CC BY
43
УДК 615.37:[616.94:616.152.21
ИММУНОМЕТАБОЛИЧЕСКИЕ И АКТОПРОТЕКТОРНЫЕ ЭФФЕКТЫ АКТИВАТОРОВ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ПРИ ГЕМИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ
© Лазарева Г.А., Муляр А.Г., Бровкина И.Л.
Кафедра акушерства и гинекологии факультета постдипломного образования Курского государ ственного медицинского университета; *кафедра фармакологии Московского государственного медико-стоматологического университета, Москва
Целью работы было изучение влияния мексидола, кудесана, гипоксена и эссенциале на функции иммунной системы, печени и мышечной ткани при нитритной интоксикации. Исследования выполнены на крысах Вистар, отравленных натрия нитритом. Введение отравленным животным мексидола, кудесана или гипоксена не оказывало влияния на показатели, характеризующие функциональную активность иммуноци-тов, гепатоцитов и миоцитов. Мексидол в сочетании с кудесаном уменьшал выраженность снижения показателей, характеризующих ФМА лейкоцитов и развитие ГИО. Мексидол с гипоксеном повышал физическую работоспособность. Оба сочетания препаратов повышали скорость биотрансформации лекарственного соединения в печени. Введение отравленным натрия нитритом животным эссенциале с мексидолом нормализовало величины показателей метаболических функций печени, эссенциале в сочетании с кудесаном нормализовал большинство показателей иммунологических функций, а совместное применение эссенциале с гипоксеном восстанавливало сниженную ядом физическую работоспособность.
Ключевые слова: протекторные эффекты, активаторы окисления, гемическая гипоксия.
IMMUNOMETABOLIC AND ACTOPROTECTIVE EFFECTS OF ACTIVATORS OF BIOLOGICAL OXIDATION IN HEMIC HYPOXIA Lazareva G.A., Mulyar A.G., Brovkina I.L. Obstetrics & Gynecology Department of Postgraduate Faculty of the Kursk State Medical University;
Pharmacology Department of the Moscow State Medico-Stomatological University The purpose of this study was to assess the influence of Mexidol, Cudesan, Hypoxen, and Essenciale on the functions of the immune system, liver and the muscular tissue in nitrite intoxication. The investigation was carried out in Wistar rats poisoned with sodium nitrite. The introduction of Mexidol, Cudesan or Hypoxen into the poisoned animals did not affect the indices, characterizing the functional activity of immunocytes, hepatocytes and myocytes. Mexidol in combination with Cudesan reduced the intensity in fall of indices characterizing the functional metabolic activity of leucocytes and the development of humoral immune response. Mexidol with Hypoxen raised the physical capacity for work. Both combinations of the medications increased the rate of biotransformation of the drug compound in the liver. The introduction of Essenciale with Mexidol into the animals poisoned with sodium nitrite normalized the values of indices in the metabolic functions of the liver, Essenciale in combination with Cudesan normalized the majority of indices of the immune functions and the combined use of Essenciale with Hypoxen recovered the physical capacity for work that had been decreased by the poison. Key words: protected action, activators oxidation, hemical hypoxia.
Общим следствием поступления в организм токсических ксенобиотиков является нарушение окислительно-энергетического гомеостаза и обусловленное этим угнетение физиологических функций [12].
Нитритная интоксикация характеризуется возникновением гипоксии, являющейся одним из универсальных регуляторов энергетических процессов и вместе с тем важной причиной нарушения метаболизма клеток [20, 23, 24]. В условиях недостаточности кислорода
как акцептора электронов усиливается генерация свободных радикалов. Образование значительных количеств активных метаболитов кислорода возникает вследствие утечки электронов из окислительной цепи митохондрий на уровне флавопротеидов и коэнзима Q [21]. Следствием этого становится повреждение мембранного аппарата клеток иммунной системы, печени и мышц [11].
Учитывая изложенное, большой интерес представляет изучение возможности коррек-
ции иммунометаболических процессов и физической работоспособности при нитритной интоксикации путем применения лекарственных препаратов, активирующих работу окислительной цепи митохондрий клеток - мек-сидола, кудесана и гипоксена [5, 13, 14].
