Показатели углеводного обмена и активность ферментов крови при артериальной вазоренальной гипертензии в эксперименте Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ПОКАЗАТЕЛИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА И АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ КРОВИ ПРИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ВАЗОРЕНАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Г.А. Дроздова, М.С. Михеев, В.Ф. Мустяца,

Б.Г. Моисеева, А.В. Пасечник, В.А. Фролов

Кафедра общей патологии и патофизиологии РУДН

Ул., Миклухо-Маклая; д, 8, Москва, 117198,

Медицинский факультет

Артериальное давление (АД), показатели углеводного метаболизма и активность ряда ферментов были изучены у кроликов в динамике развития вазоренальной артериальной гипертонии, а также до и после лечения атенололом, дилтиаземом и эналаприлом. Было показано, что у животных с 8-недельной гипертонией изменяются показатели углеводного метаболизма (повышение глюкозы крови, снижение активности гликолитических ферментов) и изменяется активность ряда ферментов плазмы. Гипотензивная терапия приводила к выраженному снижению АД и сопровождалась определенной нормализацией показателей углеводного обмена и ферментативной активности крови.

- Известно, что артериальная гипертензия (АГ) является самым распространенным неинфекционным заболеванием, определяющим структуру сердечнососудистой заболеваемости и смертности [1, 3, 5]. Исследования последних лет привели к необходимости пересмотра наших взглядов как на природу заболевания, так й на его структуру. Так, открытия в области фундаментальной и клинической медицины показали, что АГ характеризуется не только сердечно-сосудистыми изменениями, но и комплексом метаболических расстройств, которые получили название «метаболический синдром» [2, 6].

Гипотеза о существовании метаболического синдрома была выдвинута в 1967 году группой исследователей из Падуи, заметивших частую ассоциацию сахарного диабета с гиперлипидемией и ожирением [16], а в 1988 году О. Яеауеп описал симптомокомплекс, включавший гиперинсулинемию, нарушение толерантности к глюкозе, гипертригицеридемию, низкий уровень липопротеидов высокой плотности и АГ под названием «синдром X» [13, 14]. Основными составляющими этого «синдрома X» признаны: инсулинорези-стентность/гиперинсулинемия, абдоминальное ожирение, нарушение толерантности к глюкозе/сахарный диабет П типа, дислипидемии и гиперурикемия [15].

Таким образом, «метаболическимй синдром» при артериальной гипертонии подразумевает прежде всего изменения углеводного и жирового обмена. Учитывая, что АГ является одним из факторов риска для развития диабета, представлялось важным изучить показатели углеводного метаболизма и активность ряда ферментов в условиях артериальной гипертензии и возможности их коррекции с помощью современных гипотензивных препаратов.

Материал и методы исследования. В эксперименте использовались кролики-самцы породы «Шиншилла» весом 2,5—2,7 кг. Кроликов содержали в стандартных условиях на смешанном режиме питания. В эксперименте было использовано 54 кролика, разделенных на 5 групп.

В целях получения вазоренальной АГ нами был выбран метод дозированного сужения брюшной аорты непосредственно над отхождением почечных артерий. Этот метод, предложенный Goldblatt et Kahn (1938), является малотравматичным и дает высокую и стабильную АГ [4, 10]. Операция проводилась в стерильных условиях под общим наркозом. После рассечения передней брюшной стенки проводилось сужение брюшной аорты на 73 тотчас над отхождением почечных артерий с последующим послойным зашиванием раны. После операции кроликам вводили бензилпенициллин по 30 ООО ЕД внутримышечно. Через 2 месяца после операции кролики брались в эксперимент.

Артериальное давление максимальное (АДмакс ) и минимальное (АД оп-

ределялось кровавым методом электроманометрически в центральном конце общей сонной артерии.

Контрольную группу составили так называемые «ложнооперированные» животные, которым производилось вскрытие брюшной полости без сужения брюшной аорты с последующим послойным зашиванием раны.

