Введение к работе
Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных проблем современной медицины являются заболевания щитовидной железы. Синдром тиреотоксикоза, обусловленный гиперпродукцией гормонов щитовидной железы, относится к одной из часто встречаемых эндокринопатий. При данном заболевании из-за избытка тиреоидных гормонов (ТГ) происходят нарушения функционирования сердечно-сосудистой, пищеварительной, центральной нервной систем. Имеются данные, что ТГ в больших концентрациях индуцируют окислительный стресс в печени, сердце и скелетной мускулатуре крыс, что приводит к увеличению образования активных форм кислорода (АФК) и интенсификации пероксидного окисления липидов (ПОЛ) (Vinditti P., 2006). Избыточная генерация свободных радикалов (СР) ведет к повреждению мембран, нарушению жизнедеятельности клеток и их апоптотической гибели (Чеснокова Н.П., 2007). При этом важную роль играет активация многоуровневой антиоксидантной системы (АОС) организма, включающей два звена: ферментативное и неферментативное. Очевидно, актуальной задачей является поиск лекарственных средств, способных влиять на процесс развития оксидативного стресса при тиреотоксикозе.
В настоящее время повышается интерес к исследованию биологически активных препаратов, способных активировать АОС и обладающих самих по себе антиоксидантными свойствами. В связи с этим приобретает значение исследование антиоксидантной активности мелаксена и вальдоксана. Мелаксен является препаратом, имеющим в своем составе мелатонин. Это адаптогенный препарат, синтезированный из аминокислот растительного происхождения. Известно, что мелатонин – нейрогормон, продуцируемый у человека и других позвоночных эпифизом, а также клетками диффузной эндокринной системы. Этот гормон играет роль регулятора многих физиологических функций: участвует в формировании суточных биоритмов, торможении некоторых функций гипофиза, регуляции иммунных реакций, оказывает анальгезирующий и седативный эффекты. Мелатонин можно рассматривать как наиболее универсальный из биологических антиоксидантов, реализующий свою активность путем различных механизмов: гормон обладает выраженной способностью связывать СР, а также стимулировать определенные компоненты АОС (Reiter R.J., 2007; Левин Я.И., 2012; Paulis L., 2007). Кроме того, существуют препараты с мелатонинергическим типом действия. К ним относится вальдоксан, действующим веществом которого является агомелатин. Он является мощным лигандом мелатониновых рецепторов, а также относится к антидепрессантам с инновационным механизмом действия (Kennedy S.H., 2007; Dubovsky S.L., 2009; Kasper S., 2009). Данные препараты применяются с профилактической и лечебной целью. Однако их влияние на свободнорадикальный гомеостаз при синдроме тиреотоксикоза остается невыясненным.
Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы было исследование воздействия мелатонин – корригирующих препаратов – мелаксена и вальдоксана, на свободнорадикальный гомеостаз при тиреотоксикозе в эксперименте на животных, а также при применении мелаксена на фоне базисного лечения пациентов в клинических условиях.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
-
Исследование влияния мелаксена и вальдоксана на показатели, отражающие интенсивность свободнорадикальных процессов (СРП) в печени, сердце и сыворотке крови крыс с экспериментальным гипертиреозом (ЭГ).
-
Оценка активности глутатионового звена АОС (активности глутатионредуктазы (ГР), глутатионпероксидазы (ГП), глутатионтрансферазы (ГТ) и уровня восстановленного глутатиона (GSH)) и активности NADPH-генерирующих ферментов – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ) и NADP-изоцитратдегидрогеназы (NADP – ИДГ) при действии мелаксена и вальдоксана на фоне развития гипертиреоза;
-
Исследование действия мелаксена и вальдоксана на содержание цитрата и активность аконитатгидратазы (АГ), являющейся критической мишенью действия АФК.
-
Изучение влияния мелаксена и вальдоксана на активности каталазы и супероксиддисмутазы (СОД) при ЭГ у крыс.
-
Определение параметров биохемилюминесценции (БХЛ) и исследование фрагментации ДНК в сыворотке крови пациентов с тиреотоксикозом при проведении базисной терапии и комбинированного лечения с мелаксеном.
-
Изучение функционирования глутатионовой АОС при комбинированной терапии с мелаксеном на фоне развития тиреотоксикоза.
-
Оценка воздействия мелаксена на активности NADPH - генерирующих ферментов – глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и NADP-изоцитратдегидрогеназы, при синдроме тиреотоксикоза.
-
Определение активности аконитазы и содержания цитрата в сыворотке крови больных с тиреотоксикозом после проведения традиционного лечения и комбинированной терапии, включающей мелаксен.
