Functional and dynamic state of inner mitochondrial membrane of sarcoma 37 in mice under administration of sodium dichloroacetate

Abstract

the activity of enzymes of the respiratory chain and structural-dynamic properties of the inner mitochondrial membrane (IMM) of sarcoma 37 (S37) in mice under sodium dichloroacetate (SDa) administration in a daily dose of 86 mg/kg of body weight starting from the 2 nd day after tumor transplantation were investigated. The dynamic and structural state of the IMM components was determined using the fluorescent probes. With S37 growth the intensification of glycolytic metabolism occurred on the background of suppressed functional capacity of mitochondrial respiratory chain enzymes. the changes of conformational properties of protein molecules and the increase of IMM lipid phase microviscosity were shown. the administration of SDa promotes the decrease of lactate content and the increase of pyruvate dehydrogenase activity in S37. this was accompanied by further suppression of the functional activity of the respiratory chain complexes and Н +-АТРase coupled with conformational modification of protein molecules and changes of the structural orderliness of the IMM lipid phase, possibly due to intensification of reactive oxygen species generation.

The influence of heavy metal ions, spermine and sodium nitroprusside on ATP-hydrolases of cell membranes of rat colon smooth muscle

“…A similar mechanism of SDA action, increasing mitochondrial metabolism and ROS production under mitochondrial dysfunction is specific for many malignant tumors, which energy metabolism, as known, is characterized by the Warburg effect against the background of the mitochondrial structure-functional disorders [6]. In our previous studies, the cytotoxic action of SDA was observed only in transplanted sarcoma 37, but not in Lewis lung carcinoma, as a possible result of the biological properties of tumors, characteristics and extent of energy metabolism reprogramming, structural and functional abnormalities of the mitochondrial membranes and prooxidant-antioxidant homeostasis impairment [6,36,37].…”

Reprogramming of mitochondrial energy metabolism in malignant neoplasms

“…В связи с этим проведены исследования энергетического метаболизма и окислительных процессов в клетках перевиваемых опухолей мышей разного гистологического генеза -саркомы 37 (С37) и карциномы легкого льюис (Клл) в кинетике роста in vivo и при воздействии ДХАН [115][116][117][118][119]. Установлено торможение роста опухоли и увеличение средней продолжительности жизни при введении ДХАН мышам с С37, но не Клл.…”

“…В результате проведенных исследований выявлено, что стационарная фаза роста С37 характеризуется увеличением содержания лактата в опухоли, угнетением функциональной актив-ности комплексов дыхательной цепи митохондрий опухолей, что не выявлено для Клл. При введении ДХАН мышам с С37 в опухоли увеличивается активность пируватдегидрогеназы и происходит снижение содержания лактата, а также уменьшается активность энзимов дыхательной цепи и снижается содержание цитохромов во ВММ [117]. Наряду с этим имеют место конформационные перестройки протеиновых молекул и изменение структурной упорядоченности липидной фазы ВММ, снижение в ней содержания общих липидов и фосфолипидов [115,117].…”

“…При введении ДХАН мышам с С37 в опухоли увеличивается активность пируватдегидрогеназы и происходит снижение содержания лактата, а также уменьшается активность энзимов дыхательной цепи и снижается содержание цитохромов во ВММ [117]. Наряду с этим имеют место конформационные перестройки протеиновых молекул и изменение структурной упорядоченности липидной фазы ВММ, снижение в ней содержания общих липидов и фосфолипидов [115,117]. В Клл указанных изменений под действием ДХАН не наблюдали.…”