URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Косенко Е.А., Каминский Ю.Г. Клеточные механизмы токсичности аммиака
Id: 65042
 
399 руб.

Клеточные механизмы токсичности аммиака

URSS. 2008. 288 с. Мягкая обложка. ISBN 978-5-382-00524-9.

 Аннотация

В настоящей книге авторы попытались кратко изложить исторически сложившиеся и современные представления о биологическом действии аммиака в организме и клетках животных. Основное внимание уделено роли аммиака в биохимических процессах, происходящих в печени и мозге, а также литературным и собственным данным авторов о молекулярных механизмах токсического действия аммиака.

Издание предназначено преимущественно для студентов, магистрантов и аспирантов, обучающихся в Пущинском государственном университете и в Научно-учебном центре физиологии и биофизики ИТЭБ РАН, и может быть полезно другим молодым биофизикам и биохимикам в качестве учебного пособия. Оно отражает также новейшие экспериментальные научные достижения в области молекулярных механизмов токсического действия аммиака и в этом качестве может оказаться полезной квалифицированным биохимикам, токсикологам, экологам, медицинским работникам.


 Содержание

ВВЕДЕНИЕ
ОБРАЗОВАНИЕ И УСВОЕНИЕ АММИАКА
Метаболические пути
Источники аммиака в организме
Выведение аммиака из организма
 а) Цикл мочевины
 б) Тканевое распределение ферментов цикла мочевины
 в) Другие ферменты, тесно сопряженные с циклом мочевины
 г) Глутаминаза и глутаминсинтетаза в печени
 д) Обезвреживание аммиака в мозге
СТАЦИОНАРНЫЕ УРОВНИ АММИАКА В ТКАНЯХ
НАРУШЕНИЯ В ОБМЕНЕ АММИАКА И ГИПЕРАММОНЕМИЯ
ПРИЧИНЫ И МЕХАНИЗМЫ ГИПЕРАММОНЕМИИ
ТОКСИЧНОСТЬ АММИАКА
 е) Окислительный стресс
 ж) Модель хронической гипераммонемии
АММИАК, ГЛУТАМАТ И ГЛУТАМАТНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ
 з) Связь между обменом аммиака и глутамата
 и) Глутаматные рецепторы
 к) Глутаматный NMDA-рецептор
 л) Молекулярные механизмы экситотоксичности
 м) Гипераммонемия, NMDA-рецепторы и перекисные процессы
 н) Нитроксид - универсальный нейромедиатор
 о) Другие рецепторы
 п) Холинорецепторы и ацетилхолинэстераза
АММИАК В ДРУГИХ УСЛОВИЯХ
ВЫВОДЫ
БИОХИМИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ПРИ ГИПЕРАММОНЕМИИ
А. Последовательность биохимических событий в организме при острой аммиачной интоксикации
 Метаболиты в крови
 Метаболиты в печени
 Метаболиты в мозге
Б). Метаболические процессы в печени и мозге при острой гипераммонемии и влияние хронической гипераммонемии
В) Влияние МК-801 на выживаемость животных и метаболиты в мозге
Г) АТФаза в мозге при гипераммонемии
Д) Энергетический обмен в митохондриях мозга при острой аммиачной интоксикации
 Влияние аммиака на окислительное фосфорилирование in vivo
 Влияние аммиака на малат-аспартатный шунт in vivo
 Влияние аммиака in vivo на ферменты митохондрий, участвующие в энергетическом обмене
 Влияние аммиака in vivo на содержание метаболитов в митохондриях
 Влияние аммиака на окислительное фосфорилирование in vitro
 Влияние аммиака на малат-аспартатный шунт, ферменты и метаболиты in vitro
Е. Транспорт кальция через митохондриальную мембрану мозга крысы при гипераммонемии
 Эндогенный кальций в митохондриях
 Поглощение Са2+ в митохондриях
 Кальциевая емкость митохондрий и спонтанный выход Са2+ из митохондрий
 Na+-зависимый выход Са2+ из митохондрий
 Индуцируемый терт-бутилгидропероксидом выход Са2+ из митохондрий
 Влияние аммиака in vitro на поглощение Са2+ в митохондриях мозга и Na+-зависимый выход Са2+ из митохондрий
 Сравнение действия аммиака на потоки Са2+ в митохондриях in vivo и in vitro
Ж. Защита против токсичности аммиака и нейротоксичности глутамата
 Нейротоксичность глутамата и защита от нее
 Острая токсичность аммиака опосредуется активацией NMDA-рецепторов
 Защитное действие хронической гипераммонемии обусловлено нарушением функционирования NMDA-рецепторов
 Защитное действие карнитина
 Защитное действие блокаторов М- и Н- холинорецепторов при острой аммиачной интоксикации
 Влияние аммиака на активность ацетилхолинэстеразы в мозге
З) Связь острой гипераммонемии с окислительным стрессом и антиокислительной защитой
 Влияние аммиака на активность антиокислительных ферментов
 Влияние аммиака на продукцию супероксидных радикалов
 Роль нитроксида в аммиачной интоксикации
