Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из перспективных направлений патофизиологии и фармакологии является изучение влияния различных патологических состояний на фар-макокинетические параметры лекарственных веществ (Ла-кин К.М., Крылов Ю.Ф., 1981; Холодов Л.Е., Яковлев В.П., 1985). Популяционные исследования показывают, что фе-нотипические особенности метаболизма лекарственных веществ определяются генетическим полиморфизмом каталитической активности цитохрома Р-450. Известно, что монооксигеназные ферменты микросом, в отличие от других типов ферментов, являются полифункцкональными. Эта полифункциональность определяется наличием конститутивных изоформ цитохрома Р-450, которые и осуществляют метаболизм некоторых экзогенных химических соединений и эндогенных субстратов. Другая часть ксенобиотиков при попадании в организм вызывает экспрессию определенных генов с последующей наработкой специфической индуцибельной изоформы цитохрома, метаболизиру-ющей данный ксенобиотик (Лакин К.М., Крылов Ю.Ф., 1981; Холодов Л.Е., Яковлев В.П., 1985; Park В.К., 1986; Breimer D.D., 1990; Lam Y.W. et al., 1992; Park G.R. et al., 1992; Woodhouse K., 1992).
Существенное влияние на фармакокинетику лекарственных веществ оказывают также и средовые факторы (Vessel E.S., 1986), среди которых гипоксическое воздействие представляет особый интерес в силу своей универсальности (Агаджанян Н.А., Елфимова А.И., 1986; Лукьянова Л.Д., 1982, 1989; Hochachka РЖ, 1986). Это связано с тем, что одним из факторов, существенно изменяющих фармако-кинетические параметры липофильных лекарственных веществ, является высокая чувствительность ферментов мик-росомальной монооксигеназной системы печени к изменению кислородного режима в тканях (Грек О.Р. и др., 1981,
1982, 1984, Грек О.Р., Шарапов В.И., 1987, 1988; Лакин К.М., Крылов Ю.Ф., 1981; Холодов Л.Е., Яковлев В.П., 1985; Шарапов В.И., 1986,1993; Шарапов В.И. и др., 1987, 1988, 1990, 1992, 1993, 1996). Этот факт представляет особый интерес в той связи, что в ряде работ показана широкая внутривидовая разнородность животных по признаку резистентности к гипоксическои гипоксии (Березовский ВА., 1978; Лукьянова Л.Д., Курлаев С.Н., 1992; Хачатурь-ян МЛ. и др., 1996; Perramon A. et al., 1983, Hochachka P.W., 1986), которая является одним из факторов, определяющих вариабельность метаболизма лекарственных веществ в печени (Шарапов В.И., 1990, 1993, 1996; Колпаков М.А., 1995). Кроме того, в работах отечественных и зарубежных авторов показано, что циркуляторная гипоксия (ишемия) печени также существенно изменяет активность микросомальной монооксигеназной системы печени, метаболизирующей липидорастворимые лекарственные вещества (Воронов Г.Г., Лукиенко П.И., 1982; Шарапов В.И., Грек О.Р., 1986, 1987, 1993, 1996; Биленко М.В., 1989).
Однако закономерности изменения фармакокинетичес-ких параметров липидорастворимых лекарственных веществ при ишемии печени и применении индукторов моноокси-геназ, а также взаимосвязь активности биотрансформации лекарственных веществ с типом устойчивости организма к гипоксии остаются до конца не изученными (Грек О.Р. 1982, 1984; Горчакова ЛА., 1987; Дудченко А.М., 1989, 1991; Лукьянова Л.Д., 1989; Шарапов В.И., 1993; Хачатурьян М.Л. и др., 1996; Шарапов В.И., Грек О.Р., 1996). С решением данной проблемы тесно связаны задачи поиска средств фармакологической коррекции нарушений метаболизма лекарственных вешеств и индивидуального подхода в проведении фармакотерапии при гипоксических повреждениях печеночной паренхимы (Биленко М.В., 1989; Ray R.A. et al., 1988).
Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы Новосибирского медицинского института по теме: "Исследовать механизмы адаптивных, патологических реакций при гипоксии, ишемии, формирование хронических воспалительных процессов и разработать способы и средства их коррекции" (Гос. регистрация № 01.95.0000566 в рамках государственной проблемы 10.07 — "Фармакологическая коррекция гипоксичес-ких состояний").
Цель исследования. Изучить особенности метаболизма лекарственных веществ в восстановительном периоде после ишемии печени у животных с различной устойчивостью к гипоксии. Теоретически обосновать и разработать дифференцированный подход к применению индукторов монооксигеназ при ишемическом повреждении печени.
Задачи исследования.
-
Провести систематизированное изучение исходных показателей метаболизма лекарственных веществ в печени у крыс с различной индивидуальной устойчивостью к ги-поксической гипоксии.
-
Оценить влияние индукторов микросомальных монооксигеназ на метаболизм антипирина, диазепама, резору-финов, изоферментный состав и каталитическую активность монооксигеназной системы у интактных животных в общей популяции и в зависимости от их индивидуальной устойчивости к гипоксической гипоксии.
-
Провести сравнительное исследование особенностей изменения фармакокинетики и метаболизма лекарственных веществ в восстановительном периоде после ишемии печени в общей популяции животных и в зависимости от их индивидуальной устойчивости к недостатку кислорода.
-
Выяснить механизмы изменения метаболизма лекарственных веществ в постишемическом периоде на уровне характеристики изоферментного спектра цитохрома Р-450, структурных » физико-химических параметров мембран эн-
доплазматического рстикулума гепатоцитов у животных в общей популяции и в зависимости от их индивидуальной резистентности к гипоксии.
-
Изучить влияние фенобарбитала и зиксорина на изменения функциональной активности микросомальных мо-нооксигеназ при ишемии печени в зависимости от их применения до или после ишемического воздействия.
-
Оценить влияние индукторов микросомальных моно-оксигеназ на структурные и физико-химические свойства микросомальных мембран при ишемии печени в зависимости от тактики их применения (до или после ишемического воздействия).
Научная новизна.
Впервые проведено систематизированное изучение функциональной активности монооксигеназной системы печени с использованием разных типов фармакологических субстратов у животных с различной индивидуальной устойчивостью к гипоксии.
Впервые изучено влияние индукторов микросомальных монооксигеназ на метаболизм лекарственных веществ в печени и активность ферментов монооксигеназной системы у интактных животных в зависимости от их индивидуальной устойчивости к гипоксической гипоксии.
Впервые показано значение кислородозависимой монооксигеназной системы печени как ключевого звена в формировании устойчивости гепатоцитов к ишемическо-му повреждению печени.
Впервые выявлена связь каталитической активности изоформ цитохрома Р-450 и устойчивости к гипоксии, которые определяют характер реагирования микросомаль-ной ферментной системы печени на ишемическое воздействие.
Даны теоретическое и экспериментальное обоснования применения индукторов монооксигеназ с целью стимуляции восстановления функциональной активности
микросомальных ферментов печени в постишемическом периоде.
Теоретическая и практическая значимость. Разработано положение о первостепенной роли перестройки изофер-ментного состава и функциональной активности ферментов микросомальной монооксигсназнои системы печени в формировании устойчивости организма к недостатку кислорода. На основе данного положения индукторы микросомальных монооксигеназ фенобарбиталового типа рассматриваются как средства фармакологической модуляции компенсаторно-приспособительных реакций организма при ишемических повреждениях печени.
Экспериментально обосновано использование оценки функциональной активности монооксигеназ печени с целью индивидуализации подхода при проведении фармакотерапии у больных с патологическими процессами, протекающими с нарушением кислородного режима в тканях.
