CC BY
56
Статья
Рис. 1. Показатели числа АОК селезенки мышей при ожоге с использованием риботана
Рис. 2. Показатели числа РОК селезенки мышей при ожоге с использованием риботана
1 т і
X' ’ ' ■,(
1 /У ґ '
—і—- V /,
-І ■' - -Ї
ч і
* " ■*
-0/F2.S 0/Р0.25 О/ГО,0S
Сутки эксперимента
Рис. 3. Показатели числа А-РОК селезенки мышей при ожоге с использованием риботана
Обобщая представленные данные, можно сказать о том, что ожоговая травма вызывает выраженные нарушения в гуморальном и клеточном звеньях иммунитета, выражающиеся в стойкой иммуносупрессии. Наиболее эффективно в качестве иммунокорректора риботан проявляет себя в дозах 0,25 и 2,5 мл/кг, а дозировка 0,05 мл/кг является недостаточной.
Литература
1. Азолов В.В и др. Актуальные вопросы патогенеза, клиники и лечения ожоговой болезни.- Горький, 1990.- С. 4-15.
2. Беляков И.М. и др. // Иммунол.- 1992.- № 4.- С. 22-25.
3. Хаитов Р.М., Пинегин Б.В. // Иммунол.- 2000.- № 5.— С. 4—7.
4. Яковлев Г М.и др. Резистентность, стресс, регуляция.— Л., 1990.— 267 с.
5. SparkesB.G. // Vaccine.— 1993.— P. 504—510.
УДК 616-005.4:612.26:612.35
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПУТИ УТИЛИЗАЦИИ КИСЛОРОДА И ПРОДУКЦИЯ АТФ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ ПРИ ОСТРОЙ ЦИРКУЛЯТОРНОЙ ГИПОКСИИ
Т.П. ГЕНИНГ, Н.Н. ИВАНСКАЯ*
Одной из причин циркуляторной гипоксии является острая кровопотеря. Изучение отдельных звеньев патогенеза последствий кровопотери необходимо для успешного лечения постгемор-рагических состояний. При острой кровопотере всегда присутствуют факторы гипоксии и стресс-реакции [13]. При нормальных условиях эффективность биологического окисления соответствует функциональной активности органов и тканей. При нарушении этого соответствия возникает состояние энергетического дефицита, ведущее к разнообразным функциональным и морфологическим изменениям, направленным на формирование повышенной резистентности организма к гипоксическому воздействию [3].
Цель работы - изучение, в зависимости от объема кровопотери и сроков с момента воздействия, узловых параметров метаболизма кислорода и энергетического обмена в печени при острой циркуляторной гипоксии.
Материал и методы. Исследования проведены на беспородных белых крысах-самцах массой 190-210 граммов, содержавшихся в стандартных условиях вивария. Острую циркуляторную гипоксию вызывали по Sapirstein [15] кровопотерей объемами 1,5% и 0,75% от массы тела животного. Сроки с момента кровопотери до декапитации составили 3, 7 и 24 часа. В каждой экспериментальной группе использовали по 12 особей.
В гомогенате печени определяли активность цитохромок-сидазы (ЦХО) по Vernon, 1969 [2], активность сукцинатдегидро-геназы (СДГ) по Slater, 1959 [2], активность лактатдегидрогеназы (ЛДГ) по Меньшикову В.М., 1987 [9], концентрацию АТФ по Алейниковой Т.Л., 1988 [12]. Цифровые данные обрабатывали методом вариационной статистики с проверкой достоверности результатов по критерию Стьюдента и уровня значимости р<0,05.
Результаты. Установлено, что содержание АТФ у интакт-ных животных составило 4,092±0,15 мг/г ткани печени. Спустя 3, 7 и 24 часа с момента кровопотери объемом 1,5% концентрация АТФ составила 2,772±0,108 мг/г, 3,652±0,184 мг/г и 4,276±0,196 мг/г соответственно. При кровопотере объемом 0,75% на тех же сроках концентрация АТФ составила 2,618±0,165 мг/г; 2,748±0,182 мг/г и 3,966±0,235 мг/г (рис.1).