 Роль NO в снижении активности антиокислительных ферментов
И) Роль NO в модуляции глутаминсинтетазы в мозге и в культуре астроцитов
 Влияние аммиака и нитроксида на глутаминсинтетазу в мозге
 Влияние аммиака и нитроксида на глутаминсинтетазу в культуре астроцитов
К) Маркеры апоптоза в митохондриях, цитозоле и ядрах мозга при токсическом действии аммиака
 Каспазы в цитозоле, митохондриях и клеточных ядрах мозга при гипераммонемии
 Митохондриальный мембранный потенциал при гипераммонемии in vivo и in vitro
 Цитохром с в митохондриях и его выход в цитозоль при гипераммонемии
 Динамика р53 при гипераммонемии
 Апоптотические изменения в клеточных ядрах
Л) Ферментные источники активных кислородных метаболитов в мозге при активизации NMDA- рецепторов in vivo вводимым аммиаком
 Влияние острой аммиачной интоксикации и MK-801 на продукцию супероксидных радикалов в субмитохондриальных частицах мозга
 Влияние острой аммиачной интоксикации и MK-801 на образование перекиси водорода в митохондриях мозга
 Активность Mn-СОД, каталазы и глутатионпероксидазы
 Аммиак и кальций повышают активность MAO-A, но не MAO-B в мозге
 В повышении активности MAO-A в мозге под действием аммиака участвуют NMDA-рецепторы
 Активность и превращения ксантиндегидрогеназы и ксантиноксидазы
 Содержание пуринов в мозге
М) Поли(АДФ-рибозо)полимераза в клеточных ядрах мозга при аммиачной интоксиации
 Острая аммиачная интоксикация вызывает опосредуемое NMDA-рецепторами увеличение содержания ПАРП в ядрах
 Вызываемое аммиаком увеличение содержания ПАРП зависит от синтеза белка
 Острая аммиачная интоксикация вызывает опосредуемое NMDA-рецепторами истощение НАД в клеточных ядрах мозга
 Острая аммиачная интоксикация изменяет активность ядерной НАД-синтетазы, но не меняет активность НАД-гликогидролазы
 Острая аммиачная интоксикация индуцирует опосредуемое NMDA-рецепторами ускорение продукции O2-
 Выводы
Н) Аммиак в тканях животных в разных условиях
 Антиокислительные ферменты, обмен Н2О2 и дыхание в сердце крысы при экспериментальной гипераммонемии
 Аммиак и алкогольная интоксикация
 Хронический алкоголизм
 Энергетический обмен в печени после отмены алкоголя
 Энергетический обмен в мозге при хроническом потреблениии и после отмены алкоголя
 Старение
 Аммиак, энергетический обмен и перекисные процессы при диабете
 Аммиак и голодание
 Аммиак и гипераммонемия в других условиях
О) Общее заключение
ВЫВОДЫ
МЕТОДЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ АВТОРАМИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИЯХ
 Животные
 Тканевые экстракты
 Клеточные культуры
 Выделение митохондрий печени
 Выделение митохондрий мозга
 Выделение митохондрий сердца
 Чистота митохондрий
 Выделение субмитохондриальных частиц
 Выделение клеточных ядер мозга
 Выделение лизосом
 Выделение ядерной ДНК
 Приготовление эритроцитов
 Определение метаболитов
 Источники ферментов
 Определение активности ферментов
 Активность альдегидоксидазы
 Активность аспартатаминотрансферазы
 Активность Na,K-АТФазы
 Активность ацетилхолинэстеразы
 -Галактозидаза и -галактозидаза
 Активность глутаматдегидрогеназы
 Активность глутаминсинтетазы
 Активность глутатионпероксидазы
 Активность глутатионредуктазы
 Активность глюкозо-6-фосфатазы
 Активность кальпаина-1 и кальпаина-2
 Каспаза-3 и каспаза-9
 Активность каталазы
 Активность катепсина В
 Активность катепсина Д
 Активность ксантиндегидрогеназы (XДГ) и ксантиноксидазы (XO)
 Активность моноаминоксидазы (MAO)
 Активность НАД-зависимой малатдегидрогеназы
 Активность НАД+-гликогидролазы
 Активность НАД+-синтетазы
 Активность 5'-нуклеотидазы
 Сукцинатдегидрогеназа (СДГ)
 Активность супероксиддисмутазы (СОД)
 Выделение ядерной ДНК
 Определение содержания ПАРП методом ELISA
 Анализ потребления кислорода
 Малат-аспартатный шунт
 Генерация супероксидного аниона-радикала
 Скорость образования Н2О2
 Измерение митохондриального мембанного потенциала
 Определение общего количества цитохрома с в митохондриях
 Высвобождение цитохрома с из митохондрий in vitro
 Измерение количества белка p53 методом "sandwich"-ELISA
 Обнаружение апоптоза в клеточных ядрах мозга
 Активность ионов Са2+
 Набухание митохондрий
 Эндогенное содержание Ca2+
 Таблица 64. Перечень использованных методов
ЛИТЕРАТУРА
 Приложение. Таблица 1.