Три группы составили кролики, которым через 8 недель после операции по моделированию вазоренальной проводили гипотензивную терапию. В течение 8 недель животным вводили в средних терапевтических дозах селективный Р-блокатор атенолол, ингибитор АПФ эналаприл и антагонист кальция дилтиазем.

У всех кроликов измеряли АД и проводили биохимический анализ крови. У кроликов с гипотензивной терапией эти анализы делали дважды — перед и после лечения (отдельно для каждой группы).

Из показателей углеводного обмена нами были избраны: глюкоза — ммоль/л; лактатдегидрогеназа (ЛДГ) — ЕД/л; панкреатическая а-амилаза — ЕД/л.

Ферментный спектр крови был изучен по следующим показателям: ала-нинаминотрансфераза — ЕД/л; аспартатаминотрансфераза — ЕД/л; щелочная фосфатаза — ЕД/л; кислая фосфатаза — ЕД/л; креатининфосфокиназа — ЕД/л; у-глутамилтранспептидаза — ЕД/л; холинэстераза — ЕД/л.

Биохимическое исследование крови проводили стандартным методом на анализаторе FP-900 фирмы «Labsystems» (Финляндия) с использованием реактивов фирмы «Ьахета».

Статистическая обработка результатов исследования и корреляционный анализ проводились на персональном компьютере Pentium 200 по методу Стью-дента с помощью разработанной на кафедре патологической физиологии РУДН статистической программы. За достоверную принималась разность средних при р < 0,05 (Т > 2,0).

Результаты и их обсуждение. Изучая динамику систолического и диастолического АД при вазоренальной АГ, мы отметили, что повышение систолического АД более выражено, чем повышение диастолического АД (на 25,7% и на 23,2% соответственно по сравнению с показателями контрольной группы). Возможно, это связано с тем, что при вазоренальной модели АГ происходит активация системы ренин-ангиотензин и увеличение образования ангиотензина П, который как прямо, так и опосредовано через увеличение активности симпатической нервной системы и повышения уровня катехоламинов вызывает повышение общего периферического сопротивления [7].

ПОКАЗАТЕЛИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА И АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ прм В АЗ О Р Е Н АЛ Ь Н О Й АРТЕР И АП Ь Н О Й ГИПЕРТЕНЗИИ

Результаты исследования показателей углеводного обмена при АГ представлены в табл. 1.

Таблица 1

Изменение показателей углеводного обмена при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов

Показатели Норма Модель почечной АГ

Глюкоза 6,21 ±0,25 7,19±0,37*

ЛДГ 912 + 25 295,38 ± 26,54*

Панкреатическая а-амилаза 969 ± 29 276,67 + 9,72*

Примечание. * Здесь и далее: разность с результатами контрольной группы достоверна.

Как следует из табл. 1 на фоне вазоренальной АГ отмечается достоверное повышение уровня глюкозы. Данное повышение может иметь несколько объяснений. Во-первых, при вазоренальной АГ происходит активация РАС и усиление образования ангиотензина П, который прямо и опосредованно, через стимуляцию симпатической нервной системы, приводит к повышению уровня глюкозы в сыворотке крови. Катехоламины повышают мобилизацию глюкозы из гликогена за счет активирующего влияния на фосфорилазу — основной фермент гликоге-нолиза. Во-вторых, повышение содержания глюкозы в сыворотке крови может свидетельствовать о снижения процессов депонирования глюкозы в организме за счет блокирования фермента гликогенсинтетазы катехоламинами.

Содержание ЛДГ при вазоренальной АГ достоверно снижается. Снижение активности ЛДГ приводит к накоплению пировиноградной кислоты (пирувата) в организме за счет нарушения процессов дальнейшего образования молочной кислоты.

Динамика уровня панкреатической а-амилазы показывает, что на фоне вазоренальной АГ происходит снижение содержания данного фермента в сыворотке крови, что, возможно, свидетельствует о торможении процессов распада полисахаридов на фоне высокого содержания глюкозы. Другим возможным объяснением снижения содержания панкреатической а-амилазы может быть торможение внешнесекреторной активности поджелудочной железы катехоламинами.

