Вплив блокаторів метаболізму арахідонової кислоти на перекисне окислення ліпідів та антиоксидантну систему організму при гіпоксії

????????? ?? http://www.allbest.ru/

????????? ?? http://www.allbest.ru/

Автореферат

Вплив блокаторів метаболізму арахідонової кислоти на перекисне окислення ліпідів та антиоксидантну систему організму при гіпоксії

Кукоба Тетяна Веніамінівна

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

антиоксидантний окислення гіпоксія

Актуальність теми: Активація процесів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) є одним із універсальних механізмів пошкодження клітин, основним джерелом порушень структури та функцій біологічних мембран, роз`єднання окислення та фосфорилювання при дії на організм несприятливих екзо- та ендогенних факторів (Кожевников Ю.Н., 1985; Барабой В.А. и соавт.,1989; 1994; 1996; Левицкий Е.Л. и соавт., 1997; Chiu D. et al., 1989). Одним із таких факторів є нестача кисню, або гіпоксія, яка є дуже поширеним явищем. Дефіцит кисню може викликатися багатьма причинами: різні форми внутрішньої патології, особливо, захворювання органів кровобігу, дихання та крові, цитотоксична дія лікарських препаратів та хімічних речовин, работа або перебування в екстремальних умовах, які обумовлені недостатністю або неадекватністю у забезпеченні потреб організму киснем (Біленко М.В., 1989; Семенов В.Л., Ярош А.М.,1991; Тухватшин Р.Р., 1996; Boveris A., 1977; Capel I.D., 1984; De Groot H., 1989). Незважаючи на причини виникнення гіпоксичних станів, що викликають кисневе голодування тканин, їх кінцевий ефект принципово подібний та зводиться до порушення окислювального фосфорилювання у клітинах, розвитку вторинної тканинної гіпоксії (Семенов В.Л., Ярош А.М.,1991; Смирнов А.В. и соавт., 1996; Лукьянова Л.Д., 1997).

Розгляду проблеми вільнорадикальних процесів, зокрема, ПОЛ, їх ролі у пошкодженні клітинних структур при зміні кисневих режимів організму приділяється велика увага (Шафран Л.М. и соавт., 1979; Конвай В.Д. и соавт., 1982; Маньковська І.М. та співавт., 1993; Корнейчик В.Н., Борисюк И.М., 1996; Могильницкая Л.В. и соавт., 1996; Мinyalenko T.D. et al., 1990). Доведено, що активація процесів ПОЛ, яка спостерігається при гіпероксії, аноксії та тяжкій гіпоксії, викликає послаблення захисних властивостей антиоксидантної системи (АОС) та призводить, у кінцевому результаті, до розвитку патологічних змін. Значна роль процесів ПОЛ у розвитку багатьох патологічних станів організму не підлягає сумніву та беззаперечно доведена цілим рядом досліджень (Великанова Д.М. и соавт.,1981; Кацанович Є.Р., 1981; Венгеровский А.И. и соавт., 1996; Chein K.R. et al., 1985; Comporti M., 1985; Halliwell B., 1989; Kato S. et al., 1990). У наш час доведена також важлива роль арахідонової кислоти (АК) як субстрату ПОЛ та попередника клітинних медіаторів - регуляторів разноманітних метаболічних процесів (Казанова Г.В. и соавт., 1991; Люсов В.А. и соавт., 1995; Мойбенко А.А. и соавт., 1996; Masters D.J. et al., 1985; Lefer A.M., 1985; 1986). Літературні відомості підтверджують вплив продуктів метаболізму АК - лейкотрієнів та простагландинів на подальший розвиток патологічних процесів в організмі, у тому числі й викликаних гіпоксією (Коцюруба В.Н., Мойбенко А.А., 1989; Samuelson B., 1983; Denzlinger C. et al., 1985; Ezra D. et al., 1985; Lefer A., 1986). Аналіз літературних даних дозволяє припустити, що зміни активності процесів ПОЛ та стану АОС в умовах гіпоксії мають тканинноспецифічні особливості, залежать від характеру та типу гіпоксичного впливу. Однак вплив зміни шляхів метаболізму АК на стан процесів ПОЛ та статус АОС при різних типах гіпоксії до цього часу вивчений недостатньо. Також мало досліджені особливості процесів ПОЛ та стан АОС у різних органах в залежності від типу гіпоксії. В наш час ведеться активний пошук ефективних блокаторів шляхів метаболізму АК та вивчення їх впливу на ПОЛ та АОС (Атрощенко Е.С., 1991; Сергеев С.Н., 1992; Лукьянчук В.Д., Савченкова Л.В., 1993; Люсов В.А. и соавт., 1995; Чайка Л.А. и соавт., 1995; Steinberg D. et al., 1989; Stewart D.J., 1989; Deluda K.S. et al., 1991; Yuping W., Skott W., 1995). Разом з цим комплексне дослідження порівняльного впливу блокаторів шляхів перетворення АК на інтенсивність процесів ПОЛ та стан АОС у різних органах та тканинах при різних типах гіпоксичного впливу до цього часу не проводилося. В останній час з`явилися відомості про те, що екзогенні фосфоліпіди та переривчасті гіпоксичні тренування позитивно впливають на перебіг гіпоксії (Ельский В.Н. и соавт., 1993; Малышев В.В. и соавт., 1995; Архипенко Ю.В., Сазонтова Т.Г., 1996). Однак конкретні механізми такого впливу на організм, зокрема, на співвідношення в системі ПОЛ/АОС, також вивчені недостатньо.

Зв`язок роботи з науковими програмами, планами, темами:

Дисертаційна работа є частиною планової теми відділу по вивченню гіпоксичних станів Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України (державний реєстраційний № 01960022950) “Дослідження змін функціонування систем забезпечення організму киснем при екстремальних впливах шляхом дії на ліпідний обмін”.

