CC BY
37
УДК 619.12:616-073. 9654 (2303)
DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-2-243-246
САНОГЕННЫЙ ЭФФЕКТ АДАПТАЦИИ К ПРИРОДНОЙ ГИПОКСИИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ИНФАРКТЕ МИОКАРДА
© Г.А. Захаров
Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина 392000, Российская Федерация, г. Тамбов, ул. Интернациональная, 33 E-mail: [email protected]
Рассмотрены механизмы, способствующие благоприятному течению экспериментального инфаркта миокарда при кратковременной и длительной адаптации к среднегорью, саногенный эффект адаптации к природной гипоксии при экспериментальном инфаркте миокарда.
Ключевые слова: адаптация; природная гипоксия; экспериментальный инфаркт миокарда
Проблема адаптации, жизнедеятельности и сохранения работоспособности и повышения устойчивости к стрессорной патологии в горно-экологических условиях имеет важное теоретическое и прикладное значение, т. к. на высоте свыше 2000 м во всем мире проживает и трудится более 50 млн человек. Поэтому раскрытие механизмов формирования адаптации организма к этим условиям и коррекция возникающих нарушений позволит обеспечить нормальную жизнедеятельность организма и предупредить стрессорные заболевания, прежде всего сердечно-сосудистой системы.
Одним из первых (с конца 1950-х гг.) начал исследовать проблему адаптации к природной гипоксии и ее влияние на эпидемиологию гипертонической болезни, развитие и течение экспериментальной гипертонии М.А. Алиев. Им была установлена низкая частота гипертонической болезни среди постоянных жителей горных регионов (1750 и 2290 м).
Им и его учениками был доказан тормозящий эффект природной высоты (1800-3200 м) на развитие и течение почечной гипертонии у собак.
Результаты исследований обобщены в монографиях «Гипертония и горный климат» (1966), «Адаптация к высокогорью при гормональных нагрузках» (1975), «Адаптация к горному климату при артериальной гипертонии» (1978) [1-3].
В 1971 г. вышла монография М.А. Алиева и Р.И. Кулаковой «Гипертония и атеросклероз в условиях высокогорья» [4]. В ней приведены данные о тормозящем влиянии высокогорья на развитие и течение холестеринового атеросклероза и о том, что артериальная гипертония не ускоряла развитие атеросклероза в условиях горного климата (2150 м).
Фундаментальные работы В.М. Яковлева были посвящены изучению роли метаболизма в механизмах задержки развития атеросклероза в горах. Им показано, что развитие холестеринового атеросклероза в средне-горье (поб. оз. Иссык-Куль, 1650 м) сопровождается менее выраженными морфологическими изменениями в интиме сосудов (аорты, венечных артерий) и тканях, чем в низкогорье (г. Бишкек, 760 м).
Установлено, что адаптация кроликов и крыс с атеросклерозом в среднегорье снижает в крови уровень холестерина, липопротеидов низкой плотности и общих жиров в печени, увеличивает концентрацию фос-фолипидов, отражающих накопление в крови антиате-рогенных липидов. Вместе с тем активируется сниженное при атеросклерозе тканевое дыхание и гликолиз, усиливается разобщение окислительного фосфорили-рования в митохондриях печени и мозга. Это свидетельствует о высоких энергетических тратах, обеспечиваемых за счет использования липидов в качестве субстратов и разобщителей, что снижает образование атерогенных липопротеидов. Метаболизм в среднего-рье характеризуется более высоким, чем в низкогорье, использованием липидов для синтеза адаптивных структур, что снижает их уровень и задерживает развитие атеросклероза.
Полученные факты явились теоретической предпосылкой для целенаправленного применения адаптации в среднегорье для профилактики и лечения атеросклероза. Эти данные обобщены в монографии «Атеросклероз, метаболизм, горы» [5]. Позже они были подтверждены клиническими исследованиями К.А. Айт-баева [6].
Инфаркт миокарда, особенности его развития и течения у человека в горах - проблема современная и актуальная [7]. По данным академика М.М. Миррахи-мова [8], «распространенность инфаркта миокарда среди жителей низкогорья оказалась довольно высокой». Он констатировал необходимость изучения инфаркта миокарда среди населения (средне- и высокогорья) республики, а также подчеркивал необходимость экспериментальных исследований по изучению механизмов течения инфаркта миокарда у животных в условиях их адаптации к природной гипобарической гипоксии.