Динамика некоторых ферментов плазмы крови при вазоренальной артериальной гипертензии представлена в табл. 2.

Таблица 2

Изменение активности ферментов крови при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов

Показатели Норма Вазоренальная АГ

АЛТ 27 ±4,7 84,94 ±7,54*

ACT 26,4 ±3,4 44,4 ±6,99*

Щелочная фосфатаза 113 ± 13,7 115,17 ± 9,37

Кислая фосфатаза 16,8 ±2,94 19,8 ±0,73

Креатининфосфокиназа 2409 ±261 620,63 ±51,36*

у-глутамилтранспептидаза Ч ft “f і г\ г» г\ 1о,/ з: и,оэ -І Г' А /"* і А АЛ id,ч-а х і, \ч

ХЭ 3517 ±142 3093 ±105*

Анализируя представленные в табл. 2 данные, прежде всего необходимо отметить, что активность таких ферментов, как АЛТ и ACT, значительно возрастает на фоне вазоренальной АГ. Известно, что при нарастании активности АЛТ и ACT можно предполагать наличие в клетках деструктивных изменений, что, по-видимому, при АГ в наибольшей степени может быть связано с повреждением эндотелия сосудистого русла. Достоверное снижение активности КФК может свидетельствовать как о деструктивных процессах, так и об интенсификации энергообеспечения мышц, в том числе и миокарда.

ПОКАЗАТЕЛИ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА И АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ ПРИ ГИПОТЕНЗИВНОЙ ТЕРАПИИ

Влияние атенолола на показатели углеводного метаболизма представлено в табл.3.

Таблица 3

Влияние атенолола на углеводный обмен при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов

Показатели Вазоренальная АГ Атенолол

Глюкоза, ммоль/л 6,91 ±0,66 6,44 ±0*29

ЛДГ, ЕД/л 269, 33 ±42,78 536,5 ±81,08*

Панкреатическая а-амилаза, ЕД/л 288,5 ±26,27 249,0 ±16,8

Как видно из табл. 3, терапия атенололом не оказывает существенного влияния на содержание глюкозы в сыворотке крови.

На фоне терапии атенололом отмечается достоверное повышение содержания ЛДГ, основного фермента, который катализирует последний этап гликолиза. Повышение активности фермента может свидетельствовать о нормализующем влиянии атенолола на углеводный обмен в организме. Возможно, данное увеличение активности фермента ЛДГ связано с ограничением адренергических влияний на процессы метаболизма углеводов при назначении -селективного адреноблокатора атенолола.

Влияние атенолола на ферментный состав крови представлено в табл. 4.

Таблица 4

Влияние атенолола на ферментный состав крови при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов, ЕД/л

Показатели Вазоренальная АГ Атенолол

АСТ 49,07 ±7,99 57,93 ± 11,41

АЛТ 90,47 ±12,46 113,03 ± 22,19

Щелочная фосфатаза 91,33 ±7,85 82,33 ±12,48

Кислая фосфатаза 16,08 ±1,58 16,02 ± 1,21

Креатининфосфокиназа 562,17 ±84,41 1247,33 ±189,21*

у-глутамилтранспептидаза 14,33±2,13 18,52 ±4.64

Холинэстераза 2478,1 ±504,18 2783,0 ±615,8

Изменение ферментного состава крови на фоне лечения атенололом характеризуется достоверным повышением уровня КФК, что может говорить как об усилении метаболизма в организме, так и о нормализации энергетического обеспечения обменных процессов. Исследования последних лет показали наличие митохондриального изофермента КФК. Согласно современным представлениям, КФК отводится роль «транспортной» формы макроэргических фосфатных связей, а именно, в процессе переноса энергии из митохондрий в цитоплазму клетки.

Влияние эналаприла на обмен углеводов при вазоренальной АГ представлено в табл.5.