Мета та задачі дослідження: Вивчити активність процесів ПОЛ та ферментів АОС організму при зміні шляхів метаболізму арахідонової кислоти, введенні ліпіну та гіпоксичних тренуваннях в умовах гіпоксії різного походження.

Поставлена мета передбачає рішення таких задач:

1.Вивчити стан ПОЛ та активність ферментів АОС у крові, серці, печінці, легенях та мозку щурів при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії.

2.Дослідити вплив блокади ліпоксигеназного шляху метаболізму АК на стан ПОЛ та АОС організму в крові та органах щурів в умовах гіпоксії різного походження.

3.Дослідити вплив блокади циклооксигеназного шляху метаболізму АК на інтенсивність процесів ПОЛ та активність ферментів АОС організму в крові та органах щурів при гіпоксії різного походження.

4.Порівняти дію блокаторів ліпоксигеназного та циклооксигеназного шляхів метаболізму АК на ПОЛ та АОС при різних типах гіпоксії.

5.Вивчити вплив ліпіну на ПОЛ та АОС в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії.

6.Вивчити вплив переривчастих гіпоксичних тренувань на ПОЛ та активність ферментів АОС при гострій гіпоксичній гіпоксії.

Наукова новизна отриманих результатів: Вперше проведено комплексне дослідження впливу зміни шляхів метаболізму АК на інтенсивність процесів ПОЛ та функціональну активність АОС організму при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії. Показано, що циркуляторно-гемічна гіпоксія викликає в організмі тварин більш суттєве, ніж гостра гіпоксична гіпоксія, пригнічення активності ферментів АОС, що призводить до більш вираженої інтенсифікації процесів ПОЛ та значнішого накопичення в організмі токсичних продуктів вільнорадикальних реакцій. Вперше показано, що блокада шляхів метаболізму АК фармакологічними препаратами (кверцетин, індометацин, лінолеїлгідроксамова та ацетилсаліцилова кислоти) виявляє захисну дію на організм при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії. Протекторний вплив блокаторів метаболізму АК проявляється у підвищенні функціональної активності ферментів АОС (супероксиддисмутази, каталази, церулоплазміну та загальної пероксидазної активності крові) та зниженні інтенсивності процесів ПОЛ, про що свідчить зменшення вмісту первинних та вторинних продуктів ПОЛ у крові та тканинах. Блокада ліпоксигеназного шляху окислення АК виявляє більш виражену стабілізуючу дію на систему ПОЛ/АОС. Зроблене уперше дослідження впливу екзогенних фосфоліпідів (препарат ліпін) та тривалих гіпоксичних тренувань на ПОЛ та АОС при гіпоксії показало, що і застосування ліпіну, і гіпоксичні тренування дозволяють попередити розвиток суттєвих порушень рівноваги у системі ПОЛ/АОС при дії на організм гострої гіпоксичної гіпоксії.

Практичне значення отриманих результатів: Дослідження впливу зміни шляхів метаболізму АК на активність ПОЛ та АОС організму за умов гострої гіпоксичної та циркуляторно-гемічної гіпоксії показало можливість вибіркового впливу на стан прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в організмі. Показана принципова можливість корекції порушень, що виникають у результаті дії на організм гіпоксії різного походження, за допомогою цілеспрямованої зміни шляхів метаболізму АК. Отримані в роботі дані відкривають нові можливості застосування мало вивчених (лінолеїлгідроксамова кислота, ліпін) та традиційних (ацетилсаліцилова кислота, індометацин) фармакологічних препаратів для корекції гіпоксичних ушкоджень. Результати досліджень про підвищення функціональної активності АОС організму при адаптації тварин до гіпоксії можуть бути використаними для обгрунтування застосування переривчастих гіпоксичних тренувань з метою підвищення стійкості організму до гіпоксії. Відомості про особливості процесів ПОЛ та АОС при гіпоксії різних типів можуть використовуватися для оцінки функціональних можливостей антиоксидантних систем, а також для підвищення їх захисних можливостей при гіпоксичних станах різноманітного походження.

Конкретний особистий внесок автора у виконання дисертаційної работи полягає у проведенні експериментальних досліджень, отриманні фактичного матеріалу, теоретичному аналізі отриманих результатів.

Апробація работи: Матеріали дисертації доповідались на:

1. I конгресі світової федерації українських фармацевтичних товариств, Україна, Львів, травень, 1994.

2. II конгресі патофізіологів України, Україна, Київ, жовтень, 1996.

3. VI міжнародному симпозіумі “Кислород и свободные радикалы”, Бєларусь, Гродно, листопад, 1996.

4. Міжнародній конференції “Гіпоксія: деструктивна та конструктивна дія”, Україна, Київ, червень, 1998.

5. Засіданні сектору фізіології вісцеральних систем Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України.

Публікації: За темою дисертації опубліковано 13 робіт, 6 з яких є статтями.

Обсяг та структура дисертації: Дисертація викладена на 143 сторінках машинопису і складається зі вступу, 5 розділів, заключення, висновків та списку використаної літератури. Робота ілюстрована 22 таблицями. Бібліографічний показчик включає 287 джерел, у тому числі 182 з країн СНД та 105 іноземних.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи досліджень.