Целью работы было изучение влияния мексидола, кудесана и гипоксена и эссенциа-ле на функции иммунной системы, печени и мышечной ткани при нитритной интоксикации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперименты проведены на крысах Вис-тар, массой 160-180 г. Животным подкожно однократно вводили 70 мг/кг натрия нитрита [17].
В крови животных определяли количество эритроцитов и гемоглобина [10]. Эритроциты выделяли по ВеиЙег [22] и устанавливали в них концентрацию 2,3-бисфосфо-глицерата и аденозинтрифосфата (БФГ и АТФ) [4], активность супероксиддисмутазы (СОД) и глута-тионредуктазы (ГР) [7], содержание ацилгид-роперекисей (АГП) и малонового диальдеги-да (МДА) [1]. Эритроциты фракционировали в градиенте плотности сахарозы [6]. Получали фракции легких (ё < 1,079) и тяжелых (ё > 1,117) клеток. Иммуномодулирующую активность эритроцитов определяли путем введения их (внутрибрюшинно, трехкратно с интервалом 12 ч в дозе 10-7 клеток/кг) интакт-ным крысам. Для оценки неспецифической резистентности устанавливали фагоцитарно-метаболическую активность (ФМА) поли-морфноядерных лейкоцитов (ПЯЛ) по фагоцитарному показателю (ФП) и фагоцитарному индексу (ФИ) [9], показателям спонтанного и индуцированного зимозином НСТ-теста [19], активности НАДФН-оксидазы [16]. Оценка иммунологической реактивности основывалась на показателях гуморального иммунного ответа (ГИО) и гиперчувствительности замедленного типа (ГЗТ). Через 5 суток после введения яда животных однократно, внутрибрюшинно иммунизировали эритроцитами барана (ЭБ) в дозе 108 клеток/кг. Спустя 4 суток в стопу правой голени вводили разрешающую дозу ЭБ (106 клеток), в стопу левой голени - изотонический раствор №С1.
Через 24 ч после введения разрешающей дозы животных умерщвляли. Определяли количество антителообразуюших клеток (АОК) [8] в селезенке и разницу массы регионарного и контрлатерального лимфатических узлов (РМЛ) [18].
Маркерами метаболического состояния гепатоцитов служили активность аланин- и аспартиатаминотрасфераз (АЛТ и ACT), щелочной фосфатазы (ЩФ), концентрация общего билирубина (ОБ) в плазме и скорость биотрансформации тиопентала натрия [15]. Физическая работоспособность характеризовалась продолжительностью плавания животных с грузом 3,5-4% массы тела в воде при температуре 30±1°С [2], концентрацией глюкозы и лактата в плазме крови, содержанием гликогена в печени и мышцах [3].
Животным вводили мексидол (ООО МЦ "Элара", Владимир), кудесан (ЗАО "Акви-тон", Москва), гипоксен (ЗАО "Олефин", Москва) и эссенциале (Rhon-Poulens-Rorer). При раздельном применении разовая доза мекси-дола равнялась 1 мг/кг, кудесана - 0,5 мл (15 мг/кг KoQ и 2,25 мг/кг витамина Е), гипоксена 25 мг/кг, эссенциале - 10 мг/кг. В случае совместного применения двух препаратов животные получали 0,5 указанной дозы. Препараты вводили по единой схеме - 5-кратно с интервалом 24 ч, начиная со дня прогревания. Животных умерщвляли через 5 суток после введения натрия нитрита.
Результаты экспериментов подвергали статистической обработке путем вычисления средних величин, стандартных ошибок и оценки их различий по критериям Стьюдента и Вилкоксона-Манна-Уитни.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В эритроцитах отравленных крыс снижалась концентрация БФГ и АТФ, активность СОД и ГП, повышалось содержание АГП и МДА. Легкие эритроциты отравленных крыс при аллогенном переносе вызывали иммуно-супрессирующий эффект. В плазме крови повышалась активность АЛТ, ACT и ЩФ, снижалась концентрация глюкозы и увеличивалось содержание лактата. В печени и мышцах снижалось содержание гликогена. У отравленных животных увеличивалось время нар-
котического сна после введения тиопентала натрия, уменьшалось время плавания. Введение натрия нитрита подавляло ФМА лейкоцитов, угнетало развитие ГИО и ГЗТ, индуцированных ЭБ.
