Введение к работе
Актуальность темы. Успешное развитие космонавтики ставит перед космической биологией и медициной ряд задач, направленных на создание оптимальных условий для выполнения полетных программ при сохранении высокой работоспособности и здоровья человека. С увеличением продолжительности полетов все большее значение приобретает влияние на организм человека невесомости и выяснение механизмов адаптации к ней. В основе адаптации ленит поддержание на адекватном уровне энергетического гомеостаза путем регуляции направленности и интенсивности процессов метаболизма и обеспечивающих их ферментативных реакций (И.С.Балаховский,1973; Л. Е.Панин,1984; Н.А.Агаджанян,1985; Р.А.Тигранян, 1986; Е.А.Коваленко,1990).
В комплексе приспособительных реакций к условиям полета, невесомости, ванную роль играют процессы энергообразования и ее утилизации, обеспечивающие адекватность процессов адапта-' ции к этим условиям (Е.А.Коваленко,1980; И.А.Попова,1990; Е.Г.Ветрова, 1990). Поэтому исследование влияния невесомости и ее моделирования на энёргообнен на тканевом и клеточном уровнях имеет важное научно-практическое значение.
Исследования биохимических параметров крови, в том числе ферментативной активности, является важным источником информации для оценки состояния знергообмена и уровня адаптации организма. Изучение процессов энергообмена у человека на клеточном и субклеточном уровнях затруднительно. Доступны лишь немногие методы, среди которых энергообмен лимфоцитов,
*
проявляющих коррелятивное метаболическое сродство с функционально активными клетками органоз и' тканей, влияние неве-
сомости на которые наиболее выраженно Смиоцит, кардиоцит (З.Н.Духова,1975; В.В.Португалов, 1975; Р.П.Нарциссов, 1986 и др. ). Современные гисто- и цитохимические методы позволяют определить,в клетках крови и их субклеточных структурах их .метаболический статус, изменение которого происходит значительно раньше структурных повреждений клеток. Одновременно исследование ферментативной активности лимфоцитов, может быть использовано Как дополнительный диагностический и прогностический тест при определении степени стрессорного влияния на организм экстремальных условий (А.С.Яновская:, 1980).
В научной литературе имеются немногочисленные данные о влиянии экстремальных факторов на уровень активности ферментов в лимфоцитах крови и они практически отсутствуют применительно к условиям космического полета.
В связи с этим исследование окислительно-восстановительных ферментов в лимфоцитах крови человека и лабораторных иивотных является адекватным приемом изучения знергообмена применительно и различным состояниям организма, а его использование, мокет способствовать получении ванной информации о механизмах адаптации к этим условиям на уровне эиергообмена.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось исследование активности форментов в окислительно-восстановительных реакциях энергообыена в лимфоцитах крови человека и лабораторных иивотных при экстремальных состояниях, обусловленных воздействием факторов космического полета.
Для ее решения были поставлены следующие задачи:
I. Изучить динамику изменения активности сукцинатдегид-рогеназы и а-глицерофосфатдеидрогеназы в лимфоцитах крови экспериментальных иивотных и человека в разные сроки гипоки-
нвзии и периода реадаптации.
-
Изучить динамику изменения исследуемых ферментов в условиях ограниченного гермообъеиа с искусственной средой обитания.
-
Изучить динамику исследуемых ферментов при различных способах моделирования болезни движения у человека и экспериментальных животных.
-
Определить активность исследуемых ферментов в лимфоцитах крови после завершения- космических полетов различной продолжительности.
-
Изучить возможность использования результатов определения активности ферментов лимфоцитов крови для оценки состояния энергообмена в тканях.
