Введение к работе
Актуальность проблеск.Выяснение механизмов разьктия токсико-пкфекігпоннсго вона п его ослсннеквн является одной из наиболее актуальных, задач.современной медицины (В.3.Кулагин, IS79; З.В..Малеев л ссавг.. 1983; ЗЛЇ.Покровский г соант., 1973, 1979, I9S3; Г. Риск ер к ссавт.. 1987; 3.3.Булычев, 1987; Н.Б.шалыгнна н соавт., I9S7; /}. /CyMuJet а, IS69, I99G; J.M. /е-fa , .d.' №аЛ-, 1989).
При анализе сулєствушнх представлений.о патогенезе экдоток-сннового пека обращают внимание две ведущие, на.наш взгляд, концепции. По одной из них, эндотоксины первоначально, взаимодействуя с кембрзна'.п: клеток-мишеней тканей или органов, актпвпрузг ключевое фермент метаболического каскада арахидоновой кислоти, фос'зошшазу А2 и запускаю? синтез всех типов эйкозакопдов (ПГ, Т}^, ^1. лейко-трпеьгы п др.) (3.И.Покровский л созет., 1983; В.3.Фалеев и соавт.., ISS3; З.Д.Помойнецкпй и соеет., 1934, 1983, 1989; fi/It. Вліе^, І9Є5; %,. Ф&ип, . 1985; J. M. Mcctt //W, 1983, 1986, 1989; Jj,M. &.&
EX bbt&dd) 1985).
На наз взгляд, подобное противопоставление инициальной роли метаболитов арахидоновогэ каскада продуктам окислительной деградации лзлидов в разЕИгші эндотоксинового пока вряд.ли удачно, поскольку з последнее время подчеркивалось неоднократно, что синтеза эйко-заноидов и СЕободнорадикальное окисление лшшдов состэелшот единый биорадякальннй процесс,участвуклгай в регуляции клеточной активности.
Еиорадикалъннй характер инициации синтеза лейкоттэпеноЕ и лгг-
-г -
гих соединений был установлен в реакциях липэкснгеназного пути ме-
таболнзма арахидоновой кислоты и других типов полиненаскшенкых иго-
ных кислот (P.f. Рлб&Ш, 1936; С. Benedetto f IS37 ).
Б указанных реакциях, кроме лейкотриенов и радикальных продуктов, образуется ппрокий спектр биологически активных гидроперокси- и гпдроксигйкозатетраеяовкх кислот (НРЕГЕ и НЕГЕ), которые, с одной сторони, обладают свойством активировать иле ингибпроЕатъ ферменти .метаболического каскада арахидоновой кислоты, с другой же - инициировать процессы ПОЛ {3-.B.Jctiioi'U) 1934; ^. d-L^ds, 1985; Л-У< JeA.f 1987;EfcMBctcL^bf:большое значение в регуляции выхода конечных продуктов липоксигеназного пути играют антиоксиданти (природные или синтетические), восстановленный глутатион и глутатион-'-транс-фераза (^.M.&alfey, 1985; J.LejeZtI989 ). Складывается, на первый взгляд, парадоксальная ситуация: с одной стороны, СЕОбодкорадикаль-ше реакции необходимы для регуляции многих метаболических процессе* клетке, а с другой - их чрезмерная актИЕад-ія приводит к необратимым повреждениям (С. Benedetto, 1987; ^«^ G-гееп eial,i
Такш образом, становится понятным то, что физиологическое равновесие данных систем является условием нормального аункдионкрова- кия клетки. Это, з своп очередь, дает основание как выдвинуть гипотезу, з соответствии с которой воздействия на організм экзогенной пли эндогенной природы,' включая к ЛІС Д, ., могут прк-зестп к сдвигу сулествупдего равновесия путем повреждения регуляпкл синтеза факторов затхгты и привести к резкой активации метаболического каскада арэхидоковой кислоты и сзободнорадлкалькых реакций, увеличивающих пул токсических метаболитов кислорода и лгшопереклсей ПГГрКЫХ кислот.
