Содержание к диссертации
Введение
I.Обзор литературы
1.1. Метаболизм этанола и ацетальдегида в животном организме и биохимические основы их патологических эффектов 10
1.1.1. Энзиматические механизмы утилизации этанола в организме и его влияние на основные стороны обмена 11
1.1.2.Ацетальдегид и другие метаболиты этанола, значение их в проявлении его токсического эффекта 17
1.2. Энзиматические механизмы регуляции обмена нуклеиновых кислот и влияние на них алкогольной и ацетальдегидной интоксикации 22
1.2.1. Нуклеотиды как предшественники синтеза нуклеиновых кислот и мощные факторы регуляции обмена веществ, нарушение их метаболизма 22
1.2.2.Влияние этанола и его метаболита ацетальдегида на процессы биосинтеза и распада нуклеиновых кислот и генетические последствия нарушения их обмена 31
II.Экспериментальный материал и примененные метолу 37
III.Собственные исследования
3.1. Содержание нуклеиновых кислот и активность некоторых ферментов их метаболизма в сыворотке крови и печени лиц, находившихся в состоянии алкогольного опьянения различной тяжести 48
3.2.Влияние этилового спирта и ацетальдегида на содержание нуклеиновых кислот и некоторых их предшественников в печени и в сыворотке крови крыс 54
3.2.1.Содержание нуклеиновых кислот и активность транскетолазы 54
3.2.2. Нуклеотидный фонд гепатоцитов и содержание адениловых нуклеотидов в крови 62
3.3.Действие этилового спирта и ацетальдегида на активность ферментов и содержание продуктов катаболизма нуклеиновых кислот 88
ІV.Обсуждение полученных результатов 102
Выводы 127
Указатель литературы 129
- Энзиматические механизмы утилизации этанола в организме и его влияние на основные стороны обмена
- Нуклеотиды как предшественники синтеза нуклеиновых кислот и мощные факторы регуляции обмена веществ, нарушение их метаболизма
- Содержание нуклеиновых кислот и активность некоторых ферментов их метаболизма в сыворотке крови и печени лиц, находившихся в состоянии алкогольного опьянения различной тяжести
- Нуклеотидный фонд гепатоцитов и содержание адениловых нуклеотидов в крови
Введение к работе
Медико-биологические аспекты алкоголизма изучаются уже давно. Первые опыты, проведенные с целью выяснения действия алкоголя на животных, описаны еще в 1699 году. Однако и в настоящее время актуальность этой проблемы велика, поскольку согласно литературным данным, как в СССР так и в ряде высокоразвитых капиталистических стран отмечается тенденция к росту заболеваемости алкоголизмом. Так общее число больных с 1930 по 1965 гг. в основных странах мира увеличилось примерно в 50 раз ИЗІ. Согласно данным выборочных исследований по 15 экономически развитым капиталистическим странам количество больных алкоголизмом в I960-1975 гг. составляло в среднем среди городских жителей 14,8 на 1000 населения, причем в СССР этот показатель в начале 70-х годов характеризовался отношением 4:1000 [_94_|.
Пьянство и алкоголизм приносят значительный экономический ущерб, способствуют развитию ряда соматических заболеваний и психических расстройств алкогольной этиологии, увеличивают травматизм на производстве и в быту, сокращают жизнь трудоспособного населения, которая в среднем у людей, систематически употребляющих в больших количествах спиртные напитки, составляет 55 лет [75,II5J. По статистическим данным смертность населения от алкоголизма и связанных с ним заболеваний в настоящее время занимает одно из первых мест в мире [24,102, II5J, причем главные причины смерти больных алкоголизмом - сердечно-сосудистая патология, несчастные случаи, острая алкогольная интоксикация, циррозы печени [l69J.
