H2 инхибира супероксида в митохондриален комплекс IНаучно Изследване

Резюме:

Молекулярният водород (H2) е признат за медицински газ, приложим при множество заболявания, включително невродегенеративни заболявания, метаболитни нарушения и ревматоидни артрит. Въпреки че според съобщенията ефикасността на H2 се приписва на неговата способност за изчистване срещу хидроксилния радикал, механизмите, лежащи в основата на неговата терапевтична ефикасност, не са напълно разбрани. Тук оценихме ролята на H2 в системата за преобразуване на енергия на митохондриите, източникът на реактивни кислородни видове. За да се изследват ефектите на H2 върху митохондриалната функция, бяха изследвани посоката на електронния поток, генерирането на супероксид и потенциалът на митохондриалната мембрана. Правият електронен транспорт (FET) или обратният електронен транспорт (RET) се оценява чрез наблюдение на намаляването или увеличаването на β-никотинамид аденин динуклеотид хидрат (NADH, – или +, μM, съответно) в присъствието на β-никотинамид аденин динуклеотид (NAD+ ) и/или сукцинат в изолираните митохондрии. H2O2, преобразуван от супероксид чрез супероксид дисмутаза (SOD), беше измерен, за да се оцени изтичането на електрони в митохондриите. Ефектите на Н2 върху потенциала на митохондриалната мембрана се наблюдават чрез оцветяване на клетки с флуоресцентна сонда, тераметилродамин етилов естер (TMRE). Въпреки отсъствието на сукцинат, се наблюдава ясно изразен RET (от +0,0313 ± 0,0106 μM до +1,20 ± 0,302 μM) чрез добавяне на 25 μM H2. В присъствието на 5 μM NADH, RET от сукцинат се обръща към FET от +1,62 ± 0,358 μM до -1,83 ± 0,191 μM, придружено от потискане на супероксид, генериран предимно от комплекс I с 51,1%. H2 единствено намалява потенциала на митохондриалната мембрана на култивираните клетки с 11,3%, както е оценено от TMRE. Посоката на електронния поток се променя от H2 в зависимост от съотношението NAD+/NADH, придружено от потискане на генерирането на супероксид. H2 може да потисне генерирането на супероксид в комплекс I in vitro и да намали потенциала на мембраната in vivo. H2 може също да неутрализира семихиноновите радикали, за да намали супероксида, произведен в комплекс III. H2 може да функционира като токоизправител на електронния поток, засягащ потенциала на митохондриалната мембрана за потискане на окислителното увреждане в митохондриите.