CC BY
9
17. Notarangelo L. D.. Alberini C.. Pania P. et al. // Progress in Immunodeficiency Research and Therapy.— Amsterdam, 1986,— P. 59—65.
18. Thompson S. J.. Whtley H. J. // Immunology. 1988,— Vol. 64, N 2,— P. 311—314.
Поступила 19.03.93
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 1993 УДК 612.014.49.08
В. Г. Маймулов. Г. А. Баскович, В. А. Дадали
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ БИОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ АДАПТАЦИОННОГО СТАТУСА ОРГАНИЗМА
Санкт-Петербургский санитарно-гигиенический медицинский институт
Проблемы разработки эффективных и надежных способов предотвращения воздействия на организм человека неблагоприятных факторов внешней среды (химические и биологические загрязнения, гипоксия, шум, вибрация и т. д.) тесно связаны с состоянием защитно-приспособительных реакций организма. Нарушения функций молекулярных и надмолекулярных систем, обеспечивающих резистентность организма, обусловливают возникновение дезадаптационных и донозологи-ческих состояний как основы возможного развития болезни. В связи с этим в практике гигиенических исследований и клинике особое значение приобретает проблема изучения состояния защитных систем, разработка методов определения уровня адаптационных возможностей организма н путей коррекции их нарушений.
Многочисленные исследования функционального состояния тканевых, клеточных и внутриклеточных структур жизненно важных систем организма свидетельствует, что под влиянием неблагоприятных факторов на уровне указанных структур возникают деструктивные изменения, в основе которых лежит усиление процессов свободнорадикаль-ного и перекисного окисления [4, 7, 9]. Ответной защитной реакцией, направленной на предотвращение повреждающего действия продуктов окисления, служит усиление мощности антиоксидант-ных систем (АОС). В ряде обзоров [I, 10] обсуждаются роль, место и структура АОС.
В СПСГМИ на протяжении ряда лет проводили исследования роли перекисного окисления липи-дов в молекулярных механизмах неспецифической резистентности организма к воздействию различных экстремальных факторов. Было показано [3, 11], что сдвиги в окислительно-восстановительном гомеостазе исследуемых систем при действии разных токсичных веществ, продуктов микробиологического синтеза, шума, лазерного излучения и т. д. носят фазовый характер и соответствуют стадиям адаптационного синдрома. Снижение антиоксидантной мощности приводит к срыву компенсаторных механизмов и развитию необратимых явлений. На основании этих исследований был сделан вывод о возможности использования параметров АОС в качестве критериев оценки состояния защитно-приспособительной системы организма.
Вместе с тем АОС представляет собой важный, но не единственный адаптационно-защитный механизм. Результаты исследований последних лет, изложенные в ряде работ (2, 6, 13) и представленные в материалах международных и всесоюзных конференций, свидетельствуют, что определенную
роль в поддержании гомеостаза организма и обеспечении химической чистоты его внутренней среды играет цитохром Р-450-зависимая монооксигеназ-наясистема (I этап детоксикации) и функционально связанная с ней система ферментов И этапа детоксикации, в первую очередь глутатионзависи-мые ферменты (семейство глутатион-$-трансфе-раз — Г-Б-Т), глюкуронидтрансферазы, Ы-ацетил-трансферазы и др. Важность исследования этих ферментных систем определяется все возрастающей химической агрессией окружающей среды, ставшей одним из преобладающих стрессорных факторов времени [5], и увеличением числа лиц с нарушением гепатобилиарной системы. Кроме того, ферменты монооксигеназной системы и 11 этапа детоксикации являются одним из важнейших факторов и эндогенного метаболизма, в том числе таких соединений, как холестерин, желчные кислоты, стероидные гормоны, простагландины, сим-патомиметические амины и т. д., являющиеся важнейшими регуляторами метаболизма. В связи с этим становится все более очевидным, что нарушение функционирования указанных ферментных систем лежит в основе таких патологий, как злокачественный рост, гепатиты, циррозы печени, гормональные расстройства, аллергические заболевания и др. [8, 10].
Анализируя причинно-следственные связи в снижении неспецифической резистентности организма, нельзя не остановиться на роли нарушений внутриклеточного кальциевого гомеостаза в механизмах возникновения дезадаптационных состояний, поскольку Са" наряду с циклическими нук-леотидами, олигоаденилатами и компонентами инозйтид-фосфатного цикла играет основополагающую роль в регуляции клеточного метаболизма [12, 14]. Кроме того, изменение концентрации внутриклеточного Са"1' лежит в основе повреждающего действия гепатотоксических агентов (СС14, хиноны, полиэфиры и др.), кардио- и нефроток-сических эффектов системы клеточного иммунитета. Как отмечалось выше, увеличение проницаемости клеточных мембран вследствие окислительной модификации функциональных групп, входящих в их структуру, способствует проникновению кальция в клетки и возрастанию их внутриклеточной концентрации. Изучение способов регуляции концентрации ионизированного кальция в клетке, выяснение механизмов связывания его с белками и участия в жизнедеятельности клетки открывают дополнительные возможности управления клеточным метаболизмом.
