CC BY
16УДК 616.24
А. Л. Боровкова, А. В. Муравьёв, Е. Г. Аккуратов, А. А. Шипов, П. В. Михайлов
Влияние системы аденилатциклаза-цАМФ на липидный обмен и водный баланс в легких при нарушениях их оводнения на фоне общей алиментарной дегидратации
Статья раскрывает роль системы аденилатциклаза-цАМФ в механизмах оводнения и кровенаполнения, липидного обмена в легких при изменениях водного баланса в них в условиях общей алиментарной дегидратации. Активация циклазной системы на фоне дегидратации сочетается со стабилизацией липидного обмена в легких, торможением процессов гидратации и кровенаполнения.
Ключевые слова: водный баланс в легких, липидный обмен, кровенаполнение, система аденилатциклаза-цАМФ, общая умеренная алиментарная дегидратация.
А. L. Borovkova, А. V. Muravyov, Е. G. Akkuratov, А. А. Shipov, P. V. Mikhailov
The Role of Adenilate Cyclase-cAMP System Influence on Lung Lipid Metabolism and a Water Balance Developing under General Alimentary Dehydration
The article reveals in detail the role of activated adenilate cyclase-cAMP system in lung hydration, congestion and lipid metabolism under various developing hydration/dehydration states. Authors show a stabilizing effect of the cyclase system activation on lung lipid metabolism, hydration and congestion.
Keywords: a lung water balance, lipid metabolism, congestion, adenilate cyclase-cAMP, general moderate alimentary dehydration.
Введение
Общая алиментарная дегидратация изменяет реактивность организма к эдемогенным воздействиям [2, 3], причем этот эффект сохраняется при последующей регидратации [2]. Активация системы аденилатциклаза-цАМФ у недегидратированных животных сглаживает изменения липидного обмена и водного баланса в легких, обусловленные эдемогенными воздействиями [7]. Возникает вопрос, как повлияет стимуляция циклазной системы на ли-пидный обмен и водный баланс в легких при эдемогенных воздействиях в условиях общей умеренной алиментарной дегидратации.
Материалы и методы исследования
Опыты поставлены на 50 беспородных половозрелых самцах крыс массой 180-210 г. Состояние алиментарной дегидратации моделировали полным исключением воды на протяжении 3-х дней из рациона животных при свободном доступе к сухому корму. Оператив-
ные вмешательства проводились под местной анестезией новокаином. Изменения водного баланса в легких моделировали центрогенным и мезатоновым отеком легких.
Центрогенный отек легких (ЦОЛ) вызывали субокципитальным внутрицистернальным введением 0,06 мл раствора аконитина в разведении 1:105, аконитин вводился через 30 минут после внутривенной инфузии небольшой дозы (0,2 мг/кг) блокатора а-адренорецепторов ди-гидроэрготоксина, что позволило продлить жизнь животных до 60 минут [8].
Мезатоновый отек легких (МОЛ) воспроизводили введением раствора мезатона в бедренную вену в дозе 0,5 мг/кг [8].
Для анализа влияния активации системы аденилатциклаза-цАМФ применяли внутри-брюшинное введение алпростадила (простаг-ландин Е1) в дозе 5 мг/кг, пентоксифиллина в дозе 100 мг/кг через 10 минут после эдемоген-ных воздействий.
© Боровкова А. Л., Муравьев А. В., Аккуратов Е. Г., Шипов А. А., Михайлов П. В., 2011
Интенсивность отека легких оценивалась по правому легкому по методике К. A. Gaar, L. D. Seager в модификации В. П. Михайлова [4]: вычислялись легочный коэффициент (ЛК, г/кг), сухой остаток (СО, %), индекс отечной жидкости (ОЖ, г/кг) и прибавка кровенаполнения (ПК, г/кг). Левое легкое использовали для получения гомогената из ткани легких и поверхностно-активной фракции (ПАФ) по методике А. А. Биркуна и др. [1]. После экстракции хлороформ-метанолом в хлороформных фракциях гомогената и поверхностно-активной фракции легкого определяли показатели липидного обмена: общие липиды (ЛИП) по Блюру в модификации Брагдон, общие фосфолипиды (ФОС) микрометодом D. E. Bowyer, J. P. King, общий холестерин (ХОЛ) по методу Либермана - Бурхарда в модификации Л. М. Лаврентьевой, этерифицированный холестерин (ЭХОЛ) по модифицированному методу С. Д. Балаховского [4, 9]. Содержание неэтерифицированного холестерина (НХОЛ) рассчитывали как разность между общим и этерифицированным.
