Активные формы кислорода и азота в митохондриях сердца и модельных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.02, кандидат физико-математических наук Заббарова, Ирина Валерьевна

• Заббарова, Ирина Валерьевна
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Заббарова, Ирина Валерьевна

СОДЕРЖАНИЕ.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Активные формы кислорода и некоторые их свойства.

1.1.1 .Активные формы кислорода - медиаторы и передатчики сигналов.

1.1.2. Образование активных форм кислорода митохондриями клеток сердечной мышцы.

1.1.3.Нарушения метаболизма кардиомиоцитов, вызванные ишемией.

1.1.4.Роль активных форм кислорода в повреждениях миокарда.

1.1.5.Ишемическое прекондиционирование.

1.1.6. Участие активных форм кислорода в инициации апоптоза.

1.1.7. Коэнзим Q - переносчик электронов митохондриалъной дыхательной цепи и антиоксидант.

1.2. Активные формы азота.

1.2.1. Источники оксида азота.

1.2.2.Вазодиляторная функция оксида азота.

1.2.3.NO-зависимый апоптоз.

1.2.4. Активные формы азота в митохондриях.

1.2.5.Антиоксидантное действие оксида азота.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Получение изолированных митохондрий.

2.2 Опыты с перфузируемыми сердцами.

2.3 Исследование действия экзогенного коэнзима Q.

2.4 Определение функциональной активности митохондрий.

2.5 Получение препаратов для изучения путей метаболизма оксида азота.

2.6 Индуцированное перекисное окисление митохондрий.

2.7 Регистрация спектров ЭПР.

2.8 Определение абсолютных значений скоростей генерации супероксидных радикалов.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ КИСЛОРОДА МИТОХОНДРИЯМИ СЕРДЦА.

3.1. Сократительная функция сердца.

3.2. Функциональная активность митохондрий.

3.3. Генерация супероксидных радикалов в митохондриях.

3.4. Влияние диеты с коэнзимом Q10 на митохондрии сердец, подвергнутых окислительному стрессу.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ АНТИОКСИДАНТНЫХ И ПРООКСИДАНТНЫХ СВОЙСТВ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ДОНОРОВ ОКСИДА АЗОТА.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Активные формы кислорода и азота в митохондриях сердца и модельных системах»

Образование активных форм кислорода (<Э'~, ОН', Н202) в результате процессов жизнедеятельности организма является неотъемлемой составляющей аэробного метаболизма. Образование свободных радикалов кислорода в биологических системах происходит постоянно и является как прямым результатом функционирования ряда специальных ферментативных систем, так и следствием побочного процесса множества окислительно-восстановительных реакций в клетке. Значительный интерес в отношении короткоживущих свободных радикалов обусловлен, прежде всего, их высокой химической активностью.

Основным потребителем кислорода в клетках сердечной мышцы является дыхательная цепь митохондрий - более 90 % всего потребляемого клеткой кислорода восстанавливается до воды с участием цитохром с оксидазы митохондрий, поэтому способность митохондрий к одноэлектронному восстановлению кислорода представляет наибольшую опасность. В обычных условиях, когда скорость побочного образования активных форм кислорода относительно невысока (< 2 %), антиоксидантная система клетки эффективно защищает от развития окислительного стресса. В условиях пониженного энергетического метаболизма, в состоянии 4 митохондриальной дыхательной цепи, при существенном увеличении внутриклеточной концентрации кислорода, происходят также значительные сдвиги в редокс-состоянии электронных переносчиков, способствующие резкому возрастанию скорости генерации свободных радикалов кислорода.

Участие свободных радикалов, а также других токсических форм кислорода в развитии патологических состояний сердечной мышцы после длительной ишемии в настоящее время является доказанным. Ишемия характеризуется как неадекватное снабжение ткани кислородом и необходимыми метаболитами и обусловлена нарушениями в системе кровообращения. Было обнаружено, что следующая за длительной ишемией миокарда реперфузия сопровождается значительными тканевыми повреждениями и нарушениями сократительной способности - появлением аритмий и временной механической дисфункции. Это явление, получившее название «кислородный парадокс», обусловлено резким усилением генерации активных форм кислорода при восстановлении нормального уровня внутриклеточного кислорода.

Адаптация к ишемии (ишемическое прекондиционирование) - краткая серия непродолжительных циклов ишемии-реперфузии, предшествующая длительной ишемии - привлекает внимание в силу оказываемого им защитного действия на миокард, его адаптации к ишемическому стрессу. В силу того, что основным повреждающим фактором реперфузии сердечной мышцы являются активные формы кислорода, представляет большой интерес влияние ишемического прекондиционирования на активность генерации свободных радикалов кислорода митохондриями. Очевидно, что защитный эффект реализуется в период длительной ишемии на основании тех изменений, которые происходят в кардиомиоцитах в результате адаптации к ишемии. Представляет интерес вопрос о том, в течение какого времени длительной ишемии проявляется защитный эффект адаптации. Известно, что степень ишемических повреждений миокарда определяется длительностью ишемии. Так как супероксидные радикалы вносят основной вклад в повреждения миокарда после ишемии, величина постишемической генерации активных форм кислорода должна быть пропорциональна длительности ишемии.

