Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Основные пути фармакологической коррекции травматического отека-набухания головного мозга 11
1.2. Фармакодинамика антигипоксантов 21
Глава 2. Материалы и методы исследования 41
2.1. Экспериментальные животные 41
2.2. Исследованные лекарственные вещества 41
2.3. Экспериментальная модель черепно-мозговой травмы 42
2.4. Определение содержания фракций воды в гомогенате мозговой ткани...43
2.5. Определение активности процессов свободно-радикального окисления в сыворотке крови и гомогенате ткани головного мозга 45
2.6. Определение импеданса ткани головного мозга 46
2.7. Определение потребления кислорода животными 47
2.8. Статистическая обработка результатов 49
Глава 3. Влияние производных аминотиола на состояние водного баланса мозговой ткани в динамике черепно-мозговой травмы 50
3.1 Состояние водного баланса ткани головного мозга в динамике ЧМТ 50
3.2. Влияние производных аминотиола на водный баланс ткани головного мозга через 1 сутки после ЧМТ 53
3.3. Влияние производных аминотиола на водный баланс ткани головного мозга через 4 суток после ЧМТ 55
3.4. Влияние производных аминотиола на водный баланс ткани головного мозга через 7 суток после ЧМТ 57
3.5. Изменение величины импеданса ткани головного мозга в динамике ЧМТ 60
3.6. Влияние производных аминотиола на величину импеданса ткани головного мозга в динамике ЧМТ 62
Глава 4. Влияние аминотиоловых производных на активность процессов свободно-радикального окисления в крови и мозговой ткани в динамике ЧМТ 65
4.1. Активность процессов свободно-радикального окисления в ткани головного мозга и сыворотке крови в динамике ЧМТ 65
4.2. Влияние аминотиоловых производных на активность свободно-радикального окисления в мозговой ткани в динамике ЧМТ 69
4.3. Влияние аминотиоловых производных на активность свободно-радикального окисления в сыворотке крови в динамике ЧМТ 74
Глава 5. Влияние производных аминотиола на потребление кислорода крысами в динамике ЧМТ 19
5.1. Влияние аминотиоловых производных на динамику потребления кислорода интактными крысами 79
5.2. Потребление кислорода крысами в динамике ЧМТ 87
5.3. Потребление кислорода крысами в динамике ЧМТ на фоне фармакологической коррекции аминотиоловыми производными 89
Глава 6. Обсуждение результатов и заключение 96
Выводы 109
Научно-практические рекомендации 111
Список литературы 112
- Фармакодинамика антигипоксантов
- Исследованные лекарственные вещества
- Влияние производных аминотиола на водный баланс ткани головного мозга через 1 сутки после ЧМТ
- Влияние аминотиоловых производных на активность свободно-радикального окисления в мозговой ткани в динамике ЧМТ
Введение к работе
Актуальность проблемы. Травматизм, прежде всего черепно-мозговой, в конце XX века стал актуальной проблемой не только здравоохранения, но и социально-экономической сферы любого общества. Повреждения мозга - одна из главных причин смертности и инвалидизации населения, а у лиц молодого возраста им принадлежит трагическое первое место. Ежегодно в мире от черепно-мозговой травмы (ЧМТ) погибает 1,5 млн. человек, а 2,4 млн. становятся инвалидами. Частота встречаемости ЧМТ в среднем составляет 3-4 на 1000 населения (Лихтерман Л.Б., 2000).
Причины черепно-мозгового травматизма значительно разнятся в зависимости от социальных, географических, погодных, демографических и иных факторов. Так, например, в США первое место занимает автомобильная травма, на Тайване - мотороллерная, в Шотландии - падения, в России -нападения и т.д. Ежегодно в нашей стране ЧМТ получает около 600 тыс. человек. 50 тыс. из них погибают, а еще 50 тыс. становятся официальными инвалидами. Погибшие вследствие преждевременной смерти из-за ЧМТ и других травм обуславливают почти половину потерь трудового потенциала России, превышая таковые от болезней сердечно-сосудистой системы в 4,5 раза. В то же время в последние годы все более ощутимой становится социальная цена увеличивающегося числа случаев легкой ЧМТ, на долю которой в структуре нейротравмы приходится от 60 до 80%. Число инвалидов вследствие повреждений мозга к концу XX века достигло в России 2 млн., в США - 3 млн., а во всем мире - около 150 млн. человек. Эти цифры - яркое свидетельство масштабности этого грозного явления (Воскресенская О.Н. и др., 2005; Карахан В.Б., 1998; Лихтерман Л.Б., 2000).
