Содержание к диссертации
Введение
CLASS Глава I. Обзор литератур CLASS ы
1.1 Краткие сведения о действии кислорода под повышенным давлением на организм .. 10
1.2 Функциональное состояние надпочечников и щитовидной железы в условиях воздействия кислорода под повышенным давлением 13
1.3 Состояние печени в условиях действия кислорода под повышенным давлением на организм 33
CLASS Глава 2. Материал и методы исследовани CLASS я
2.1 Объект исследования,условия опыта, режимы оксигенации 43
2.2 Методы исследования кортикостерона,тироксина, трийодтиронина в крови и печени 53
2.3 Методы морфологического исследования 56
2.4 Метод статистической обработки... 57
CLASS Глава 3. Результаты собственных исследовани CLASS й
3.1 Развитие интоксикации при воздействий кислорода под давлением 6078 гПа с предварительным введением адреноактивных средств и изотурона 58
3.2 Динамика изменений концентрации корти костерона, тироксина и трийодтиронина в крови и печени и структурно-метабо - лическое состояние последней:,... 65
3.2.1 Воздействие кислорода под давлением 6078 гПа... 66
3.2.2 Воздействие кислорода под давлением 3039 гПа 83
3.2.3 Многократное действие кислорода под давлением 3039 гПа 88
3.2.4 Влияние индерала и изотурона в условиях обычной газовой среды , 92
3.2.5 Воздействие кислорода под давлением 6078 гПа на фоне индерала и изотурона 101
3.2.6 Воздействие кислорода под давлением 3039 гПа на фоне индерала и изотурона 114
3.2.7 Многократное действие кислорода под давлением 3039 гПа на фоне индерала и изотурона 122
Глава 4. Обсуждение полученных результатов 126
Выводы 156
Список литературы 158
- Краткие сведения о действии кислорода под повышенным давлением на организм
- Функциональное состояние надпочечников и щитовидной железы в условиях воздействия кислорода под повышенным давлением
- Методы исследования кортикостерона,тироксина, трийодтиронина в крови и печени
- Развитие интоксикации при воздействий кислорода под давлением 6078 гПа с предварительным введением адреноактивных средств и изотурона
Введение к работе
Расширение сферы деятельности человека, связанное с освоением морских глубин и континентального шельфа, выдвигает важную научно-практическую задачу обеспечения жизнедеятельности и безопасности человека в условиях повышенного давления среды и использования дыхательных смесей с повышенным содержанием кислорода (Г.Л.Зальцман и соавт.,1979; А.Г.Жиронкин, 1979 и др.). Важное значение проблемы влияния на организм кислорода под повышенным давлением связано и с его применением в медицине для лечения различных заболеваний(Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976). Серьезным фактором, ограничивающим широкое применение кислорода под избыточным давлением, является его токсичность. Несмотря на решение многих проблем, вопросы повышения резистентности организма к неблагоприятному действию кислорода, а также патогенеза, диагностики и лечения кислородного отравления остаются актуальными (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1983). Механизм поражающего действия кислорода под повышенным давлением чрезвычайно сложен. Это воздействие реализуется в организме на всех уровнях его структурно-функциональной организации одновременно, создавая сложную картину кислородной интоксикации, позволяя наблюдать наслаивающиеся друг на друга проявления этиологического и патогенетических факторов, а также защитно-приспособительных реакций.
К настоящему времени подробно изучены формы кислородного отравления, а также сопровождающие его реакции со стороны целого организма, отдельных систем и органов (С.И.Прикладовицкий,193б; Lambertsen, 1965; Clark, Lambertsen, 1971; А.Г.Жиронкин, 1972; Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976; Г.Л.Зальцман и соавт., 1979; А.А.Кричевская и соавт., 1980; А.И.Селивра, 1983 и др.). Сдела-
5 ны крупные шаги в изучении механизмов действия кислорода на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях. Раскрыты процессы инициации неблагоприятного действия кислорода, которые легли в основу свободно-радикальной теории кислородной интоксикации ( Pri-dovich, 1979), изучены основные механизмы функционирования антиокислительной системы клетки (Ю.Е.Михайлов и соавт., 1976; Фри -дович, 1979; А.М.Герасимов, 1978, 1981) выдвинута метаболическая концепция реализации кислородного эффекта (А.Н.Леонов, 1969, 1980). Установлена значительная роль нейро-эндокринной регуляции в механизмах возникновения и развития как кислородного отравле -ния, так и резистентности организма к этому воздействию. Изуче -ны изменения функциональной активности адреналовой и тиреоидной систем при различных режимах гипероксигенации. Показано, что при остром кислородном отравлении возникает стрессовая реакция организма с характерной активацией симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем.
Однако, еще недостаточно исследована связь между функциональным состоянием нейроэндокринных регуляторних систем и внутрикле -точными процессами, лежащими в основе кислородной интоксикации (С.Н.Ефуни, 1980, 1984). До настоящего времени сведения о функциональных изменениях в эндокринной системе ограничивались, за редким исключением, характеристикой функции отдельных желез по их структурно-биохимическому состоянию и по содержанию гормонов в крови. В то же время общепризнанно, что реализация физиологиче -ского действия гормона определяется не столько его содержанием в крови, сколько характером взаимодействия данного гормона со специфическими клеточными рецепторами. Кроме того, функция кле -ток регулируется и'контролируется не отдельными гормонами, а их комплексом, взаимоотношения в котором на тканево-рецепторном
уровне и определяют их конечный интегративный эффект. Представляет интерес одновременное и совместное изучение реакции на воздействие кислорода под повышенным давлением адреналового и тире -оидного комплексов не только в связи с особой ролью глюкортикои -дов и йодтиронинов в регуляции ключевых процессов жизнедеятель -ности организма, но также и ввиду их сложного взаимодействия на уровне подсистем в условиях нормы и нарушенного гомеостаза.
Кислородное отравление сопровождается активацией симпато-ад-реналового аппарата. Фармакологическое изменение степени этой активации оказывает влияние на течение и исход процесса. Препа -раты группы адреноблокаторов способны повышать резистентность организма к гипербарическому кислороду, снижая функциональную активность этой системы. Одновременно эти препараты способны изменять функциональную активность тиреоидной системы, что также может играть роль в их общем положительном эффекте при воздей -ствии кислорода под давлением. Для сравнительной оценки значения обоих механизмов в повышении резистентности организма к токсическому действию кислорода представляет интерес применение в тех же условиях эксперимента препарата изотурона, не обладающего сродством к адренорецепторам, но оказывающего положительный эф -фект при данном состоянии и способного, как известно, влиять на функциональную активность эндокринной системы.
Целью нашего исследования явилось изучение динамики и осо -бенностей реакции тиреоидной и адреналовой систем на циркуля -торном и тканевом уровнях в сопоставлении со структурно-метаболическим состоянием печени при воздействии на животных кислорода под повышенным давлением.
Задачи исследования: I. Определить резистентность крыс и особенности проявления интоксикации при воздействии кислорода
под давлением 6078 гПа, а также на фоне адреналина, фентолами-на, индерала и изотурона. 2. Определить содержание кортикосте-рона (В), тироксина (Т^) и трийодтиронина (Тд) в крови и печени крыс в течение первых суток после воздействия: а) кислорода под давлением в режимах 6078 гПа - 50 мин и 3039 гПа - 2 часа;
б) индерала и изотурона в условиях' обычной газовой среды;
в) кислорода под повышенным давлением на фоне индерала и изоту
рона. 3. Исследовать структурно-метаболическое состояние пече -
ни при вышеуказанных условиях. 4. Выяснить соотношения уровней
гормонов адреналовой и тиреоидной желез в крови и печени в ди -
намике с учетом режима оксигенации и лекарственного фона.
4. Проанализировать обнаруженные в экспериментах особенности реакции с точки зрения механизмов взаимоотношений адреналового и тиреоидного комплексов на циркуляторном и тканевом уровнях и в сопоставлении с морфо-функциональными изменениями в печени. .
Научная новизна исследования. В данной работе впервые: -исследованы взаимоотношения адреналового и тиреоидного комплексов на циркуляторном и тканевом уровнях при воздействии на организм крыс кислорода под повышенным давлением; - установлена связь между резистентностью животных к гипербарическому кисло -роду, соотношением уровней кортикостерона, тироксина, трийодтиронина в крови и ткани печени, а также структурно-метаболиче -ским состоянием последней; - выявлена защитная роль снижения периферического дейодирования тироксина при воздействии на ор -ганизм гипербарического кислорода.
Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты указывают на значительную роль гормональных взаимоотношений на тканево-рецепторном уровне в реализации действия кислорода под повышенным давлением и могут быть использованы для дополне -
8 ния имеющихся представлений как о патогенезе кислородной интоксикации, так и о механизмах резистентности организма к этому воздействию. Положения и выводы работы, касающиеся особенностей соотношения уровней изученных гормонов при разных режимах окси-генации, могут быть использованы для прогноза и оценки эффекта кислорода, диагностики его неблагоприятного действия, для выработки показаний и противопоказаний к применению его как метода лечения,атакже критериев для допуска к работам, связанным с пребыванием в гипероксибарической среде. Данные полученные при воздействии гипербарического кислорода в сочетании с индералом и изотуроном, свидетельствуют о перспективности поиска протекто -ров от кислородного отравления среди средств, влияющих как на функцию эндокринных желез, так и на периферический метаболизм гормонов.
Апробация работы.-Материалы диссертации доложены и обсуждены на П Республиканском съезде физиологов Молдавии (Кишинев, 1980), на совместном заседании городского общества фармакологов и кафедры фармакологии Кишиневского госмединститута (Кишинев, 1980), на итоговой научной конференции сотрудников Кишиневского госмединститута (1980), на П Республиканской научно-технической конференции по электронной микроскопии (Кишинев, 1981), на УП международном Конгрессе по гипербарической медицине (Москва, 1981) на У Всесоюзном съезде фармакологов (Ереван, 1982), на итоговой научной конференции профессорско-преподавательского состава Кишиневского госуниверситета (1984), на Всесоюзном симпозиуме "Стресс, адаптация и функциональные нарушения" (Кишинев, 1984).
На защиту выносятся следующие положения: I. Особенностью реакции адреналовой и тиреоидной желез при острой интоксикации
кислородом является их синхронная активация. Для периода последействия гипербарического кислорода характерно повьшенное содержание йодтиронинов в крови и печени.
Умеренное снижение функциональной активности коркового слоя надпочечников и задержка периферической конверсии тироксина повышают относительную устойчивость животных к воздействию кислорода под повышенным давлением.
Степень выраженности структурно-метаболических изменений в печени после гипербарооксигенации зависит от содержания корти-костерона и трийодтиронина в ней.