Экспериментальный инфаркт миокарда (ЭИМ) изучался Г.А. Захаровым в условиях среднегорного климата Иссык-Куля (1600 м) с 1970 по 1996 гг. ЭИМ моделировался у собак перевязкой передней нисходящей коронарной артерии в ее средней трети.
Первые результаты о благоприятном влиянии адаптации к среднегорью на течение экспериментального инфаркта миокарда доложены М.А. Алиевым с соавт. на 1 съезде патофизиологов в 1970 г. В дальнейшем они были опубликованы в ряде работ (М.А. Алиев, Г.А. Захаров, 1972-1998). Результаты многолетних исследований по изучению механизмов саногенно-лечебного эффекта при экспериментальном инфаркте миокарда впервые обобщены в монографии М.А. Алиева. Г.М. Алиевой, Г.А. Захарова и др. [9], Г.А. Захарова [10-11].
ЭИМ в условиях низкогорья характеризуется электрокардиографически (в первые дни) учащением сердечных сокращений, укорочением интервалов, увеличением систолического показателя, а также характерным являлось появление экстрасистол, которые носили групповой, иногда политопный характер. У некоторых животных развивается пароксизмальная тахикардия. Экстрасистология была наиболее выражена на 2-е сутки ЭИМ. Изменяется зубец Т и интервал Б-Т, зубец в большей части случаев становится отрицательным, а интервал смещался в противоположную сторону. Появляется и углубляется зубец Q. Наблюдалось падение артериального давления в течение первых трех суток, которое возвращалось к исходному на 5-е сутки. При этом происходит увеличение натрия в плазме и эритроцитах крови и снижение калия с ранних сроков окклюзии до 7 суток наблюдения. Аналогичные сдвиги регистрируются в сердечной мышце. Это свидетельство активации функции системы гипофиз-кора надпочечников (стресс-реакция) и возникновения ЭИМ. Происходит усиление коагуляционного и микроциркуляционного звеньев системы гомеостаза, которое сохраняется до 15-20 суток с последующей тенденцией к их нормализации. Исследование перекисного окисления липидов (ПОЛ) и ферментов антиоксидантной защиты показало, что имеет место значительная активация ПОЛ (увеличение концентрации малонового диальдегида и гидроперекисей как в плазме, так и в эритроцитах). При этом возрастает антиоксидантная защита; увеличивается активность супероксиддисмута-зы (на 30 %), а каталазы остается на нормальном уровне [10].
При адаптации в течение 30 дней низкогорных животных к условиям горного климата (1600 м) наблюдается небольшое изменение ЭКГ (увеличена ЧСС, укорочены интервалы, снижен вольтаж зубцов Р и К в третьем отведении).
У собак с ЭИМ, моделируемом на фоне месячной адаптации к среднегорью, отмечалось более раннее обратное развитие ЭКГ-нарушений (с 5-го дня, против 10 дней у низкогорных собак). Быстрее восстанавливалась функция возбудимости и проводимости, отсутствовали приступы пароксизмальной тахикардии. Артериальное давление (АД) снижалось умеренно и кратковременно (до 3-х сут.), т. е. горная адаптация предотвращала его шокоподобное снижение. У «инфарктных животных» отмечалось увеличение содержания калия в эритроцитах, что указывает на «калийсберегающий» эффект горной адаптации. Это признак усилия сократительной деятельности сердца. В тканях задержка натрия, отмечавшаяся на 3-и и 7-е сутки, возвращается к исходному уровню на 15-е сутки ЭИМ. Первоначальное усилие коагуляционного звена гомеостаза, с ослаблением антикоагуляционной активности и умеренным повышением адгезивных свойств тромбоцитов, приходит к норме на 15-е сутки. ЭИМ у адаптированных
собак не сопровождается существенной активацией ПОЛ, т. к. ей препятствует стабильно высокий уровень активности СОД и каталазы.