 Введение

Аммиак -- это природное соединение азота с водородом, в силу своей распространенности оказывающее то или иное действие на любой физический, химический или биологический процесс на нашей планете, на все жизненно важные процессы в животных, растительных клетках и у микроорганизмов. Он является центром азотистого обмена, предшественником аминокислот, белков, пиримидиновых и пуриновых нуклеотидов. За исключением азота аммиак является наиболее широко распространенным азотистым соединением на Земле.

В обычных условиях небольшие количества аммиака всегда имеются в воздухе, почве, реках, морях и озерах. Его концентрация повышается в местах, в которых происходит гниение органических веществ. В почве аммиак производится аммонифицирующими бактериями и подвергается окислению в результате жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий.

В газообразной форме и в виде аммонийных солей аммиак широко применяется в технике, производстве химических, в том числе взрывчатых, веществ и удобрений для сельскохозяйственного растениеводства, в фармацевтической и медицинской практике. В повышенных концентрациях аммиак становится сильным отравляющим веществом для человека, сухопутных и водных животных, растений и микроорганизмов. Хотя об этой стороне действия аммиака известно уже более ста лет, биологическое действие аммиака и клеточные механизмы его токсического действия выяснены далеко не полностью. Несмотря на то, что в организме человека ежесуточно распадается около 100 граммов белка, из которого высвобождается приблизительно 20 граммов аммиака, концентрация последнего в тканях и жидкостях организма невелика -- от 20 до 300-600 мкМ (или от 0.4 до 12 мг/кг). Для сравнения: концентрация глюкозы в крови -- 4-6-миллимолярная (720-1080 мг/л). Незначительно также выведение аммиачных солей с мочой: 0.2-0.5 грамма в сутки.

