Коррекция даларгином и а-токоферолом стресс-индуцированных нарушений структуры лёгких Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

© УКРАИНСКАЯ Jl.A., ВАСИЛЬЕВА Л.С. УДК 616.24-001:616.45-001Л/.3

КОРРЕКЦИЯ ДАЛАРГИНОМ И ос-ТОКОФЕРОЛОМ СТРЕСС-ИНДУЦИРОВАННЫХ НАРУШЕНИЙ СТРУКТУРЫ ЛЕГКИХ

A.A. Украинская. Л.С. Васильева.

(Иркутский государственный медицинский унйверситет, ректор - акад. МТА и АН B1I1 д.м.п., проф. A.A. Майборода, кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии человека, зав. - д.б.н., проф. Л.С. Васильева)

Резюме. Установлено резкое снижение количества сурфактанта в альвеолах и соединительнотканных волокон стромы легких при стрессе. Выявлена связь между уменьшением количества сурфактанта при стрессе и увеличением продуктов ПОЛ в ткани легких. Показано, что введение даларгина и а-токоферола увеличивает сохранность сурфактанта и соединительнотканных волокон стромы при стрессе, уменьшая концентрацию продуктов ПОЛ.

Вопросы патологии респираторной системы привлекают большое внимание и являются предметом всестороннего изучения в связи с высоким уровнем заболеваний бронхолегочного аппарата. В единичных работах [11] описаны патологические нарушения в легких при стрессе, проявляющиеся в виде очаговых кровоизлияний, воспалительной инфильтрации, локальных отеков, которые развиваются как в первые минуты стрессор-ного воздействия, так и в течение нескольких суток после стресса. Становится очевидным, что стрессорные повреждения существенно нарушают функцию внешнего дыхания и провоцируют возникновение рли обострение легочных заболеваний. Установлено, что при стрессе параллельно с активацией стресс-реализующих систем активируются и стресс-лимитирующие системы организма, ограничивающие повреждающее действие стресса [8]. Медиаторы стресс-лимитирующих систем могут действовать либо на центральном уровне, что приводит к уменьшению выброса в кровь катехоламинов и глюкокортикоидов, либо на периферическом уровне, непосредственно защищая клетки от стрессорных повреждений. Работ по изучению предупреждения стрессорной альтерации легких крайне мало. В связи с этим мы поставили целыо изучить изменение прочности соединительнотканной стромы и сурфактантной системы легких при стрессе и его ограничении медиаторами стресс-лимитирующих систем -даларгином и а-токоферолом.

Материалы и методы

Опыты проведены на белых беспородных кры-сах-самцах массой 150-170 г. Животные были разделены на четыре группы: 1-ая контрольная

(интактные крысы), 2,3,4 - подопытные группы. Всех животных подопытных групп подвергали острому стрессу, который вызывали однократной 6-ти часовой иммобилизацией. 2-ую группу составили стрессированные животные. Животным 3-ей группы внутримышечно в дозе 0,1 мг/кг вводили даларгин - синтетический аналог природно-

го опиоидного пептида лейэнкефалина, анти-стрессорный эффект которого известен в настоящее время [4]. Животным 4-ей группы внутри-брюшинно в дозе 100 мг/кг вводили а-токоферола ацетат, который оказывает у крыс при иммобили-зационном стрессе наиболее выраженный антиок-сидантный и стресс-лимитирующий эффект [2]. Даларгин и а-токоферол вводили дважды: за сутки до стресса и непосредственно перед иммобилизацией, что оказывает выраженный стресс-лимитирующий эффект [2]. Материал для исследования брали через 39 часов после стрессорного воздействия - в период перехода стадии тревоги стресс-реакции в стадию резистентности; т.к. к концу стадии тревоги развивается максимальная вторичная альтерация тканей и органов [7,10]. Из левого легкого иссекали кусочки ткани в области верхушки, середины и корня легкого. В правом легком целиком брали 4 доли: верхушечную, сердечную, диафрагмальную и добавочную. Соответствующие участки легких исследовали у интакт-ных животных. Для выявления коллагеновых волокон использовали метод Ван-Гизона [12], ретикулярные волокна импрегнировали азотнокислым серебром [15], эластические волокна окрашивали орсеином [12]. Количество сурфактанта определяли по методу Раи1е [5], основанного на измерении в капле физиологического раствора диаметра пузырьков воздуха из легочной ткани, которые ограничены мономолекулярным слоем фосфолипидов сурфактанта. Вычисляли коэффициент стабильности пузырьков по формуле: Кся?=(Д2)7