При моделировании инфаркта миокарда у горных («аборигенных») собак с длительной адаптацией к ги-побарической гипоксии ЭКГ нарушения, отмечавшиеся с 5-го дня, быстро нивелируются. АД существенно не изменяется, «калийсберегающий» эффект хорошо сохраняется. Рано, уже к 5-му дню, нормализуется коагу-ляционное и сосудисто-тромбоцитарное звено гемостаза. Активация ПОЛ носит умеренный характер на фоне повышенного горноадаптационного уровня СОД и каталазы.
Стресс-реакция при инфаркте миокарда у собак как в обычных низкогорных условиях, так и в условиях адаптации к горному климату характеризуется морфо-функциональными изменениями активности коры надпочечников. В начальной стадии инфаркта (1-3-е сутки) наблюдается гипертрофия клеток клубочковой и пучковой зон, сопровождающаяся уменьшением в них содержания холестерина и липидов, т. е. расходованием химических субстратов коргикостероидов. Это функциональный и структурный признак стрессирова-ния организма, связанного с острой окклюзией коронарной артерии.
Различие между «низкогорными» и «горными» подопытными животными обнаруживается на 7-е сутки: у первых изменения в коре надпочечников усиливаются и постепенно (на 30-е сутки) возникает ее истощение (формирование некробиотических и некротических участков, скопление липидов дистрофического происхождения и уменьшение холестерина); у вторых стресс-реакция носит умеренный и кратковременный характер). Адаптация здоровых животных к горному климату Иссык-Куля происходит без выраженной стресс-реакции; у них постепенно повышается адаптивный стероидогенный потенциал адренокортикаль-ных клеток (накопление холестерина и липидов). Более продолжительная адаптация (до 45 суток) стабилизирует достигнутый защитно-адаптивный потенциал организма, поэтому инфаркт миокарда протекает без осложнений и явного стресса.
Морфологические и гистохимические исследования подтверждают функциональные особенности течения инфаркта у собак - «аборигенов» среднегорья. У них инфаркт характеризовался меньшими очагами некроза, менее выраженными деструктивными изменениями, сохранением в зоне некроза большего количества неповрежденных пучков и более ранними и интенсивными пролиферативными процессами. Полученные результаты обобщены в монографиях [9-11].
Таким образом, экспериментальный инфаркт миокарда у адаптированных к среднегорью «низкогорных» собак и собак - «аборигенов» среднегорья, протекает более доброкачественно, чем у «низкогорных» животных [10]. Благоприятное влияние на морфологические изменения при ЭИМ в условиях высокогорной адаптации отмечал в своих исследованиях и Ю.М. Шидаков [7].
Клиническое подтверждение экспериментальных данных получило в работах В.М. Быховского [12]. О возможности использования горного климата для профилактики ИБС сообщает Т.С. Мейманалиев [8].
Нами показано, что доброкачественное течение ЭИМ у адаптированных к горам животных происходит за счет следующих механизмов:
1) стресс-протективного эффекта горной адаптации;
2) усиления васкуляризации миокарда, обусловленной большими размерами коронарных сосудов, увеличением числа функционирующих капилляров и межкоронарных анастомозов, что обеспечивает больший коронарный резерв;
3) снижения коагуляционного потенциала крови, меньшей активизации агрегационной активности тромбоцитов и эритроцитов, усиления синтеза простацик-лина стенкой сосудов и снижения генерации тромбок-сана в тромбоцитах;
4) усиления антирадикальной защиты, что обусловливает сохранение активности ионных насосов и повышение сократительной деятельности сердца;
5) торможения вторичного гиперальдостеронизма и «калийсберегающего» эффекта горной адаптации.
Очевидно, взаимодействие этих механизмов сглаживает отрицательные последствия стресса к ИМ, и быстрее развиваются компенсаторные процессы [9-11; 13-14].
Не рассматривая социальные и другие факторы риска, играющие большую роль в возникновении и развитии стрессорной патологии у человека, полученные экспериментальные данные позволяют понять механизмы, благодаря которым адаптация к условиям природной гипоксии способствует возникновению протективного эффекта, и позволили обосновать возможность использования горной адаптации для повышения стрессоустойчивости и стимуляции саногенных механизмов при инфаркте миокарда.