Супероксидный анион-радикал, образующийся в митохондриях, является предшественником более токсичных активных форм кислорода и азота. Действительно, при взаимодействии супероксида и оксида азота возникает пероксинитрит (ONOO ), который далее распадается с образованием таких сильнейших окислителей как гидроксильный радикал и радикал диоксида азота. Пероксинитрит может приводить к окислительной модификации низкомолекулярных и макромолекулярных компонентов митохондрий, в том числе коэнзима Q, NADH и белков дыхательной цепи. В то же время пероксинитрит может быть субстратом цитохромокисдазы и нейтрализовываться специфическими митохондриальными пероксиредоксинами, обладающими пероксидазной активностью белками. С другой стороны, NO может эффективно ингибировать перекисное окисление липидов, то есть, является антиоксидантом. Важную роль в антиоксидантном действии оксида азота, по-видимому, играют динитрозильные комплексы железа (DNIC), образующиеся при взаимодействии NO с ионами железа и тиолами. В связи с тем, что NO, генерируемый митохондриальной TVO-синтазой, способен превращаться как в пероксинитрит так и в DNIC, весьма важным является изучение взаимодействий между метаболитами оксида азота и активными формами кислорода. Эти исследования особо актуальны, так как данные взаимодействия могут определять баланс антиоксидантных и прооксидантных процессов в митохондриях и в целом в клетке.

Целью работы являлось изучение механизмов регуляции процессов образования и гибели активных форм кислорода и азота в кардиомиоцитах -сократительных клетках сердечной мышцы - в условиях, моделирующих окислительный стресс и защитное действие антиоксидантных систем клетки.

Исходя из общей цели, в диссертации решались следующие задачи:

1. Изучение влияния ишемии различной длительности и реперфузии на функциональную активность митохондрий сердца и кинетику образования ими свободных радикалов кислорода.

2. Иследование роли экзогенного коэнзима Q}0 при защите клеток сердечной мышцы от повреждений, вызванных окислительным стрессом.

3. Изучение антиоксидантных свойств динитрозильных комплексов железа в условиях моделируемого окислительного стресса, в том числе в условиях перекисного окисления в митохондриях сердца крысы.

4. Исследование антиоксидантных свойств DNIC в условиях генерации феррилмиоглобина и органических свободных радикалов. Изучение влияния супероксидных радикалов на образование DNIC с участием ферритина и тиолов.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

Заключение диссертации по теме «Биофизика», Заббарова, Ирина Валерьевна

ВЫВОДЫ.

1. Дыхательная активность митохондрий сердца, сопряжение процессов переноса электронов и синтеза АТР и скорость образования митохондриями свободных радикалов кислорода зависит от продолжительности ишемии: необратимые изменения в митохондриальных мембранах сердец крыс происходят в промежутке от 75 до 30 мин ишемии.

2. Ишемическое прекондиционирование не вносит значимых изменений в сократительную функцию сердца, дыхательную активность митохондрий и кинетику генерации ими супероксидных радикалов при 75-минутной ишемии, однако, оказывает существенное защитное действие при 30-минутной ишемии.

3. Длительная диета с коэнзимом Qw приводит к уменьшению нежелательных последствий окислительного стресса и способствует сохранению сократительной функции и энергетического метаболизма сердца.

4. Динитрозильные комплексы железа являются эффективными антиоксидантами в системах, моделирующих протекание окислительного стресса в клетках сердечной мышцы в условиях ишемии/реперфузии.

5. Прооксидантные свойства ферритина и миоглобина могут инвертироваться в антиоксидантные под действием динитрозильных комплексов железа и S-нитрозоглутатиона. Этот эффект может играть особо важную роль для поддержания равновесия антиоксидантных и прооксидакнтных процессов в условиях гипоксии и реоксигенации в мышечной ткани.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Проведенное нами исследование четко продемонстрировало возможности использования спектроскопии ЭПР как удобного и чувствительного метода изучения закономерностей образования активных форм кислорода в митохондриях клеток сердечной мышцы и модельных системах, исследования антиоксидантных и прооксидантных свойств метаболитов оксида азота и комплексов железа. Для исследования кинетических характеристик ферментных систем клетки, ответственных за генерацию свободных радикалов кислорода и оксида азота, были использованы спиновые ловушки - TIRON, DEPMPO и Fe-(MGD)i. Регистрация спектров ЭПР семихинонной формы спиновой ловушки TIRON в условиях непрерывной оксигенации образца оказалась наиболее удобным и чувствительным методом определения супероксидных радикалов, генерируемых дыхательной цепью митохондрий сердца. Измерение скорости потребления кислорода митохондриями в среде инкубации, содержащей TIRON или DEPMPO, показало, что обе спиновые ловушки не оказывают заметного влияния на функциональные характеристики митохондрий в различных состояниях дыхательной цепи. Установление кинетики образования свободных радикалов (семихинонов) TIRON в системе с известной скоростью генерации супероксидных радикалов (ксантин-ксантиноксидаза) позволяло провести количественную оценку скорости образования свободных радикалов кислорода в исследуемых образцах.

Скорость генерации супероксидных радикалов митохондриями определялась функциональным состоянием дыхательной цепи и проявляла четкую субстратную зависимость. На основании ингибиторного анализа можно выделить два участка дыхательной цепи, принимающие активное участие в образовании кислородных радикалов: NADH-CoQ редуктазное звено (комплекс I) и Ьс\ сегмент (комплекс III) дыхательной цепи. Образование супероксидного радикала в Ьс\ сегменте обусловлено прямым взаимодействием с кислородом нестабильной фракции свободных радикалов коэнзима Q, локализованной вблизи границы внутренней митохондриальной мембраны с межмембранным пространством. В состоянии пониженного энергетического метаболизма, и, соответсвенно, при высоком значении трансмембранного потенциала митохондрий (состояние 4), скорость генерации супероксидных радикалов в комплексе III была относительно мала. Однако, скорость генерации свободных радикалов кислорода в митохондриях, выделенных из сердечной мышцы после длительной (30-минутной) ишемии, значительно превышала соответствующую величину в митохондриях из нормального миокарда. Длительная ишемия приводила также к значительной потере дыхательного контроля. Изменения в состоянии переносчиков дыхательной цепи митохондрий происходили параллельно с развитием ишемической контрактуры миокарда и значительным снижением величины развиваемого давления.

