Введение к работе
Актуальность темы. В процессе эволюции живые организмы приобрели эффективный способ получения энергии - биологическое окисление, которое поддерживается работой физиологических систем: внешнего дыхания, кровообращения и пищеварения. Вместе с тем, многообразие процессов, участвующих в поддержании биологического окисления, определяет высокую вероятность возникновения гипоксии при действии на организм различных патологических факторов [Хитров Н.К., 1991]. Поэтому гипоксию рассматривают как один из наиболее распространенных и универсальных патологических процессов, лежащих в основе многих заболеваний [Агаджанян Н.А., 1986, 1999; Башкиров А.А., 1997; Лукьянова Л.Д., 1989, 1997]. Известно, что внутри популяции существуют особи, сохраняющие жизнеспособность в среде с низким содержанием 02 (Агаджанян Н.А. с соавт., 1995,1999; Лукьянчук В.Д., 1998). Феномен различной устойчивости к недостатку 02 интересен для изучения механизмов обеспечивающих толерантность к гипоксии [Березовский В.А., 1978;1985; Лукьянова Л.Д., 1989, 1997, 2001; Hochachka Р., 1986]. Известно что острая гипоксия является стрессорным фактором способным повышать активность гипоталамо-гипофизарно-адреналовой и симпато-адреналовой систем с последующими фазными изменениями продукции гормонов [Виру А.А. 1977; Меерсон Ф.З., 1988,1989]. Более высокий уровень секреции глюкокортикоидов, адреналина, паратгормона в начальной стадии реакции обеспечивает формирование "катаболической" фазы, которая проявляется возрастанием мощности клеточных структур, ответственных за адаптивный процесс, формированием липотропного эффекта (активация процессов ПОЛ) с последующим изменением степени' ненасыщенности мембранных фосфолипидов, повышением активности мембранных ферментных белков [Агаджанян Н.А. с соавт., 1995, 1999; Пшен-никова М.Г., 2000; Yehuda R. et al., 1995;Yehuda R., 1997]. При чрезмерной стресс-реакции, высокая степень активации СРО становится причиной повреждения [Меерсон Ф.З. с соавт., 1981; Хачатурьян М.Л. с соавт., 1996]. В мембранах увеличивается количество насыщенных ЖК, уменьшается подвижность пептидных цепей мембранных белков, уменьшается активность ферментов.
В процессе развития реакции на гипоксический стресс увеличивается секреция инсулина, тироксина, соматотропного гормона, которые стимулируют синтез белков и способствуют восстановлению клеточных структур. Известно, что при длительной и чрезмерной стресс-реакции адаптивные процессы анаболической фазы преобразуются в деструктивные [Пшенникова М.Г. 2000; Morrow A.L. et al., 1998].
Таким образом, выраженность и продолжительность "катабол ческой" и следующей за ней "анаболической" стадий гипоксическо стресса в значительной степени зависят от степени выраженности горм нального ответа, включающего мобилизацию катаболических (кортш стерон, адреналин и др.) и анаболических (тироксин, трийодтиронин, и сулин, тестостерон) гормонов (Акмаев И.Г., 1999, 2001; Городецкая И.] Божко А.П., 2000; Stratakis SA.et al., 1995)
В литературе достаточно подробно представлены сведения, > растеризующие функциональные изменения эндокринного комплекса животных общей популяции в условиях острой гипоксии, и крайне оц ничены сведения касающиеся особенностей гормональных реакций у ж вогных с различной устойчивостью к гипоксии. Разные типы гормонаг ных реакций в ответ на стандартный гипоксический стресс отмечены работах Начарова Ю.В. с соавт., (1990), А.Р. Антонова с соавт., (199i Хайцева Н.В. с соавт., (1997).
В связи с вышеизложенным представляется важным изучение і менений эндокринной регуляции у крыс с различной устойчивостью гипоксии в ответ на гипоксический стрессор и их влияние на структури функциональные изменения микросомальных мембран печени. Диссертация выполнена на кафедрах патофизиологии и фармаколог НГМА, ЦНИИ НГМА в соответствии с планом научно-исследовательск работы Новосибирской государственной медицинской академии по фр; менту темы: "Разработка и внедрение новых методов прогнозирован! профилактики и лечения на основе фундаментальных исследований с щих патогенетических механизмов хронических заболеваний, гипокс* ишемии, воспаления" (№ государственной регистрации 10.95.000056).
Цель работы: оценить характер изменений показателей эндс ринной регуляции и их влияние на процессы модификации липиднс компонента мембран и активность ферментов детоксикации ксенобиот ков у ошюзитньгх по устойчивости к гипоксии крыс в ответ на остр; гипоксию
Задачи исследования:
-
Провести сравнительное изучение изменений в содержан кортикостерона, тестостерона, инсулина, тироксина и трийс тиронина у интактных и адаптированных к недостатку кислор да низко-устойчивых и высоко-устойчивых к гипоксии крыс ответ на острую гипоксию.
