Введение к работе
Актуальность проблемы.
Вопросы противостояния организма к различным экстремальным факторам в настоящее время приобретают все большую актуальность, не только в плане фундаментальных исследований, но и в прикладном аспекте. Согласно литературным данным (Саприн А.Н., 1991; Тиунов Л.А.,1995) в процессе эволюции выработались определенные способы адаптации организма к действию химических веществ, включающие токсикокинетические, структурные, иммунологические и метаболические механизмы. В этих процессах ведущая роль принадлежит метаболическим механизмам, обезвреживающим токсические вещества, образующиеся эндогенно и поступающие в организме извне с воздухом, водой и пищей (Тиунов Л.А.,1988,1991). Они включают биотрансформацию ксенобиотиков цитохром Р-450 -зависимой монооксигеназной системы (МОС), их конъюгацию, механизмы антирадикальной и антиперекисной защиты. Этот комплекс реакций рассматривается как универсальная биологическая система и ее согласованное функционирование определяет адаптационные и компенсаторные возможности организма к воздействию токсикантов. Нарушение ее единства способствует изменению гомеостаза и развитию патологических процессов. Во всех звеньях этой системы участвует глутатион. Он является как бы регулятором синхронизированной работы всей этой системы.
Глутатион играет важную роль в жизнедеятельности, функции его широки и многообразны. Он участвует в многочисленных реакциях метаболизма (Головенко Н.Я., Карасаева Т.Л.,1983; Губский Ю.И, 1989) и обеспечивает нормальное течение физиологических и биохимических процессов. Участвуя в поддержании в восстановленном состоянии SH-групп мембранных белков, глутатион способствует сохранению функциональной активности биологических мембран, их целостности и нормальному осуществлению различных мембранных процессов. Выяснены его участие в синтезе белка и нуклеиновых кислот. Наряду с этим, этот трипептид является резервом цистеина и
поставляет цистеин и другие аминокислоты для синтеза белка. Велика его роль в реакциях детоксикации ксенобиотиков и защите организма от активных кислородных соединений (Владимиров Ю.А., 1989). Имеющиеся многочисленные литературные данные (Арчаков А.И., 1975) свидетельствуют о нарушении процессов биотрансформации при интоксикациях различными гепатотоксинами, об активации сво-боднорадикальных процессов,угнетении ферментов антиоксидан-тной защиты (АОЗ) и др. Однако анализ литературы свидетельствует об отсутствии комплексных исследований всех звеньев механизмов естественной детоксикации при острых поражениях печени, не выяснена связь их с системой глутатиона, не раскрыты общие и специфические особенности повреждающего действия различных токсикантов на организм. Учитывая все вышеизложенное, представляло интерес исследование новых нарушений патогенетических механизмов детоксикации, антиоксидантной защиты и роль системы глутатиона в этих процессах при поражениях печени гепатотоксинами различной природы.
Цель исследования.
Выяснить особенности обмена глутатиона и его связь с процессами биотрансформации и детоксикации при поражениях печени гепатотоксинами различной природы.
Задачи исследования.
-
Выявить особенности изменения пула глутатиона в печени крыс в динамике развития острых токсических поражений (ОТП), вызванного CCL}, гелиотрином и тиоацетамидом (ТАА).
-
Определить специфические изменения активности ферментов обмена глутатиона глутатионредуктазы (ГР) и у глутамилтранс-пептидазы (у-ГТ) в микросомально-цитозольной фракции печени крыс в динамике развития различных форм ОТП.
-
Выявить особенности нарушения функционирования МОС печени при поражении CCI4, гелиотрином и ТАА.
-
Определить особенности развития гиперлипопероксидации в микросомальной фракции печени крыс,пораженных гепатотоксинами различной природы.
-
Определить особенности изменения ферментативной системы АОЗ в микросомально-цитозольной фракции печени крыс в процессе развития различных форм токсического гепатита.
6. Выяснить особенности нарушения взаимосвязи процессоЕ биотрансформации и липопероксидащш с системой глутатиона пря
поражениях печени гепатотоксинами различной природы.
Научная новизна.