Изучение закономерностей реакции монооксигеназ на ишемическое повреждение печени в зависимости от индивидуальной устойчивости организма к гипоксии позволяет разработать научный подход в использовании тест-препаратов в клинической практике для оценки метаболической функции печени после ее ишемического повреждения.
Полученные данные позволяют разработать и внедрить практические рекомендации по применению индукторов монооксигеназ в послеоперационном периоде у больных при хирургических вмешательствах на печени.
Внедрение результатов исследования. Результаты настоящего исследования используются в ЦНИЛ, на кафедрах патологической физиологии и фармакологии Новосибирского медицинского института, в НИИ клинической и экспериментальной лимфологии СО РАМН, в 11-й городской клинической больнице г. Новосибирска. По материалам исследования внедрено 3 рационализаторских предло-
жения.
Положения, вьгаосимые на защиту.
-
Изоферментный спектр цитохрома Р-450 моноокси-геназной системы печени ассоциирован с индивидуальной вариабельностью устойчивости животных к гипоксии.
-
Индукция микросомальных монооксигсназ фенобарбиталом, модифицируя изоферментный состав цитохрома Р-450, изменяет устойчивость животных к гипоксии в зависимости от их исходного фенотипа.
-
Транзиторное обратимое ишемическое воздействие на печень вызывает разные изменения изоферментного спектра цитохрома Р-450 в зависимости от индивидуальной устойчивости животных к гипоксии, которые отражают процесс адаптивных перестроек монооксигеназной системы печени в постишемическом периоде.
-
Индукторы микросомальных монооксигеназ фенобар-биталового типа являются средствами фармакологической модуляции компенсаторно-приспособительных реакций организма при ишемических повреждениях печени.
Апробация работы. Результаты исследования были представлены на: 1-й Всесоюзной конференции "Фармакологическая коррекция гипоксических состояний", Москва,
-
г.; VI Всесоюзном съезде фармакологов, Ташкент, 1988 г.; Всесоюзной конференции "Новые лекарственные препараты из растений Сибири и Дальнего Востока", Томск,
-
г.; 5-й Всесоюзной конференции "Цитохром Р-450 и модификация макромолекул", Ялта, 1989г.; Всесоюзном совещании "Физиология и биоэнергетика гипоксии", Москва-Минск, 1990 г.; Всесоюзной научной конференции "Проблемы лекарственной токсикологии", Москва,
1990 г.; 7-й Международной конференции "Biochemistry
and Biophysics of Cytochrome Р-450", Москва, 1991 г.; 2-й
Всесоюзной конференции "Фармакологическая коррекция
гипоксических состояний", Гродно, 1991 г.; Республикан
ском симпозиуме "Монооксигеназная система. Теоретичес-
кие и прикладные аспекты", Ташкент, 1992 г.; Всероссийской научной конференции "Создание лекарственных средств", Москва, 1992 г.; 9-м Международном симпозиуме "Microsomes and Drug Oxidation", Jerusalem, Israel, 1992 г.; Научной конференции "Актуальные проблемы патофизиологии экстремальных состояний", Санкт-Петербург, 1993 г.; VII Всероссийском симпозиуме "Эколого-физио-логические проблемы адаптации", Москва, 1994 г.; 1-ой Международной конференции студентов и молодых ученых "Актуальные вопросы современной медицины", Бишкек, 1994 г.; Международном Конгрессе "Adaptation: 3rd World Congress International Society for Adaptive Medicine", Tokyo, 1993 г.; 12th International Congress of Pharmacology, Montreal, Canada, 1994 г.; Международном конгрессе "ISSX European Workshop 1994", Schluchsee, Germany, 1994 r.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 научных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 248 страницах машинописного текста. Состоит из введения и 4-х глав, включающих обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных исследований, обсуждение полученных результатов и выводы. Список литературы включает 162 работы отечественных и 228 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 58 таблицами и 12 рисунками.