Активность перекисного окисления липи-дов оценивали по содержанию диеновых конъюгатов (ДК) ацилгидроперекисей и кето-диенов (КД) в смеси гептан-изопропанол-2. Содержание общих липидов выражали в мг/г сухой ткани легких, холестерин, фосфолипиды в ммоль/кг сухой ткани легких. Содержание диеновых конъюгатов и кетодиенов рассчитывали в единицах оптической плотности на 1 мг
липидов. Рассчитывались коэффициенты соотношения липидных фракций для паренхимы легкого и ПАФ.
Обработка полученных данных проводилась на IBM PC в операционной системе openSUSE 11.4 с использованием свободно распространяемых пакетов прикладных программ OpenOffice.org® 3.3. (Oracle©), Advanced Grapher® 2.11 (Alentum Software©, Inc.). Статистическая обработка включала в себя оценку значимости различий средних с использованием t-критерия Стъюдента, корел-ляционный анализ. Распределение экспериментальных данных отвечало критериям нормального распределения.
Результаты исследования и их обсуждение
Введение животным аконитина/мезатона сочеталось с развитием отека легких, что подтверждалось изменением гравиметрических показателей (p<0,05), согласуется с ранее полученными данными [8], причем интенсивность кровенаполнения и оводнения легких была значимо ниже в группах дегидратирова-ных животных. Установлено, что именно повышенное кровенаполнение лимитирует продолжительность жизни животных при НОЛ [4]. Активация циклазной системы на фоне развивающегося отека легких сочеталась с более низкими значениями ОЖ и ПК, причем эффект пентоксифиллина был мощнее, чем алпроста-дила (табл. 1).
Группа показателей/Группа животных ЛК СО ОЖ ПК
Интактные 4,23±0,096 20,39±0,08 0±0,02 0±0,1
Дегидратация 5,31±0,07* 20,58±0,05 -0,05±0,01 1,13±0,06*
Дегидратация+ЦОЛ 11,18±0,08* 15,41±0,03* 2,73±0,01* 4,22±0,07*
Дегидратация+ЦОЛ+ алпростадил 6,48±0,06*° 18,04±0,06*° 0,75±0,02*° 1,5±0,05*°
Дегидратация+ЦОЛ+ пентоксифиллин 5,55±0,07*° 19,17±0,15*° 0,33±0,04*° 0,99±0,08*°
Таблица 1
Влияние циклазной системы на водный баланс в легких при нарушениях их оводнения на фоне общей
алиментарной дегидратации
Дегидратация+МОЛ 7,63±0,09* 15,61±0,09* 1,79±0,04* 1,61±0,07*
Дегидратация+МОЛ+ алпростадил 5,95±0,08*° 19,04±0,05*° 0,39±0,02*° 1,32±0,07*
Дегидратация+МОЛ+ пентоксифиллин 5,39±0,08*° 20,23±0,31*° 0,05±0,08*° 1,11±0,02*°
Примечания: сокращения описаны в разделе материалы и методы исследования, * - р<0,05 по сравнению с контролем 1 уровня, ° -р<0,05 по сравнению с контролем 2уровня.