Нарушение кровообращения, газообмена и отек головного мозга, являясь звеньями одной патологической цепи, при тяжелой черепно-мозговой травме, находятся в сложных причинно-следственных взаимоотношениях. Огромная роль как пускового механизма в этой патологической цепи принадлежит нарушению мозгового кровообращения и
гипоксии. Они способствуют возникновению и нарастанию отека головного мозга. Отсюда вытекает важное положение о том, что лечебные мероприятия по борьбе с отеком мозга должны быть направлены и на улучшение мозгового кровотока и на ликвидацию гипоксии мозговой ткани (Квитницкий-Рыжов Ю.Н., Степанова Л.В.,1989; Мчедлишвили Г.И., 1986; Н. Михалович, Дж. Хак, 2004).
Благодаря применению адекватной комплексной фармакотерапии стали возможными профилактика и лечение патологических синдромов, возникающих на фоне ЧМТ, являющихся, порой, смертельно опасными.
Учитывая гипоксическую компоненту ЧМТ и посттравматической церебрастении использование особого класса лекарственных средств -антигипоксантов является важнейшим элементом комплексной терапии ЧМТ. Среди них наиболее эффективны препараты метаболического типа действия, обладающие энергостабилизирующими, антиоксидантными и психотропными свойствами. Данными эффектами в полной мере обладают производные аминотиола, действие которых опосредовано через активацию ферментов энергетического обмена, антиоксидантных систем, протеинсинтеза. Этим обусловлено их применение в качестве лечебных восстановительно-реабилитационных средств для коррекции метаболических процессов.
Очевидно, что включение в комплексную фармакотерапию ЧМТ и отека-набухания головного мозга (ОНГМ) соединений антигипоксического действия позволит уменьшить общую дозу препаратов традиционной терапии, снизить риск возникновения побочных эффектов и сократить сроки лечения пострадавших (Зарубина И.В., Нурманбетова Ф.Н., Шабанов П.Д, 2006).
Цель исследования. Поиск среди производных аминотиола эффективных средств для коррекции метаболических нарушений и отека-набухания головного мозга в динамике черепно-мозговой травмы.
7 Основные задачи исследования.
Изучить влияние антигипоксантов аминотиолового ряда (амтизола, бемитила, этомерзола, тримина) на состояние процессов гидратации ткани головного мозга в динамике ЧМТ.
Исследовать влияние аминотиоловых антигипоксантов на величину импеданса ткани головного мозга в динамике ЧМТ
Исследовать активность процессов свободно-радикального окисления в ткани головного мозга и сыворотке крови в динамике ЧМТ и влияние на эти процессы аминотиоловых производных.
Изучить влияние прозводных аминотиола на потребление кислорода интактными животными, а также опытными животными на фоне фармакологической коррекции ЧМТ.
Провести сравнительный анализ эффективности исследованных соединений по их способности купировать посттравматические метаболические нарушения и предупреждать формирование ОНГМ.
Научная новизна работы. Впервые на экспериментальной модели ЧМТ проведено сравнительное изучение влияния веществ аминотиолового ряда на формирование ОНГМ и метаболические процессы в динамике ЧМТ.
Исследованы процессы гидратации биоколлоидов ткани головного мозга в разные сроки посттравматического периода (через 1 сутки, на 4-е и 7-е сутки), для чего был применен новый термогравиметрический метод. Впервые выявлена способность аминотиоловых соединений положительно влиять на состояние водного баланса ткани головного мозга в посттравматическом периоде путем воздействия на фракционный состав воды (перераспределение фракций воды в сторону уменьшения содержания свободной воды и увеличения количества связанной воды).
Изучен импеданс (полное электрическое сопротивление) ткани головного мозга в динамике ЧМТ с помощью метода биоимпедансометрии
8 (БИМ). Впервые показана способность аминотиоловых антигипоксантов
корригировать величину импеданса мозговой ткани, положителыго влияя на
процессы гидратации биоколлоидов ткани головного мозга.
Выявлена способность антигипоксантов аминотиолового ряда подавлять избыточную активацию свободно-радикального окисления в сыворотке крови и ткани головного мозга в динамике посттравматического периода.
Установлена антигипоксическая активность данных соединений при ЧМТ, что проявлялось снижением потребления кислорода животными на фоне их применения.
Научно-практическая значимость работы. Выявленная
положительная динамика процессов гидратации в ткани головного мозга, состояния свободно-радикального окисления в мозговой ткани и сыворотке крови, а также стандартного энергетического обмена животных в динамике ЧМТ па фоне применения изученных соединений делает их включение в состав комплексной фармакотерапии посттравматических метаболических изменений у больных с ЧМТ, включая такое осложнение как ОНГМ, вполне целесообразным и обоснованным.