-1,50%
0,75%
Рис. 1. Содержание АТФ в ткани печени интактных крыс и на разных сроках после кровопотери объемами 1,5% и 0,75% от массы тела
На рис. 1 видно, что содержание АТФ в ткани печени снижается спустя 3 часа после кровопотери и восстанавливается до исходного уровня к 24 часам. При этом через 3 часа после гипок-сического воздействия концентрация АТФ независимо от объема кровопотери снижается на довольно близкую величину (32,26% и 36,02% от нормы), спустя 7 часов при более массивной кровопо-
ГОУ ВПО Ульяновский государственный университет, Институт Медицины, экологии и физической культуры, кафедра физиологии и патофизиологии. Россия, Ульяновск, ул. Ливчака.д.2, тел. (8422) 32-70-71
Т.П. Генинг, Н.Н. Иванская
тере (объемом 1,5%) содержание АТФ значительно выше, чем при меньшей кровопотере (объемом 0,75%).
Уровень активности ЦХО у интактных особей составил 18,70±056 мг/г ткани. После кровопотери объемом 1,5% активность фермента составила: спустя 3 часа 8,33±37 мг/г, через 7 часов - 18,68±1,12мг/Т, через 24 часа - 18,57±1,06 мг/г После кро-вопотери объемом 0,75% на тех же сроках активность ЦХО определялась как 13,32^0,80 мг/г, 18,51±1,07 мг/г и 18,73±093 мг/г соответственно (рис.2).
после кровопотери активность фермента достоверно увеличивается на 73,49%. При кровопотере объемом 0,75% активность фермента изменяется волнообразно. На сроках 3 и 24 часа активность ЛДГ достоверно повышается на 31,01% и 66,69% соответственно. На сроке 7 часов имеется тенденция к спаду активности фермента на 10,39% по отношению к интактным животным.
Рис. 2. Уровень активности ЦХО в ткани печени интактных крыс и на разных сроках после кровопотери объемами 1,5% и 0,75% от массы тела
В ходе исследования активности ЦХО выявлено достоверное снижение уровня активности фермента через 3 часа после кровопотери и возвращение к уровню интактных животных через 7 часов. Спустя 24 часа уровень активности ЦХО остается равным уровню интактных животных, независимо от объема крово-потери. Анализ уровня активности ЦХО через 3 часа после кро-вопотери показывает, что снижение активности фермента коррелирует с объемом кровопотери: при большем объеме потери крови степень снижения активности ЦХО меньше (55,46% при кровопотере 1,5 % и 28,74% при объеме 0,75%).
Установлено, что активность СДГ после кровопотери объемом 1,5% составила через 3 часа 395,0± 51,3 у/г, спустя 7 часов -325,0± 32,3 у/г, через 24 часа - 371,2± 37,3 у/г, что существенно превышает уровень активности фермента у интактных животных (250,0± 29,8 у/г ткани печени). Активность СДГ при кровопотере объемом 0,75% определялась как 639,2± 42,7 у/г, 203,9± 26,3 у/г и 411,6± 38,1 у/г через 3, 7 и 24 часа соответственно (рис.3).
700
B00
500
400
300
200
100
0
-1,50%
0,75%
Рис. З. Уровень активности СДГ в ткани печени интактных крыс и на разных сроках после кровопотери объемами 1,5% и 0,75% от массы тела
На рис. 3 видно, что уровень активности СДГ после крово-потери объемом 1,5% достоверно возрастает спустя 3 и 24 часа на 58,0% и 48,48% соответственно; через 7 часов имеется тенденция к увеличению активности фермента на 30,0% по сравнению с уровнем фермента у интактных животных. В группе животных с кровопотерей 0,75% от массы тела животного через 3 часа после воздействия уровень активности фермента достоверно возрастает через 3 и 24 часа на 155,66% и 64,59% соответственно; спустя 7 часов имеется тенденция к снижению на 18,44% по сравнению с уровнем активности фермента у интактных животных.