Введение каждого из исследованных препаратов но отдельности не оказывало существенного влияния на величины определявшихся параметров. Мексидол в сочетании с кудесаном уменьшал выраженность снижения показателей, характеризующих ФМА лейкоцитов и развитие ГИО, или нормализировал их величины. На развитие ГЗТ сочетание указанных препаратов не оказывало существенного влияния (табл. 1). Мексидол, введенный с гипоксеном, повышал концен-
трацию глюкозы и снижал концентрацию лактита в крови, увеличивал содержание гликогена в печени и мышцах, повышал возможность отравленных крыс выполнять физическую нагрузку (табл. 2). Оба парных сочетания препаратов снижали активность АЛТ, АСТ и ЩФ, повышали концентрацию ОБ, а также сокращали время наркотического сна (табл. 3). Таким образом, иммунологические функции эффективно корригируются соче-танным применением мексидола с кудесаном, работа мышц - введением мексидола с гипок-сеном, а метаболическая активность гепато-цитов - применением обоих сочетаний препаратов.
Таблица 1
Иммуномодулирующие действие мексидола, кудесана и эссенциале при нитритной интоксикации
Показатели Контроль Введение натрия нитрита Введение натрия нитрита, мекси-дола и кудесана Введение натрия нитрита, эссенциале и кудесана
1 2 3 4
ИАФ, ед 64,3±6,2 38,5±4,1*1 59,5±6,1*2 69,7±7,2*2
ОРН, ед 17,8±1,6 9,2±0,8*1 16,9±1,7*2 19,0±1,8*2
НАДФН-оксидаза, пкмоль/мин 1,31±0,25 0,52±0,08 1 0,64±0,13*1,2 1,15±0,16*2
АО К, 103тыс./селезенка 26,2±2,9 10,3±1,5 1 22,8±2,7*2 23,8±2,7*2
РМЛ, мг 4,6±0,4 2,6±0,2*1 2,9±0,3 1 4,2±0,4*2
Примечание: ИАФ - индекс активности фагоцитов (ФП*ФИ); ОРН - окислительный резерв нейтрофилов (НСТ-индуц. - НСТ-спонт.).
Таблица 2
Актопротекторное действие мексидола, гипоксена и эссенциале при нитритной интоксикации
Показатели Контроль Введение натрия нитрита Введение натрия нитрита, мексидо-ла и гипоксена Введение натрия нитрита, эссен-циале и гипок-сена
1 2 3 4
Глюкоза крови, ммоль/л 5,2±0,3 3,9±0,2 1 4,8±0,3*2 4,8±0,4*2
Лактат крови, ммоль/л 1,7±0,2 2,5±0,3*1 1,9±0,2*2 2,0±0,3*2
Гликоген печени, мг/г 215,7±17,2 152,8±13,4*1 194,6±15,3*1,2 188,2±15,0*1,2
Гликоген мышц мг/г 24,0±1,7 15,2±1,2 1 22,8±1,6*2 19,3±1,5*1,2
Время плавания, мин 82±1,3 4,0±0,7 1 7,1±1,2*1,2 7,8±1,2*2
Таблица 3
Гепатопротекторное действие мексидола, кудесана, гипоксена и эссенциале
Введение натрия нитрита Введение на- Ведение на- Ведение на-
Показатели Контроль трия нитрита, трия нитрита, трия нитрита,
мексидола и мексидола и мексидола и
кудесана гипоксена эссенциале
1 2 3 4 5
АЛТ, моль/(ч*л) 0,8±0,2 5,6±0,9*1 2,1±0,7*1,2 2,7±0,8*1,2 1,0±0,3*2-4
АСТ моль/(ч*л) 0,4±0,1 2,3±0,5*1 1,4±0,3*1,2 1,2±0,3*2'3 0,5±0,1*2-4
ЩФ, моль/(ч*л) 7,5±1,4 17,0±2,5*1 11,7±2,0*1,2 8,0±1,6*2'3 9,1±1,7*2-4
ОБ мкмоль/л 8,7±0,9 12,5±1,4 1 9,3±0,8*2 9,1±0,8*2 9,8±1,2*1,2
ВНС, сек 826±54 1406±77 1 1054±68*1,2 974±58*1,2 874±56*2-4
Примечание: ВНС - время наркотического сна после введения тиопентала натрия.