Полученные данные о динамике процессов гидратации мозговой ткани, изменении показателей импеданса ткани головного мозга, процессов липидной пероксидации на фоне ЧМТ, а также под воздействием аминотиоловых производных позволяют использовать эти показатели в качестве критериев для оценки тяжести травматического повреждения и эффективности проводимой фармакотерапии.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. В динамике ЧМТ выявлены выраженные нарушения состояния процессов гидратации мозговой ткани, проявившиеся увеличением содержания общей и свободной воды и снижением связанной воды. Также отмечена активация свободно-радикального окисления и изменение
9 потребления кислорода в посттравматическом периоде. Наиболее
выраженные метаболические нарушения наблюдались на 4 сутки после ЧМТ.
2. Аминотиоловые антигипоксанты оказывают протекторное влияние
на водный баланс в ткани головного мозга, процессы СРО и оптимизируют
стандартный энергетический обмен животных, подвергшихся
травматическому воздействию.
3. Аминотиоловые производные амтизол, этомерзол, бемитил, как
наиболее эффективно предупреждающие формирование травматического
ОНГМ, могут быть рекомендованы для комплексной фармакотерапии в
динамике посттравматического периода.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на проблемной комиссии СГМА «Физиология и патология нервной системы» (2005, 2008), ежегодных итоговых заседаниях кафедры фармакологии СГМА (2006, 2007, 2008), 34-й конференции молодых ученых СГМА (2006), 35-й конференции молодых ученых СГМА (2007), 3-м съезде фармакологов России «Фармакология - практическому здравоохранению» (Санкт-Петербург, 2007), 5-й национальной научно-практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2007), 5-й Российской научно-практической конференции «Здоровье и здоровый образ жизни: состояние и перспективы» (Смоленск, 2007), совместной конференции сотрудников кафедр фармакологии, клинической фармакологии, нормальной физиологии, патологической физиологии, общей химии, органической и биологической химии, неврологии и нейрохирургии, сотрудников центральной научно-исследовательской лаборатории СГМА (2008).
Полученные результаты включены в цикл лекций, семинарских и практических занятий по фармакологии для студентов Смоленской государственной медицинской академии.
10 Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ,
из них 4 - в рецензируемые изданиях, рекомендованных ВАК и 2 рац. предложения (№1505 от 07.12.2006 и №1506 от 17.12.2006).
Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 141 страницах машинописного текста, содержат 24 таблицы, 2 рисунка. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, трех глав собственных экспериментальных исследований, обсуждения результатов и заключения, выводов, научно-практических рекомендаций и списка литературы, включающего 266 источников, из них 208 работ отечественных авторов и 58 работ зарубежных авторов.
Фармакодинамика антигипоксантов
Гипоксия как повреждающий фактор может возникать в процессе развития организма и трудовой деятельности человека, и сопутствовать практически любому патологическому состоянию, определяя во многих случаях его тяжесть и исход. В последнее время интерес врачей разных специальностей к данной проблеме усилился. Решение проблем стрессовых нагрузок, повышения работоспособности, общей резистентности организма в определенной степени связано с устранением гипоксических состояний и их последствий (Смирнов А.В., Аксенов И.В., Зайцева К.К., 1992)
Головной мозг при ЧМТ особенно чувствителен к воздействию гипоксии. Высокая чувствительность мозга к недостатку кислорода обусловлена особенностями его кровоснабжения, предельно низкими собственными резервами, главным образом, запасов высокоэнергетических фосфорных соединений и углеводов, постоянно высоким кислородным запросом нейронов (Виноградов В.М., Криворучко Б.И., 2001; Михалович Н., Дж. Хак, 2004). В связи с этим, одним из важнейших факторов является адекватное кислородное обеспечение головного мозга при ЧМТ. Без постоянного контроля степени гипоксии головного мозга лечение ЧМТ не сопровождается положительными результатами.
В наиболее общем виде гипоксию можно определить как несоответствие энергопотребности клетки энергопродукции в системе митохондриального окислительного фосфорилирования. Упрощенно энергетическое состояние клеток (тканей) может быть охарактеризовано как отношение действующих масс аденилатной системы: [АТФ]/[АДФ] [Ф]. По существу это отношение отражает текущий баланс между расходом энергии на поддержание жизнеспособности и функциональной активности клетки, продукцию АТФ в ходе субстратного и окислительного фосфорилирования.