Установлено, что проницаемость мембран для воды и неэлектролитов определяется не только содержанием холестерина в них, но и его процентным соотношением к фосфолипи-дам [3, 7]. По нашим данным, изменение свойств аэро-гематического барьера в нормальных условиях сопровождается возникновением диспропорции между основными компонентами липидного обмена в паренхиме легких и в ПАФ (в ткани легких преимущественно снижается содержание холестерина, в ПАФ - фосфо-
липидов, коэффициенты общий холестерин / фосфолипиды, неэтерифицированный холестерин / фосфолипиды в паренхиме легких снижается, в ПАФ - повышается) [3, 7].
На фоне общей умеренной алиментарной дегидратации (табл. 2), по сравнению с ин-тактными животными, в паренхиме легких увеличилась концентрация общего холестерина на 28,5% (р<0,001) за счет повышения содержания фракции неэтерифицированного холестерина на 38,9 % (р<0,001).
Таблица 2
Влияние циклазной системы на липидный обмен в легких при нарушениях их оводнения на фоне общей алиментарной дегидратации
Группа показателей/ Группа животных Паренхима
ЛИП ОХОЛ ЭХОЛ НХОЛ ФОС ДК КД
Интактные 135,27±3,9 55,98±1,15 15,91±0,9 40,07±1,15 250,84±7,6 1 0,27±0,01 0,14±0,03
Дегидратация 137,99±0,4 6 71,93±0,27 * 16,26±0,06 55,67±0,29 * 171,42±1,0 9* 0,2±0,03 0,1±0,01
Дегидрата-ция+ЦОЛ 124,43±0,6 * 58,9±0,27* 15,91±0,15 42,99±0,19 * 171,1±0,66 0,22±0,03 0,07±0,01
Дегидрата-ция+ЦОЛ + алпро-стадил 128,13±2,2 6° 62,83±1,23 *° 16,01±0,21 46,82±1,09 *° 169,13±2,4 3 0,22±0,01 0,09±0,004
Дегидрата-ция+ЦОЛ+ пенток-сифиллин 134,82±2,8 7* 68,09±1,45 *° 15,66±0,33 52,44±1,39 *° 172,28±1,8 4 0,17±0,01° 0,06±0,002 °
Дегидрата-ция+МОЛ 112,4±1,47 * 56,77±0,74 * 16,01±0,21 40,77±0,81 * 154,08±1,8 7* 0,29±0,01* 0,13±0,01
Дегидрата-ция+МОЛ+ алпро-стадил 128,34±0,3 4*° 66,5±0,18* ° 16,16±0,04 50,35±0,17 *° 170,37±0,6 7* 0,24±0,03 0,12±0,02
Дегидрата- 135,3±2,03 70,24±1,34 16,05±0,25 54,19±1,28 173,23±2,2 0,15±0,01* 0,07±0,004
ция+МОЛ+ пен- *о *о *о 9* о *о
токсифиллин
Группа показателей/ Группа животных ПАФ
ЛИП ХОЛ ФОС ДК КД
Интактные 46,62±2,16 4,19±0,08 47,9±1,42 0,5±0,02 0,22±0,02
Дегидратация 51,96±1,58 4,69±0,14* 41,97±1,19* 1,45±0,04* 0,72±0,02*
Дегидратация+ЦОЛ 29,65±0,27* 3,33±0,03* 22,33±0,2* 1,56±0,05 0,76±0,02
Дегидратация+ЦОЛ+ алпростадил 42,57±0,83*о 3,95±0,08*о 30,28±0,59*о 1,46±0,03 0,55±0,01*о
Дегидратация+ЦОЛ+ пентоксифиллин 47,46±1,01*о 4,35±0,09*о 37,27±0,8*о 1,42±0,03* 0,59±0,03*
Дегидратация+МОЛ 34,7±0,45* 3,86±0,05* 23,79±0,31* 0,41±0,01* 0,18±0,01*
Дегидратация+МОЛ+ алпростадил 38,24±0,19*о 4±0,02*о 30,48±0,19*о 0,37±0,01*о 0,17±0,01о
Дегидратация+МОЛ+ пентоксифиллин 49±0,59*о 4,49±0,05*о 36,93±0,44*о 0,32±0,01*о 0,14±0,01*о
Примечания: сокращения описаны в разделе материалы и методы исследования, * - р<0,05 по сравнению с контролем 1 уровня, ° -р<0,05 по сравнению с контролем 2уровня.
