CC BY
46
УДК 618.89-008.441.13:616.45-001.1/3:616.36-001.08
СТРЕСС И АЛКОГОЛЬ: МОЛЕКУЛЯРНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
А. В. Индутный, В. Е. Высокогорский Омская государственная медицинская академия
С помощью хемилюминесцентного анализа изучались процессы свободно-радикального окисления (СРО) в печени крыс при алкогольной интоксикации в условиях стресса. Установлено, что при раздельном действии алкоголя и стресс-факторов (эмоционально-болевое воздействие и перегревание) равновесие в системе "СРО -антиоксидантная защита" смещается в пользу интенсификации процессов СРО. При введении алкоголя в условиях стресса, состояние СРО и антиоксидантной защиты зависит от особенностей сдвигов указанных процессов, вызванных стресс-факторами. Так, если при изолированном увеличении способности липидов к переокислению, алкоголизация предупреждает этот эффект стресса, то при росте содержания продуктов липопероксидации алкоголь выступает дополнительным фактором интенсификации процессов СРО в печени.
Распространенными мотивами злоупотребления алкоголем являются разнообразные экстремальные состояния. Экспериментальные данные свидетельствуют, что стресс не только индуцирует влечение к алкоголю, но и нарушает сопротивляемость организма к токсическим эффектам этилового спирта[6]. Одним из механизмов развития повреждений при алкогольной интоксикации [9] и одновременно, важным патогенетическим фактором стресса [4] выступает активация процессов свободно-радикального окисления (СРО) липидов биомембран. Вместе с тем чрезвычайно мало сведений, характеризующих состояние процессов СРО при алкогольной интоксикации в условиях стресса.
Эксперименты выполнены на белых крысах-самцах массой 220-240 г. Эмоционапьно-болевой стресс (ЭБС) вызывали по методике, предложенной О. Ое51с1ега1о е1 а1. [7]. Стресс, связанный с гипертермией, моделировали путем перегревания (ПГ) животных в вентилируемой термальной камере при температуре 43.0 + 0.5 °С в течение 30 минут, что вызывало повышение температуры, измеряемой в ободочной кишке, на 1.5 - 2.0 °С по отношению к исходному показателю данного животного. Отмечено, что такого рода воздействие закономерно приводит к развитию стресса [3].
Показатели СРО в гомогенатах печени крыс определяли методом хемилюминесцентного анализа с использованием хемилюминометра ХЛМ1Ц-01. В измерительную кювету вводили 1.0 мл надмитохондриальной фракции 10% гомогената, 8.0 мл 20 мМ К-фосфатного буфера (рН = 7.45) и помещали в термостатируемую (37 °С) светоизолированную камеру. Хемилюминесценцию индуцировали путем введения в кювету раствора сульфата железа (Ре2+), конечная концетрация которого в пробе составляла 5-Ю-4 М. В режиме счета фотонов регистрировали спонтанную хемилюминесценцию, а после добавления ионов двухвалентного железа - быструю (БВ) и
медленную (МВ) вспышки свечения, свидетельствующие, соответственно, об исходном содержании гидроперекисей и способности липидов к переокислению. Кроме того, оценивали продолжительность латентного периода (ЛП) от момента введения сульфата железа до начала развития медленной вспышки, отражающего соотношение между антиоксидантами и прооксидантами [1].
Состояние определяемых показателей изучали через 2 и 24 часа с момента завершения действия стресс-факторов. Алкоголь вводился интраперитонеально в виде 10% раствора из расчета 2 г/кг веса животного за 90 мин до декапитации.
Результаты исследования представлены в табл.1. Типичная для стресса интенсификация процессов СРО [4] проявляется усилением МВ через 2 часа с момента завершения перегревания (на 24%, р<0.05) и ЭБС (на 46.6%, р<0.001), а через сутки после этих воздействий возрастает общее содержание в печени гидроперекисей (БВ): на 141.5% (р<0.001) вследствие перегревания и на 169 6% (р<0.01) при ЭБС. Увеличению уровня гидроперекисей через сутки после ЭБС сопутствует снижение антиоксидантных резервов в печени, выражающееся в ограничении на 26.6% (р<0.05) продолжительности латентного периода медленной вспышки хемилюминесценции (ЛП), а при гипертермии этот показатель существенно не изменяется.
Алкогольная интоксикация у крыс, не подвергавшихся действию стресс-факторов, не оказывает влияния на интенсивность БВ и МВ, однако под действием этанола снижается ЛП (на 22.1%, р<0.05). Это согласуется с литературными сведениями о нарушении равновесия между процессами СРО и антиокислительными факторами в условиях алкоголизации [5], что связывается с образованием свободных радикалов в ходе окисления алкоголя [9], гиперпродукцией катехоламинов [11] и влиянием ацётальдегида на компоненты антиоксидантной системы. Вместе с тем отсутствие накопления
гидроперекисей и сдвигов со стороны способности липидов к переокислению может указывать на первичность снижения мощности антиоксидантной системы в генезе вызываемого алкогольной интоксикацией окислительного стресса.