/(Д1)2, где Д1 - сумма диаметров пузырьков воздуха первого замера, Д2 - сумма диаметров второго измерения (через 20 минут после первого). Активность перекисного окисления липидов (ПОЛ) в гомогенате легких оценивали по содержанию гидроперекисей липидов (ГПЛ) [3] и малонового диальдегида (МДА) [13]. С помощью окулярной сетки количественно оценивали объемную долю волокон и сосудов (V), количество сосудов (14). Вычисляли средний диаметр сосудов

(О) по формуле: Б = 2х Прочность укреп-

ления межальвеолярных перегородок оценивали по сумме объемных долей всех соединительнотканных волокон. Полученные цифровые данные обработаны статистически стандартными параметрическими методами с использованием парного критерия Стьюдента и корреляционного анализа [6]. Данные считались статистически значимыми при Р<0,05.

Результаты и обсуждение

Выполнение легкими дыхательной функции зависит, в большей мере, от прочности укрепления межальвеолярных перегородок и количества сурфактанта в альвеолах. У интактных крыс эти показатели имеют ряд топографических особенностей. Самое высокое содержание сурфактанта у крыс контрольной группы обнаружено в верхушке левого легкого, в диафрагмальной и добавочной долях правого легкого (Кет 1,03±0,37; 0,97±0,017; 0,9±0,054 соответственно); более низкое в верхушечной и сердечной долях правого легкого (0,89± ±0,03 и 0,89±0,041 соответственно; Р<0,05); самое низкое - в области корня левого легкого (0,86± ±0,05; Р<0,05). Наиболее высокое содержание соединительнотканных волокон в межальвеолярных перегородках выявлено в верхушке левого легкого, добавочной и диафрагмальной долях правого легкого (V соответственно 76,6±1,04%; 76,2±

±1,02%; 75,8±1,57%); низкое - в области корня и середины левого легкого и в верхушечной доле правого легкого (73,3±0,62%; 70,3±1,14%; 72,91 ± ±1,17%; Р<0,05). По представленным данным прослеживается тенденция прямой коррелятивной взаимосвязи между прочностью укрепления стромы и количеством сурфактанта в альвеолах (г=+0,23): в наиболее укрепленных соединительнотканными волокнами долях и участках легких альвеолы содержат большее количество сурфактанта, в наименее прочно укрепленных зонах легких выявлено наименьшее количество сурфактанта в альвеолах.

А

К концу стадии тревоги стресс-реакции во всех долях и зонах легких резко снижается количество сурфактанта в альвеолах (в среднем, в 2,5 раза; Р<0,01). По данным литературы, стресс приводит к резкой активации реакций ПОЛ, депрессии антиоксидантных систем [9,14], что может быть ведущим механизмом в структурных изменениях тканей легкого. Анализ изменения концентрации продуктов ПОЛ в легких показал, что при стрессе процессы ПОЛ в ткани легких активируются. При этом концентрация ГПЛ проявляет тенденцию к повышению (с 7,14± 1,19 мкМ/мл у интактных крыс до 13,5±4,77 мкМ/мл при стрессе), а концентрация МДА в легких достоверно повышается (с 4,37±0,59 мкМ/мл до 6,52± ±0,12 мкМ/мл; Р<0,05). На основании полученных данных установлена высокая степень обратной корреляции (г—0,65) между количеством сурфактанта и концентрацией продуктов ПОЛ. Учитывая, что основной компонент сурфактанта - мо-номолекулярный слой фосфолипидов, можно сделать вывод, что одним из механизмов нарушения сурфактантной системы легких при стрессе является стресс-индуцированная активация процессов ПОЛ.

Введение стрессированным животным далар-гина эффективно предупреждает гиперактивацию ПОЛ в легких и предохраняет сурфактант от разрушения. При этом уровень ГПЛ в легких в 1,7 раза, МДА в 1,6 раза ниже (Р<0,05), чем у животных, не получавших даларгин, а количество сурфактанта во всех участках легких больше в 1,3-1,5 раза (Р<0,05). Введение а-токоферола стрессированным животным еще более эффективно предупреждает накопление продуктов ПОЛ в легких. При этом количество ГПЛ в легких не отличается от уровня интактных животных, а количество МДА даже ниже (Р<0,05). Количество сурфактанта больше, чем у животных, не получавших а-токоферол в 1,5-2 раза (Р<0,05). Предупреждая стрессорную активацию ПОЛ, даларгин и а-токоферол способствуют сохранению сурфактанта в альвеолах.

