肾上腺素与肝脏线粒体增殖

我们工作的目的是确定肾上腺素在“线粒体生物发生”过程中的可能作用。线粒体是细胞的动力源,在其电子链传递过程中,氧作为电子的最后受体,这是高能底物氧化的最后一步,以获得代谢能量。此外,它们是“可塑性”细胞器,能够通过改变每个线粒体的电子转运体含量和/或细胞中线粒体的数量来适应身体代谢需求的变化。因此,当代谢需求增加时,线粒体生物发生就会发生。线粒体生物发生的诱导涉及线粒体电子链成分的转录,这些成分由细胞核(其中大部分)和线粒体(其中一部分)DNA编码。

图1所示。肾上腺素和利血平对大鼠肝脏的影响。

该过程主要由一种共激活因子控制,即过氧化物酶体增殖物激活受体-γ共激活因子(PGC-1),该因子反过来调节参与核(呼吸因子1和2,NRF1和NRF2)和线粒体基因转录的因子。甲状腺激素是机体代谢的主要调节因子。在之前的研究中,我们观察官方manbetx手机版到在大鼠中,给予激素(实验性甲状腺机能亢进)或暴露于寒冷(功能性甲状腺机能亢进)使其血清甲状腺激素水平升高,对肝脏线粒体增殖的影响是不同的。在这两种情况下,我们都发现组织耗氧量(呼吸)增加。在实验性甲亢中,呼吸增加是由于线粒体利用氧气的能力增加,但每克组织中线粒体蛋白的mg含量不变。相反,在功能性甲亢中,呼吸增加是由于每克组织中线粒体蛋白的质量增加,但线粒体呼吸能力不变。这提示我们在线粒体增殖中应该有另一个因素参与。实验性甲状腺机能亢进和功能性甲状腺机能亢进的区别之一是,暴露在寒冷环境中的大鼠血浆中肾上腺素水平升高,而接受甲状腺激素治疗的大鼠血浆中肾上腺素水平升高。因此,为了测试肾上腺素在线粒体增殖中的作用,我们评估了肾上腺素给药和利血平消耗肾上腺素的影响。我们发现肾上腺素治疗增加了每克组织的线粒体蛋白含量,利血平则降低了线粒体蛋白含量。 These effects were associated with similar changes in the tissue levels of PGC-1, NRF1 and NRF2, confirming the role of PGC-1 as regulator of mitochondrial biogenesis.

提示PGC-1的活化可通过活性氧(reactive oxygen species, ROS)上调。活性氧是由几种细胞来源产生的正常代谢的副产物,即使线粒体被认为是主要的,因为它们消耗了大部分的细胞氧气。活性氧是高活性的,如果它们的含量增加或细胞对其作用的保护,即抗氧化系统失效,它们可以氧化脂质和蛋白质。在我们的研究中,我们发现在肾上腺素和利血平处理的动物中,氧化损伤和线粒体ROS释放都增加,这表明在利血平处理的动物中,ROS释放的增加不能增加PGC-1水平。此外,只有在肾上腺素处理的动物中,氧化损伤的增加与谷胱甘肽过氧化物酶和还原酶两种抗氧化酶活性的增加有关,证实了PGC-1作为抗氧化酶转录的调节剂的作用。总之,我们在论文中报告的结果支持这样的观点,即在寒冷暴露的动物中发现的线粒体蛋白含量的变化需要激活影响PGC-1的多种信号通路,肾上腺素可以在这一过程中发挥作用,可能会触发裂变过程。

保拉·文迪蒂,盖塔娜·纳波利塔诺
那不勒斯“费德里科二世”大学生物系,圣安杰洛蒙特大学,Via Cinthia, I-80126,意大利那不勒斯

出版

肾上腺素诱导大鼠肝脏线粒体生物发生。
陈建军,陈建军,陈建军
J bioenergy Biomembr. 2018年2月

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