Угнетение периферического звена тиреоидного комплекса со снижением уровня трийодтиронина под влиянием индерала и изотуро-на сопровождается положительным эффектом на общем состоянии жи -вотных с запаздыванием наступления судорог, повышением выживае -мости, предупреждением некоторых морфо-функциональных изменений в печени.
10 I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
I.I. Краткие сведения о действии кислорода под повышенным давлением на организм
В процессе эволюции у аэробных организмов выработались и генетически закрепились мощные приспособительные и компенсаторные механизмы, направленные на обеспечение их жизнедеятельности при нехватке кислорода - гипоксии. Так как организм никогда не встречался с повышением содержания кислорода в окружающей среде, у него отсутствуют генетически обусловленные механизмы защиты от этого фактора. Поскольку в норме организм не испытывает по -требность в дополнительном кислороде,он не способен утилизиро -вать избыточное его поступление. В таких условиях кислород оказывает неспецифическое раздражающее и ингибирующее действие (Г.Л.Ратнер, 1979).
Повышение концентрации кислорода в крови и в тканях посредством раздражения хеморецепторов вызывает изменение функции дыхательной и гемоциркуляторной систем - урежение дыхания и сер -дечных сокращений, уменьшение объема циркулирующей крови, пери -ферическую вазоконстрикцию, что, по мнению А.Г.Жиронкина (1972), составляет так называемую физиологическую реакцию, направленную на ограничение поступления кислорода.
Не исключено, что первоначальное угнетение различных процессов в организме наступает не столько от избытка кислорода, сколько вследствие прекращения действия, в этих условиях, нормально -го естественного регулятора "тонуса" - гипоксии (гипоксический "драйв") (Г.Л.Зальцман и соавт., 1979), что особенно может ска -зываться на функциональной активности нейро-эндокринного аппарата.
Однако, впоследствии, в результате накопления углекислоты и
повышения активности симпато-адреналового аппарата, происходит срыв этих системных компенсаторных реакций- концентрация кислорода в организме нарастает и проявляется его токсическое действие.
Помимо рефлекторного действия, кислород, как агент с высоким окислительным потенциалом, оказывает и прямое действие на биологические субстраты. Влияние кислорода на клетки осуществляется двумя путями (З.Г.Гершенович, 1969): прямым окислением биологи -ческих субстратов и инактивацией ферментов, в том числе участвующих в энергетическом обмене и особенно чувствительных к избыт -ку кислорода ( Haugaard, 1968; Fisher е.а., 1972). Механизм та -кого влияния связан с образованием свободных радикалов, обладающих высокой биологической активностью (Gerschman е.а., 1954).
С октрытием процесса каскадного переноса электронов на кислород, в ходе которого образуются активные формы последнего (супероксидный радикал, синглетный кислород), способные инициро-вать и поддерживать цепные реакции перекисного окисления, а также с открытием основного фермента, участвующего в их нейтрализации - супероксидцисмутазы (мс Cord, Pridovich, 1969), - теория свободного окисления стала одной их самых приемлемых и признан -ных (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976; С.Н.Ефуни, 1978; А.И.Лео -нов, 1980; А.А.Кричевская, А.И.Лукаш, 1984 и др.) для объяснения механизмов токсического действия кислорода.
Ускоренная генерация активных форм кислорода в условиях ги -пероксигенации превышает возможности обезвреживающего действия супероксиддисмутазы, что очень быстро приводит к срыву всей ан -тиокислительной системы клеток (А.М.Герасимов и соавт,, 1975; С.Н.Ефуни, 1978).
Избыточное накопление радикалов и перекисей, обладающих вы-
сокой биологической активностью, приводит к расстройству функции мембран, при этом нарушаются процессы образования, транспорта и использования энергии (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976). В свою очередь нарушение энергетического баланса клетки в сочетании с прямым угнетающим действием активных радикалов и продуктов пере-кисного окисления на активность многих ферментов, приводит к раа стройству всех видов метаболизма - углеводного, жирового, белкового и водно-ионного.
В присутствии избытка кислорода клетки теряют способность использовать его, создается ситуация "гипероксической гипоксии" (А.Г.Жиронкин, 1979) по гистотоксическому типу. Вероятно, именно с этих этапов в организме, включаются различные адаптивные и компенсаторные механизмы в ответ на энергетический дефицит и накопление продуктов неполноценного метаболизма, что выражается компенсаторной стимуляцией метаболических процессов при актив -ном участии нейро-эндокринных регуляторных систем.
Вместе с тем следует полагать, что в условиях продолжающегося поступления кислорода адаптивные перестройки вряд ли могут быть полноценнымина том основании, что емкость антиокислительной системы клеток весьма мала, а, кроме того, и структуры регуляторных систем подвержены прямому влиянию перечисленных факторов. Подтверждение тому - обязательный неблагоприятный исход при непрекращающемся воздействии кислорода под давлением при любых его режимах. По мнению А.А.Кричевской, А.И.Лукаша (1984) адаптация к гипероксии практически невозможна, а все изменения, которые возникают в организме в этих условиях, носят защитный характер (А.Г.Жиронкин, 1979).
Универсальность влияния гипербарического кислорода на все уровни функционирования живых систем определяет его как фактор,
обладающий общебиологическим и общефизиологическим действием (Г.Л.Зальцман и соавт., 1979).
Олена ответных реакций стимулирование - ингибирование зависит от степени оксигенации (уровень давления, длительность действия) и исходного состояния организма. При высоких давлениях этот переход резко лимитирован во времени, поэтому положитель -ный эффект гипероксигенации отмечается только при очень кратковременных экспозициях (В.В.Мацынин, 1982; М.М.Середенко и соавт., 1984).
Однако, простое физическое насыщение крови и тканей кислородом еще не определяет его действие на организм. Избыток кислорода вовлекается в обменные реакции, являясь либо стимулятором, либо ингибитором биологических процессов, в зависимости от метабо -лической активности клеток (А.Н.Леонов, 1975, 1980). Последняя, помимо прочих условий, регулируется и контролируется нервно-эндокринным аппаратом.
Поэтому, для объяснения многих сторон механизма действия кислорода под давлением, а также путей развития резистентности организма к его неблагоприятному влиянию, важное значение имеет состояние различных звеньев нейроэндокринной системы и реализация их воздействия на ткани и органы в условиях гипербарической оксигенации.
1.2. Функциональное состояние надпочечников и щитовидной железы в условиях воздействия кислорода под повышенным давлением.
В механизме проявления эффектов (как положительных, так и отрицательных) кислородной гипербарии, особая роль отводится степени функциональной активности эндокринной системы, в част -ности тех ее звеньев, которые регулируют сложные метаболические
14 процессы, ответствены : за реализацию адаптивных возможностей организма.
Несмотря на длительное (более 100 лет) изучение механизмов действия сжатого кислорода на организм как в экспериментальных, так и в клинических условиях, литература по данному аспекту изучаемого вопроса не столь обширна, а имеющиеся сведения нередко противоречивы. Неоднозначность полученной информации обусловлена, вероятно, особой специфичностью фактора, с которым организм в естественных условиях на протяжении эволюции не встречался, а также и тем обстоятельством, что оценка состояния функции железы - то ли по морфологическим критериям, то ли по прямым биохимическим тестам - осуществлялась на различных видах животных при воздействии кислорода в разных режимах давления, продолжи -тельности экспозиции и т.д. Учет этих факторов, а также методического уровня на котором проводилось тестирование функционального состояния адреналовых и тиреоидной желез необходим при анализе информации, привлекаемой для объяснения отдельных сторон патогенеза кислородной интоксикации и проявлений резистентности организма в этом состоянии.
Адреналовая железа. 0 роли эндокринной оси гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников в формировании адаптивного состояния организма при избыточном давлении 0 в окружающей среде стало известно еще из исследований Campbell (1938), Bean, Johnson (1952), когда авторы обнаружили повышение устойчивости животных и снижение поражающего эффекта сжатого кислорода на легкие при гипофизэктомии. Введение АКГТ повышало чувствительность к On при б атм у нормальных крыс.
Положительный эффект гипофизэктомии большинство авторов объясняют снижением активности коры адреналовых желез. Удале -
ниє надпочечников вызывало повышение устойчивости животных к гипербарическому кислороду при давлении б ата и выше ( Bean, 1961; Taylor, 1958; Gerschman е.а., 1954), наблюдалось запаздывание наступления судорог, уменьшение патологических измене -ний в легких, снижение смертности. Введение же гормонов коры надпочечников вызывало повышение чувствительности к кислороду у гипофизэктомированных крыс (Gerschman е.а., 1954), хотя этот эффект был непостоянен. 1ак, в частности, потенцирующее дейст -вие кортизола на развитие кислородной интоксикации у интактных животных зависело от дозы вводимого стероида. Малые дозы ухудшали состояние, а большие - повышали резистентность животных (Taylor, 1958).
Вместе с тем, в некоторых работах (Torbati е.а., 1975) со -общается о крайне незначительном эффекте адреналэктомии в условиях воздействия кислорода под давлением или вовсе отрицатель -ном результате экстирпации надпочечников при нормобарическом кислороде (Н.А.Рощина, 1971). По данным Н.А.Рощиной (1971) ад -реналэктомия повышала чувствительность животных к высоким кон -центрациям кислорода: поражение легких обнаруживалось раньше и протекало в более тяжелой форме. Незначительное повышение резистентности адреналэктомированных крыс отметил и В.П.Дударев (1978) при использовании более высоких давлений чистого кислорода (3 и 5 ата). Автор предполагает, что характер устойчивости животных к гипероксибарии не столько зависит от влияния глюко -кортикоидов, сколько от действия катехоламинов. Инъекции норад-реналина, адреналина и других адреномиметических препаратов способствовали более раннему проявлению симптомов кислородной интоксикации ( Bean е.а., 1955; А.Г.Жиронкин и др., 1965; Matsuda, 1969; Е.А.Мухин и соавт., 1978).
Повышение функциональной активности адреналовых желез при воздействии на организм высоких концентраций кислорода было показано в многочисленных морфологических исследованиях. После однократных и многократных экспозиций животных в кислороде при 2,8 - 7,1 атм ( Bean, Johnson, 1954) надпочечники увеличивались в объеме, гипертрофировались клетки пучковой зоны, снижалось количество липидов в корковом слое. Степень изменения надпочечни -ков находилась в прямой зависимости от величины давления, дли -тельности и числа экспозиций. Экспозиция животных в кислороде до летального исхода вызывала в надпочечниках новорожденных, а также и взрослых крыс очаговые некрозы ( Balentine, 1976).