Митохондрии, выделенные из сердец после ишемического прекондиционирования, характеризовались несколько повышенной скоростью образования кислородных радикалов, однако, практически не отличались по величине дыхательного контроля от митохондрий из сердец контрольной группы. Длительная ишемия приводила к дополнительному небольшому увеличению скорости генерации свободных радикалов кислорода и не оказывала существенного влияния на функциональную активность митохондрий. Скорость генерации кислородных радикалов митохондриями после реперфузии снижалась почти до исходного уровня. При этом происходило увеличение скорости потребления кислорода в состояниях 3 и 4, но величина дыхательного контроля сохранялась почти на прежнем уровне. Обнаруженные результаты позволяют утверждать, что защитный эффект ишемического прекондиционирования, хотя бы частично, обусловлен уменьшением генерации кислородных радикалов дыхательной цепью и сохранением функциональной активности митохондрий.

Полученные нами результаты, а также данные других исследователей, свидетельствуют о необходимости комплексного исследования метаболизма активных форм кислорода и азота. Образование метаболитов оксида азота, обладающих прооксидантными или антиоксидантными свойствами, зависит от взаимодействия N0 с активными формами кислорода и другими редокс-активными компонентами клетки. В условиях одновременной генерации супероксида и NO возникает пероксинитрит, однако, в присутствии ферритина и тиолов в этой системе формируются динитрозильные коплексы железа. Следует отметить, что такой механизм формирования DNIC может обеспечивать регуляцию баланса прооксидантных и антиоксидантных процессов в клетках по принципу обратной связи. При это окислительные свойства супероксида, свободных ионов железа и пероксинитрита компенсируются антиоксидантным действием DNIC. Действительно, динитрозильные комплексы железа с тиольными лигандами взаимодействуют с супероксидными радикалами без образования пероксинитрита, они также нейтрализуют прооксидантное действие самого пероксинитрита и являются эффективными ингибиторами свободнорадикального окисления биологических мембран. Еще одним механизмом антиоксидантного действия DNIC, по-видимому, является взаимодействие с алкоксильными и алкилпероксильными радикалами. Способность DNIC взаимодействовать с оксоферрилмиоглобином и органическими радикалами, возникающими в реакции между гидропероксидом трет-бутила и ферри-формой миоглобина, позволяет предположить, что динитрозильные комплексы железа в сочетании с гемопротеинами могут функционировать как своеобразные пероксидазы, нейтрализующие продукты перекисного окисления липидов. В тоже время, восстановление оксоферрилформы миоглобина под действием DNIC и 5-нитрозоглутатиона указывает на возможную протекторную роль этих метаболитов NO в условиях окислительного стресса, вызванного гипоксией и последующей реоксигенацией ткани сердечной мышцы. На основании проведенных исследований предложен механизм регенерации динитрозильных комплексов из продуктов их взаимодействия с оксоферрилгемом и пероксинитритом. Необходимо отметить, что благодаря регенерации DNIC увеличивается время жизни связанного в этих комплексах оксида азота и снижается вероятность инверсии антиоксидантных свойств динитрозильных комплексов железа в прооксидантные.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Заббарова, Ирина Валерьевна, 2004 год

1. Владимиров Ю.А., Азизова О.А. Свободные радикалы в живых системах // Итоги науки и техники. Биофизика. 1991. Т. 29. С. 252.

2. Kellogg E.W., Fridovich I. Superoxide, hydrogen peroxide, and singlet oxygen in lipid peroxidation by a xanthine oxidase system. // J. Biol. Chem. 1975. V. 250 (22). P. 8812-8817.

3. Chance В., Sies H., Boveris A., Hydroperoxide metabolism in mammalian organs. // Physiological Reviews. 1979. V. 59 (3). P. 527-605.

4. Fridovich I. Biological effect of the superoxide radical. // Arch. Biochem. Biophys. 1986. V.247 (1). P. 1-11.

5. Hayakawa M., Ogava Т., Sigiyama S., Ozava T. Hydroxyl radical and leucotoxin biosynthesis in neutrophyl plasma membrane. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1989. V. 161 (3). P. 1077-1085.

6. Schubert J. Wilmer J.W. Does hydrogen peroxide exist "free" in biological systems? // Free Rad. Biol. Med. 1991. V. 11 (6). P. 545-555.

7. Pry or W.A. Oxy-radicals and related species: Their formation, lifetimes and reactions. // Ann. Rev. Physiol. 1986. V. 48. P. 657-667.

8. Кулинский В.И. Лекционные таблицы по биохимии. 1994.

9. Farre A.L., Casado S. Heart failure, redox alterations, and endothelial dysfunction. // Hypertension. 2001. V. 38 (6). P. 1400-1405.

10. Lenaz G. Role of mitochondria in oxidative stress and ageing. // Biochim. Biophys. Acta. 1998. V. 1366. P. 53-67.

11. Benzie I.F. Evolution of antioxidant defence mechanisms. // Eur. J. Nutr. 2000. V. 39(2). P. 53-61.

12. Lankin V. The enzymatic systems in the regulation of free radical lipid peroxidation. // Free Radicals, Nitric Oxide, and Inflammation: Molecular, Biochemical, and Clinical Aspects. Amsterdam etc.: IOS Press. NATO Science Series. 2003. V. 344.P.8-23.

13. Зенков Н.К., Кандалинцева Н.В., Панкин В.З., Меныцикова Е.Б., Просенко А.Е. Фенольные антиоксиданты. // Новосибирск.: Изд-во СО РАМН. 2003. С. 328.

