Научная статья на тему 'Влияние никотинамида на энергетический обмен мозга в условиях острой церебральной ишемии'

Влияние никотинамида на энергетический обмен мозга в условиях острой церебральной ишемии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
406
98
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
острая церебральная ишемия / энергетический обмен / никотинамид / крысы / acute cerebral ischemia / energy metabolism / nicotinamide / rats

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Закиров Илшат Рифович, Ягафаров' Ильдус Римович, Сибагатуллин Нур Гасимович, Ижбульдин Рамиль Ильдусович, Хатыпов Марат Гайратович

Изучалось влияние на энергетический обмен мозга введения 500 мг/кг никотинамида за сутки внутри-брюшинно, а также в такой же дозе внутриартериаль-но непосредственно перед окклюзией общих сонных артерий у крыс. Уровень АТФ оказался у них выше (3,33±0,20), чем у крыс с такой же окклюзией без введения никотинамида (0,94±0,004 р

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Закиров Илшат Рифович, Ягафаров' Ильдус Римович, Сибагатуллин Нур Гасимович, Ижбульдин Рамиль Ильдусович, Хатыпов Марат Гайратович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Studied was the influence on the brain energy metabolism of the intraperitoneal injection of 500 mg/kg of nicotinamide per day, and an intra-arterial administration immediately before the occlusion of the common carotid arteries in rats. The level of ATP was higher, than in rats with the same occlusion but without the administration of nicotinamide

Текст научной работы на тему «Влияние никотинамида на энергетический обмен мозга в условиях острой церебральной ишемии»

в 69 (88,5%) случаях. Разработанный метод прогноза результатов хирургического лечения ПДР позволяет получить объективные сведения об исходе пролифератив-ного процесса у больных сахарным диабетом и определить дальнейшую тактику их ведения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Азнабаев М.Т., Сережин И.Н., Аптынбаев У.Р., Ша-мратова А.Р. Способ прогнозирования исходов хирургического лечения пролиферативной диабетической ретинопатии/ Патент РФ №2301628 от 27.06.2007 г.

2. Власов В.В. Введение в доказательную медицину. — М.: Медиа-Сфера .—2001. — 392 с.

3. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. — Л., 1978. — 296 с.

Поступила 15.01.10.

A METHOD OF PREDICTION OF OUTCOMES OF VITREORETINAL SURGERY OF PROLIFERATIVE DIABETIC RETINOPATHY

I.N. Seryozhin, U.R. Altynbayev

Summary

Proposed was an algorithm for calculating the functional results of vitrectomy in patients with proliferative diabetic retinopathy and rhegmatogenous retinal detachment. According to this algorithm 78 patients were operated, favorable results of the prognosis were confirmed in 69 cases.

Key words: proliferative diabetic retinopathy, vitrectomy, calculation algorithm.

УДК 616.831-005.4-085.356:577.164.15

ВЛИЯНИЕ НИКОТИНАМИДА НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН МОЗГА В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ ЦЕРЕБРАЛЬНОЙ ИШЕМИИ

Илшат Рифович Закиров1, Ильдус Римович Ягафаров', Нур Гасимович Сибагатуллин', Рамиль Ильдусович Ижбульдин2, Марат Гайратович Хатыпов1, Ильнур Ильгизарович Галиуллин1

1 Медсанасть ОАО «Татнефть» и г. Альметьевска (главврач — канд. мед. наук

М.Х. Закирзянов), г. Альметьевск,2 Республиканский кардиологический диспансер (главврач — канд. мед. наук И.М. Карамова), г. Уфа

Реферат

Изучалось влияние на энергетический обмен мозга введения 500 мг/кг никотинамида за сутки внутри-брюшинно, а также в такой же дозе внутриартериаль-но непосредственно перед окклюзией общих сонных артерий у крыс. Уровень АТФ оказался у них выше (3,33±0,20), чем у крыс с такой же окклюзией без введения никотинамида (0,94±0,004; р<0,001).