При многократных экспозициях в кислороде при 2 атм Е.Н.Халь-зева (1979) отметила дистрофические изменения в клетках пучко -вой зоны и А-клетках мозгового слоя. Автор относит изменения в надпочечниках крыс к неспецифической реакции на гипербарический кислород как стресс-фактор. Однако, после 9-Ю сеансов оксиге -нации, изменения приобратают патологический характер и свиде -тельствуют об истощении железы.
Выступая в роли чрезвычайного неспецифического раздражи -теля, кислород вызывает активацию симпатической нервной системы с увеличением выброса в кровь биогенных аминов, которые через гипоталамические центры возбуждают гипофиз и усиливают секреторную функцию желез-мишеней - коры надпочечников и щитовидной железы ( Johnson, Bean, 1957). После экспозиции крыс в Ор при 3 ата в течение 40 минут A.M.Потаскаєв (1980) наблюдал ги -перемию всех слоев коры надпочечника, вакуолизацию клеток, ги -пертрофию ядер и ядрышек клеток пучковой зоны, снижение количества аскорбиновой кислоты в сетчатой зоне, что расценивается автором как признак усиления секреторной функции.
Значительное снижение содержания аскорбиновой кислоты в надпочечниках, указывающее на усиление синтеза гормонов, отме -чается и другими исследователями (М.И.Маслова, Л.В.Резник,1984) при экспозиции под давлением Og 0,35 мПа в течение 30 минут.
Эксперименты с воздействием высоких концентраций кислорода на ткани надпочечников in vitro (Race е.а., 1970), то есть в отсутствии АК1Г, свидетельствуют о выраженных изменениях в митохондриях и эндоплазматической сети клеток коры, что является прямым доказательством возможного непосредственного влияния 0>2 на саму железу в организме.
При режиме оксигенации 3 ата в течение 2 часов Л.Л.Шимкевич (1973) наблюдал умеренное усиление функции коры надпочечников: уменьшение количества липидов в пучковой зоне, его увеличение в мозговом слое, а через сутки после экспозиции - усиление актив -ности Г-6-Ф дегидрогеназы. При этом, содержание кортикостерои -дов в крови увеличивалось в 1,5 раза сразу после экспозиции и сохранялось повышенным в течение 1,5 часов, а через сутки воз -вращалось к норме или даже снижалось. Состояние надпочечников, повышенная концентрация стероидов в крови, а также увеличение содержания биогенных аминов в крови и тканях, позволили автору оценить реакцию организма как стрессовую. Вместе с тем, анализ функциональной активности адреналовых желез посредством определения концентрации кортикостероидов в крови показывал, нередко, противоречивые результаты. Так, было отмечено снижение плазменного уровня кортизола у людей после воздействия нормобарическо-го кислорода в течение 4 часов (Hale е.а., 1964) и повышение содержания 17-гидрооксикортикостероидов в крови (Marotta е.а., 1965) у собак после 2-х часовой экспозиции.
Установлена зависимость реакции адреналовых желез от вели-
чины давления газа. Например, при повышении давления кислорода до 3 ата, концентрация П-оксикортикостероидов в крови у собак увеличивалась на 12%, а при проявлении первых признаков отрав -ления - на 29%; у крыс при б ата концентрация П-оксикортикостероидов в крови увеличивалась вдвое (Л.Л.Шимкевич, 1973). Другие исследователи (Г.В.Трошихин, В.Г.Шаляпина, 1970) не выявили за -висимости реакции надпочечников от величины давления при дли -тельных экспозициях, отметив, однако, связь между концентрацией кортикостероидов в крови и процентным содержанием 0р во вдыхаемой смеси. Авторы определили увеличение содержания этих гормо -нов в плазме и при I ата 0g, Интересно отметить, что параллельно со стимуляцией коры надпочечников имело место снижение уровня норадреналина в головном мозге, что оценивалось как резуль -тат массивного выброса гормона в кровь под влиянием возбуждения симпатического отдела нервной системы. Эти явления предполагают активирующее влияние повышенного тонуса симпато-адреналовой системы на ось гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников.
При многократных сеансах гипербарии было установлено (В.Ф. Кириллов с соавт., 1979) повышение активности коры надпочечников, начиная с первых "погружений" (1-6 ата). При последующих воздействиях концентрация кортикостероидов возвращалась к нор -мальному уровню или даже снижалась. Частые погружения приводили к резкому уменьшению синтеза корковых гормонов.
Таким образом, в большинстве исследований выявлено, что действие кислорода в повышенных концентрациях или под избыточ -ным давлением сопровождается активизацией симпато-адреналовой, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем^
Адреналэктомия во многих случаях повышает резистентность животных к кислороду, а введение глюкокортикоидов, наоборот, сни-
жает толерантность к этому фактору.
Вместе с тем, удаление гипофиза и адреналовых желез не во всех случаях вызывает положительный эффект в смысле повышения резистентности организма к гипербарическому кислороду. Играют роль величина давления, концентрация кислорода, длительность воздействия и, видимо, другие условия эксперимента (вид живот -ных, пол и др.).
Определенный интерес представляет сообщение об отрицательном эффекте адреналэктомии и благоприятном влиянии экзогенных стероидов. Отсутствие в некоторых случаях защитного эффекта адреналэктомии, а также дозозависимый характер влияния глюкокор -тикоидов на резистентность животных наводит на мысль о неодно -значной роли корковых гормонов в механизме действия кислорода на организм, определяющейся, по-видимому, степенью реакции эн -докринной железы при определенных условиях гипероксигенации.
Подтверждением вышеуказанного могут служить эксперименты В.М.Крюкова (1980) по изучению лечебного эффекта кислорода под давлением при геморрагическом шоке, когда положительный эффект гипероксигенации не проявлялся после адреналэктомии. Автор предполагает, что в условиях недостатка глюкокортикоидов ткани организма не в состоянии использовать 0г>, даже при его избытке, в связи с глубокой инертностью метаболических процессов.
Отсутствие реакции со стороны адреналового аппарата или снижение его активности при невысоком давлении 0 или кратко -временных экспозициях в кислороде, вероятно, обусловлены отсутствием естественного регуляторного механизма - "гипоксического драйва" (Г.Л.Зальцман и соавт., 1979), а снижение функции эндокринной системы, вплоть до полного отсутствия гормона в некоторых железах (Л.А.Бокерия с соавт., 1975) при тяжелых интоксика-
циях кислородом - истощением функциональных возможностей.
Реакция коры надпочечников на гипербарическую оксигенацию является следствием влияния биогенных аминов гипоталамуса на фазовые изменения в синтезе и выделении кортиколиберина, кото -рый через портальную систему побуждает гипофиз к выработке и выделению соответствующих количеств АКІГ. В такой последовательности ("по вертикали") соответствующие подсистемы эндокринного комплекса гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников реагируют на данный вид воздействия, что укладывается в общепринятое понятие о стрессе. Вместе с тем, большое разнообразие экспериментальных данных, описанных в литературе, свидетельствуют о наличии не только опосредованного через гипоталамические центры и гипофиз, но и прямого влияния кислорода под повышенным давлением на надпочечную железу, своеобразно меняющего ее активность. Это и предопределило необходимость дальнейшего исследования данной желе -зы с использованием более совершенных методических приемов.
Щитовидная железа. Учитывая огромную роль щитовидной железы в регуляции метаболических процессов, значение ее гормонов ти -роксина (Тд) и трийодтиронина (Тд) в возникновении и развитии кислородной интоксикации, представляется бесспорным.
Известно, что кислородная интоксикация усиливается любыми факторами, способными повышать потребление кислорода, в том числе и гипертиреоидизмом. Угнетение функции щитовидной железы, сопровождающееся уменьшением потребления кислорода, повышает ус -тойчивость организма к гипербарическому кислороду.
В опытах В.П.Дударева (1975) действие кислорода под давле -нием 1-3 ата в течение I часа на протяжении 18-20 дней вызывало восстановление сниженного тиреоидэктомией потребления кислорода, тогда как в условиях гипертиреоидизма, гипероксия несколько ин -
21 гибировала повышенное потребление кислорода. Следовательно, влияние гипербарической оксигенации на потребление кислорода организмом неоднозначно и тесно связано с функциональным состоянием щитовидной железы.
Известно, что тиреоидэктомия замедляет, а введение тироксина интактным животным ускоряет развитие кислородного отравления при 6 ата (А.А.Кричевская и соавт., 1980і; Clark, Lambertsen, 1971). При этом, тиреоидине препараты сохраняют свое потенцирующее влияние на неблагоприятное воздействие сжатого кислорода при адреналэктомии и гипофизэктомии (Clark, Lambertsen, 1971). Авторами была установлена прямая зависимость между смертностью, уровнем тиреоидных гормонов в крови и потреблением кислорода животными при токсических режимах оксигенации. Это позволило предположить, что эффект тиреоидных гормонов при кислородной инток -сикации реализуется через изменение клеточного метаболизма.Вместе с тем, не исключается и центральное (на уровне гипоталамуса) действие тиреоидных гормонов, так как их потенцирующий эффект при кислородной интоксикации снимался препаратами, угнетающими функции гипоталамических образований (фенобарбиталом). При этом положительное действие препарата на резистентность животных к токсическому влиянию кислорода сохранялось. Резкое повышение смертности животных при давлении кислорода 3-5 ата наблюдал В.П. Дударев (1978) после предварительной тиреоидизации крыс и мышей. В то же время, тиреоидэктомия повышала резистентность животных -степень поражения легких кислородом снижалась. Прямая зависимость между функциональным состоянием щитовидной железы и тяжестью физиологических нарушений, вызываемых токсическим действием 0g,установлена и в опытах на собаках, подвергавшихся влиянию С^ под давлением 3 ата в течение 2-х часов. Высокое содержание тире-
оидных гормонов в крови животных перед экспозицией способствовало более быстрому.развитию кислородной интоксикации и в более тяжелых формах, а при низком содержании гормонов признаки отравления проявлялись позже и были менее выраженными (Н.Г.Триняк, 1971; Н.Г.Триняк и соавт., 1971; А.Д.Юхимец, Н.Г.Триняк, 1973). В экспериментах этих авторов была также выявлена прямая корреляция между функциональной активностью щитовидной железы, показа -телем которой явилось изменение концентрации белковосвязанного йода в крови и насыщенностью гемоглобина кислородом.
Такого же рода взаимоотношения между активностью щитовидной железы и чувствительностью организма к гипербарическому кислороду сохраняются и при более высоких давлениях газа. По данным Л.Л.Шимкевич и соавт.(1973), снижение йодфиксирующей способно -сти щитовидной железы вызывает у крыс повышение устойчивости к Ор под давлением б ата.