- б -
В то же время из широкого круга задач, определяющих проблему алкоголизма, вопросы патогенеза до сих пор считаются наименее изученными. В связи с этим перспективным направлением в исследовании алкоголизма является изучение метаболических процессов различных органов и систем при воздействии алкоголя и в первую очередь печени, которая, являясь детоксицирующим органом, осуществляет не только элиминацию этилового спирта, но и выполняет ряд жизненноважных функций. Среди них основное значение имеют биосинтетические процессы, обусловленные набором нуклеиновых кислот, которые, составляя генетический аппарат клетки, отвечают за процессы деления, передачу наследственной информа« ции, синтез разнообразных биологически активных веществ и ферментов. В связи с этим любое воздействие на метаболизм этих биополимеров может иметь серьезные последствия для организма.
При изучении действия этилового алкоголя и исследовании биохимических основ развития хронического алкоголизма, особое место занимает первичный продукт метаболизма этанола - ацеталь-дегид, который примерно в 10 раз токсичнее своего предшественника И5І. Исходя из этого изучение влияния ацетальдегида наряду с этанолом может сыграть определенную роль в расшифровке патогенеза алкоголизма, поскольку высокая химическая активность ацетальдегида, а также его значение как одного из основных метаболитов клетки в сочетании со значительными токсическими свойствами, не могут быть безразличными при введении значительных количеств.этилового спирта.
Цель и задачи исследования. Учитывая, что данные по изучению нуклеиновых кислот и их метаболитов после действия этанола немногочисленны и противоречивы, а также тот факт, что влияние ацетальдегида на вышеуказанные компоненты фактически не иссле-
довалось, цель и задачи настоящей работы были следующие:
Выяснить влияние острого воздействия различных доз этилового алкоголя на содержание нуклеиновых кислот и компонентов, связанных с их катаболическими и анаболическими реакциями в печени и сыворотке крови человека.
С целью выяснения некоторых сторон механизма алкогольной интоксикации, в эксперименте исследовать влияние этилового спир та и продукта его окисления ацетальдегида на содержание нуклеиновых кислот в гепатоцитах в динамике после однократного введения токсических доз вышеуказанных веществ.
Изучить действие этилового спирта и ацетальдегида на ряд ферментов печеночной ткани, участвующих в процессах анаболизма и катаболизма основных компонентов генетического аппарата клетки.
k. Выяснить эффект действия изучаемых веществ на содержание главных предшественников ДНК и РНК печени и на уровень аденило-вых нуклеотидов, являющихся регуляторами процессов, способствующих образованию и утилизации АТ - основного макроэргического соединения организма.
5. Выявить гематологические биохимические показатели,характеризующие сдвиги в обмене нуклеиновых кислот при экспериментальной алкогольной и ацетальдегидной интоксикации, учитывая, что кровь может явиться доступным объектом для исследования при соответствующих интоксикациях и у людей.
Научная новизна. Поскольку в литературе отсутствуют данные о глубине развивающихся изменений под действием этилового спирта у людей с различной степенью алкогольного опьянения, мы изучили активность ряда ферментов нуклеинового обмена в сыворотке крови, полученной от людей, находящихся в средней стадии алко-
— о **
гольного опьянения и коматозном состоянии, а также исследовали каталитическую функцию тех же энзимов и содержание нуклеиновых кислот в печени людей, погибших от острого алкогольного отравления. Такого рода исследования ранее не проводились.
Новизна работы заключается и в том, что наряду с изучением содержания нуклеиновых кислот, нами установлен характер изменения метаболитов, являющихся их предшественниками и принимающих участие в реакциях синтеза ДНК и РНК, а также тех продуктов, которые способствуют расщеплению этих биополимеров и образуются в процессе их распада, в ответ на поступление в организм этилового алкоголя. Немногочисленные работы, посвященные изучению обмена нуклеиновых кислот, лишь констатируют сдвиги в содержании ДНК и РНК при этанольнои интоксикации, но не включают вопросы, связанные с выяснением механизмов наблюдаемых изменений.