Обобщая вышеизложенное, можно констатировать, что многолетние исследования и их анализ позволяют выдвинуть концепцию о роли системных и метаболических механизмов адаптации к природной гипоксии в формировании протективного и саногенного эффектов
при ЭИМ. Практическое значение концепции заключается в том, что обоснована возможность использования горной адаптации в целях повышения резистентности к экстремальным факторам, устойчивости к различным видам стресса и стрессорной патологии (атеросклероз, гипертония, очаговые некрозы и инфаркт миокарда).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алиев М.А. Гипертония и горный климат. Фрунзе: Илим, 1966. 186 с.
2. Алиев М.А., Захаров Г.А., Щукина М.Я. Адаптация к высокогорью при гормональных нагрузках. Фрунзе: Илим, 1975. 30 с.
3. Алиев М.А. Адаптация к горному климату при артериальной гипертонии. Фрунзе: Илим, 1978. 201 с.
4. Алиев М.А., Кулакова Р.И. Гипертония и атеросклероз в условиях высокогорья. Фрунзе: Илим, 1971. 118 с.
5. Яковлев В.М. Атеросклероз, метаболизм и горы. Фрунзе: Илим, 1981. 167 с.
6. Айтбаев К.А. Система липопротеидов крови и адаптация к природной гипоксии // Материалы 1 конгресса кардиологов Центральной Азии. Бишкек, 1993. С. 322-323.
7. Шидаков Ю.М., Каркобатов Х.Д., Текеева Ф.А. Высокогорная кардиология. Бишкек, 2001. 277 с.
8. Миррахимов М.М., Мейманалиев Т.С. Высокогорная кардиология. Фрунзе: Кыргызстан, 1984. 314 с.
9. Алиев М.А., Алиева Г.М., Захаров Г.А. и др. Экспериментальный инфаркт в условиях горного климата. Фрунзе: Илим, 1978. 199 с.
10. Захаров Г.А. Генез экспериментального инфаркта миокарда в условиях среднегорья. Бишкек: Изд-во КРСУ, 2005. 216 с.
11. Захаров Г.А. Гормонально-индуцированный стресс и инфаркт миокарда у горных собак. Бишкек: Илим, 1991. 250 с.
12. Быховский В.М. Показания и противопоказания к санитарно-курортному лечению больных с патологией сердечно-сосудистой системы в условиях Прииссыккулья // Здравоохранение Кыргызстана. 1992. № 2. С. 34-36.
13. Алиев М.А., Лемешенко В.А., Костюченко Л.С. и др. Стресспро-тективный эффект горной адаптации. Фрунзе: Илим, 1989. 215 с.
14. Захаров Г.А., Бекболотова А.К. Стресс и горы: метод. пособие. Бишкек, 2006. 84 с.
Поступила в редакцию 20 марта 2017 г.
Захаров Геннадий Алексеевич, Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, доктор медицинских наук, профессор кафедры патологии, e-mail: [email protected]
UDC 619.12:616-073. 9654 (2303)
DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-2-243-246
SANOGENIC EFFECT OF ADAPTATION TO NATURAL HYPOXIA IN EXPERIMENTAL MYOCARDIAL INFARCTION
© GA. Zakharov
Tambov State University named after G.R. Derzhavin 33 Internatsionalnaya St., Tambov, Russian Federation, 392000 E-mail: [email protected]
The mechanisms promoting a favorable course of an experimental myocardial infarction at short-term and long-term adaptation to the middle altitude are considered. The sanogenic effect of adaptation to natural hy-poxia in experimental myocardial infarction is studied. Key words: adaptation; natural hypoxia; experimental myocardial infarction
REFERENCES
1. Aliev M.A. Gipertoniya i gornyy klimat [Hypertension and Mountain Climate]. Frunze, Ilim Group, 1966, 186 p. (In Russian).
2. Aliev M.A., Zakharov G.A., Shchukina M.Ya. Adaptatsiya k vysokogor'yu pri gormonal'nykh nagruzkakh [Adaptation to High Mountain Region at Normal Load]. Frunze, Ilim Group, 1975, 30 p. (In Russian).