Робота виконана на 203 щурах-самцях Вістар масою 180-250 г. Досліди проводилися в умовах нормоксії, гострої гіпоксичної та циркуляторно-гемічної гіпоксії. Гостру гіпоксичну гіпоксію створювали шляхом інгаляції тваринам на протязі 30 хв гіпоксичної газової суміші, яка містила 7% О₂. Тварини знаходилися у герметичному ексикаторі, вуглекислота, що виділялася під час дихання, поглиналася за допомогою натронного вапна. Циркуляторно-гемічну гіпоксію створювали шляхом гострої крововтрати в об`ємі 25-30% від загального об`єму циркулюючої крові без заміщення об`єму крововтрати. Тривалість циркуляторно-гемічної гіпоксії також становила 30 хв.

Після декапітації тварин проводили забір крові, тканин серця, печінки, легень та головного мозку. Інтенсивність процесів ПОЛ оцінювали за накопиченням у крові та органах тварин дієнових кон`югатів (ДК) та малонового діальдегіду (МДА), які визначали за стандартними методами (вміст ДК у плазмі крові - за методом Гаврилова В.Б., Мішкорудної М.І., 1983; у тканинах - за методом Костюк В.А. та співавт., 1984; вміст МДА - за методом Стальної І.Д., Гарішвілі Т.Г.,1977).

Показниками стану АОС організму слугували: активність супер-оксиддисмутази (СОД) (Брусов О.С. та співавт., 1976), каталази (КАТ) (Королюк М.А. та співавт.,1988). Окрім того у крові визначали загальну пероксидазну активність (ЗПА) (Попов Т., Нейковска Л., 1971), а у плазмі крові - активність церулоплазміну (ЦП) (Колб В.Г., Камышников В.С.,1982).

У якості блокаторів ліпоксигеназного шляху метаболізму АК використовували кверцетин та лінолеїлгідроксамову кислоту (ЛГК). Кверцетин вводили внутрішньочеревинно у дозі 1 мг / 100 г маси тіла тварини, ЛГК вводили внутрішньосудинно у дозі 0,3 мг / 100 г. Як інгібітори циклооксигенази використовували ацетилсаліцилову кислоту (АСК) та індометацин у дозах 0,5 мг/100 г, які вводилися внутрішньочеревинно. Дія препаратів становила 1 год.

Крім того були проведені дослідження впливу екзогенних фосфоліпідів (препарат ліпін) та тривалих гіпоксичних тренувань на ПОЛ та АОС в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії.

Препарат ліпін застосовували у вигляді ліпосом у дозі 2,5 мг/100 г та вводили внутрішньосудинно за 30 хв до початку гіпоксичного впливу.

Вплив тривалих гіпоксичних тренувань вивчали на моделі переривчастої гіпоксії, яку створювали шляхом “під`йому” тварин у барокамері на “висоту” 5000 м над рівнем моря по 6 год на добу на протязі 6 тижнів.

Статистичну обробку результатів здійснювали за методом варіаційної статистики з використанням критерію t Стьюдента.

3. Результати досліджень та їх обговорення

Стан ПОЛ та активність ферментів АОС при різних типах гіпоксії.

Встановлено, що при дії на організм щурів 30-хвилинної гострої гіпоксичної гіпоксії відбувається значне посилення процесів ПОЛ. Підтведженням цього слугувало зростання вмісту ДК та МДА у крові та тканинах серця, печінки, легень і головного мозку. Так, згідно даним табл.1, концентрація ДК у крові при гіпоксичному впливі зростала на 50%, у тканинах серця - на 63%, печінки - на 78%, мозку - на 47%. Приріст концентрації МДА становив у крові 63%, в тканинах серця - 88%, печінки - 218%, легень - 41% та мозку - 55%. При цьому також реєструвалося зниження активності СОД у крові на 44%, у серці - на 18%, печінці - на 22%, легенях - на 19%, мозку - на 17%. Каталазна активність плазми крові була знижена на 16%, а в гомогенатах тканин серця, печінки, легень та мозку - на 15%, 41%, 45% та 20% відповідно. Активність ЦП плазми крові знижувалася на 33%, а ЗПА крові була нижчою від контролю на 9% (табл. 2).

При циркуляторно-гемічній гіпоксії, що розвивалася внаслідок гострої крововтрати, також реєструвалося зміщення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги у бік посилення процесів ПОЛ. Отримані експериментальні дані (див. табл. 1 та 2) показують, що концентрація ДК через 30 хв після крововтрати у крові збільшувалася на 94%, у тканинах серця - на 75%, печінки - на 111%, легень - на 115% та мозку - на 91%. Вміст МДА зростав у крові на 141%, у тканинах серця - на 110%, печінки - 222%, легень - 235%, мозку - 79%. При цьому відмічалося зниження активності ферментів АОС. Так, циркуляторно-гемічна гіпоксія викликала зниження активності СОД у крові на 50%, тканинах серця - на 46%, печінки - на 39%, легень - на 49%, мозку - на 34%. Каталазна активність крові знижувалася на 42%, тканин серця - на 23%, печінки - 88%, легень - 52% та мозку - на 35%. ЗПА крові та активність ЦП плазми були нижчими від контролю на 21% та на 36% відповідно.

Слід підкреслити, що при гострій гіпоксичній гіпоксії суттєві зміни відмічалися у крові. Тут спостерігалося, хоча й не максимальне, але досить значне накопичення продуктів ПОЛ, суттєво знижувалась активність КАТ, ЦП, ЗПА, а активність СОД пригнічувалась максимально. Вміст первинних та вторинних продуктів ПОЛ у тканинах мав таку послідовність: печінкасерцемозоклегені. При цьому реакція з боку АОС на даний тип гіпоксії не мала такої чіткої тканинної специфічності. Так, незважаючи на найзначніше зниження активності СОД в тканинах печінки, каталазна активність найбільше пригнічувалася у тканинах легень.