Новым является и то, что содержание данных показателей в печени и сыворотке крови крыс исследовалось не только после действия этанола, но и его основного метаболита - ацетальдеги-да, который, согласно литературным данным обладает более выраженным токсическим действием и кроме того ему приписывается определенная роль в развитии алкогольной мотивации.
В процессе выполнения работы разработано три рационализаторских предложения, касающиеся исследования уровня свободных нуклеотидов в печени и в крови животных, а также определения активности ксантиноксидазы в сыворотке крови (рационализаторские предложения Ш 729,1193,1311).
Практическая значимость. Проведенное в сравнительном аспекте исследование влияния этанола и ацетальдегида на метаболические реакции, непосредственно связанные с генетической основой
_ 9 -
клетки, вскрывают важные механизмы этанольнои интоксикации, что будет способствовать разработке патогенетически обоснованной те рапии алкоголизма. При этом заболевании, затрагивающим и искажа ющим функции почти всех органов и систем организма только на этой основе и можно создать лекарственные препараты, обладающие стойким купирующим действием по отношению к болезненному влечению к алкоголю или вызывающие выраженный эффект отвращения к нему.
В результате исследования ряда биохимических показателей крови лиц, находившихся в различной степени алкогольной интоксикации выявлено закономерное изменение содержания мочевой кислоты в зависимости от концентрации этилового спирта, что дает основание рекомендовать этот показатель в качестве теста для ди агностики степени алкогольного отравления. А существенное повышение уровня ЦД$ и УМ$ в печени животных после введения токсических доз этанола может лечь в основу теста для определения причины смерти от алкогольной интоксикации.
В лабораторной практике могут быть использованы модификации метода определения концентрации свободных нуклеотидов в крови и печени экспериментальных животных.
Анализ литературных данных и собственных наблюдений, а также экспериментальное обоснование сделанных выводов, представлены в следующих главах диссертации.
Энзиматические механизмы утилизации этанола в организме и его влияние на основные стороны обмена
Основным органом, метаболизирующим этиловый алкоголь является печень [37,49,98,115,146,228,261,281, 348]. Окисление этанола в гепатоцитах осуществляется в два этапа, на первом из которых он превращается в ацетальдегид под действием трех энзимных систем - алкогольдегидрогеназы, каталазы и микросомальной этанолокисляющей системы [l5,38,47,81,88,160,212,224,239,326, 335,342,357].
Алкогольдегидрогеназа, являющаяся НАЛ-зависимым цинксодер-жащим металлоферментом Г2071, способствует превращению большей части поступившего этилового спирта в уксусный альдегид [38, 263,286, 306 I, а также окисляет широкий круг алифатических и ароматических спиртов до соответствующих альдегидов и кетонов [207].
Принимающая участие в окислении этанола каталаза индуцирует взаимодействие последнего с перекисью водорода, в результате чего также образуется ацетальдегид. данная реакция лимитируется перекисью водорода, вследствие чего к активации каталазного пути окисления этилового спирта может привести любой процесс, сопровождающийся образованием перекиси водорода, в частности, усиленный распад пуринов через ксантиноксидазную систему Г224І. Однако ряд авторов 88,224] считают вклад каталазы в окисление этанола незначительным, хотя показано Гі29], что острая алкогольная интоксикация приводит к росту каталазной активности в крови в течение первого часа после его введения _25 I, затем активность фермента значительно снижается. Предполагают,что ката-лаза участвует ГіІ5J в метаболизме этанола у лиц, страдающих хроническим алкоголизмом, однако по данным ряда авторов в печени крыс, получавших это токсическое вещество, активность фермента не менялась [_230,233J или даже уменьшалась _333_]. Отмечено также уменьшение каталитической функции каталазы в крови у больных второй и третьей стадиями алкоголизма І32І.
