Учреждение белорусский государственный медицинский университет удк 612.592.:616-001.18): 612.127.2 +616.153.915 -39 дорохина любовь васильевна состояние кислородтранспортной функции крови и свободнора
Государственное ведущее высшее учебное учреждение «Белорусский государственный медицинский университет» УДК 612.592.:616-001.18): 612.127.2 +616.153.915 -39 ДОРОХИНА ЛЮБОВЬ ВАСИЛЬЕВНА СОСТОЯНИЕ КИСЛОРОДТРАНСПОРТНОЙ ФУНКЦИИ КРОВИ И СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ ГИПОТЕРМИИ 03.00.13 – физиология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Минск 2004 Работа выполнена в Гродненском государственном медицинском университете Научный руководитель - доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии Гродненского государственного медицинского университета Зинчук Виктор Владимирович Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор кафедры нормальной физиологии Белорусского государственного медицинского университета Переверзев Владимир Алексеевич доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой нормальной физиологии Гомельского государственного медицинского университета Питкевич Эдуард Сергеевич Оппонирующая организация - Смоленская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской Федерации Защита состоится «_» июня 2004 г. в часов на заседании совета по защите диссертаций Д 03.18.08 при Белорусском государственном медицинском университете (220116, г. Минск, просп. Дзержинского, 83;тел. 272-55-98).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белорусского государственного медицинского университета Автореферат разослан «» мая 2004 года Ученый секретарь совета по защите диссертаций А.Д. Таганович доктор медицинских наук, профессор ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы диссертации. Одной из важнейших задач совре менной физиологии и медицины является изучение процессов жизнедеятель ности и регуляции функций организма в измененных температурных услови ях и, в частности, при гипотермии [Гурин В.Н., 1986;
Maeng M. et al., 2003].
Соотношение температур окружающей среды и тела человека таковы, что в ряде случаев он находится в потенциальной опасности охлаждения при дей ствии экстремальных климатогеографических факторов и выполнении мно гих видов профессиональной деятельности [Paton B.C., 1991]. Особенно важ но повышение резистентности организма к действию низкой температуры внешней среды, при реанимации жертв эксидентальной (при несчастных слу чаях и морских катастрофах) гипотермии [Иванов К.П., 2002;
Montero E.F., 2003]. Применение гипотермии в клинической практике при операциях на сердце и реконструктивных операциях на сосудах диктует необходимость комплексного изучения механизмов развития гипотермии и возможности коррекции возникающих нарушений [Ломиворотов В.Н., Караськов А.М., 1999;
Караськов А.М. и др., 2001;
Иванов С.П. и др., 2002;
Knight D.A. et al., 2003;
Han P.L. et al., 2003].
Известно, что в организме при многих патологических состояниях об разование прооксидантов в тканях не уравновешивается активностью внутри и внеклеточных антиоксидантов, т.е. формируется определенный дисбаланс прооксидантно-антиоксидантного равновесия [Favier A., 1997;
Horton J.W., 2003]. Одним из таких состояний является гипотермия, при развитии которой возникает активация перекисного окисления липидов и снижение антиокси дантной защиты организма, выраженность данных изменений зависит от глу бины гипотермии [Алимова Е.К. и др., 1973;
Васiлькова Т.В., Кухта В.К., 1988;
Князькова Л.Г. и др., 2001]. Кислородзависимая природа образования свобод ных радикалов предполагает влияние кислородтранспортной функции крови на активность перекисного окисления липидов в биологических системах [Зинчук В.В., Борисюк М.В., 1999;
Zinchuk V.V., 1999]. Среди факторов, обеспечивающих поддержание прооксидантно-антиоксидантного равновесия, важное значение имеет монооксид азота (NO), который является, с одной сто роны, важным мессенджером с широким спектром действия в организме [Moncada S., Higgs E.A., 1993;
Гурин А.В., 1997;
Реутов В.П. и др., 1998], а с другой стороны, как свободнорадикальная молекула, проявляет свойства про оксиданта либо гасителя радикалов [Thomas S.R. et al., 2003]. Прооксидантное действие NO связано с ее способностью образовывать пероксинитрит, яв ляющийся мощным инициатором окисления липопротеидов, а антиоксидант ное – в гашении супероксид аниона [Pryor W.A., Squadrto G.L., 1995;