При исследовании активности ЛДГ уровень у интактных животных составил 122,2±1035 усл.ед./г ткани. При кровопотере объемом 1,5% активность фермента через 3, 7 и 24 часа после воздействия составила 212,Ш323 усл.ед./г, 129,&854
усл.ед./г,132,2±1206 усл.ед./г соответственно. После кровопотери объемом 0,75% соответственно указанным срокам активность ЛДГ определялась как 160,1±13,63 усл.ед./г, 109,5±10,88 усл.ед./г, 203,7^4,89 усл. ед./г (рис. 4).
По данным, уровень активности ЛДГ при кровопотере объемом 1,5% растет по отношению к интактным животным. На сроках 7 и 24 часа уровень активности ЛДГ имеет тенденцию к увеличению на 6,22% и 8,18% соответственно. Спустя 3 часа
Рис. 4. Уровень активности ЛДГ в ткани печени интактных крыс и на разных сроках после кровопотери объемами 1,5% и 0,75% от массы тела
Полученные биохимические показатели в печени крыс после воздействия острой кровопотери разного объема свидетельствуют о происходящих изменениях метаболических процессов в ткани. Исследуемые ферменты принимают непосредственное участие в клеточном метаболизме кислорода. Нарушение обеспечения клетки кислородом является следствием изменений системного кровообращения, сопровождающих острую потерю крови. Как известно, кислород - конечный акцептор электронов в дыхательной цепи, поэтому недостаток его приводит к уменьшению транспорта электронов и протонов, а следовательно, к рассогласованию субстратного окисления и фосфорилирования. Это приводит к уменьшению энергетического потенциала в ткани, выражающегося снижением концентрации АТФ, то есть эффективность аэробного энергетического обмена понижается [11].
Снижение содержания АТФ в условиях гипоксии показано М. В. Биленко [1]. Восстановление концентрации АТФ спустя 24 часа после кровопотери можно объяснить включением адаптационных механизмов по поддержанию процессов жизнеобеспечения. В связи с тем, что в настоящее время установлено, что АТФ разного происхождения (аэробного или анаэробного) потребляется в различных внутриклеточных процессах, вопрос о том, какие пути синтеза АТФ повреждены, а какие компенсаторно временно усилены или могут быть усилены медикаментозно, приобретает особое значение [1].
Компенсаторную функцию по синтезу дополнительных количеств АТФ в условиях гипоксии берут на себя анаэробные энергопродуцирующие процессы, важнейшим из которых является гликолиз [11]. Усиление гликолиза является частным проявлением компенсаторной перестройки метаболизма, направленным на поддержание уровня энергетического обеспечения клеток в условиях усиления в них АТФ-зависимых процессов. Стимуляция анаэробного гликолиза в печени выступает в роли универсальной реакции метаболизма на стресс [4]. В анаэробном гликолизе важную роль играет ЛДГ. Существует два пути реокисления внемитохондриального НАД, образующегося на окислительной стадии гликолиза: либо за счет пирувата с образованием лактата при участии внемитохондриальной ЛДГ, либо при участии дыхательной цепи митохондрий (челночный механизм). В анаэробных условиях лактат образуется в клетке вследствие того, что внеми-тохондриальный НАД-Н не может быть окислен дыхательной цепью и должен подвергнуться реокислению с участием пирува-та. В присутствии кислорода в большинстве клеток реокисление внемитохондриального НАД-Н должно происходить через дыхательную цепь, так как в обычных условиях лактат не накапливается в клетке. В аэробных условиях лактат может образовываться путем реокисления НАД-Н пируватом, если не действуют челночные системы, обеспечивающие поступление внемитохондри-ального НАД-Н в митохондрии. Накопление лактата способствует активации ЛДГ [7].