Ключевые слова: острая церебральная ишемия, энергетический обмен, никотинамид, крысы.

Механизм физиологических и патофизиологических реакций, развивающихся в мозге на молекулярном уровне при острой ишемии, состоит из каскада метаболических превращений, одним из основных звеньев которого служит энергетический обмен. Нарастание кислородной недостаточности сопровождается уменьшением содержания АТФ и стремительным увеличением концентрации АМФ в нейронах, снижением интенсивности окисления НАД-зависимых веществ и, как

следствие, потерей способности клеткой к окислению ряда энергетических субстратов. Энергетический дефицит интенсифицирует процессы свободнорадикаль-ного окисления и перекисного окисления липидов, нарушаются процессы митохон-дриального окислительного фосфорили-рования и тем самым запускается каскад патобиохимических реакций, протекающих во всех основных клеточных пулах ЦНС и приводящих к формированию инфаркта мозга [1, 4, 6, 7, 12, 15].

Одной из первых реакций ткани мозга на снижение мозгового кровотока и уменьшение АТФ в клетке является снижение синтеза мРНК на матрице ДНК и белков. Активность синтезированных белков изменяется под влиянием посттрансляционной модификации по механизмам фос-форилирования и дефосфорилирования в виде реакции синтеза поли(АДФ-рибо-зы) — ПАР, которую осуществляет фер-

мент поли(АДФ-рибоза)-полимераза (ПАРП). Высокую каталитическую активность фермент проявляет только при повреждении ДНК. Чрезмерная активация ПАРП при массированных разрывах ДНК, сильно снижая содержание внутриклеточного НАД, ведет к подавлению гликолиза и митохондриального дыхания и вызывает гибель клетки по варианту некроза [8, 11, 15, 16, 20].

В настоящее время одним из подходов, направленных на снижение риска развития церебральной ишемии в периоде прекращения кровотока по несущему сосуду, является использование фармакологической защиты головного мозга. В связи с этим представляет интерес применение ингибиторов ПАРП. Ингибиторы ПАРП, улавливающие свободные кислородные радикалы, предотвращают резкое падение уровня клеточного НАД, подавляют синтез ПАР и увеличивают выживаемость клеток. К числу активных ингибиторов ПАРП относится амид никотиновой кислоты — никотинамид. По строению и действию он близок к никотиновой кислоте, входит в состав коферментов (НАД, НАДФ), пируватдегидрогеназного комплекса и принимает участие в окислительно-восстановительных процессах в организме, вызывает увеличение утилизации и потребления кислорода, повышает энергетический метаболизм и потребление глюкозы, снижая тем самым гибель клеток [3, 10,13, 15, 19].

Целью нашей работы являлось изучение влияния никотинамида на церебральный энергетический обмен при острой циркуляторной ишемии мозга.

Опыты проводились на трех группах половозрелых крыс-самцов массой 180—200 г (по 8 крыс в каждой группе). Ишемию мозга у крыс вызывали окклюзией обеих общих сонных артерий в течение 90 минут под уретановым наркозом. В первой группе были ложноопе-рированные животные без окклюзии сонных артерий (контроль), во второй — с окклюзией обеих общих сонных артерий без применения никотинамида; третья группа — животные с окклюзией обеих общих сонных артерий, получавшие никотинамид (solutionis Nicotinamidi 5% pro injectionibus, ОАО «Биохимик», г. Саранск) дважды: внутрибрюшинно в дозе

500 мг/кг за сутки до ишемии, а также внутриартериально в той же дозе в одну из общих сонных артерий непосредственно перед их окклюзией. Голову животных после декапитации погружали в жидкий азот и выделяли мозг. О динамике метаболических процессов, происходящих в головном мозге крыс, судили по уровню АТФ, АДФ, АМФ, величине энергетического заряда, отношению АТФ/АДФ и сумме нуклеотидов.