Szabo C., 2003]. Известно, что монооксид азота участвует в регуляции обеспечения ор ганизма кислородом (регуляция сосудистого тонуса, взаимодействие с гемо глобином) и поддержании температурного баланса [Barros R.C., Branco L. G., 1998;
Zinchuk V, Borisiuk M., 1998;
Moncada S., 2000]. Наличие широкого раз нообразия источников образования свободных радикалов обуславливает не обходимость существования различных механизмов антиоксидантной защиты [Urso M.L., Clarkson P.M., 2003]. Повреждающее действие свободных радика лов необходимо анализировать не только в зависимости от количества их об разования, но и с учетом активности различных компонентов антиоксидант ной системы. Установлено, что при гипотермии отмечается существенное из менение активности L-аргинин-NО системы, наблюдается снижение конеч ных продуктов элиминации NO и нитрозогемоглобина [Steiner A.A. и др., 1998]. Вклад NO в поддержание прооксидантно-антиоксидантного баланса организма и транспорт O2 кровью при различных температурных воздействи ях требует дальнейшего изучения. Имеют важное значение также особенно сти взаимодействия гемоглобина с NO для формирования кислородтранс портной функции крови, в частности, сродства гемоглобина к кислороду [Kobayashi M. et al., 1994;
Зинчук В.В., 2003;
Reinsfelt B. et al., 2003]. Однако вопрос о роли кислородсвязующих свойств крови, L-аргинин-NО системы в механизмах генеза нарушений кислородтранспортной функции крови и про оксидантно-антиоксидантного баланса организма при развитии гипотермии остается еще не выясненным.
Связь работы с крупными научными программами. Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы, проводимой на ка федре нормальной физиологии и ЦНИЛа Гродненского государственного ме дицинского университета, по темам: «Роль кислородсвязующих свойств кро ви в поддержании прооксидантно-антиоксидантного равновесия организма при гипотермии», которые являлись частью программы Фонда фундамен тальных исследований РБ, государственный регистрационный № 19982193 и «Изучение патогенетических механизмов развития стресс-реакций, гипокси чески-ишемического повреждения головного мозга и возникновения нарко тической зависимости», государственный регистрационный № 20021620.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы – оценить на рушения кислородтранспортной функции крови и прооксидантно антиоксидантного баланса при гипотермии, выяснить возможность их кор рекции путем воздействия на L-аргинин-NО систему и сродство гемоглобина к кислороду.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие за дачи:
1. Изучить характер изменений кислородсвязующих свойств крови и состоя ние прооксидантно-антиоксидантного баланса (содержание диеновых конъюгатов, оснований Шиффа, -токоферола, ретинола, активность ка талазы) в крови и тканях (печени, почек, легких, миокарде) крыс при ги потермии.
2. Исследовать воздействие веществ, изменяющих состояние L-аргинин-NO системы, на кислородтранспортную функцию крови крыс при гипотермии.
3. Определить эффект препаратов, изменяющих состояние L-аргинин-NO системы, на прооксидантно-антиоксидантный баланс крови и тканей крыс, температуру тела при гипотермии.
4. Оценить влияние длительного предварительного введения карнитина хло рида и L-аргинина, а также их комбинации на состояние прооксидантно антиоксидантного баланса организма крыс в условиях гипотермии.
5. Выяснить возможность коррекции нарушений прооксидантно антиоксидантного баланса и температуры тела крыс при гипотермии пре паратами, модифицирующими сродство гемоглобина к кислороду.
Объект и предмет исследования. Объект исследования - беспородные белые крысы-самцы (220 - 250 г), кровь (плазма, эритроциты), гомогенаты тканей (печень, почки, легкие, миокард). Предмет исследования – кислород транспортная функция крови, процессы перекисного окисления липидов, па раметры антиоксидантной системы, ректальная температура.
Гипотеза. При гипотермии наблюдаются нарушения кислородсвязую щих свойств крови и прооксидантно-антиоксидантного баланса организма, предварительно целенаправленно воздействуя на L-аргинин-NO систему, ки слородтранспортную функцию крови, возможна коррекция нарушений воз никающих при ее развитии.