При ЦОЛ на фоне дегидратации содержание общего холестерина в паренхиме легких снизилось на 18,1 % (р<0,001) за счет уменьшения концентрации неэтерифицированного холестерина на 22,8 % (р<0,001). При МОЛ на фоне дегидратации содержание общего холестерина в паренхиме легких снизилось на 21,1 % (р<0,001) за счет уменьшения концентрации неэтерифицированного холестерина на 26,8 % (р<0,001).
При ЦОЛ и МОЛ на фоне дегидратации установлены обратные линейные парные корреляционные зависимости между концентрацией общего холестерина в паренхиме легких и индексом отечной жидкости, между концентрацией неэтерифицированного холестерина в паренхиме легких и ОЖ, прямые парные линейные корреляционные зависимости между концентрацией диеновых конъюгатов, кетодиенов
в паренхиме легких и индексом отечной жидкости (р<0,05).
При развитии обоих видов отека легких в условиях дегидратации (табл. 3) в паренхиме легких повышались значения соотношений фосфолипиды / липиды, этерифицированный холестерин / липиды, снижались значения соотношений общий холестерин / фосфолипиды, неэтерифицированный холестерин / фосфоли-пиды, неэтерифицированный холестерин / ли-пиды. При ЦОЛ на фоне дегидратации в паренхиме легких снижалось значение соотношения общий холестерин / липиды, при МОЛ повышалось значение соотношения этери-фицированный холестерин / фосфолипиды.
Введение алпростадила, пентоксифиллина после эдемогенных воздействий на фоне дегидратации тормозило снижение значений соотношений общий холестерин / фосфолипиды, неэтерифицированный холестерин / фосфоли-
Ш
пиды, неэтерифицированный холестерин / ли-пиды в паренхиме легких. Введение пентокси-филлина при обоих видах отека тормозило повышение значений соотношений фосфолипиды / липиды, этерифицированный холестерин / липиды в паренхиме легких. Введение обоих
препаратов при ЦОЛ и МОЛ тормозило повышение значений соотношений холестерин / фосфолипиды, холестерин / липиды, а введение обоих препаратов при МОЛ, кроме этого, тормозило снижение значения соотношения фосфолипиды / липиды в ПАФ
Таблица 3
Влияние циклазной системы на процентные соотношения основных липидных фракций в легких при нарушениях их оводнения на фоне общей алиментарной дегидратации
Группа показателей / Группа животных Паренхима
ХОЛ/ФО С ХОЛ/ЛИП ФОС/ЛИ П ЭХОЛ/Ф ОС ЭХОЛ/ЛИ П НХОЛ/Ф ОС НХОЛ/ЛИ П
Интактные 1±0,01 1±0,02 1±0,02 1±0,06 1±0,06 1±0,02 1±0,03
Дегидратация 1,88±0,01 * 1,26±0,01 * 0,67±0,01 * 1,49±0,01 * 1±0,003 2,03±0,02 * 1,36±0,01 *
Дегидратация+ЦОЛ 1,54±0,01 * 1,14±0,01 * 0,74±0,00 5* 1,46±0,02 1,08±0,01 * 1,57±0,01 * 1,16±0,01 *
Дегидратация+ЦОЛ+ алпростадил 1,66±0,04 1,18±0,02 *° 0,71±0,02° 1,49±0,03 1,06±0,02° 1,73±0,05 *° 1,23±0,02 *°
Дегидратация+ЦОЛ+ пентоксифиллин 1,77±0,05 * 1,22±0,04 0,69±0,01 * 1,43±0,04 0,99±0,03 * 1,91±0,07 *° 1,32±0,05 *
Дегидратация+МОЛ 1,65±0,04 * 1,22±0,02 0,74±0,01 * 1,63±0,03 * 1,21±0,03 * 1,66±0,05 * 1,22±0,03 *
Дегидратация+МОЛ+ алпростадил 1,74±0,01 *° 1,25±0,01 0,72±0,00 3° 1,49±0,01 *° 1,07±0,00 3*° 1,85±0,01 *° 1,32±0,01 *°
Дегидратация+МОЛ+ пентоксифиллин 1,82±0,06 * 1,25±0,02 0,69±0,02 * 1,46±0,04 * 1,01±0,00 1*° 1,96±0,07 * 1,35±0,03 *
Примечания: сокращения описаны в разделе материалы и методы исследования, * - р<0,05 по сравнению с контролем 1 уровня, ° -р<0,05 по сравнению с контролем 2уровня.