При циркуляторно-гемічній гіпоксії більш суттєве накопичення продуктів ПОЛ також реєструвалося у крові, а у тканинах мало таку послідовність: легеніпечінка серцемозок. У тканинах печінки та легень було зафіксоване суттєве зниження активності СОД та КАТ. Це узгоджуюється з літературними відомостями про те, що при гострій та тяжкій крововтраті тканини легень, печінки та нирок пошкоджуються більше від інших тканин внаслідок розвитку в умовах гіповолемії та геморагічного шоку синдрому так званих “шокових легень, печінки та нирок” (Шутеу Ю.,1981; Матвеев С.Б. и др., 1992; Облывач А.В., 1995). Серце та мозок завдяки централізації кровообігу знаходяться у більш вигідному стані. Окрім того циркуляторно-гемічна гіпоксія викликає в організмі тварин більш суттєві порушення балансу ПОЛ/АОС, ніж гостра гіпоксична гіпоксія. При крововтраті накопичення первинних та вторинних продуктів ПОЛ у крові у середньому вище у 1,4 рази, а у тканинах у 1,3-1,5 рази ніж при гострій гіпоксичній гіпоксії. Активність ферментів АОС при циркуляторно-гемічній гіпоксії знижена більше. Так, у крові активність КАТ була знижена у 1,5 рази, а у тканинах - у 1,3 (а в печінці у 2,6 разів) сильніше, ніж при гіпоксичній гіпоксії. Активність СОД також, була нижчою у середньому у 1,3-1,5 рази. Значно нижчими при даному типі гіпоксії були показники ЦП та ЗПА крові. Отримані результати узгоджуються з припущеннями деяких авторів про те, що при гіпоксичних впливах різного типу та ступеню тяжкості співвідношення між системами генерації вільних радикалів та захисту від них різні і наслідком цього є неоднакові зміни активності антиоксидантних ферментів, зокрема, СОД та КАТ (Дубинина Е.Е. и соавт., 1983,1995). Крім того, активність АОС організму тісно пов`язана з інтенсивністю вторинної тканинної гіпоксії. З одного боку, тканинна гіпоксія викликає дефіцит енергії, необхідної для нормального функціонування та регенерації АОС, та активує гліколіз, що призводить до тканинного ацидозу. Гіпоксія та ацидоз, активуючи процеси ПОЛ, призводять до накопичення токсичних перекисних продуктів (перекисів ліпідів, альдегідів, кетонів), які викликають пригнічення активності ферментів АОС (СОД, КАТ, глутатіонзалежних ферментів та ін.) (Дудник Д.Б. и др., 1981; Макаревич О.П., Голиков П.П.,1983; Ланкин В.З. и др., 1989; Зінкович І.І. та ін., 1994; Heinecke J.W. et al., 1993). З іншого боку, зниження функціональної активності АОС може, за принципом “порочного кола”, приводити до підвищення вмісту перекисних продуктів. І навіть наступна нормалізація не завжди у змозі повернути початковий рівень продуктів ПОЛ (Конвай В.Д. и соавт., 1991).

Таблиця 1. Концентрація первинних та вторинних продуктів ПОЛ у крові та тканинах щурів в умовах нормоксії, гострої гіпоксичної та циркуляторно-гемічної гіпоксії (Мm)

Таблица 2. Активність ферментів АОС у крові та тканинах щурів в умовах нормоксії та при дії гострої гіпоксичної та циркуляторно-гемічної гіпоксії (М m)

р* - гостра гіпоксична гіпоксія (г.гіп.гіпоксія) у порівнянні з контролем;

р**- циркуляторно-гемічна гіпоксія (ц/г гіпоксія) у порівнянні з контролем.

Дослідження співробітників нашої лабораторії показали, що гостра та тяжка крововтрата супроводжується більш вираженою вторинною тканинною гіпоксією, ніж гостра гіпоксична гіпоксія (Маньковська І.М. та співавт.,1993; Середенко М.М. та співавт., 1987).

Зміни ПОЛ та показників АОС при блокаді шляхів метаболізму АК в умовах гіпоксії різного походження

Зміни стану ПОЛ та АОС при блокаді ліпоксигеназного шляху метаболізму АК при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії.

Контрольне введення тваринам блокаторів ліпоксигенази (кверцетину та ЛГК у дозах 1 мг/100 г та 0,3 мг/100 г відповідно) в умовах нормоксії викликало тенденцію до незначного посилення інтенсивності процесів ПОЛ, про що свідчило деяке збільшення вмісту ДК та МДА у крові та гомогенатах тканин серця, печінки, легень та мозку. Активність ферментів АОС - СОД та КАТ також збільшувалася у незначній мірі, а активність ЦП та ЗПА крові або залишалася у межах контрольних показників, або зазнавала незначного посилення. Однак у більшості випадків зміни показників ПОЛ та АОС при введенні препаратів, що блокують ліпоксигеназу, в умовах нормоксії були статистично недостовірними.

Попереднє введення тваринам препаратів - блокаторів ліпоксигеназного шляху метаболізму АК в умовах гострої гіпоксичної та циркуляторно-гемічної гіпоксії дозволяло запобігти посиленню реакцій ПОЛ та підвищити функціональну активність АОС. Так, ін`єкції кверцетину за 30 хв до початку гострої гіпоксичної гіпоксії призводили до зменшення у крові вмісту ДК та МДА у середньому на 20%. У гомогенатах досліджуваних тканин концентрація ДК та МДА знижувалася так: у печінці - на 32% та 48%, у серці - на 22% та 27%, у легенях - на 19% та 11% відповідно. У тканинах головного мозку реєструвалася тенденція до зниження вмісту ДК та МДА, але ці показники були статистично недостовірними.