Микросомальная этанолокисляющая система обеспечивает от 10 до 25 % утилизации этилового алкоголя [224,265І, причем это окисление опосредовано через системы, зависящие от перекиси водорода, одной из которых является каталаза Г304 ]. Однако роль этой системы возрастает при длительном потреблении спиртных напитков Гі90,272 и в метаболизме высоких концентраций этанола 151П, о чем также косвенно свидетельствуют данные о существенном снижении активности алкогольдегидрогеназы у хронических алкоголиков fl77J. Тем не менее, согласно данным ряда авторов ми-кросомальный путь не имеет физиологического значения в окислении этанола in vivo Г200І. После поступления этилового спирта в организм первые два часа длится резорбтивная фаза, т.е. период всасывания и распространения алкоголя по тканям и органам ГіІ51, в течение которой максимальная концентрация этанола в крови и в печени достигается в первые 30 минут [7, 49,90,118,161,187,23і]. Затем наступает фаза элиминации - удаления алкоголя из организма, наиболее интенсивно протекающая в течение четырех-пяти часов Г 50,I6IJ, а через 24 часа почти весь свободный алкоголь фиксируется в тканях в виде жирных кислот и холестерина Гі4б,І6І,205І, задерживаясь в таком виде в организме на 3-4 недели Гіб2І. Основным ферментом, окисляющим этиловый алкоголь до уксусного альдегида, как было отмечено выше, является алкогольдеги-дрогеназа, активность которой значительно коррелирует с потреблением этанола Гі99І, причем предполагают, что леталвные исходы при алкогольной интоксикации обусловлены снижением активности этого фермента [_I2J. Ряд авторов Гі65,ЗІ9І заключают, что фактором,лимитирующим утилизацию этанола печенью, является не активность алкогольде-гидрогеназы, а скорость транспорта и реокисления НАДН в цитоплазме печеночных клеток. Данные процессы могут блокироваться вследствие быстрого метаболизма высоких доз этилового спирта [167,224,ЗОЗ], что соответствует данным ряда авторов, отмечавших снижение соотношения НАД/НАДН при окислении этилового алкоголя [47,93, Ы, 191,195,228,252,280], что в свою очередь приводит к увеличению соотношения лактат/пируват Гі9,22,129,163, 179,187,252,349]. Имеются указания на зависимость между степенью поражения печени и уровнем алкогольдегидрогеназной активности ГП9І. Достаточно высокий уровень ее в печени может длительно предотвращать гепатотоксический эффект этанола [_82], однако гиперсинтез алкогольдегидрогеназы, являющийся, как полагают сейчас, причиной возникновения ацетальдегидемии, способствует образованию морфиноподобных веществ в организме, которые могут обусловливать развитие физической зависимости от алкоголя [ 81]. Согласно литературным данным Гі78 ведущим фактором метаболических эффектов этанола является сопутствующее его окислению изменение.редокс-состояния клеток и субклеточных структур, а также непосредственное влияние этанола и ацетальдегида на структуру и физико-химические свойства биомембран Г243,27о]. Этанол увеличивает проницаемость плазматической мембраны гепатоцитов на синусоидальном их полюсе, т.е. в зоне контакта с поступающим из крови алкоголем [49J, в результате чего в сыворотке крови повышается активность ряда органоспецифических ферментов печени, в частности, алкогольдегидрогеназы, что свидетельствует о деструкции, происходящей в организме под действи ем вводимого алкоголя [39,87,285J. Нарушение стабильности клеточных мембран в определенной степени может быть связано с возрастанием процесса перекисного окисления липидов как при острой, так и при хронической алкогольной интоксикации (_57,68,83,89,100,233J, что подтверждается данными по изучению количества глутатиона - необходимого компонента защиты целостности мембран. Показано, что в гепатоцитах крыс после введения этанола уровень восстановленного глутатиона был понижен Г20І,350І, в то время как содержание окисленного глутатиона при длительном поступлении этилового спирта повышается [225,314]. В результате многочисленных исследований, как было показано выше, поступивший в организм этанол в основном окисляется в печени, т.е. этот орган в наибольшей степени и в первую очередь подвергается токсическому воздействию этанола, причем показана определенная зависимость между дозой, длительностью употребления его и тяжестью поражения печени Г259,260 ]. Установлено также, что воздержание от приема спиртных напитков способствует нормализации функционального состояния этого органа [40,87І.