Впервые изучены механизмы естественной детоксикации при поражениях печени различными гепатотоксинами. Показана ведущая роль глутатиона в этих процессах. Отмечена активация системы глу-татиона в ранние сроки опыта и значительное накопление GSSG, вы- < раженность которого зависит от вида гепатотоксина и срока исследования. Показано, что накопление GSSG в печени экспериментальных животных связано с несбалансированием работы ферментов его обмена, динамика и выраженность их изменений зависела от вида гепатотоксина. Впервые в сравнительном анализе изменений МОС печени при интоксикации различными гепатотоксинами, показано раннее ингибирование его, носящее переходной характер при интоксикации СС14, стойкий и прогрессирующий - при поражении гелиотрином. Показано, что для ССЦ характерна синхронность увеличения промежуточных и конечных продуктов перекисного окисления липи-дов (ПОЛ), тогда как при поражении гелиотрином более выражено накопление конечных. Этому способствуют характерные изменения супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ) при данных видах токсических поражений печени. Интенсификация ПОЛ и угнетение процессов биотрансформации в ранние сроки эксперимента приводят к компенсаторной активации системы глутатиона. С прогресси-рованием патологического процесса, характерного для гелиотрина и ТАА нарушаются адаптационные процессы, обуславливая нарушение всех звеньев механизма естественной детоксикации.
Практическая значимость.
Полученные экспериментальные данные расширяют представления о патогенезе острых токсических поражений печени гепатотоксинами различной природы. Особенности нарушения МОС, ПОЛ, АОЗ и системы глутатиона при поражениях печени различными токсикантами позволяют патогенетически обоснованно подходіпь к выбору профилактических и лечебных мероприятий.
Результаты исследований внедрены на кафедрах патологической физиологии и биохимии II ТашГосМИ.
Основные положения, выносимые па защиту.
1. Повышение общего пула глутатиона в печени при интоксикации гелиотрином и ТАА связано с увеличением как GSH, так и GSSG,
тогда как при ССЦ - GSSG. Значительное накопление GSSG в печени при ССЦ наблюдается на 1-е, при ТАА - на 4, а при гелиотрине на 10 сутки опыта.
-
Накопление GSSG в печени экспериментальных животных связано с неадекватным изменением активности ферментов его обмена. Причем при интоксикации CCI4 и ТАА активность ГР и у-ГТ изменялись однотипно (ингибирование на 1 - 4 сутки и их активация на 7-е), тогда как при гелиотриновом поражении они носили разнонаправленный характер.
-
При ОТП печени различного генеза наблюдается в различной степени выраженность ингибирования ферментных компонентов МОС. Ранние ее проявления и носящие переходной характер свойственны для CCI4, стойкий и прогрессирующий - для гелиотрина и ТАА.
-
При ОТП печени различными гепатотоксинами наблюдается накопление промежуточных и конечных продуктов ПОЛ. При поражении ССЦ они возрастают синхронно, тогда как для гелиотрина характерно более резкое повышение уровня конечных продуктов.
-
При поражении печени ССЦ и гелиотрином активность СОД ингибируется, особенно в ранние сроки. В отличие от них приин-токсикации ТАА ранняя активация СОД сменяется ингибированием. В тоже время активность КАТ во всех видах поражений ингибируется на 1 - 4 сутки, с последующей активацией.
-
При поражениях печени гепатотоксинами различной природы нарушается взаимосвязь всех звеньев естественной детоксикации. Интенсификация ПОЛ и угнетение МОС в ранние сроки эксперимента приводят к компенсаторной активации системы глутатиона и накоплению GSSG в печени.
Апробация работы.
Работа выполнена в ЦНИЛ И ТашГосМИ согласно плану научных исследований института. Материалы диссертации доложены на совместном заседании совета ЦНИЛ и кафедры патологической физиологии (1997),на межкафедральной научной конференции кафедры патологической физиологии, биохимии, нормальной физиологии и ЦНИЛ 11 ТашГосМИ (1997).
Публикации.
По теме диссертации опубликованы 4 статьи и 2 тезиса.
Структура и объем диссертации.
Диссертация изложена на 129 машинописных страницах, содер-
жит 9 таблиц и 14 рисунков.Состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, обсуждения результатов, вьшодов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 139 отечественных и 87 иностранных источников.