Оказалось, что характер реакции щитовидной железы и степень ее выраженности находятся в прямой зависимости от режима оксиге-нации: если при давлении 2 ата в течение 90 мин или 3 ата в те -чение 30 мин активность щитовидной железы не менялась, то при давлении 3 ата в течение 90 мин концентрация белковосвязанного йода в крови у собак повышалась (А.Д.Юхимец, В.Ф.Стащук, 1975). Морфологическая картина ткани щитовидной железы при этом также содержала признаки активации ее секреторной функции.
Усиление функции щитовидной железы при режиме оксигенации 3 ата в течение 90 мин отмечали А.А.Кричевская и соавт. (1980). Введение тироксина снижало толерантность к кислороду, а тирео -идэктомия оказывала защитный эффект.
Биохимические и морфологические признаки стимуляции функции щитовидной железы наблюдались и при более длительных экспозици-
ях в кислороде - 2 часа под давлением 3 ата (А.Д.Юхимец, Н.Г. Триняк, 1973) с одновременным развитием патологических измене -ний в легочной ткани.
Вместе с тем, более "мягкий" режим оксигенации І ата в те -чение 96 часов вызывал подавление функциональной активности щитовидной железы, о чем свидетельствовало уменьшение количества радиоактивного йода, поглощенного железой ( Galton, 1978) и снижение концентрации тиреотропного гормона и тироксина в крови. Была выявлена обратная зависимость между степенью связывания белками плазмы тироксина и концентрацией кислорода в дыхатель -ной смеси. Экспозиция животных в течение 96 часов в среде, со -держащей 40-80% кислорода, приводила также к подавлению процессов дейодирования тироксина и клиренса его метаболитов. Предполагается ( Galton, 1978), что процессы дейодирования не нахо -дятся под прямым влиянием кислорода, а опосредованы, так как в опытах in vitro наблюдалось их усиление. Интересно, отме -тить, что признаки инволюции щитовидной железы наблюдались и при "жестком" режиме оксигенации (6 ата после первых сеансов, однако в последующем, через 4-5 сеансов функция железы усиливалась, сопровождаясь ее гипертрофией ( Clark, Lambertsen, 1971). Первоначальную инволюцию тиреоидной железы объясняли как неспецифическое проявление стресса. Наряду с этим, авторы приводят сведения об усилении йодпоглотительной способности щитовидной железы, сопровождающемся гистологическими признаками повышен -ной секреторной активности при 48-часовой экспозиции крыс в нормобарическом кислороде.
За последние годы гипербарическая оксигенация стала приме -нятьсядля лечения заболеваний, связанных с гиперфункцией щито -видной железы. В большинстве случаев отмечается улучшение кли -
нического состояния больных, однако изменения концентрации йод-тиронинов в крови неоднозначны.-В одних случаях лечение боль -ных тиреотоксикозом с использованием кислорода под давлением 2 ата в течение 60 мин на протяжении 10-12 дней приводило к нормализации содержания тиреоидных гормонов в крови (Н.В.Шакаришви-ли и соавт., 1981). У здоровых людей данный режим оксигенации не вызывал каких-либо изменений. В других случаях такие же режимы гипербарической оксигенации вызывали у больных диффузным токсическим зобом первоначальное повышение концентрации тирео -идных гормонов (на 10%) в крови с последующим уменьшением до исходного уровня (Л.П.Дровянникова, 1983). Быструю и эффектив -ную нормализацию функции щитовидной железы с установлением эути-реоидного состояния у больных тиреотоксикозом отмечали И.Г.Pax -матулин, М.А.Галеев (1981) после применения 6-15 сеансов гипер -оксигенации при давлении 1,2-2 ата.
Следует полагать, что основным моментом в благоприятном действии на организм кислорода под повышенным давлением в слу -чае гипертиреоидизма является ликвидация вторичной гипоксии, возникающей в результате усиления под действием йодтиронинов непродуктивного в энергетическом плане процесса свободного окисления (Л.П.Дровянникова, 1983).
Следовательно, реакция щитовидной железы на воздействие повышенных концентраций кислорода характеризуется фазовыми изменениями функции. При воздействии повышенных концентраций кислорода в нормобарических условиях и на начальных этапах экспози -ции в гипербарическом кислороде имеет место непродолжительное угнетение функциональной активности железы. Однако, при более длительном действии гипероксибарии, угнетение сменяется стимулированием функции, что приводит к увеличению концентрации йод-
тиронинов в крови.
В условиях гипероксибарии возможны нарушения периферического метаболизма тиреоидных гормонов. В свою очередь высокая активность щитовидной железы способ&ует резкому повышению чувстви -тельности организма к гипербарическому кислороду, потенцируя его неблагоприятное действие и снижая резистентность организма.
їаким образом, краткий обзор данных литературы позволяет заключить, что эндокринная система при воздействии кислорода под давлением на организм реагирует очень рано и значительно, о чем свидетельсвувт волнообразные изменения активности гипота -ламо-гипофизарно-надпочечниковой и тиреоидной систем.
Вместе с тем, функциональное состояние эндокринной системы, в свою очередь, в значительной мере определяет чувствительность и резистентность организма к данному воздействию. Активация эн -докринных комплексов характеризуется в целом потенцирующим вли -янием на неблагоприятное воздействие кислорода.
Необходимо также подчеркнуть, что если при других стрессо -вых факторах, таких как травма, интоксикация, эмоциональное перенапряжение и т.д. для тиреоидной системы характерно, как правило, снижение функции, то для данного воздействия, как морфологически, так и биохимически, найдены доказательства ее активации. С общебиологической точки зрения это следует оценить как небла -гоприятный сдвиг в системе целостного организма.
Необходимо отметить, что большинство исследователей оцени -вали функции различных эндокринных желез без учета тесной взаимосвязи между ними, не прибегая к одномоментному их изучению на одном и том же экспериментальном животном.
Вместе с тем, как стало известно из работ Brown-Grant, (1956), между гормонами коры надпочечников и щитовидной железы, а также
между тиреотропными и адренокортикотропными гормонами аденоги -пофиза имеются "антагонистические" взаимоотношения. С учетом этого обстоятельства, правильное суждение о функции той или иной железы при любых стрессовых ситуациях может быть получено только посредством определения содержания гормонов других желез одномоментно, в одной биопробе. Тем более необходим такой подход в условиях действия кислорода под давлением, когда, как следует из вышеизложенного, наряду со стимуляцией эндокринных желез, опосредованной гипоталамусом, имеет место прямое влияние на них из -бытка кислорода. Последнее обстоятельство должно сказываться на гормональном балансе организма, а в конечном итоге определять исход процесса в целом.
В настоящее время общепризнанным является факт, что биологическое действие гормона той или иной железы определяется не, об -щим содержанием его в циркулирующей крови, а соотношением между двумя его фазами: свободной (активной) и связанной с белками плазмы. На процесс связывания кортикостероидов транскортином, а тиреоидных гормонов тироксин - связывающим глобулином влияют такие факторы как рН среды, температура и др., которые в зависимости от характера стрессорных воздействий меняются. В условиях гипероксибарии е ним присоединяется влияние продуктов нарушенного метаболизма, часть из которых (свободные радикалы, перекиси липидов и др.) обладают высокой биологической активностью. Все это может сказываться как на процессах связывания и транспорта гормонов в организме, так и коаптации их специфическими рецепторами клеток. При других воздействиях эти механизмы хорошо изучены для многих гормонов, но наиболее полно в отношении стероидов И йодтиронинов ( Jensen е.а., 1966; Jarret, Мс Donald, 1977; В.Б.Розен, А.Н.Смирнов, 1981; П.П.Голиков, Н.Ю.Николаева, 1984).
Глюкокортикоиды.Ткань надпочечников крысы вырабатывает це -лый ряд стероидов. Основным глюкокортикоидным гормоном является кортикостерон (вещество В) (Bush, 1953).
Высокий уровень кортикостерона в плазме крови отражает высокую синтетическую и секреторную активность коры надпочечников. Повышенная биологическая активность гормона связана с его сво -бодной фракцией и определяется не только общим содержанием гормона в циркулирующей крови, но и процессами комплексообразова -ния (В.Б.Розен, А.Н.Смирнов, 1981). Последние также стимулиру -ются гипофизом (Ю.В.Юркевич, 1979, 1980), зависят от состава и свойств протеинов плазмы и многих других факторов. Непременным условием для проявления биологического эффекта глюкокортикоидов является их коаптация клетками и связывание специфическиїли рецепторами. Количество последних в тканях варьирует и зависит от состояния организма в целом, а также от конкретной ткани-мишени (Thomas, 1973). Понятие клетка-мишень подразумевает наличие в клетке специфических рецепторов с высоким сродством к данному гормону, передающих гормональный сигнал к исполнительным структурам (П.В.Сергеев, 1984). Связываясь со специфическими рецеп -торными структурами, гормон вызывает перестройку активности различных процессов в клетке. Принято считать, что проникновение гормона через плазматическую мембрану не требует каких-либо по -средников, а осуществляется благодаря высокой липофильности гормонов ( Baxter, 1976). Однако, есть предположения (П.В.Сергеев, 1984) о наличии в мембране "узнающе-транспортных" систем. Процесс связывания гормона с рецепторними белками клеток обратим и зависит от его уровня в плазме ( Koch е.а., 1975).
Свободный^биологически -активный кортикостерон плазмы, проникая в клетки печени, связывается внутриклеточными структурами.
В цитоплазме гепатоцитов идентифицированы 3 формы рецепторных белков, способных образовывать комплексы с глюкокортикоидами: А, Ви G. Белки А и В связывают только естественные гормоны и являются транскортиноподобными. Только форма С считается истинным рецептором, который способен вместе с гормонами связываться с ДНК ядра ( Beato, Peigelson, 1972; Sacana, Jompson, 1977) He исключено,, что все эти три формы являются структурньми дериватами одного и того же белка-рецептора (П.В.Сергеев, 1984). Активированная форма гормон-рецепторного комплекса способна также взаимодействовать и с митохондриальной ДНК печеночных клеток (Л.А.Медведева, Ю.М.Селезнева, 1983).
Уровень кортикостерона в печени снижается медленно, вне зависимости от его концентрации в плазме. Считается ( Bellamy, 1967), что содержание связанного гормона уменьшается только после его метаболизирования или после ферментативной деструкции рецепторов. При повышенном уровне кортикостероидов в плазме обна -ружена также высокая скорость метаболизма в печени (Uete, Tsu -chikura, 1972; П.В.Сергеев, 1984). Активация метаболизма стеро -идов в периферических тканях может быть связана и с резким воз -буждением ЩС, сопровождающимся усиленным выбросом катехоламинов.
