Характеристика состояния структуры и функции мембранной системы при экспериментальных патологиях поджелудочной железы и пути патогенетической коррекции Сабирова, Рихси Абдукадыровна

Введение к работе

Актуальность темы. В настоящее время при изучении патогенеза различных заболеваний с позиций патофизиологии и патобиохимии, которые определяют клинические н клинико-лабораторные прояления их, особый интерес представляет состояние механизмов нарушения метаболической системы клеток, молекулярная их организация и изыскание путей коррекции. Так, изучение структурно-функциональных нарушений в мембраіах гепатоци-тов при различных по генезу повреждениях выявило стереотипность изменений в содержании фосфо- и гликолипидов, жирнокислотном составе, направленных, видимо, на сохранение жизнедеятельности клеток (А.И.Николаев с соавт.,1991). Исследование механизмов развития н течения различных патологических процессов показывает, что изменения структуры и функции биологических мембран являются важным звеном в цепи возникающих нарушений. При этом независимо от того действуют ли повреждающие агенты на саму мембрану или действие их опосредовано каким-либо промежуточным фактором, мембраны чутко реагируют на воздействия изменением структурных компонентов и активности мембраносвязанных'ферментов (К.Г.Карагезян с соавт., 1982; X. Агзамон с соавт. 1983; Т.М.Ишанходжаев, 1984; А.М.Трьннкин с соавт., 1986,1987; Д.Т.Мирталипов, 1989; Т.С.Саатов, 1990). Исклю^штелыю важная роль лигаїдиого бислоя в поддержании целостности и функциональной активности биологических мембран предопределяет значение повреждения бислоя в развитии патологических состояний.

В исследованиях последних лет, направленных на выяснение патогенеза и этиологии сахарного диабета, установлено, что в механизме нарушения углеводного и липидного обменов основное мес 'га занимают нарушения молекулярной структуры и функции биомембран гспатоцитов. Опубликовано немало работ, свидетельствующих о нарушении многих функций печени и при панкреатитах. Однако состояние липидного состава и связанная с ним энергетическая функция митохондрий печени при этом остаются почти не выясненными.

Состояние клеточных мембран является одним из интегральных показателей степени адаптации.организма. Исследованиями последних лег установ-

лена важная роль усиления свободнорадикалыюго окисления липидов мембран в развитии сахарного диабета, панкреатитов, что приводит к расстройствам микроструктуры, физико-химических свойств и основных функций мембран.

Есть основание предполагать, что в основе, молекулярного механизма морфофункциональных нарушений в печени при диабете (А.Ф.Блюгер, И.Н.Новицкий, 1984;Я.Мусил, 1985), угнетения детоксикационной потенции , печени, сопровождающегося снижением активности монооксигеназных ферментов при остром экспериментальном панкреатите (М.З.Мухтарова, 1992), лежит пероксидация липидов и нарушите молекулярной структуры биомембран различных клеток, в том числе эндоплазматического ретикулума гепато- цитов, под влиянием различных зіщотоксинов, образующихся при данной патологии.

Применение различных природных и синтетических антиоксидантов при патологических состояниях, сопровождающихся активацией свободноради-кального окисления липидов, способствует заметному ингибированию этих процессов с одновременным упорядочением качественного и количественного состава липидов и функциональных параметров мембран. Так, известно, что альфа-токоферол и ретинол - миноршые компоненты биомембран клеток играют важную роль в обеспечении структурной и функциональной полноценности клеток организма. Являющийся мощный антиоксидантом альфа-токоферол, встраиваясь в клеточные и субклеточные мембраны, способствует их стабилизации и существенному подавлению свободнорадикалыюго окисления липидов в них (Ю.И.Афанасьев, Т.В.Боронихина, 1987)

В связи с тем, что существует анатомо-физиологическая взаимосвязь и взаимозависимость между деятельностью поджелудочной железы и печени (Э.К-Забелинский, 1973; О.Я.Карташова с соавт.1975; К.А.Зуфаров с соавт. 1993), представляет большой интерес сравнительное исследование изменений структуры и функции митохондриальной мембраны печени при развитии двух различных по генезу заболеваний поджелудочной железы - экспериментального аллоксанового диабета и острого панкреатита. Такой подход дает возможность выяснить ранее не известные отдельные и универсальные механизмы развития этих заболеваний на уровне клеток и субклеточных образований. Остается недостаточно выясненным возможная эффективность альфа-токоферола в лечении и предупреждении заболеваний поджелудочной железы, а роль ретинола в этом плане почти не исследована.

Известно, что физиологическая активность эритроцитов также определяется физико-химическим состоянием биомембран.в частности качественным и количественным составом липидов и скоростью их обновления (А.Г.Ма-рачев с соавт., 1983). Изучение структуры и функциональной активности эритроцитарной мембраны в сравнении с изменешями митохондриальной

мембраной гепатоцитов при патологиях поджелудочной железы имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение.

Исходя из вышеизложенного - актуальности и научно-практической значимости разработки вопросов данной проблемы в настоящей работе поставлена цель: изучить состояние структуры и функции мембран митохондрий печени и эритроцитов при экспериментальных патологиях поджелудочной железы и разработать пути патогенетической коррекции.'

