Адаптивные эффекты трекрезана при импульсной гипоксической тренировке Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

НЕИРОФАРМАКОЛОГИЯ

Резюме

В экспериментах на животных в течение трех дней вырабатывалась адаптация к гипоксической гипоксии в проточной барокамере импульсной тренировкой. Однодневный цикл тренировки состоял из 4-кратного подъема на высоту 6000 м со скоростью 15 м/с с экспозицией 20 мин. Интервал между подъемами 20 мин. Трекрезан вводили внутрибрюшинно в дозе 25 мг/кг массы тела на протяжении трех дней сразу после окончания однодневного цикла тренировки. Показано, что трекрезан усиливает адаптивные метаболические изменения в головном мозге, сердце и печени крыс, вызванные тренировкой к гипоксической гипоксии.

Зарубина И.В., Павлова Т.В. Адаптивные эффекты трекрезана при импульсной гипоксической тренировке // Психофармакол. биол. наркол. — 2007. — Т. 7, № 1. — С. 1431-1435.

Ключевые слова

интервальная гипоксическая гипоксия; энергетический обмен; трекрезан

© И.В. ЗАРУБИНА, Т.В. ПАВЛОВА; 2007

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова МО РФ; акад. Лебедева ул., 6, Санкт-Петербург, 194044, Россия

АДАПТИВНЫЕ ЭФФЕКТЫ ТРЕКРЕЗАНА ПРИ ИМПУЛЬСНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКЕ

ВВЕДЕНИЕ

В условиях непрерывного воздействия антропогенного гипоксиче-ского фактора остается актуальной проблема повышения адаптационного потенциала организма для сохранения и поддержания гомеостаза. При этом следует учитывать, что скорость и полнота развития адаптационных реакций зависят не только от силы и длительности гипокси-ческого фактора, но и от потенциальных возможностей организма, его индивидуальной чувствительности к гипоксии [1].

Типологические функционально-метаболические различия естественной резистентности определяют характер метаболического ответа в ответ на гипоксическое воздействие у крыс с высокой и низкой резистентностью к гипоксии. Благодаря мощным компенсаторным механизмам у высокоустойчивых особей в условиях недостатка кислорода менее выражен энергодефицит, метаболический ацидоз, процессы пе-рекисного окисления липидов и угнетение антиоксидантных систем, чем у низкоустойчивых крыс.

Для повышения общей неспецифической резистентности организма при адаптации к гипоксии в целях профилактики и лечения различных заболеваний широко используются как физиологические немедикаментозные способы, так и фармакологические. Среди первых наиболее эффективна интервальная гипоксическая тренировка, позволяющая варьировать соотношение силы и продолжительности отдельного ги-поксического стимула с продолжительностью пауз респирации и общим временем экспозиции к гипоксии [5]. В эксперименте и практической медицине используются различные способы гипоксической тренировки, но отсутствие ее унификации требует разработки адекватного метода для экспериментальной оценки эффективности фармакологического потенцирования эффектов гипоксической интервальной тренировки.

Формирование адаптации с помощью гипоксической тренировки — процесс долговременный [9]. Возможность усиления и закрепления эффектов физиологических способов повышения устойчивости к гипоксии и обеспечения оптимальности и стабильности адаптивного ответа, в том числе и у тренированного к гипоксии организма, предоставляется сочетанием высотных тренировок с фармакологическими препаратами с быстрым стимулирующим влиянием на процессы адаптации [8]. Этим требованиям отвечает трекрезан (триэтаноламмони-евая соль 2-метилфеноксиуксусной кислоты) — средство с противо-гипоксическим, актопротекторным и иммуностимулирующим

действием. Препарат создан в Иркутском институте органической химии СО РАН, прошел доклинические и клинические испытания и разрешен Фармакологическим комитетом МЗ РФ к широкому применению. Трекрезан относится к малотоксичным соединениям, оказывает стресспротекторное действие, обладает способностью ускорять репарацию поврежденных тканей, защищает внутренние органы от повреждающего действия токсинов, СВЧ-об-лучения, инфекционных факторов [2, 4, 10].