3 предлагаемой нами гипотезе впервые сделана попытка связать з единое целое разрозненные з литературе данные о возмо~лгнх взаимосвязях системы синтеза эйкозакскдоз, процессов ПОЛ, защитных и регуляторних фоктороз и іис расбалансировке при действии эндотоксинов.
Закнеісдг.: аргументом для выдвигаемой паші версии является ре
альное сузестзованпе в клетке компенсаторнэ-гомеостатической рогуля-
торной системы, предназначенной для сохранения физиологического уро
вня активных радикалов кислорода, сбалансированного антиоксидантної:
системой факторов ( Т, . jjon,SОіг^ , 1934 ).
Исходя из выдвигаемой'концепции становятся понятными и основ-нне подходы к изучению механизмов повреэдавпего действия эндотоксина на организм: зо-первнх, выяснение еозмэеных корреляций между сво-боднорадпкаяьнымн реакциями, активностью ферментов метаболического каскада арахидоковой кислоты и системой защитных факторов клетки; во-вторых, исследование характера блеяния Ж1С на баланс защитных и поврекдаших факторов в органах и тканях в динамике эндотоксинов:.:. пока; в-третьих, выявление органе- и тканеспепифичных сссбекпоегс.' в действии ЛПС на активность метаболического каскада арахкЕсксзо.' кислоты в организме кивоткых с экспериментальным эндотоксинов!": :.\ -ком. Необходимо отметить, что удельная активность тех -^т и:з::'
_ 4 -ферментов, синтезирующих эйкозаноиды в разных органах и тканях, неодинакова. Так, например, максимальной трсмбоксансинтегазной активностью обладавт тромбоциты; существенно меньше в этих клетках синте-зирунгся другие типы просгакоидов и совсем отсутствует образование ггростацпклина и леЁкотриенов ( >М- п&ііеу., 1935, <- &&№аЄг-tro} 1987 ). В разной степени представлена активность синтеза тром-боксана и других типов эйкозаноидов в легких, почках, селезенке и ДР- ( М. UL. Cvhefl-., 1985 ) Таї:, например, наибольшее количество простациклика образуется в эндотелии сосудов и в меньшей степени - в клетках других органов и тканей ( O.F. Celt fta/, ij< Я. И. C-zce/г. г/ а/, 1983 ).
В связи с вышаизлогенЕьш становится понятно, что выяснение органе- и ткане специфических' особенностей в действии ЛПС на образования разных типов эйкозаноидов имеет не только теоретическое, но и большое практическое значение, поскольку подводят реальную научную базу под разработку аффективных патогенетическ:. обоснованных методов фармакологической коррекции септических состояний и шока.
В целом, основываясь на данных литературы, мокко предположить, что современные противошоковые средства долкш удовлетворять трем основным требованиям: Ео-первых, эффективно модулировать активность ферментов как циклоокси-, так и липоксигеназного путей метаболизма арахпдоновок кислоты в органах и клетках-мишенях; во-вторых, подавлять активность ПОЛ как в мембранах клеточных, так и субклеточных образований; и, в-третьих, поддергивать высокий уровень природных антиоксидантних систем в клетке.
Разумеется, подобные требования не могут быть удовлетворены при помогли применения селективных блокаторов синтеза простаноидов или леЁкотриенов. Многообразие патофизиологических механизмов развития токсиконнфекционного иока и его клинических проявлений требу-
- 5 - '
ит безусловно комплексного еоздєйстепя на клнчевке этапы биосинтеза продуктов цкклоокси- и липоксигеназного путей метаболизма ара-хидоновой кислоты, а такие антпрадикадьнук систему клеточной зашити.
Поэтому в настоящей работе бил использован весь основной арсенал фармакологических средств в профилактике и лечении экспериментального эндотоксинового шока.
диссертационная работа является исследованием, выполненным в рамках государственных тем ШЗ-Ш 1/.3 СССР "Токяикоинфекционный иск как основная- причина смерти инфекционных большее: клиника, патогенез, лечение" и "Изыскание эффективных методов и средств совершенствования патогенетической терапии при ряде инфекционных заболеваний", входящих з план каучно-техкического сотрудничества стран-членов СЗВ в области медицинской науки, техники и здравоохранения (см. отчеты гос. per. !г 1516008624 за І9Є5 г. и гос. per. й 0I8900II043 за IS90 г. соответственно).
