Электронный журнал открытого доступа Кардиометрия. Выпуск 16, Мая 2020

More documents

Recommendations

Info

ОБЗОР Подача: 20.02.2020; Одобрение: 15.03.2020; Публикация: 21.05.2020Метаболическое обоснованиеприменения сукцинатсодержащихкомпозицийдля поддержания высокойфункциональной активностиорганизмаЕвгений Маевский 1* , Анна Васильева 1 , Елена Гришина 1 ,Михаил Учитель 1 , Людмила Богданова 1 , Михаил Кожурин 11ФГБУН Институт Теоретической и ЭкспериментальнойБиофизики РАНРоссия, 142290, Московская обл., Пущино, ул. Институтская, 3*Автор, отвечающий за переписку:e-mail: eim11@mail.ruАннотацияСоздание эффективного в спорте средства на основе сукцинатапотребовало анализа основных механизмов действияэтого средства. Настоящая работа отражает базовые принципы,на которых строилась разработка сукцинат-содержащегосредства, повышающего работоспособность и скоростьвосстановления после интенсивной нагрузки. Рассмотренаособая роль метаболических превращений сукцината вэнергетическом обмене митохондрий: высокая энергетическаяэффективность, возможность преимущественногоокисления при кислородном голодании, анаэробное образованиеи возможные последствия этого явления. Эти ключевыефакторы предопределили практическое применениесукцината для поддержания энергетического обмена и созданияряда противогипоксических средств. Предполагается,что указанные особенности метаболизма сукцината моглистать основой формирования сигнальной, регуляторнойроли этой молекулы в условиях организма.Ключевые словаСукцинат, Метаболизм, Янтарная кислота, ГипоксияВыходные данныеЕвгений Маевский, Анна Васильева, Елена Гришина, МихаилУчитель, Людмила Богданова, Михаил Кожурин. Метаболическоеобоснование применения сукцинат-содержащихкомпозиций для поддержания высокой функциональнойактивности организма. Cardiometry; Выпуск 16; Май 2020;стр.15-25; DOI: 10.12710/cardiometry.2020.16.1525; Онлайн доступ:http://www.cardiometry.net/issues/no16-may-2020/highperformance-in-a-human-organismВведениеТысячелетиями складывались легенды и копилисьсведения о целебном янтаре, янтарнойпудре и масле янтаря [1]. Одним из первых документальныхсвидетельств фармацевтическогоприменения янтарной кислоты (succinic acid) являетсяруководство Hagers Handbuch на немецкоми русском языках, издававшееся с 1856 годапо 1999 г [2, 3]. В Санкт-Петербургском вариантеXIX века «Руководство къ фармацевтической имедико-химической практикѣ». Интересно, чтоуже тогда для нормализации состояния человекарекомендовалась сукцинат-содержащая композиция«Mixtura tonico-nervina Stahl».Участие янтарной кислоты (ЯК) в метаболическихпроцессах было обнаружено намного позже,в 1910 году Баттели и Штерн [4]. В 1930-е гг. А.Сцент-Дьердьи и Г. Кребс независимо установилиучастие ЯК в окислительно-восстановительныхпревращениях энергетического обмена [5, 6,], вцикле трикарбоновых кислот (ЦТК), называемомциклом Кребса. Это открытие стимулировалоизучение и разработку сукцинат-содержащихфармацевтических композиций (ССК) с цельюподдержания энергетики клеток при нагрузках. Внастоящее время известны средства для леченияишемии мозга [7] и кровопотери [8], парафармацевтическиебиологически активные добавки(БАД), препятствующие развитию метеопатии[9], способствующие купированию патологическихпроявлений климактерического синдрома[10], повышению работоспособности [11, 12] иустойчивости к алкогольной интоксикации [13,14], ветеринарные препараты [15] и т.п.. Описаномножество весьма эффективных примеров примененияразличных ССК в медицине и ветеринари[16, 17, 18]. Среди них наиболее известны Реамберин,Лимонтар, Мексидол, Янтавит, Митомин,Энерлит-Клима, Amberen, Potensa, Антип, RU-21,Митокальцедар и др.. К средствам, повышающимработоспособность относятся Энерлит, ЯнтарИн-Спорт,Миодон, Signalom active, Signalom proSport. Исходно создатели ССК представляли их вкачестве источников сукцината для поддержания14 | Cardiometry | Выпуск 16. Май 2020
