Resveratrolio poveikis žiurkės širdies mitochondrijų funkcijoms

Abstract

Darbo tikslas: Įvertint resveratrolio poveikį žiurkės širdies mitochondrijų funkcijai. Darbo uždaviniai: 1. Nustatyti resveratrolio poveikį žiurkės širdies mitochondrijų kvėpavimo greičiui laidumo būsenoje; 2. Nustatyti resveratrolio poveikį žiurkės širdies mitochondrijų kvėpavimo greičiui oksidacinio fosforilinimo būsenoje. Tyrimo objektas: Mitochondrijos, kurios izoliuojamos iš 2–4 mėn Wistar veislės žiurkių širdies. Tyrimo metodai: Žiurkių širdies mitochondrijos išskirtos diferencinio centrifugavimo metodu; baltymo kiekis nustatytas biureto metodu; mitochondrijų kvėpavimo greitis registruotas oksimetrijos metodu naudojant oksigrafinę sistemą Oxygraph-2k. Rezultatai: Resveratrolis koncentracijų intervale 10–150 µM neveikė laidumo būsenos greičio nei oksiduojant NAD-priklausomus substratus piruvatą+malatą, nei su FAD-priklausomą substratą sukcinatą (be I komplekso slopiklio). Tačiau didesnės resveratrolio koncentracijos (200–300 µM) didino laidumo būsenos greitį. Ištyrus resveratrolio (50 µM iki 150 µM) poveikį oksidacinio fosforilinimo greičiui (trečia metabolinė būsena) oksiduojant I komplekso substratus, gauta, kad 50 µM resveratrolio koncentracija slopino trečios metabolinės būsenos greitį 53 proc., 100 µM koncentracija 63 proc, o 150 µM koncentraciją 73 procentais. Oksiduojant sukcinatą 50 µM resveratrolio koncentracija slopino trečios metabolinės būsenos greitį 13 proc., 100 µM koncentracija 32 proc, o 150 µM resveratrolio koncentracija 44 procentais. Išvados: 1. Resveratrolis (10–150 µM) neturėjo poveikio žiurkės širdies mitochondrijų laidumo būsenos greičiui oksiduojant I bei I+II kompleksų substratus. Didesnės resveratrolio koncentracijos (200–300 µM) didino laidumo būsenos greitį. 2. Resveratrolio poveikis trečios metabolinės būsenos greičiui priklausė nuo koncentracijos. Resveratrolis (10 µM ir 25 µM) neturėjo poveikio trečios metabolinės būsenos greičiui nei su I, nei su I+II kompleksų substratais. Didesnės resveratrolio koncentracijos (50 µM iki 150 µM) mažino trečios metabolinės būsenos greitį (VADP) oksiduojant I bei I+II kompleksų substratus.

The aim of the investigation: to evaluate the effect of resveratrol on the function of rat heart mitochondria.

Objectives: 1. To evaluate the effect of resveratrol on the leak state respiration rate in rat heart mitochondria; 2. To evaluate the effect of resveratrol on oxidative phosphorylation in rat heart mitochondria. The object of investigation: heart mitochondria isolated from 2–4 months old Wistar rats.

Methods: Mitochondria from rat heart were isolated by differential centrifugation. Protein quantity was determined by biuret method. The mitochondrial respiration (oxygen consumption) rates were measured using high resolution respirometry system Oxygraph-2k. Results: Resveratrol in the concentration range of 10–150 µM had no effect on the leak state of mitochondria oxidizing NAD-dependent substrate pyruvate+malate and FAD-dependent substrate succinate (without inhibitor of complex I). However, higher concentrations of resveratrol (200-300 µM) resulted in an increase in the rate of the leak state. Moreover, the effect of resveratrol (50 µM to 150 µM) on the rate of oxidative phosphorylation (State3) was investigated. In mitochondria oxidizing pyruvate +malate resveratrol (50 µM) inhibited the State3 rate by 53%, 100 µM by 63%, and 150 by 73% respectively. For succinate oxidation, resveratrol (50 µM) inhibited the State3 rate by 13%, 100 µM by 32% and 150 µM by 44% respectively. Conclusions:

1. Resveratrol (10-150 µM) had no effect on the leak state respiration rate of rat heart mitochondria oxidizing the substrates of complexes I and I+II. Higher concentrations of resveratrol (200-300 µM) had a increase in the leak state respiration rate. 2. The effect of resveratrol on the rate of the State3 was concentration dependent. Resveratrol (10 µM and 25 µM) had no effect on the rate of the State3 with either the I or I+II complex substrates. Resveratrol (50 µM to 150 µM) inhibited the State 3 respiration rate (oxidative phosphorylation) in rat heart mitochondria oxidizing the substrates of complexes I and I+II.