Голиков П.П. и соавт. (1980) считают, что при стрессовых ре -акциях эффект глюкокортикоидов обусловлен их катаболическим действием, особенно на белки, что нарушает клеточные гормон-рецеп -торные взаимоотношения, в связи с дефицитом рецепторного белка. Повышенный уровень эндогенных кортикостероидов может вовлекать -ся в дезинтегрирующее действие на различные клеточные структуры, не имеющие ничего общего с регулирующим влиянием гормонов.
Тиреоидные гормоны. Известно, что щитовидная железа завер -шает свою биосинтетическую деятельность образованием тиреоидно-
го гормона, который выделяется в кровь - в двух формах: тетра -йодтиронина (Т^) и трийодтиронина (Тд) в соотношениях 4:1 (В.А. Ткачук, 1983). При этом Т3 в 5-6 раз активнее тироксина (Б.В. Алешин, В.И.Губский,1983), но в количественном отношении его значительно меньше. Тироксин на 99,9% связывается в крови с протеинами сыворотки, преимущественно с альфа-глобулином (ТСГ). Связь Т^ с белком прочная, период полураспада комплекса составляет 6-7 суток. Связь Тд с протеинами значительно слабее, период полураспада - около 2-3 суток.Активными являются только свободные фракции тиронинов.Их рецепция происходит в цитоплазме клеток-мишеней, где они вступают в связь с белками цитозоля, которые не служат уже транспортными единицами, а образуют только своеобразное депо ( Menezes-Ferreira, Torresani, 1983). В дальнейшем на мембранах цитоплазматической сети, где, по описанию авторов, найдены специфические локусы акцепции, тироксин, который принято считать прогормоном, подвергается дейодированию с образованием активного Тд. В периферических тканях около 30% суточной секреции Т^дейодируется в Тд. Другие 40% также ДЄЙОДИ-руются, но с образованием, так называемого, реверсированного Тд, который не обладает биологическим действием (Larsen, 1982). Главной точкой приложения трийодтиронина принято считать ядерный хроматин, однако выявлено большое сродство к Тд и со стороны митохондрий ( Menezes-Perreira, Torresani, 1983). Вместе с тем, выявлены локусы связывания гормонов и на клеточной мембране ( Pliam, Goldfine, 1977), где как полагают, они могут осущест -влять регуляторное действие на функцию мембран. Известно стиму -лирующее действие тиреоидных гормонов на активность аденилатци -клазы в некоторых тканях, на активность ыа+ - К4" - АТФ -азы (Я.Х.Туракулов, Т.С.Саатов и соавт., 1983), а всего-более 100 ферментов (В.А.Ткачук, 1983).
В митохондриях йодтиронины в физиологических концентрациях стимулируют энергетический метаболизм,потребление Оо,транспорт АТ и активность ферментов, а в фармакологических дозах разобщают процессы окисления и фосфорилирования с усилением свободного окисления.
Через несколько часов после связывания Тд с ядерным рецептором стимулируется РНК-полимераза I и II, усиливается синтез всех типов РНК ( Tata е.а.,1966). Через 20-30 часов в клетке-мишени увеличивается число рибосом,растет количество цитоплазматичес -кого ретикулума. Возрастает общий белковый синтез в клетках-мишенях :. Такие эффекты наблюдаются при низких (физиологических) концентрациях тиреоидных гормонов. В больших концентрациях (ги-пертиреоидизм или экзогенное введение) они подавляют рост и развитие тканей,не отличаясь в этом отношении от кортикостерои-дов (В.А.Ткачук, 1983).Эффекты гормонов зависят и от специфических свойств клеток тканей. Например,в печени,где имеются рецепторы для стероидных и для тиреоидных гормонов,(а также для других),эффекты гормонов взаимосвязаны,так что исключительно сложно объяснить действие того или иного гормона,потому что функциональный ответ клетки (тканей) является интегративным.
Сродство ядерных рецепторов в 10 раз больше к Тд, чем к Т^. Высокое сродство связывающих протеинов плазмы к Т^ ограничивает его поступление в клетку в большей степени, чем Тд, который связывается протеинами менее прочно. Так как большинство тканей участвует в процессах конверсии Т^и Тд, уровень Тд плазмы не может служить прямым показателем тиреоидной секреции. Около 80% циркулирующего Тд исходит из монодейодированного Т^. Стресс,голодание, также как и многие фармакологические агенты способны вмешиваться и ингибировать процессы периферического метаболизма
тироксина ( Larsen,1982). Изменения уровня периферического метаболизма Т. могут быть результатом существенного изменения активности механизма дейодирования или изменения связывающей активности белков внеклеточной жидкости. Возрастание активности связы -вания способствует снижению свободной фракций, способной воздействовать на периферические ткани (Gaiton, 1978).
Общеизвестно, что специфическим регулятором-активатором щитовидной железы является тиреотропный гормон (тиреотропин) перед ней доли гипофиза. Отрицательная обратная связь между количест -вом тиреоидных гормонов в крови (т.е.степень активности железы) и интенсивностью тиреотропной функции гипофиза является основным гомеостатическим механизмом, который обеспечивает соответствие секреторной функции железы. В то же время, при определенных состояниях, помимо гипофизарного механизма регулирования, могут включаться и другие, например, прямые эфферентные нервные импуль
сы гипоталамуса парагипофизарным путем (Б.В..Алешин, В.И.Губский, 1983). Стимулирующее влияние на функции щитовидной железы имеет
и адреналин крови.
Следовательно, получение наиболее объективной информации о функции той или иной эндокринной железы в организме, возможно
только при комплексном подходе к тестированию ее гормонов на разных уровнях и с учетом их соотношений, особенно на тканево-ре -цепторном уровне.
Бесспорно, что реализация физиологического эффекта гормона происходит на тканево-рецепторном уровне, где в конечном итоге формируется та или иная реакция организма, в том числе относя -
щаяся к резистентности и адаптации.
Ванным моментом в патогенезе неблагоприятного действия кислорода является признанная универсальность его повреждающего
действия на мембраны клеток, путем вовлечения в процессы перок -сидации их липидного компонента (Л.Л.Шимкевич, 1973; Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976; А.А.Кричевская, А.И.Лукаш, 1984 и др.). Вполне вероятно, что при этом значительно меняются и свойства специфических рецепторних образований клеточных мембран, приводящие к нарушению процессов образования гормон-рецепторного комплекса, а, следовательно, и реализации биохимических механизмов физиологического эффекта.
Для объяснения механизмов влияния на организм кислорода под повышенным давлением, большинство исследователей обычно исходили из факта перенасыщения крови физически растворенным кислородом, которое зависит от величины давления газа в атмосфере, функционального состояния легочной ткани и циркуляторной системы организма.
Однако, как известно (А.Н.Леонов, 1975; Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976 и др.) эффект кислорода зависит не только от его напряжения в тканях, но и от уровня функциональной активности клеток, от интенсивности метаболических процессов в них, потребления ими кислорода и др. Вместе с тем, уровень метаболиче -ских процессов в клетках, тканях и в организме в целом находит -ся под постоянным влиянием и контролем нейро-эндокринных регу -ляторных механизмов, в т.ч. адреналовой и тиреоидной систем.
В условиях действия на организм кислорода под повышенным давлением функциональное состояние адреналовых и тиреоидной желез определяется совокупным влиянием повышенной концентрации кислорода, реакциями центральных регуляторных звеньев эндокринной системы, изменениями реактивности самих желез в ответ на действие управляющих ими факторов, периферическим метаболизмом гормонов. Представляет особый интерес выяснение направления и
33 последовательности изменений в функционировании самих регуля -торных систем в условиях гипероксии, способности периферичес -ких тканей воспринимать регуляторное воздействие гормонов, что принципиально важно для объяснения механизмов формирования ответной реакции целого организма при воздействии экстремального фактора.
Таким образом, любое изучение функции эндокринных желез в плане их участия в формировании определенных состояний организма, на сегодняшнем этапе развития эндокринологии невозможно без плуригландулярного (одномоментное определение гормонов более, чем 2-х желез) подхода к научному исследованию, без оценки биологических эффектов гормонов на тканево-рецепторном уровне.
Изложенное и явилось предпосылкой комплексного подхода к изучению реакций надпочечников и тиреоидной железы,в качестве ответственных за реализацию адаптивных свойств организма, на уровне транспортной и тканево-рецепторной подсистем с параллельным сопоставлением уровней гормонов со структурно-метаболическим состоянием ткани печени. Последнее, с нашей точки зрения, более полно отражает интегративный ответ этого органа, имеющего самое непосредственное отношение к различного рода метаболическим процессам в организме, на прямое и опосредованное регуляторними системами действие кислорода.
1.3 Печень в условиях гипероксигенации.
Особая роль состояния печени в условиях воздействия на организм кислорода под повышенным давлением определяется ее положением в функциональной иерархии органов и систем в качестве "центральной лаборатории", где пересекаются все метаболические пути, создается большая часть всего энергетического и пластиче-
34 ского фонда организма, где осуществляется детоксикация большинства продуктов метаболизма и ксенобиотиков. Значение этого ор -гана особо возрастает в условиях экстремальных воздействий на организм, когда перестраиваются функции всех органов и систем в целях обеспечения гомеостаза (С.А.Селезнев, 1971; П.Д.Гори -зонтов, 1981).
Высокий уровень метаболических процессов, развитая сосудистая сеть и повышенные гемоциркуляторные показатели обуславливают особую чувствительность печени к изменениям концентрации кислорода в крови. В условиях гипероксибарии, при накоплении в организме продуктов неполноценного или извращенного метаболизма, возрастает и детоксицирующая роль печени. Определенное значение в этом отношении имеет ее функциональное состояние при повышенной секреторной активности желез внутренней секреции, большинство гормонов которых реализует свое действие через печень или метаболизируется в ней. В печени также происходят метаболические превращения большинства лекарств. От интенсивности этих процессов во многом зависят их фармакокинетика и фармакодинами-ка, что в условиях гипероксии может играть особую роль. Поэтому изучение структурно-метаболического состояния печени в условиях гипербарической оксигенации не менее важно, чем исследование других органов - мозга, легких, сердца.
Печень оказалась весьма чувствительной к избытку кислорода в циркулирующей крови. Реакция этого органа на гипербарический кислород определяется состоянием органа в целом и зависит от режима оксигенации - величины давления и длительности воздействия. Большинство исследователей отмечает однотипность изменений в печени при различных режимах оксигенации, отличие состоит только в сроках возникновения и развития тех или иных изменений, а также в степени их выраженности.
Считается (Л.Л.Шимкевич, 1973), что фактор давления в раз -витии патологии при гипербарической оксигенации играет большую роль, вместе с тем, невысокие давления кислорода,но при длите -льном или повторном воздействии могут способствовать срыву компенсаторных механизмов и возникновению значительных деструктивных процессов в печени.