Таким образом, перед разработчиками прог-
/
Рмс. 1. Показатели системы неспецифической резистентности здоровых людей.
Сплошная линия — кровь, пунктирная — слюна.
рамм исследования дезадаптационных состоянии на современном уровне возникает проблема комплексного изучения системы неспецифической резистентности организма с целью выявления сдвигов в различных звеньях ее функционирования и оценки резервных возможностей.
Исходя из вышеизложенного, нами была предложена схема исследования адаптационного статуса организма, включающая 4 уровня из многообразия защитно-приспособительных реакций: 1) цитохром Р-450-зависимая система; 2) звено конъюгации; 3) антиперекисное ферментативное звено; 4) стадия неферментативной АОС.
Первоначальными задачами при выполнении комплексных программ оценки резервных возможностей организма были:
— разработка и внедрение в практику гигиенических и клинических исследований эффективных тестовых систем;
— установление пределов физиологических приспособительных реакций и разграничение явлений физиологической адаптации от патологии;
— разработка путей коррекции дезадаптационных состояний с использованием адаптогенов различного происхождения.
Решению затронутых вопросов должен способствовать ряд методических подходов, и в первую очередь исследование активности ключевых ферментов детоксикации: системы цитохром Р-450, Г-Б-Т, УДФ-глюкуронозилтрансферазы (ГР), су-пероксиддисмутазы {СОД), глутатионпероксида-зы (ГПО); использование нагрузочных тестов.
Еще одним важным аспектом исследований адаптационного статуса становится разработка
Влияние сезонного фактора на показатели неспецифической резистентности в смешанной слюне здоровых людей (М=£т)
Показатель
Июнь июль 1991 г.
Январь — февраль 1992 г.
—БН, мкМ/мл —Б—Б—, мкМ/мл —БН/—ББ— ГР, нМ/(с-г) Г-Б-Т, мкМ/(с-г) ГПО, мкМ/(с-г)
3,7±0,04 1,3±0,04 3,3±0,1 58,4±9,1 131,4±18,9 1218±441
4,6±0,16* 1,7±0,07* г.вгЬО,!"' 52,0±8,8 97,7± 12,5 725± 10! *
Примечание. Звездочки — статистически достоверные изменения по сразнению с периодом июнь—июль (р<0,05)
Рис. 2. Показатели неспецифической резистентности у различных категорий обследованных.
/ — женщины в I триместре беременности; 2 — больные циррозом печени; 3 — дети с аллергозами; 4 - дети с функциональной недостаточностью.
неинвазивных методов, исключающих опасность инфицирования организма при массовых обследованиях. С этих позиций как объект изучения представляет интерес смешанная слюна. Использование данной биологической жидкости упрощает и расширяет возможности исследований и, что особенно важно, позволяет проводить биохимические исследования у детей.
На рис. 1 представлены показатели системы неспецифической резистентности практически здоровых людей. Как оказалось, все рассмотренные выше показатели можно определять как в крови, так и в слюне, хотя отмечается ряд особенностей для каждой биологической жидкости. Так, в слюне активность глутатионзависимых ферментов при расчете на единицу белка выше, чем в крови. Антиоксидантные свойства слюны, как и крови, обусловлены, помимо ферментов антиперекисной защиты, наличием тиоловых восстановленных компонентов, содержание которых меньше, чем в крови, однако редокс-потенциал системы, определяемый как отношение восстановленных эквивалентов к окисленным эквивалентам такого же порядка, такой же, как и в крови.
В качестве иллюстрации основных положений комплексных программ приводим результаты апробации методов исследования адаптационного статуса различных категорий населения промышленных районов. Среди обследованных были практически здоровые лица: сотрудники СПСГМИ, рабочие целлюлозно-бумажного комбината (ЦБК), школьники, воспитанники детских садов.
С целью выявления информативности, достоверности и установления физиологических пределов колебаний отдельных параметров наряду с практически здоровыми лицами были обследованы группа лиц с функциональными отклонениями, в которую вошли женщины в I триместре беременности и дети с функциональными нарушениями, а также группа больных с заболеваниями, для которых характерны сдвиги в исследуемых системах: больные с нарушениями гепатобилиарной системы и дети с аллергозами.
В процессе обследования различных групп населения были выявлены изменения функциональной активности защитно-приспособительной системы организма в зависимости от сезона, пола и
Рис. 3. Характеристика АП-теста у различных категорий обследованных.
