Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2020, T. 56, № 7, стр. 616-616

Хелаты гадолиния широко используются как контрастные вещества для магнитно-резонансной томографии. При этом появляются данные о накоплении гадолиния после таких процедур в различных тканях пациентов, включая кости, мозг и почки. В настоящие время практически отсутствуют данные о действии солей Gd³⁺ как на сердечно-сосудистую систему, так и на митохондрии, являющиеся основным поставщиком АТФ для кардиомиоцитов.

Цель настоящей работы заключалась в изучении инотропных эффектов Gd³⁺ на кальций-зависимые процессы на примере препаратов сердца лягушки и определяющих жизнеспособность сердечной мышцы митохондрий сердца крысы, как возможных молекулярных мишеней действия этого металла.

Исследовано инотропное и хронотропное действие гадолиния (Gd³⁺) на сократительные характеристики препаратов сердечной мышцы лягушки Rana ridibunda, а также его эффект на скорости поглощения кислорода, набухание и потенциал внутренней мембраны (∆Ψ_мито) митохондрий сердца крысы (МСК), энергизованных сукцинатом – субстратом второго дыхательного комплекса. Установлено, что Gd³⁺ снижал амплитуду и частоту спонтанных сердечных сокращений. С другой стороны, Gd³⁺ ускорял набухание энергизованных МСК в среде с 25 мМ K-ацетатом и 100 мМ сахарозой, что указывает на стимулирование ионами этого металла энергозависимого транспорта K⁺ в матрикс этих органелл. Общеизвестно, что умеренная нагрузка митохондрий кальцием приводит к открытию кальций-зависимой поры (МКЗП) в их внутренней мембране, которая становится проницаемой для неорганических ионов (H⁺, K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺). Ионы Gd³⁺ тормозили индуцированное кальцием уменьшение ∆Ψ_мито в среде со 125 мМ KCl и препятствовали стимулируемому ионами Ca²⁺ набуханию энергизованных сукцинатом МСК в солевых средах, содержащих 125 мМ NH₄NO₃ или K-ацетат и сахарозу. При этом Gd³⁺, независимо от наличия в среде Ca²⁺, не оказывал влияния на дыхание митохондрий в состояниях 3 или 3Р_ДНФ (в присутствии 2,4-динитрофенола).

Полученные нами результаты могут свидетельствовать о том, что Gd³⁺ не оказывает токсического эффекта на энергизованные сукцинатом МСК и, вместе с тем, ингибирует открытие в их внутренней мембране МКЗП. Полученные данные важны для лучшего понимания механизмов действия редкоземельных элементов на Ca²⁺-зависимые процессы в миокарде позвоночных.

Финансирование работы: госзадание (АААА-А18-118012290142-9).