Методология и методы проведения исследования. В работе исполь зована экспериментальная модель гипотермии (рац. предложение Дорохиной Л.В., Дремзы И.К. № 1326 от 04.06.1996 г.). Применялись современные фи зиологические, биохимические, спектрофотометрические, флюориметриче ские, фармакологические методы исследования. Для модификации L аргинин-NO системы использовали препараты: метиловый эфир NG-нитро-L аргинина (L-NAME), L-аргинин, нитропруссид натрия, а также антиоксидант карнитина хлорид. Для повышения сродства гемоглобина к кислороду ис пользовали цианат натрия, для уменьшения сродства гемоглобина к кислоро ду - йодобензоат натрия. Для изучения кислородтранспортной функции крови определяли: сродство гемоглобина к кислороду, рО2, рСО2, рН, бикарбонат плазмы (HCO3-), общий CO2 плазмы (TCO2), стандартный дефицит буферных оснований (SBE), концентрацию стандартного бикарбоната (SBC), реальный дефицит или избыток оснований (ABE). Активность процессов перекисного окисления липидов крови и тканей (печени, почек, легкого, миокарда) оцени вали по содержанию в них диеновых конъюгатов, оснований Шиффа. Иссле довали факторы антиоксидантной защиты: содержание -токоферола, рети нола, каталазную активность.
Научная новизна и значимость полученных результатов. Впервые результаты проводимых исследований позволили оценить роль кислородсвя зующих свойств крови в нарушении прооксидантно-антиоксидантного балан са теплокровного организма на экспериментальной модели гипотермии. Про анализирована возможность коррекции возникающих нарушений для повы шения резистентности организма к действию низкой температуры внешней среды. Предложен новый способ коррекции этих нарушений путем воздейст вия на кислородзависимые механизмы. Получены новые экспериментальные данные о влиянии препаратов модифицирующих L-аргинин-NO систему на кислородтранспортную функцию крови, сродство гемоглобина к кислороду и прооксидантно-антиоксидантный баланс при гипотермии. Установлено, что однократное внутривенное введение L-аргинина перед охлаждением орга низма улучшает кислородтранспортную функцию крови, уменьшает кисло родную недостаточность и дисбаланс прооксидантно-антиоксидантного со стояния, сопровождается достоверно менее значительным падением ректаль ной температуры. Установлено, что введение ингибитора NO-синтазы (мети лового эфира NG-нитро-L-аргинина) или донора NO (нитропруссида натрия) не способствует уменьшению активированных при гипотермии процессов пе роксидации липидов и повышению сниженных резервов антиоксидантой сис темы организма. Показано, что длительное предварительное введение L аргинина оказывается не эффективным при гипотермии в сравнении с инфу зией этого препарата непосредственно перед охлаждением организма. Уста новлен протекторный эффект длительного предварительного введения карни тина хлорида при гипотермии, выражающийся в ограничении процессов ак тивации перекисного окисления липидов и меньшим истощением антиокси дантного потенциала.
Впервые изучено влияние препаратов модифицирующих сродство ге моглобина к кислороду на состояние прооксидантно-антиоксидантного ба ланса при гипотермии. Обнаружено, что сдвиг кривой диссоциации оксиге моглобина вправо (предварительным введением йодобензоата натрия) выго ден при глубокой гипотермии и проявляется предупреждением нарушений прооксидантно-антиоксидантного баланса и менее выраженным снижением температуры тела. Повышение сродства гемоглобина к кислороду, вызванное длительным введением цианата натрия, сопровождается большим снижением ректальной температуры и усугубляет прооксидантно-антиоксидантный дис баланс при развитии гипотермии.
Практическая значимость полученных результатов. Полученные данные о роли L-аргинин- NO системы и сродства гемоглобина к кислороду при охлаждении гомойотермного организма обосновывают применение пре паратов, влияющих на процессы синтеза монооксида азота, положения кри вой диссоциации оксигемоглобина с целью нормализации кислородного обеспечения и поддержания прооксидантно-антиоксидантного баланса. Экс периментальные данные могут быть использованы при разработке способов и путей направленной коррекции метаболических нарушений при гипотермии, позволят повысить резистентность организма в условиях действия низкой температуры внешней среды, улучшить качество медикаментозной терапии гипотермических состояний, служить в качестве функциональных тестов сте пени тяжести гипотермии (рац. предложение N 1345 от 30.12.98). Полученные результаты в перспективе могут быть полезными для решения проблем со временной кардиохирургии, использующей гипотермические воздействия на организм, а также при реабилитации пострадавших от переохлаждения.