По оси абсцисс — время после введения антипирина (в ч); по оси ординат — содержание антипнрина (в мкг). / — контроль; 2 — гепатит; 3— цнрроз печени; 4 — рабочие ЦБК.
возраста. Так, к январю—февралю (см. таблицу) у практически здоровых людей наблюдалось снижение мощности адаптационной системы вследствие статистически достоверного снижения восстановительного потенциала организма (—БН/—ББ—), активности антиперекисных ферментов (ГПО) и ферментов конъюгации (Г-Б-Т).
По ряду показателей во все периоды обследования отмечено снижение функциональной активности системы неспецифической резистентности у мужчин по сравнению с женщинами. Этот факт согласуется с существующими представлениями о больших резервных возможностях к адаптации женского организма.
Исследование адаптационного статуса различных категорий населения показывает, что изменения основных параметров 4 уровней защиты организма носят фазовый характер в зависимости от состояния обследованных и соответствует фазам адаптационного синдрома организма.
На рис. 2 представлены профили показателей неспецифической резистентности в слюне у лиц с функциональными отклонениями, у больных циррозом печени и аллергозами. В первом случае отмеченные изменения указывают на возрастание резервной мощности защитной системы вследствие увеличения восстановительного потенциала за счет накопления восстановленных компонентов и возрастания активности ферментов детоксикации. Во втором случае (у больных циррозом печени и аллергозами) также имеет место напряжение системы неспецифической резистентности, однако здесь состояние адаптационного статуса характеризуется фазой истощения, основным проявлением которой является снижение восстановительного потенциала организма вследствие нарастания содержания окисленных форм.
Анализ значимости и информативности используемых тестов свидетельствует, что наиболее полное представление об уровне адаптационных возможностей организма можно получить, проводя полный курс обследования по предложенной схеме. Однако в отдельных случаях при оценке состояния лиц, подвергнутых воздействию продуктов химического и микробиологического синтеза, для выявления нарушений монооксигеназной системы печени весьма эффективным оказался антипириновый тест (АП-тест).
На рис. 3 представлены результаты исследования с помощью АП-нагрузочного теста состояния цитохром P-450-зависимой ферментной системы у практически здоровых лиц, рабочих ЦБК и больных хроническим гепатитом и циррозом печени. Период выведения препарата Ту, — наиболее распространенная характеристика данного теста — достоверно выше у практически здоровых людей. Анализ характера метаболизма антипирина в каждом отдельном случае свидетельствует о диагностической ценности предложенного метода: у больных с циррозом печени кривая имеет выпуклый, пикообразный характер, а у больных с хроническим гепатитом — вогнутый. Форма кривой выведения антипирина у рабочих ЦБК напоминала вариант с циррозом печени, на основании чего было рекомендовано более глубокое обследование пациентов.
Таким образом, рассматривая в целом схему биохимических исследований адаптационного статуса организма, следует отметить, что наиболее информативными оказались наряду с тестом на монооксигеназную систему исследования активности глутатионзависимых ферментов как факторов не только антиоксидантной и антиперекисной защиты, но и компонентов системы детоксикации.
Литература
1. Воскресенский О. П., Жушаев И. А. и др. // Вопр. мед. химии,— 1982,— № I,— С. 14—27.
2. Голиков С. Н.. Салюцкий М. В., Тиунов Л. А. Общие механизмы токсического действия.— Ташкент, 1986.
3. Гончарова Л. Л.. Макарова И. Н. и др. // Укр. биохим. журн,— 1987,— Т. 59, № 6,— С. 81—84.
4. Гусев В. А., Панченко Л. Ф. // Вопр. мед. химии.— 1982,— № 4 — С. 25.
5. Долинская С. И., Литвинов Н. Н. // Гиг. и сан.— 1987.— №11. С. 53-55.
6. Краковский М. 3.. Аширметов А. К. // Лаб. дело,— 1990,— № 10,— С. 21.
7. Петрович Ю. А., Гуткин Д. В. // Пат, физиол.— 1986.— № 5.- С. 85-92.
8. Северин Е. С. Избирательная регуляция клеточного метаболизма.— М., 1991.
9. Сидоренко Г. И., Меркурьева Р. В. // Гиг. и сан. 1981.— № 8,— С. 8—12.
10. Соколовский В. В. // Вопр. мед. химии,— 1988,— № 6,— С. 2—11.
11. Соколовский В. В., Баскович Г. А. и др. // Гиг. и сан.— 1987,— № 5.— С. 49—52.
12. Федоров Н. Д., Радулавицкий. Циклические нуклеотиды и их аналоги в медицине.— М., 1990.
13. Brasch К. II Biochem. Cell Biol.— 1990.—Vol. 68, N 2,-P. 408—426.
14.Farber J. // Chem. Res. Toxicol.—1990,—Vol. 3,— P. 503—508.
Поступила 30.03.93
