Registration Number
0823U101890, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
27-12-2023
popup.evolution
o
Title
The effect of amino acids on the energy processes of acinar cells of the pancreas.
Author
Anastasiia M. Zub,
popup.head Volodymyr V. Manko
popup.opponent Rostyslav S. Stoika
popup.opponent Lidiia H. Babich
popup.review Volodymyr M. Merlavskyi
popup.review Halyna Y. Hachkova
popup.rada
Ivan Franko National University of Lviv
Description
У дисертаційній роботі досліджено вплив амінокислот у різних концентраціях на швидкість роз’єднаного дихання мітохондрій панкреатичних ацинусів. Встановлено, що глутамат, глутамін, аланін, лізин і аспартат збільшують швидкість FCCP-стимульованого дихання мітохондрій ацинарних клітин підшлункової залози. З’ясовано, що доступність глюкози як основного джерела енергії зменшує внесок лізину, аланіну та аспартату, але не глутамінової кислоти і глутаміну, у швидкість роз’єднаного дихання панкреатичних ацинусів.
Не знайдено достатніх доказів того, що аспарагін, аргінін або гістидин використовуються як джерело енергії мітохондріями ацинарних клітин підшлункової залози.
Досліджено вплив глутаміну на мітохондріальне дихання та життєздатність ацинарних клітин у нормі та за стимуляції секретагогами. Встановлено, що за стимуляції панкреатичних ацинусів холецистокініном (ХЦК) у концентрації 0,1 нмоль/л глутамін знижує швидкість роз’єднаного окиснення. Внесення у середовище інкубації глутаміну, пірувату і глюкози разом з ХЦК у високій концентрації (10 нмоль/л) призводить до зменшення максимальної швидкості дихання. Показано, що глутамін не впливає на життєздатність ацинарних клітин підшлункової залози за гіперстимуляції ХЦК.
Порівняно вплив глутаміну та аміаку на мітохондріальне окиснення у нормі та за впливу стимуляторів секреції. З’ясовано, що інкубація ізольованих панкреатичних ацинусів з NH4Cl спричиняє негативний вплив на мітохондрії незалежно від стимуляції ацетилхоліном або ХЦК. Глутамін сприяє збільшенню максимальної швидкості дихання мітохондрій ацинарних клітин підшлункової залози незалежно від ефекту секретагогів. Токсична кількість аміаку, необхідна для негативних наслідків, очевидно, не утворюється через окиснення глутаміну у помірній концентрації (2 ммоль/л) на тлі глюкози, як за нормальних умов, так і за стимуляції ацинарних клітин ацетилхоліном або ХЦК.
З’ясовано вплив амінокислот у концентрації 20 ммоль/л на життєздатність ацинарних клітин підшлункової залози. Показано, що аланін і гістидин за інкубації впродовж 24 год не змінюють життєздатність панкреатичних ацинусів. Аланін може реалізувати захисний вплив через катаболізм до пірувату за допомогою аланін-трансамінази. Піруват посилює окиснювальну та АТФ-продуктивну здатність мітохондрій і захищає ацинарні клітини підшлункової залози від токсичних речовин.
Встановлено, що аспарагін, аспарагінова кислота і глутамінова кислота помірно збільшують кількість мертвих клітин. Аргінін і лізин за довготривалої інкубації мають значний негативний вплив на життєздатність панкреатичних ацинусів in vitro, спричиняючи некротичну загибель клітин.
Вперше описано, що глутамін у високій концентрації (20 ммоль/л) викликає блебінг та набряк ацинарних клітин і призводить до некрозу. Цікаво, що глутамат, прямий метаболіт глутаміну, не викликає таких шкідливих ефектів у ацинарних клітинах підшлункової залози. Відомо, що глутамін спонтанно розкладається в розчинах, утворюючи аміак. Ми припускаємо, що накопичення аміаку є основною причиною набряку та некрозу ацинарних клітин підшлункової залози, індукованого глутаміном у високій концентрації.
Було вивчено ефект субстрату окиснення натрій пірувату in vivo на рівень амінокислот у крові за L-аргінін-індукованого гострого панкреатиту у щурів.
Встановлено, що у підшлунковій залозі тварин з гострим панкреатитом, індукованим L-аргініном, незалежно від введення натрій пірувату, виявлено атипові клітини, що, ймовірно, є ознакою фіброзу. Ознак лейкоцитарної інфільтрації, некрозу, набряку чи крововиливу не виявлено, очевидно, через пізнє обстеження.
Досліджено, що у тварин з панкреатитом відбувається порушення ультраструктури клітин. Методом електронної мікроскопії було виявлено мітохондрії з дегенерованими кристами, скупчення аутофагосом або неапікальну локалізацію зимогенних везикул, а також розпад цитоплазми та ядер деяких ацинарних клітин підшлункової залози.
Вперше зареєстровано, що піруват нормалізує рівень метіоніну, фенілаланіну, триптофану, глутаміну, аспартату, орнітину, серину і цистеїну у плазмі крові щурів з L-аргінін-індукованим гострим панкреатитом, але не впливає на морфологію підшлункової залози за гострого панкреатиту. Натрій піруват може сприяти нормалізації мітохондріальних процесів і відновленню клітинного рівня АТФ. За умов введення пірувату зникає дефіцит субстратів окиснення, що веде до зниження потреб клітини в катаболізмі амінокислот, як наслідок, це призводить до підвищення їхньої концентрації в крові. Механізм нормалізації рівня більшості незамінних амінокислот у плазмі крові за дії пірувату можна пояснити покращенням зовнішньосекреторної функції підшлункової залози і, як наслідок, інтенсифікації розщеплення білків в процесі травлення.
Отримані результати досліджень вказують на доцільність використання амінокислот та інших енергетичних субстратів для корекції мітохондріальної дисфункції за гострого панкреатиту.
Registration Date
2023-12-19
popup.nrat_date
2023-12-19 / 2026-07-01