В литературе показано увеличение активности ЛДГ в процессе адаптации к гипоксическому воздействию согласуются с литературными [7]. Однако при летальном исходе циркуляторной гипоксии на криостатных срезах гистоэнзиматических реакций
Краткое сообщение
печени людей установлено снижение активности ЛДГ на 15,8% по сравнению с контролем [10]. Фосфорилирование с образованием АТФ происходит в нескольких участках дыхательной цепи, причем одним из важнейших является транспорт электронов через систему цитохромов [5]. Конечным компонентом цепи дыхательных ферментов, переносящим электроны от цитохрома на молекулярный кислород, является ЦХО. ЦХО катализирует более 95% утилизации клеточного кислорода. Уровень активности ЦХО может служить критерием выраженности гипоксии [8]. Согласно литературным данным [5] в печени крыс, погибавших при явлениях быстро наступившей декомпенсации кровообращения после кровопотери, активность ЦХО падала до 73% по сравнению с контрольным уровнем. Однако на ранних сроках после кровопотери (5 минут) активность ЦХО возрастала.
Результаты нашей работы по изучению уровня активности ЦХО частично согласуются с литературными. Выявленное снижение активности фермента через 3 часа после кровопотери и восстановление его активности через 7 часов свидетельствуют о произошедшей адаптации к возникшим условиям. При этом необходимо учитывать, что сильное снижение активности ЦХО наблюдается на терминальной стадии биоэнергетической гипоксии [8], развивающейся в условиях тяжелого и длительного экстремального воздействия с возможным летальным исходом. Одним из вариантов подобного состояния является полное прекращение кровотока в органе. В случае нашего эксперимента доза воздействия на орган не привела к летальному исходу, однако изменения уровня активности ЦХО были близки при разных объемах потери крови.
С дыхательной цепью митохондрий прочно связана СДГ. В опыте добавление СДГ к цитохромным частицам вызывает интенсивное дыхание, что объясняют восстановлением нативной структуры полиферментного комплекса [6]. В [1] также указывается, что при определенных условиях при ишемии в митохондриях наблюдается переход дыхания с НАД-зависимого на СДГ-зависимый путь. Кроме того, СДГ в значительной мере определяет скорость потребления кислорода и образования АТФ в дыхательной цепи. Уровень активности СДГ также может служить критерием оценки выраженности гипоксии [8].
По данным А.П. Довганского (1989) [5], в пределах 4 часов после кровопотери в печени крыс обнаружено возрастание активности СДГ. Рост активности СДГ в эксперименте А.П. Дов-ганский объясняет интенсивностью процессов в печени млекопитающих, значительной ролью в скорости потребления кислорода в дыхательной цепи и в адаптации организма к экстремальным воздействиям. В литературе есть опытные данные по двукратному увеличению активности СДГ и ЦХО в печени при кровопоте-ре; усилению окислительных процессов в печени в ближайшие сроки после геморрагии на фоне роста потребления кислорода; нормальной утилизации субстратов митохондриями печени при снижении сопряженности дыхания и фосфорилирования. (Mela, 1971) [14]. Оценка исследования корреляционной зависимости между уровнем ЦХО и СДГ, а также связи активности этих ферментов с содержанием АТФ в органе при разных условиях эксперимента (при n = 12), не обнаружили достоверных взаимосвязей. Результаты исследований свидетельствуют, что наибольшая степень выраженности изменений уровня активности ЦХО, СДГ, ЛДГ и концентрации АТФ в печени наблюдается через 3 часа с момента кровопотери, независимо от ее объема.
При этом снижение содержания АТФ в ткани, а затем восстановление через 24 часа после кровопотери можно объяснить изменениями путей синтеза макроэргических соединений при гипоксии. Так, на раннем сроке эксперимента наблюдается снижение активности ЦХО на фоне возрастания активности СДГ и ЛДГ. К 24 часам после кровопотери происходит адаптация к воздействию и восстановление работы дыхательной цепи, сопровождающееся нормализацией содержания АТФ и сохраняющегося небольшого повышения активности ЛДГ и СДГ по сравнению с контролем. Острая кровопотеря приводит к стадийному изменению параметров метаболизма кислорода разной степени выраженности, в зависимости от степени воздействия.