В основе характерных для всех форм гипоксии нарушений лежит недостаточность ведущей клеточной энергопродуцирующей системы 22 митохондриального окислительного фосфорилирования. Непосредственной же причиной этой недостаточности в подавляющем большинстве критических состояний является снижение поступления кислорода в митохондрии. В результате происходит угнетение митохондриального окисления (Оковитый СВ., Шуленин С.Н., Смирнов А.В., 2005). Нарушение митохондриального окисления приводит к угнетению сопряженного с ним фосфорилирования и, следовательно, вызывает прогрессирующий дефицит АТФ - универсального источника энергии в клетке. Уменьшение концентрации АТФ в клетке приводит к ослаблению ее ингибирующего влияния на один из ключевых ферментов гликолиза -фосфофруктокиназу. Активирующийся при гипоксии гликолиз частично компенсирует недостаток АТФ, однако быстро вызывает накопление лактата и развитие ацидоза с результирующим аутоингибированием гликолиза (Лукьянова Л.Д., 2004; Оковитый СВ., Шуленин С.Н., Смирнов А.В., 2005).
Гипоксия приводит к комплексной модификации функций биологических мембран, затрагивающей как липидный бислой, так и мембранные ферменты. Повреждаются или модифицируются основные функции мембран: барьерная, рецепторная, каталитическая. Основными причинами этого явления служат энергодефицит и активация на его фоне фосфолиполиза и перекисного окисления липидов. Распад фосфолипидов и ингибирование их синтеза ведут к повышению концентрации ненасыщенных жирных кислот, усилению их перекисного окисления. Последнее стимулируется в связи с подавлением активности антиоксидантиых систем, распадом и торможением синтеза белковых компонентов АОС, и в первую очередь, супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы и др. В результате замыкается порочный круг: недостаток кислорода нарушает энергетический обмен и стимулирует свободно-радикальное окисление, а активация свободно-радикальных процессов, повреждая мембраны митохондрий и лизосом, усугубляет энергодефицит, что, в конечном счет, может вызвать необратимые изменения и гибель клетки (Дюмаев К.М., Воронина Т.А., Смирнов Л.Д., 1995; Зарубина И.В Шабанов П.Д., 2004; Оковитый СВ., Шуленин С.Н., Смирнов А.В., 2005) Улучшить энергетический статус клетки можно разными способами: 1) путем повышения эффективности использования митохондриями дефицитного кислорода вследствие предупреждения разобщения окисления и фосфорилирования, стабилизации мембран митохондрий; 2) ослаблением ингибирования реакций цикла Кребса, особенно поддержанию его сукцинатоксидазного звена; 3) возмещением утраченных компонентов дыхательной цепи; 4) формированием искусственных редокс-систем, шунтирующих перегруженную электронами дыхательную цепь; 5) экономным использованием кислорода, снижением кислородного запроса тканей за счет ослабления дыхательного контроля в митохондриях, или вследствие ингибирования путей его потребления, не являющихся необходимыми в критических состояниях (нефосфорилирующее ферментативное окисление, микросомальное окисление, неферментативное окисление липидов); 6) посредством увеличения образования АТФ в ходе гликолиза без увеличения продукции лактата; 7) за счет снижения трат АТФ на процессы, не связанные с экстренным поддержанием жизнедеятельности (синтетические восстановительные реакции, функционирование энергозависимых транспортных систем и т.д.); 8) введением извне высокоэнергетических соединений (Оковитый СВ., Шуленин С.Н., Смирнов А.В., 2005). Особенно важным способом регуляции процессов, происходящих при гипоксии, является использование особого класса лекарственных средств — антигипоксантов. К антигипоксантам обычно относят вещества различного химического строения с общеклеточным действием, которые способны корригировать нарушения энергетического обмена и их последствия, и повышать таким путем устойчивость клеток, отдельных органов и организма в целом к недостатку кислорода и другим воздействиям, нарушающим энергопродукцию (Виноградов В.М, Криворучко Б.И., 2001).
На сегодняшний день не существует единой устоявшейся классификации антигипоксантов. Это связано с тем, что антигипоксические препараты представлены соединениями из различных химических классов с различным механизмом действия. Действие антигипоксантов (специфических) направлено на коррекцию функции дыхательной цепи в условиях кислородной недостаточности. При этом в нормоксических условиях они не изменяют функционально-метаболической активности органов и организма в целом. Кроме того, выделяют антигипоксанты неспецифического действия, основная фармакологическая активность которых направлена в большей степени на стабилизацию функционально-метаболических систем, что вторично приводит к устранению энергетических нарушений (мембраноактивные вещества, антиоксиданты, вещества, влияющие на рецепторную функцию, на внутриклеточный обмен, вазоактивные соединения эндогенного происхождения и др.) (Зарубина И.В Шабанов П.Д., 2004).
В свою очередь Л.Д. Лукьянова (1991) рассматривая гипоксию с биохимических позиций, подразделяет антигипоксанты на препараты прямого энергезирующего действия, корригирующие функции дыхательной цепи, и непрямого энергезирующего действия, мишенями которых служат метаболические процессы лишь опосредованно связанные с энергетическим обменом.