14. Duranteau J., Chandel N.S., Kulisz A., Shao Z., Schumacker T. Intracellular signaling by reactive oxygen species during hypoxia in cardiomyocytes. // J. Biol. Chem. 1998. V. 273 (19). P. 11619-11624.

15. Cadenas E., Davies K.J.A. Mitochondrial free radical generation, oxidative stress, and aging. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 29 (3/4). P. 222-230.

16. Liu S. Generation, partitioning, targetion and functioning of superoxide in mitochondria. // Bioscience Reports. 1997. V. 17 (3). P. 259-271.

17. Dhalla N.S., Temsah R.M., Netticadan T. Role of oxidative stress in cardiovascular diseases. // J. Hypertens. 2000. V. 18 (6). P. 655-673.

18. Singh N., Dhalla A.K., Seneviratne C., Signal P.K. Oxidative stress and heart failure. // Mol. Cell Biochem. 1995. V. 147 (1-2). P. 77-81.

19. Korshunov S.S., Skulachev V.P., Starkov A.A. High protonic potential actuates a mechanism of production of reactive oxygen species in mitochondria. // FEBS Lett. 1997. V. 416(1). P. 15-18.

20. McLennan H.R., Esposti M.D. The contribution of mitochondrial respiratory complexes to the production of reactive oxygen species. // J. Bioenerg. Biomembr. 2000. V. 32 (2). P. 153-162.

21. St-Pierre J., Buckingham J.A., Roebuck S.J., Brand M.D. Topology of superoxide production from different sites in the mitochondrial electron transport chain. // J. Biol. Chem. 2002. V. 277 (47). P. 44784-44790.

22. Trumpower B.L. The protonmotive Q cycle. Energy transduction by coupling of proton translocation to electron transfer by the cytochrome bcl complex. // J. Biol. Chem. 1990. V. 265 (20). P. 11409-11412.

23. Demin O.V., Kholodenko B.N., Skulachev V.P. A model of 0\ generation in thecomplex III of the electron transport chain. // Mol. Cell. Biochem. 1998. V. 184 (1-4). P. 21-33.

24. Chen Q., Vazquez E.J., Moghaddas S., Hoppel C.L. Production of reactive oxygen species by mitochondria. Central role of complex III. // J. Biol. Chem. 2003. V. 278 (38). P. 36027-36031.

25. Gille L., Nohl H. The ubiquinone, redox couple regulates mitochondrial oxygen radical formation. // Arch. Biochem. Biophys. 2001. V. 388 (1). P. 34-38.

26. Han D., Antunes F., Canali R., Rettori D., Cadenas E. Voltage-dependent anion channels control the release of the superoxide anion from mitochondria to cytosol. // J. Biol. Chem. 2003. V. 278 (8). P. 5557-5563.

27. Das D.K., George A. Liu X.K., Rao P.S. Detection of hydroxyl radical in the mitochondria of ischemic-reperfused myocardium by trapping with salicylate. // Biochem. Biophys. Res. Comm. 1989. V. 165 (3). P. 1004-1009.

28. Nohl H. A novel superoxide radical generator in heart mitochondria. // FEBS Lett. 1993. V. 214. P. 268.

29. Леденев A.H., Рууге Э.К. Генерация супероксидных радикалов митохондриями сердца в условиях ишемии. // Бюлл. экспер. биол. мед. 1985. Т. 100 (9). С. 1204-1206.

30. McRae D.G., Baker J.E., Thompson J.E. // Plant Cell Physiol. 1982. V. 23. P. 375.

31. Ksenzenko M.Yu., Konstantinov A.A., Khomutov G.B., Tikhonov A.N., Ruuge E.K. Effect of electron transfer inhibitors on superoxide generation in the cytochrome bc\ site on the mitochondrial respiratory. // FEBS Lett. 1983. V. 155 (1). P. 19-24.

32. Леденев A.H., Попова Е.Ю., Константинов А.А., Рууге Э.К., Регистрация образования супероксидных радикалов интактными митохондриями сердца с помощью спиновой ловушки. // Биофизика. 1985. Т. 30 (4). С. 708-709.

33. Леденев А.Н., Пучнина Е.А., Музыкантов В.Р., Рууге Э.К. Метод измерения скорости образования супероксидных радикалов нейтрофилами человека с помощью спиновой ловушки тайрона. // Журнал физической химии. 1990. Т. 64 (11). С. 3087-3093.

34. Hearse D.J. Reperfiision of the ischemic myocardium. I I J. Moll. Cell. Cardiol. 1977. V. 9(8). P. 605-616.

35. Murry C.E., Jennings R.B., Reimer K.A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. // Circulation. 1986. V. 74 (5). P. 11241136.

36. Dekker L.R.C. Toward the heart of ischemic preconditioning. // Cardiovasc. Res. 1998. V. 37(1). P. 14-20.

37. Yellon D.M., Baxter G.F. Garcia-Dorado D., Heusch G., Sumeray M.S. Ischemic preconditioning: present position and future directions. // Cardiovasc. Res. 1998. V. 37 (1). P. 21-33.

38. Li Y., Whittaker P., Kloner R.A. The transient nature of the effect of ischemic preconditioning on miocardial infarct size and ventricular arrhythmia. // Am. Heart J. 1992. V. 123 (2). P. 346-353.

39. Osada M., Sato Т., Komori S., Tamura K. Protective effect of preconditioning on reperfiision induced ventricular arrhythmias of isolated rat hearts. // Cardiovasc. Res. 1991. V. 25 (6). P. 441-444.

40. Marber M.S., Latchman D.S., Walker J.M., Yellon D.M. Cardiac stress protein elevation 24 hours after brief ischemia or heat stress is associated with resistance to myocardial infarction. // Circulation. 1993. V. 88 (3). P. 1264-1272.