Поставленная цель предопределила решение следующих задач при экспериментальном аллоксановом диабете и остром панкреатите:

1. изучение структуры мембран митохондрий печени, эритроцитов в динамике экспериментальной патологии поджелудочной железы;

2. исследование процесса окислительного фосфорилирования и активности ферментов дыхательной цепи митохондрий печени;

3. изучение кислотной резистентности эритроцитов;

4. изучение состояния иерекисного окисления лишздов (ПОЛ) и ферментов антиокислителыюй системы (АОС) мембран митохондрий печени и эритроцитов;

5. исследование динамики содержания среднемолекулярных пептидов (СМП) в сыворотке крови;

6. изучение патогенетических механизмов действия альфа-токоферола и ретинола на структурно-функциональное состояние мембран в динамике развития и лечении острого панкреатита и аллоксанового диабета у крыс.

Научная новизна исследований. Впервые при экспериментальных патологиях поджелудочной железы токсического и воспалительного геиеза обнаружены общие закономерности изменения структурно-функциональных свойств мембран митохондрий печени и эритроцитов. Изменения структуры мембран при. данных экспериментальных моделях носят однонаправленный характер: усиление ПОЛ и ферментативной АОС, сдвиги в активности мем-браносвязанных ферментов.

Установлены отличительные особенности структурно-функциональных сдвигов в мембранах митохондрий печени и эритроцитов в динамике развития поражения поджелудочной железы аллоксаном и Холодовым фактором, проявляющиеся в различной степени активации нерсокисления, изменениях фосфолипндного и жирнокислотного спектра мембран.

Впервые установлено значительное увеличение (в 4 раза) содержания С.'МП и лизофосфатидилхолипа (ЛФХ) при экспериментальном панкреатите, что отличает его от аллоксанового поражения поджелудочной железы.

Впервые доказано защитное и лечебное действие альфа-токоферола и ретинола, выражающееся в предотвращении структурных и функциональных нарушений мігіч'>\оіідрііалі.і(і.і\ и jpirrpoiui гарных мембран при аллоксановом

диабете и остром панкреатите, а также показаны отличительные признаки их воздействия на биохимические показатели.

Практическая значимость. Получеїшьіе результаты расширяют и уточняют представления о патогенезе экспериментального аллоксанового диабета и острого панкреатита. Использованные биохимические методы и выявленные изменения показателей позволяют усовершенствовать методы дифференциальной диагностики при патологиях поджелудочной железы. Полученный материал позволяет разработать метод патогенетической коррекции структурно-функциональных нарушений в мембранах. Мембранопротекторное и лечебное применение альфа-токоферола и ретинола оказывает различное . по выраженности положительное действие на состояіше мембран, что имеет важное значение в разработке методов комплексной терапии этих заболеваний. Результаты исследований внедрены в учебный процесс и используются при чтении лекцій и проведении практических занятий по курсу патофизиологии, биохимии и эндокринологии во Втором ТашГосМИ, а также при лечении больных сахарным диабетом в эндокринологическом отделении клиники Второго ТашГосМИ (удостоверение Ms 3 на рационализаторское предложение, выданное Министерством здравоохранения Республики Узбекистан от 8 мая 1991 г.), острым панкреатитом в хирургическом отделении МСЧ Главташкентстроя.

Основные положения, выносимые на защиту.

1.Экспериментальный аллоксановый диабет и острый панкреатит сопровождается снижением энергетического обмена в митохондриях гепатоцитов, в основе которого лежит изменение молекулярной структуры биомембраны этих органелл при изученных формах патологии.

2. Для острого панкреатита и экспериментального аллоксанового диабета характерно существенное усиление перекисного окисления липидов, изменение липидного состава мембран эритроцитов и митохондрий гепатоцитов. Альфа-токоферол предотвращает усиление ПОЛ в них и оказывает благоприятное действие на их структуру и функцию. '

3. В патогенезе экспериментальных поражений поджелудочной железы существуют общие стереотипные механизмы изменений мембран и отличительные особенности сдвигов структурногфункционального состояния мембран митохондрий печени и эритроцитов при аллоксановом диабете, и панкреатите. :

4. Для экспериментального диабета характерно снижение, а для панкреатита - увеличение содержания СМП в крови. Альфа-токоферол повышает СМП в крови при аллоксановом диабете, а ретинол снижает СМП в норме и при экспериментальном панкреатите.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на V конференции биохимиков Средней Азии и Казахстана (Ташкент, 1991), на научно-практической Узбекско-Турецкой конференции (Ташкент, 1992), на научной конференции с международным участием "Региональные проблемы питания" (Алма-Ата, 1992), на 2 конференции биохимиков Узбекистана (Ташкент, 1993), на первой итоговой научно-практической конференции "Актуальные вопросы медицины" (Второй ТашГосМИ, 1993), межкафедралыюй научной конференции кафедр патофизиологии, биохимии, фармакологии, нормальной физиологии, ЦНИЛ (Второй ТашГосМИ, 1993), на второй итоговой научно-практической конференции "Актуальные вопросы медицины" (Второй ТашГосМИ, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 статей и одно рационализаторское предложение.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена На 265 страницах машинописи. Содержит 58 таблиц и 17 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, описания собственных исследовашш, обсуждения результатов исследования, выводов и указателя литературы, включающего 343 отечествеїшьіх и иностранных источников.