Оцінка церебропротекторних властивостей цитохрому с за умови гіпоксії, що виникає при моделюванні космічної хвороби руху Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

in cervical carcinoma cells by small molecules // Proc. Natl. Acad. Sci U S A.- 2000.- Vol.97, N 15.- P. 85018506.

9. Mougin C., Bernard B., Lab M. Biology of papillomavirus II infections. Their role in the carcino-

genesis of the cervix // Ann. Biol. Clin. - 1998.- Vol.56, N

1.- P. 21-28.

10. Penna C., Fallani M.G., Maggiorelli M. Radiosur-gical excision in the treatment of cervical intraepithelial neoplasia // Minerva Ginecol.-1995.-Vol.47, N3.-P.57-61.

♦

УДК 616.8-009.1:613.693:616.831-005-08

І.В. Полевик ОЦІНКА ЦЕРЕБРОПРОТЕКТОРНИХ

ВЛАСТИВОСТЕЙ ЦИТОХРОМУ С ЗА УМОВИ ГІПОКСІЇ, ЩО ВИНИКАЄ ПРИ МОДЕЛЮВАННІ КОСМІЧНОЇ ХВОРОБИ РУХУ

Кримський державний медичний університет ім. С.І. Георгієвського

кафедра фармакології

(зав. - д.м.н., проф. І.Д. Сапегін)

Ключові слова: хвороба руху, моделювання цереброваскулярних розладів, цитохром С, церебропротективний ефект Key words: motion sickness, modelling of cerebrovascular disturbances, cytochrome C, cerebroprotective effect

Резюме. В хронических экспериментах на кроликах с имплантированными в кору мозга, таламус и гипоталамус микроэлектродами при помощи регистрации локального кровотока, реакций мозговых сосудов, напряжения кислорода и водно-электролитного состояния мозговой ткани показано, что при укачивании животных, находившихся в ан-тиортостатическом положении (УАОП - метод неинвазивного моделирования преходящих цереброваскулярных расстройств), предварительное введение цитохрома С в дозе 0,3 мг/кг оказывает цере-бропротективный эффект, предотвращая или уменьшая патологические сдвиги названных показателей, развивающиеся при двухчасовом УАОП без применения препарата.

Summary. Chronic experiments were performed on conscious rabbits with microelectrodes implanted into the brain cortex, thalamus and hypothalamus. Registration of local blood flow, reactions of cerebral vessels, oxygen tension and water-base status of the brain tissues revealed that preventive intravenous introduction of cytochrome C in dose of 0,3 mg/kg before rocking of an animal in headdown tilting (the method of noninvasive modelling of transient cerebrovascular disturbances) exerted the cerebroprotective effect, which prevents or decreases negative changes of examined indices, developed while rocking in headdown tilting during 2 hours without usage of the drug.

Гіпоксія - універсальний патологічний процес, що виникає при невідповідності енерго-потреби клітини до енергопродукції в системі мітохондріального окиснювального фосфорилю-вання, який супроводжує і визначає розвиток найрізноманітнішої патології [13]. Однією з таких патологій є гіпоксія, що виникає при космічній формі хвороби руху (КХР), модель якої розроблена в нашій лабораторії [1].

Тому пошук речовин, що вирішують цю проблему з погляду антигіпоксичної дії, поза сумнівом, є актуальним. Перш за все, це повинні бути речовини, здатні здійснювати акцептацію і

транспорт електронів від відновлених кофер-ментів, що блокують перебіг реакцій, які дають енергію в клітині, до різних ендогенних акцепторів з обов'язковим збереженням у тій чи іншій мірі фосфорилювання [7].

За літературними даними, суттєвий антигі-поксичний вплив чинить цитохром С (цитомак) -метаболічний засіб, який здійснює перенесення електронів на одному з останніх етапів дихального ланцюга, тим самим активізує його, знижуючи вираженість гіпоксії, через що стимулює процеси регенерації та надає трофічну дію. Позитивний результат був досягнутий при засто-

суванні цитохрому С в дозі 50-100 мг активної речовини на разове внутрішньовенне введення при отруєнні окислом вуглецю [10].

