Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава I. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОСТАВЛЕНИЯ О РЕГУЛЯЦИИ ЛИПОЖЗА
(Обзор литературы) II
Метаболическая саморегуляция липолиза 14
Регуляция липолиза гормонами 15
Молекулярные механизмы действия гормонов 21
Заключение 48
Глава П. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 51
Материалы 51
Методы изучения жирового обмена .............. 52
Методы исследования углеводного обмена 55
Метод определения интенсивности дыхания 58
Методы определения гормонов 59
Методы исследования циклического 3,5-адешззин-монофосфата, фосфодиэстеразы цАМФ и простаглан-
дина Е 64
Получение антиинсулиновой сыворотки 66
Математическая обработка результатов 67
Глава Ш. БАЗАЛЬНЫЙ ЛИПОЛИЗ, ЦИКЛИЧЕСКИЙ з',5'-АДЕН03ИН-
' МОНОФОСФАТ И ПРОСТАГЛАНДИНЫ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ
ПРИ СТАРЕНИИ 68
3.1. Базальный липолиз и содержание триацилглицеринов
в жировой ткани 68
3.2. Содержание и влияние цАМФ на липолиз в жировой
ткани 69
Активность фосфодиэстеразы цАМФ и липолитический эффект теофиллина в жировой ткани 73
Содержание простагландинов и .их влияние на липолиз в жировой ткани 75
Обсуждение результатов 77
Выводы 79
Глава ІУ. АДИПОКИНЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ГОШОНОВ И АДРЕНОРЕ-
ЦЕПЦИЯВ ЖИРОВОЙ ТКАНИ ПРИ СТАРЕНИИ 81
Липолитическое и антилиполитическое действие гормонов в жировой ткани 83
Влияние <* - и в -адренергических блокаторов на базальный и индуцированный гормонами липо-
лиз в жировой ::::ткани 93
Поглощение кислорода жировой тканью. Влияние адреналина 99
Разработка теста для оценки биологического возраста, основанная на реакционной способности жировой ткани 101
4.5.Обсуждение результатов 104
4.6. Выводы 108
Глава У. МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ И ЦИМ
ГЛЮКОЗА/ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ ПРИ СТАРЕНИИ НО
Обмен глюкозы в жировой ткани. Влияние инсулина III
Цикл глюкоза/жирные кислоты при старении. 119
Обсуждение результатов 129
Выводы 133
Глава УІ. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МОБИЛИЗАЦИИ ЖИРА ПРИ
ГОЛОДАНИИ, ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ И ОСТРОЙ ИНСУ-
ЛИНОВОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ 134
6.1. Влияние голодания на липолитические процессы
в жировой ткани и обмен глюкозы ., 135
6.2. Влияние острой инсулиновой недостаточности
на обмен глюкозы и мобилизацию свободных
жирных кислот 147
Мобилизация свободных жирных кислот в условиях физической нагрузки 157
Обсуждение результатов 163
Выводы 171
Глава УЛ. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕКРЕЦИИ ЛИПОТРОПНЫХ
ГОРМОНОВ ПРИ ГОЛОДАНИИ И ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ. 173
7.1. Динамика глюкагона, кортикотропина и инсулина
в крови при голодании и физической нагрузке. 174
Влияние голодания и физической нагрузки на содержание катехоламинов в надпочечниках 180
Динамика жиромобилизущей активности крови при голодании и физической нагрузке 186
Обсуждение результатов 189
Выводы 196
Глава УШ. АНАЛИЗ МЕХАНИЗМОВ ГОРМОНАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ЛШЮ-
ЛИЗА ПРИ ГОЛОДАНИИ И ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ. ... 198
Влияние голодания на содержание цАМФ и его ли-политический эффект в жировой ткани 199
Активность фосфодиэстеразы цАМФ при голодании
и липолитический эффект теофиллина 202
Простагландини в жировой ткани и их влияние на липолиз при голодании 204
Влияние голодания на липотропный эффект адреналина, кортикотропина, соматотропина и инсулина 207
Особенности действия <<- и fi -адреноблокато-ров на индуцированный гормонами липолиз при голодании 217
Влияние актиномицина Д на базальный и индуцированный адреналином, соматотропином и
цАМФ липолиз в норме и при голодании 219
Влияние физической нагрузки на восприимчивость жировой ткани к гормональному воздействию 224
Поглощение кислорода жировой тканью при голодании и физической нагрузке 229
8.9. Обсуждение результатов 231
8.10. Выводы 239
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 242
ВЫВОДЫ 277
ЖТЕРАІУРА
Введение к работе
Проблема старения - одна из наиболее актуальных в современной биологии и медицине. В настоящее время интенсивно исследуются биологические, медицинские и социальные аспекты старения. В изучении биологии старения особое место уделяется биологическому регулированию. К этой важной области и относится настоящее экспериментальное исследование.