Цель исследования - изучить оргакоспецифические особенности нарушений биосинтеза и метаболизма эйкозаноидоЕ, активность ферментов клеточной зашиты и ПОЛ в органах и тканях животных с экспериментальный эндотоксиновым шоком, а такие разработать на этой основе новые методы и прикшшы противошоковой терапии.
Задачи исследования.
I. Изучить з условиях ин зитро действие ЖС на:
- биосинтез, метаболизм и соотношения пиклеоксигеназных продук
тов арахидоновой кислоты (IHEj, 111. ПП^. ^. т^2- 6_кет.&~-
nr?IJL, 15-кето-ПГ?2^);
биосинтез и метаболизм лииоксигеназшх продуктов арахидоновс: кислоты (лейкотриены В4, С4, Лл; 5-, 12- и І5-РЗГГ);
биосинтез разных фракций фосфолипидов;
- интенсивность перекисного окисления липидое;
активность антиокислителъных ферментов (СОД, эпоксидгидрата-зи, глутатионпероксидазн, глутатион-^-трансферази и др.);
содеркание циклических нуклеотидов (цАМФ И ЦШФ).
П. Сопоставить полученные данные с особенностями нарушения би-» осингеза продуктов метаболического каскада арахидоновой кислоты, интенсивностью ПОЛ, активностью антиокислитеяьных ферментов и содер-нашем ЦЕтохрома Р-450 в разных органах и тканях -кпвотных с экспериментальны эндогоксиновым шоком в условиях ин ВЕВО.
Ш. Выявить наиболее специфические клетки-мишени поврекдавдего действия ЛПС в условиях ин витро Е ИН ЕИЕО.
ІУ. Разработать на основе сравнительных исследований ин витро и ин внес- оптимальные подхода к профилактике и терапии экспериментального эндотоксинового шока.
Научная новизна. Работа носит приоритетный характер, так как в ней Епервые:
прослекены сдвиги в активности синтеза, метаболизма и содержания разных типов эйкозаноидов (ПГ, ТЖ,, 6-кето-ПГР-г^, лейкотрие-нов Б^, С,, Д^; 5-, 12- и І5-НЕГЕ) и их соотношениях в органах и тканях алЕотных в динамике экспериментального эндотоксинового шока. Установлено, что в первой фазе шока преобладает образование никлэ-оксигеназных метаболитов арахидоновой кислоты, а во второй - липо-ксигеназшх;
выявлены сдвиги в соотношениях ключевых факторов защиты (е сэдерканпи цитохрома Р-450, восстановленного глутатиона, 6-кето-nrPj,, KTEj, ПГД2, цАМФ, активности глутатионзаЕисимых ферментов, СОД и эпоксидгидратазы) и повреждения (активность ПОЛ, уррвни окисленного глутатиона, лейкотриенов, свободных нуклеотидов, ТХВ2) в клетках е сторону последних в динамике экспериментального эндотоксинового шока;
- установлены ключевые механизмы JZC-нкдуцпроваккоіІ агрегации
тромбоцитов и нептрофидов:
а) преобладание активации циклоокснгеназного пути метаболизма арахидоновой кислоты в тромбоцитах (подъем уроЕне;: ГХЗ? и снижение ПГЕТ и ПГД9) и лішокскгеназного в нейтрофияах (особенно ЛТЗА); б) значительные сдвиги величин соотношении цАІ.1їТ/?ХВ2 в сторону последних; з) значительное сникение активности глутатпскза-впсамых ферментов и СОД; г) резкое падение чувствительности тромбоцитов к повышении концентрат:!: простациклина в среде пкігубациі:; д) нарушение баланса реакций ацилировакня и деацнлгрованкя ванней-ших фракций фосфолигшдоЕ. сопровождаемого ростом активности ПСЛ, концентрации лизоформ фосфатидилинозптола и фосфаткдплхолина в мембранах клеток;
ескрыты механизмы протективкого действия и торможения -ТПС-нкдуггированно!: агрегати тромбоцитов и неігтрофплов ковы;.':: мембра-ноактпЕЕымп соединениями 3-оксигшридинового (АСК-л) и гидрохдорнд. 3-(//,//-діг-:етилкарба?.;оилокси)-2-зтил-?-метил-Бирндинового (IT—212) рядов в условиях ин еиео, обусловленные подавлением реакций сео6од-норадикалъного окисления липидов. модуляцией активности метаболичсс-кого каскада арахидоновой кислоты и повысекием уровней защитных С""-тороЕ в клетке;