Основные результаты исследований и выводы, сделанные на их основе, используются в учебном процессе на кафедре нормальной физиологии ГрГМУ, кафедре физиологии человека и животных биологического факуль тета БГУ, кафедре зоологии и физиологии человека и животных Гродненско го университета им. Я. Купалы.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Гипотермия (снижении температуры тела у крыс до 22,5–23,7 °С) сопрово ждается нарушением кислородтранспортной функции крови, развитием ги поксии и метаболического ацидоза, значительным повышением сродства гемоглобина к кислороду;
активацией процессов пероксидации, выражаю щейся в повышении уровня диеновых конъюгат и оснований Шиффа, уменьшением резервов антиоксидантной системы (снижение содержания -токоферола, ретинола и активности каталазы).
2. Изменение активности L-аргинин-NO системы влияет на кислородтранс портную функцию крови и прооксидантно-антиоксидантное состояние при гипотермии. Однократное внутривенное введение животным L-аргинина перед охлаждением организма сопровождается меньшим снижением рек тальной температуры, уменьшением кислородной недостаточности и меньшим сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина влево, выражен ным ингибирующим эффектом в отношении свободнорадикального окис ления липидов, наименьшим снижением резервов антиоксидантной систе мы. Введение ингибитора NO-синтазы или нитропруссида натрия не вызы вает улучшения кислородтранспортной функции крови и прооксидантно антиоксидантного состояния при гипотермии.
3. Усиление антиоксидантной системы путем длительного предварительного введения карнитина хлорида крысам при их охлаждении способствует под держанию прооксидантно-антиоксидантного баланса организма, а именно:
оказывает выраженный ингибирующий эффект в отношении перекисного окисления липидов, способствует меньшему снижению уровня токоферола, ретинола, активности каталазы. Совместное введение с L аргинином не потенцирует данные эффекты карнитина.
4. При гипотермии предварительное смещение кривой диссоциации оксиге моглобина вправо сопровождается меньшим дисбалансом прооксидантно антиоксидантного состояния, а при сдвиге влево наблюдается активация перекисного окисления липидов и уменьшение резервов антиоксидантной системы. Уменьшение сродства гемоглобина к кислороду является более благоприятным при гипотермии, за счет оптимизации потока кислорода в ткани, уменьшения гипоксии и процессов пероксидации.
Личный вклад соискателя. Работа выполнена на кафедре нормальной физиологии и исследовательской группе по изучению кислородтранспортной функции крови ЦНИЛ ГрГМУ. Автор принимал непосредственное участие в выполнении работы по всем разделам диссертации, включая разработку мо дели гипотермии, организацию и проведение экспериментальных исследова ний, а также систематизацию и статистическую обработку полученных дан ных, обобщение и анализ результатов работы.
Апробация результатов диссертации. Основные положения диссерта ционной работы были доложены и обсуждены на: IX и X съездах Белорусско го общества физиологов (Минск, 1996, 2001);
VIII международном симпо зиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 1998);
Ме ждународной конференции, посвященной 40-летию ГГМИ (Гродно, 1998);
Международной научно-практической конференции "Роль монооксида азота в процессах жизнедеятельности" (Минск, 1998);
III, IV, V Белорусском сим позиуме гепатологов (Гродно, 1998, 2000, 2002);
Международной научно практической конференции "Роль нейромедиаторов и регуляторных пептидов в процессах жизнедеятельности" (Минск, 1999);
Международной конферен ции "Микроциркуляция и гемореология" (Ярославль, 1999);
конференции «Биологическая активность и транспорт лекарственных веществ» (Гродно, 1999);
II Российском конгрессе по патофизиологии (Москва, 2000);
Междуна родной научно-практической конференции молодых учёных «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины – 2000» (Минск, 2000);
Научной конференции «Аминокислоты и их производные в биологии и меди цине» (Гродно, 2001);
II-ой международной научно-практической конферен ции «Дисфункция эндотелия» (Витебск, 2002);
Юбилейной конференции, по священной 50-летию со дня основания Института Физиологии НАНБ (Минск, 2003).