Во всех трех парных сочетаниях препараты повышали активность антиоксидантных ферментов и снижали содержание продуктов ПОЛ в эритроцитах (табл. 4), но не влияли на концентрацию в них макроэргических соединений. Совместное введение препаратов не уменьшало выраженность иммуносупресси-рующих свойств отравленных крыс.
Обращает на себя внимание тот факт, что мексидол в сочетании с кудесаном не влиял на иммуносупрессирующие свойства эритроцитов, но повышал ФМА лейкоцитов и иммунологическую реактивность в отношении ксеногенных эритроцитов. Вероятно, совместное применение мексидола с кудесаном повышало резистентность иммуноцитов к действию эритроцитов, приобретающих после введения натрия нитрита иммуносупресси-рующие свойства.
Эффективность действия активаторов биологического окисления в значительной степени определяется состоянием мембран митохондрий. Структура последних при нит-ритной интоксикации существенно повреждается. Можно было ожидать, что коррекция этих повреждений повысит эффективность действия изученных препаратов. Универсальными стабилизаторами клеточных мембран являются полиненасыщенные фосфоли-пиды. Учитывая это, изучено влияние эссен-циале на протективные эффекты, вызываемые мексидолом, кудесаном и гипоксеном в отношении метаболических процессов в пече-
ни, иммунологических функций и физической работоспособности.
Установлено, что введение отравленным крысам эссенциале с кудесаном нормализовало величины показателей ФМА ПЯЛ и иммунологической реактивности (табл. 1). Совместное применение эссенциале с гипоксе-ном восстанавливало сниженную нитритной интоксикацией физическую работоспособность (табл. 2). Эссенциале с мексидолом нормализовали большинство показателей метаболических функций печени (табл. 3). Каждое из парных сочетаний уменьшало выраженность изменений некоторых показателей других функций, однако избирательность влияния эссенциале на действие мексидола, кудесана и гипоксена была очевидной.
Эссенциале в сочетании с мексидолом повышал активность антиоксидантных ферментов и снижал содержание продуктов ПОЛ в эритроцитах. Совместное применение эссен-циале с кудесаном или гипоксеном наряду с антиоксидантным эффектом повышали в эритроцитах концентрацию макроэргических соединений (табл. 4). Эссенциале с мексидолом предотвращали появление в крови отравленных крыс легких эритроцитов, обладавших иммуносупрессирующими свойствами, а эссенциале с кудесаном, помимо указанного эффекта, индуцировали появление у тяжелых эритроцитов отравленных крыс иммуностимулирующей активности. Введение эссен-циале с гипоксеном не оказывало влияния на
Таблица 4
Влияние мексидола, кудесана и гипоксена на окислительно-энергетический потенциал
эритроцитов при нитритной интоксикации
Условия опыта СОД, ЕД/мл ГР, мкмоль/л АГП, ДБ233/мл МДА, моль/мл БФГ, мкмоль/мл АТФ, мкмоль/мл
1. Контроль (без введения яда и препаратов) 54,7±4,0 112,9±12,2 1,4±0,2 33,7±3,9 5,3±0,6 1,7±0,2
2. Введение натрия нитрита 40,8±3,7*1 109,4±10,5 3,1±0,7^ 48,2±4,7^ 3,2±0,3^ 0,8±0,1Ф1
3. Введение натрия нитрита, мексидола и ку-десана 51,7±4,1*2 114,7±13,5 1,8±0,3*2 35,4±4,2*2 3,0±0,3Ф1 0,6±0,1 1
4. Введение натрия нитрита, мексидола и ги-поксена 46,8±4,3*1,2 117,1±11,4 1,5±0,2*2 35,0±3,8*2 3,4±0,3^ 0,8±0,1Ф1
5. Введение натрия нитрита, ку-десана и гипоксе-на 49,8±4,5*2 106,0±10,8 1,7±0,3*2 36,9±4,0*2 3,1±0,3^ 0,7±0,1^
6. Введение натрия нитрита, эс-сенциале и мек-сидола 48,3±3,8*1,2 115,0±13,7 1,8±0,3*2 39,5±4,2*2 3,6±0,3*1,3 0,9±0,2*1,3