Исследованные лекарственные вещества
В работе были исследованы вещества, относящиеся к аминотиоловым производным: амтизол (3,5-диамино-1,2,4-тиадиазол), бемитил (2 этилтиобензимидазол), этомерзол (5-этокси-2-этилтиобензимидазола гидрохлорид), тримин (1,2,4-триазино-5,6-индола гидрохлорид), синтезированные в Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова МО РФ (г. Санкт-Петербург). Данные соединения были любезно предоставлены нам для исследования заведующим кафедры фармакологии Военно-медицинской академии им. СМ. Кирова профессором П.Д. Шабановым. Все соединения были представлены в виде порошков и вводились крысам внутрибрюшинно после раствориия ex tempore в физиологическом растворе натрия хлорида. При плохой растворимости веществ к растворам добавляли твин-85 из расчета 1 -2 капли твина на 5 мл раствора.
Изучаемые вещества вводили в дозе 25 мг/кг за 30 минут до нанесения травмы, а затем ежедневно однократно в течение всего опыта. Последняя инъекция растворов веществ проводилась за 30 минут до забоя животных. Дозы лекарственных веществ взяты в соответствии с данными литературы, где показана их фармакологическая активность (Зарубина И.В., П.Д. Шабанов, 2004). Объем раствора каждого лекарственного вещества на одну инъекцию не превышал 0,5 мл. Интактным животным вводили аналогичный объем физиологического раствора.
Черепно-мозговую травму моделировали следующим образом. Крысу усыпляли эфиром, голову животного прочно фиксировали в специальном станке, не сдавливая сосудов и не нарушая дыхательную функцию. Стерильным инструментом рассекали мягкие ткани головы, освобождая доступ к левой теменной кости черепа. С помощью зубоврачебной бормашины типа БЕРП-10 производили трепанацию этой кости в области, расположенной на 2 мм. кзади от лобной кости и на 1,5 мм. латеральнее сагиттального шва, выпиливая костную пластинку размером 4x4 мм., освобождая таким образом отверстие для нанесения дозированной травмы мозговой ткани. Через отверстие в черепе последовательно наносили 20 уколов в мозговую ткань на глубину 3-4 мм. с помощью специальной градуированной иглы (Новиков В.Е., 1993). Дефект костной ткани закрывали мягкими тканями и зашивали. В качестве антисептика для обработки операционного поля и операционной раны использовали спиртовой раствор йода.
После операции по выходе животных из наркоза их помещали в обычные условия содержания. Наблюдение за животными проводили в течение 7 суток, декапитируя через одни, четверо или семеро суток после травмы (в зависимости от проводимой серии экспериментов). Забой животных осуществлялся под легким эфирным наркозом.
После декапитации черепную коробку животного освобождали от мягких тканей, затем вскрывали через большое затылочное отверстие. После этого мозжечок отсекали от полушарий. Из теменной доли левого (травмированного) полушария из перифокальной к месту травмы области вырезали небольшой кусочек мозговой ткани массой 50-75 мг так, чтобы в нем содержалось серое и белое вещество. Затем готовили гомогенат головного мозга с помощью лабораторного гомогенизатора.
Определение содержания фракций воды в гомогенатах мозговой ткани проводили с использованием термогравиметрического метода, разработанного Н.Ф. Фаращуком (патент № 2195651 от 27.12.02). Метод позволяет изучать состояние процессов гидратации в различных биологических субстратах, в том числе и плотных тканях (Фаращук Н.Ф., Рахманин Ю.А., 2004; Цыганкова Г.М., 2003).
Биологический материал наносили на предметное стекло тонким слоем в виде мазка, что обеспечивало быстрое и равномерное испарение со всей поверхности образца вначале свободной, а затем связанной воды. Далее фиксировали на аналитических весах его первоначальную массу. Затем высушивали образец при комнатной температуре с постоянной регистрацией массы через каждые 30 секунд до его постоянного веса, то есть до того момента, при котором изменение массы образца не регистрировалось в течение нескольких минут (2-3 минуты). Весь процесс длился от 15 до 18 минут. Постоянная регистрация изменения массы образца требовалась для определения точки окончания испарения свободной воды и начало испарения связанной (точка перехода). Далее производили досушивание образца в термостате при 60С в течение суток до полного удаления воды и получения сухого остатка. Досушивание образца в термостате необходимо для полного испарения воды, так как при высокой температуре происходит денатурация белка, и он теряет способность связывать воду. По данным начальной и конечной массы образца рассчитывали содержание общей воды, а затем и количество структурных фракций. Соотношение структурных фракций позволяет судить о процессах гидратации тканей организм, которые имеют место при черепно-мозговой травме. Для построения математической модели изучаемого процесса и последующего расчета точки перехода испарения свободной воды - связанной воды использовали статистический пакет StatGraphics Plus v.5.1.