Опубликованность результатов. По теме диссертации опубликовано 24 научные работы: из них 5 статей в журналах (2 – в дальнем зарубежье) и статей в сборниках, 12 тезисов докладов на международных и республикан ских съездах, конференциях, симпозиумах. В 12 работах соискатель является первым автором, 4 работы выполнены единолично. Общее количество опуб ликованных материалов составляет 72 страницы.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 153 стра ницах машинописного текста. Состоит из введения, общей характеристики работы, основной части, включающей шесть глав (обзор литературы, матери ал и методы исследования, трех глав собственных исследований, анализ и об суждение полученных данных), заключения, списка использованных источ ников, приложения. Работа иллюстрирована 23 рисунками и содержит 26 таб лиц. Список литературы включает 343 источника (148 на русском и 195 на иностранном языках).
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования Опыты выполнены на 162 взрослых (массой 220-250 г) крысах-самцах.
До постановки эксперимента все животные адаптировались к условиям вива рия в течение 4 недель и содержались в стандартных условиях при соблюде нии светового и температурного режима [Лоскутова З.Ф., 1980]. С учетом су точных колебаний многих физиологических параметров все эксперименты проводились в 8-12 часов утра. Глубокая гипотермия моделировалась в тече ние 90 минут путем контактного охлаждения крыс, предварительно наркоти зированных нембуталом, 50 мг/кг, внутрибрюшинно (в/б). Животных охлаж дали в специальном устройстве, которое представляет собой металлический бокс с пятью ячейками, по размерам соответствующими телу крысы, и соеди ненным с ним прибором Сoolnics circulator (CTE-22A, «Hitachi»). Циркуляция воды осуществлялась в замкнутом контуре, без контакта с телом животного, заданная температура воды (T=17°C) поддерживалась автоматически (рац.
предложение Дорохиной Л.В., Дремзы И.К. № 1326 от 04.06.1996 г.).
Для модификации активности L-аргинин-NO системы крысам вводи лись: метиловый эфир NG-нитро-L-аргинина (L-NAME) фирмы "Sigma", L аргинин фирмы "Sigma", нитропруссид натрия (НПН) фирмы "Merck". Было сформировано 6 экспериментальных групп: 1-я - контрольная, внутривенно (в/в) вводился 1мл 0,9%-ного раствора NaCl (n=10). Животных остальных групп подвергали холодовому воздействию, предварительно им в/в вводили в объеме 1 мл следующие препараты: 2-я группа - 0,9%-ный NaCl (n=11), 3-я L-NAME (30 мг/кг, n=12), 4-я - НПН (40 мкг/кг/мин, в течение 10 минут, n=8), 5-ая - последовательно вводили L-аргинин в дозе 300 мг/кг и L-NAME мг/кг (n=10), 6-ая - L-аргинин (300 мг/кг, n=7).
Для изучения эффекта длительного предварительного введения L аргинина и усиления антиоксидантной защиты было сформировано 7 экспе риментальных групп: 1-я – нормотермический контроль, в/б вводился 1 мл 0,9%-ного NaCl в течение 10 дней (n=6);
2-я группа – крысы, получавшие в/б 1 мл 0,9%-ного NaCl 10 дней и подвергнутые охлаждению (гипотермический контроль, n=8);
3-я – крысы, получавшие 4 недели в/б карнитина хлорид мг/кг (n=9);
4-я - крысы, получавшие в/б карнитина хлорид в той же дозе и подвергнутые охлаждению (n=9);
5-я – крысы, получавшие 10 дней в/б L аргинин в дозе 500 мг/кг (n=9);
6-я - крысы, получавшие в/б L-аргинин мг/кг и подвергнутые гипотермии (n=8);
7-я – крысы, которым совместно в/б вводились карнитин (200 мг/кг, 4 недели) и L-аргинин (500 мг/кг, 10 дней) и также подвергавшиеся охлаждению (n=9).