Нуклеотиды как предшественники синтеза нуклеиновых кислот и мощные факторы регуляции обмена веществ, нарушение их метаболизма
Основная роль нуклеотидов состоит в том, что они служат предшественниками при синтезе нуклеиновых кислот, однако этим их значение не ограничивается, поскольку они.являются регуляторами многих важнейших метаболических реакций.
Среди известных нуклеотидов особая роль принадлежит производным аденина - АТФ и продуктам ее дефосфорилирования.
Поскольку многие ферменты, лимитирующие скорость катаболи-ческих и анаболических реакций,чувствительны к концентрации АМФ АДФ и АТФ Д.Аткинсон [і з] предположил, что регуляция метаболических процессов, сопровождающихся накоплением или утилизацией макроэргических фосфатных связей, должна зависеть от энергетического заряда системы АТФ-АДФ-АМФ, который при стационарном состоянии клеток поддерживается на определенном постоянном уровне. Снижение величины этого заряда включает процессы, связанные с наработкой АТФ, являющейся основным источником энергии почти во всех биосинтетических реакциях [269J и одновременно тормозит реакции, идущие с использованием данного макроэрга. В тех случаях, когда энергетический заряд данной системы выше нормальных величин, наблюдается стимуляция процессов фосфорилиро-вания субстратов, что приводит к образованию АДФ или АМФ в случае пирофосфатного расщепления АТФ [258І.
В дышащих митохондриях скорость переноса электронов,а следовательно, и образования АТФ определяется в первую очередь величиной отношения АТФ/АДФ [_99j. Причем показано, что добавление к изолированным митохондриям даже незначительных количеств АДФ сразу же.доводит скорость дыхания митохондрий до максимальной величины.
Уровень АТФ в клетках может поддерживаться за счет двух резервных систем: первая - креатинкиназная ферментативная система которая катализирует реакцию образования АТФ за счет АДФ и кре-атинфосфата; вторая - аденилаткиназная, представленная в основном в печени [lOI, в результате действия которой АМФ фосфори-лируется до АДФ. Зта реакция важна тем, что она способствует повышению концентрации АДФ, которая выполняет важнейшую функцию сигнализации об истощении клеточных энергетических ресурсов и действует как мощный положительный фактор на некоторые ключевые ферменты катаболизма углеводов, ведущий к образованию дополни - 24 тельных количеств АТФ [257]. Повышение концентрации АДФ при постоянном гидролизе АТФ активирует механизм окислительного фос-форилирования, а также повышает каталитическую функцию регуляторних ферментов цикла трикарбоновых кислот и гликолиза [_258J.
АДФ регулирует не только скорость поглощения кислорода митохондриями, но и контролирует изоцитратдегидрогеназную реакцию Гі43,289І, являясь ее аллостерическим активатором. При любых метаболических условиях, вызывающих усиленное разрушение АТФ и, следовательно, сопровождающихся накоплением АДФ, увеличивается скорость реакций цикла Кребса, так как отношение АТФ/АДФ регулирует активность цитратсинтетазы [ЗІ2І, являющейся первичным звеном цикла трикарбоновых кислот.
Повышение скорости реакций данного цикла вызывает ускоренный перенос электронов в дыхательную цепь и, как следствие усиление окислительного фосфорилирования. В результате наработки АТФ концентрация АДФ снижается, что приводит к падению каталитических функций изоцитратдегидрогеназы.
Непосредственным метаболитом, вовлекающимся в цикл Кребса, является ацетил-КоА - конечный продукт сложных превращений, катализируемых пируватдегидрогеназным комплексом, активность которого также находится в зависимости от отношения АТФ/АДФ2961.