-
Создание гипотетической модели участия мелатонин – корригирующих препаратов в регуляции свободнорадикального гомеостаза при тиреотоксикозе.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование воздействия мелатонин – корригирующих препаратов на интенсивность СО биомолекул, активности ферментативных и неферментативных компонентов АОС и ряда ферментов окислительного метаболизма, при гипертиреозе как в эксперименте на животных, так и у пациентов с синдромом тиреотоксикоза в клинических условиях. Установлено, что введение мелаксена и вальдоксана при ЭГ приводит к снижению интенсивности СРП и степени мобилизации ферментов АОС во все исследуемых тканях крыс. Показана эффективность применения для торможения развития окислительного стресса мелаксена на фоне базисной терапии больных с синдромом тиреотоксикоза. Исследовано воздействие мелатонин – корригирующих препаратов на функционирование ферментов, генерирующих NADPH, необходимого для работы глутатионовой АОС. Предложена гипотетическая схема участия мелатонин – корригирующих препаратов в регуляции свободнорадикального гомеостаза при тиреотоксикозе. Проведенные исследования способствуют расширению и углублению фундаментальных представлений о механизмах регуляции образования АФК при патологиях, сопряженных с оксидативным стрессом.
Практическая значимость. Результаты работы углубляют фундаментальные представления о путях реализации протекторного действия мелатонин – корригирующих веществ, обладающих антиоксидантным потенциалом. Полученные экспериментальные данные вносят вклад в решение проблемы по выявлению нарушений метаболизма при тиреотоксикозе и способствуют поиску оптимальных путей их коррекции. Данные о позитивном воздействии мелатонин – корригирующих препаратов на свободнорадикальный гомеостаз в тканях млекопитающих свидетельствуют о возможности применения мелаксена и вальдоксана в антиоксидантной терапии, при лечении тиреотоксикоза. Результаты исследований с использованием мелаксена в ходе лечения пациентов с тиреотоксикозом указывают на целесообразность применения антиоксидантной терапии при данной патологии.
Материалы работы используются в учебном процессе на биолого-почвенном факультете Воронежского государственного университета при чтении курсов «Интеграция процессов обмена веществ в организме», «Свободнорадикальные процессы в биосистемах», спецкурсов по аналитической и клинической биохимии, энзимологии. Кроме того, они используются при проведении практикумов, выполнении курсовых, дипломных работ и магистерских диссертаций студентами Воронежского государственного университета.
Апробация работы. Основные результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, представлены на Всероссийском с международным участием конгрессе студентов и аспирантов – биологов «Симбиоз Россия 2011" (Воронеж, 2011), на IV международной научно – практической конференции «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологии и медицины» (Ростов – на – Дону, 2011), в материалах IV Всероссийской научно – практической конференции с международным участием «Биомедицинская инженерия и биотехнология» (Курск, 2011), в материалах XVIII, XIV межгородской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт Петербург, 2011,2012,2013), на V Международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук» (Москва, 2011), на III Международной научно-практической конференции «Проблемы современной биологии» (Москва, 2012), в материалах Всероссийской конференции с международным участием, посвящённой 75-летию со дня рождения В.В. Кормачева (Чебоксары, 2012), на I и II Всероссийской заочной научно-практической конференции с международным участием (Воронеж, 2012, 2013), в материалах V Всероссийского с международным участием медико-биологического конгресса молодых ученых (Тверь, 2012), а также на Всероссийской научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Актуальные вопросы медицинской науки», (Ярославль, 2012)
Публикации. Основные результаты диссертационной работы изложены в 16 публикациях – в 4 статьях и 12 тезисах.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Мелатонин – корригирующие препараты – мелаксен и вальдоксан, могут выступать в качестве протектров при развитии оксидативного стресса при ЭГ.
-
Введение мелаксена и вальдоксана животным с ЭГ приводит к снижению степени мобилизации АОС и приближению ряда показателей антиоксидантной защиты к контрольным значениям.
-
Под воздействием мелатонин – корригирующих препаратов происходит изменение в сторону нормы активности ряда ферментов окислительного метаболизма, способных оказывать лимитирующие действие на интенсивность СО биосубстратов.
-
Включение мелаксена в базисное лечение приводит к существенному уменьшению параметров БХЛ, отражающих интенсивность СРП, и снижению степени мобилизации ряда ферментативных и неферментативных компонентов АОС в организме больных с тиреотоксикозом.
-
На основе полученных данных предложена гипотетическая схема, отражающая воздействие мелатонин – корригирующих препаратов на свободнорадикальный гомеостаз организма при тиреотоксикозе.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 168 страницах текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов (4 главы), заключения, выводов, списка литературы (232 источника). Иллюстрационный материал включает 31 рисунок и 6 таблиц.
