Роль глицинергической стресс-лимитирующей системы в предупреждении стрессорных повреждений внутренних органов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль глицинергической стресс-лимитирующей системы в предупреждении стрессорных повреждений внутренних органов

Ощепкова О.М., Семинский И.Ж.

В последние годы появилось много исследований, посвященных изучению негативных последствий стресса, его влиянию на различные органы и системы организма и, что особенно актуально, профилактике и фармакологической коррекции вызванных стрессом повреждений. Использование различных подходов и методических приемов при изучении данной проблемы позволило понять, что стрессорные повреждения внутренних органов можно не только лимитировать, но и успешно предупреждать двумя основными путями: адаптируя организм к факторам окружающей среды и используя медиаторы и метаболиты стресс-лимитирующих систем. Одним из перспективных принципов коррекции стрессорных повреждений внутренних органов является активация естественных стресс-лимитирующих систем организма, направленная на нормализацию нейрохимических и нейрогормональных сдвигов. С этих позиций особый интерес представляет исследование физиологической активности естественных медиаторных аминокислот или их синтетических аналогов. Малоизученной стресс-лимитирующей системой является глицинергическая, медиатором которой служит тормозная аминокислота глицин. Мы предположили, что при стрессе развивается активация этой системы, увеличение выработки и накопление эндогенного глицина и, тем самым ограничивается возбуждение стресс-реализующих систем и стрессорные повреждения внутренних органов. Поэтому была изучена возможность использования глицина и его структурных аналогов для ограничения негативных эффектов стресса. Теоретическим обоснованием выбора этой группы веществ послужил тот факт, что глицин является одной из наиболее важных тормозных аминокислот. Однако показано, что глицин практически не проникает из крови в ткань мозга, а синтезируемого в мозге из серина или глюкозы оказывается недостаточно для подавления гиперактивации стресс-реализующих систем при тяжелом и длительном стрессе. Поэтому, несмотря на то, что глицин способен вызывать постсинаптическое торможение в ЦНС и, как следствие, подавлять активность адренергических структур мозга, его антистрессорный эффект практически не изучен, т.к. введение экзогенного глицина неэффективно. В связи с этим была предпринята попытка поиска в ряду производных глицина эффективных соединений, хорошо проникающих через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), и действующих на центральные механизмы реализации стресс-реакции.

Опыты были проведены на 342 белых крысах-самцах. Стресс воспроизводился посредством 6-часовой иммобилизации крыс на спине после предварительного 24-часового голодания. В работе применялись производные глицина. Препараты вводили за 30 минут до иммобилизации животных внутрибрюшинно: ДБГ - в дозе 25 мг/кг, ФП-1 в дозе 10 мг/кг. Дозы подбирались экспериментальным путем по максимальному эффекту этих веществ в купировании поражения слизистой оболочки желудка крыс после перенесенного стресса. Для оценки способности этих веществ проникать через гематоэнцефалический барьер была использована модель стрихниновых судорог, так как стрихнин является специфическим антагонистом глицина и блокирует постсинаптическое торможение нейронов головного и спинного мозга, вызванное глицином. Интенсивность и продолжительность стресс-реакции определяли с помощью таких критериев, как динамика уровня эозинофилов и кортикостерона в крови, концентрации катехоламинов в надпочечниках и развитие язвенных поражений слизистой оболочки желудка, закономерно отражающих процесс развития стресс-реакции. Активность процессов ПОЛ определяли по накоплению продуктов преоксидации липидов (ГПЛ и МДА), а также по изменению антиокислительной активности сыворотки крови. Для оценки повреждения клеток регистрировали активность трансаминаз в крови и органах. Стрессорные повреждения внутренних органов изучали с помощью методов световой, поляризационной и электронной микроскопии с последующим морфометрическим анализом.

Проведенные исследования, показали, что 6 структурных аналогов глицина, синтезированных в ИрИОХе и во 2-м МОЛГМИ, многократно сокращали длительность стрихнин-индуцированного судорожного синдрома, причем увеличивался как латентный период возникновения судорог, так и продолжительность жизни животных. Это свидетельствует о том, что все использованные вещества проникают через ГЭБ. Наиболее активными оказались химические соединения: N.N-дибензилглицин (ДБГ) и амид (4-фенил-2-пирролидон-1-ил) глицилглицина (ФП-1).