Застосування кверцетину в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії викликало достовірне збільшення активності СОД у крові (на 79%) та тканинах легень ( на 37%), КАТ у тканинах серця (на 17%), печінки (на 38%), легень (на 47%), та посилення активності ЦП плазми крові (на 42%). В інших досліджуваних тканинах активність ферментів АОС та ЗПА крові при даному типі гіпоксії також була збільшена, але не мала статистичної достовірності.

Попереднє введення тваринам іншого блокатору ліпоксигенази - ЛГК при розвитку гострої гіпоксичної гіпоксії також призводило до значного зниження у крові та гомогенатах тканин первинних та вторинних продуктів ПОЛ у порівнянні з дією гіпоксії. Було зареєстровано зниження вмісту ДК у крові на 32%, у серці - на 24%, печінці- на 35%, легенях - на 50% та мозку - на 23%. Концентрація МДА достовірно знижувалася на 24% у крові та на 28%, 47%, 14%, 11% у тканинах серця, печінки, легень та мозку відповідно. Активність ферментів АОС також збільшувалася, але не в усіх тканинах одинаково. Так, збільшення активності СОД у крові при застосуванні ЛГК в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії становило 99%, у тканинах легень - 51%, тоді як у тканинах серця, печінки та мозку - 20,%, 17% та 25%. Активність КАТ у крові зростала на 13%, у легенях - на 78%, печінці - на 52%, серці - на 30%, мозку - на 27%. Активність ЦП плазми та ЗПА крові також посилювалася.

При застосуванні кверцетину в умовах циркуляторно-гемічної гіпоксії, до виникнення якої приводить гостра крововтрата, було зареєстровано більш суттєве зниження концентрації як первинних, так і вторинних продуктів ПОЛ у крові та в усіх досліджуваних тканинах. Так, вміст ДК у крові знижувався на 25%, в гомогенатах тканин серця - на 26%, печінки - на 41%, легень - на 48% та мозку - на 22%. Кількість МДА у крові знижувалась на 19%, а в гомогенатах тканини серця, печінки, легень та мозку - на 32%, 48%, 16% та 7% відповідно. На тлі такого зниження вмісту перекисних продуктів реєструвався приріст активності ЦП плазми на 70% та ЗПА - на 30%, підвищувалася каталазна активність: у крові - на 27%, серці - на 25%, печінці - на 124%, легенях - на 44%, мозку - на 50%. Таке ж суттєве підвищення активності стосувалося і СОД. Так, у крові цей показник збільшувався у порівнянні з циркуляторно-гемічною гіпоксією без попереднього введення препарату на 82%, у тканинах серця - на 88%, печінки - на 18%, легень - на 26%, мозку - на 13%.

Попереднє введення ЛГК при циркуляторно-гемічній гіпоксії також призводило до зниження вмісту у крові та органах тварин первинних і вторинних продуктів ПОЛ. Однак зниження концентрації первинних продуктів при цій моделі гіпоксії було не таким значним як при гострій гіпоксичній гіпоксії. Так, концентрація ДК у крові знижувалася на 15%, у тканинах серця - на 17%, печінки - на 31%, легень - на 38%, мозку - на 27%. Вміст МДА був знижений у більшій мірі: у крові на 48%, в тканинах серця - на 22%, печінки - на 46%. У мозку цей показник зростав на 10%, а в тканинах легень не змінювався.

В умовах крововтрати, як і при гострій гіпоксичній гіпоксії, попереднє введення ЛГК спричинювало підвищення активності усіх досліджуваних антиоксидантних ферментів. Так, активність СОД у крові збільшувалась на 88%, у тканинах серця - на 54%, печінки - на 14%, легень - на 34%, мозку - на 51%, активність КАТ зростала на 46%, 19%, 140%, 41% та 34% відповідно. Активність ЦП плазми підвищувалась на 15%, а у відношенні ЗПА крові реєструвалась тенденція до посилення активності.

Отримані результати дозволяють припустити, що препарати - блокатори ліпоксигенази мають антиоксидантні властивості, дія яких посилюється в умовах дефіциту кисню. За літературними відомостями, блокатори 5-ліпоксигенази мають виражену протекторну дію при порушеннях коронарного та системного кровообігу (Коцюруба В.Н., Мойбенко А.А., 1989; Бутович И.А. и соавт., 1990; Лебедь О.И. и соавт., 1997). Інгібування активності 5-ліпоксигенази при експериментальному атеросклерозі призводить до зменшення площі ліпідних бляшок, зниження вмісту холестерину, пептидних лейкотрієнів та пригнічує процеси ПОЛ (Мойбенко А.А. и соавт., 1991).

Зміни стану ПОЛ та АОС при блокаді циклооксигеназного шляху метаболізму АК при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії.

При контрольному введенні тваринам в умовах нормоксії АСК (0,5 мг/100 г) відмічалася тенденція до збільшення концентрації продуктів ПОЛ та посилення активності антиоксидантних ферментів, що узгоджується з літературними даними (Чайка Л.А. и соавт., 1995).Контрольне введення другого інгібітора циклооксигенази - індометацину у такій же дозі призводило до результатів, що відрізнялися від результатів дії інших препаратів в даних умовах. Введення індометацину хоча і викликало тенденцію до незначного підвищення вмісту продуктів ПОЛ у крові та тканинах різних органів, та на відміну від інших блокаторів (кверцетин, ЛГК, АСК), призводило до слабко вираженого пригнічення активності усіх досліджуваних антиоксидантних ферментів. Такий вплив індометацину на ПОЛ та АОС в умовах нормоксії, видимо, можно пояснити його здатністю роз`єднувати окислювальне фосфорилювання, що призводить до порушення процесів утворення енергії та зниження функціональної активності енергозалежних антиоксидантних ферментів (Тринус Ф.П. и соавт., 1987).