клеточной энергетики. Именно поэтому мы рассматриваем,прежде всего, участие сукцината вметаболических превращениях, имеющих прямоеотношение к интенсивным физическим нагрузкам.Янтарная кислота – интермедиатэнергетического обменаВ цикле Кребса янтарная кислоты (ЯК или сукцинат)образуется в результате окислительногодекарбоксилирования α-кетоглутарата и протеканиясукцитнаттиокиназной реакции. Далее ЯК(сукцинат) окисляется до фумарата сукцинатдегидрогеназой(СДГ), которая является не толькоферментов ЦТК, но и комплексом II в дыхательнойцепи митохондрий (МХ). В работах Б. Чанса [19],МН. Кондрашовой, [20, 21, 22] и последующих исследователейпродемонстрирована уникально высокаямощность энергопродукции при окислениисукцината в МХ. Окисление сукцината превосходитвсе интермедиаты энергетического обмена поскоростям потребления кислорода и синтеза АТФ,величине трансмембранного электрохимическогопотенциала ионов водорода ΔμН+, генерируемогона внутренней мембране МХ, а также по способностиподдерживать такие энергозависимые процессы,как обратный перенос электронов (ОПЭ)или аккумуляция ионов Са2+. Окисление сукцинатасопровождается освобождением в единицувремени несравненно большего числа энергетическихэквивалентов, чем при окислении любогодругого субстрата ЦТК или жирных кислот в реакцияхβ-окисления.М.Н. Кондрашова и ее научная школа представиликонцепцию об особой роли окисления сукцинатав МХ при энергообеспечении функциональногоцикла «покой – работа - восстановление» [20, 21,22]. Эта концепция сыграла ключевую роль в формированиипредставлений о том, что высокая энергетическаямощность окисления сукцината обеспечиваетуспех применения ССК при повышенномпотреблении энергии, развитии энергетическогодефицита и ацидоза, адаптации к тяжелых нагрузками посленагрузочном восстановлении [23].Противогипоксическое действиесукцинат-содержащих композицийНаиболее ярко особенности окисления и образованияЯК проявляются при гипоксии. Остраягипоксия вплоть до аноксии является атрибутомбольшинства функциональных нагрузок и лежитв основе многих адаптивных и патологическихсостояний. Напомним, что даже при нормоксиивсегда встречаются зоны гипоксии в силу гетерогенностиобеспечения кислородом различныхучастков тканей, клеток и МХ [24, 25]. Тканеваягетерогенность распределения рО 2обусловленоразличной длиной диффузионного пути кислородадо клеток, расположенных на разном удаленииот кровеносных сосудов. Тем более, что в покоефункционируют далеко не все капилляры. Поэтомуболее удаленные от артериол и артериальнойчасти сети капилляров клетки гипоксичны. Таковаже участь МХ, расположенных на большемудалении от клеточной поверхности. При значительномповышении функциональной активноститканей возникает несоответствие междуотносительно медленной и/или недостаточноймобилизацией системы кровообращения и доставкикислорода, с одной стороны, и весьма быстрымпереходом клеток и тканей от покоя к активности,с другой. Особенно велики различия вэнергопотребности между покоящимися и активнымиклетками в возбудимых тканях, к которымотносятся сердце, скелетные мышцы и, конечно,нервная система. Энергетические затраты в возбудимыхтканях могут возрастать быстро и более,чем на порядок. В результате снижается величинатканевого рО 2, увеличивается количество гипоксическихучастков и возникают преходящий зоныаноксии. Далее мы остановимся на различияхпревращений ЯК в ЦТК при гипоксии и аноксии –анаэробиозе.