41. Kloner R.A., Jennings R.B. Consequences of brief ischemia: stunning, preconditioning, and their clinical implications: part 1. // Circulation. 2001. V. 104. P. 2981-2989.

42. Kloner R.A., Jennings R.B. Consequences of brief ischemia: stunning, preconditioning, and their clinical implications: part 2. // Circulation. 2001. V. 104. P. 3158-3167.

43. Chandra J., Samali A., Orrenius S. Triggering and modulation of apoptosis by oxidative stress. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 29 (3-4). P. 323-333.

44. Skulachev V.P. Mitochondria in the programmed death phenomena; a principle of biology: "it is better to die than to be wrong" // IUBMB Life. 2000. V. 49 (5). P. 365373.

45. Liu Z., Li Z., Liu X. Effect of ginsenoside Re on cardiomyocyte apoptosis and expression of BCL-2/Bax gene after ischemia and reperfusion in rats. // J. Huazhong. Univ. Sci. Technolog. Med. Sci. 2002. V. 22 (4). P. 305-309.

46. Eefting F., Rensing В., Wigman J., Pannekoek W.J., Liu W.M., Cramer M.J., Lips D.J., Doevendans P.A. Role of apoptosis in reperfusion injury. // Cardiovasc. Res. 2004. V. 61 (3), P. 414-426.

47. Cook S.A., Poole-Wilson P.A. Cardiac myocyte apoptosis. // Eur. Heart J. 1999. V. 20 (22). P. 1619-1629.

48. Green P.S., Leeuwenburgh C. Mitochondrial dysfunction is an early indicator of doxorubicin-induced apoptosis. // Biochim. Biophys. Acta. 2002. V. 1588 (1). P. 94101.

49. Ambrosio G., Zweier J.L., Becker L.C. Apoptosis is prevented by administration of superoxide dismutase in dogs with reperfused myocardial infarction. // Basic Res. Cardiol. 1998. V. 93 (2). P. 94-96.

50. Piot C.A., Padmanaban D., Ursell P.C., Sievers R.E., Wolfe C.L. Ischemic preconditioning decreases apoptosis in rat hearts in vivo. // Circulation. 1997. V. 96 (5). P. 1598-1604.

51. Ланкин B.3., Тихазе A.K., Беленков Ю.Н. // Кардиология. 2000. Т. 40 (7). С. 48-61.

52. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимические и патофизиологические аспекты. // Москва. МАИК «Наука/Интерпериодика». 2001. С. 343.

53. Landi L., Cabrini L., Sechi A.M., Pasquali P. Antioxidative effect of ubiquinones on mitochondrial membranes. // Biochem J. 1984. V. 222 (2). P. 463-466.

54. Sugiyama S., Takasawa M., Hayakawa M., Ozawa T. Changes in skeletal muscle, heart and liver mitochondria electron transport activities in rats and dogs of various ages. // Biochem. Mol. Biol. Int. 1993. V. 30 (5). P. 937-944.

55. Langsjoen P.H., Langsjoen A.M. Overview of the use of CoQIO in cardiovascular disease. // Biofactors. 1999. V. 9 (2-4). P. 273-284.

56. Tran M.T., Mitchell T.M., Kennedy D.T., Giles J.T. Role of CoQIO in chronic heart failure, angina, and hypertension. // Pharmacotherapy. 2001. V. 21 (7). P. 797806.

57. Lenaz G., Parenti, Castelli G., Fato, D'Aurelio M., Bovina C., Formiggini G., Marchetti M., Estornell E., Rauchova H. // Mol. Aspects Med. 1997. V. 18 Suppl. P. 25-31.

58. Abe K., Hayashi N., Terada H. Effect of endogenous nitric oxide on energy metabolism of rat heart mitochondria during ischemia and reperfusion. // Free Rad. Biol. Med. 1999. V. 26 (3/4). P. 379-387.

59. Stuehr D.J., Marietta M.A. Induction of nitrite/nitrate synthesis in murine macrophages by BCG infection, lymphokines, or interferon-gamma. // J. Immunol. 1987. V. 139(2). P. 518-525.

60. Bredt D.S., Snyder S.H. Isolation of nitric oxide synthase, a calmodulin-requiring enzyme. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1990. V. 87 (2). P. 682-685.

61. Moncada S., Higgs A. L-Arginine-nitric oxide pathway. // N. Engl. J. Med. 1993. V. 329 (27). P. 2002-2012.

62. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Охотин B.E., Косицын Н.С. Циклические превращения оксида азота в организме млекопитающих. Москва. Наука. 1998. С. 37-41.

63. Ignarro L.J., Kadowitz P.J. The pharmacological and physiological role of cyclic GMP in vascular smooth muscle relaxation. // Ann. Pharmacol. Toxicol. 1985. V. 25. P. 171-191.

64. Radomski M.W., Palmer R.M.J., Moncada S. The anti-aggregating properties of vascular endothelium: interactions between prostacyclin and nitric oxide. // Br. J. Pharmacol. 1987. V. 92 (3). P. 639-646.

65. Hoog N. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 28. P. 1478-1486.

66. Patel R.P., McAndrew J., Sellak H., White C.R., Jo H., Freeman B.A., Darley-Usmar V.M. Biological aspects of reactive nitrogen species. // Biochim. Biophys. Acta. 1999. V. 1411 (2-3). P. 385-400.

67. Mathews W.R., Kerr S.W. Biological activity of S-nitrosothiols: the role of nitric oxide. // J. Pharmacol. Exp.Ther. 1993. V. 267 (3). P. 1529-1537.

