CC BY
61
УДК 612.273+615.2
ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ, ОСТРОЙ ГИПОКСИИ С ГИПЕРКАПНИЕЙ И ИХ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ НА НЕКОТОРЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГЛИКОЛИТИЧЕСКОГО ПУТИ
ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ У МЫШЕЙ
Н.П. Катунина, Е.Н. Стратиенко, Ф.Н. Цеева, О.В. Кухарева, С.В. Свиридонова, И.М. Гнеушев
Среди производных 3-оксипиридина (3-ОП) и физиологически совместимых антиоксидантов (ФСАО) выявлены соединения под шифрами СК-131, ИБХФ-2 и nQ-1032, которые в условиях воздействия острой гипоксии различного генеза по антигипоксическо-му действию превосходят другие испытанные вещества, а также известные антигипоксанты эмоксипин, этомерзол, мексидол, нооглютил и натрия оксибутират. СК-131, ИБХФ-2 и nQ-1032 рекомендуются для дальнейшего более глубокого изучения и возможного применения в клинике в качестве антигипоксических средств. Ключевые слова: антигипоксант, гипоксия, организм, лекарственные средства.
В качестве источника энергии в различных физиологических и биохимических процессах в первую очередь используются глюкоза, а затем гликоген. Оценка выраженности и направленности изменений показателей гликоли-тического пути обмена углеводов позволяет судить о возможном патогенезе гипоксии и механизме антигипоксиче-ского действия лекарственных средств.
В проведенных ранее опытах было установлено, что производные 3-оксипиридина под шифрами СК-131 и ИБХФ-2 и медьсодержащее производное никотиновой кислоты под шифром nQ-1032 проявляли выраженную анти-гипоксическую активность на четырех моделях острой гипоксии (острая гипобарическая гипоксия, острая гемиче-ская гипоксия, острая гистотоксическая гипоксия и острая гипоксия с гиперкапнией).
Для понимания возможного механизма антигипоксантного действия СК-131, ИБХФ-2 и nQ-1032 нам представлялось необходимым изучить их влияние на содержание глюкозы, пировиноградной кислоты, молочной кислоты, лактатдегидрогеназы, аланинаминотрансферазы иаспартатаминотрансферазы в крови и гликогена в печени при воздействии острой гипоксии с гиперкапнией.
В сыворотке крови экспериментальных животных одномоментно у каждой особи определяли ряд показателей углеводного обмена на биохимическом анализаторе Syncurion 4 CE фирмы Bercman (США).
Статистическую обработку цифровых данных опытов проводили с помощью компьютерных программ Microsof-tExcelXP в среде WindowsXP и STATISTICA 6,0. Для вариационного ряда выборки вычисляли среднюю арифметическую величину (М) и ее ошибку (m). Для оценки достоверности различий двух сравниваемых величин применяли t-критерий Стьюдента [1, 2, 5]. Достоверными считали различия между сравниваемыми величинами при р < 0,05.
Опыты проведены на 80 мышах-самцах массой 25-29 г.
Глюкоза крови для получения энергии используется в первую очередь. Содержание глюкозы в крови изменяется при различных патологических состояниях, в том числе при действии вредных факторов, влияющих на углеводную функцию печени.
Установлено, что в крови контрольных мышей содержалось 6,1±0,40 ммоль/л глюкозы, что совпадает с данными литературы [3]. У мышей после воздействия острой гипоксии с гиперкапнией содержание глюкозы в крови по сравнению с контролем уменьшилось на 28%, что соответствует данным литературы [6]. Введение интактным мышам СК-131 (100 мг/кг), ИБХФ-2 (10 мг/кг) и nQ-1032 (25 мг/кг) не вызывало изменение концентрации глюкозы в крови. У мышей, получавших за 1 час до воздействия острой гипоксии с гиперкапнией СК-131, ИБХФ-2 и nQ-1032 в тех же дозах, содержание глюкозы существенно не изменялась по сравнению с контролем. При сравнении с животными, которым до воздействия ОГсГк эти соединения не вводили, увеличение содержания глюкозы в крови составило 41, 38 и 39% соответственно.
Гликоген является основным запасным углеводом у человека и животных. Он откладывается главным образом в цитоплазме клеток печени, скелетных мышц и миокарде. При недостатке в организме глюкозы или при большой потребности в ней гликоген под воздействием ферментов расщепляется до глюкозы, которая поступает в кровь. У человека и животных содержание глюкозы в крови поддерживается на определенном уровне путем синтеза и распада гликогена. При кислородном голодании содержание гликогена в печени уменьшается.
