Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7
1.1. Энергетический метаболизм миокарда в норме 7
1.2. Особенности энергетического метаболизма миокарда при гипоксии 15.
1.3. Изолированное сокращающееся сердце как модель для изучения процессов окислительного метаболизма 28
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .35
3. СОБСТВЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ 50
3.1. Оценка адеватности модели изолированного сокращающегося сердца для комплексного изучения его функции и окислительного метаболизма . 50
3.2. Изучение особенностей окислительного метаболизма изолированного сокращающегося сердца у животных с различной чувствительностью к гипоксии 64
3.3. Общая схема нарушений функции дыхательной цепи и сократительной функции миокарда и прин-циты их коррекции у животных с- различной чувствительностью к кислородной недостаточности
3.4. Использование изолированного сокращающегося сердца крысы в качестве модельной системы для отбора антигипоксантов 112
ОБСУЖДЕНИЕ 131
ВЫВОДЫ 146
ЛИТЕРАТУРА 148
- Энергетический метаболизм миокарда в норме
- МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- Оценка адеватности модели изолированного сокращающегося сердца для комплексного изучения его функции и окислительного метаболизма
Энергетический метаболизм миокарда в норме
Высокоэнергетические соединения необходимы для всех видов деятельности миокардиальной клетки. Основная доля энергии в нормально функционирующем сердце тратится на механическую работу сокращения миокардиальных клеток, остальная ее часть расходуется на синтетические процессы (образование гликогена, липидов, белков, поддержание целостности мембран).
Сердце - непрерывно работающий орган, поэтому, обмен веществ в нем сбалансирован таким образом, чтобы постоянно поставлять необходимое количество энергии для поддержания его сократительной функции, В этом его отличие от скелетных мышц, в которых при интенсивной работе могут накапливаться недоокисленные продукты, возникать кислородная задолженность, снижаться содержание АТФ и возникать утомление.
Образование высокоэнергетических соединений в сердце, как и в других органах и тканях, может происходить двумя основными путями: за счет аэробного окисления в дыхательной цепи митохондрий и при анаэробном превращении углеводов - гликолизе. Однако высокая эффективность энергопродукции в сердечной мышце обеспечивается прежде всего тем, что окисление всех субстратов в ней, в отличие от других мышц, осуществляется, в основном, аэробным путем. Общая же активность ферментов гликолиза в миокарде, как и интенсивность гликолитического процесса, во много раз ниже, чем в других тканях. Например, активность фосфорилазы, катализирующей распад гликогена, в сердце в 6-8 раз ниже, чем в скелетной мышце (Северин, 1961; Bze-fschne.ic/ez ,1957). Поэтому, вклад гликолиза в энергетический обмен сердца весьма ограничен и при адекватном снабжении кислородом играет лишь вспомогательную роль (УоЄелвегдег,ИаЬав ,1968). За счет энергии, образующейся в результате только лишь гликолитического распада углеводов, сердце способно сокращаться не более 10 мин (Северин, 1961).
Материалы и методы исследования
Метод изолированного сокращающегося сердца позволяет проводить комплексные сравнительные исследования метаболического состояния органа при параллельной регистрации его сократительной функции.
На основе модели ретроградной перфузии органов по Ланген-дорфу (Іопс/елс/от./]? ,1895) была разработана и смонтирована пер-фузионная установка, оснащенная системой комплексной многопараметрической регистрации различных функционально-метаболических показателей изолированного сердца крысы.
Установка для перфузии изолированного сердца состоит из шести основных узлов (рис. а. ): I) резервуара с перфузионным раствором на 250-500 мл; 2) перистальтического насоса; 3) оксигенатора; 4) собственно перфузионной камеры: 5) градуированной пробирки для сбора коронарного элюата; б) двух полярографических ячеек для определения напряжения кислорода в притекающем и оттекающем от сердца перфузате.
Препаровка сердца. В экспериментах использованы беспородные крысы-самцы после 24 часов голодания. За час до опыта животным интраперитонеально вводили раствор гепарина из расчета 1,0 мг на 100 г веса. Забой животного проводили путем церви-кального смещения, что приводило к гибели животного значительно быстрее, чем при декапитации. После этого с помощью двусторонней подрезки грудной клетки вскрывали грудную полость. Переднюю стенку грудной клетки откидывали назад. Перикард и другие тканевые филаменты отсекали и освобождали сердце.
Оценка адеватности модели изолированного сокращающегося сердца для комплексного изучения его функции и окислительного метаболизма
Большинство исследователей сходятся во мнении, что при определенных условиях можно добиться того, что работа изолированного сердца будет лишь минимально отличаться от ин виво (N«ey, 1967; 6агЄі?\дг, 1976; 2Га г una Капі 1979; биагпіегу ,І979;Таез-і-тіуег, 1980; SwiitVi, йде/єй ,1983). Для ЭТОГО необходимо два главных условия: І) прохождение перфузата через сердце под повышенным давлением и со значительной скоростью; 2) повышенная оксигена-ция перфузата. Оба условия направлены на улучшение снабжения кар-диоцитов кислородом, которое нарушается в искусственной системе. Первое из них необходимо также для реализации сократительной функции сердца. Величина давления столба жидкости в левом желудочке, при котором большинству авторов удавалось поддерживать работу сердца, близкую к "физиологической", составляет 100-120 см водного столба (t eey ,1967; Таед+еуе г. ,1980). Однако только увеличение перфузионного давления и скорости потока перфузата не могут обеспечить нужное насыщение тканей кислородом. Для компенсации кислородной недостаточности в перфузируемом сердце, согласно разным авторам, необходимо насыщение артериального перфузата кислородом не менее, чем на 80$ ( і ееЄс/,1967; Бе 7 so tin, 1978; Таeg-Jmeyei. »1980; Геиуг , 1980; \\НгЛч9с1е 1983). Это определяется, во-первых, кислородсвязывающей способностью солевого раствора, которое намного ниже цельной крови, где присутствует специфический переносчик кислорода - гемоглобин, и, во-вторых, существенно более низкой вязкостью солевого раствора сравнительно с кровью, что также снижает напряжение в нем кислорода.
Однако имеются данные (Сооле.у ,1981), что даже при поддержании таких условий, сократительная способность изолированного сердца составляет не более 70fo от уровня ин виво. Это может быть обусловлено высоким давлением и низкой кислородсвязываю-щей способностью перфузионного раствора по сравнению с цельной кровью, а также отсутствием нейро-гуморального контроля, имеющего место ин виво.
Была проведена проверка этих положений на используемой нами модели изолированного сокращающегося сердца и полученный экспериментальный материал лег в основу обоснования оптимального режима работы с ней.