68. Butler A.R., Rhodes P. Chemistry, analysis and biological roles of S-nitrosothiols. //Anal. Biochem. 1997. V. 249 (1). P. 1-9.

69. Vanin A.F., Stukan R.A., Manukhina E.B. Physical properties of dinitrosyl-iron complexes with thiol-containing ligands in relation with their vasodilator activity. // Biochim. Biophys. Acta. 1996. V. 1295 (1). P. 5-12.

70. Albina J.E., Reichner J.S. Role of nitric oxide in mediation of macrophage cytotoxity and apoptosis. // Cancer Metastasis Rev. 1998. V. 17 (1). P. 39-53.

71. Brune В., Gotz C., Messmer U.K., Sandau K., Hirvonen M.R., Lapetina E.G. Superoxide formation and macrophage resistance to nitric oxide-mediated apoptosis. // J. Biol. Chem. 1997. V. 272 (11). P. 7253-7258.

72. Borutaite V., Brown G.C. Nitric oxide induced apoptosis via hydrogen peroxide, but necrosis via energy and thiol depletion. // Free Rad. Biol. Med. 2003. V. 35 (11). P. 1457-1468.

73. Ushmorov A., Ratter F., Lehmann V., Droge W., Schirrmaher V., Umansky V. Nitric oxide-induced apoptosis in human leukemic lines requires mitochondrial lipid degradation and cytochrome с release. // Blood. 1999. V. 93 (7). P. 2342-2352.

74. Li J., Billiar T.R., Talanian R.V., Kim Y.M. Nitric oxide reversibility inhibits seven members of the caspase family via S-nitrosylation. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997. V. 240 (2). P. 419-424.

75. Umansky V., Rocha M., Breitkreutz R., Hehner S., Bucur M., Erbe N., Droge W., Ushmorov A. Glutathione is a factor of resistance of Jurkat leukemia cells to nitric oxide-mediated apoptosis. // J. Cell Biochem. 2000. V. 78 (4). P. 578-587.

76. Brown G.C., Cooper C.E. Nanomolar concentrations of nitric oxide reversibly inhibit synaptosomal respiration by competing with oxygen at cytochrome oxidase. // FEBS Lett. 1994. V. 356 (2-3). P. 295-298.

77. Kanai A., Peterson J. Function and regulation of mitochondrially produced nitric oxide in cardiomyocytes. // Am. J. Physiol. 2004. V. 286 (1). P. HI 1-H12.

78. Guilivi C. Functional implications of nitric oxide produced by mitochondria in mitochondrial metabolism. //Biochem. J. 1998. V. 332. P. 673-679.

79. Giulivi C. Characterization and function of mitochondrial nitric-oxide synthase. // Free Rad. Biol. Med. 2003. V. 34 (4). P. 397-408.

80. Brudvig G.W., Stevens Т.Н., Chan S.I. Reactions of nitric oxide with cytochrome с oxidase. //Biochemistry. 1980. V. 19 (23). P. 5275-5285.

81. Cooper C.E. Nitric oxide and cytochrome oxidase: substrate, inhibitor or effector? // Trends in Biochem. Sci. 2002. V. 27 (1). P. 33-39.

82. Cooper C.E., Davies N.A. Effects of nitric oxide and peroxinitrite on the cytochrome oxidase Km for oxygen: implications for mitochondrial pathology. // Biochem. Biophys. Acta. 2000. V. 1459 (2-3). P. 390-396.

83. Murray J., Taylor S.W., Zhang В., Ghosh S.S., Capaldi R.A. Oxidative Damage to Mitochondrial Complex I Due to Peroxynitrite. // J. Biol. Chem. 2003. V. 278 (39). P. 37223-37230.

84. Valdez L.B., Alvarez S., Arnaiz S.L., Schopfer F., Carreras M.C., Poderoso J.J., Boveris A. Reactions of peroxynitrite in the mitochondrial matrix. // Free Rad. Biol Med. 2000. V. 29 (3/4). P. 349-356.

85. Bringold U., Ghafourifar P., Richter C. Peroxynitrite formed by mitochondrial NO-л isynthase promotes mitochondrial Ca release. // Free Rad. Biol. Med. 2000. V. 29 (34). P. 343-348.

86. Poderoso J.J., Lisdero C., Schopfer F., Riobo N., Carreras M.C., Cadenas E., Boveris A. The regulation of mitochondrial oxygen uptake by redox reactions involving nitric oxide and ubiquinol. // J. Biol. Chem. 1999. V. 274 (53). P. 3770937716.

87. Ma X.L., Gao F., Liu G.-L., Lopez B.L., Christopher T.A., Fukuto J.M., Wink D.A., Feelisch M. Opposite effects of nitric oxide and nitroxyl on postischemic myocardial injury. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96 (25). P. 14617-14622.

88. Radi R., Beckman J.S., Bush K.M., Freeman B.A. Peroxinitrite induced membrane lipid peroxidation: the cytotoxic potential of superoxide and nitric oxide. // Arch. Biochem. Biophys. 1991. V. 288 (2). P. 481-487.

89. Ischiropoulos H., al-Mehdi A.B. Peroxynitrite-mediated oxidative protein modifications. // FEBS Lett. 1995. V. 364 (3). P. 279-282.

90. Brookes P.S., Levonen A.-L., Shiva S., Sarti P., Darley-Usmar V.M. Mitochondria: regulators of signal transduction by reactive oxygen and nitrogen species. // Free Rad. Biol. Med. 2002. V. 33 (6). P. 755-764.

91. Borutaite V., Budriunaite A., Brown G.C. Reversal of nitric oxide-, peroxinitrite-and S-nitrosothyol-induced inhibition of mitochondrial respiration or complex I activity by light and thiols. // Biochem. Biophys. Acta. 2000. V. 1459 (2-3). P. 405412.