Благодаря высокому сродству цитохромоксидазык кислороду транспорт восстановительныхэквивалентов и окислительное фосфорилированиев дыхательной цепи МХ поддерживается дажепри глубокой гипоксии. Снижении концентрациикислорода вплоть до 0,4-0,7 мкМ не останавливаетфункционирование комплексов II, III и IV [26, 27].Однако редокс состояние дыхательных переносчикови цитохонромоксидазы в тканях оказалисьболее чувствительна к снижению рО 2[27, 28], чемin vitro. В частности, в первые 5 минут тяжелой гипоксии(при концентрации кислорода на уровне20 мкМ) на изолированных тканевых срезах пиридиннуклеотидынамного более восстановлены,чем другие переносчики дыхательной цепи [28].Такие же различия зарегистрированы на перфу-Выпуск 16. май 2020 | Cardiometry | 15
Page 1 and 2: Выпуск 16. май 2020 | Card
Page 3 and 4: Дорогой читатель!К
Page 5 and 6: Dr. Hong LeiЧунцинская Ш
Page 7 and 8: 76 Исследование гем
Page 9 and 10: В память об учёном
Page 11 and 12: вызывает образован
Page 13 and 14: Почему важно сочет
Page 15: Таблица 1.Весовые п
Page 19 and 20: ГлюкозаПировиногр.
Page 21 and 22: BANAD + NADH4ΔμH+NADH NAD+FADH2 F
Page 23 and 24: диапазоне концентр
Page 25 and 26: опьянения и алкого
Page 27 and 28: 59. Гривенникова В.Г.
Page 31 and 32: все еще требуют бол
Page 33 and 34: Рис. 2. Демонстрация
Page 35 and 36: стимулами с помощь
Page 37 and 38: ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕ
Page 39 and 40: Таблица 2. Зависимо
Page 41 and 42: Рис. 4Рис. 5Рис. 6 Рис.
Page 43 and 44: шает значение, 4 - по
Page 47 and 48: С другой стороны, н
Page 49 and 50: 2. Сосудистые харак
Page 51 and 52: нении аускультатив
Page 53 and 54: затель — податливо
Page 55 and 56: гипертонии, охвате
Page 59 and 60: тах, которые ассоци
Page 61 and 62: Таблица 7Собственн
Page 63 and 64: Особого внимания з
Page 67 and 68:
троль основных био
Page 69 and 70:
6. Кормен, Томас Х., Л
Page 71 and 72:
лочной железы, а к ч
Page 73 and 74:
а)б)в)г)Рис. 2. Фрагме
Page 75 and 76:
а)б)в)г)в)г)Рисунок 4.
Page 77 and 78:
кардиотоксичности
Page 79 and 80:
2. Параметры метабо
Page 81 and 82:
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕ
Page 83 and 84:
Рис. 1. Форма импуль
Page 85 and 86:
реализовать только
Page 87 and 88:
ОТЧЕТ Подача: 25.02.2020
Page 89 and 90:
свойства фильтра у
Page 91 and 92:
Рассчитанные непре
Page 93 and 94:
jω jω jωZe ( ) = Xe ( ) H1( e )
Page 95 and 96:
Рис. 4. Фильтрация ш
Page 97 and 98:
порождаемой различ
Page 99 and 100:
электрокардиосигн
Page 101 and 102:
Выпуск 16. май 2020 | Card
Page 103 and 104:
ной области активн
Page 105 and 106:
ких систем являютс
Page 107 and 108:
− социальный конте
Page 109 and 110:
В общем, многие МРС
Page 111 and 112:
for predicting and identifying hear
Page 113 and 114:
частности средств
Page 115 and 116:
что дало возможнос
Page 117 and 118:
ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕ
Page 119 and 120:
торах, влияющих на
Page 121 and 122:
Таблица 1Динамика к
Page 123:
Вклад авторов в раб
show all

Электронный журнал открытого доступа Кардиометрия. Выпуск 16, Мая 2020

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?