В печени контрольных мышей содержалось 4,1 ± 0,22 г % гликогена, что согласуется с данными литературы [7]. Содержание гликогена в печени мышей существенно уменьшалось после воздействия острой гипоксии с гиперкапнией (на 39%). Исследованные химические соединения СК-131 в дозе 100 мг/кг, ИБХФ-2 в дозе 10 мг/кг и tcQ-1032 в дозе 25 мг/кг не изменяли количество гликогена в печени интактных мышей, но предотвращали его падение воздействии острой гипоксии. Так, у мышей, получавших СК-131, ИБХФ-2 или tcQ-1032 перед гипоксическим эпизодом, печеночный запас гликогена лишь немного отличался от контроля, но значительно превышал его уровень по сравнению с животными, которым эти соединения перед гипоксическим эпизодом не вводили (на 36, 44 и 48%).
Молочная кислота (лактат) является промежуточным продуктом обмена веществ у человека и животных. Она образуется при окислении глюкозы. При физических нагрузках и гипоксии содержание молочной кислоты в сыворотке крови человека и животных увеличивается.
В сыворотке крови интактных мышей содержалось 0,47 + 0,06 ммоль/л молочной кислоты. Острая гипоксия с гиперкапнией повышала содержание лактата в сыворотке крови мышей на 47% по сравнению с контролем. Введение интактным мышам СК-131 (100 мг/кг), ИБХФ-2 (25г/кг) или tcQ-1032 (10 мг/кг) не оказывало какого-либо влияния на количество лактата в сыворотке крови. Если животным перед помещением в условия острой гипоксии с гиперкапнией вводили СК-131, ИБХФ-2 и tcQ-1032 в тех же дозах, то содержание молочной кислоты в сыворотке крови увеличивалось на незначительную величину, но было меньше, чем у мышей, которые перед воздействием ОГсГк эти соединения не получали.
Пировиноградная кислота (пируват) относится к важнейшим промежуточным продуктам обмена веществ. В процессе глюконеогенеза из пировиноградной кислоты образуется глюкоза.
В сыворотке крови интактных мышей содержится 99 + 5,4 мкмоль/л пирувата. После воздействия острой гипоксии с гиперкапнией количество пирувата в крови мышей увеличивалось на 39%. Соединения СК-131 в дозе 100 мг/кг, ИБХФ-2 в дозе 10 мг/кг и tcQ-1032 в дозе 25 мг/кг не влияли на содержание пировиноградной кислоты в сыворотке крови интактных мышей, но существенно ослабляли способность острой гипоксии с гиперкапнией повышать ее величину. Этот эффект в испытанных дозах был сходным. Так, у мышей, получавших до воздействия ОГсГк СК-131, ИБХФ-2 или tcQ-1032, наблюдалась тенденция к увеличению содержания в сыворотке крови пирувата по сравнению с контролем (на 14, 7 и 11% соответственно), но меньше, чем у животных, которым до кислородного голодания эти соединения не вводили (на 18, 24 и 20% соответственно).
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) - фермент, катализирующий обратное восстановление пировиноградной кислоты до молочной кислоты в процессе гликолиза.
Активность общей ЛДГ в сыворотке крови интактных мышей равнялась 3,1 ± 0,17 ммоль/(ч-л). Острая гипоксия с гиперкапнией вызывала увеличение активности фермента на 48% по сравнению с контролем. Соединения СК-131 (100 мг/кг), ИБХФ-2 (10 мг/кг) и tcQ-1032 (25 мг/кг) не изменяли активность ЛДГ в сыворотке крови у интактных животных. Если животным перед помещением в условия острой гипоксии с гиперкапнией вводили СК-131, ИБХФ-2 и tcQ-1032 в тех же дозах, то содержание лактатдегидрогеназы в сыворотке крови увеличивалось на незначительную величину, но было меньше, чем у мышей, которые перед воздействием ОГсГк эти соединения не получали.
Аланинаминотрансфераза (АлАТ) - внутриклеточный фермент, участвующий в обмене аминокислот. Катализирует перенос аминогруппы аланина на а-кетоглутаровую кислоту с образованием пировиноградной кислоты и глута-миновой кислоты. При повреждении или разрушении клеток, богатых АлАТ (печень, мышца сердца, скелетная мускулатура, почки), происходит выброс фермента в кровяное русло, что приводит к повышению их активности в крови.