Таблица 5

Влияние эналаприла на углеводный обмен при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов

Показатели Вазоренальная АГ Эналаприл

Глюкоза, ммоль/л 7,55 ±0,89 4,86 ±0,45*

ЛДГ, ЕД/л 289 ±35,94 744,5 ±192,3*

Панкреатическая а-амилаза, ЕД/л 299,5 ±28,47 272,5 ±16,93

Результаты табл. 5 свидетельствуют о достоверном снижении уровня глюкозы крови на фоне лечения эналаприлом. Считается, что улучшение метаболизма глюкозы при применении ингибиторов АПФ происходит за счет оптимизации транспорта инсулина и глюкозы [9] и повышения чувствительности периферических тканей к действию инсулина. Предположительно последний эффект развивается в результате повышения концентрации кининов при блокаде АПФ [16].

Ингибиторы АПФ способствуют также метаболическому обеспечению обмена углеводов, о чем свидетельствует достоверное повышение уровня ЛДГ в крови.

Влияние эналаприла на активность ферментов представлено в табл. 6.

Таблица 6

Влияние эналаприла на ферментный состав крови при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов, ЕД/л

Показатели Вазоренапьная АГ Эналаприл

ACT 53 ±24,6 90,72 + 42,72

АЛТ 88,53 ±27,2 129,2 ±65,76

Щелочная фосфатаза 137,8 ±19,71 96,25 ±18,94

Кислая фосфатаза 20 ± 1,09 16,47 ±1,36

Креатининфосфокиназа 656,8 ±60,04 1693 ±453*

Холинэстераза 3027±1367 2705±1079

у-глутамил транспептидаза 18,43 ±8,11 31 ±18,88

Как видно из данных табл. 6, на фоне лечения эналаприлом отмечается достоверное повышение уровня КФК, однако активность фермента не восстанавливается до нормальных значений. Возможно* повышение активности основного фермента энергообеспечения метаболизма свидетельствует о том, что на фоне блокады РАС и уменьшения образования ангиотензина II происходит восстановление обменных процессов в организме.

Данные о влиянии дилтиазема на обмен углеводов при вазоренальной АГ, представленные в табл. 7, показывают достоверное снижение уровня глюкозы. Известно, что антагонисты кальция улучшают метаболизм глюкозы. Предположительно этот эффект развивается за счет влияния на процессы, происходящие в гепатоцитах, а именно за счет прямого влияния на мембраны клеточных стенок и усиления захвата глюкозы гепатоцитами [8]. Улучшение метаболизма глюкозы можно также объяснить антиадренергиче-ской активностью, присущей группе антагонистов кальция.

Таблица 7

Влияние дилтиазема на углеводный обмен при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов

Показатели Вазоренальная АГ Дилтиазем

Глюкоза, ммоль/л 7,47 ±0,48 5,97 ±0,39*

ЛДГ, ЕД/л 258,9 ±31,52 715,1 ±135,2*

Панкреатическая а-амилаза, ЕД/л 274 ±19,85 263 ±18,77

Повышение уровня ЛДГ — основного фермента гликолитического пути обмена энергии во многих тканях, свидетельствует об интенсификации гликолиза.

Влияние дилтиазема на активность ферментов представлено в табл. 8.

нЛчн*£аЫ НАР°ДОВ

ручная библиотека

Таблица 8

Влияние дилтиазема на ферментный состав крови при вазоренальной артериальной гипертензии у кроликов, ЕД/л

Показатели Вазоренальная АГ Дилтиазем

АСТ 38,03 + 8,97 56,06 ±7,23*

АЛТ 80,61 ±11,58 99,91 ±10,34

Щелочная фосфатаза 90, 86 ± 11,51 71,71 ±12,05

Кислая фосфатаза 19,13 ± 1,4 15,64 ±0,99*

Креатининфосфокиназа 537,3 ±55,33 1089 ±188,6*

Холинэстераза 3090 ±644,9 3208 ±685,6

у-глутамилтранспептидаза 13,5 ±2,97 15,46 ±1,7

ТТг^тгуп^ггаг»*» ТТГМЗИIИГ'ЫТДГ1 СИГТгГПИГЧ'ТИ ДГ^Т иг ТРТТТТРиТТИСТ V 'ТГ'иЫТП ЯНТИП.

