Введение к работе
Актуальность проблемы. По данным Российской ассоциации общественного здоровья уровень потребления алкоголя в России является одним из самых высоких в мире. В настоящее время в России насчитывается около 10 млн больных хроническим алкоголизмом [Заиграев Г.Г., 2002; Кошкина Е.А. и соавт., 2004; Таллина B.C., 2005; Bobak М. et al, 2004].
Острые отравления этиловым спиртом занимают ведущее место среди бытовых отравлений и являются причиной более 60% всех смертельных случаев от различных интоксикаций [Литвинов Н.Н. и соавт., 1997; Немцов А.В. и соавт., 2003; Zaridze D. et al, 2009]. При этом большая часть острых отравлений этанолом с летальным исходом приходятся на лиц, страдающих алкогольной зависимостью [Разводовский Ю.Е., 2004; Ливанов Г.А. и соавт., 2005; Верткин А.Л. и соавт., 2008].
Хроническое употребление этилового спирта является причиной поражения всех органов и систем организма, особенно подвержены его влиянию печень и нервная система [Пауков B.C., 2007]. Многообразные нарушения, развивающиеся в результате алкогольной интоксикации и затрагивающие практически все виды обмена веществ, определяются как прямыми мембранотропными, так и метаболическими эффектами, обусловленными процессами окисления этанола [Буко В.У. и соавт., 2005; Lieber C.S., 2000]. К наиболее важным повреждающим эффектам, формирующимся на этапах катаболизма этилового спирта, относятся: увеличение внутриклеточного содержания НАДН и ацетил-КоА [Lieber C.S., 1994], образование и воздействие токсического метаболита ацетальдегида [Crabb D.W., 1999; Signorini-Allibe N. et al., 2005], интенсификация процессов свободнорадикального окисления липидов биомембран [Aleynik S.I. et al., 1998; Sanchez Perez M.J. et al., 2006]. Смещение соотношения пиридиннуклеотидов в сторону восстановленных форм подавляет аэробное дыхание и синтез макроэргов, ориентирует метаболизм на анаэробные пути с развитием метаболического ацидоза [Hojer J., 1996; Carini R. et al., 2000; Young T.A. et al, 2006]. Этими изменениями в настоящее время объясняется ухудшение процессов энергообеспечения организма. Однако точный механизм действия этанола на энергетический статус митохондриального уровня остается невыясненным [Hoek J.B. et al., 2002]. Практически отсутствуют данные о влиянии этанола на состояние системы энергопродукции митохондрий головного мозга.
Представляет интерес изучить влияние уже зарекомендовавших себя в клинической практике гепатопротекторов (эссенциальных фосфолипидов и адеметионина) на энергетический статус митохондрий на моделях интоксикации этанолом.
Цель работы. Изучение механизмов нарушения функционального состояния митохондрий тканей печени и головного мозга крыс при острой и
длительной интоксикации этанолом с оценкой эффективности их коррекции гепатопротекторами различной природы. Задачи исследования.
Разработать модели острой и длительной интоксикации этанолом.
Изучить функциональное состояние митохондрий, процессы липопероксидации в тканях печени и головного мозга крыс, а также активность аминотрансфераз и у-глутамилтранспептидазы в крови на разработанных моделях интоксикации этанолом.
Оценить влияние эссенциальных фосфолипидов на функциональное состояние митохондрий, перекисное окисление липидов в тканях печени и головного мозга крыс и активность аминотрансфераз и у-глутамилтранспептидазы в крови при острой и длительной интоксикации этанолом.
Исследовать влияние адеметионина на функциональное состояние митохондрий, перекисное окисление липидов в тканях печени и головного мозга крыс и активность аминотрансфераз и у-глутамилтранспептидазы в крови при острой и длительной интоксикации этанолом.
Сравнить позитивные эффекты действия изучаемых препаратов на моделях острой и длительной интоксикации этанолом.
Научная новизна. Впервые исследована специфика нарушений энергетического метаболизма митохондрий тканей печени и головного мозга крыс на разработанных моделях острой и длительной интоксикации этанолом. Показано, что этанол, при остром и длительном введении, ингибирует дыхательную цепь митохондрий печени, в большей степени подавляя активность сукцинатдегидрогеназы. В системе митохондриальной энергопродукции тканей печени при острой интоксикации этанолом выявлено истощение компенсаторных механизмов с выраженным нарушением метаболического контроля дыхания митохондрий и разобщением окислительного фосфорилирования. На модели длительной интоксикации этанолом сопряженность процессов окисления и фосфорилирования сохраняется на высоком уровне. В митохондриях тканей головного мозга независимо от модели интоксикации определена активация процессов энергообеспечения по быстрому метаболическому пути с развитием компенсированного низкоэнергетического сдвига и падением сопряженности окислительного фосфорилирования.
Впервые изучено влияние гепатопротекторов различной природы (эссенциальных фосфолипидов и адеметионина) на функциональное состояние митохондрий печени и головного мозга крыс на моделях острой и длительной интоксикации этанолом. Обеспечивая поддержание структурно-функциональной целостности биологических мембран, эссенциальные фосфолипиды восстанавливают дыхательную активность митохондрий печени и головного мозга в большей степени на модели острой интоксикации
этанолом. Адеметионин нормализует процессы митохондриального окисления в печени и головном мозге крыс преимущественно на модели длительной интоксикации этанолом.
Научно-практическая значимость работы. Полученные данные расширяют существующие представления о механизмах нарушения функциональной активности митохондрий печени и головного мозга при острой и длительной интоксикации этанолом. Экспериментально обоснована целесообразность применения эссенциальных фосфолипидов при острых этаноловых отравлениях, адеметионина - при хронических алкогольных интоксикациях.
Основные положения, выносимые на защиту.
Острая интоксикация этанолом сопровождается угнетением активности сукцинатдегидрогеназы митохондрий печени, разобщением окислительного фосфорилирования и активацией перекисного окисления липидов. В головном мозге усиливаются процессы липопероксидации, активируется быстрый метаболический кластер митохондрий, развивается низкоэнергетический сдвиг с разобщением дыхания и фосфорилирования.
Длительная интоксикация этанолом, угнетая сукцинатокидазное окисление и подавляя активность НАД-зависимого дыхания митохондрий печени не влияет на сопряженность окислительного фосфорилирования и в меньшей степени изменяет интенсивность образования продуктов перекисного окисления липидов. Выраженность и направленность изменений функциональной активности митохондрий и процессов липопероксидации в головном мозге при длительной интоксикации аналогична таковой при острой.
Гепатопротекторы различной природы в равной степени снижают активность процессов перекисного окисления липидов, позитивно сказываясь на митохондриальной биоэнергетике печени и головного мозга: эссенциальные фосфолипиды - на модели острой интоксикации этанолом, адеметионин - на модели длительной интоксикации.
Апробация и публикации. Основные положения диссертационной работы доложены на X конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2009), 64-й Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и студентов с международным участием (Екатеринбург, 2009), XI конгрессе молодых ученых и специалистов «Науки о человеке» (Томск, 2010), научной конференции НИИ фармакологии СО РАМН «Фармакологическая регуляция энергетического обмена» (Томск, 2010). Материалы диссертации опубликованы в 6 научных статьях и материалах конференций, в том числе 1 статья опубликована в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов кандидатских диссертаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов экспериментальных исследований, их обсуждения, выводов и списка
литературы. Работа изложена на 159 страницах, иллюстрирована 9 таблицами и 26 рисунками. Библиографический указатель включает 262 источника, из них 163 -зарубежных.