92. Chamulitrat W. Nitric oxide inhibited peroxyl and alkoxyl radical formation with concomitant protection against oxidant injury in intestinal epithelial cells. // Arch. Biochem. Biophys. 1998. V. 355 (2). P. 206-214.

93. Joshi M.S., Ponthier J.L., Lancaster J.R. Cellular antioxidant and pro-oxidant actions of nitric oxide. // Free Rad. Biol. Med. 1999. V. 27 (11-12). P. 1357-1366.

94. Shafer F.Q., Wang P.H., Kelley, Cueno K.L., Martin S.M., Buetter G.R. Comparing beta carotene, vitamin E and nitric oxide as membrane antioxidants. // J. Biol. Chem. 2002. V. 383 (3-4). P. 671-681.

95. Padmaja S., Huie R.E. The reaction of nitric oxide with organic peroxyl radicals. //Biochem. Biophys. Res. Commun. 1993. V. 195 (2). P. 539-544.

96. Kanner J., Harel S., Granit R. Nitric oxide as an antioxidant. // Arch. Biochem. Biophys. 1991. V. 289 (1). P. 130-136.

97. Lipinski P., Drapier J-C. // J. Biol. Inorg. Chem. 1997. V. 2. P. 559-566.

98. Oberle S., Schroder H. Ferritin May Mediate SIN-1-Induced Protection against Oxidative Stress. //Nitric Oxide. 1997. V. 1 (4). P. 308-314.

99. Juckett M.B., Weber M., Balla J., Jacob H.S., Vercellotti G.M. Nitric oxide donors modulate ferritin and protect endothelium from oxidative injury. // Free Rad. Biol. Med. 1996. V. 20 (1). P. 63-73.

100. Puntarulo S., Cederbaum A.I. Inhibition of ferritin stimulated microsomal production of reactive oxygen intermediates by nitric oxide. // Arch. Biochem. Biophys. 1997. V. 340 (1). P. 19-26.

101. Picard V., Epsztejn S., Santambrogio P., Cabantchik Z.I., Beaumont C. Role of ferritin in the control of the labile iron pool in murine erythroleukemia cells. // J. Biol. Chem. 1998. V. 273 (25). P. 15382-15386.

102. Gutteridge J.M.C., Halliwell B. Free radicals and antioxidants in the year 2000. A historical look to the future. // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2000. V. 899. P. 136-147.

103. Halliwell B. Free radicals, antioxidants, and human disease: curiosity, cause or consequence? // Lancet. 1994. V. 344 (8924). P. 721-724.

104. Stadtman E.R., Levine R.L. Protein oxidation. // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2000. V. 899. P. 191-208.

105. Reif D.W., Samokyszyn V.M., Miller D.M., Aust S.D. Alloxan- and glutathione-dependent ferritin iron release and lipid peroxidation. // Arch. Biochem. Biophys. 1989. V. 269 (2). P. 407-414.

106. Boyer R.F., Grabill T.W., Petrovich R.M. Reductive release of ferritin iron: a kinetic assay. //Anal. Biochem. 1988. V. 174 (1). P. 17-22.

107. Herold S., Rehmann F.-J. K. Kinetic and mechanistic studies of the reactions of nitrogen monoxide and nitrite with ferryl myoglobin. // J. Biol. Inorg. Chem. 2001. V. 6 (5-6). P. 543-555.

108. Herold S., Rehmann F.-J. K. Kinetics of the reactions of nitrogen monoxide and nitrite with ferryl hemoglobin. // Free Rad. Biol. Med. 2003. V. 34 (5). P. 531-545.

109. McLeod L.L., Alayach A.I. Detection of a ferrylhemoglobin intermediate in an endothelial cell model after hypoxia-reoxygenation. // Am. J. Physiol. 1999. V. 277 (1 Pt. 2). P. H92-H99.

110. Шумаев К.Б., Pyyre Э.К., Ланкин B.3., Ванин А.Ф., Гомбоева С.Б. Беленков Ю.Н. Механизм ингибирования свободнорадикального окисления (3-каротина S-нитрозоглутатионом и динитрозильными комплексами железа. // Докл. РАН. 2001. Т. 379 (6). С. 702-704.

111. Hogeboom G.H. // Meth. Enzymol. 1955. V. 1. P. 16.

112. Коркина O.B., Pyyre Э.К. Генерация супероксидных радикалов митохондриями сердца: исследование методом спиновых ловушек в условиях непрерывной оксигенации. //Биофизика. 2000. Т.45. С. 695-699.

113. Fallen E.L., Elliot W.C., Gorlin R. Apparaties for study of ventricular function and metabolism in the isolated perfused rat heart. // J. Appl. Physiol. 1967. V. 22 (4). P. 836-839.

114. Kitakaze M., Marban E. Cellular mechanism of the modulation of contractile function by coronary perfusion pressure in ferret hearts. // J Physiol (Lond). 1989. V. 414. P. 455-472.

115. Vanin A.F., Huisman A., van Faassen E.E. Iron dithiocarbamate as spin trap for nitric oxide detection: pitfalls and successes.// Methods Enzymol. 2002. V. 359. P. 2742.

116. Шумаев К.Б., Рууге Э.К., Дмитровский A.A., Быховский В.Я., Кухарчук В.В. Влияние антиоксидантов и продуктов перекисного окисления липидов на образование радикала пробукола в липопротеидах низкой плотности. // Биохимия. 1997. Т. 62 (6). С. 769-773.