V/ V -М. X А V/ V *11 Ж X. 1Д. и. ^

ности АЛТ скорее всего свидетельствуют об интенсификации белкового обмена в организме и о повышении его энергообеспечения.

Наблюдается снижение активности кислой фосфатазы до нормальных значений. Такая динамика активности фермента может говорить о нормализации клеточной проницаемости лизосом.

Активность КФК при лечении дилтиаземом достоверно повышается, однако полностью активность фермента до уровня интактных кроликов не восстанавливается. Активация КФК свидетельствует о повышении выработки энергии в организме и о восстановлении «транспортной» функции митохондриального изоферметна КФК.

■а

§

г

г

5

Ш

О

а

о

а

о

т

3

о

со

2

С*5

0 * 2 5

А

1 Ф т о

:§"

Рис. 1 - Динамика уровня глюкозы при лечении вазоренальной артериальной гипертензии препаратами различных групп:

* — отличие от вазоренальной АГ достоверное, Р < 0,05

Сравнительный анализ полученных данных показал, что наблюдались следующие изменения углеводного обмена при назначении различных препаратов, (рис. 1). Атенолол значимо не изменял содержания глюкозы крови, а эналаприл и дилтиазем вызывали достоверное снижение уровня глюкозы крови. Отсутствие

изменений в содержании глюкозы на фоне приема атенолола можно объяснить тем, что атенолол является р,-селективным адреноблокатором, а регуляция углеводного обмена осуществляется через Р2-селективныме адреноблокаторы [16].

Более выраженное снижение уровня глюкозы при назначении эналаприла можно объяснить особенностями фармакологического действия препарата. Известно, что ингибиторы АПФ повышают чувствительность периферических тканей к инсулину [9] и этот эффект связывают с повышением содержания ки-нинов [12, 16].

Снижение уровня глюкозы крови при назначении дилтиазема также достоверно. Предположительно, этот эффект связан с его прямым влиянием на мембраны клеточных стенок и усилением захвата глюкозы [8].

В изучение тгинамики (Ъепмрмтнпго состава кппви были выявлены обшие

J--------------- X ' ХГ - ....... А

для различных групп препаратов закономерности — тенденция к снижению активности кислой фосфатазы и достоверное повышение КФК. Мы склонны рассматривать повышение КФК как результат усиления метаболических процессов в организме и повышения энергообеспечения обменных процессов. Известно, что роль КФК особенно велика в тканях, где может возникать потребность в больших количествах энергии в относительно короткие промежутки времени (например, в миокарде). Исследования последних лет показали наличие митохондриального изофермента КФК, которому отводится роль «транспортной» формы, а именно — переноса энергии из митохондрии в цитоплазму клетки, где протекают основные реакции метаболизма (активация АМК, метаболизм жиров и углеводов). Отметим, однако, что ни один из антигипертензивных препартов не восстанавливает активность КФК до нормальных значений.

При лечении препаратами различных групп отмечается снижение активности кислой фосфатазы. Напомним, что на фоне вазоренальной АГ отмечалось повышение активности фермента. Такая динамика изменений активности кислой фосфатазы имеет большое значение, так как указанный фермент является маркером лизосом, и повышение его активности может свидетельствовать об усилении проницаемости лизосомных мембран.

Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о значительных изменениях углеводного обмена в организме на фоне вазоренальной АГ, которые проявляются в повышении уровня глюкозы крови и снижении активности основных ферменггов углеводного обмена. Применение гипотензивной терапии сопровождалось не только снижением АД, но и выраженной нормализацией показателей углеводного обмена. Ингибитор АПФ эналаприл и блокатор медленных кальциевых каналов дилтиазем приводили к снижению содержания глюкозы в крови, повышенного при АГ, и все препараты, включая атенолол, вызывали значительное повышение активности ЛДГ, достоверно сниженной при АГ.

При изучении динамики ферментного состава крови были выявлены общие для различных групп препаратов закономерности — тенденция к снижению активности кислой фосфатазы, достоверное повышение КФК и тенденция к повышению ACT, что указывает на влияние лекарств, применяемых для лечения АГ, на различные стороны клеточного метаболизма.