Аспартатаминотрансфераза (АсАТ) - фермент, участвующий в обмене аминокислот. Катализирует перенос аминогруппы от аспарагиновой кислоты на а-кетоглутаровую кислоту с образованием щавелевоуксусной кислоты и глутаминовой кислоты.
Активность АсАТ и АлАТ в сыворотке крови мышей контрольной группы была равна 0,32 + 0,02 и 0,33 ± 0,02 ммоль/ч/л. При воздействии острой гипоксии с гиперкапнией активность АсАТ и АлАТ увеличилась соответственно на 206 и 236%, что свидетельствует о развитии цитолитического синдрома гипоксического генеза. После инъекции новых химических соединений под шифрами СК-131, ИБХФ-2 и nQ-1032 активность аминотрансфераз не изменялась. При введении СК-131, ИБХФ-2 и tcQ-1032 перед воздействием острой гипоксии с гиперкапнией активность АлАТ и АсАТ увеличивалась на 72, 31 и 37% и 30, 33 и 33% соответственно при сравнении с мышами контрольной группы, но значительно снижали данный показатель при сравнении с мышами, подвергшихся только воздействию ОГсГк на 44, 57 и 55% и 61, 60 и 60% соответственно.
Увеличение активности АсАТ связывают с активацией дикарбоновой внутриклеточной части цикла Кребса через оксалат-малат. Некоторые авторы полагают, что повышение активности АлАТ в сыворотке крови может косвенно свидетельствовать о внутриклеточном вовлечении пирувата в цикл Кребса через кетоглутарат.
Таким образом, метаболические эффекты изученных химических соединений под шифрами СК-131, ИБХФ-2 и tcQ-1032 сходны. Так, введение данных веществ повышает резистенстность организма к недостатку кислорода, препятствует развитию цитоплазматического ацидоза и глубоких нарушений энергетического обмена. Полученные данные свидетельствуют о возможной стимуляции гликогенолиза и аэробного гликолиза. Можно полагать, что испытанные дозы СК-131, ИБХФ-2 и nQ-1032 оказывают прямое или косвенное действие на эти процессы в качестве ответной реакции на гипоксию в организме мышей, например, через повышенную секрецию глюкокортикоидов при активации гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы.
Within the derivate of 3-oxypyridin (3-OP) and physiologically compatible antioxidants (FSÀO) the connections under codes SК-131, IBHF-2 nnQ-1032 are revealed, that are more effective than other researched substances in conditions of acute hypoxia of the diversified genesis in antihypoxical effect, also known as antihypoxants emoxypin, etomerzol, mexidol, nooglutyl and oxybuturate. of natrium S&-131, IBHF-2 nnQ-1032 are reccomended for further and deeper research and plausible use in clinic as antihypoxical means. Key words: antihypoxant, hypoxy, organism, medicine.
Список литературы
1. Беленький Л.М. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. Рига, 1963. 116 с.
2. Леонов В.П., Ижевский П.В. Применение статистики в статьях и диссертациях по медицине и биологии // Междунар. журн. мед. практики. 1998. № 4. С. 7-12.
3. Катунина Н.П. Поиск и изучение новых антигипоксических средств: автореф. дис. ... д-ра биолг. наук. ДСП. СПб, 2012. 36 с.
5. Самойлов Н.Н. Таблицы значений средней ошибки и доверительного интервала средней арифметической величины вариационного ряда. Томск, 1970. 63 с.
6. Семиголовский Н.Ю., Колбасов В.Ю., Лисицын Д.В., Фазылов М.Ф. Повышение защитных свойств милд-роната. // Вестник Санкт-Петербургского университета. СПб., 2008. Сер. 11. Прил. к вып. 1. С. 41-46.
7. Удовенко Е.В. Изучение влияния новых производных 1-алкенилимидазола на продолжительность жизни и физическую работоспособность мышей в условиях острой гипобарической гипоксии: дис. ... канд. биол. наук. Брянск, 2009. 138 с.
Об авторах
Катунина Н.П. - доктор биологических наук, доцент кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, [email protected]
Стратиенко Е.Н. - доктор медицинских наук, профессор кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского
Цеева Ф.Н. - кандидат медицинских наук, доцент кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского
Кухарева О.В. - кандидат медицинских наук, доцент кафедры физического воспитания и основ медицинских знаний Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского
Свириднова С.В. - кандидат биологических наук, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского
Гнеушев И.М. - врач-хирург ГАУЗ «Брянская городская больница №1».