Морфологические, гистологические, ультраструктурные и биохимические исследования печени при воздействии кислорода под повышенным давлением показали наличие серьезных циркуляторных перестроек и нарушений энергетического, углеводного, белкового, жирового обменов в ней, а также нарушений структурной организации клеток.В условиях острого кислородного отравления (Л.Л.Шимкевич, 1973 ; Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976 ; Э.Б.Кептя, 1972) характерной чертой реакции печени является возникновение в ней, в первую очередь, выраженных циркуляторных изменений: полнокровие, расширение синусоидных капилляров,периваскулярные и интер-стициальные отеки, набухание цитоплазмы паренхиматозных клеток, кровоизлияния.
В гепатоцитах выявляются признаки белковой дистрофии, прогрессивно снижаются запасы гликогена, накапливается нейтральный жир. Снижение содержания гликогена в гепатоцитах при остром кислородном отравлении отмечали З.Г.Броновицкая (1971),Э.Б.Кептя (1972). Уровень полисахаридов в печени (Л.Л.Шимкевич, 1973) зависит от степени интоксикации. Их запасы истощаются только при тяжелом отравлении ; высокое содержание гликогена наблюдае -мое сразу же после наступления первых признаков интоксикации , впоследствии (через 6-24 ч) резко снижается.
Особенностью кислородной интоксикации является переключение аэробного окисления углеводов на гликолизный и пентозофосфатный пути, что подтверждается изменением активности соответствующих
36 ферментов в печени (Л.Л.Шимкевич, 1973; А.А.Кричевская и соавт.,
1980). При этом отмечается фазовое изменение процессов гликолиза; некоторое угнетение в начале оксигенации с последующим уси -лением.
Прогрессирующее увеличение содержания жира в печеночных клеяках при остром кислородном отравлении, связывают с декомпозицией липопротеиновых комплексов, с процессами трансформации, что способствует усиленному образованию жирных кислот из углеводов и аминокислот, а также усилением инфильтрации вследствие повышения содержания жирных кислот в циркулирующей крови в результате активизации липолитических процессов в жировой ткани (Б.В. Петровский, С.Н.Е$уни, 1976).
Зернистая дистрофия в гепатоцитах, вплоть до ацидофильной коагуляции в некоторых клетках, уменьшение содержания ГНК, снижение активности аспартатаминотрансферазы - ACT и ГДГ (Л.Л.Шимкевич, 1973), изменение содержания ряда аминокислот - все это указывает на расстройство белкового обмена в печени. При этом, обмен протеинов нарушается на уровне синтеза нуклеиновых кислот, промежуточного метаболизма аминокислот и на уровне сопряжения с другими видами обмена (Л.Л.Шимкевич, 1973, Б.В.Петровский, С.Н. Щ>уни, 1876).
Гистохимические исследования печени при этом свидетельствуют об изменении активности целого ряда ферментов: повышении активности СДГ, прогрессирующем увеличении в течение суток после экспозиции активности МДТ, резком снижении ГДГ и увеличении ак -тивности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, некоторой активации НАД- и НАДФ - диафораз (Л.Л.Шимкевич, 1973; А.А.Кричевская и соавт., 1980; М.М.Габибов, 1983). Вместе с тем, некоторые исследо ватели ( Sanders, Hall, 1966; Э.Б.Кептя, 1972) отмечали сниже -ние активности СДГ.
37 Выраженные изменения отмечены при изучении ультраструктуры
клеток печени. Очень рано и значительно реагируют на токсическое действие кислорода митохондриальный аппарат и цитоплазматическая сеть (Л.Л.Шимкевич, 1973): митохондрии набухают, плотность мат -рикса снижается, происходит дезинтеграция и редукция кристного аппарата. Реакция митохондрий после экспозиции увеличивается, становясь наиболее выраженной к концу суток. Через сутки после воздействия, наряду с деструктивными признаками появляются и компенсаторные перестройки. Высокую чувствительность митохондриаль-ного аппарата к воздействию кислорода описывают и другие исследователи (Balentine, 1976).
Выявленные перестройки митохондриального аппарата, измене -ние активности ферментов, участвующих в энергетическом обмене (Л.Л.Шимкевич, 1973), угнетение процессов фосфорилирования и уменьшение содержания АТЗ> (З.Г.Вроновицкая, 1971) указывают на нарушение энергетического баланса гепатоцитов. В целом перестройка системы энергообеспечения при кислородной интоксикации характеризуется (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976) нарушением как об -разования и транспорта, так и потребления энергии.
Таким образом, при остром кислородном отравлении для печени характерными являются нарушения циркуляции и проницаемости мем -бран, развитие дистрофических и некротических процессов, сниже -ние запасов гликогена и накопление в гепатоцитах липидов, снижение активности многих ферментов и подавление белково-синте тиче ской функции. Высоко чувствительны механизмы энергообеспечения.
Особый интерес вызывает у исследователей реакция печени на более "мягкие" режимы оксигенации, при давлениях, близких к тем, которые используются в клинике для лечения различных заболеваний.
Даже при нормобарии чистый кислород в течение суток (Е.Ф.Ко-товский, Л.Л.Шимкевич, 1971) вызывал нарушения микроциркуляции
38 в печени, набухание гепатоцитов с развитием в них дистрофических изменений, снижение напряжения 0% в ткани. В паренхиматозных клетках снижалось количество гликогена, накапливались жиры и подавлялась активность окислительных ферментов. Повышенную чувствительность проявили митохондрии и цитоплазматическая сеть печеночных клеток.
Повышение давления кислорода до 3 ата при 2-х часовой экспозиции (Л.Л.Шимкевич, 1973; Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976) также вызывало в печени нарушение микроциркуляции в виде полнокровия, венозного застоя, способствовало увеличению содержания гликогена в гепатоцитах, а в некоторых случаях и жировых включений. При таком режиме выявляли признаки активации белок-синтетической функции гепатоцитов: гипертрофию ядрышка, увеличение количества РНК и белка в цитоплазме (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976) без изменения активности аспартатаминотрансферазы. При менее дли -тельной экспозиции (60 мин) О.П.Амелин (1980) не наблюдал каких-либо изменений в отношении содержания аминокислот в печени, за исключением снижения количества аланина. В других же исследованиях (И.Г.Де-Жорж, 1975) отмечалось снижение базофилии цитоплазмы и уменьшение количества гликогена в гепатоцитах, а также более тяжелые дистрофические изменения, вплоть до появления отдельных некрозов (при 3 ата в течение 40 мин). Большинство исследователей выявили снижение активности ряда ферментов печени-ОЦГ (И.Г.Де-Шорж, 1975; Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976; Э.А. Кашуба, 1980), МДГ и ЛДТ (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976), щелочной фосфатазы, а также повышение активности кислой фосфатазы (И.Г.Де-Жорж, 1975).
Важно отметить, что большинство изменений, возникших после экспозиции в кислороде, в последующем сохранялось, а некоторые даже усиливались к исходу первых суток. Через 24 часа после сеанса гипероксибарии при давлении 3 ата в течение 2-х часов Л.Л.
39 -Шимкевич, (1973) выявил просветление гиалоплазмы, образование
бесструктурных зон, дезорганизцикр эндоплазматической сети, на -бухание митохондрий с уменьшением количества крист. Наряду с этими встречались и признаки компенсаторной перестройки: пере -шнуровка митохондрий, образование крупных форм. Если сразу после экспозиции активность митохондриальных ферментов была подавлена, то к исходу суток она повышалась. Полиморфизм митохондрий и изменение кристного аппарата описывает Balentine (1975,1976) при экспозиции в кислороде под давлением 3 ата (5 часов). Выяв -ленное последействие сжатого кислорода представляет осо -бый интерес в плане возможной суммации эффектов при проведении многократных сеансов гипероксибарии. Оказалось, что повторные экспозиции животных при давлении кислорода до 3 ата вызывают более серьезные изменения в печени. Как правило, выступают на первый план циркуляторные расстройства: полнокровие, расширение синусоидных капиляров, мелкие кровоизлияния, периваакулярные отеки (В.М.Шляпников и соавт., 1978; Э.А.Кашуба, 1980). В гепа-тоцитах усиливается зернистая дистрофия, развивается внутриклеточный отек. Через 6 сеансов оксигенации при давлении 19.10 Па в течение 45 минут (В.И.Шляпников и соавт., 1978) и 7 сеансов при 3 ата в течение 50 мин (Э.А.Кашуба, 1980) отмечалось явление пикноза ядер гепатоцитов и мелкоочаговые некрозы. В большинстве случаев многократные экспозиции приводили к снижению содержания гликогена в печени (Л.Л.Шимкевич, 1973 В.И.Шляпников и соавт., 1978) вплоть до полного его исчезновения. Вместе с тем, при режиме оксигенации 3 ата в течение 50 мин Э.А.Кашуба (1980) после 15 сеансов наблюдал у кроликов значительное скопление гликогена в виде грубых глыбок в цитоплазме большинства гепатоцитов. При этом, активность как глюкозо-6-фосфатазы, так и фосфорилазы гликогена была низкой, что свидетельствовало о нарушении синтеза и использования гликогена. Повторные сеансы гипероксигенации вызы-
40 вали снижение количества РНК в гепатоцитах, заметное уменьшение содержания альфа-аминокислот (Э.А.Кашуба, 1980; В.И.Шляпников и соавт., 1978), мочевины, аммиака, аминокислот-цистеина, аланина, глутамина, серина, глицина (М.А.Ласкаржевская, 1980). Количество жира в печени,как правило, прогрессивно увеличивалось от сеанса к сеансу, но в упомянутых опытах Э.А.Кашуба (1980) на кроликах, наоборот, содержание нейтральных липидов прогрессивно снижалось, параллельно с увеличением количества гликогена. Серьезные изме -нения имели место со стороны активности многих ферментов печени. Активация СДГ и МДГ, снижение активности КФ, АН-азы и ЛДГ отмечали В.И.Шляпников и соавт (1978), снижение активности ЛДГ и повышение таковой ГДГ - Л.Л.Шимкевич (1973), уменьшение активности СДГ в гепатоцитах кроликов Э.А.Кашуба (1980).
Повышение активности СДГ, определяемое гистохимически, большинство авторов трактует как результат увеличения проницаемости мембран, а отнюдь не активности процессов в цикле Кребса.