Цитохром С, доданий до кардіоплегічного розчину в дозі 0,5 мг/кг, виявився ефективним кардіопротектором у хірургії "відкритого серця". Протягом вже значного часу йде впровадження в клінічну практику застосування цитохрому С в комбінації з персульфатом натрію (ПСН). Механізм дії цієї речовини полягає в безпосередній участі у тканинному диханні, завдяки посиленню транспорту електронів у порушеному дихальному ланцюзі, що пояснює адитивний ефект ПСН до антигіпоксичної дії цитохрому С [7].

Мета нашої роботи - дослідження протекторної дії цитохрому С на кровопостачання, кисневий і водно-електролітний баланс головного мозку кроликів при моделюванні гіпоксич-них розладів, що виникають при КХР.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проведені в хронічних експериментах на кроликах. Догляд і утримання лабораторних тварин здійснювали відповідно до вимог [6, 9] у стандартних умовах віварію при вільному доступі до води та їжі. Цереброваскулярні розлади моделювали шляхом 2-годинного захиту-вання тварини, що знаходиться в антиорто-статичному положенні (ЗАОП) з кутом нахилу осі тіла до горизонтальної площини - 45о. За-хитування проводили на створеному в нашій лабораторії автоматизованому пристрої [12], який забезпечує стандартизацію параметрів дії: частота коливань - 30 за 1 хв, кут відхилення щодо вертикальної осі - 15о, амплітуда - 80-100 см. Локальний кровотік (ЛК) у головному мозку вимірювали методом реєстрації кліренсу водню [5]. Реактивність мозкових судин (КРСО2) визначали за ступенем приросту ЛК у відповідь на дозовану інгаляцію СО2 [8].

Напругу кисню (РО2) реєстрували за полярографічним методом. Стан водно-електролітного балансу мозкової тканини оцінювали за динамікою позаклітинного (Я1) та внутрішньоклітинного (Я2) електричного опору, які обчислювали шляхом реєстрації імпедансу мозкової тканини при трьох різних частотах електричного струму з подальшою математичною обробкою [3, 4]. Всі показники реєстрували за допомогою платинових мікроелектродів [11], які за 3-4 тижні до експериментів імплантували тваринам у структури кори великих півкуль, таламуса та гіпоталамуса за стереотаксичною методикою [14]. Показники реєстрували до дії (початковий рівень), а також через 30, 60, 90 і 120 хв. після початку дії ЗАОП. Динаміку показників обчис-

лювали у відносних одиницях у порівнянні з вихідною величиною (початковий рівень), яку приймали за 100%. Про достовірність змін судили після статистичної обробки результатів із визначенням критерію Стьюдента. Цитохром С вводили внутрішньовенно в дозі 0,3 мг/кг перед дією ЗАОП. Церебропротекторним ефектом препарату вважали наявність достовірного зменшення зрушень вивчених показників від вихідного рівня, що спостерігалося при дії ЗАОП на тлі попереднього введення цитохрому С по відношенню до змін при дії тільки ЗАОП (у таблицях позначається ).

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

ЗАОП є адекватною методикою моделювання цереброваскулярних розладів, що виникають під час космічної хвороби руху; з іншого боку, це нескладний та, що дуже важливо, неінвазивний спосіб викликати у піддослідної тварини тран-зиторні порушення мозкового кровообігу. Воно спричиняє збільшення притоку крові до мозку та утруднення венозного відтоку з мозку, що супроводжується підвищенням гідродинамічного внутрішньосудинного тиску, надлишковою гідратацією мозкової тканини, що призводить до напруги регуляторних механізмів і викликає порушення реактивності та функціональної стійкості системи мозкового кровообігу і, в результаті, розвиток гіпоксії мозку [2].