ЛИТЕРАТУРА

[1] Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., Агеев Ф.Т. Ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента в лечении сердечно-сосудистых заболеваний. М., 2002. — 86 с.

[2] Гогин Е.Е. Активность ренин-ангиотензиновой системы и ее коррекция // Росс. мед. журнал. — 2000. — № 1. — С. 60—62.

[3] Гогин Е.Е. Артериальная гипертония и почки // Тер. архив. —1997. — № 6. — С. 65—68.

[4] Дроздова Г.А., Фролов ВА., Кимура К. Фильтрационная и реабсорбционная функция почек у спонтанно-гипертензивных крыс при применении антагониста кальция // Матер. Межд. Симп. «Артериальные гипертензии: патогенез, патогенетическая терапия». — М., 1997. — С. 21—22.

[5] Кобалава Ж.Д., Котовская Ю.В., Хирманов В.Н. Артериальное давление в исследовательской и клинической практике. — М.: Реафарм, 2004. — 383 с.

[6] Моисеев B.C. Метаболические аспекты гипертонической болезни // Тер. архив. — 1997, —№8, —С. 75—77.

[7] Преображенский Д.В., Сидоренко Б.А., Сополева Ю.В. и др. Физиология и фармакология ренин-ангиотензиновой системы // Кардиология. — 1997. — №11. — С. 91—96.

[8] Сидоренко Б.А., Преображенский Д.В. Антагонисты кальция. — М. : Информатик, 1997. —176 с.

[9] Сидоренко Б.А., Преображенский Д.В. Лечение артериальной гипертензии. — М. : Информатик, 1999. — 215 с.

[10] Фролов В.А., Дроздова Г.А. Гипертоническое сердце.—Баку, 1984.—248 с.

[11] Avogaro P., Crepaldi G., Enzi G„ Tiengo A. Association of hyperlipidemia, diabetes mellitus and mild obesity // Acta. Diabetol. Lat. — 1967. — Vol. 4. — P. 572—590.

[12] Kaplan N.M. The deadly quartet: upper-body obesity, glucose intolerance, hypertriglyceridemia and hypertension // Arch. Intern. Med. — 1989. — Vol. 28. —1039—1057.

[13] Reaven G.M. Role of insulin resistance in human disease // Diabetes. — 1988. — Vol. 37. — P. 1595—1607.

[14] Reaven G.M. Role of insulin resistance in human disease: syndrom X // In: 4th Int. Symp. On Multiple Risk Factors in Cardiovasc. Dis. Washington, 1997. — P. 11 (Abstr.).

[15] Scientific American Medicine (SAM®). CD-ROM, 1997.

[16] Hirofumi T„ Toshio K„ Hiromi A. et al. Kinins contribute to the improvement of insulin sensitivity during treatment with angiotensin converting enzyme // Hypertension. — 1994.— Vol. 23, —P. 450—455.

THE INDICES OF CARBOHYDRATE METABOLISM AND ENZYME ACTIVITY OF BLOOD AT ARTERIAL VASORENAL HYPERTENSION

G.A. Drozdova, M.S. Miheev, V.F. Mustyaza,

E.G. Moiseeva, A.V. Pasechnik, V.A. Frolov

Department of General Pathology and Pathological Physiology RPFU M-Maklaya st., 8, Moscow, 117198, Medical faculty

The blood pressure and indices of carbohydrate metabolism and enzyme activity in blood were studied in the rabbits with vasorenal hypertension. All indices were measured before and after 8 weeks treatment by atenolol, diltiazem and enalapril. The results showed that in the rabbits with 8 weeks of hypertension there are the increase of glucose and decrease activity of glycolytic enzymes. There are the changes of some other enzymes of blood. The treatment by diltiazem and enalapril caused the decrease of the glucose level, normalization of carbohydrate metabolism and activation of creatinphosphokinase. Key words: blood pressure, metabolism, carbohydrates, enzymes.