Целью работы явилось изучение влияния трек-резана на показатели энергетического обмена при адаптации крыс к интервальной гипоксической гипоксии.

МЕТОДИКА

Исследование проведено на крысах-самцах массой 160—180 г. Адаптация к гипоксической гипоксии вырабатывалась в течение трех дней импульсной тренировкой в проточной барокамере. Однодневный цикл тренировки состоял из 4-кратного подъема крыс со скоростью 15 м/с на высоту 6000 м и экспозицией на высоте в течение 20 мин. Интервал между подъемами составлял 20 мин. Трекрезан вводили внутрибрю-шинно в оптимальной эффективной дозе 25 мг/кг массы тела на протяжении трех дней сразу после окончания однодневного цикла тренировки. Контрольную группу составляли тренированные крысы, а также крысы, перенесшие острую гипоксию в течение 30 мин на высоте 8000 м и получавшие в эквивалентном объеме физиологический раствор.

О метаболических изменениях судили по содержанию в замороженных в жидком азоте тканях головного мозга, сердца и печени лактата, пирувата [7], креатинфосфата [12], величины энергетического заряда адениловой системы [11]. Свободные аде-ниннуклеотиды (АТФ, АДФ, АМФ) определяли с помощью восходящей тонкослойной хроматографии последующим сканированием на спектрофлуоримет-ре MPF-4 «Hitachi» [3].

Результаты исследования обработаны статистически с использованием t-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В развитии адаптационных реакций ведущим процессом, определяющим базовую резистентность животных к гипоксии и ее способность повышения при адаптации, является энергетический обмен [6].

Тренировка крыс к импульсной гипоксической гипоксии сопровождалась выраженными изменениями параметров энергетического обмена в жизненно важных органах высоко- и низкоустойчивых к гипоксии животных (табл. 1, 2).

По сравнению с действием острой гипоксии в головном мозге и сердце животных обеих групп содержание лактата было меньше в среднем на 20 % в мозге, в печени высокоустойчивых крыс — на 45 %, а низкоустойчивых — на 25 % (р < 0,05). При этом, содержание пирувата увеличивалось в мозге животных обеих групп на 50 %, в сердце высокоустойчивых крыс на 48 %, а низкоустойчивых на 64 %, в печени высокоустойчивых крыс на 96 %, а низкоустойчивых на 183 % по сравнению с действием острой гипоксии. Изменения в содержании лактата и пирувата на фоне импульсной тренировки к гипоксии приводили к снижению величины их концентрационного отношения, что свидетельствует об уменьшении лактатного ацидоза.

Тренировка к прерывистой гипоксии сопровождалась менее выраженными изменениями пула мак-роэргических фосфатов. По сравнению с действием острой гипоксии содержание креатинфосфата возрастало в мозге высокоустойчивых крыс на 45 %, низкоустойчивых на 137 %, в сердце на 41 и 96 % соответственно (р < 0,05). Содержание АТФ в мозге высокоустойчивых крыс на 114 %, низкоустойчивых на 65 % было выше, чем при действии острой гипоксии.

После гипоксической тренировки содержание АТФ возрастало в сердце высокоустойчивых крыс на 47 %,

0 % -10 %-20 % -30 % -40% --50% ■ -60% --70% -

высокоустоичивые низкоустоичивые мозг сердце печень мозг сердце печень

□ гироксия

□ тренировка ■ тренировка + трекрезан

Рис.

Изменения величины энергетического заряда адениловой системы в головном мозге, сердце и печени высокоустойчивых и низкоустойчивых к острой гипоксии крыс

Таблица 1

Влияние трекрезана на содержание лактата и пирувата в органах тренированных к гипоксической гипоксии крыс (М ± m, n= 10)

Показатели Группы животных Мозг Сердце Печень

ВУ НУ ВУ НУ ВУ НУ

МК, мкмоль/г Интактные 2,67 ± 0,24 3,55 ± 0,093 4,64 ± 0,22 5,55 ± 0,22 2,17 ± 0,22 4,55 ± 0,22