С помощью этого статистического пакета по данным высушивания при комнатной температуре выстраивали график зависимости изменения массы от времени. График отображает два последовательных процесса: высыхание свободной воды, а затем испарение связанной воды. Оба эти процесса выражаются линейной зависимостью, и точка пересечения полученных прямых является точкой окончания высыхания свободной воды и начала испарения связанной воды.
Расчеты производились по следующим формулам: Общая вода (%) - МО - Ml / МО, где МО-начальная масса пробы, Ml-конечная масса (после высушивания), Связанная вода (%) = М2 - Ml / МО, где М2-масса в точке перехода (масса образца со стеклом в момент окончания высыхания свободной воды и начала высыхания связанной воды) Содержание свободной воды находили по разности между содержанием общей и связанной воды. Все показатели фракций воды выражали в процентах. 2.5. Определение активности процессов свободно-радикального окисления в сыворотке крови и гомогенате ткани головного мозга Оценку показателей свободно-радикального окисления в сыворотке крови и супернатанте гомогената ткани головного мозга проводили методом хемилюминесценции на отечественном люминометре фирмы «Диалог» с помощью программы CL3603 . Ход определения. Сыворотку крови получали путем центрифугирования цельной крови в течение 10 минут при 3000 об/мин. Супернатант мозговой ткани готовили путем гомогенизации в стеклянном гомогенизаторе с тефлоновым пестиком в течение 3-4 минут в среде гомогенизации в соотношении 5 мл среды (фосфатный буфер) на 500 мг ткани при дальнейшем центрифугировании в течении 10 минут при 3000 об/мин. Для инициации ПОЛ в исследуемый материал (0,1 мл плазмы, 0,2 мл фосфатного буфера (рН 7,4), 0,1 мл 12,5 мМ двухвалентного железа; 0,2 мл супернатанта мозговой ткани, 0,2 мл фосфатного буфера, 0,1 мл 12,5 мМ двухвалентного железа), помещенный в темную камеру люминометра, на 8 цикле вводили 0,1 мл 3% раствора перекиси водорода (Кулагин К.Н., 2005) с последующей регистрацией хемилюминесценции в течение 50 циклов (рис 1). Необходимо указать, что измерения проводились при температуре термостата 37 С, учитывалась фоновая хемилюминесценция. Величина светосуммы, измеренная в течение 41 цикла (с 9 по 50) использовалась в качестве оценочного показателя, так как данная величина отражает интенсивность образования свободных радикалов и участие в процессе СРО антиокси-дантных систем.
Влияние производных аминотиола на водный баланс ткани головного мозга через 1 сутки после ЧМТ
Показатели содержания общей воды и ее структурных фракций через 1 сутки после ЧМТ на фоне фармакологической коррекции аминотиоловыми производными претерпевали следующие изменения (таблица 2). Введение бемитила вызывало уменьшение содержания общей воды на 0,42% по сравнению с опытной группой животных без лечения, и данный показатель становился равным 78,33% (р 0,05). На содержание фракций воды данный препарат также оказывал некоторое влияние. Так, бемитил снижал количество свободной воды на 0,49%, и показатель составил 62,14% (р 0,05). При этом количество связанной воды изменялось недостоверно. Амтизол вызывал схожие изменения в количественном составе и соотношении фракций воды, однако, в сравнении с бемитилом они явились более выраженными. Так, амтизол снижал содержание общей воды на 0,6% в сравнении с травмой без лечения, таким образом этот показатель равнялся 78,15% (pl 0,05), а содержание свободной и связанной воды составило соответственно 61,82% (pl 0,05) и 16,34% (pl 0,05). Как видно из таблицы 2, соединения тримин и этомерзол приводят к еще более значительным положительным изменениям показателей водного баланса в 1-е сутки после ЧМТ. Под воздействием тримина содержание общей воды уменьшалось на 0,99% и составило 77,76% (pl 0,05), содержание свободной воды на 1,0% и составило 61,63% (pl 0,05) (в сравнении с группой без применения соответствующих препаратов). Количество связанной воды под влиянием тримина равнялось 16,18% (pl 0,05). Этомерзол, являясь соединением, способным наиболее эффективно корригировать нарушения адаптационных механизмов, выражающихся в дисбалансе показателей процессов гидратации мозговой ткани в 1-е сугки после ЧМТ, оказал следующее влияние на показатели водного баланса в течение данного периода после травмы. Так, препарат снижал содержание общей и свободной воды (в сравнении с опытной группой животных) соответственно на 1,2% (pl 0,05) и 1,31% (pl 0,05), содержание связанной воды при этом оставалось на уровне контрольных значений. Из данной таблицы видно, что все исследованные соединения уже через 1 сутки после травмы обладают способностью корригировать нарушения процессов гидратации в головном мозге, возникающих в данный период после ЧМТ. Через 4 суток после ЧМТ были отмечены наиболее выраженные изменения в количественном составе воды и в соотношениях фракций воды, что ранее было также продемонстрировано другими исследователями (Ковалева Л.А., 1997; Кулагин К.Н., 2005).