Таким образом, повреждение липидной структуры АГБ и интенсификация механизмов перекисного окисления липидов тесно взаимосвязаны с накоплением отечной жидкости в легких при развитии их отека в условиях алиментарной дегидратации, активация циклазной системы стабилизирует липидные компоненты мембран паренхимы легких и снижает их избыточную проницаемость.
Выводы
1. Повышение проницаемости легочных мембран при развитии отека в условиях общей дегидратации сочетается с формированием диспропорции основных липидных компонентов мембран паренхимы легких, степень выраженности нарушений липидного обмена в ткани легких, в том числе активация процессов
перекисного окисления липидов, тесно связана с гидратацией ткани легких;
2. Активация системы аденилатциклаза-цАМФ на фоне развивающегося отека легких
тормозит процессы гидратации кровенаполнения, что сочетается со стабилизацией показателей липидного обмена в легких.
Библиографический список
1. Биркун, А. А., Нестеров, Е. Н., Кобозев, Г. В. Сурфактант легких [Текст] / А. А. Биркун, Е. Н. Нестеров, Г. В. Кобозев. - Киев : Здоровье, 1981. - 160 с.
2. Коледова, В. В. Липидный обмен, процессы пе-рекисного окисления липидов в сурфактанте и ткани легких при нарушении водного баланса в них [Текст] : автореф. дис... к. м. н. / В. В. Коледова. - М., 2000. -26 с.
3. Минасян, Н. М. Влияние дегидратации, ги-пер-барической оксигенации, их сочетанного воздействия на состояние липидного обмена и развитие ней-рогенного отека легких [Текст] : автореф. дисс... к. м. н. / Н. М. Минасян.- М., 2003.- 24 с.
4. Михайлов, В. П. Эффекторные механизмы ней-рогенного отека легких [Текст] : автореф. дисс. д. м. н. / В. П. Михайлов. - М., 1991. - 26 с.
5. Покровский, А. А. Биохимические методы исследования в клинике [Текст] / А. А. Покровский. -М. : Медицина, 1969. - С. 189-191, 287-288.
6. Сергеев, П. В., Шимановский, И. П. Рецепторы [Текст] / П. В. Сергеев, И. П. Шимановский. - М. : Медицина, 1987. - 397 с.
7. Шипов, А. А. Липидный обмен и реологические свойства крови при изменениях водного обмена в легких [Текст] : автореф. дисс. к. б. н. / А. А. Шипов. -Ярославль, 2008. - 24 с.
8. Шипов, А. А., Михайлов, В. П., Попов, С. В. Особенности липидного обмена в легких и реологических свойств крови при экспериментальном нейро-генном отеке легких [Текст] / А. А. Шипов, В. П. Михайлов, С. В. Попов // Вестник новых медицинских технологий. - 2007. - Т. Х1У, № 4 - С. 182-184.
9. Шипов, А. А., Попов, С. В. Метод исследования фракций холестерина в ткани легких [Текст] / А. А. Шипов, С. В. Попов // Материалы межвузовской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии». - СПб., 2007. - С. 148-149.
