Українська 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. 2008; 54(3): 3-9

In vivo effect of precursors and modulator of coenzymeQ biosynthesis on sensitivity of mitochondrial permeability transition pore to induc-tors of its opening in old rats’ heart

S.V. Timoshchuk, G. L. Vavilova, N.A. Strutynska, E.B. Kuchmenko, D.N. Petukhov,G.V. Donchenko, V.F. Sagach

    1Bogomoletz Institute of Physiology of NAS of Ukraine, Kyiv;2Palladin Institute of Biochemistry of NAS of Ukraine, Kyiv



Abstract

This research work is devoted to study of the sensitivity of mitochondrial permeability transition pore (MPTP) opening to its inductors – ions Ca2+ (10-4 mol/l) and oxidant phenylarsine oxide (10-4 mol/l) and content of ubiquinone (coenzyme Q, CoQ) and vitamin E in heart mitochondria of adult, old (control) and old rats under administration of pre- cursors an modulator of CoQ biosynthesis - 4-hydroxybenzoic acid, methionine and modulator of CoQ biosynthesis, namely vitamin E. The results of our research demonstrate that ad- ministration of complex of biologically active substances, which are precursors and modulators of CoQ biosynthesis, leads to decrease in the sensitivity of MPTP opening to its inductors and increase of CoQ and vitamin E content in old rats heart mitochondria. Therefore the results obtained lead to a conclusion that increase of CoQ content due to administra- tion of precursors and modulator of its biosynthesis is an ef- fective way in the inhibition of MPTP opening. This approach as well as application of CoQ-containing medicals may be used for correction of mitochondrial dysfunction under various pathologies of cardiovascular system and in aging.

Full text: (PDF, in Ukrainian)

References

  1. Донченко Г.В. Биохимия убихинона. – К.: Наук. думка, 1988. – 240 с.
  2. Кучменко О.Б., Пєтухов Д.М. Донченко Г.В. Дія адреаміцину на біоенергетичні процеси в тканинах печінки та серця щурів і її корекція попередниками та модуляторами біосинтезу убіхінону // Доп. НАН України. – 2007. – № 12. – С.167–172.
  3. Костерин С.А., Браткова Н.Ф., Курский М.Д. Роль сарколеммы и митохондрий в обеспечении кальциевого контроля расслабления миометрия // Биохимия. – 1985. – 50, №8. – С.1350–1361.
  4. Кучменко О.Б., Петухов М.Д., Донченко Г.В. Показ- ники біоенергетичного обміну клітин інтактних тварин при введенні попередників і медіаторів біосинтезу убіхінону// Мед. хімія. – 2004. – 6, №3. – С.88–90.
  5. Сагач В.Ф., Вавілова Г.Л., Рудик О.В. та ін. Інгібування мітохондріальної пори як один із механізмів кардіопротекторної дії коензиму Q 10 // Фізіол. журн. – 2007. – 53, №4. – С. 35–42.
  6. 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 // Там само. – 2003. – 49, №1. – С.3–11.
  7. Сагач В.Ф., Вавілова Г.Л., Струтинська Н.А., Рудик О.В. Старіння підвищує чутливість до індукторів мітохондріальної пори в серці щурів // Там само. – 2004. – 50, №2. – С. 49–63.
  8. Тарасова Н.В., Иванова Г.И., Гололобов А.Д. Участие убихинона в цепи переноса электронов у Candida Коuilliermondii // Микробиология. – 1976. –45, №3. – С.400–405.
  9. 9. Beyer R.E., Burnett B., Cartwright K.J. et al. Tissue coenzyme Q (ubiquinone) and protein concentrations over the life span on the laboratory rat // Mech. Aging Dev. – 1985. – 32. – P.267–281.
  10. 10. Forsmark-Andree P., Dallner G., Ernster L. Endogenous ubiquinol prevents protein modification accompanying lipid peroxidation in beef heart submitochondrial particles // Free Radic. Biol. Med. – 1995. – 19. № 6. – P.749–757.
  11. He Z., Zemasters J.J. Regulated and unregulated mito- chondrial permeability transition pores: a new para- digm of pore structure and function? // FEBS Zet. –2002. – 512. – P.1–7.
  12. Kalen A., Appelkvist E.L, Dallner G. Age-related changes in the lipid composition of rat and human tis- sues // Lipids. – 1989. – 24. – P.579.
  13. Lenaz G., D’Aurelio M., Merlo Pich M. et al. Mito- chondrial bioenergetics in aging // Biochim. and Biophys. Acta. – 2000. – 1459, №2–3 – P.397–404.
  14. Lopes G.S., Mora O.A., Cerri P. et al. Mitochondrial alterations and apoptosis in smooth muscle from aged rats // Ibid. – 2004. – 1658, №3. – P.187–194.
  15. Lowry O.H., Rosebrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent //J. Biol. Chem. – 1951. – 193, №1. – P.265–275.
  16. Meng Q., Wong Y.T., Chen J., Ruan R. Age-related changes in mitochondrial function and antioxidative enzyme activity in fischer 344 rats // Mech. Aging and Develop. – 2007. – 128. – P.286–292.
  17. Pepe S., Marasco S.F., Haas S.J. et al. Coenzyme Q 10 in cardiovascular disease // Mitochondrion. – 2007. –7, Suppl.1 – P.154–167.
  18. Rosenfeldt F., Hilton D., Pepe S., Krum H. Systematic review of effect of coenzyme КО10 in physical exer- cise, hypertension and heart failure // Biofactors. – 2003. – 18, № 1–4. – P.91–100.
  19. 19. Sarter B. Coenzyme Q 10 and cardiovascular disease: a review // J. Cardiovascular. Nurs. – 2002. – 16. № 4 –P.9–20.
  20. 20.Shults C.W., Haas R.H., Passov D., Beal M.F. Coenzyme Q 10 levels correlate with the activities of complexes I and II/III in mitochondria from parkinso-nian and nonparkinsonian subjects // Ann Neurol. –1997. – 42, № 2. – P.261–264.
  21. Sohal R.S., Forster M.J. Coenzyme Q, oxidative stress and aging // Mitochondrion. – 2007. – 7S. – Р.103–111.
  22. Turunen M., Olsson J., Dallner G. Metabolism and function of coenzyme Q // Biochim. and Biophys. Acta. –2004. – 1660. – P.171–199.
© National Academy of Sciences of Ukraine, Bogomoletz Institute of Physiology, 2014-2024.