Наші дослідження показали, що дія ЗАОП спричинює розвиток як позаклітинного, так і внутрішньоклітинного набряку (оскільки при розвитку набряку спостерігається ізоосмотична гіпергідратація тканини, зменшення Я! та Я2 свідчить про розвиток набряку, а збільшення -про дегідратацію у міжклітинному та внутрішньоклітинному просторі) як у корі, так і в таламусі та гіпоталамусі, починаючи з 30-60-ї хвилини та до кінця експерименту. Попереднє введення цитохрому С призвело до достовірного зменшення розвитку позаклітинної гіпергі-дратації і запобігання розвитку внутрішньоклітинної гіпергідратації в корі мозку, а також повного запобігання порушенням водно-електролітного стану в підкіркових структурах на 120-й хвилині експерименту (табл. 1, 2).

Аналіз динаміки локального кровотоку при ЗАОП показав максимальні зміни на другій годині експерименту (табл. 3). Так, у корі відбувалося зниження цього показника на 21,2% (р<0,01), у таламусі - на 18,6% (р<0,01), у гіпоталамусі - на 12,8% (р<0,01). При введенні цитохрому С кроликам до моделювання ЗАОП ішемічні явища в корі та таламусі достовірно зменшилися, а у гіпоталамусі цей показник не відрізняється від групи ЗАОП без препарату.

Динаміка R1 в % до вихідної величини при ЗАОП (1) та при ЗАОП на фоні дії цитохрому-С (2)

Структура мозку Кількість спостере- жень Показник стат. обробки Час дії ЗАОП

30 хв. 60 хв. 90 хв. 120 хв.

1 1 2 1 2 1 2 1 2

Кора 12 M -51,2 -12,6 -47,8 -8,6 -56,2 -10,6 -55,3 -13,3

ні 18,00 3,83 17,60 4,85 20,50 5,27 20,50 5,39

P <0,05 <0,01 <0,05 >0,25 <0,05 >0,1 <0,05 <0,05

Таламус 12 M -34,1 -8,3 -45,0 -6,2 -49,3 -10,2 -52,0 -5,8

ні 15,80 5,93 17,30 4,1 18,20 6,76 19,00 4,95

P >0,05 >0,25 <0,05 >0,25 <0,05 >0,25 <0,05 >0,5

Гіпоталамус 12 M -45,0 3,9 -53,5 4,7 -58,5 -6,9 -65,4 -1,5

111 17,80 9,3 20,20 9,34 21,80 4,53 23,40 2,38

p <0,05 >0,5 <0,05 >0,5 <0,05 >0,25 <0,05 >0,5

Реактивність мозкових судин (за показником лактичне введення цитохрому С призвело до

КРСО2) зазнає менш значних змін при ЗАОП, запобігання зниженню цереброваскулярної

ніж інші вивчені показники, а саме: спосте- реактивності в корі та таламусі та навіть до

рігається незначне, але достовірне її зниження у незначного, але достовірного зростання

всіх структурах (табл. 4) - у корі на 3,6%, у таламусі на 5,4%, у гіпоталамусі на 6,8%. Профі-

показника на 120 хвилині дії ЗАОП.

Таблиця 2

Динаміка ^ у % до вихідної величини при ЗАОП (1) та при ЗАОП на фоні дії цитохрому-С (2)

Структура мозку Кількість спостере- жень Показник стат. обробки Час дії ЗАОП

30 хв. 60 хв. 90 хв. 120 хв.

1 2 1 2 1 2 1 2

Кора 12 М -37,8 -3,7 -29,9 -6,1 -40,8 -6,7 -30,8 -7,9

1 15,9 7,9 12,7 3,98 15,9 4,4 12,7 4,93

Р <0,05 >0,5 <0,05 >0,25 <0,05 >0,25 <0,05 >0,25

Таламус 12 М -56,8 -0,2 -60,5 4,7 -61 -6 -63,3 -8,6

1 21,6 3,79 23 4,13 22,6 4,1 23,4 6,21

Р <0,05 >0,5 <0,05 >0,5 <0,05 >0,25 <0,05 >0,25

Гіпоталамус 12 М -32,3 -5,1 -61,6 -0,4 -62,8 -3,5 -64,6 -1,1

1 15,8 3,82 23,4 3,65 23,5 3,37 24,2 5,83

Р >0,05 >0,25 <0,05 >0,5 <0,05 >0,5 <0,05 >0,5

Динаміка ЛК у % до вихідної величини при ЗАОП (1) та при ЗАОП на фоні дії цитохрому-С (2)

