Русская версия English version   
Том 9   Выпуск 1   Год 2014
Компьютерное моделирование острого и хронического этанол-индуцированного окислительного стресса

Маркевич Н.И., Хоек Я.

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино, Московская область, 142290, Россия

Университет Томаса Джефферсона, Филадельфия, 19107, США 

 markevich.nick@gmail.com
 
Аннотация. Основной целью  работы является разработка математической модели производства активных форм кислорода (АФК) митохондриальной дыхательной цепью и проанализировать окислительный стресс, который происходит при остром и повышенном хроническом употреблении этанола и приводит к алкоголь-зависимым заболеваниям. Математическая модель состоит из 35 обыкновенных дифференциальных уравнений и описывает концентрацию окисленных и восстановленных форм переносчиков электронов, а также значения скоростей потребления и генерации АФК различными комплексами дыхательной цепи. Учитываются экспериментально наблюдаемые этанол-зависимые изменения в активности глютатионпероксидазной системы, осущестляющей деградацию АФК.  Еффект острого алкогольного воздействия на производство АФК моделирован увеличением NADH/NAD отношения и закрыванием потенциал-зависимого анионного канала внешней митохондриальной мембраны. Эффект повышенного хронического употребления этанола моделировался путем ингибирования различных сегментов дыхательной цепи и глютатион пероксидазы. Результаты моделирования показывают, что под воздействием хронического алкоголя в присутствии NADH и сукцината, как источников электронов для дыхательной цепи, изменения в концентрация АФК, супероксида и Н2О2, в митохондриальном матриксе и межмебранном пространстве сильно зависят от мембранного потенциала и являются немонотонными. Они могут как увеличиваться, так и уменьшаться под действием этанола при различных значениях мембранного потенциала. Компьютерные результаты хорошо описывают известные экспериментальные данные в контроле и под действием острого и хронического употребления этанола и предсказывают, как этанол-зависимое производство АФК зависит от метаболического состояния митохондрий.
 
Ключевые слова: активные формы кислорода (АФК), митохондриальная дыхательная цепь, математическая модель, острое  и хроническое употребление алкоголя.
 
 
Содержание Оригинальная статья
Мат. биол. и биоинф.
2014;9(1):63-88
doi: 10.17537/2014.9.63
опубликована на англ. яз.

Аннотация (англ.)
Аннотация (рус.)
Полный текст (англ., pdf)
Список литературы

 

  Copyright ИМПБ РАН © 2005-2022