Б

Рис.1. Ретикулярные волокна в межальвеолярных перегородках сердечной доли правого легкого интактной крысы (А) и крысы, подвергнутой иммобилизационному стрессу (Б). На фото (Б) слева виден обширный участок деструкции волокон. Импрегнация азотно-кислым серебром, метод Бильшовского в модификации Юриной; ок.10, об.20.

Рис.2 Объемная доля соединительнотканных волокон межальвеолярных перегородок при стрессе и его ограничении да-ларгином и сс-токоферолом.

Прочность укрепления межальвеолярных перегородок также резко снижается к концу стадии тревоги стресс-реакции. Объемная доля всех соединительнотканных волокон уменьшается, в среднем, в 1,7 раза (Р<0,05); (рис.1). При этом в правом легком прочность стромы снизилась значительно сильнее, чем в левом легком (рис.2)

Логично предположить, что эти изменения могут быть вызваны развитием отека и .ферментативным разрушением волокон, поэтому была проведена оценка состояния микроциркуляторного русла, которое у интактных животных в разных участках легких развито не одинаково. Выявлена обратная корреляция между укреплением стромы и средним диаметром сосудов микроциркуляторного русла (г—0,46), т.е. в наиболее прочно укрепленных участках легких преобладают капилляры.

Оценивая изменение состояния микрососуди-стого русла при стрессе, мы связывали увеличение среднего диаметра сосудов с их расширением и увеличением проницаемости, что, как правило, приводит к развитию отека. При стрессе в верхушечной доле правого легкого и в середине левого легкого, содержащих меньшее количество капилляров (ер.0=20,1±1,06 и 18,01 ±1,2 соответственно), объемная доля сосудов не уменьшается, средний диаметр не изменяется, следовательно, отек не развивается. Прочность стромы в этих долях снижается, по-видимому, за счет ферментативного распада волокон, в основном, коллагеновых и ретикулярных, количество которых уменьшается в 2-3 раза (Р<0,05). Эластические волокна наиболее устойчивы к стрессорным разрушениям. В корне левого легкого, в добавочной доле правого легкого, где преобладают капилляры, объемная доля сосудов резко уменьшается в 1,22-1,6 раза (Р<0,05); средний диаметр сосудов обнаруживает

тенденцию к увеличению, возрастая в 1,1-1,2 раза, что свидетельствует о развитии выраженного отека. В этом случае уменьшение прочности стромы, вероятно, связано с накоплением отечной жидкости между волокнами. В диафрагмальной доле правого легкого и верхушке левого легкого, где капиллярная сеть имеет среднюю степень развития, объемная доля сосудов не изменилась, а их средний диаметр увеличился (Р<0,05), что дает основание предположить сочетание двух механизмов уменьшения прочности соединительнотканной стромы: слабовыраженный отек и ферментативное разрушение волокон. В сердечной доле, где капиллярная сеть выражена слабее, но объемная доля сосудов самая высокая, прочность стромы при стрессе снизилась наиболее значительно (почти в 2 раза). При этом объемная доля сосудов резко уменьшилась (Р<0,05), средний диаметр не увеличился, что можно объяснить стресс-индуци-рованным разрушением микрососудов и волокон стромы.

Из полученных данных следует, что в наименее прочно укрепленных долях, имеющих менее развитую капиллярную сеть, характеристика мик-рососудистого русла при стрессе не изменяется, отек не развивается, а прочность укрепления межальвеолярных перегородок резко уменьшается, вероятно, за счет ферментативного разрушения коллагеновых и ретикулярных волокон. В наиболее укрепленных зонах легких, богатых капиллярами, к концу стадии тревоги стресса развивается отек, который приводит к разрыхлению и резкому снижению прочности стромы. Необходимо отметить, что у стрессированных животных исчезает коррелятивная связь между прочностью стромы и количеством сурфактанта в альвеолах (г—0,06).

Ограничение эффектов стресса с помощью да-ларгина и а-токоферола приводит к увеличению

прочности стромы межальвеолярных перегородок, хотя она не достигает уровня интактных животных. При введении даларгина наибольшее увеличение объемной доли всех соединительнотканных волокон установлено в сердечной доле правого легкого (с 38,3±0,76% до 52,2±0,91%; Р<0,05). В других долях правого легкого сохранность стромы также повышалась более значительно (на 2025%), чем во всех участках левого легкого (рис.2). В целом, сохранность соединительнотканной стромы в правом легком при введении даларгина выше, чем в левом легком (в среднем, в 1,3 раза и в 1,1 раза соответственно). При этом характеристики микрососудистого русла статистически значимо не изменились. Важно отметить, что при введении даларгина у стрессированных животных восстанавливается тенденция положительной корреляции между прочностью стромы и количеством сурфактанта (г=+0,23, как у интактных животных), что позволяет предполагать в качестве основного пневмопротекторного эффекта даларгина при стрессе центральный механизм действия, т.е. предупреждение стрессорной активации надпочечников.

