An increased sensitivity of themitochondria permeability transition pore to calcium in rat heart with chronic deficiencyof nigrostriatal dopamine
S.A. Talanov, S.V. Timoshchuk, O.V. Rudyk, V.F. SagacH.
O.O.Bogomoletz Institute of Physiology National Academy ofScience of Ukraine, Kyiv
![](/images/cite.png)
Abstract
We studied the sensitivity of mitochondrial permeability transition pore (MPTP) opening to natural inductors – Ca2+ ions in the rat heart mitochondria with chronic deficiency of nigrostriatal dopamine caused by an injection of selective neurotoxin 6-hydroxidofamine in an ascending lateral bundle of the forebrain. MPTP-opening was determined specro-photometrically (lambda=520 nm) by a decrease in an optical density resulting from mitochondrial swelling. It has been shown that the rat heart mitochondria with chronic deficiency of nigrostriatal dopamine are more sensitive to Ca2+ in its physiological concentration (10-7 mol/l) and overload (10-6 - 10-4 mol / l) in comparison to control animals. Thus, obtained results lead to a conclusion that an increased sensitivity of the mito-chondrial permeability transition pore to calcium and mito-chondrial membrane permeability may be one of the causes previously reported of disturbance in contractile function of the rat heart with chronic deficiency of nigrostriatal dopamine.
References
- Заморський I.I., Мещишен І.Ф., Пішак В.П. Фотоперіодичні зміни системи глутатіону мозку за гострої гіпоксії // Укр. біохім. журн. - 1998. - 70, №6. -С 69-75.
- Егорова А.Б., Успенская Ю.А., Михуткина СВ., Ставицкая Е.Ю. Повреждение цитоскелета и клеточных мембран при апоптозе // Успехи совр. биологии. - 2001. - 121, № 5. - С. 502-510.
- Сагач В.Ф., Вавілова Г.Л., Струтинська Н.А., Акопова О.В. Вплив індукторів та інгібіторів мітохонд-ріальної пори на її утворення та на вивільнення неіндефікованого мітохондріального фактора // Фізіол. журн. - 2003. - 49, № 1. - С 3-12.
- Сагач В.Ф., Вавілова Г.Л., Струтинська Н.А., Рудик О.В. Старіння підвищує чутливість до індукторів мітохондріальної пори // Там само. - 2004. - 50, №2. -С 49-63.
- Таланов С.А., Сагач В.Ф. Нарушение функционального состояния миокарда у крыс с хроническим дефицитом нигро-стриатного дофамина и коррекция этих нарушений мелатонином // Нейрофизиология. -2008. - 40, №2. -С. 100-104.
- Таланов С.А., Олешко Н. Н., Ткаченко М.Н., Сагач В.Ф. Фармакопротекторные влияния на различные звенья механизма дегенерации нигро-стриатных дофаминергических нейронов, вызванной действием 6-гидроксидофамина // Там же. - 2006. - 38, № 2. - С. 150-156.
- Таланов С.А., Сагач В.Ф. Антиоксиданти пригнічують розвиток експериментального геміпаркін-сонізму у щурів // Фізіол. журн. - 2008. - 54, № 4. -С 23-29.
- Таланов С.А., Коцюруба А.В., Коркач Ю.П., Сагач В.Ф. Окисний стрес в серцево-судиній системі у щурів з хронічним дефіцитом церебрального дофаміну // Там само. - 2009. - 55, № 4. - С .
- 9. Таланов С.А., Коцюруба А.В., Коркач Ю.П., Сагач В.Ф. Изменения синтеза оксида азота в сердечнососудистой системе у крыс с хроническим дефицитом церебрального дофамина // Доп. НАН. - 2009. -№9. -С.
- 10. Acuna-Castroviejo D., Martyn M., Macyas M. et al. Melatonin, mitochondria, and cellular bioenergetics // J. Pineal. Res. - 2001. - 30. - P. 65-74.
- Al-Nasser I.A. Salicylate-induced kidney mitochondrial permeability transition is prevented by cyclosporin A // Toxicol. Lett. - 1999. - 105, № 1. - P. 1-8.
- Bernardes C.F., Fagian M.M., Meyer-Fernandes J.R. et al. Suramin inhibits respiration and induces membrane permeability transition in isolated rat liver mitochondria // Toxicology. - 2001. - 169, № 1. - P. 17-23.
- Bernardi P. The permeability transition pore. Control points of a cyclosporin A-sensitive mitochondrial channel involved in cell death // Biochim. and Biophys. Acta. - 1996. - 1275, № 1-2. - P. 5-9.
- Bowling A.C., Beal M.F. Bioenergetic and oxidative stress in neurodegenerative diseases // Life Sci. - 1995. -56, №14. - P. 1151-1171.
- Carafoli E. Calcium signaling: a tale for all seasons // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A - 2002. - 99, № 3. -P. 1115-1122.
- Chernyak B.V., Bernardi P. The mitochondrial permeability transition pore is modul ated by oxidative agents through both pyridine nucleotides and glutathione at two separate sites // Eur. J. Biochem. -1996. - 238, №3. - P. 623-630.
- Ganitkevich V.Y. The role of mitochondria in cytoplasmic Ca2+ cycling // Exp. Physiol. - 2003. - 88, № 1. -P. 91-97.
- Grijalba M.T., Vercesi A.E., Schreier S. Ca2+-induced increased lipid packing and domain formation in sub-mitochondrial particles. A possible early step in the mechanism of Ca2+-stimulated generation of reactive oxygen species by the respiratory chain // Biochemistry. – 1999. - 38, № 40. - P. 13279-13287.
- 19. Kaul N., Siveski-Iliskovic N., Thomas T.P. et al. Probucol improves antioxidant activity and modulates development of diabetic cardiomyopathy // Nutrition. -1995. - 11,№5 (Suppl). - P. 551-554.
- 20. Lowry O.H., Rosenbrough N.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. - 1951 - 193, № 1. - P. 265-275.
- Menedez-Pelaez A., Reiter R.J. Subcellular localization of melatonin: evidence suggests primarily a nuclear location // Ibid. - 1993. - 15. - P. 59-69.
- Merad-Boudia M., Nicole A., Santiard-Baron D. et al. Mitochondrial impairment as an early event in the process of apoptosis induced by glutathione depletion in neuronal cells: relevance to Parkinson’s disease // Biochem. Pharmacol. - 1998. - 56, № 5. - P. 645-655.
- Nicotera P., Ankarcrona M., Bonfoco E. et al. Neuronal necrosis and apoptosis: two distinct events induced by exposure to glutamate or oxidative stress // Adv. Neurol. - 1997. - 72. - P. 95-101.
- Reiter R.J., Poeggeller B., Tan D.X. Antioxidant capacity of melatonin: a novel action not requiring a receptor // Neuroendocrin Lett. - 1993. - 8. - P. 103-116.
- Reiter R.J., Tan D.X., Cabrera J. et al. The oxidant/ antioxidant network: role of melatonin // Biol. Sig. Rec. -1999. - 8, №1-2. - P. 56-63.
- Rosengurt E. Autocrine loops, signal transduction, and cell cycle abnormalites in the molecular biology of lung cancer // Curr. Opion. Oncol. - 1999. - 11. - P. 160-122.
- Schapira A.H., Gu M., Taanman J.W. et al. Mitochondria in the etiology and pathogenesis of Parkinson’s disease // Ann. Neurol. - 1998. - 44, № 3 (Suppl 1). - P. 89-98.
|