Процессы отложения и мобилизации жира, используемого в качестве энергетического резерва клетки, занимают ключевые позиции в обеспечении энергетических затрат организма. Свободные жирные кислоты, являющиеся наряду с глюкозой основными субстратами окисления, освобождаются при гидролизе триацилглицеринов (липолиз) в жировой ткани /231, 264/. Они обеспечивают 50-90$ энергии, необходимой для организма /273/.
Особенно велика роль жирных кислот (это установлено экспериментально) в обеспечении энергетических затрат организма при повышении функциональных нагрузок. При физической нагрузке и голодании, эмоциональном стрессе и действии холода закономерно повышается мобилизация свободных жирных кислот, уровень их в крови и утилизация тканями возрастают, а потребление глюкозы несколько снижается /23, 302/.
Процессы липолиза в жировой ткани протекают с высокой скоростью и контролируются сложным и действенным регуляторним механизмом. Механизм контроля включает регуляцию метаболитами, гормонами, а также нервную регуляцию. Нервные и гормональные механизмы регулируют соотношение между липогенезом и липолизом таким образом, что оно находится в соответствии с потребностями организма /132/.
Жировая ткань обладает чрезвычайно высокой чувствительностью к многим гормонам - адреналину, кортикотропину, соматотропину, тиротрошшу, глюкагону, инсулину и др. Катехоламинам и соматотропину придается наиболее существенное физиологическое значение в стимуляции липолиза в жировых клетках человека и крысы. Инсулин обладает выраженным антилиполитическим действием /77, 240/. В регуляции липолиза участвуют также тиреоидине гормоны, корти-костероиды и простагландины /39, 243, 244, 342/.
Высокочувствительные рецепторы плазматических мембран жировых клеток обеспечивают специфичность действия гормонов. Реализация последнего осуществляется с помощью циклических нуклеоти-дов (цАМФ и цШФ) - внутриклеточных передатчиков действия гормонов /156, 337, 439/.
Геронтология, благодаря интенсивным экспериментальным и клиническим исследованиям последних двух десятилетий, располагает обширными знаниями об изменениях, развивающихся с возрастом в обмене и функциях многих тканей. Жировая ткань остается недостаточно изученной в этом отношении, хотя ее основная функция связана с обеспечением энергетических потребностей организма. Причем наименее исследованными остаются вопросы регуляции липолиза при старении.
Современные представления о сущности старения и разработанные в ходе исследований методологические подходы к изучению этого сложного биологического явления позволяют видеть в познании возрастных закономерностей регуляции метаболизма в жировой ткани перспективное направление и для изучения молекулярных механизмов старения, и для решения ряда важных проблем практической геронтологии. Полагают, что управление процессами липолиза будет играть важную роль в будущих методах лечения нарушений жиро-
вого обмена /194/. Гормоны, по-видимому, явятся основным элементом управляющих воздействий на процессы жирового обмена и, в частности на липолиз.
При старении принципиально возможны изменения, причем, по-видимому, неравномерные, в разных звеньях обмена триацилглицери-нов. Прежде всего, это могут быть нарушения: а) образования нейтрального жира; б) мобилизации депонированного жира; в) утилизации жирных кислот, их окисления в тканях организма.