Гипоксия 7,65 ± 0,22а 8,94 ± 0,21а 7,33 ± 0,29а 8,35 ± 0,29а 6,23 ± 0,21а 7,64 ± 0,29а

Тренировка 6,12 ± 0,21аб 7,14 ± 0,17аб 5,77 ± 0,26аб 6,66 ± 0,26аб 3,45 ± 0,23аб 5,75 ± 0,26аб

Тренировка + + трекрезан 3,85 ± 0,17а 3,21 ± 0,19аб 4,59 ± 0,29бв 5,78 ± 0,29бв 1,78 ± 0,22бв 4,12 ± 0,29бв

ПВК, мкмоль/г Интактные 0,44 ± 0,01 0,35 ± 0,02 0,44 ± 0,02 0,24 ± 0,02 1,26 ± 0,03 0,84 ± 0,02

Гипоксия 0,16 ± 0,01а 0,12 ± 0,01а 0,22 ± 0,02а 0,11 ± 0,02а 0,45 ± 0,02а 0,12 ± 0,02а

Тренировка 0,24 ± 0,02аб 0,18 ± 0,02аб 0,33 ± 0,03аб 0,18 ± 0,03аб 0,88 ± 0,03аб 0,34 ± 0,03аб

Тренировка + + трекрезан 0,35 ± 0,02а 0,29 ± 0,02аб 0,41 ± 0,02бв 0,22 ± 0,02бв 1,23 ± 0,01бв 0,77 ± 0,02бв

Примечание: а — достоверные различия (р < 0,05) по сравнению с группой интактных животных, б — с группой крыс в состоянии острой гипоксии, в — с группой тренированных к гипоксии животных.

низкоустойчивых на 68 %, в печени на 77 и 50 % соответственно. Наряду с этим снижалось содержание АДФ и АМФ в тканях животных обеих групп.

Изменения адениннуклеотидного пула при тренировке крыс к импульсной гипоксии приводили к достоверному увеличению по сравнению с действием острой гипоксии величины энергетического заряда во всех исследованных органах (рис.)

Наблюдавшиеся в посттренировочный период изменения изученных показателей в жизненно важных органах свидетельствовали о перестройке энергетического обмена на адекватный условиям воздействия импульсной гипоксии режим функционирования. В то же время уровень энергообеспечения на фоне тренировки животных к гипоксии ниже, чем у интактных крыс.

Использование трекрезана в процессе тренировки животных к прерывистой гипоксии сопровождалось более выраженными метаболическими изменениями, качественно однонаправленными во всех изученных органах. На фоне действия трекрезана

исчезали проявления лактатного ацидоза. Содержание лактата снижалось у высокоустойчивых и низкоустойчивых крыс в мозге на 37 и 55 %, сердечной мышце на 20 и 13 %, в печени на 48 и 28 % соответственно (р < 0,05). Одновременно достоверно увеличивалось содержание пирувата в мозге высокоустойчивых крыс на 46 %, низкоустойчивых — на 61 %, в сердце на 24 и 22 %, в печени на 40 и 126 %. Изменения содержания лактата и пирувата сопровождались достоверным снижением величины их соотношения. Все изученные показатели углеводного обмена достоверно не отличались от значений в группе интактных крыс.

Применение трекрезана на фоне импульсной тренировки крыс к гипоксии предупреждало истощение макроэргических фосфатов, наблюдаемое у не получавших препарат тренированных к гипоксии животных. Содержание креатинфосфата увеличивалось в мозге высокоустойчивых крыс на 36 %, низкоустойчивых — на 51 %, в сердце на 20 и 31 % соответственно (р < 0,05). Содержание АТФ

Таблица 2

Влияние трекрезана на содержание макроэргических фосфатов в органах тренированных к гипоксической гипоксии крыс (М ± т, п = 10)