Уровень АТФ в анализируемых образцах определяли с помощью набора реактивов «Микролюм» на аппарате Luminometer LKB-Wallac 1251 (Финляндия). Образец ткани головного мозга растирали в гомогенизаторе в ледяном стерильном физрастворе в соотношении 1/10. 0,1 мл гомогената сразу после его получения соединяли с 0,9 мл ДМСО и хранили при —20оС. 0,03 мл анализируемого образца вносили в кювету люминометра, содержащего 0,07 мл АТФ-реагента, и измеряли биолюминесцентный сигнал. Содержание АДФ устанавливали спект-рофотометрически исходя из снижения оптической плотности по скорости окисления НАДН. Содержание АМФ определяли после окончания основной реакции, когда АДФ полностью превращается в АТФ: АМФ + АТФ = 2АДФ.

Навеску (500 мг) ткани головного мозга растирали в фарфоровой ступке в жидком азоте, помещали в охлажденную центрифужную пробирку, куда предварительно наливали 1 мл 6%-ной HClO, пе-

4'

ремешивали, добавляли дополнительно 2,25 мл HClO4 и оставляли на льду на 10 минут для полной экстракции. Белки отделяли центрифугированием в течение 10 минут при 3000 g. Безбелковый экстракт переносили в центрифужную пробирку и удаляли избыток хлорной кислоты, добавляя 5М раствор К2СО3 из расчета 0,05 мл на 1 мл кислого экстракта. Через 10 минут осадок центрифугировали, нейтрализованный экстракт нагревали до комнатной температуры и немедленно использовали для ферментативного анализа. Ферментативную реакцию осуществляли в кювете толщиной 1 см. К 2,0 мл тканевого экстракта добавляли 0,2 мл раствора фосфоенолпирувата (10 мМ в 1,3 М KCl и 0,4 М MgCO4), 0,2 мл НАДН (2,5 мМ), 0,02 мл суспензии

ЛДГ (500 ЕД/мл) перемешивали и измеряли начальное значение Е1. Затем добавляли 0,02 мл суспензии пируваткиназы (100 ЕД/мл) и определяли промежуточное значение Е2. Добавляли 0,02 мл миоки-назы и после окончания реакции измеряли конечное значение Е3. Концентрацию АТФ, АДФ и АМФ в образцах рассчитывали по стандартной кривой уровня АТФ. Энергетический заряд (ЭЗ) вычисляли по формуле [2, 4, 9, 13, 19]:

ЭЗ = (2АТФ + АДФ)/(АТФ + АДФ + АМФ) х1/2.

Полученные результаты анализировали с использованием ^критерия Стьюден-та.

Окклюзия сонных артерий приводила к значительным изменениям в энергетическом обмене головного мозга (см. табл.). Содержание АТФ при ишемии снижалось в 2,4 раза по отношению к контролю, а уровень АДФ и АМФ увеличивался по сравнению с контролем в 2,6 и 2,3 раза соответственно.

Влияние никотинамида на параметры аденилнуклеотидной системы в головном мозге крыс при острой ишемии

Ишемия мозга сопровождалась незначительными изменениями суммарного содержания адениловых нуклеотидов. Перевязка обеих сонных артерий приводила к резкому падению коэффициента энергетического потенциала — соотношения АТФ/АДФ показателей в 6,2 раза. Величина ЭЗ снижалась в условиях ише-336

мии головного мозга в 1,6 раза. Обнаруженные сдвиги свидетельствовали как о торможении ресинтеза, так и об ускорении использования макроэргов в условиях интоксикации.

О влиянии никотинамида на состояние энергетического статуса клеток судили по тем же количественным изменениям адениловых нуклеотидов и основных их параметров. Никотинамид способствовал восстановлению уровня адениловых нуклеотидов в условиях ишемии головного мозга. Уровень АТФ достоверно увеличивался по сравнению с контролем в 1,5 раза и в 3,5 раза по сравнению с таковым при изолированной ишемии.