Как видно из представленного обзора, воздействие сжатого кислорода при самых разных режимах - от нормобарического до яв -но токсических, вызывает в первую очередь циркуляторные измене -ния в печени, проявляющиеся в виде полнокровия, расширения сину-соидных капиляров и вен воротной системы (Е.Ф.Котовский, Л.Л.Шимкевич, 1971; Э.Б.Кептя, 1972; Л.Л.Шимкевич, 1973; В.И.Шляпников и соавт., 1978). Многократные экспозиции даже при относительно невысоких давлениях (3 ата) приводили и к более серьезным нару -шениям - тромбообразованию, плазматическому пропитыванию стенки сосудов (Л.Л.Шимкевич, 1973), кровоизлияниям и микронекрозам (И.Г.Де-Жорж, 1975). По мнению Ю.Н.Белокурова и В.В.Выбачкова (1981), эффект гипербарического кислорода на гемоциркуляцию в печени сводится к прессорному действию, преимущественно на ве -нозный отдел, что на фоне неустойчивости артериального тонуса,
41 приводит к увеличению его объемного кровенаполнения.
Таким образом, к настоящему времени изучены различные зве -нья метаболизма в печени в условиях гипероксигенации, состояние ее структурной организации на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях. Однако, как отмечает С.Н.Ефуни (1980), патогенез кислородной интоксикации не исчерпывается нарушениями на клеточном и молекулярном уровнях: важная роль здесь принадлежит нейро-эндо -кринным регуляторныи системам, которые контролируют развитие внутриклеточных процессов, лежащих в основе механизма действия кислорода под избыточным давлением.
Естественно, возникает вопрос, являются ли изменения в печени результатом непосредственного действия только сжатого кислорода на ее паренхиму или к этим изменениям причастны гормональные эффекты на уровне клетки и ее субклеточных структур ? Очевидно,что определенную связь названных процессов можно установить путем одномоментного определения гормонов (В, Тд, Тд) сразу в двух под -системах (в крови и в самой ткани печени) у животных, подвергнутых гипероксигенации. Представляет интерес возможность фармако -логического управления активностью эндокринных желез, с целью поддержания наиболее оптимального уровня их функционирования при различных режимах и длительности воздействия кислорода под повышенным давлением.
К настоящему времени установлено, что не всегда уровень циркулирующего в крови гормона соответствует характеру его физиологического эффекта, осуществляемого на тканево-рецепторном уров -не. Доказано ( Brien, 1981; П.П.Голиков, Н.Ю.Николаева, 1984), что даже активная, свободная часть циркулирующего гормона, способная достичь ткани, по многочисленным причинам не всегда оказывает свое физиологическое действие. Этому способствует целый ряд причин,таких, как постоянное изменение количества рецепто -
42 ров к данному гормону (С.Н.Преображенский, 1979), инактивация рецепторов в измененной межклеточной или внутриклеточной среде, изменение активности ферментов, участвующих в трансформации рецепторов (П.П.Голиков, 1982) и др.
В связи с этим, определение количественного уровня гормона в самой ткани печени может способствовать выяснению возможности реализации гормонального эффекта железы-мишени и служить критерием оценки участия эндокринной системы в патологической цепи многофакторных явлений, происходящих в организме в условиях кислородной интоксикации.
Естественно полагать, что в условиях экспериментальной ги -пероксибарии возможны те или иные сдвиги в уровне коаптации названных гормонов рецепторными белками ткани печени, что может быть следствием не только постоянно меняющейся активности изу -чаемых эндокринных желез, но и факторов, характерных для сжатого кислорода, в частности, образования в тканях и клетках активных радикалов и перекисных соединений, непосредственное действие которых на связывание гормонов рецепторами не может быть исклю -чено.
В связи с изложенным, безусловный интерес представляет совместное изучение функциональной активности адреналовых и тирео-идных эндокринных желез в динамике гипероксигенации, посредст -вом одновременного определения глюкокортикостероидов и йодтиро-нинов в крови (циркуляторная подсистема) и ткани печени (ткане-во-рецепторная подсистема) в сопоставлении с морфофункциональ -ными изменениями в паренхиме печени, с целью выявления В03М0Ж -ных закономерностей во взаимоотношениях этих комплексов эндокринной системы на уровне указанных подсистем.
Краткие сведения о действии кислорода под повышенным давлением на организм
В процессе эволюции у аэробных организмов выработались и генетически закрепились мощные приспособительные и компенсаторные механизмы, направленные на обеспечение их жизнедеятельности при нехватке кислорода - гипоксии. Так как организм никогда не встречался с повышением содержания кислорода в окружающей среде, у него отсутствуют генетически обусловленные механизмы защиты от этого фактора. Поскольку в норме организм не испытывает по -требность в дополнительном кислороде,он не способен утилизиро -вать избыточное его поступление. В таких условиях кислород оказывает неспецифическое раздражающее и ингибирующее действие (Г.Л.Ратнер, 1979).
Повышение концентрации кислорода в крови и в тканях посредством раздражения хеморецепторов вызывает изменение функции дыхательной и гемоциркуляторной систем - урежение дыхания и сер -дечных сокращений, уменьшение объема циркулирующей крови, пери -ферическую вазоконстрикцию, что, по мнению А.Г.Жиронкина (1972), составляет так называемую физиологическую реакцию, направленную на ограничение поступления кислорода.
Не исключено, что первоначальное угнетение различных процессов в организме наступает не столько от избытка кислорода, сколько вследствие прекращения действия, в этих условиях, нормально -го естественного регулятора "тонуса" - гипоксии (гипоксический "драйв") (Г.Л.Зальцман и соавт., 1979), что особенно может ска -зываться на функциональной активности нейро-эндокринного аппарата.
Однако, впоследствии, в результате накопления углекислоты и повышения активности симпато-адреналового аппарата, происходит срыв этих системных компенсаторных реакций- концентрация кислорода в организме нарастает и проявляется его токсическое действие.
Помимо рефлекторного действия, кислород, как агент с высоким окислительным потенциалом, оказывает и прямое действие на биологические субстраты. Влияние кислорода на клетки осуществляется двумя путями (З.Г.Гершенович, 1969): прямым окислением биологи -ческих субстратов и инактивацией ферментов, в том числе участвующих в энергетическом обмене и особенно чувствительных к избыт -ку кислорода ( Haugaard, 1968; Fisher е.а., 1972). Механизм та -кого влияния связан с образованием свободных радикалов, обладающих высокой биологической активностью (Gerschman е.а., 1954).
С октрытием процесса каскадного переноса электронов на кислород, в ходе которого образуются активные формы последнего (супероксидный радикал, синглетный кислород), способные инициро-вать и поддерживать цепные реакции перекисного окисления, а также с открытием основного фермента, участвующего в их нейтрализации - супероксидцисмутазы (мс Cord, Pridovich, 1969), - теория свободного окисления стала одной их самых приемлемых и признан -ных (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976; С.Н.Ефуни, 1978; А.И.Лео -нов, 1980; А.А.Кричевская, А.И.Лукаш, 1984 и др.) для объяснения механизмов токсического действия кислорода.
Ускоренная генерация активных форм кислорода в условиях ги -пероксигенации превышает возможности обезвреживающего действия супероксиддисмутазы, что очень быстро приводит к срыву всей ан -тиокислительной системы клеток (А.М.Герасимов и соавт,, 1975; С.Н.Ефуни, 1978).
Избыточное накопление радикалов и перекисей, обладающих высокой биологической активностью, приводит к расстройству функции мембран, при этом нарушаются процессы образования, транспорта и использования энергии (Б.В.Петровский, С.Н.Ефуни, 1976). В свою очередь нарушение энергетического баланса клетки в сочетании с прямым угнетающим действием активных радикалов и продуктов пере-кисного окисления на активность многих ферментов, приводит к раа стройству всех видов метаболизма - углеводного, жирового, белкового и водно-ионного.
В присутствии избытка кислорода клетки теряют способность использовать его, создается ситуация "гипероксической гипоксии" (А.Г.Жиронкин, 1979) по гистотоксическому типу. Вероятно, именно с этих этапов в организме, включаются различные адаптивные и компенсаторные механизмы в ответ на энергетический дефицит и накопление продуктов неполноценного метаболизма, что выражается компенсаторной стимуляцией метаболических процессов при актив -ном участии нейро-эндокринных регуляторных систем.
Вместе с тем следует полагать, что в условиях продолжающегося поступления кислорода адаптивные перестройки вряд ли могут быть полноценнымина том основании, что емкость антиокислительной системы клеток весьма мала, а, кроме того, и структуры регуляторных систем подвержены прямому влиянию перечисленных факторов. Подтверждение тому - обязательный неблагоприятный исход при непрекращающемся воздействии кислорода под давлением при любых его режимах. По мнению А.А.Кричевской, А.И.Лукаша (1984) адаптация к гипероксии практически невозможна, а все изменения, которые возникают в организме в этих условиях, носят защитный характер (А.Г.Жиронкин, 1979).
Функциональное состояние надпочечников и щитовидной железы в условиях воздействия кислорода под повышенным давлением
В механизме проявления эффектов (как положительных, так и отрицательных) кислородной гипербарии, особая роль отводится степени функциональной активности эндокринной системы, в част -ности тех ее звеньев, которые регулируют сложные метаболические процессы, ответствены : за реализацию адаптивных возможностей организма.
Несмотря на длительное (более 100 лет) изучение механизмов действия сжатого кислорода на организм как в экспериментальных, так и в клинических условиях, литература по данному аспекту изучаемого вопроса не столь обширна, а имеющиеся сведения нередко противоречивы. Неоднозначность полученной информации обусловлена, вероятно, особой специфичностью фактора, с которым организм в естественных условиях на протяжении эволюции не встречался, а также и тем обстоятельством, что оценка состояния функции железы - то ли по морфологическим критериям, то ли по прямым биохимическим тестам - осуществлялась на различных видах животных при воздействии кислорода в разных режимах давления, продолжи -тельности экспозиции и т.д. Учет этих факторов, а также методического уровня на котором проводилось тестирование функционального состояния адреналовых и тиреоидной желез необходим при анализе информации, привлекаемой для объяснения отдельных сторон патогенеза кислородной интоксикации и проявлений резистентности организма в этом состоянии.
Адреналовая железа. 0 роли эндокринной оси гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников в формировании адаптивного состояния организма при избыточном давлении 0 в окружающей среде стало известно еще из исследований Campbell (1938), Bean, Johnson (1952), когда авторы обнаружили повышение устойчивости животных и снижение поражающего эффекта сжатого кислорода на легкие при гипофизэктомии. Введение АКГТ повышало чувствительность к On при б атм у нормальных крыс.
Положительный эффект гипофизэктомии большинство авторов объясняют снижением активности коры адреналовых желез. Удалениє надпочечников вызывало повышение устойчивости животных к гипербарическому кислороду при давлении б ата и выше ( Bean, 1961; Taylor, 1958; Gerschman е.а., 1954), наблюдалось запаздывание наступления судорог, уменьшение патологических измене -ний в легких, снижение смертности. Введение же гормонов коры надпочечников вызывало повышение чувствительности к кислороду у гипофизэктомированных крыс (Gerschman е.а., 1954), хотя этот эффект был непостоянен. 1ак, в частности, потенцирующее дейст -вие кортизола на развитие кислородной интоксикации у интактных животных зависело от дозы вводимого стероида. Малые дозы ухудшали состояние, а большие - повышали резистентность животных (Taylor, 1958).