Концентрации АТФ, величине отношения АТФ/АДФ и энергетическому потенциалу адениннуклеотидов пропорциональна скорость синтеза белков в изолированных клетках печени. Для образования пептидных связей при синтезе белков необходима предварительная активация аминокислот, что происходит за счет макроэргических связей молекул АТФ. Причем показано, что ни один из других ри-бонуклеозидтрифосфатов не заменяет АТФ в активации аминокислот для процессов биосинтеза высокомолекулярных пептидов 1164, 329І. К изменению уровня АТФ особенно чувствительна реакция обмена АДФ+ГТФ—АТФ+ГДФ [257], протекающая в процессе окисления альфа-кетоглутарата до сукцината и являющаяся поставщиком ГТЗ , от концентрации которого зависит активность фосфоэнолпируватка-рбоксилазы ГіЗб], одного из ферментов анаплеротических реакций, а также каталитическая функция аденилатциклазы Г220]и АМФ-деза-миназы [315]. Показано также, что отношение ГТФ/ГД регулирует инициацию белкового синтеза [l8l] и скорость присоединения аминокислотных остатков к вновь синтезируемой полипептидной цепи [Ш, 154,341].
Не маловажная роль принадлежит уридиловым и цитидиловым ну-клеотидам, являющимся регуляторами биосинтеза гликогена, взаимопревращений моносахаров, синтеза фосфолипидов и других важнейших метаболических путей.
Наличие многочисленных участков действия нуклеотидов в процессе метаболизма, который находится под контролем соотношения высоко- и низкоэнергетических компонентов, способствует тому, что биосинтез этих соединений регулирует значительное число систем, обеспечивающих образование нуклеотидного "фонда" с тем соотношением компонентов, которое соответствует потребностям данного вида клеток.
Для синтеза нуклеотидов используются два различных пути -образование из готовых фрагментов, образующихся при расщеплении нуклеиновых кислот и синтез de novo [25ІІ. Последний заключается в последовательном соединении рибозофосфата, определенных аминокислот, углекислого газа и аммиака (рис.1) с образованием нуклеотидов без промежуточных этапов, приводящих к образованию свободных оснований или нуклеозидов.
Содержание нуклеиновых кислот и активность некоторых ферментов их метаболизма в сыворотке крови и печени лиц, находившихся в состоянии алкогольного опьянения различной тяжести
Изучение некоторых сторон патогенеза алкоголизма выявило, как показано в литературном обзоре, серьезные сдвиги в биохимических показателях не только при длительном потреблении этанола, но и при однократном поступлении его в организм. Показано, что как экзогенный этанол, так и продукты его окисления, способные конкурировать с метаболитами клетки за ферменты и кофакторы, вмешиваются в нормальный ход углеводного, липидного, белкового и нуклеинового обмена. Изучение последнего особенно интересно, т.к. в результате ряда исследований, посвященных выяснению влияния этилового алкоголя на организм показано нарушение белокси-нтезирующей системы печени, а также изменение содержания нуклеиновых кислот в гепатоцитах, несмотря на высокую стабильность этих биополимеров.
Учитывая вышеизложенное, а также тот факт, что уровень метаболитов нуклеиновых кислот и концентрация самих этих биополимеров может меняться в зависимости от длительности алкоголизации и от количества принятых спиртных напитков, мы определили содержание ДНК, РНК и ряда компонентов обмена нуклеотидов у людей, с различной степенью алкогольного опьянения.
Анализу подвергались сыворотка крови людей, поступивших в вытрезвитель и в токсикологический центр, а также печень лиц, погибших от острого алкогольного отравления. В качестве контроля исследовали донорскую кровь и печень людей, погибших от трав мы, несовместимой с жизнью. В сыворотке крови исследовалась активность транскетолазы, ксантиноксидазы и уровень мочевой кисло ты. В ткани печени - содержание ДНК» РНК, а также каталитическая функция кислых нуклеаз, транскетолазы и ксантиноксидазы.