117. Ledenev A.N., Konstantinov A. A. Popova Е., Ruuge Е.К. A simple assay of the superoxide generation rate with Tiron as EPR-visible radical scavenger. // Biochem. Int. 1986. V. 13 (2). P. 391-396.

118. Miller R.W., Macdowall F.D. The TIRON free radical as a sensitive indicator of chloroplastic photoautoxidation. // Biochem. Biophys. Acta. 1975. V. 387 (1). P. 176187.

119. Khatkevich A.N., Dvoryantsev S.N., Kapelko V.I., Ruuge E.K. The protective effect of ischemic preconditioning depends on the duration of prolonged ischemia. // Exp. Clin. Cardiol. 1999. V. 4 (3). P. 186-194.

120. Bolli R. Oxygen-derived free radicals and myocardial reperfusion injury: an overview. // Cardiovasc. Drugs Ther. 1991. V. 5 (Suppl. 2). P. 249-268.

121. Henry T.D., Archer S.L., Nelson D., Weir E.K., From A.H. Postischemic oxygen radical production varies with duration of ischemia. // Am. J. Physiol. 1993. V. 264 (5 Pt. 2). P. H1478-H1484.

122. Das D.K., Engelman R.M., Maulik N. Oxygen free radical signaling in ischemic preconditioning. // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1999. V. 874. P. 49-65.

123. Vanden Hoek Т., Becker L.B., Shao Z.H., Li C.Q., Schumacker P.T. Preconditioning in cardiomyocytes protects by attenuating oxidant stress at reperfusion. // Circ. Res. 2000. V. 86 (5). P. 541-548.

124. Ruuge E.K., Zabbarova I.V., Korkina O.V., Khatkevich A.N., Lakomkin V.L., Timoshin A.A. Oxidative stress and myocardial injury: spin-trapping and low-temperature EPR study. // Current Topics in Biophysics. 2002. V. 26 (1). P. 145-155.

125. Vanin A.F., Huisman A., Stroes E.S.G., de Ruijter-Heijstek F.C., Rabelink T.J., Faassen E.E. Antioxidant capasity of mononitrosyl iron - dithiocarbamate complexes: implications for NO trapping. // Free Rad. Biol. Med. 2001. V. 30 (8). P. 813-824.

126. Flogel U., Merx M.W., Godecke A., Decking U.K.M., Schrader J. Myoglobin: A scavenger of bioactive NO. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. V. 98 (2). P. 735-740.

127. Arosio P., Levi S. Ferritin, iron homeostasis, and oxidative damage. // Free Rad. Biol. Med. 2002. V. 33 (4). P. 457-463.

128. Biemond P., van Eijk H.G., Swaak A.J., Koster J.F. Iron mobilization from ferritin by superoxide derived from stimulated polymorphonuclear leukocytes. Possible mechanism in inflammation diseases. // J. Clin. Invest. 1984. V.73 (6). P. 1576-1579.

129. Trujillo M., Alvarez M.N., Peluffo G., Freeman B.A., Radi R. Xanthine oxidase -mediated decomposition of S nitrosothiols. // J. Biol. Chem. 1998. V. 273 (14). P. 7828-7834.

130. Шумаев К.Б., Заббарова И.В., Рууге Э.К., Ванин А.Ф. Влияние активных форм кислорода и азота на высвобождение ионов железа из ферритина и синтез динитрозильных комплексов железа. // Биофизика. 2003. Т. 48 (1). С. 5-10.

131. Mordente A., Martorana G.E., Miggiano G.A., Petitti Т., Giardina В., Littaru G.P., Santini S.A. Free radical production by activated haem proteins: protective effect of coenzyme Q. //Mol. Aspects Med. 1994. V. 15 (Suppl.). P. S109-S115.

132. Giulivi C., Cadenas E. Ferrylmyoglobin: formation and chemical reactivity toward electron-donating compounds. // Methods Enzymol. 1994. V. 233. P. 189-202.

133. Борисенко Г.Г., Осипов A.H., Казаринов К.Д., Владимиров Ю.А. Фотохимические реакции нитрозильных комплексов гемоглобина под действием низкоинтенсивного лазерного излучения в видимом диапазоне. // Биохимия. 1997. Т. 62 (6). С. 774-780.

134. Schafer F.Q., Wang Н.Р, Kelley Е.Е., Cueno K.L., Martin S.M., Buetter G.R. Comparing p-carotene, vitamin E and nitric oxide as membrane antioxidants. // J. Biol. Chem. 2002. V. 383 (3-4). P. 671-681.

135. Erstner L., Dalner G. // Biochim. Biophys. Acta. 1995. V. 1271. P. 195-204.

136. Beckman J.S., Koppenol W.H. Nitric oxide, superoxide, and peroxynitrite: the good, the bad, the ugly. // Am. J. Physiol. 1996. V. 271 (5 Pt. 1). P. C1424-C1437.

137. Galaris D., Eddy L., Arduini A., Cadenas E., Hochstein P. Mechanisms of reoxygenation injury in myocardial infarction: implications of a myoglobin redox cycle. //Biochem. Biophys. Res. Commun. 1989. V. 160 (3). P. 1162-1168.

138. Заббарова И.В., Шумаев К.Б., Ванин А.Ф., Губкин А.А., Петрова Н.Е., Рууге Э.К. Взаимодействие ферритина и миоглобина как индукторов перекисного окисления липидов, роль активных форм кислорода и азота // Биофизика. 2004. Т. 49 (4). С. 659-665.

139. Шумаев К.Б., Петрова Н.Е., Заббарова И.В., Ванин А.Ф., Топунов А.Ф., Панкин В.З., Рууге Э.К. Взаимодействие оксоферрилмиоглобина и динитрозильных комплексов железа. // Биохимия. 2004. Т. 69 (5). С. 699-705.