Введение алкоголя через 30 минут после окончания действия стрессоров отчетливо предотвращало активацию СРО, при этом в условиях алкогольной интоксикации значения показателей интенсивности СРО (БВ, МВ) достоверно падали ниже уровня интактных животных, а наблюдавшееся при изолированном воздействии алкоголем ограничение антиокислительных резервов печени не выявлялось.
Подобные изменения со стороны БВ и МВ зафиксированы в микросомах печени [2] при интоксикации этанолом адреналэктомированных животных, в то время как у ложнооперированных крыс свободно-радикальные процессы усиливались. Из этого может следовать вывод, что самостоятельному свойству этанола угнетать процессы свободно-радикального окисления [8] противодействует гиперпродукция катехоламинов в ответ на поступление в организм алкоголя, которая закономерно регистрируется при острой алкогольной интоксикации [11] и выступает в качестве одного из инициаторов процессов СРО [4].
Известно, что на определенной стадии стресса имеет место феномен перекрестной резистентности к другим экстремальным факторам, и реакция стресс-реализующих систем на их воздействие существенно ограничивается. В исследовании [10] продемонстрирована такая перекрестная резистентность при введении этанола на фоне стресса, связанная с уменьшением вызванного алкоголем освобождения адренокортикотропного гормона. Повторная стимуляция стресс-реализующих систем проявляется гипореактивностью и со стороны адренергических механизмов стрессовой реакции [4].
Возможно, что у животных, подвергавшихся алкогольной интоксикации через 30 минут после окончания действия экстремальных факторов, в силу приобретенной относительной рефрактерное™ стресс-реализующих систем, элиминируется адреналовый компонент эффекта экзогенно поступающего этанола и не происходит усиления функционирующего при стрессе адренергического механизма активации процессов СРО [4]. А прямое антиоксидантное действие этанола, обладающего способностью выступать в качестве "ловушки" активных форм <ислорода [8], вероятно, приводит к снижению интенсивности процессов липопероксидации в этих условиях.
Интоксикация алкоголем через сутки после окончания экстремальных воздействий, наоборот, 'сугубляет вызванные стрессом нарушения, приводя : резкому увеличению общего содержания
Таблица 1
Интенсивность свободно-радикальных процессов в печени крыс, испытавших гипертермию, эмоционально-болевое воздействие и алкогольную интоксикацию (по данным хемилюминесцентного анализа)
Группы животных Показатели хемилюминесценции
БВ, импЧО /с.г ЛП, с МВ, импМО /с.г
ИНТАКТНЫЕ АЛКОГОЛЬ (А) 3.73 +0.51 (п=18) 4.84 +0.69 (п=15) 43.0 +3.3 (п=18) 33.5 +3.1 (п=15) . 9.88 +0.65 (п=18) 9.95 +0.74 (п=15)
ЭБС, 2 i-А 2.57 +0.70 (п=7) 2.77 +0.25 (п=6) [.] 55.0 +7.6 (П=7) 53.2 +9.4 (п=6) 14.48 +1.02 (п=7) • 5.36 +0.52 (п=6) • [•]
ЭБС, 24 ч ьА 10.03 +1.92 (п=6) • 12.66 +1.89 (п=8) • 31.6 +4.4 (п=6) . 21.8 +3.6 (п=8) . [„] 7.95 +1.09 (п=6) 6.85 +0.65 (п=8) *[•]
"ипертермия, 2 ч ьА 3.24 +0.39 (п=8) 2.39 ±0.39 (п=7) .[*] 35.5 +3.8 (п=8) 44.0 +4.6 (п=7) 12.24 ±0.82 (п=8) . 8.04 +0.53 (п=7) . [.]
"ипертермия, 24ч нА 9.00 +0.94 (п=7) • 10.63+1.37 (п=6).[*] 40.7 +5.4 (п=7) 23.7 +4.6 (п=6) * 8.94 +0.60 (п=7) 6.23 +0.44 (п=6) • [•]
Примечание:
V БВ - быстрая вспышка, ЛП - латентный период, МВ - медленная вспышка.
Сроки указаны с момента завершения действия стресс-фактора.
Над чертой - значения показателей у животных соответствующих групп без введения алкоголя, под чертой - с алкоголизацией (2 г/кг, за 90 мин до истечения указанных в таблице сроков исследования).
Достоверность различий по сравнению с группой интактных животных: "*" р<0.05; "★"-р<0.01; "•" - р<0.001; символы, взятые в скобки, обозначают те же уровни значимости различий по отношению к алкоголизированным животным контрольной группы.