7. Введение натрия нитрита, эс-сенциале и кудесана 52,4±3,9*2 106,7±11,4 1,6±0,2*2 37,2±4,0*2 4,9±0,5*2-6 1,4±0,2*2-6
8. Введение натрия нитрита, эс-сенциале и ги-поксена 51,8±4,1*2 110,5±12,4 1,6±0,3*2 35,8±4,1*2 4,7±0,6*2'6 1,6±0,2*2-6
иммунологическую активность легких и тяжелых эритроцитов (рис. 1). Сопоставление особенностей сочетанного влияния эссенциа-ле другими препаратами на метаболическое состояние эритроцитов и их иммунологическую активность позволяет считать, что нормализация окислительно-энергетического потенциала эритроцитов является необходимым условием отмены иммуносупрессирующих свойств у легких и появления иммуностимулирующей активности у тяжелых клеток.
Результаты проведенных исследований показывают, что эссенциале оказывает селективное влияние на протективную активность мексидола, кудесана и гипоксена в отноше-
нии функций гепатоцитов, иммуноцитов и миоцитов при нитритной интоксикации. Они свидетельствуют о важной роли эритроцитов в регуляции иммунологических функций. Не исключено, что модифицированные под влиянием эссенциале и стимуляторов биологического окисления эритроциты оказывают протективное действие в отношении гепато-цитов и миоцитов.
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1. Поступление в организм натрия нитрита снижало окислительно-энергетический потенциал эритроцитов, индуцировало появление у легких эритроцитов иммуносупрес-
сирующих свойств. Введение натрия нитрита угнетало иммунологические функции, нарушало метаболические процессы в печени, снижало физическую работоспособность.
2. Введение отравленным животным мексидола, кудесана или гипоксена не оказывало влияния на показатели, характеризующие функциональную активность иммуноци-тов, гепатоцитов и миоцитов. Мексидол в сочетании с кудесаном уменьшал выраженность снижения показателей, характеризующих ФМА лейкоцитов и развитие ГИО. Мек-сидол с гипоксеном повышал физическую работоспособность. Оба сочетания препаратов повышали скорость биотрансформации лекарственного соединения в печени.
3. Парные сочетания мексидола, кудеса-на и гипоксена повышали антиоксидантный потенциал эритроцитов, не влияли на количество в этих клетках макроэргических соединений, не уменьшали выраженность иммуно-супрессирующих свойств эритроцитов отравленных крыс.
4. Введение отравленным натрия нитритом животным эссенциале с мексидолом нормализовало величины показателей метаболических функций печени, эссенциале в сочетании с кудесаном нормализовал большинство показателей иммунологических функций, а совместное применение эссенциа-ле с гипоксеном восстанавливало сниженную ядом физическую работоспособность.
5. Эссенциале в сочетании с мексидолом повышали антиоксидантный потенциал эритроцитов, а совместное применение эссенциа-ле с кудесаном или гипоксеном вызывало ан-тиоксидантный эффект и повышало содержание в эритроцитах макроэргических соединений.
6. Эссенциале с мексидолом предотвращали появление в крови отравленных животных легких эритроцитов, обладающих имму-носупрессирующими свойствами, а эссенциа-ле с кудесаном, помимо указанного эффекта, индуцировали появление у тяжелых эритроцитов отравленных животных иммуностимулирующей активности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бенисевич В.И., Идельсон Л.И. Образование
перекисей непредельных жирных кислот в
оболочке эритроцитов при болезни Маркиа-
фава-Микели // Вопр. мед. химии. - 1973. -Т. 19, № 6 - С. 596-599.
2. Бобков Ю.Г., Виноградов В.М., Катков В.Ф. и др. Фармакологическая коррекция утомления. - М.: Медицина, 1984. - 142 с.