-
Исследовать изменения состава жирных кислот, процессов : пидной пероксидации, гидрофобных и вязкостных показател мембран эндоплазматического ретикулума гепатоцитов, у \
тактных и адаптированных к недостатку кислорода низко- и высокоустойчивых к гипоксии крыс в ответ на острую гипоксию.
-
Выявить особенности изменений микросомального метаболизма (эритромицина, амидопирина и анилина) у интактных и адаптированных к недостатку кислорода высоко- и низко-устойчивых к гипоксии крыс.
-
Оценить влияние различных типов гормональной реакции оп-позитных по устойчивости к гипоксии крыс на процессы перок-сидативной деструкции мембран и микросомальный метаболизм.
Научная новизна. Доказано, что крысы с различной базальной устойчивостью к гипоксии реализуют разный тип гормонального ответа на острый гипоксический раздражитель: низкоустойчивые животные реагирует резким увеличением концентрации кортикостерона и снижением концентрации тестостерона и инсулина в периферической крови; высокоустойчивые крысы на стандартный гипоксический раздражитель отвечают статистически недостоверными изменениями концентрации тестостерона, кортикостерона, что свидетельствует о высокой чувствительности к стрессу низкоустойчивых к гипоксии крыс.
Впервые показано, что у адаптированных к гипоксии НУ крыс в ответ на стандартный гипоксический раздражитель профиль гормонов (тестостерон, кортикостерон и инсулин) приближается к профилю гормонов, который характерен для высокоустойчивых крыс, что свидетельствует о снижении стресс-чувствительности у низкоустойчивых животных.
Впервые показано значительное увеличение скорости микросомального метаболизма эритромицина (субстрата специфичного для цР-450 ЗА) в ответ на острую гипоксию у низкоустойчивых животных и отсутствие статистически значимых изменений у ВУ крыс.
Интенсивная элиминация из циркулирующей крови тестостерона и высокая скорость микросомального N-деметилирования эритромицина, обеспечивается стимуляцией активности изоформ цР-450 ЗА высокими концентрациями кортикостерона у НУ крыс в ответ на острую гипоксию.
Теоретическое и практическое значение: Работа представляет собой экспериментальное изучение особенностей гормональной реакции и структурно-функциональных изменений микросомальных мембран у животных с различной толерантностью к гипоксии в ответ на
стандартный гипоксический стрессор и носит преимущественно теоретических характер. Обнаруженные разные типы гормонального ответа на стресс важны для понимания особенностей патогенетических механизмов структурно-функциональных изменений в тканях у крыс с исходно различной устойчивостью к гипоксии в ответ на острую гипоксию.
Совокупность гормональных и метаболических нарушений при острой гипобарической гипоксии у животных с различной устойчивостью к недостатку кислорода имеют четкие различия по степени их выраженности и отражают неспецифический компонент стресс-реакции.
Выявленные особенности эндокринной реакции и метаболических нарушений у животных с разным фенотипом устойчивости к гипоксии составляют основу для прогноза течения гипоксических повреждений и разработки дифференцированной их коррекции.
Положения выносимые на защиту:
-
Острый гипоксический стресс у интактных высоко- и низкоустойчивых к недостатку кислорода крыс сопровождается различиями в реакции эндокринной системы, что может обеспечивать разный характер структурных и метаболических изменений.
-
Предрасположенность к неконтролируемым процессам окислительной модификации липидов микросомальных мембран низкоустойчивых к гипоксии крыс обеспечивается более высоким содержанием высоконенасыщенных жирных кислот и ограниченным, антиоксидантным резервом по сравнению с высокоустойчивыми животными.
-
У адаптированных к гипоксии высоко- и низкоустойчивых крыс, различия реакций эндокринной системы на гипоксический стресс нивелируются, что сопровождается сглаживанием различий в метаболизме ксенобиотиков, антиокислительной активности ткани и процессов перехисного окисленчя липидов
-
Скорость микросомального метаболизма коррелирует с выражен-ностю глюкокортикоидного ответа на острую гипоксию у животных огшозитных по устойчивости к гипоксии.
Внедрение результатов исследования в практику. Результаты исследования используются в лекционных курсах на кафедрах патофизиологии в разделе "Патология печени" и фармакологии в разделах "Общая фармакология" и "Лекарственная токсикология" Новосибирской государственной медицинской академии.
Апробация работы.
Основные результаты исследований и положения диссертации были доложены на: 7-м Всероссийском симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 1994); 55-ой итоговой научной конференции молодых ученых НГМИ (Новосибирск, 1994); "Юбилейной научной сессии НГМА" (Новосибирск, 2000). Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ в научных журналах и сборниках.
Объем и структура диссертации.