Недостаточная комплексность и систематичность исследований по этим вопросам в отечественной и зарубежной литературе, важная роль свободных жирных кислот в обеспечении энергетических затрат организма побудили нас провести настоящую работу, ограничив ее изучением в эксперименте общих закономерностей липолиза и гормональных механизмов его контроля при старении.
В качестве основного теоретического положения, убеждающего наев актуальности настоящего исследования, мы восприняли адап-тационно-регуляторную теорию.старения, предложенную В.В.Фрольки-сом /139/. Эта теория рассматривает старение как сокращение надежности механизмов саморегуляции при первичном изменении регулирования генетического аппарата. Осуществляя исследования гормональной регуляции липолиза на фоне адаптации организма к различным функциональным воздействиям, мы надеялись получить важные факты, факты, которые представят: бесспорный теоретический интерес в плане подтверждения первичного значения нарушений процессов биологического регулирования в механизмах старения целостного организма.
Практическая значимость настоящей работы также убеждает нас в ее актуальности. Как тема исследования, так и конкретные его задачи имеют непосредственное отношение к практическим за-
9 просам медицины в области коррекции нарушений процессов адаптации и лечения болезней обмена веществ. Необходимо обосновать принцип управления адаптивными процессами и методы ранней диагностики, профилактики и коррекции нарушений процессов адаптации /63/. При старении в связи с закономерно развивающимся возрастным снижением приспособительных возможностей организма, проблема коррекции нарушений адаптации стоит особенно остро, В отношении болезней обмена речь, прежде всего, должна идти о таких формах патологии, как ожирение и сахарный диабет. Эти заболевания наиболее часто наблюдаются у пожилых людей: причем заболеваемость из года в год возрастает /7, 8, 24/.
Настоящая работа предусматривала решение в эксперименте следующих задач: во-первых, изучение возрастных особенностей базального липолиза в жировой ткани и его адаптивных изменений при голодании, физической нагрузке и компенсаторных изменений при острой инсулиновои недостаточности; во-вторых, исследование центрального и периферического звена гормональной регуляции липолиза в условиях относительного физиологического покоя и функциональных нагрузок разного типа при старении организма; в-третьих, выяснение прин-[щпиальной возможности управления процессами мобилизации жира с пюмощью гормональных препаратов и физических воздействий (голодание, физическая нагрузка) при старении.
Вся совокупность полученных в настоящем экспериментальном исследовании фактов дозволяет нам сформулировать следующие основ-ше положения, характеризующие изменения в процессе старения гормональной регуляции липолиза и липолитического процесса в целом:
I. По мере старения снижается мобилизация свободных жирных сислот из жировых депо, что закономерно проявляется в условиях [функциональных нагрузок.
Основной причиной возрастного снижения эндогенной индукции липолиза при функциональных нагрузках являются нарушения центрального звена гормональной регуляции липолиза* Эти нарушения состоят в недостаточности адаптивного усиления секреции липолитичес-ких гормонов (глюкагон, кортикотропин, катехоламины) и снижения секреции гормонов антилиполитического действия (инсулин).
Возрастные сдвиги в периферическом звене гормональной регуляции липолиза состоят в повышении чувствительности клеток жировой ткани к инсулину, адреналину, соматотропину, глюкагону и в снижении величины ответной реакции на эти гормоны (и кортикотропин) в области средних и максимальных их концентраций. Голодание и мышечная работа нормализуют реакцию жировой ткани на действие жиро-мобилизующих гормонов.
При старении нарушается процесс переключения энергоснабжения тканей с одного основного субстрата окисления (глюкоза) на другой (свободные жирные кислоты), что является одной из существенных причин возрастного снижения толерантности организма к углеводам.
Нарушения липолитического процесса и гормональных механизмов его контроля при старении носят обратимый характер. Коррекция возрастных нарушений гормональной регуляции липолиза может быть достигнута с помощью физической тренировки умеренной интенсивности.