На фоне применения никотинамида ишемия сопровождалась увеличением суммарного содержания адениловых нук-леотидов в мозге в 1,4 раза. Значительных изменений коэффициента АТФ/АДФ у неишемизированных животных и животных, получавших никотинамид до церебральной ишемии, не наблюдалось. Величина ЭЗ в условиях ишемии головного мозга при протекции его никотинамидом достоверно увеличивалась до нормальных величин.

ВЫВОДЫ

1. Острая циркуляторная церебральная ишемия у крыс характеризуется значительными нарушениями энергетического обмена (уровня АТФ, АДФ, АМФ, энергетического заряда).

2. Профилактическое введение нико-тинамида при окклюзии сонных артерий предупреждает развитие некоторых нарушений в системе энергетического обмена.

ЛИТЕРАТУРА

1. Болдырев А.А. Окислительный стресс и мозг // Соросов. образоват. журн. — 2001. — Т. 7, № 4. — С. 21—28.

2. Владимиров Ю.А. Активированая хемолюминис-ценция и биолюминисценция как инструмент в медико-биологических исследованиях // Соросов. образоват. журн.. — 2001. — Т. 7, № 1. — С. 16—23.

3. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. — М.: Медицина, 2001. — 328 с.

4. Гулямова Т.Г., Рузиева Д.М., Насметова СМ.и др. Метаболизм NAD+ в ядрах Saccharomyces cerevisiae при стимуляции его биосинтеза никотинамидом // Биохимия. — 2001. — Т. 66, № 9. — С. 1202—1205.

5. Дементьева Е.И., Угарова Н.Н., Кобболд П.Х. Измерение АТР в интактных клетках Escherichia Coli,

Показатели Контроль Ишемия Никотинамид + ишемия

АТФ, мкмоль/г 2,23 ± 0,13 0,94 ± 0,04* 3,33 ± 0,20*

АДФ, мкмоль/г 0,64 ± 0,05 1,67 ± 0,07* 0,79 ± 0,05

АМФ, мкмоль/г 0,42 ± 0,04 0,98 ± 0,02* 0,48 ± 0,04

Сумма адениловых нуклеотидов, мкмоль/г 3,29 ± 0,30 3,59 ± 0,29 4,6 ± 0,41*

Коэффициент АТФ/АДФ 3,48 ± 0,31 0,56 ± 0,04* 4,22 ± 0,38

Энергетический заряд 0,78 ± 0,06 0,49 ± 0,03* 0,81 ± 0,07

*p < 0,001.

содержащих рекомбинантную люциферазу светляков // Биохимия. - 1996. - Т. 61, № 7. - С. 17-19.

6. Зозуля Ю.А., Барабой В.А., Сутковой Д.А. Свобод-норадикальное окисление и антиоксидантная защита при патологии головного мозга. — М.: Знание, 2000. — 344 с.

7. Лукьянова Л.Д. Современные представления о биоэнергетических механизмах адаптации к гипоксии // Hyp. Med. J. - 2002. - Т. 10, № 3-4. - С. 30-43.

8. Турпаев К Т. Активные формы кислорода и регуляция экспрессии генов // Биохимия. - 2002. - Т. 67, № 3. - С. 339-352.

9. Угарова Н.Н., Фрунджян В.Г. Применение биолюминесцентной АТФ-метрии в биоаналитических целях. - М.,2003. - C. 51.

10. Gupta S., Kaul C.L., Sharma S.S. Neuroprotective effect of combination of poly (ADP-ribose) polymerase inhibitor and antioxidant in middle cerebral artery occlusion induced focal ischemia in rats // Neurol. Res. -2004. - Vol. 26, № 1. - P. 103-107.

11. Ha H.C., Snyder S.H. Poly(ADP-ribose)polymerase is a mediator of necrotic cell death by ATP depletion // PNAS. -1999. - Vol. 96, № 24. - P. 13978-13982.

12. Iadecola C. Mechanisms of cerebral Ischemic damage // Cerebral ischemia: molecular and cellular pathophysiology / ed. W. Walz. - New Jersey: Humana Press, 1999. - P. 3-33.