Структура мозку Кількість спостере- жень Показник стат. обробки Час дії ЗАОП

30 хв. 60 хв. 90 хв. 120 хв.

1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2

Кора 12 М 6,3 -7,0 4,9 -12,8 -14,4 -13,7 -21,2 -15,0

1 9,0 0,7 8,7 0,73 1,38 0,39 1,18 0,78

Р >0,5 <0,01 >0,5 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

Таламус 12 М 2,4 -4,1 0,9 -6,9 -12,85 -10,6 -18,6 -11,9

1 10,3 0,47 7,7 0,87 1,34 0,8 1,54 0,71

Р >0,5 <0,01 >0,5 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

Гіпоталамус 12 М 8,0 -5,8 6,4 -9,3 -8,9 -9,7 -12,8 -13,1

1 4,0 0,46 10,1 0,56 1,64 0,71 2,06 0,85

Р >0,05 <0,01 >0,5 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

Дані, наведені в таблиці 5, показують, що ЗАОП викликає розвиток гіпоксичних явищ (за показником РО2) в усіх зазначених структурах мозку, починаючи з 60-ї хвилини, з подальшим посиленням до кінця експерименту (зменшення полярографічного току по відношенню до вихідного рівня свідчить про зниження вмісту О2 у мозковій тканині, а підвищення полярографіч-

ного току вказує на збільшення вмісту О2 та зменшення гіпоксії тканини). Ступінь гіпоксії при ЗАОП на тлі дії цитохрому С суттєво і достовірно знижується як у корі, так і в таламусі та в гіпоталамусі, в порівнянні з результатами контрольних дослідів, найістотніше до кінця дії ЗАОП (120 хв).

Таблиця 4

Динаміка КРСО2 у % до вихідної величини при ЗАОП (1) та при ЗАОП на фоні дії цитохрому-С (2)

Структура мозку Кількість спостере- жень Показник стат. обробки Час дії ЗАОП

30 хв. 60 хв. 90 хв. 120 хв.

1 2 1 2 1 2 1 2

Кора 12 М -12,0 -4,0 -21,0 -3,0 -4,9 -2,3 -3,6 0,4

1 7,2 0,56 19,5 0,72 0,97 0,75 0,92 0,52

Р >0,5 <0,01 >0,25 <0,01 <0,01 <0,05 <0,01 >0,5

Таламус 12 М 4,0 -2,5 8,0 -0,9 -4,5 -0,5 -5,4 -1,7

1 18,0 0,52 16,0 0,46 0,86 0,82 1,15 0,56

Р >0,5 <0,01 >0,5 >0,1 <0,01 >0,5 <0,01 <0,05

Гіпоталамус 12 М -3,8 -2,9 -6,0 -1,8 -5,0 -2,4 -6,8 2,1

1 10,6 0,61 9,0 0,72 1,01 0,74 0,61 0,75

Р >0,5 <0,01 >0,5 <0,05 <0,01 <0,01 <0,01 <0,05

Динаміка РО2 у % до вихідної величини при ЗАОП (1) та при ЗАОП на фоні дії цитохрому-С (2)

Структура

мозку

Кількість Показник

спостере- стат.

жень обробки

Час дії ЗАОП

30 хв. 60 хв. 90 хв. 120 хв.