Показатели Группы животных Мозг Сердце Печень

ВУ НУ ВУ НУ ВУ НУ

КФ, мкмоль/г Интактные 5,22 ± ± 0,21 4,26 ± 0,11 6,47 ± 0,22 5,15 ± 0,22 — —

Гипоксия 2,14 ± ± 0,17а 1,15 ± 0,12а 3,07 ± 0,21а 1,95 ± 0,21а — —

Тренировка 3,11 ± ± 0,16аб 2,72 ± 0,14аб 5,22 ± 0,19аб 3,83 ± 0,19аб — —

Тренировка + + трекрезан 4,22 ± 0,16а 4,12 ± 0,14аб 6,24 ± 0,19бв 5,02 ± 0,16бв — —

АТФ, мкмоль/гА Интактные 3,97 ± ± 0,13 3,82 ± 0,13 5,73 ± 0,26 4,31 ± 0,26 3,43 ± 0,14 2,51 ± 0,16

Гипоксия 1,13 ± ± 0,12а 1,24 ± 0,13а 2,24 ± 0,28а 1,72 ± 0,28а 1,12 ± 0,12а 1,13 ± 0,18а

Тренировка 2,42 ± ± 0,11аб 2,04 ± 0,12аб 3,29 ± 0,22аб 2,89 ± 0,22аб 1,98 ± 0,13аб 1,69 ± 0,12аб

Тренировка + + трекрезан 3,26 ± ± 0,14а 3,18 ± 0,15аб 5,59 ± 0,21бв 3,89 ± 0,21бв 2,96 ± 0,12бв 2,49 ± 0,11бв

ДФ, мкмоль/г Интактные 0,51 ± ± 0,02 0,60 ± 0,02 0,80 ± 0,02 0,82 ± 0,02 0,47 ± 0,03 0,60 ± 0,02

Гипоксия 0,78 ± ± 0,03а 0,99 ± 0,03а 1,69 ± 0,03а 2,11 ± 0,03а 0,85 ± 0,04а 1,02 ± 0,03а

Тренировка 0,69 ± ± 0,03аб 0,89 ± 0,03аб 0,99 ± 0,02аб 1,13 ± 0,02аб 0,75 ± 0,02аб 0,85 ± 0,02аб

Тренировка + + трекрезан 0,57 ± ± 0,01бв 0,68 ± 0,01бв 0,85 ± 0,02бв 0,92 ± 0,0бв 0,54 ± 0,02бв 0,65 ± 0,02бв

АМФ, мкмоль/г Интактные 0,34 ± ± 0,02 0,47 ± 0,02 0,55 ± 0,03 0,68 ± 0,03 0,45 ± 0,03 0,57 ± 0,03

Гипоксия 0,77 ± ± 0,03а 0,95 ± 0,03а 0,99 ± 0,04а 1,12 ± 0,04а 0,83 ± 0,04а 1,09 ± 0,04а

Тренировка 0,57 ± ± 0,02аб 0,77 ± 0,02аб 0,76 ± 0,03аб 0,87 ± 0,03аб 0,68 ± 0,02аб 0,83 ± 0,03аб

Тренировка + + трекрезан 0,42 ± ± 0,01бв 0,54 ± 0,01бв 0,64 ± 0,02бв 0,72 ± 0,02бв 0,51 ± 0,02бв 0,64 ± 0,02бв

Примечание: а — достоверные различия (р < 0,05) по сравнению с группой интактных животных, б — с группой крыс в состоянии острой гипоксии, в — с группой тренированных к гипоксии животных

возрастало в мозге высокоустойчивых крыс на 35 %, низкоустойчивых — на 56 %, в сердце на 70 и 35 %, а в печени на 50 и 47 % соответственно (р < 0,05). Содержание АДФ достоверно снижалось в мозге высокоустойчивых крыс на 18 %, низкоустойчивых — на 24 % в сердце на 11 и 19 %, в печени на 28 и 24 % соответственно. Содержание АМФ снижалось в мозге высокоустойчивых крыс на 26 %, низкоустойчивых — на 30 %, в сердце на 26 и 17 %, а в печени на 25 и на 23 % соответственно (р < 0,05). Все значения макроэргических фосфатов и энергетический заряд адениннуклеотидного пула на фоне применения трекрезана достоверно не отличались от величин в группе интактных животных.