13. Klaidman L., Morales M, Kem S. et al. Nicotinamide offers multiple protective mechanisms in stroke as a precursor for NAD+, as a PARP Inhibitor and by partial restoration of mitochondrial function // Pharmacology. -2003. - Vol. 69. - P. 150-157.

14. Koszegi T, Kellermayer M, Kovecs F. Bioluminescent monitoring of ATP release from human red blood cells treated with nonionic detergent // J. Clin. Chem. Clin. Biochem. - 1998. - Vol. 26. - P. 599-604.

15. Nowak T, Kiessling M. Reprogramming of gene expression // Cerebral Ischemia: molecular and cellular pathophysiology / ed. W. Waltz. - New Jersey: Humana Press, 1999. - P. 145-215.

16. Oliver F.J., Menissier-de Murcia J., de Murcia G. Poly(ADP- Ribose)Polymerase in the Cellular Response to DNA damage, apoptosis and disease // Am. J. Hum. Genet. — 1999. — Vol. 64. — P. 1282—1288.

17. Ronner P. Luminometric assay of ATP, phosphocreatine, and creatine for estimation of free ADP and free ATP // Anal. Biochem. — 1999. — Vol. 275, № 2. — P. 208—216.

18. Sadanaga-Akiyoshi F., Yao H., Tanuma S. et al. Nicotinamide attenuates focal ischemic brain injury in rats: with special reference to changes in nicotinamide and NAD+ levels in ischemic core and penumbra // Neurochem. Res. — 2003. — Vol. 28, № 8. — P. 1227—1234.

19. Shen C.C., Huang H.M., Ou H.C et al. Protective effect of nicotinamide on neuronal cells under oxygen and glucose deprivation and hypoxia/reoxygenation // J. Biomed. Sci. — 2004. —Vol. 11. — P. 472—481.

20. Szabo C., Dawson V.L. Role of poly(ADP-ribose) synthetase in inflammation and ischaemia-reperfusion // TIPS. —1998. — Vol. 19. — P. 287—298.

Поступила 25.12.09.

THE INFLUENCE OF NICOTINAMIDE ON THE ENERGY METABOLISM OF THE BRAIN IN ACUTE CEREBRAL ISCHEMIA

I.R. Zakirov, I.R. Yagafarov, N.G. Sibagatullin, R.I. Izhbuldin, M.G. Hatypov, I.I. Galiullin

Summary

Studied was the influence on the brain energy metabolism of the intraperitoneal injection of 500 mg/kg of nicotinamide per day, and an intraarterial administration immediately before the occlusion of the common carotid arteries in rats. The level of ATP was higher, than in rats with the same occlusion but without the administration of nicotinamide.

Key words: acute cerebral ischemia, energy metabolism, nicotinamide, rats

УДК 616.233—072.1

ПОДХОДЫ К МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ ПОДГОТОВКЕ ФИБРОБРОНХОСКОПИИ

Михаил Львович Штейнер

Кафедра общей и клинической микробиологии, иммунологии и аллергологии (зав. — проф. А.В. Жестков) Самарского государственного медицинского университета, e-mail: ishte@mail.ru.

Реферат

Рассмотрены подходы к медикаментозной подготовке фибробронхоскопии, применявшиеся в клинической практике в первые годы её внедрения, которые угнетающе действовали на дыхательный центр. В настоящее время ведущими препаратами премедикации стали ингаляционные короткодействующие М-холи-нолитики и р2-агонисты, обладающие минимальной системной активностью. В перспективе возможно при© 22. «Казанский мед. ж.», № 3

влечение в премедикационные схемы современных препаратов этих групп с быстрым началом и максимальной продолжительностью действия (препараты тиотропиума бромида и формотерола).

Ключевые слова: фибробронхоскопия, премедика-ция, тиотропиум бромид, формотерол.

Фибробронхоскопия (ФБС) была и остаётся одним из важнейших дополнитель-

337

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.