3. Вилкова В.А. Методы биохимических исследований. - Л., 1982. - С. 238-241.
4. Виноградова И.Л., Багрянцева С.Ю., Дер-виз Г.В. Метод одновременного определения 2,3-ДФГ и АТФ в эритроцитах // Лаб. дело. -1980. - № 7. - С. 424-426.
5. Девяткина Т.А., Луценко Р.В., Важничая Е.М. Фармакологическая активность мексидола при стрессорных повреждениях печени // Эксперим. и клинич. фармакология. -2003. - Т. 66, № 3. - С. 56-58.
6. Иванов В.П., Полоников А.В., Солоди-лова М.А. Белки клеточных мембран и сосудистые дистонии у человека. - Курск, 2004. -278 с.
7. Макаренко Е.В. Комплексное определение активности супероксиддисмутазы и глутати-онредуктазы в эритроцитах больных с хроническими заболеваниями печени // Лаб. дело. -1988. - № 11. - С. 48-50.
8. Мальберг Ю.Ю., Зигль Э. // Иммунологические методы (под ред. Г. Фримель). - М.: Медицина, 1987.- С. 57-72.
9. Медведев А.Н., Чаленко В. В. Способ исследования поглотительной фазы фагоцитоза // Лаб. дело. -1991. - № 2. - С. 19-20.
10. Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике - М.: Медицина, 1987. -152 с.
11. Метаболическая иммуномодуляция / Под ред. Л.Г. Прокопенко, А.И. Конопли. - Курск: КГМУ, 2000. - 308 с.
12. Окислительный, энергетический и иммунный гомеостаз (нарушение и коррекция) / Под ред. Л.Г. Прокопенко, А.И. Лазарева, А.И. Конопли. - Курск: КГМУ, 2003. - 336 с.
13. Оковитый С.В., Смирнов А.В. Антигипоксан-ты // Эксперим. и клинич. фармакология. -2001. - Т. 64, № 3. - С. 76-80.
14. Парастаев С.А., Поляев Б.А. Применение препарата "Гипоксен" в спортивной и реабилитационной медицине. Методические рекомендации. - М., 2003 - 16 с.
15. Пентюк А.А., Богданов Н.Б., Луцюк Н.Б. и др. Сравнительная оценка действия различных препаратов витамина К на активность ферментов метаболизма ксенобиотиков // Вопр. питания. - 1994. - № 1-2. - С. 21-23.
16. Рыбников В.Н., Бровкина И.Л., Утешев Б.С. Влияние лизоцима на функционально-метаболическую активность полиморфно-ядерных лейкоцитов в условиях острой крово-
потери // Эксперим. и клинич. фармакология. -2004. - Т. 67, № 2. - С. 45-48.
17. Федорчук А.С., Гоженко И.Г., Роговый Ю.Е. Защитное воздействие а-токоферола на функцию почек и перекисное окисление липидов при острой гемической гипоксии // Патол. фи-зиол. и эксперим. терапия. - 1998. - № 4. -С. 35-38.
18. Федосеева В.Н., Порядин Г.В., Ковальчук Л.В. и др. Руководство по иммунологическим и ал-лергологическим методам в гигиенических исследованиях. - М., 1993.
19. Щербаков В.И. Применение НСТ-теста для оценки чувствительности нейрофилов к стимуляторам // Лаб. дело. - 1989. - № 1. -С. 30-30.
20. Bateman R.M. // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. - 2001. - V. 280, № 6. - P. 2848-2856.
21. Beppu M., Watanabe J., Jokota A. // Biol. Pharm. Bull. - 2001. - V. 24, № 5. - P. 575-578.
22. Beutler B., Milsark J., Cermal A. Cachection tumor necrosis factor: production, distribution and metabolic fate in vivo // J. Immunol. - 1985. -V. 138. - P. 3972-3977.
23. Bratosin D., Maurler J., Tissler J. // Biochimie-1989. - V. 80, № 2. - P. 173-195.
24. Zavodnic I., Lapshina E., Rekawiecka K. // Bio-chim. Biophys. Acta. - 1999. - V. 1421, № 2. -P. 306-316.