Учитывая тесную связь между нарушениями энергетического обмена и активаций перекисного окисления липидов, можно предположить, что стабилизация энергетического обмена на фоне применения трекрезана может быть обусловлена его антиоксидан-тными свойствами [4]. Однако механизмы энергоста-билизирующего действия трекрезана требуют дальнейших исследований.

Таким образом, сочетание высотных тренировок с использованием трекрезана потенцирует адаптивные метаболические изменения в органах крыс, подвергавшихся действию высотных тренировок в интервальном режиме. На фоне действия трекрезана в жизненно важных органах сохраняется пул основных углеводных суб-

стратов, макроэргических фосфатов и энергетический заряд адениловой системы. Трекрезан является перспективным фармакологическим средством, ускоряющим адаптацию к гипоксической гипоксии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Адаптация к периодической гипоксии в терапии и профилактике. — М.: Наука, 1989. — 70 с.

2. Зарубина И.В., Болехан А.В., Шабанов П.Д. Эффективность трекрезана при экспериментальной бронхопневмонии у крыс (статья) // Бюл. экспе-рим. биол. и медицины. — 2006. — Т. 142, № 8. — С. 170-173.

3. Зарубина И.В., Криворучко Б.И. Разделение и прямое количественное определение адениннук-леотидов на силуфоле // Укр. биохим. журн. — 1982. — Т. 54, № 4. — С. 437-439.

4. Казимировская В.Б., Дьяков В.М., Воронков М.Г., Ковальчук С.Ф. Трекрезан: токсикология, фармакология, результаты клинических испытаний. — Иркутск, 1996. — 312 с.

5. Колчинская А.З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте: Руководство для врачей. — М.: Медицина, 2003. — 408 с.

6. Лукьянова Л.Д. Функционально-метаболические критерии адаптации к гипоксии // Эколого-физиоло-гические проблемы адаптации. — М., 1998. — С. 234.

7. Методы биохимических исследований (липид-ный и энергетический обмен) / Под ред. М.И. Прохоровой. — Л., 1982. — 272 с.

8. Нурманбетова Ф.Н., Зарубина И.В., Агаджа-нян Е.Ф., Шабанов П.Д. Бемитил потенцирует анти-оксидантные эффекты импульсной гипоксической тренировки // Психофармакол. биол. наркол. — 1435

2005. — Т. 5, № 1. — С. 836-840. 1435

9. Физиология адаптивных процессов. — М.: Наука, 1986. — 635 с.

10. Шабанов П.Д., Ганапольский В.П., Зарубина И.В., Жумашева А.Б., Елистратов А.А. Метаболический активатор трекрезан: изучение адаптогенных и иммуномодулирующих свойств // Нейронауки. —

2006. — Т. 3, № 5. — С. 43-48.

11. Atkinson D. The energy charge jf the adenilate pool as a regulatory parameter. Interaction witle feedback modifiers // Biochemistry. — 1968. — Vol. 7, N 10. — P. 4030-4034.

12. Bergmeyer H.U. Methods of enzymatic analysis. — Second. engl. edd. — Acad. Press, 1974. — Vol. 1. — 1022 p.

Zarubina I.V., Pavlova T.V. Adaptive effects of trekrezan in interval hypoxic training // Psychopharmacol. Biol. Narcol. — 2007 — Vol. 7, N 1. — P. 1431-1435.

Military Medical Academy; 6 acad. Lebedev str., Saint-Petersburg, 194044, Russia.

Summary: Rats were adapted to hypoxic hypoxia by interval training in a flow pressure chamber for three days. One-day training cycle consisted of 4 elevations of rats to the height of 6000 m at a velocity of 15 m/sec and 20 min exposure. Trekrezan was injected intraperitoneally (25 mg/kg) for 3 days directly after one-day training. Trekrezan stimulated adaptive metabolic changes in the brain of rats, induced by hypoxic training, and enhanced individual sensitivity to hypoxia strengthening adaptive processes.

Key words: interval hypoxic hypoxia; lipid peroxidation; antioxidative system; trekrezan

электронная копия статьи — http://www.elibrary.ru, © Архив (стоимость коммерческого доступа в режиме full text — 55 руб./год)