При введении а-токоферола во всех долях и участках легких объемная доля соединительнотканных волокон больше, в среднем, в 1,2 раза, а в сердечной доле правого легкого, - в 1,4 раза по сравнению с этим показателем у стрессированных животных, не получавших а-токоферол. При этом в правом легком строма сохраняется лучше, чем в левом (объемная доля волокон выше в 1,3 раза и в 1,2 раза соответственно). Состояние микрососудистого русла в верхушечной, сердечной долях правого легкого и середине левого легкого практически не изменилось. В остальных долях на-

блюдается либо уменьшение диаметра сосудов, либо увеличение объемной доли сосудов. Это дает основание предполагать увеличение сохранности клеток и сосудов под действием а-токоферола.

При анализе эффектов действия а-токоферола выявлено, что коррелятивная связь между прочностью стромы и количеством сурфактанта у стрессированных животных, получавших а-токо-ферол, становится отрицательной (г—0,87; у интактных животных г=+0,23). По-видимому, это связано с неравномерным распределением а-токо-ферола в паренхиме легких. В одних участках легких а-токоферол накапливается в межальвеолярных перегородках, где инактивирует перекис-ные радикалы, сохраняя клетки от повреждения и предотвращая выход из них протеолитических ферментов, разрушающих строму. При этом сурфактант остается не защищен от действия пере-кисных радикалов. В других участках легких а-токоферол, минуя ткань стромы, накапливается, преимущественно, в мембранах сурфактанта, защищая его от разрушений перекисными радикалами.

Таким образом, защитные эффекты а-токофе-рола при стрессе проявляются, в основном, на периферическом уровне - непосредственно в паренхиме легких, в виде инактивации перекисных радикалов.

Выявленные закономерности и взаимосвязи между структурными особенностями разных участков легких, степенью их повреждения при стрессе, эффективностью их коррекции медиаторами стресс-лимитирующих систем следует учитывать при диагностике и лечении бронхолегочных заболеваний.

CORRECTION OF STRESS-INDUCED DISTURBANCES OF LUNG STRUCTURE WITH DALARGIN AND a-TOCOPHEROL

L.A. Ukrainskaya, L.S. Vasiljeva

(Irkutsk State Medical University)

The sharp decrease of surfactant quantity in alveolus and connectivum librae of lung stroma in stress has been defined. The correlation has been revealed between decrease of surfactant quantity in stress and increase in lipid peroxidation products in lung tissue. It has been shown that introduction of dalargin and a-tocopherol increases preservation of surfactant and connectivum fibrae of stroma in stress, decreasing concentration of lipid peroxidation products.

Литература

1. Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. - М.: Медицина, 1990.-384 с.

2. Васильева Л.С., Малышев В.В., Кузьменко В.В. и др. Воспаление и стресс. - Иркутск: Лисна, 1995. -124 с.

3. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови // Лаб. дело. -1983. - №3 - С.33-36.

4. Дворцин Г.Ф., Шаталов В.Н. Лнтистрессорный эффект даларгина при иммобилизационном стрессе у крыс // Бюл. зкеперим. биологии и медицины. -

*1991. - Т.111, №6. - С.617-619.

5. Дудникова Г.Н. К методике определения легочного сурфактанта // Эксперим. хир. и анестезиология. - 1 972.-№2.-С. 19-21.

6. Ллойд Э., Ледерман У. Справочник по прикладной статистике. - М.: Финансы и статистика, 1989., -Т.1.-512 с.

7. Малышев В.В., Петрова В.Л., Манухин Б.Н. Изменения уровня зозинофилов, кортикостерона и метаболизма катехоламинов в динамике змоциональ-но-болевого стресса // Бюл. зкеперим. биологии и медицины. - 1985. - Т.99, №3. - С.267-269.

8. Меерсон Ф.З. Адаптация к стрессорным ситуациям и стресс-лимитирующие системы организма // Фи-

зиология адаптационных процессов. Руководство по физиологии. - М.: Наука, 1986. - С.521-621.

9. Наджимутдинов К.Н., Мавлянов И.Р., Умарова Э.Ф. и др. Влияние а-токоферола и, никотина-мида на перекисное окисление липидов и активность ангиоксидантной системы в легочной ткани недоношенных крысят // Эксперим. и клин, фармакология. - 1993. - Т.56. - С.28-30.

