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. 2011; 57(6): 38-45


Genipin, an uncoupling proteins inhibitor, reduces theprotective effect of ischemic preconditioning

YU.goshovska, T.shimanskaya, V.sagach.

    Ін-т фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ


Abstract

The functional significance of uncoupling proteins UCP2 and UCP3 in the cell and the organism remains unknown. There have been reports about their involvement in cellular protec­tion mechanisms underlying the phenomenon of ischemic pre­conditioning. The purpose of this study was to elucidate the role of uncoupling proteins UCP2 and UCP3 in the formation of cardioprotective effect of ischemic preconditioning. In ex­periments on isolated rat hearts we show here an increase in the level of UCP2 and UCP3 gene expression in the heart tissue under the influence of ischemic preconditioning with three episodes of 5 min stopping the flow perfusion. Similar effects were induced by a prolonged ischemia-reperfusion of myocardium. The blockade of the UCP2 activity by genipin (Wako Inc, USA, 10-5 mol/L, isolated heart perfusion for 15 minutes) abolished the protective effect of adaptation to is­chemia. It was concluded that uncoupling proteins take part in the cardioprotective effect of ischemic preconditioning.

Keywords: изолированное сердце, разобщающиебелки UCP2 и UCP3, генипин, ишемическое преконди-ционирование.