1 1 2 1 1 2 1 1 2 1 1 2

Кора 12 М -9,6 -3,68 -17,3 -3,32 -22,1 -7,13 -30,2 -7,39

1 4,38 0,5 3,60 0,84 4,1 0,61 3,47 0,84

Р >0,05 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,001 <0,01

Таламус 12 М -8,5 -3,26 -16,0 -4,21 -24,6 -5,68 -35,7 -8,13

1 3,1 0,73 3,93 0,7 5,92 0,97 7,00 0,84

Р <0,05 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

Гіпоталамус 12 М -6,9 -4,98 -15,1 -6,16 -22,1 -5,96 -28,9 -8,22

1 4 0,42 4,64 0,5 4,86 0,79 7,29 0,76

Р >0,1 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

ВИСНОВКИ

1. Профілактичне введення цитохрому С у дозі 0,3 мг/кг чинить виражену церебропро-текторну дію в експерименті при моделюванні цереброваскулярних розладів, яка виявляється в запобіганні та різкому ослабленні розвитку відповідно внутрішньоклітинного та позаклітинного набряку мозкової тканини, достовірному зменшенні кровопостачання та реактивності судин головного мозку, а також у достовірному

суттєвому зниженні ступеня гіпоксії в корі великих півкуль, таламусі та гіпоталамусі.

2. Наявність незаперечних церебропротектор-них властивостей у цитохрому С дозволяє рекомендувати його для комбінованої фармакологічної профілактики і корекції порушень мозкового кровообігу, в тому числі таких, що виникають при космічній формі хвороби руху.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Бекетов А.И. Влияние вестибулопротекторов на мозговое кровообращение при болезни движения / А.И. Бекетов, Н.А. Скоромный // Итоги науки и техники. Т.26. Фармакология мозгового кровообращения.- М.: ВИНИТИ, 1991.- С.87-104.

2. Бекетов А.И. Основы поиска церебропротек-торов / А.И. Бекетов, И.В. Полевик, А. А. Бекетов. -Симферополь: 2009. - 316 с.

3. Бекетов А.И. Электроимпедансный метод оценки влияния средств на состояние ткани головного мозга / А.И. Бекетов, И.В. Полевик, И.Д. Сапегин // Фармакологічний вісник.-1998.-№3.-С.60-63.

4. Воробьев М.В. Новые возможности электро-импедансного метода оценки состояния ткани головного мозга / М.В. Воробьев, Г.Б. Вайнштейн // Фи-зиол. журн. СССР.-1989.-Т.75, №11.-С.1630-1634.

5. Демченко И.Т. Кровоснабжение бодрствующего мозга / Демченко И.Т. - Л.: Наука, 1983.- 176 с.

6. Доклінічні дослідження лікарських засобів (методичні рекомендації)/ [ред. - акад. АМНУ Стефанов О.В.]. - К.: Вид.дім “Авіцена”, 2002.- 527 с.

7. Костюченко А.Л. Современные реальности клинического применения антигипоксантов / А. Л.

Костюченко, Н.Ю. Семиголовский // Фарминдекс. Практик. - 2002. - Вып. 3. - С.20-27.

8. Москаленко Ю.Е. Реактивность мозговых сосудов: физиологические основы, информационная значимость, критерии оценки / Ю.Е. Москаленко // Физиол. журн. СССР.- 1986.-Т.72, №8.- С.1027-1038.

9. Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та робіт з ними / Кожем’я-кін Ю.М., Хромов О.С., Філоненко М.А., Сайретдіно-ва Г. А. - Київ: 2002. - 155 с.

10. Олейник С. А. Антигипоксанты в спортивной медицине и практике спортивной подготовки / С. А. Олейник, Н.А. Горчакова, Л.М. Гунина // Спортивна медицина. - 2008. - №1. - С. 66-73.

11. Полевик И.В., Сапегин И.Д. Электрод для регистрации локального мозгового кровотока методом водородного клиренса. Рационализаторское предложение №1924 от 08.04.1991 г. Крымский медицинский институт.

12. Сапегин И. Д. Устройство для моделирования укачивания в горизонтальном и антиортостатическом положении / И.Д. Сапегин, А.И. Бекетов // Космическая биология и авиакосмическая медицина.- 1993.-№1.- С.41-45.