В таблице 3 представлены результаты действия препаратов на исследуемые процессы. Бемитил и амтизол вызывают снижение содержания общей воды на 1,3% и 1,65% соответственно (с сравнении с опытной группой животных, не получавших терапии) и таким образом величина данного показателя составило 78,4% (pl 0,05) и 78,06%) (pl 0,05) соответственно. Изменения в соотношении фракций воды под влиянием этих соединений носили выраженный характер. Так, бемитил снижал содержание свободной воды на 2,98% (pl 0,05), в то время как амтизол - на 3,18%) (pl 0,05). Содержание связанной воды соответственно увеличивалось под воздействием обоих препаратов. Бемитил повышал количество данной фракции воды на 1,68% (pl 0,05), а амтизол на 1,42% (pl 0,05). Таким образом, содержание связанной воды на фоне фармакологической коррекции бемитилом и амтизолом составило соответственно 16,43%) и 16,17%, и приближалось к показателям контрольной группы животных. На фоне применения препарата тримина также отмечались положительные изменения со стороны водного баланса ткани головного мозга, однако в сравнении с остальными исследованными соединениями тримин в меньшей степени усиливал связывающую способность биополимеров (15,36%) и снижал содержание свободной воды (62,26%). В таблице 4 отображены результаты, полученные в ходе изучения влияния исследуемых веществ на состояние процессов гидратации мозговой ткани через 7 суток после ЧМТ. В данный посттравматический период также наблюдалось положительное влияние веществ на процессы гидратации. Бемитил и амтизол показали примерно одинаковую активность в отношении восстановления показателей гидратации мозга. На фоне их введения наблюдались изменения в соотношениях фракций воды, то есть под влиянием обоих препаратов достоверно уменьшалось содержание свободной воды (в сравнении с опытной группой животных без лечения) и увеличивалось количество связанной воды (pl 0,05). Содержание общей воды составило 78,36% (бемитил) и 78,51% (амтизол). Этомерзол и тримин показали более выраженную и также примерно одинаковую активность в плане восстановления водного баланса мозговой ткани. Оба соединения обнаруживали тенденцию к нормализации показателей и приближение их к уровню контрольной группы животных. Так, в сравнении с опытной группой животных тримин снижал содержание свободной воды на 2,53% (pl 0,05), а этомерзол - на 2,38% (pl 0,05); содержание связанной воды увеличивалось соответственно на 0,79% (pl 0,05) и 0,76% (pl 0,05). Тримин оказывал более выраженное снижение содержания общей воды (1,73% против 1,62%).
Анализируя полученные результаты экспериментов, можно говорить о возможности коррекции нарушенных процессов гидратации в мозге в динамике ЧМТ производными аминотиола. Известно, что оптимальный уровень связанной воды обеспечивает адекватное функционирование биополимеров, а гидратная оболочка макромолекул выполняет защитную роль в условиях воздействия неблагоприятных факторов. В то же время количественное содержание и соотношение фракций воды оказывает влияние на трансмембранный перенос, сосудисто-тканевую и клеточную проницаемость (Грушевский В.Е., 1995; Фаращук Н.Ф., 1994; Цыганкова Г.М., 2003).
Таким образом, исследованные соединения, обладая свойством усиливать связывание воды макромолекулами биоколлоидов мозговой ткани, являются перспективной группой препаратов в качестве повышающих общую неспецифическую сопротивляемость и адаптационную способность организма при неблагоприятных воздействиях на молекулярно-клеточном уровне. 3.5. Изменение величины импеданса ткани головного мозга в динамике ЧМТ
Одним из перспективных методов изучения патологии ЦНС в эксперименте является биоимпедансометрия (БИМ), которая позволяет многократно прижизненно получать объективную информацию о течении патологического процесса и влиянии на него различных лечебных воздействий. Достоинство данного метода заключается в том, что используемые напряжения не вносят существенных изменений в физико-химические процессы, протекающие в биологических объектах, и не повреждают их (Жанайдаров С.А., Турапин С.С, Тогандыкш Т.К., 1980).