Наступна серія дослідів була присвячена вивченню впливу попереднього введення АСК на стан ПОЛ та АОС організму в умовах розвитку гострої гіпоксичної гіпоксії. Отримані результати показують, що в даних умовах введення АСК пригнічує активність процесів ПОЛ та підвищує функціональну активність антиоксидантних ферментів. Так, за результатами даної серії дослідів концентрація ДК у крові знижувалася у порівнянні з показниками тварин, що знаходилися в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії, на 22%, а у гомогенатах тканин серця, печінки, легень та мозку - на 29%, 31%, 17% та 23% відповідно. Вміст МДА у крові був нижчим на 16%, у тканинах серця - на 21%, печінки - на 31%, легень - на 17% та мозку - на 24%. При цьому стимулювалась ферментативна ланка АОС. У крові активність СОД збільшувалася на 51%, КАТ - на 38%, у тканинах серця: СОД - на 11%, КАТ - на 36 %; печінки: СОД - на 10%, КАТ - на 29%; мозку: СОД - на 9%, КАТ - на 17%. У легенях реєструвалась тенденція до посилення активності СОД, а активність КАТ зростала на 20%. Активність ЦП плазми крові зростала на 48%, а зміни ЗПА крові були незначними.

При застосуванні індометацину в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії також реєструвалося зміщення співвідношення ПОЛ/АОС на користь посилення активності останньої. При цьому концентрація ДК знижувалася у крові на 24%, тканинах серця, печінки, легень та мозку - на 17%, 42%, 12% та 16%, вміст МДА також достовірно знижувався на 19%, 22%, 46%, 19% та 13% відповідно. На відміну від контрольного введення препарату в умовах нормоксії, при гострій гіпоксичній гіпоксії попереднє введення індометацину викликало суттєве підвищення активності ферментів АОС. Так, активність СОД та КАТ у крові зростала на 44% та 13%, у тканинах серця: CОД - на 18%, КАТ - на 11%, печінки: СОД - на 16%, КАТ - на 31%, легень: СОД - на 21%, КАТ - на 27%, мозку: СОД - на 13%, КАТ - на 23%. Активність ЦП зростала на 32%, а ЗПА крові мала тенденцію до посилення. Отримані результати співпадають з даними деяких авторів про те, що застосування індометацину підвищує стійкість організму до гіпоксичних впливів (Муратов В.К. и др., 1983; Бобков Б.Г., Иванова И.А., 1985; Deluda K.S. et al., 1991).

Попереднє введення тваринам АСК при циркуляторно-гемічній гіпоксії також призводить до гальмування реакцій ПОЛ у крові та тканинах, посилення активності антиоксидантних ферментів. Так, рівень ДК у крові щурів при попередньому введенні АСК був нижчим на 29%, а у гомогенатах тканин серця, печінки, легень та мозку - нижчим на 20%, 35%, 44% та 19%. Концентрація МДА при цьому знижувалася на 17%, 23%, 41%, 26% та 11% відповідно. У крові відмічався приріст активності СОД на 62%, КАТ - на 46%, ЦП - на 55% та ЗПА - на 15%. Активність СОД та КАТ підвищувалася у тканинах серця на 45% та 31%, печінки - на 29% та 148%, легень - на 37% та 10% та мозку - на 24% та 38% відповідно.

Той факт, що АСК впливає на метаболізм АК у тромбоцитах, дозволяє припустити, що в умовах циркуляторно-гемічної гіпоксії одним з механізмів, які дають можливість АСК попереджувати розвиток тяжких гіпоксичних пошкоджень, можливо, є його здатність підвищувати антиагрегаційні властивості крові та покращувати мікроциркуляцію (Атрощенко Е.С., 1991).

Попереднє введення індометацину за умов циркуляторно-гемічної гіпоксії також призводило до зниження концентрації у крові та гомогенатах тканин первинних та вторинних продуктів ПОЛ та росту активності антиоксидантних ферментів. Так, у крові рівень ДК знижувався на 23%, а МДА - на 14%. У гомогенатах серця рівень ДК та МДА знижувався на 12%, печінки: ДК - на 31%, МДА - на 35%, легень: ДК - на 39%, МДА - на 25%, мозку: ДК - на 21%, МДА - на 11%. Активність СОД у крові зростала на 58%, КАТ - на 64%, у тканинах серця: - СОД - на 27%, КАТ - на 5%, печінки: СОД - на 15%, КАТ - на 105%, легень: СОД та КАТ - на 16%, мозку: СОД - на 25%, КАТ - на 12%. Також відмічалося суттєве посилення активності ЦП - на 30%, а ЗПА крові зростала на 18%.

Отримані результати узгоджуються з літературними відомостями (Березнякова А.И., Кузнецова В.М.,1988) про те, що антигіпоксичний механізм дії індометацину пов`язаний з покращенням доставки кисню тканинам в умовах його дефіциту, посиленням синтезу гемоглобіну, нейтралізацією продуктів метаболічного ацидозу, зменшенням вмісту недоокислених продуктів, тобто, дія препарату спрямована на зменшення ступеню вторинної тканинної гіпоксії. Крім того, такі інгібітори циклооксигенази як АСК та індометацин, попереджаючи синтез та вивільнення біоактивних речовин - прокоагулянтов, знижують активуючий вплив на гемостаз вільних радикалів та перекисних сполук (Бобков Б.Г., Иванова И.А.,1985; Атрощенко Е.С., 1991).

Вплив екзогенних фосфоліпідів та переривчастих гіпоксичних тренувань на ПОЛ та АОС при гіпоксії

Вплив ліпіну на ПОЛ та АОС в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії.

