediates – SK and KG in particular, is related to the regulation of NO syn- thesis and its metabolism in the main organs. These results proved the existence not only metabolite control of NO sys- tem by Krebs cycle intermediates, but the existence of the systemic mechanism for the support of the functional state of mitochondria under hypoxia.

References

  1. Ванин А.Ф. Оксид азота: регуляция клеточногометаболизма без участия системы клеточных рецепторов// Биофизика. – 2001. – 46, Вып. 4. – С. 631–641.
  2. Ванин А.Ф., Кубрина Л.Н., Маленкова И.В.,Мордвинцев Н.И. L-аргинин – эндогенный источникоксида азота в тканях животных in vivo // Биохимия. –1991. – 56, № 5. – С. 935–939.
  3. Данилович Ю.В., Тугай В.А. Утворення NO та Н2О2у стромальних клітинах ендометрія за дії ацетилхо-ліну // Укр. біохім. журн. – 2001. – 73, № 3. – С. 110–115.
  4. Долиба Н.М., Кургалюк Н.Н., Абдулла Локаль идр. Реципрокное сукцинату и катехоламинам дейст-вие введенных ?-кетоглутарата натрия и ацетил-холина на окисление субстратов в митохондрияхсердца и нейрогормональный статус организма. –В кн.: Янтарная кислота в медицине, пищевойпромышленности, сельском хозяйстве. – Пущино,1997. – С. 21–27.
  5. Доліба М.М. Механізми холінергічної регуляціїенергетичного обміну в міокарді і травних залозах:Автореф. дис. … д-ра біол.наук. – Львів. Ін-тфізіології і біохімії тварин. – Львів, 1993. – 45 с.
  6. Доліба М.М., Гордій С.К., Коробов В.М. Впливгіпоксичної гіпоксії на енергетичний обмін у міто-хондріях печінки та вміст ацетилхоліну в різнихтканинах // Фізіол. журн. – 1996. – 42, № 5–6. – С. 45–50.
  7. Доліба М.М., Кургалюк Н.М., Музика Ф.В. та ін.Синергізм дії a-кетоглутарату і ацетилхоліну наенергетичний обмін в мітохондріях // Фізіол. журн. –1993. – 39, № 5-6. – С. 65–70.
  8. Дорофеев Г.И., Кожемякин Л.А., Ивашкин В.Т.Циклические нуклеотиды и адаптация организма. –Л.: Наука, 1978. – 181 с.
  9. 9. Колб В. Г., Калашникова В. С. Клиническаябиохимия. – Минск, 1976. – 311 с.
  10. 10.Кондрашова М.Н. Взаимодействие процессовпереаминирования и окисления карбоновых кислотпри разных функциональных состояниях ткани //Биохимия. – 1991. – 56, № 3. – С. 388–404.
  11. Кондрашова М.Н. Реципрокная регуляция дыханияи структурного состояния митохондрий гормональ-но-субстратной системой. – В кн.: Труды Между-нар. конф. “Митохондрии, клетки и активные формыкислорода” (Пущино, 6–9 июня 2000 г.) – Пущино,2000. – С. 71–74.
  12. Кондрашова М.Н. Трансаминазный цикл окислениясубстратов в клетке как механизм адаптации кгипоксии. – В кн.: Фармакологическая коррекциягипоксических состояний. – М., 1989. – С. 51–70.
  13. Коробов В.М. Роль оксиду азоту в регуляціїтранспорту газів // Укр. біохім. журн. – 2001. – 73,№ 3. – С. 13–18.
  14. Кургалюк Н.М. Вплив інтермедіатів циклу трикар-бонових кислот на систему оксиду азоту за гостроїгіпоксії організму // Там само. – 2002. – 74, № 4. –С. 85–90.
  15. Кургалюк Н.М. Вплив модифікації продукціїоксиду азоту L-NNA на стан системи антиокси-дантного захисту і перекисного окиснення ліпідів укрові та тканинах щурів з різною резистентністюдо гіпоксії // Фізіол. журн. – 2001. – 47, №2. – С. 52–59.
  16. Кургалюк Н.М., Горинь О.В., Гальків М.О., ГордійС.К. Роль холінергічних механізмів регуляції вадаптивних реакціях організму до дії екстремальнихнавантажень // Там само. – 1998. –44, №3. – С. 164–165.
  17. Лукьянова Л.Д. Биоэнергетические механизмыформирования гипоксических состояний и подходык их фармакологической коррекции. – В кн.:Фармакологическая коррекция гипоксическихсостояний. – М., 1989. – С. 11–44.