Вместе с тем, в некоторых работах (Torbati е.а., 1975) со -общается о крайне незначительном эффекте адреналэктомии в условиях воздействия кислорода под давлением или вовсе отрицатель -ном результате экстирпации надпочечников при нормобарическом кислороде (Н.А.Рощина, 1971). По данным Н.А.Рощиной (1971) ад -реналэктомия повышала чувствительность животных к высоким кон -центрациям кислорода: поражение легких обнаруживалось раньше и протекало в более тяжелой форме. Незначительное повышение резистентности адреналэктомированных крыс отметил и В.П.Дударев (1978) при использовании более высоких давлений чистого кислорода (3 и 5 ата). Автор предполагает, что характер устойчивости животных к гипероксибарии не столько зависит от влияния глюко -кортикоидов, сколько от действия катехоламинов. Инъекции норад-реналина, адреналина и других адреномиметических препаратов способствовали более раннему проявлению симптомов кислородной интоксикации ( Bean е.а., 1955; А.Г.Жиронкин и др., 1965; Matsuda, 1969; Е.А.Мухин и соавт., 1978).
Методы исследования кортикостерона,тироксина, трийодтиронина в крови и печени
В целях максимальной унификации и стандартизации проведения исследований по определению гормонов адреналовой и тиреоидной желез в сыворотке крови и ткани печени крыс, для получения сравнимых результатов, с целью максимального исключения влияния возможных технических погрешностей, нами был отработан и применен следующий методический подход при сборе материала и его обработке. После декапитации животных и сбора крови, последняя центри -фугировалась для отделения сыворотки. В последующем,всю сыворотку разделяли на аликвоты в стандартные пробирки для радиоиммунного анализа, герметически закупоривали, замораживали и хранили в морозильной камере при -20С. Печень извлекали сразу после декапитации и сбора крови, вырезали из нее пластинки толщиной 2 мм, промывали в двух порциях холодного изотонического раство -ра, быстро осушивали фильтровальной бумагой и замораживали в жидком азоте. Образцы ткани печени каждой крысы хранили постоянно в сосуде с азотом. Таким образом, за небольшой промежуток времени, используя животных одного поколения (одного завоза из питомника), было собрано и заморожено все необходимое количество материала для определения гормонов. В дальнейшем количественное исследование гормонов проводилось большими партиями (по 200-300 проб), в одних условиях, с использованием одних реактивов и с последующим расчетом по одной калибровочной кривой.
Определение гормонов в сыворотке крови. Кортикостерон (В) -суммарное его содержание в сыворотке крови определяли методом конкурентного белкового связывания (КБС) ( Murphy, Engelberg, 1963; А.Г.Волчек, А.Н.Смирнов, 1974; А.И.Робу, 1982). Метод основан на принципе конкурентного связывания меченного тритием и нативного кортикостерона со специфическим транспортным глобулином плазмы (КСГ). Метод включает этапы: а) экстракция гормона из сыворотки метиленом хлористым; б) выпаривание экстракта; в) восстановление высушенного экстракта раствором, содержащим КСГ и меченный В; г) разделение связанной с белком и свободной фракции гормона; д) жидкостно-сцинтилляционный счет.
В выпаренные экстракты добавляли по I мл 1% раствора сыворотки, содержащей КСГ и меченный кортикостерон ("Amerscham" Англия), (около 6000 имп/мин на пробирку)перемешивали в течение 30 сек в водянной бане, инкубировали 10 мин при температуре 40С и переносили в ледяную баню на 40 мин. Пробы охлаждали до 4С, а затем в каждую пробирку добавляли по 4 мг активированного угля, покрытого декстрановым гелем.
После этого пробы встряхивали на вихревом смесителе 15 мин. Активированный уголь осаждали центрифугированием в течение 10 мин при 4000 об/мин. Затем 0,5 мл надосадочной жидкости переносили в счетные флаконы, содержащие по 10 мл жидкости Брэя и проводили жидкостно-сцинтилляционный счет на счетчике "Магк П" фирмы "searle ". Для построения калибровочной кривой вносили стандарт гормона от I нг до 10 нг в парные пробирки.
В качестве связывающей системы использовали разведение смешанной сыворотки ретроплацентарной крови, способное связывать не менее 40% гормона. Все пробы по определению кортикостерона готовились дублированно. В каждой партии проб включали матери -ал контрольной группы животных.
Количественное определение тиреоидных гормонов - тироксина (Т ) и трийодтиронина (Тд) в сыворотке крови крыс осуществля -лось радиоиммунным методом с использованием коммерческих набо ров реактивов "TETRAK-PEG " и "TRIAK-PEG" (CEA-SORIN). по инструкциям, прилагаемым к ним. Радиоиммунологические мето -ды основываются на конкуренции между меченным, и немеченным: антигеном за ограниченное количество связывающих мест на антите -лах (антисыворотки).
Определение гормонов в ткани печени. Для определения корти-костерона в ткани печени был также использован метод конкурентного белкового связывания. При экстракции гормона из ткани за основу были взяты методические приемы, предложенные Fazekas е.а. (1972); Butte е.а., (1972); Carrol е.а., (1975) включающие: а) гомогенизацию ткани; б) экстракцию метиленом хлористым; в) удаление остатка гомогената; г) обработка экстракта 0,1 М раствором едкого натрия и 0,1 М раствором уксусной кислоты с последующей промывкой дистиллированной водой; д) выпаривание экстракта.
Нами был видоизменен первый этап обработки ткани. Перед экстракцией замороженные кусочки ткани печени растирали в переохлажденной жидким азотом фарфоровой ступке до мельчайшего порошка. Необходимое количество (100 мг) "сухого" порошка ткани взвешивали и быстро переносили в пробирки с экстрагентом. Такой способ обработки материала, по нашему мнению, обеспечивает высокую точность исследования, исключает потерю вещества на этапах об -работки, дает значительную экономию времени.
Каждую пробу ткани экстрагировали 3-мя мл метилена хлорис -того. На выпаривание отбирали по I мл экстракта в две пробирки для каждой пробы.
Развитие интоксикации при воздействий кислорода под давлением 6078 гПа с предварительным введением адреноактивных средств и изотурона
В наших экспериментах кислород под давлением 6078 гПа вызы -вал у крыс острое отравление с развитием типичного комплекса реакций, описанных многими исследователями (С.И.Прикладовицкий, 1940; А.Г.Жиронкин и соавт., 1965; Г.Л.Зальцман, 1068; Л.А.Боке-рия и соавт., 1975 и др.), в котором различают следующие стадии: латентный период, стадия предвестников, судорожных припадков и терминальный период.
После непродолжительного латентного периода у животных появлялись признаки беспокойства, двигательной активности, а после 20-й минуты экспозиции (таб. I) - отдельные судороги. В последующем судороги повторялись и переходили в генерализованные клони-ко - тонические приступы, сопровождающиеся резкими нарушениями дыхания, внешне напоминающими асфиксию. После нескольких таких приступов животные погибали, чаще всего при явлениях отека лег -ких.
Введение животным адреналина в дозе 0,5 мг/кг массы перед экспозицией значительно ускоряло появление признаков интоксика -ции. При этом отравление развивалось бурно: после короткого ла -тентного периода следовали одна за .другой отдельные судороги, которые вскоре переходили в генерализованные приступы клонико-тонического характера, повторяющиеся несколько раз, после че -го, при резком нарушении внешнего дыхания, животные впадали в коматозное состояние. Во всех случаях развивался отек легких (выделение обильной пены изо рта). По сравнению с контрольными животными, подвергавшимися действию только чистого кислорода, смерть наступала раньше. Еще более выраженное неблагоприятное действие на развитие кислородной интоксикации оказывал адрена -лин в дозе I мг/кг. Признаки отравления у большинства крыс по -являлись уже в первые 10 мин воздействия гипербарического кис -лорода. Срок жизни животных сокращался вдвое по сравнению с крысами контрольной группы. При вскрытии у них отмечались те же ма -кроскопические изменения, что и у контрольных животных: полно -кровие внутренних органов, резкое вздутие желудка и кишечника. Наиболее значительные изменения наблюдались со стороны легких: в большинстве случаев они были увеличены, темно-красного цвета, уплотнены, с выраженными признаками отека (при погружении в воду легкие не всплывали).
Таким образом, повышение количества циркулирующего в орга -низме адреналина, подобно усилению активности симпато-адренало-вой системы, сопровождается отягощением симптоматики течения процесса.
Применение альфа-адренолитика фентоламина в данных уелови -ях опыта сопровождалось (таб. I) незначительным защитным эффектом при кислородной интоксикации. После инъекции препарата в дозе 5 мг/кг наблюдалась тенденция к увеличению латентного периода судорог и времени до наступления генерализованных приступов, хотя при сравнении результатов с контрольной группой животных, разница оказалась статистически несущественной.
Статистически значимым было отдаление сроков наступления комы (боковое положение животных) и увеличение продолжительности жизни крыс. Применение препарата в дозе 10 мг/кг удлиняло латентный период судорог. Проявлялась также тенденция к удлинению пе -риода времени до наступления генерализованных судорог и комы,однако, разница между контрольными и опытными данными статистиче -ски несущественна. На продолжительность жизни животных фентола -мин в этой дозе почти не влиял. Обе дозы препарата (5 и 10 мг/ кг) не предотвращали развития отека легких.
Использование бета-адренолитика индерала в дозе 1,5 мг/кг выявило его значительное благоприятное действие. Более чем в 2 раза увеличивалось время до наступления как отдельных, так и генерализованных судорог. Судорожный синдром развивался почти всегда с преобладанием тонического компонента. После двух-трех приступов генерализованных судорог животные впадали в коматозное состояние. При одинаково выраженных нарушениях со стороны дыхания, только у двух крыс из десяти наблюдались признаки отека легких (выделение пены изо рта). Гибель животных наступала на 197 + 20 мин. При вскрытии обнаруживали полнокровие внутренних органов, вздутие желудка и начального отдела кишечника. Резко отличалась от контрольной группы картина поражения легких: почти во всех случаях они были вздуты, пушисты, имели розовый цвет. У некоторых крыс отмечались отдельные очажки красного цвета и мелкие крово -излияния под висцеральным листком плевры. При погружении в воду-легкие всплывали. Только у двух крыс легкие были темно-красного цвета, полнокровные, уплотненные и не всплывали при погружении.
