Изучение механизмов действия биологически активных веществ из растений флоры Узбекистана на активность функциональных структур митохондрий животных тканей и механизмов фармакологической коррекции ими дисфункций митохондрий в условиях различных патологий является актуальным научным направлением. В настоящее время установлено, что митохондрии животных тканей играют ключевую роль в энергетическом метаболизме, Са2+-сигнализации, апоптозе, кардиопротекции, адаптации клеток к гипоксии и ионном гомеостазе. Доказано также, что нарушение функции митохондрий формируется под воздействием свободно-радикальных процессов, ишемии/реперфузии, токсических повреждений, что приводит к дефициту АТФ в клетке, активизация механизмов клеточной гибели. Основой различных патологий, таких как нейродегенеративные, сердечно-сосудистые, эндокринные и др., а также т.н. «митохондриальные болезни» являются дисфункции митохондрий, которые способствуют развитию структурно-функциональных нарушений в различных тканях и органах. В последнее время стало известно, что митохондриальные мембраны и локализованные в них функциональные структуры: ионные каналы, дыхательная цепь, Са2+ -зависимая мегапора, АТФ-зависимый К+-канал, различные переносчики и т.д. являются «мишенью» для действия различных фармакологических агентов. Несмотря на то, что роль АТФ-зависимого калиевого канала в адаптации организма к гипоксии доказана, остается неясным, каким образом открытие канала приводит к защите сердца от ишемических повреждений. В связи с этим исследование механизмов действия биологически активных веществ из растений и механизмов фармакологической коррекции ими нарушений, вызванные в условиях патологии позволят определить среди них корригирующих агентов для оптимизации функционирования митохондрий, а также клеток в целом. Известно, что нарушение систем обеспечения клетки кислородом является одной из причин развития различных патологий, хотя эти системы очень многообразны, среди них гипоксия занимает особое место. Принято рассматривать гипоксию как несоответствие энергопродукции, т.е. синтеза АТФ митохондриями, энергетическим потребностям клетки. Эффективность существующих в настоящее время антигипоксических средств не всегда удовлетворительна, поэтому знаменитые лаборатории мира ведут интенсивный поиск новых, природных соединений с антиоксидантной и антигипоксической активностями и минимальными побочными эффектами. В настоящее время ведущие лаборатории мира ведут интенсивный поиск новых, природных соединений, селективно действующие на «мишени-структуры» для фармагентов в мембранах митохондрий и, естественно, с минимальными побочными эффектами. При реализации данного научного проекта будут выявлены новые антиоксиданты, мембранопротекторы и антигипоксанты из растений флоры Узбекистана и они будут рекомандованы как фармакологические агенты. Одним из ключевым фактором, вызывающей патологии в клетке, это - образование избыточных концентраций свободных радикалов кислорода, хотя в норме они играют важную роль в процессах метаболизма клеток. Большинства радикалов кислорода (93-95 %) в клетке образуются в дыхательной цепи митохондрий, повышенная продукция которых приводит к окислительному стрессу, в некоторых случаях запускает апоптоз или некроз. В связи с этим, исследование коррекции дисфункций митохондрий с биологически активными растительными веществами, обладающими антиоксидантными, антирадикалными, мембраностабилизирующими и антигипоксическими свойствами имеет актуальное значение в создании новых фармакологичкских агентов.
1. M.I. Asrarov, M.K.Pozilov, N.A .Ergashev, MM Rakhmatullaeva The influence of the hypoglycemic agent glycorazmulin on the functional state of mitochondria in the rats with streptozotocin-induced diabetes. Problemy Endokrinologii; 2014 год, Том № 60, № 3, Р.38-42. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl201460338-42 . We have studied the state of the mitochondrial permeability transition pore (MPTP), respiration, and oxidative phosphorylation in mitochondria of the liver and pancreas of the rats with streptozotocin-induced diabetes. In addition, we considered the approaches to the correction of membraneous lesions with the help of glycorazmulin, a hypoglycemic preparation based on mumiyo (Jew's tar) and an extract from rhodiola roots and tubers (Rhodiola Semenovii A.). The mitochondria swelling rate in the liver and pancreas of the rats with experimental diabetes mellitus is known to be lower than in the unaffected animals; in other words, hepatic and pancreatic megapores in case of pathology remain open. Glycorazmulin normalizes their state and thereby eliminates the effect of spreptozotocin on mitochondria. 2. Ishimov, U.J., Abdullayeva, G.T., Ziyavitdinov, J.F., ...Ergashev, N.A., Asrarov, M.I. The effects of isolated fractions of red pepper Capsicum annuum L. On the mitochondrial permeability transition pore and lipid peroxidation Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 2016, 5(3), Р. 259–262. Fruit proteins, seed proteins and capsaicinoids fractions were isolated from red pepper of Capsicum annum L. plants family and their effects on mitochondrial permeability transition pore (MPTP) and lipid peroxidation of rat liver were studied in vitro. Seed proteins did not influence to MPTP; however fruit proteins caused MPTP to open and led to mitochondrial membrane permeabilization. Opening of the MPTP causes massive swelling of mitochondria; capsaicinoids fractions inhibited the swelling process of mitochondria and caused the closed state of the MPTP. Fruits and seeds protein fractions from red pepper did not reduce the effect of Fe2+/ascorbate-induced mitochondrial swelling and had no effect on the accumulation of malondialdehyde (MDA) in the membranes of mitochondria. Capsaicinoid fraction had a concentration-dependent inhibitory effect on the Fe2+/ascorbate-dependent swelling of mitochondria and of lipid peroxidation. Half-maximal inhibitory concentration (IC50) on the swelling of mitochondria fraction was 2 µg/ml. Сapsaicinoids fraction prevented the effect of Fe2+/ascorbate on mitochondria and reduced the accumulation of MDA in membrane. Complete inhibition of lipid peroxidation was shown at a 50 µg/ml capsaicinoids concentration. Capsaicinoids, reducing the membrane destructive effects of Fe2+/ascorbate, had antioxidant properties and a protective effect on mitochondria. The obtained results showed the presence of different compounds in red pepper differently affecting MPTP and lipid peroxidation. 3. Muratova, D.Kh., Ergashev, N.A., Shkinev, A.V., Asrarov, M.I., Kurbanov, U.Kh. Effect of songorine on the activity of atp-dependent K+ channels and the state of megapore in rat liver mitochondria/ Eksperimental'naya i Klinicheskaya Farmakologiya, 2021, 84(4), С. 12–15. Показано, что дитерпеноидный алкалоид зонгорин в микромолярных концентрациях, подобно диазоксиду и 1-О-бензоилнапеллину, активирует АТФ-зависимые K+-каналы (ЕC50 = 1,0 мкМ), а также дозозависимо ингибирует открывание Ca2+-зависимой мегапоры изолированных митохондрий печени крыс (IC50 = 35,2 ± 3,1 мкМ).