  18. Маевский Е.И., Гришина Е.В., Розенфельд А.С. идр. Анаэробное образование сукцината и облег-чение его окисления – возможные механизмыадаптации клетки к кислородному голоданию //Биофизика. – 2000. – 45, № 3. – С. 509–513.
  19. 19. Маевский Е.И., Розенфельд А.С., Гришина Е.В.,Кондрашова М.Н. Экспериментальное доказа-тельство преимущественного образования иокисления сукцината при гипоксии. – В кн.: ТрудыМеждунар. конф. “Митохондрии, клетки и актив-ные формы кислорода”. – Пущино, 2000. – С. 102–104.
  20. 20. Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Стресс, адаптация иоксид азота // Биохимия. – 1998. – 63, № 7. – С. 992–1006.
  21. Мойбенко О.О., Сагач В.Ф., Ткаченко М.М.Фундаментальні механізми дії NO на серцево-суднинну систему як основи патогенетичноголікування її захворювань // Фізіол. журн. – 2004. –50, №1. – С. 11–26.
  22. Мойбенко О.О., Юзьків М.Я., Тумановська Л.В.,Коцюруба А.В. Гостра ішемія-реперфузія міокарда:роль системи оксиду азоту // Там само. – 2004. – 50,№2. – С. 34–42.
  23. Писаренко О.И., Хлопков В.Н., Ругге Э.К. Изуче-ние методом ЯМР образования сукцината изэкзогенных предшественников в неаэрируемыхмитохондриях сердца крысы // Биохимия. – 1986. –1, № 7. – С. 1174–1179.
  24. Реутов В. П., Сорокина Е. Г., Охотин В. Е., КосицинН. С. Циклические превращения оксида азота ворганизме млекопитающих. – М., 1998. – 156 с.
  25. Сагач В.Ф., Богуславський А.Ю., Дмитрієва А.В.,Надточій С.М. Роль NO та мітохондріальної пори взміні кисневих режимів працюючого скелетногом’яза // Фізіол. журн. – 2004. – 50, №2. – С. 19–26.
  26. Сятин С.П., Березов Т.Т. Спектрофотометрическийметод определения орнитиндекарбоксилазы спомощью 2,4-динитрофторбензола // Вопр. мед.химии. – 1980. – 26, № 4. – С. 561–564.
  27. Abu-Soud H., Ichimori K., Presta A., Stuehr D. Elec-tron transfer, oxygen binding, and nitric oxide feed-back inhibition in endothelial nitric-oxide syntase // J.Biol. Chem. – 2000. – 275, № 23. – P. 17349–17357.
  28. Bank N.R., Aynedjian H.S. Role of EDRF (nitric ox-ide) in diabetic renal hyperfiltration // Kidney Int. –1993. – 43. – P. 1306–1312.
  29. 29. Boucher L.G., Moali C., Tenu J. Nitric oxide biosynthe-sias, nitric oxide synthase inhibitors and arginasecompetition for L-arginine utilization // Cell. Mol. LifeSci. – 1999. – 55. – P. 1015–1028.
  30. 30. Bradford M.M. A rapid and sensetive method forthe quantitative of microgram quantitatives ofprotein utiliting the principle of protein dye bind-ing // Anal. Biochem. – 1976. – 72, № 1. –P. 242–254.
  31. Green L.C., David A.W., Glogowski J. et al. Analysisof nitrate, nitrite and [15N]-nitrate in biological fluids// Ibid. – 1982. – 126, № 1. – P. 131–138.
  32. Palumbo A., Astarita G., Ischia M. Inhibition ofneuronal nitric oxide synthase by 6-nitrocatecho-lamines, putative reactions products of nitric oxide withcatecholamines under oxidative srtess conditions //Biochem. J. – 2001. – 356. – P. 105–110.
  33. Spencer N., Zeng H., Patel R., Hogg N. Reaction of S-Nitrosoglutathione with the heme group of deoxyhemo-globin // J. Biol. Chem. – 2000. – 275, № 47. –P. 36562–36567.
  34. Wu G. Synthesis of citrulline and arginine from pro-line in enterocytes of postnatal pigs // Am. J. Physiol. –1997. – 272. – P. G1382–G1390.
  35. Wu G., Morris S. Arginine metabolism: nitric oxideand beyond // Biochem. J. – 1998. – 336. – P. 1–17.

© National Academy of Sciences of Ukraine, Bogomoletz Institute of Physiology, 2014-2018.