Состояние людей, попавших в вытрезвитель оценивали как среднюю степень алкогольного опьянения. При поступлении в токсикологический центр больные находились в коматозном состоянии с концентрацией этанола в среднем 3,1 г/л в крови и 2,9 г/л в моче. У лиц, погибших от острого алкогольного отравления содержание алкоголя составляло в среднем 5,5 г/л в крови и 6,4 г/л в моче.
При анализе печеночной ткани лиц, погибших от острого алкогольного отравления, получены данные по содержанию ДНК и РНК, а также активности кислых нуклеаз, транскетолазы и ксантиноксидазы, представлены в таблице I.
В процессе изучения нами выявлено снижение концентрации ДНК и РНК в гепатоцитах, что навряд ли можно объяснить индукцией катаболизма этих биополимеров в результате острого алкогольного отравления, поскольку у данных лиц не наблюдалось увеличения активности кислых нуклеаз.
Как показали наши исследования, каталитические свойства ДНК-азы после отравления алкоголем значительно снижены, однако в уровне РНК-азы никаких отличий по сравнению с таковой у лиц, погибших от травмы, несовместимой с жизнью, не обнаружено.
В активности транскетолазы также наблюдалось снижение по сравнению с контрольными показателями.
Ниже нормы у лиц, погибших от острого алкогольного отравления, была и активность ксантиноксидазы - фермента, принимающего участие в катаболических превращениях азотистых оснований, входящих в состав нуоеиновых кислот. Это, очевидно, может свидетельствовать о том, что поступающий в больших дозах этанол не стимулирует процессы распада, в том числе изучаемых полинукле-отидов, а тормозит биосинтетические реакции, в результате которых образуются разнообразные белки, в том числе и ферменты.
Анализ сыворотки крови людей также выявил существенные изменения изучаемых показателей (таблица 2).
В процессе определения активности ксантиноксидазы в сыворотке крови обнаружены достоверные сдвиги как у людей, поступивших в вытрезвитель, так и доставленных в токсикологический центр, причем если у первой группы обследуемых наблюдалось увеличение уровня данного показателя, то при алкогольной коме функция ксантиноксидазы снижалась почти в три раза.
Анализ содержания продукта ксантиноксидазной реакции - мочевой кислоты, свидетельствует в пользу того факта, что уровень данного соединения прямо пропорционален степени алкогольного опьянения. Это заключение обосновано тем, что при сравнении степени увеличения концентрации данного показателя в сыворотке двух опытных групп и в донорской крови, коэффициент повышения почти одинаков и составляет 0,031-0,032. Столь высокое содержание мочевой кислоты при коматозном состоянии при низкой активности ксантиноксидазы связано, очевидно, с накоплением ура-тов в организме вследствие нарушения процессов экскреции данного соединения.
При определении активности транскетолазы в сыворотке крови получены данные, свидетельствующие о том, что у пациентов вытрезвителя активность ее намного ниже уровня данного фермента, наблюдаемого в донорской крови, в то время как у больных, находящихся в коматозном состоянии, каталитические свойства изучаемого энзима не отличаются от контрольных показателей.
Полученные нами данные свидетельствуют о значительном воздействии этанола на обмен таких важных веществ как нуклеиновые кислоты, определяющие генетическую наследственность организма.
Нуклеотидный фонд гепатоцитов и содержание адениловых нуклеотидов в крови
Основными ферментами, принимающими участие в расщеплении ме-жнуклеотидных связей молекул нуклеиновых кислот, являются рибо-и дезоксирибонуклеазы. В эксперименте мы изучали активность кислых нуклеаз, локализованных в лизосомах гепатоцитов, а также уровень этих энзимов в сыворотке крови.
Данные, представленные в таблице 13 показывают, что через 30 минут с момента поступления в организм этанола, активность кислой ДНК-азы в ткани печени резко снижается, однако уже через один час, в период активной резорбции спирта, она возрастает на 60,4 %.