показана высокая противошоковая активность АСК-?, ::. особенно, ГБ-2І2 в условия?: ик вивс,-
доказано, что в качестве критерия тяяести эндотоксиноЕОгр. .пока могут выступать количественные изменения в содержании шшоперсм-сидоз крови, свободных нуклеотидов; активности СОД и резистенткост:. тромбоцитов к еысоким концентрациям простациклина. Выяснено, чп эти факторы тесно связаны с функционально-метаболическим состоянием органов и тканей;
- установлено, что повреядатюе воздействие эндотоксина иа печень (вероятно, и на другие органы) коррелирует с уровнем Л.-токо-ферола е мембранных структурах клеток и активностью антиоксидантних ферментов. Выявлено, что ЖІС обладает'свойством снижать содернание природного анткоксиданта в мембранах субклеточных структур печени и повышать его в плазме крови.
Теоретическая и практическая значимость работы. Диссертация является фундаментальным теоретическим исследованием, посвященным выяснению механизмов поЕрекдатего действия эндотоксина на ключевые ферменты метаболизма в органах и тканях при шоке. Представленные е работе результаты имеют научно-теоретическое значение, поскольку значительно расширяют'существующие представления об органо-и клеточноспецифических особенностях сдвигов е активности процессов ПОЛ, синтеза эйкозаноидов и ферментов клеточной затиты в динамике эндотоксинового шока. Показана тесная корреляционная связь менду исследуемыми показателя; и летальностью животных при шоке.
Полученные результаты и данные литературы послукили основой для разработки и обоснования гипотетической схемы патогенеза экдо-токсинового шока и его патогенетической фармакокоррекции.
Выполненное исследование имеет и прикладное значение, так как открывает новые перспективы для целенаправленного поиска эффективных противошоковых средств на основе мембраноактивных соединений 3-оксипиридиноЕОго (АСК-6) и гидрохлорид,3-(//,/^-дшлетилкарбамои-локси)-2-этЕЛ-в-метил-гшридиноЕого (ГБ-2І2) рядов. Материалы клинической апробации производных 3-оксипиридиноЕого ряда в качестве противошоковых средств переданы в Фармакологический комитет МЗ ССР.
Внедрение результатов исследования в практику. По результатам работы подготовлены, утверздены и внедрены . на Союзном и республиканском уровнях 4 методические рекомендации, издано одно учебное по-
- s -
собие (в соавторстве) и .монография (е соавторстве). Модификации ме-тодсн отбора биологического материала, экстракции эйкозаноидсв, их тонкослойной и колоночной хроматографии и осеоенкє рекомендации по работе Енедренк но Всесоюзном научном Центре хирургии А.\3 СССР, Інституте биохимии АН 7зССР, Зоенно-?.:е,л7тгинской Академии им. С.".Кирова, Токсикологическом Центів .'.'о АзСС?, научно-.медициЕских Центрах г.г. Хркутска, Ашхабада, Владивостока.
Материалы диссертации и методические рекомендации гключены в программу усовершенствования врачей на кафедрах ЦОЗПЗГВ 1.53 СССР (патофизиологии, бпохп-'.спп, нефрологии и медицинской радиологии)'.
Разработан и апробирован е клинике (Токсикологический Центр MS АзСС?) простой и информативный критерий для диагностики степени гипоксии и анокепи органов и тканей в динамике зндотоксинового пока {определение урозней свободных нуклеотидоЕ з цельной кроЕи). Предлагаемый тест затптен авторским свидетельством (1983 г.). В целом, по материалам диссертации затишено ДЕа авторских свидетельства.