3. Aliev M.A. Adaptatsiya kgornomu klimatu pri arterial'noy gipertonii [Adaptation to Mountain Climate at Arterial Hypertension]. Frunze, Ilim Group, 1978, 201 p. (In Russian).
4. Aliev M.A., Kulakova R.I. Gipertoniya i ateroskleroz v usloviyakh vysokogor'ya [Hypertension and Atherosclerosis in the Conditions of High Mountain Region]. Frunze, Ilim Group, 1971, 118 p. (In Russian).
5. Yakovlev V.M. Ateroskleroz, metabolizm i gory [Atherosclerosis, Metabolism and Mountains]. Frunze, Ilim Group, 1981, 167 p. (In Russian).
6. Aytbaev K.A. Sistema lipoproteidov krovi i adaptatsiya k prirodnoy gipoksii [The system of blood lypoproteids and adaptation to natural hypoxia]. Materialy 1 kongressa kardiologov Tsentral'noy Azii [Materials of 1st Congress of Cardiologists of Central Asia]. Bishkek, 1993, pp. 322-323. (In Russian).
7. Shidakov Yu.M., Karkobatov Kh.D., Tekeeva F.A. Vysokogornaya kardiologiya [High Mountain Region Cardiology]. Bishkek, 2001, 277 p. (In Russian).
8. Mirrakhimov M.M., Meymanaliev T.S. Vysokogornaya kardiologiya [High Mountain Region Cardiology]. Frunze, Kyrgyzstan Publ., 1984, 314 p. (In Russian).
9. Aliev M.A., Alieva G.M., Zakharov G.A. et al. Eksperimental'nyy infarkt v usloviyakh gornogo klimata [Experimental Heart Attack in the Conditions of Mountain Climate]. Frunze, Ilim Group, 1978, 199 p. (In Russian).
10. Zakharov G.A. Genez eksperimental'nogo infarkta miokarda v usloviyakh srednegor'ya [Genesis of Experimental Heart Attack in the Conditions of Middle Altitude]. Bishkek, Kyrgyz Russian Slavic University Publ., 2005, 216 p. (In Russian).
11. Zakharov G.A. Gormonal'no-indutsirovannyy stress i infarkt miokarda u gornykh sobak [Hormonal-Induces Stress and Myocardial Infarction at Mountain Dogs]. Bishkek, Ilim Group, 1991, 250 p. (In Russian).
12. Bykhovskiy V.M. Pokazaniya i protivopokazaniya k sanitarno-kurortnomu lecheniyu bol'nykh s patologiey serdechno-sosudistoy sistemy v usloviyakh Priissykkul'ya [Indications and contra indications to sanitary health-resort treatment of patients with cardiovascular system in the conditions of Issyk-Kul region]. Zdravookhranenie Kyrgyzstana - Public Health Service of Kyrgyzstan, 1992, no. 2, pp. 34-36. (In Russian).
13. Aliev M.A., Lemeshenko V.A., Kostyuchenko L.S. et al. Stressprotektivnyy effekt gornoy adaptatsii [Stress-Protective Effect of Mountain Adaptation]. Frunze, Ilim Group, 1989, 215 p. (In Russian).
14. Zakharov G.A., Bekbolotova A.K. Stress i gory [Stress and Mountains]. Bishkek, 2006, 84 p. (In Russian).
Received 20 March 2017
Zakharov Gennadiy Alekseevich, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Doctor of Medicine, Professor of Pathology Department, e-mail: [email protected]
Информация для цитирования:
Захаров Г.А. Саногенный эффект адаптации к природной гипоксии при экспериментальном инфаркте миокарда // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2017. Т. 22. Вып. 2. С. 243-246. DOI: 10.20310/18100198-2017-22-2-243-246
Zakharov G.A. Sanogennyy effekt adaptatsii k prirodnoy gipoksii pri eksperimental'nom infarkte miokarda [Sanogenic effect of adaptation to natural hypoxia in experimental myocardial infarction]. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nau-ki - Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences, 2017, vol. 22, no. 2, pp. 243-246. DOI: 10.20310/1810-0198-201722-2-243-246 (In Russian).
