Уникальная методика выявления митохондриальных нарушений

Источник: gusmanm.edublogs.org

Уже лет двадцать многие ученые и врачи заявляют, что самой главной причиной диабета, гипертонии, сердечно-сосудистых болезней и даже рака являются стрессы. В последние годы развитие биохимии позволило выявить «тонкое место» организма, которое в первую очередь страдает при стрессах. Это митохондрии — органоиды живых клеток, производящие энергию за счет химического разложения жиров, белков и углеводов. Клеточные электростанции действуют совместно, как небольшие подстанции большой энергосети. Такая сложная биохимическая система может выйти из строя от перегрузки. Ученые полагают, что именно митохондриальные дисфункции являются «спусковым механизмом» развития заболеваний. Выявление таких нарушений позволило бы предотвращать болезни на доклинической стадии. Но до сих пор биохимическое исследование митохондрий происходило на кусочках ткани животных (к примеру, клетках печени). Аналогичные манипуляции с тканями человека, который еще не заболел, невозможны.

Группа ученых из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН разработала новый, абсолютно уникальный способ выявления нарушений в работе митохондрий. Для проведения анализа достаточно капельки крови. Исследованию подвергается отдельный тип клеток крови — лимфоциты. Эти клетки содержат митохондрии, изучать состояние которых при определенных условиях очень удобно. Капля крови тонким слоем размазывается по стеклу и быстро высыхает. Различные структуры клеток прилипают к стеклу, затем к ним добавляются реактивы — красители. Анализ проводится при помощи микроскопа с видеокамерой и специальной компьютерной программы. Изменение цвета различных участков позволяет измерять активность реакций.

Функциональное состояние митохондрий определятся исходя из активности двух основных ферментов. Первый — СДГ (сукцинатдегидрогеназа) обеспечивает интенсивную работу органоида, участвуя в окислении янтарной кислоты. Второй — КДГ (кетоглутаратдегидрогеназа) — поддерживает восстановление митохондрий после работы, окисляя кетоглутаровую кислоту. Выраженный дисбаланс между активностью СДГ и КДГ позволяет судить о повышенном риске развития патологий. Для проверки нового цитобиохимического метода ученые провели ряд экспериментов над крысами. Раньше, когда состояние митохондрий определялось по кусочкам ткани, исследователям приходилось буквально истязать животных. Теперь, при анализе крови, тонкое изменение в работе митохондрий можно выявить и при щадящих условиях. К примеру, использовался иммобилизационный пенал — тесная коробочка, в которой крыса не могла активно двигаться. Животное не испытывало боли, только некоторый дискомфорт.

Регулируя время пребывания крысы в пенале, ученые смогли наблюдать всю гамму митохондриальных реакций — от полного покоя до крайнего возбуждения и патологического истощения. Цитобиохимический метод позволил выявить схожие изменения в работе митохондрий и у людей, страдающих от гипертонии и пищевой аллергии. Как отмечает руководитель исследования доктор биологических наук М. Н. Кондрашова, анализ уровня СДГ и КДГ позволяет провести четкую грань между стимулирующим, тренирующим и повреждающим уровнем нагрузок. При этом можно не только выявлять опасные дисфункции, но лечить их — при помощи природных нетоксичных препаратов. Стоит отметить, что группа Кондрашовой известна в России и во всем мире благодаря разработке около десяти БАДов на основе янтарной кислоты. Данные, полученные при помощи цитобиохимического метода, позволили ученым создать новое лекарство, сейчас оно проходит стадию патентования.