При патологическом повышении концентрации аммиака в крови у животных возникают кома, судороги и скоро, через 10-20 мин, может даже наступить смерть (в эксперименте). У человека повышением содержания аммиака в крови, то есть гипераммонемией, сопровождаются многочисленные заболевания -- такие, как гепатит, цирроз, пиелонефрит, раковое перерождение тканей. Особо опасная гипераммонемия была зарегистрирована у детей с врожденным отсутствием ферментов цикла мочевины. Еще не видевшие света новорожденные умирали в судорогах после употребления первой порции материнского молока. Тотальный скрининг позволяет выявить одного ребенка с врожденными недостатками в ферментах цикла мочевины на каждые семьдесят тысяч новорожденных.

Низкое содержание аммиака в организме обеспечивается циклом мочевины, полный набор ферментов которого имеется исключительно в печени у животных всех видов. В других тканях происходит временное связывание аммиака глутаматом в глутаминсинтетазной реакции.

О токсичности аммиака известно более ста лет, и впервые об этом факте сообщил русский ученый Иван Павлов, проводивший в то время научную работу в Германии задолго до присуждения ему Нобелевской премии и последующего избрания его в Российскую академию наук. Создав портокавальное шунтирование у собак, он обнаружил, что после поедания мяса у животных возникают судороги и скоро наступает гибель -- точно то же, что происходило у лабораторных животных при остром аммиачном отравлении. Так впервые была открыта токсичность аммиака для животных и обозначена роль печени в его обезвреживании.

В связи с тем, что клинические признаки гипераммонемии возникают при повышении концентрации аммиака в крови в 3-10 раз, а гипераммонемия средней тяжести может протекать без видимых симптомов, роль аммиака вообще и гипераммонемии в частности в развитии патологических процессов практически не учитывается. Об этом свидетельствует и тот факт, что среди обязательных определяемых в клинических условиях биохимических показателей отсутствует такой показатель, как содержание аммиака в крови.

До настоящего времени усилия многих исследователей были направлены на решение многочисленных проблем -- таких, как точное место образования аммиака в организме, его метаболические пути, механизмы его удаления печенью и вне печени, механизмы токсичности аммиака. Все эти вопросы остаются до сих пор не до конца решенными. В частности, неполностью известны внутриклеточные механизмы, ведущие к развитию патологии и к гибели нейронов при повышении концентрации аммиака.

В этой книжке будут описаны некоторые результаты биохимических исследований, посвященных изучению клеточных механизмов токсичности аммиака, существующие и предполагаемые пути и способы фармакологической защиты животных и клеточных культур от токсического действия аммиака. Будут освещены и обсуждены следующие вопросы:

1) последовательность событий на физиологическом и биохимическом уровнях, происходящих при аммиачной интоксикации;

2) метаболические процессы в печени и мозге при острой аммиачной интоксикации;

3) энергетический обмен в митохондриях тканей животных при острой аммиачной интоксикации;

4) роль острой гипераммонемии в глутаматергической и холинергической нейропередаче;

5) связь острой гипераммонемии с окислительным стрессом и антиокислительной защитой в организме и в культурах нервных клеток;

6) источники окислительного стресса в митохондриях, цитозоле и ядрах клеток мозга при острой гипераммонемии;

7) существующие способы защиты животных и клеток в культуре от токсического действия аммиака.


 Об авторах

Елена Александровна КОСЕНКО

Окончила Ветеринарную академию им. К.И.Скрябина, кандидат биологических наук (биофизика, 1984), доктор биологических наук (биохимия, 2000), ведущий научный сотрудник Лаборатории метаболического моделирования и биоинформатики Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино). Автор около 250 публикаций.

Юрий Георгиевич КАМИНСКИЙ

Окончил физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, кандидат биологических наук (биофизика, 1974), доктор биологических наук (биохимия, 1990), главный научный сотрудник Лаборатории метаболического моделирования и биоинформатики Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (Пущино) и главный научный сотрудник Института биологического приборостроения РАН (Пущино). Автор около 300 публикаций.

Оба автора -- специалисты в области клеточного метаболизма, анализируют до 200 всевозможных внутриклеточных ферментов и метаболитов и метаболических путей с их участием.

 
© URSS 2016.

Информация о Продавце