Литература
1. Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов.- М., 1989.
2. Генинг Т.П. Ферментный спектр сыворотки крови и ткани печени при остром и хроническом токсическом поражении и в условиях стимуляции ее регенерации: Дис.. .канд.биол.наук.-Семипалатинск, 1980.
3. Гипоксические, гипокапнические и гиперкапнические состояния / Агаджанян Н.А. и др.- М., 2003.
4. Давыдов В.В, и др. // Патол. физиол. и эксперим. терапия.- 2005.- № 1.- С.12-14.
5. Довганский А.П. и др. Печень при экстремальных состояниях.- Кишинев, 1989.
6. Зимакова Н.И, Виноградов А.Д. // Митохондрии. Структура и функции в норме и патологии.- М., 1971.- С .189-195.
7. Ксейко Д.А. Антиоксидантная система печени и эритроцитов при вторичной тканевой гипоксии и в условиях коррекции аскорбиновой кислотой: Дис..канд. биол. наук.- Ульяновск, 2004.
8. Лукьянова Л.Д.// Вестн. РАМН.- 2000.- № 9.- С.9-12.
9. Меньшиков ВМ. Лабораторные методы исследования в клинике.- М., 1987.
10. Мишнев О.Д. и др. // Бюл. эксперим. биол. и мед.-1992.- Т. 113, № 4.- С. 435-437.
11. Резистентность к гипоксии/ Зиновьев Ю.В. и др.-Красноярск, 1988.
12. Руководство к практическим занятиям по биологической химии/ Алейникова Т.Л. и др.- М., 1988.
13. Утешев Н.С.и др.// Вестн. хирургии им. Грекова.-1999.- № 6.- С. 24-27.
14. Mela L., Bacalzo L.V., Miller L.D. // Amer. J. Phisiol.-1971.- Vol. 220.- P. 571-577.
15. Sapirstein R.A. at al.// Сй-c.Res.- 1960.- Vol. 8.- P. 135147.
THE OXIGEN METHABOLISM AND ATP CONCENTRATION IN A LIVER TISSUE AT ACUTE CIRCULATORY HYPOXIA
T.P. GENING, N.N. IVANSKAYA Summary
The dynamics of parameters of oxygen and energy metabolism in a liver tissue of rats is studied on the model of acute circulatory hypoxia at blood loss in volumes of 0,75 % and 1,5 % from the weight of a body. The activity of cytochromoxidase, succinate dehydrogenase, lactate dehydrogenase and the concentration of ATP are estimated in dependence on the terms from the moment of experimental influence and a degree of blood loss intensity. It is shown, that the most intensive changes are observed in 3 hours from the moment of the blood loss irrespective of its volume.
Key words: cytochromoxidase, succinate
Й Генинг Татьяна Петровна, зав.кафедрой физиологии и патофизиологии Института медицины, экологии и физической культуры Ульяновского госуниверситета, доктор биологических наук, профессор, академик РАЕН
ЙИванская Наталья Николаевна, аспирант кафедры физиологии и патофизиологии Института медицины, экологии и физкультуры Ульяновского госуниверситета, ассистент кафедры химии Ульяновского государственного политехнического университета
УДК 661.847.9
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ЦИНКА ПРИ ИНФАРКТЕ МИОКАРДА (КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
А.Р. АНТОНОВ, Е.А. ВАСЬКИНА, Ю.Д. ЧЕРНЯКИН*
Цель — анализ уровня 7п в плазме крови больных инфарктом миокарда (ИМ) и в плазме крови и лимфе опытных животных линий Вистар и НИСАГ с экспериментальным ИМ (ЭИМ).
Методы исследования: обследовано 30 больных мужчин в острой стадии ИМ в сочетании с АГ, находящихся на лечении в отделении интенсивной терапии, контролем для которых служи-
* Новосибирский госмедуниверситет, г. Новосибирск