13. Современные подходы к фармакологической коррекции гипоксических состояний / И.В. Коваль, Н.В. Вдовенко, В.А. Козловский [та ін.] // Спортивна медицина. - 2008. - №1. - С. 36-41.

14. Monnier M. Atlas for stereotaxic brain research on the conscious rabbit / M. Monnier, M. Ganglooff. -Amsterdam: Elsevier Publishing company, 1961.- 145 p.

♦

ВПЛИВ ГІДРОГЕН СУЛЬФІДУ НА СИСТЕМУ ГЕМОСТАЗУ ЩУРІВ

УДК 616-005.3-092.9:546.221.1

Н.В. Заічко ,

Т.М. Платонова ,

Т.М. Чернишенко ,

Т.В. Гриненко ,

О.І. Юсова

НДІреабілітації інвалідів Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова (директор - д.мед.н., проф. В.І. Шевчук)

Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України м. Київ

Ключові слова: гідроген сульфід, пропаргілгліцин, гемостаз Key words: hydrogen sulfide, proparhilhlitsyn, hemostasis

Резюме. Исследовано влияние 7-дневного введения донора гидроген сульфида Na2S' 9H2O (14 мкмоль/кг) и ингибитора цистатионин-гамма-лиазы DL- пропаргилглицина (50 мг/кг) на систему гемостаза крыс. Установлено, что повышение уровня гидроген сульфида в плазме крови замедляет активацию протромбина, снижает активность фактора Х и ингибиторов фибринолиза. В то же время, снижение уровня гидроген сульфида приводит к усилению гемокоагуляции и увеличивает АДФ-индуцированную агрегацию тромбоцитов.

Summary. Influence of 7-day administration of hydrogen sulfide donor Na2S' 9H2O (14 micromol/kg) and inhibitor of cystathionine-y-lyase DL-pro-pargylglycine (50 mg/kg) on hemostasis in rats was investigated. It was established that increasing of hydrogen sulfide blood level decelerated prothrombin activation, decreased activity of factor X and fibrinolysis inhibitors. At the same time, lowering of hydrogen sulfide resulted in enhancement of hemocoagulation and ADP-inducedplatelet aggregation.

Гідроген сульфід (H2S) є біологічно активним метаболітом сірковмісних амінокислот - цистеїну, гомоцистеїну та метіоніну, який бере участь в регуляції судинного тонусу, нейромодуляції, запаленні тощо [7]. Встановлено, що H2S досить активно утворюється в міокарді та судинах за участі піридоксальфосфатзалежного ферменту цистатіонін-у-ліази (КФ 4.4.1.1) [7]. Тому зниження ендогенної продукції H2S сьогодні розглядають як можливий чинник захворювань серцево-судинної системи, зокрема артеріальної гіпертензії та ішемічної хвороби серця. Цілком очевидно, що H2S, як і інші вазодилататори (оксид азоту, аденозин), може виявитись причетним до регуляції функціонального стану тромбоцитів та процесів тромбогенезу. Однак вплив H2S на систему гемостазу залишається повністю не з’ясованим. У попередніх дослідженнях нами було показано, що в умовах in vitro

H2S проявляє антиагрегантну дію [3], а зниження його вмісту в сироватці крові у щурів із гіпергомоцистеїнемією асоціюється з посиленням активаційних процесів у тромбоцитах. Метою цієї роботи було визначити вплив H2S на різні ланки (коагулянтну, антикоагулянтну, фіб-ринолітичну, тромбоцитарну) системи гемостазу щурів.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Досліди проведені на 30 білих нелінійних щурах-самцях масою 250-270 г. Під час експерименту всі тварини отримували напівсинтетичний крохмально-казеїновий раціон, який забезпечував надходження в їх організм оптимальних кількостей всіх макро- і мікронутрієнтів [2]. На цей раціон тварин переводили за 10 днів до початку експерименту для адаптації, режим харчування та водний режим були ad libitum. Тварини були розділені на три групи: група № 1