Далее было установлено, что у крыс, получавших перед стрессорным воздействием (6-часовая иммобилизация) ДБГ и ФП-1, сокращалась длительность постстрессорной эозинопении с 39 до 21 и 24 часов соответственно, т.е. значительно уменьшалась продолжительность стадии тревоги стресс-реакции, что свидетельствует о существенном антистрессорном эффекте производных глицина. Это подтверждает и тот факт, что если у животных контрольной группы через 2 часа после окончания стрессорного воздействия в 100% случаев развивались язвенные поражения слизистой оболочки желудка, то предварительное введение ДБГ и ФП-1 в дозе 10 мг/кг в значительной степени уменьшало выраженность язвенных поражений: соответственно в 5 и 9 раз сокращалось количество язв желудка, их средняя длина уменьшалась на 29,1% и 67,9% соответственно (Р<0,05), причем в 50% и в 75% случаев эти вещества полностью предотвращали развитие язвенно-эрозивных поражений слизистой желудка. Известно, что одним из ключевых механизмов повреждения внутренних органов при стрессе является активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Установлено, что наиболее выраженная активация процессов ПОЛ у крыс после иммобилизации наблюдается при переходе стадии тревоги стресс-реакции в стадию резистентности, определяемом по возникновению пика эозинофилии закономерно следующему за эозинопенией, когда уровень гидроперекисей липидов (ГПЛ) превышает контрольный в 4,2 раза, а малонового диальдегида (МДА) -- в 1,9 раза (Р<0,01) на фоне некоторого компенсаторного увеличения антиокислительной активности сыворотки крови (АОА). У крыс же, получавших перед стрессом ФП-1 и ДБГ, количество ГПЛ было достоверно ниже, чем у животных, подвергнутых только стрессу, а уровень МДА приближался к исходному.

Проведенные исследования показали, что используемые вещества в значительной мере предупреждают нарушения структуры внутренних органов при стрессе. Это выразилось в достоверном уменьшении альтеративных изменений по сравнению с контрольными животными, предупреждением развития некрозов, преобладанием обратимых форм дистрофии и уменьшении общего объема пораженных тканей. У животных, получавших перед стрессом ДБГ и ФП-1, степень выраженности альтерации внутренних органов, оцениваемая по проценту некротизированной ткани в сердце и печени и проценту инфильтрированных участков в легких, снизилась: в сердце - в 2 раза, в печени - в 2,5 раза, в легких - более чем в 5 раз. Альтеративные изменения достигали максимума значительно раньше, чем в контроле и соответствовали по времени пикам эозинофилии при введении производных глицина. Восстановительные процессы начинались раньше, чем у контрольных животных и протекали более оптимально: сердце к концу исследования восстанавливалось полностью, в печени и легких оставались измененные участки.

Оценивая в целом представленные результаты, можно прийти к выводу, что активация глицинергической системы играет роль естественного неспецифического тормозного механизма, ограничивающего стресс-реакцию и предупреждающего развитие стрессорных повреждений внутренних органов.

На основании результатов собственных исследований и сведений, имеющихся в литературе, предложена концепция, раскрывающая механизмы антистрессорного и стресс-протективного эффекта производных глицина. Индуцированная глицином активация центральных тормозных механизмов, вызванная как прямым действием глицина, так и опосредованная через другие стресс-лимитирующие системы, ограничивает возбуждение центров, детерминирующих стресс-реакцию. Вследствие этого тормозится выход рилизинг-факторов, освобождающих АКТГ, и гасится возбуждение адренергической системы, что, в свою очередь, предотвращает подъем уровня катехоламинов и глюкокортикоидов, действующих на органы-мишени. Предупреждая развитие стрессорной гиперкатехоламинемии, химические аналоги глицина тем самым ограничивают гиперактивацию ПОЛ, а, следовательно, и гиперферментемию. Известно, что глицин и его производные оказывают достоверное гиполипидемическое действие и таким образом, вероятно, ограничивают детергентное действие жирных кислот, один из компонентов липидной триады. Имеются данные, что введение глицина усиливает синтез глутатиона, что способствует увеличению мощности глутатионзависимой антиоксидантной системы, защищающей клетки от разрушающего действия токсических перекисей липидов.

Ограничение альтеративных изменений структуры внутренних органов при стрессе обусловлено еще, по-видимому, и тем, что, предупреждая повышение концентрации катехоламинов, производные глицина в значительной степени уменьшают присущий катехоламинам стойкий вазоконстрикторный эффект, способствуя улучшению кровоснабжения органов-мишеней и, тем самым уменьшают гипоксию тканей и, соответственно, их альтерацию. Близким к этому механизму является способность глицина снижать степень гипоксического повреждения дыхательной цепи, предотвращая в ней развитие электронтранспортного блока и поддерживая уровень НАД-зависимого окисления. Следовательно, проявляя свойства прямого антигипоксанта, глицин способен ограничивать альтеративные изменения, вызванные гипоксией. Полученные данные позволяют говорить о выраженном стресс-протективном эффекте производных тормозной аминокислоты глицина. Предупреждая возбуждение стресс-реализующих систем, они ограничивают реализацию ключевого звена стрессорных повреждений - гиперактивацию ПОЛ и тем самым эффективно предотвращают альтеративные изменения в органах-мишенях.

Подводя итог, можно сказать, что проведенные исследования позволили установить закономерности развития альтеративных изменений структуры внутренних органов при стрессе и выявили возможности ограничения стресс-реакции и предупреждения стрессорных повреждений внутренних органов путем активации глицинергической стресс-лимитирующей системы с помощью введения производных медиатора этой системы - глицина.

В совокупности все изложенное обосновывает представление о наличии в организме еще одной центральной стресс-лимитирующей системы - глицинергической, раскрывает ее важную роль в расширении защитно-компенсаторных возможностей организма при стрессе. В связи с этим открываются перспективы в области разработки и применения нового класса химических соединений с высокой антистрессорной активностью.

стрессорное повреждение глицинергическая система

Размещено на Allbest.ru