Роль лактатдегидрогеназной системы в патогенезе алкогольного поражения сердца и атеросклероза человека Купаев, Виталий Иванович

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Проблема алкогольной интоксикации продолжает оставаться актуальной, несмотря на столетнюю историю изучения этого вопроса.

Установлено, что 74,3 % больных алкоголизмом умирают от соматических заболеваний, среди которых на первом месте по частоте находятся заболевания сердечно-сосудистой системы (30-50%), проявляющиеся в хронической недостаточности кровообращения и различными нарушениями ритма (Моисеев B.C., 1984; Вихерт A.M., Цыпленкова В.Г., 1985; Миндлин Я.С, Косаговская И.И., 1986; Cserhalmi L. _t 1987).

Отсутствие единой картины патогенеза токсического действия алкоголя на сердце человека делает целесообразным изучение метаболических процессов в миокарде при данной патологии. В патологический процесс вовлекаются все еиды метаболизма. Мы остановили свое внимание на изучении углеводного обмена, особенно его анаэробного звена. Важность поставленной задачи объясняется, с одной стороны, большой ролью гликолиза в регуляции энергообмена миокарда и, в частности, его проводящей системы ( Jedekin А ., 1962; Chyumi М. , 1975; Meijer А.Е.Е.Н. .Vriea do G .P. ,1978; Elias E .A.et al . , 1982). Именно сложные нарушения ритма, среди кототрюс превалируют желудочковые экстра сие то лии, являются основными проявлениями алкогольного поражешія сердца и предвестниками внезапной смерти. С другой стороны, противоречивой оота-ется роль анаэробных процессов при употреблении этанола, особенно его ключевых звеньев, одним из которых является заключительная фаза гликолиза, катализируемая лактатдегидрогеназой. Это объясняется во многом односторонні подходом к рассмотрению этого вопроса, проведением исследований на лабораторных животных, что не может в полной мере быть экстраполировано на человека.

Другой важный аспект работы - это проблема атеросклероза. Наряду с существующими теориями его возникновения в последнее время получено немало доказательств взаимосвязи нарушений углеводного обмена с развитием атеросклеротического процесса. Вместе с тем весьма спорным остается вопрос антиатерогенного эффекта этилового спирта. Выяснение этого механизма на уровне ферментативной регуляции в настоящий момент остается открытым.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - выяснить роль заключительного звена анаэробного окисления углеводов в формировании патохимических изменений при алкогольной интоксикации в тканях сердечно-сосудистой системы человека. В связи с этим определены следующие ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ:

1. получить лактатдегідрогеназу из аутопсийного материала миокарда человека;

2. изучить каталитическую активность фермента в прямой и обратной реакциях превращения пировиноградной кислоты в молочную;

3. исследовать изоферментный спектр лактатдегидрогеньзы миокарда и аорты человека при алкогольной интоксикации, атеросклерозе и сочетании этих двух патологических процессов;

4. определить содержание молочной и пировиноградной кислот в крови, аорте и сердечной мышце человека во всех изучаемых группах;

5. исследовать влияние этанола на кинетические параметры лактатдегидроганезы человека в условиях in vitro ;

6. сравнить показатели константы Михаэлиса изучаемого фермента к субстратам и коферментам контрольной группы и при алкогольной интоксикации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые изучено заключительное звено анаэробного окисления углеводов в аутопсийном материале сердца и аорты человека при алкогольной интоксикации и сочетании ее с атеросклеротическим процессом. При этом рассмотрены в совокупности реакции восстановления пирувата и окисления молочной кислоты, изоферментный спектр, содержание метаболитов, что позволило выявить разнонаправленный характер изменений в лактатдегид-рогеназной системе при алкогольном и атеросклеротическом поражении миокарда и сосудистой отенки, а также продемонстрировать антиатерогенный эффект этанола на молекулярном уровне.

Впервые исследованы механизмы изменения свойств лактатде-гидрогеназы миокарда человека при алкогольной интоксикации путем определения константы Михаэлиса к субстратам и коферментам, регистрации константы скорости и полупериода реакции после воздействия на фермент различных концентраций этилового спирта в условиях in vitro . Все это позволило обнаружить значительное уменьшение сродства к коферменту НАД.Н и рефрактерноеть лактат-дегидрогеназного комплекса к прямому воздействию этанола. Данное обстоятельство явилось еще одним доказательством определяющей

роли коферментного регулирования катализа лактатдегидрогеназы при алкогольной интоксикации, где одним из основных патогенетических звеньев является избыток НАД.Н. Показана стабилизирующая роль лактатдегидрогеназной системы в поддержании гомеостаза в условиях угнетения аэробных процессов энергообеспечения.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Исследован заключительный этап анаэробного окисления углеводов в сердечно-сосудистой системе человека при атеросклерозе и алкогольной болезни. Полученные данные углубляют представление о патогенезе алкогольного поражения сердца и сосудов человека, выявляют изменения углеводного обмена при алкогольной интоксикации и атеросклерозе, имеющих во многом разнонаправленный характер.

Дано объяснение одному из механизмов антиатерогенного действия этилового спирта, выражающегося в активации процессов восстановления пирувата.

Анализ полученных результатов дает возможность для последующего поиска вариантов рациональной энзимотерапии, для коррекции кардиотоксического действия больших доз экзогенного этанола.

МАТЕРИАЛЫ РАБОТЫ ДОЛОЖЕНЫ на студенческих научных конференциях Самарского медицинского института в I985-T987 годах, Самарского государственного университета - в 1985 и 1986 годах, Астраханского медицинского института - в 1986 году, Тбилисского государственного медицинского института - в 1988 году; на Всероссийских конференциях: "Физиология и патология сердечно-сосудистой системы" (Воронеж, 1987), "Современные проблемы медицинской химии и клинической лабораторной диагностики" (Хабаровск, 1989); на научно-практических конференциях врачей "Новое, прогрессивное - в практику здравоохранения" (Ульяновск, 1989), а также на Итоговой годичной конференции ЦНИЛ Самарского медицинского института в 1991 г.

ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.

I. При алкогольной интоксикации"человека наблюдается активизация процессов восстановления пирувата до молочной кислоты в сердечной мышце наряду с изменением физико-химических параметров лактатдегидрогеназы, выражающихся в отклонении К^ для субстратов и коферментов, а таете смещением изоферментного спектра с преобладанием иэоформ ДЦГд и ЛДТд.

2. Сравнительное изучение состояния заключительного этапа гликолиза в миокарде, аорте, крови при атеросклерозе и алкогольной интоксикации выявило противоположный характер изучаемых показателей.

3. При сочетании атеросклероза и алкогольной интоксикации в миокарде, стенке аорты и крови происходит нивелирование изменений в лактатдегидрогеназной системе, характерное для атеросклероза.

4. Лактатдегидрогеназная система является мощным защитным механизмом, выполняющим гомеостатическую функцию в организме человека при алкогольной интоксикации и ее сочетании с атеросклерозом.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, списка литературы, приложения. Текст диссертации изложен на 167 страницах машинописи, иллюстрирован 23 таблицами, 24 рисунками. Список литературы содержит 146 отечественных и 194 зарубежных источников.