Отримані експериментальні дані про розвиток в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії порушення в організмі прооксидантно-антиоксидантної рівноваги на користь переважання процесів вільнорадикального окислення підтверджують літературні відомості про гіпоксичне пошкодження тканин організму в умовах дефіциту кисню (Меерсон Ф.З., 1982; Конвай В.Д. и соавт., 1982; Хитров Н.К., Пауков В.С.,1991; Лукьянчук В.Д., Савченкова Л.В., 1993; Маньковська І.М. та ін., 1993; Лукьянова Л.Д., 1997). Зміни структури ліпідного шару мембран, що викликаються посиленням процесів ПОЛ, справедливо називають однією з головних причин клітинного пошкодження. Цілеспрямований захисний вплив на клітинні мембрани виявляється можливим, завдяки введенню в організм фосфоліпідів у вигляді ліпосом, оскільки ліпіди ліпосом здатні вбудовуватися у плазматичні мембрани клітин (Грегориадис Г., 1983). Зараз уже доведена на практиці висока ефективність використання ліпосомальних форм лікарських та біологічно активних речовин при різних екстремальних станах (гіпоксії, геморагічному шоці, синдромі тривалого розчавлювання і т.п.) (Ельский В.Н. и др., 1993; Крыжановский Г.Н. и др., 1995; Гонский Я.И. и др.,1996). Раніше у нашій лабораторії було показано, що застосування ліпосом в умовах гіпоксії викликає нормалізацію споживання кисню тканинами та організмом в цілому (Середенко М.М. и соавт., 1993). Однак механізми антигіпоксичної дії ліпосом багато в чому ще залишаються не вивченими. Зокрема, невідомо, як ліпосоми впливають на АОС. Для вивчення стану ПОЛ та активності АОС при гострій гіпоксичній гіпоксії нами був використаний препарат ліпін. Попереднє внутрішньосудинне введення тваринам ліпіну в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії призводило до зниження активності процесів ПОЛ та підвищення ферментативної активності АОС. Так, введення ліпіну знижувало рівень ДК у крові на 30%, МДА - на 17%, у тканинах серця: ДК - на 30%, МДА - на 32%, печінки - ДК - на 38%, МДА - на 43%, легень - ДК та МДА - на 24%, мозку - ДК - на 24%, МДА - на 20%. Разом з цим було зареєстроване підвищення активності СОД у крові на 40%, тканинах серця - на 72%, печінки - на 16%, легень - на 12% та мозку - на 20%. Активність КАТ у крові та серці мала тенденцію до підвищення, а в печінці, легенях та мозку зростала на 44%, 43% та 13% відповідно. Активність ЦП плазми підвищувалася на 48%, а ЗПА крові залишалася на рівні контролю.

Отримані результати свідчать про те, що дія ліпосом (препарат ліпін) при гострій гіпоксичній гіпоксії, яка спрямована на стабілізацію фосфоліпідного шару клітинних мембран, дозволяє попередити активацію процесів ПОЛ, запобігти накопиченню в організмі токсичних перекисних продуктів та пригніченню активності АОС, а також розвитку тяжких гіпоксичних уражень, викликаних активацією процесів вільнорадикального окислення ліпідів.

Вплив переривчастих гіпоксичних тренувань на ПОЛ та АОС при гострій гіпоксичній гіпоксії.

В літературі є дані про те, що переривчастий гіпоксичний вплив виявляє виражений позитивний ефект при різноманітних патологічних станах (бронхіальній астмі, запальних захворюваннях легень і т.п.) (Малышев В.В. и др., 1995; Савченкова Л.В. и др., 1996; Семенов В.Л., Ярош А.М., 1991). Однак конкретні механізми цього ефекту також до кінця не розкриті.

Нами була проведена серія дослідів по адаптації тварин до гіпоксичного впливу за допомогою переривчастої “висотної” гіпоксії. Результати експериментів показали, що гіпоксичні тренування здатні запобігати активації процесів ПОЛ при наступному розвитку гострої гіпоксичної гіпоксії та в деякій мірі підвищувати активність пригнічених при гіпоксії антиоксидантних ферментів. Так, у крові та тканинах серця, печінки, легень та мозку вміст ДК знижувався на 15%, 20%, 17%, 21%, 14%, а МДА - на 21%, 16%, 21%, 19%, 16% відповідно. У адаптованих тварин активність ферментів АОС хоча й була нижчою, ніж у інтактних, у порівнянні з показниками нетренованих тварин, трохи підвищувалася. Зокрема, активність СОД у крові зростала на 15%, тканинах серця - на 18%, печінки - на 12%, легень - на 14% та мозку - на 16%. У відношенні КАТ реєструвалася тенденція до підвищення функціональної активності. Активність ЦП та ЗПА крові також незначно зростала.

Таким чином, отримані дані дозволяють стверджувати, що позитивний ефект застосування переривчастих гіпоксичних тренувань та ліпіну для профілактики і корекції гіпоксичних станів залежить від їх здатності активувати АОС та попереджати надмірне посилення реакцій ПОЛ.

ЛІТЕРАТУРА

1. Питання про стан ПОЛ та АОС організму при зміні шляхів метаболізму АК в умовах гіпоксії, застосуванні ліпіну та гіпоксичних тренувань вивчене недостатньо. Суттєвий науковий та практичний інтерес становить дослідження впливу блокади шляхів окислення АК на ПОЛ та АОС при гіпоксії різного походження. Важливим також є вивчення дії екзогенних фосфоліпідів та тривалої адаптації до гіпоксії на співвідношення ПОЛ/АОС при гіпоксії.