гидроперекисей (БВ) и снижению антиоксидантного резерва (ЛП) печени. Так, на этом сроке исследования, алкоголизация на фоне ЭБС приводит к снижению ЛП на 49.3% (р<0.05) и росту интенсивности БВ (в 3.4 раза, р<0.001) по сравнению с интактными особями. Кроме того, выявляется тенденция к укорочению ЛП по сравнению с группой крыс, подвергавшихся стрессу без последующей алкоголизации (0.1 >р>0.05), а по сравнению с изолированным действием алкоголя - ЛП достоверно ограничен (65.1%, р<0.05).
В условиях алкогольной интоксикации через сутки после гипертермии БВ повышена в 2.8 раза (р<0.001) и значительно сокращен ЛП (55.1%; р<0.01), а потенциальные возможности СРО уменьшаются (МВ снижена на 36.7%, р<0.001) по сравнению с показателями интактных животных. Способность липидов к переокислению уменьшена и по отношению к группе крыс, подвергавшихся изолированному воздействию алкоголем (на 47.4%, р<0.001).
Через сутки после завершения действия стрессоров симпатоадреналовая система, вероятно, вновь становится чувствительной к активирующему действию экзогенно поступающего алкоголя, дополнительная продукция катехоламинов может способствовать росту генерации свободно-радикальных форм кислорода и увеличению интенсивности процессов перекисного окисления липидов. Интересно, что несмотря на повышение содержания в печени продуктов пероксидации (БВ) способность липидов к переокислению падает ниже уровня, наблюдавшегося у животных контрольной группы, что может отражать уменьшение в мембранах количества доступных для СРО субстратов вследствие их расходования в интенсивно протекающих перекисных процессах.
Полученные результаты свидетельствуют, что характер влияния экзогенно поступающего алкоголя на стресс-индуцированную активацию процессов свободно-радикального окисления зависит от длительности периода с момента завершения действия стресс-факторов и связанных с этим особенностей состояния указанных процессов. Так, если при изолированном увеличении способности липидов к переокислению алкоголизация предупреждает этот эффект стресса, то при росте содержания продуктов липопероксидации алкоголь выступает дополнительным фактором интенсификации процессов СРО в печени.
ЛИТЕРАТУРА
1. Владимиров Ю. А., Оленев В. И., Суслова Т. Б. Информация анализа кривых хемилюминесценции при перекисном окислении липидов//Тр. II МОЛГМИ им. Пирогова.-Т. IX? - Сер. "Хирургия",- Вып. 3. - М., 1974. -С. 6-33.
2. Динамические характеристики перекисного окисления липидов в микросомах печени при введении этанола адренапэкгомированным крысам /Тарасов Ю. А., Абакумов Г. 3., Островский Ю. М. и др. //Вопр. наркологии. -1992. - № 2. - С. 41-44.
3. Козлов Н. Б. Гипертермия: биохимические основы патогенеза, профилактики, лечения. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 1990.-104 с.
4. Меерсон Ф. 3., Пшенникова М. Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. - М.: Медицина, 1988. - 256 с.
5. Фонякова О. Г. Взаимосвязь обмена глутатиона и процессов пероксидации при различной алкогольной мотивации и алкоголизации //Дис.... канд. биол. наук. - Омск , 1996. - 137 с.
6. Cunningham С. L., Bischof L. L. Stress and ethanol-induced hypothermia //Physiol, and Behav.-1987 - V. 40, №3. - P. 377 - 382.
7. Desiderata O., MacKinnon J., Hissom H. Development of gastric ulcers in rats following stress termination //J. Сотр. Physiol. Psychol. - 1974. - V. 87. - P. 208 -214.
8. Ewing D., Walton H. L. Do .OH scavenger secondary radicals protect by competing with oxygen for cellular target sites? // Radiat. Res. -1991. - V. 128, № 1. - P. 29-36.
9.1 -Hydroxyethyl radical formation during NADPH- and NADH-dependent oxidation of ethanol by human liver microsomes /Rao D. N., Yang M. X., Lasker J. M., Cederbaum A. I. //Mol. Pharmacol. - 1996. -V. 49, № 5. -P. 814-821.
10. River C., Vale W. Interaction of ethanol and stress on ACTH and beta-endorphin secretion //Alcoholism: Clin, and Exp. Res. - 1988. - V. 12, № 2. - P. 206 - 210.
11.Van Thiel D. H., Cobb C. F Mechanism of ethanol-induced adrenal stimulation//Alcoholism: Clin, and Exper. Res. -1982. - V. 6, № 2. - P. 202 - 206.
23 января 1998 г.
Индутный Анатолий Васильевич -
кандидат медицинских наук, ассистент кафедры биохимии ОГМА; Высокогорский Валерий Евгеньевич -
профессор, заведующий кафедрой биохимии ОГМА.