Научная новизна. Впервые проведено определение активности сукцинатдегидрогеназы и а-глицерофосфатдегидрогеназы в лимфоцитах крови космонавтов, совершивших косшіческие полеты различной продолжительности (от 70 до 366 суток), а также'у обезьян, экспонированных в течение 14 суток на борту биоспутника "Космос-2044". При этом установлено, что после полетов в лимфоцитах крови человека происходит достоверное снижение активности сукцинатдегидрогеназы и снижение уровня активности а-глицерофас$атдегидрогеназы; у обезьян выявлено закономерное снижение активности сукцинатдегидрогеназы при неизменном уровне активности d. -глицерофосфатдегидрогеназы после полета.
Установлены изменения активности изучаемых ферментов в лимфоцитах крови экспериментальных животных в условиях гипокинезии различной продолжительности, а также в различные периоды реадаптации. Показано, что в условиях гипокинезии
уменьшается активность митохондриальнои сукцинатдегидрогензы в лимфоцитах крови при относительно стабильной уровне активности а-глицзрофосфатдегидрогеназы. В период реадаптации к 15 суткам происходит полное восстановление активности сукци-натдегидрогенаэы, и незначительное снижение активности а-глицерофосфатдегидрогеназы на ранних сроках восстановительного периода с последующий увеличением активности этого фермента к концу 15 суток.
Выявлена изменение активности исследуемых ферментов в лимфоцитах крови человека при 40-суточном пребывании человека в условиях замкнутого гериообъема с постепенным повышением содержания углекислого газа в воздушной среде.
Впервые проведены исследования ферментов знергообмена лимфоцитов при моделировании болезни двикашы у человека и экспериментальных животных, свидвтельствуш,ие о роли знергообмена в патогенезе возникновения болезни движения.
Практическая и НЭУЧНаЯ,. Э.наМИТОСТь, Работа. Проведенными исследованиями, выявлены изменения энергетического обмена в лимфоцитах периферической крови чаловека а лабораторных кивотных при экстремальных состояниях, обусловленных влиянием факторов космического полета. Полученные данные свидетельствуют о выравенной модификации энергообмена в этих условиях и способствуют пониманию механизмов патогенеза этих состояний.
Определение активности сукцинатдегидрогенаэы-и "а-глицерофосфатдегидрогеназы в лимфоцитах крови монет слуипть информативный критерием состояния энергообмена организма при различных экстремальных состояниях организма человека и животного, а такие оценки средств коррекции нарушений знзр-
гообмена, возникаиЕцих в условиях космического, полета и при других экстремальных состоянииях.
Положения выносимые на запиту . I. При экстремальных состояниях, обусловленных воздействием на организм условий космического полета п его факторов происходят однонаправленные изменения активности сукци-патдегидрогёназы, независящие от длительности воздействия и стрессогешгасти воздействухцвго фактора,' тогда как активность а-гдицеро$осфзтдегидрогеназы меняется по. мера возрастания силы действия стрессорпого агента.
2. Кратковременное и длительное пребывание в. условиях
пзлесоности сопровождается достоверным снижением активности
сукцинатдягидрогеназн в лпм&оцнтах крови человека к кивот-
пых, и снижением активности а-глицоройосфатдогидрогенаэы,
что свидетельствует о первоочередном снижении интенсивности
аэробных реакций зпергообмена. '
3. Определение активности изучаемых ферментов в лимфоци
тах крови мокат слушіть критерием состояния" зкєргообмена при
использовании средств профилактики неблагоприятного действия
факторов космического полёта на организм человека.
Апробация диссертации к.публикации.
Диссертация апробирована . на заседании секции Ученого
Совета ИМБП МЗ СССР. , :'
Материалы диссертации .доложены и обсуидвны на IX Всесоюзной конференции по космической .биологии и медицине /Калуга, 1990/, на 111 ежегодном'собрании комиссии гравитационной физиологии -Мэкдународного Союза физиологических обществ /Ленинград, 1990/.
По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ. ClBZKIXpa И РбЧея диссе,р_іац,щь_
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций. Библиографический указатель включает 246 источников литературы. Работа излоиена на 137 страницах машинописного текста, содержит 31 рисунок и I таблицу.