По результатам работы предложен интегральный тест для: а) оценки степени поЕрендаютих воздействий эндотоксина и б) эффективности подбираемой фармакотерапии. Тест проводится на богатой тромбоцитами плазме животного пли человека. После обработки клеток ЛІС или другими аічрегирутоіпмп агентами измеряется резистентность тромбоцитов к агрегации на фоне возраста-кгаих концентраций простациклина. Методика апробирована з клинике при изучении .моделируемого стресса у больных с ипемической болезнью сердца (кафедра факультетской терапии І.ГЛСИ им. H.A.CevaEKo, 1990 г.).
Положения, выносимые на зашиту.
I. Нарушение биосинтеза продуктов метаболического каскада ага-хидоновой кислоты и интенсификация СЕободнорадикального окисления липидов при эндотоксемин возникает практически одновременно и ха-
- itr-
рахтерпзирует ранние стадии заболевания.
-
Несмотря на тотальный характер выявленных в ходе исследования изменении, есть все основания утверждать о существовании не только клеток-мишеней, но и органов-мишеней по отношению к эндотоксину. К ним в первую очередь относятся: тромбоциты, нейгрофилы, почки и слизистая келудочно-кишечного тракта.
-
Параллельное нарушение биосинтеза никло- и липоксигеназных продуктов метаболического каскада арахидоновой кислоты с интенсификацией ПОЛ и падением активности антнокислительных ферментов защиты свидетельствует о необходимости комплексного патогенетического подхода к фармакотерапии эндотоксиноеого шона на основе ингибиторов циклооксигеназ, троыбоксансинтетазы, а также мембранопротекторов 3-оксипиридинового ряда.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: УП Всесоюзной конференции по химии органических пероксшюв (Волгоград,1980); Всесоюзном симпозиуме с международным участием "Фагоцитоз и иммунитет" (Москва, 1983); П Всесоюзной конференции "Поражение сосудистой стенки и гемостаз" (Минск, 1983); ІУ Всесоюзном синпозиуме по биохимии лигшдов (Киев, 1983); научно-практической конференции ЦНИИ эпидегдиологии МЗ СССР и клиники инфекционных болезней ШСИ им. Н.А. Семашко (Москва, 1983, 1992); П Всесоюзном совещании "Синтетические и прикладные исследования простагландинов" (Уфа, 1984); Всесоюзном симпозиуме "Синтез и исследование простагландинов" (Таллин, I98S); Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы гемостаза в клинической практике" (Москва, 1988); Ш Международной конференции (Монте-Карло, 1989).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 37 работ в журналах, сборниках научных трудов, материалах Международных конгрессов. Всесоюзных и республиканских конференций и симпозиумов. Издано 4
методические рекомендации, одно учебное пособие и монография в соавторстве. Получено 2 авторских свидетельства.
Объем и структура работы. Диссертация излог.ена на 352 страницах .машинописного текста и состоит из введения, 13 глее, заключения, внеодое, приложения, указателя литература, включаїгаего 43 отечественных и 3S5 иностранных источников литературы. Работа иллюстрирована 44 рисунками и 64 таблииамп.
![Патогенетическое значение процессов перекисного окисления липидов, антиоксидантной защиты и системы гемостаза, коррекция их нарушений методом озонотерапии при роже [Электронный ресурс]](/i/i/4384/199060.png "Патогенетическое значение процессов перекисного окисления липидов, антиоксидантной защиты и системы гемостаза, коррекция их нарушений методом озонотерапии при роже [Электронный ресурс] Загидуллина Альбина Ильгизаровна")
![Клиническая оценка процессов перекисного окисления липидов и иммунологических реакций у больных микст-гепатитом В+С [Электронный ресурс]](/i/i/4288/202177.png "Клиническая оценка процессов перекисного окисления липидов и иммунологических реакций у больных микст-гепатитом В+С [Электронный ресурс] Савиных Максим Валерьевич")