Energotropic Effects of Intermittent Hypoxia: Role of Succinate-Dependent Signaling

Remote ischemic preconditioning versus intermittent hypoxia training: a comparative analysis for cardioprotection

“…(2) stimulates insulin-independent glucose transport and accumulation of glycogen in the oxygen-sensitive cells (cardiomyocytes and neurons), thus increasing instantly available intracellular energy reserves [91,92]; (3) incites activator protein-1 and HIFs, the master proteins responsible for numerous adaptational pathways [93,94]; (4) stimulates erythropoietin (EPO) production having multiple protective and neuroregenerative effects [95,96]; (5) stimulates HSP70, one of the key members in the chaperons family providing protection against injury and facilitating successful recovery after damage [97,98]; (6) incites growth hormone and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) release [99,100]; (7) enhances antioxidant defense system and increases the resistance of Na + -K + ATPase to oxidative stress [101,102]; (8) stimulates endothelial NO production provoking vasodilation, opening of reserve capillaries and preventing Ca 2+ overload, which has multiple protective and adaptogenic effects [103]; (9) modulates humoral and cellular immunity [104]; (10) stimulates brain-derived growth factor (BDGF) and glial cell-derived growth factor (GDNF) that provide neuronal protection and stimulate neuroregeneration [105]; (11) supports mitochondrial biogenesis and induces selection of non-mutated mtDNA [97]; (12) induces changes within mitochondria increasing the O 2 utilization efficiency of ATP production [106]; (13) stimulates activity of natural mesenchimal and hematopoietic stem-cells responsible for repair [104 , 107].…”

Mitochondria as a Target of Intermittent Hypoxia

“…У період еволюції аеробні організми ви-робили надзвичайно витончену та гармоній-ну клітинну систему для відповіді на зміни концентрації кисню у позаклітинному серед-овищі, оскільки молекулярний кисень діє як кінцевий акцептор електронів у мітохондрі-альному дихальному ланцюзі для продукції енергії в процесі окисного фосфорилювання. Дихальний ланцюг мітохондрій реагує на зміни вмісту кисню у позаклітинному серед-овищі та ініціює каскад функціонально-ме-таболічних внутрішньоклітинних реакцій, які формують сумарну відповідь організму на ці зміни [7,8]. Наслідком неадекватного постачання тканин киснем є дисфункція мі-Мітохондрії як мішень інтервальної гіпоксії тохондріального апарату, яка в свою чергу слугує провідним базисним молекулярним механізмом у відповіді клітини на дефіцит кисню.…”

“…З іншого боку, відомо, що адаптація до інтервального гіпоксичного подразнення викликає позитивні зміни в роботі мітохон-дріального апарату клітин, перебудовує тка-нинне енергозабезпечення, пов'язане з більш економним використанням кисню, стабілізує мітохондріальні мембрани тощо [7,10,11]. Механізми адаптації до інтервальної гіпоксії дають змогу організму не тільки виживати в умовах гострого дефіциту кисню, а й підви-щувати його стійкість до емоційного стресу, інтенсивних фізичних навантажень тощо.…”

“…Нині немає жодних точних свідчень про механізми перемикання з адаптивної на дезадаптивну відповідь на гіпоксичний стимул. Зроблено декілька спроб проаналізувати це питання [7,20,21]. Най-більш значний внесок зробили Prabhakar та Semenza [17], які описали транскрипційну регуляцію експресії генів, що опосередкова-на факторами, індукованими гіпоксією 1 і 2 (HIF-1 і HIF-2).…”

“…Дихальна функція мітохондрій при міто-хондріальній дисфункції та за умов адап-тації до ІГТ Доведено, що дисфункція мітохондріальних ферментів, насамперед мітохондріального ферментного комплексу I, лежить в основі будь-якої форми гіпоксії і є молекулярним механізмом, який визначає енергетичні пору-шення в умовах обмеження доставки кисню до клітини [7]. Відновлення електронно-тран-спортної функції дихального ланцюга при гіпоксії -важливе завдання антигіпоксичного захисту, що зумовлює створення антигі-поксичних засобів енерготропної дії.…”