10. Ощепкова О.М. Закономерности развития стрес-сорных повреждений внутренних органов и их предупреждение производными глицина (эксперим. исследование): Дис. ... канд. мед. наук. - Иркутск, 1995.-205 с.

11. Розова Е.В., Середенко М.М., Меерсон Ф.З. Электронно-микроскопическая характеристика стрес-

сорного легкого // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. - 1989. - Т.58, №12. - С.735-738.

12. Ромейс Б. Микроскопическая техника. - М.: изд-во ин. лит-ры, 1953. - 718 с.

13. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарби-туровой кислоты // Современные методы биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. - М.: Медицина, 1977.-С.66-68.

14. Сыромятникова Н.В., Гончарова В.А., Котенко Т.В. и др. Метаболическая активность легких. - Л_, 1987. -С.95-1 14.

15. Юрина С.А. Методика импрегнации серебром ретикулярной стромы // Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. - 1975. - Т.ЬХУШ. - С.106-108.

© РЕШЕТНИК Л.А.; ПАРФЕНОВА Е.О., ПРОКОПЬЕВА О.В. -УДК 546.23:616

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА КОРРЕКЦИИ СЕЛЕНОВОГО СТАТУСА РАЗЛИЧНЫМИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ДОБАВКАМИ

А.А. Решетник, Е.О. Парфенова, О,В, Прокопьева,

(Иркутский государственный медицинский университет, ректор - акад. МТА и АН ВШ д.м.п., проф. A.A. Майборода, кафедра детских болезней, зав. - д.м.п., доцент, Засл. врач РФ J1.A. Решетник)

Резюме. Результатами исследований показано, что применение "селенсодержащих" биологически активных добавок к пище ("Луновит" и "Суперантиоксидант") не повлияло на обеспеченность организма селеном. В то же время назначение добавок, не относящиеся к "селенсодержащим" (сухой порошок топинамбура, "Grape Seed Extract GPH"), привело к повышению содержания селена в сыворотке крови детей с дисметаболической нефропатией на 19 и 13,7% от исходного уровня соответственно. Применение биологически активной добавки "Жидкий концентрат бифидобактерий" привело к повышению содержания селена в цельной крови недоношенных детей на 35,7% от исходного. Вероятно, повышенное всасывание селена из продуктов питания под воздействием энтеросорбентов, пре- и пробиотиков, являясь более физиологичным, оказывает большее влияние на обеспеченность организма селеном по сравнению с дотацией элемента на искусственно обогащенных носителях. При этом исключается возможность токсического действия селена при неконтролируемом применении таких добавок.

Селен (Бе) - один из 19 жизненно необходимых (эссенциальных) элементов. Ключевой биохимической функцией селена является участие в построении и функционировании глутатионпе-роксидазы - одного из ключевых антиоксидант-ных ферментов. Кроме этого селен является необходимым компонентом 1 типа йодтиронин 5-дейо-диназы. [1]

Концентрация селена в цельной крови, сыворотке крови, волосах здорового человека - относительно постоянная величина, характерная для конкретного района проживания и зависит от содержания селена в почвах, продуктах питания [8].

В регионах с глубоким дефицитом селена наблюдаются как эндемические (болезнь Кешана, болезнь Кашина-Бека, эндемические нефропатии), так и неспецифические заболевания (гипертоническая болезнь, инфаркт миокарда, эндемический зоб, онкологические заболевания [1,6]). С дефицитом селена связан патогенез вирусных заболеваний (гепатит В, рак, грипп) [7,10].

Как неспецифический иммуномодулятор препараты селена оказывают хороший лечебный эф-

фект при бронхиальной астме, атопических дерматитах [13]. Селен защищает организм от токсического действия металлов ртути [11], а кроме этого - кадмия, свинца и таллия [1].

В России существует три группы регионов по обеспеченности селеном жителей: с низким (концентрация селена в сыворотке крови взрослых -60-80 мкг/л), средним (81-115 мкг/л) и высоким (более 120 мкг/л) уровнем [3].

Жители Прибайкалья имеют низкую обеспеченность селеном, которая связана с низким содержанием элемента в почвах, питьевой воде, местных продуктах питания, отсутствием рационального импорта зерновых из богатого селеном края. Дефицит селена наиболее глубок в зонах интенсивного загрязнения окружающей среды (гг.Иркутск, Шелехов, Черемхово) [5].

Для коррекции селенодефицита человека можно селенировать сельскохозяйственных животных или травы, которые они поедают. При небольшом селенодефиците бывает достаточно скоррегировать диету продуктами, богатыми этим элементом. При более глубоком селендефиците