В дальнейшем изменение активности кислой ДНК-азы носит фазовый характер. Через два часа от начала воздействия алкоголя уровень изучаемого фермента вновь снижается, причем степень этого снижения совпадает с таковой в получасовой период после действия этанола. В последующие сроки исследования наблюдается аналогичная картина: к четырем часам от момента введения алкоголя -значительная индукция каталитических свойств ДНК-азы, затем снижение, которое к 12 часам приводит к достижению примерно таких же показателей в активности этого фермента, какие определялись через 0,5 и 2 часа после поступления этилового спирта в организм животного. К концу эксперимента уровень кислой ДНК-азы достигает контрольных величин.
Действие же первого продукта окисления этанола - ацетальде-гида на активность этого фермента в гепатоцитах весьма значительно (таблица 14). Так в первые полчаса после поступления в организм ацетальдегида уровень ДНК-азы в гспатоцитах снижается, но уже через один час возвращается к норме. По истечении двух часов вновь отмечается уменьшение величины этого показателя,которое к четырем часам с момента введения токсического соединения, сменяется повышением активности ДНК-азы до контрольных цифр. В последующие сроки исследования (б и 12 часов от начала действия ацетальдегида) каталитические свойства ДНК-азы в печеночных клетках остаются без изменений, однако к 24 часам вновь отмечается снижение уровня данного энзима.
При сравнении действия ацетальдегида и этанола на ткань печени (рис.26) видно, что направление изменений каталитических свойств ДНК-азы в начальные сроки воздействия этих веществ идеи тично, а в дальнейшем, после шести часов их действия на гепато-циты, наблюдаются прямо противоположные эффекты. Кроме того необходимо отметить, что если этиловый спирт вызывает значительные колебания в активности изучаемого фермента, то ацетальдегид в определенные часы после его действия способствует только снижению уровня ДНК-азы в гепатоцитах, что позволяет судить о большей токсичности этанола по отношению к печеночной ткани.
При изучении действия этилового спирта и ацетальдегида на активность ДНК-азы сыворотки крови выявлены существенные сдвиги в уровне данного фермента (таблицы 13,14).
Этанол в первые часы после введения в организм вызывает значительный подъем активности ДНК-азы, которая к четырем часам резко снижается, достигая уровня в 2,6 раза ниже контрольного. Вслед за этим, через шесть часов от начала воздействия, вновь отмечается достоверное повышение активности фермента, сменяющееся к 12 часам таким же спадом каталитических свойств ДНК-азы в сыворотке крови, который наблюдался через четыре часа. К кон - 92 цу суток активность изучаемого энзима возвращается к норме.
Изменения, вызываемые введением ацетальдегида в уровне ДНК-азы сыворотки крови, противоположны действию его предшественни-ка (рис.27). В первый час после поступления в организм ацетальдегида, он способствует снижению функции фермента, через два часа активность ДНК-азы резко возрастает. Очень высокий уровень изучаемого энзима к шести часам от момента введения токсического агента снижается до контрольных показателей. Однако наблюдаемая нормализация функции ДНК-азы вновь оменяется повышением активности фермента, которая так и остается на высоких значениях до конца эксперимента.
Сравнивая действие ацетальдегида и этилового алкоголя (рис. 27), можно заключить, что на каталитические свойства ДНК-азы сыворотки крови более существенное влияние оказывает непосред ственный продукт окисления этанола - ацетальдегид. Причем, если в ткани печени он вызывает снижение функции этого фермента, то в сыворотке крови ацетальдегид в основном способствует индукции активности ДНК-азы.
Необходимо отметить, что различные изменения функции ДНК-азы, наблюдаемые в процессе проведения эксперимента, после введения этанола к 24 часам достигают контрольных величин как в гепатоцитах, так и в сыворотке крови, чего нельзя сказать о влиянии ацетальдегида.
Вторым ферментом, воздействующим на нуклеиновые кислоты,является РНК-аза, гидролизующая межнуклеотидные связи в молекуле РНК. В эксперименте показано, что изменения, вызываемые этиловым алкоголем в активности данного фермента в гепатоцитах, аналогичны нарушениям, наблюдаемым в активности ДНК-азы.