2. Рішення поставлених питань здійснювалося шляхом дослідження впливу препаратів - блокаторів ліпоксигенази (кверцетин, ЛГК) та циклооксигенази (АСК, індометацин), екзогенних фосфоліпідів (ліпін) та тривалих гіпоксичних тренувань на стан ПОЛ та функціональну активність ферментів АОС при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії.

3. Встановлено, що при тяжких гіпоксичних впливах, які призводять до розвитку вторинної тканинної гіпоксії, незалежно від типу гіпоксії відбувається пригнічення функціональної активності ферментів АОС та посилення процесів ПОЛ у крові та тканинах щурів.

4. Виявленість та характер змін активності ферментів АОС та процесів ПОЛ при гіпоксії мають тканинну та органну специфіку, залежать від типу та ступеню тяжкості гіпоксичного впливу. Більш виражене посилення процесів ПОЛ та пригнічення активності ферментів АОС у крові та тканинах щурів відбувається при циркуляторно-гемічній гіпоксії.

5. Попереднє застосування блокаторів ліпоксигеназного та циклооксигеназного шляхів метаболізму АК підвищує активність усіх досліджуваних ферментів АОС та попереджує надмірне посилення активації процесів ПОЛ в умовах гострої гіпоксичної та циркуляторно-гемічної гіпоксії.

6. Застосування блокаторів ліпоксигеназного шляху метаболізму АК при гострій гіпоксичній та циркуляторно-гемічній гіпоксії має більш виражену антиоксидантну дію, ніж застосування в тих же умовах блокаторів циклооксигенази.

7. Попереднє введення ліпіну дозволяє запобігти суттєвій активації процесів ПОЛ та пригніченню активності ферментів АОС при гострій гіпоксичній гіпоксії.

8. Попередня адаптація тварин до гіпоксії методом переривчастих барокамерних тренувань перешкоджає активації ПОЛ у крові та органах тварин, підвищує функціональну активність АОС в умовах гострої гіпоксичної гіпоксії.

Публікації

1.Середенко М.М., Назаренко А.І., Кукоба Т.В. Вплив ліпосом на стан тканинного дихання у тварин при гострій гіпоксичній гіпоксії // Физиол. журн. - 1993. - Т. 39, № 4. - С. 100-103.

2.Середенко М.М., Маньковская И.Н., Назаренко А.И., Розова Е.В., Островская Л.Б., Коваль С.Б., Кукоба Т.В. Некоторые мембранные механизмы изменений состояния тканей организма при адаптации к прерывистой гипоксии и дополнительном гипоксическом воздействии // Нейрогуморальные механизмы патологических процессов. Харьков. - 1996. - С. 67-71.

3.Кукоба Т.В., Середенко М.М., Бутович І.А., Мойбенко О.О. Вплив лінолеат-гідроксамової кислоти на стан процесів перекисного окислення ліпідів та активність ферментів антиоксидантної системи щурів при гіпоксії // Фізіол. журн. - 1998. - Т. 44, № 5-6. - С. 43-48.

4.Кукоба Т.В., Михнев В.А. Влияние кверцетина на состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы при разных типах гипоксии // Актуальні питання дерматовенерології (Наук.-практ. збірник статей. Дніпропетровська держ. мед. академія). Дніпропетровськ.- 1998, Вип.11. - С. 135-137.

5.Кукоба Т.В. Вплив блокади циклооксигенази на стан процесів перекисного окислення ліпідів та антиоксидантної системи організму при гіпоксії // Буковинський медичний вісник. - 1998. - № 2. - С. 58-63.

6.Кукоба Т.В., Середенко М.М. Стан перекисного окислення ліпідів та антиоксидантної системи при циркуляторно-гемічній гіпоксії та їх корекція індометацином // Ліки. - 1998. - №3. - С. 39-42.

7.Середенко М., Мойбенко О., Розова К., Назаренко А., Антонова І., Кукоба Т., Островська Л., Бутович І. Деякі особливості дії двох інгібіторів ліпоксигенази в умовах нормоксії та гіпоксії //Матеріали І конгресу світової федерації українських фармацевтичних товариств.-Львів.-1994.- С. 435.

8.Кукоба Т.В., Назаренко А.І., Розова К.В., Середенко М.М. Зміни функціонального стану тканин організму при дії переривчастої гіпоксії // Фізіол. журн. - 1996. - Т. 42, № 3-4. - С.19.

9.Середенко М.М., Кукоба Т.В. Соотношение процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы организма при гипоксии различного происхождения // Кислород и свободные радикалы. Материалы VI международного симпозиума. - Гродно. - 1996. - С. 26-27.

10.Кукоба Т.В., Розова Е.В., Середенко М.М. Протекторное действие кверцетина при острой гипоксической гипоксии //Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция. Материалы Всероссийской конференции.-Москва.- 1997.- С. 65.

11.Кукоба Т.В. Стан перекисного окислення ліпідів та антиоксидантної системи щурів при гіпоксії та блокуванні циклооксигенази аспірином //Фізіол. журн. - 1998. - Т. 44, № 3. - С. 140-141.

12.Середенко М.М., Маньковська І.М., Розова К.В., Моісеєнко Є.В., Назаренко А.І., Коваль С.Б., Кукоба Т.В., Островська Л.Б., Портніченко В.І., Тимченко О.Г., Волгін Д.В. Стан систем забезпечення організму киснем при екстремальних впливах шляхом дії на метаболізм фосфоліпідів // Фізіол. журн. - 1998. - Т. 44, №4. - С. 111.

13.Кукоба Т.В. Влияние липина на перекисное окисление липидов и антиоксидантную систему при гипоксии // Гіпоксія: деструктивна та конструктивна дія. Матер. міжнар. конф. - Київ. - 1998. - С. 108-109.

????????? ?? Allbest.ru