Импеданс (полное электрическое сопротивление) - величина, определяющая соотношение между напряжением и силой переменного тока. Динамика импеданса ткани головного мозга может определяться изменением кровенаполнения органа, сопротивлением мембран клеток (нейрональных, глиальных, сосудистых, аксональных), а также качеством и количеством внеклеточной жидкости. Например, при повышении содержания внеклеточной жидкости какого-либо органа или ткани происходит уменьшение величины импеданса этой ткани (Егоров Ю.В., Кузнецова Г.Д., 1976). Таким образом, по измеренной величине импеданса ткани, в нашем случае ткани головного мозга крыс, можно судить о нарастании количества внеклеточной жидкости, то есть о динамике отека головного мозга, или, наоборот, при применении адекватной коррекции патологического процесса о купировании возникших нарушений водного баланса мозговой ткани.
Влияние аминотиоловых производных на активность свободно-радикального окисления в мозговой ткани в динамике ЧМТ
Числовые значения изменений показателя величины светосуммы гомогената ткани головного мозга через 1 сутки после нанесения травмы на фоне фармакологической коррекции производными аминотиола представлены в таблице 9.
Описанная выше интенсификация процессов ПОЛ, проявившаяся усилением хемилюминесцентного свечения наблюдалась уже на 1-е сутки после ЧМТ. На фоне фармакологической коррекции травматического воздействия аминотиоловыми производными получены следующие результаты.
Наиболее выраженное подавление хемилюминесцентного свечения наблюдалось при введении амтизола в дозе 25 мг/кг. Так, препарат вызывал снижение показателя на 32,65% (pl 0,05) по сравнению с группой животных, не получавших фармакотерапию аминотиоловыми производными.
Препараты бемитил, этомерзол и тримин вызывали угнетение свечения гомогената мозговой ткани на 18,66% (pl 0,05), 24,10% (pl 0,05) и 23,84% (pl 0,05) соответственно по сравнению с опытной группой животных без лечения. В таблице 10 представлена динамика изменений активности процессов свободнорадикального окисления в гомогенате ткани головного мозга на фоне применения аминотиоловых соединений на 4-е сутки посттравматического периода. Наиболее высокую антиоксидантную активность в гомогенате мозговой ткани через 4 суток после ЧМТ показал, также как и на 1-е сутки посттравматического периода, препарат амтизол. Под воздействием этого аминотиолового соединения наблюдалось подавление свечения гомогената мозговой ткани на 67,68% (pl 0,05) по сравнению с группой животных, не подвергавшихся воздействию фармакотерапии. Этомерзол и тримин вызывали угнетение свечения гомогената ткани головного мозга и снижали значение величины светосуммы до 13913,33 и 14427,50 относительных единиц соответственно. В процентном отношении эти показатели являются сниженными по значению величины светосуммы на 64,16% (pl 0,05) и 60,64% (pl 0,05) по сравнению с группой без лечения. Бемитил в этот момент посттравматического периода проявлял наиболее слабую антиокислительную активность в сравнительном аспекте с остальными исследуемыми соединениями. Как уже было отмечено выше, на 7-е сутки после ЧМТ наблюдалась тенденция к восстановлению интенсифицированных процессов свободнорадикального окисления ПОЛ и, соответственно, к снижению значения показателя величины светосуммы по сравнению с опытной группой животных без лечения через 4 суток после нанесения травматического воздействия (р2 0,05) (см. табл. 7).
Через 7 суток после ЧМТ способность соединений угнетать чрезмерно активированные процессы ПОЛ сохранялась, причем с аналогичной тенденцией в сравнительном аспекте. Так, производные аминотиола амтизол, этомерзол и тримин снижали сохраняющуюся в этот период после травмы интенсификацию хемилюминесцентного свечения на 40,28%, 42,64% и 40,52% соответственно (pl 0,05), в сравнении с группой животных без применения аминотиолов. Менее выраженное, но также позитивное действие оказывал бемитил. При анализе полученных результатов ингибирования индуцированного хемилюминесцентного свечения изученными производными на модели с таким биосубстратом, как гомогенат ткани головного мозга, становится очевидным наличие довольно высокой антиокислительной активности у всех исследованных соединений. Однако следует выделить препарат амтизол, который на всем протяжении исследованного посттравматического периода обладал высокой антиоксидантной активностью, и производное тиобензимидазола этомерзол, проявляющий данную активность в мозговой ткани в наибольшей степени на 4-е и 7-е сутки после ЧМТ.
![Влияние гепатопротекторов и регуляторов энергетического обмена на биоэнергетику головного мозга при нарушении [В]-окисления жирных кислот](/i/i/4422/313245.png "Влияние гепатопротекторов и регуляторов энергетического обмена на биоэнергетику головного мозга при нарушении [В]-окисления жирных кислот Слепичев Владимир Анатольевич")