References

  1. Галагудза М.М. Роль активных форм кислорода в механизмах локального и дистантного ишемического прекондиционирования миокарда // Регион. Крово­обращения и микроциркуляции. - 2005. - 4, №16. -С. 72-78.
  2. Гошовська Ю.В., Лісовий О.О., Шиманська Т.В., Сагач В.Ф Зміни експресії генів UCP2 та UCP3, функціонального стану і кисневої вартості роботи міокарда в умовах старіння та ішемії-реперфузії // Фізіол. журн. - 2009. - 55, №3. - С.26-36.
  3. Гошовська Ю.В., Шиманська Т.В., Сагач В.Ф Вплив геніпіну - інгібітора UCP2 - на функцію серця старих щурів // Там само. - 2009. - 55, №5. - С.28-34.
  4. Гошовська Ю.В., Шиманська Т.В., Рудик О.В., Коркач Ю.П., Сагач В.Ф. Проникність мітохонд-ріальних мембран як мішень ішемічного преконди-ціювання // Там само. - 2011. - 57, №4. - С
  5. Сагач В.Ф., Шиманська Т.В., Надточій С.М. Попередження постреперфузійних порушень функції серця та неефективного використання кисню за допомогою інгібіторів мітохондріальної пори // Там само. - 2002. - 48, №6. - С 3-9.
  6. Сагач В.Ф., Шиманська Т.В., Надточій С.М. Фактор, який вивільнюється під час реперфузії ішемізо-ваного серця, може бути маркером відкриття мітохондріальної пори // Там само. - 2003. - 49, №4. -С 6-12.
  7. Barrier A., Olaya N., Chiappini F., Roser F, Scatton O., Artus C., Franc B., Dudoit S., Flahault A, Debuire B., Azoulay D., Lemoine A. Ischemic preconditioning modulates the expression of several genes, leading to the overproduction of IL-1Ra, iNOS, and Bcl-2 in a human model of liver ischemia-reperfusion // FASEBJ. - 2005. - 19. - P. 1617-1626.
  8. Brand M.D., Buckingham J.A., Esteves T.C., Green K., Lambert A.J., Miwa S., Murphy M.P., Pakay J.L., Tal­bot D.A., Echtay K.S. Mitochondrial superoxide and ag­ing: uncoupling-protein activity and superoxide produc­tion // Biochem. Soc. Symp. - 2004. - 71. - P. 203-213.
  9. 9. Brand M.D., Esteves T.C. Physiological functions of the mitochondrial uncoupling proteins UCP2 and UCP3 // Cell Metabol. - 2005. - 2. - P.85-93.
  10. 10. Carreira R.S., Miyamoto S., DiMascio P., Goncalves L.M., Monteiro P., Providencia L.A., Kowaltowski A.J. Ischemic precondition enchances fatty acid-de­pendent mitochondrial uncoupling // J. Biochem. Bioenerg. - 2007. - 39. - P. 313-320.
  11. Echtay K.S., Roussel D., St-Pierre J., Morrison A., Pickering S., Clapham J.C., Brand M.D. Superoxide activates mitochondrial uncoupling protein // Nature. - 2002. - 415. - P. 96-99.
  12. Garlid K.D., P. Paucek, V. Yarov-Yarovoy, Murray H.N., Darbenzio R.B., Lonzo A.J., Longe N.J., Smith M.A., Grover G.I. Cardioprotective effect of diazoxide and its interaction with mitochondrial ATP-sensitive K+channels. Possible mechanisms of cardioprotection // Circ.Res. - 1997. - 81. - P. 1072-1082.
  13. Javadov S. A., Clarke S., Das M., Griffiths E.J., Lim K.H.H., Halestrap A.P. Ischaemic preconditioning in­hibits opening of mithochondrial permeability transi­tion pores in the reperfused rat heart // J. Physiol. - 2003. - 549. - P. 513-524.
  14. Koo H.J., Song Y.S., Kim H.J., Lee Y.H., Hong S.M., Kim S.J., Kim B.C., Jin C, Lim C.J., Park E.H. Antiin­flammatory effects of genipin, an active principle of gardenia // Eur. J. Pharmacol. - 2004. - 495. - P. 201-208.
  15. Liu Y, T. Sato, B. O’Rourke, E. Marban. Mitochon­drial ATP dependent potassium channels: novel effec­tors of cardioprotection // Circulation. - 1998. - 97. -P. 2463-2469.
  16. Liu Y, Chen L., Xu X., Vicaut E., Sercombe R. Both ischemic preconditioning and ghrelin administration protect hippocampus from ischemia/reperfusion and upregulate uncoupling protein-2 // BMC Physiol. -2009. - 9. - P. 17- 31. 17.Mattiasson G., Shamloo M., Gido G., Mathi K., Tomasevic G., Yi S., Warden C.H., Castilho R.F., Mel-her T., Gonzalez-Zulueta M. Uncoupling protein-2 prevents neuronal death and diminishes brain dysfunc­tion after storke and brain trauma // Nat. Med. - 2003. -9. - P. 1062-1068.
  17. Murray C.E., Jennings R.B, Reimer K.A. Precondi­tioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium // Circulation. - 1986. - 74. -P. 1124-1136.
  18. 19. Nadtochiy S.M., Nauduri D., Shimanskaya T.V., Sagach V.F., Brookes P.S. Purine release: a protective signal-ing mechanism of the mitochondrial permeability tran­sition pore in ischemia //Фізіол. журн. - 2008. - 54, 6. -C.5-14.
  19. 20. Trenker M., Fertschai I., Malli R., Graier W.F. UCP2/ 3 - likely to be fundamental for mitochondrial Ca2+ uniport // Nature Cell Biol. - 2008. - 10, 11.- P. 1237-1240.
  20. Tseng T.H., Chu C.Y, Huang J.M., Shiow S.J., Wang C.J. Crocetin protects against damage in rat primary hepatocytes//Cancer Lett. - 1995. - 97. - P.61-67.
  21. Wu S.Y, Wang G.F., Liu Z.Q., Rao J.J., Lb L., Xu W., Wu S.G., Zhang J.J. Effect of geniposide, a hypogly­cemic glucoside, on hepatic regulating enzymes in dia­betic mice induced by a high-fat diet and streptozotocin // Acta Pharmacol Sin. - 2009. - 30, 2. - P. 202-208.
  22. Young M.E., Patil S., Ying J., Depre C, Ahuja H.S., Shipley G.L., Stepkowski S.M., Davies P.J., Taeg-tmeyer H. Uncoupling protein 3 transcription is regulated by peroxisome proliferator-activated receptor (alpha) in the adult rodent heart // FASEB J.-2001. - 15, 3. - P.833-845.
  23. Zhang Ch.-Y, Parton L.E., Ye C.P., Krauss S., Shen R., Lin C.T., Porco J.A.Jr., Lowell B.B. Genipin inhibits UCP2-mediated proton leak and acutely reverses obe­sity- and high glucose-induced beta cell dysfunction in isolated pancreatic islets // Cell Metab. - 2006. - 3, 6. -P. 417-427.

© National Academy of Sciences of Ukraine, Bogomoletz Institute of Physiology, 2014-2019.