Для повышения сродства крови к кислороду (СГК) использовался циа нат натрия, 0,5 % водный раствор которого добавляли в пищевой рацион жи вотных ad libitum в течение 8-ми недель [Woodson R.D. et al., 1973;
Baer R.W., 1992], а для уменьшения СГК - в/б вводился йодобензоат натрия в дозе 900, мг/кг в течение 3-х недель [Teisseire B.P. et al., 1979]. Было сформировано экспериментальных групп: 1-ая – контрольная, в/б вводился 1мл 0,9%-ного раствора NaCl (n=7);
2-ая – гипотермический контроль (n=8);
3-я - крысы, по лучавшие цианат натрия (n=7), 4-ая - получавшие цианат натрия и подвергну тые охлаждению (n=11), 5-ая - получавшие йодобензоат натрия (n=5), 6-ая крысы, получавшие йодобензоат натрия и подвергнутые холодовому воздей ствию (n=8).
Выполнялись измерения газовых параметров крови и кислотно основного состояния на микрогазоанализаторе ABL-330 "Radiometer". СГК, оцениваемое по показателю р50 (рО2 крови, соответствующее 50% насыще нию ее кислородом) методом "смешивания" в модификации [Борисюк M.B. и др., 1991]. Р50станд измеряли при стандартных условиях (рН = 7,4;
рСО2 = мм рт. ст. и Т = 37 °С), а р50реал - рассчитывали для реальных значений этих факторов. Измеряли продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ) - дие новые коньюгаты (ДК), основания Шиффа (ОШ) и факторы антиоксидантной системы (АС) - -токоферол, ретинол, каталаза в крови (плазме и эритроци тах) и тканях (печени, почках, легких, миокарде). Содержание ДК оценивали по интенсивности УФ-поглощения при длине волны 233 нм коньюгирован ных диеновых структур гидроперекисей липидов на спектрофотометре СФ- [Костюк В.А. и др., 1984]. Уровень ОШ определяли по интенсивности флуо ресценции хлороформного экстракта при длинах волн возбуждения и эмиссии 344 нм и 440 нм соответственно на спектрофлуориметре F-4010 фирмы "Hi tachi" [Fletcher B.L. et al., 1973]. Содержание -токоферола измеряли по ин тенсивности флуоресценции гексанового экстракта при длинах волн возбуж дения и флуоресценции 294 и 325 нм соответственно [Черняускене Р.Ч. и др., 1984] на спектрофлуориметре F-4010 "Hitachi". Уровень ретинола определяли по интенсивности флуоресценции гексанового экстракта при длинах волн возбуждения и эмиссии 335 и 460 нм соответственно [Черняускене Р.Ч. и др., 1984], на спектрофлуориметре F-4010 "Hitachi". Каталазную активность в биологическом материале оценивали по методу Королюка М.А. и др. [1988], в модификации Корнейчика В.Н. и др. [1992] на спектрофотометре СФ-46. Все полученные данные обработаны общепринятым методом вариационной ста тистики с использованием t-критерия Стьюдента. Достоверными считали раз личия при значениях р0,05.
Кислородтранспортная функция крови и прооксидантно антиоксидантное состояние у крыс при гипотермии в условиях модификации L-аргинин-NO системы Результаты проведенных исследований показывают, что гипотермия (снижение температуры на 13,4–16,3°С) сопровождается существенными на рушениями кислородтранспортной функции крови (КТФ) крови. Характер изменений рО2 и показателей кислотно-основного состояния при холодовом воздействии отражают развитие метаболического ацидоза и возникновение гипоксии. В контроле гипотермии происходит значительное снижение pH (7,148±0,012 против 7,312±0,013 в нормотермическом контроле, р0,001), рО2реал составил 8,1±0,3 мм рт. ст. (р0,001), значение р50реал уменьшается с 30,0±0,69 до 17,5±0,6 мм рт. ст. (р0,001). Результаты экспериментов свиде тельствуют о защитном эффекте L-аргинина при однократном внутривенном введении непосредственно перед охлаждением, связанном с изменениями КТФ крови и ослаблением возникающей гипоксии. В группе «L-аргинин +гипотермия» pHреал составил 7,381±0,020;
рО2реал повысился на 18,52% и со ставлил 9,6±0,19 мм рт. ст. (р0,01);
наблюдалось меньшее снижение р50реал (21,0±0,35 мм рт. ст., р0,001) относительно группы гипотермии, что сопро вождалось менее выраженным сдвигом кривой диссоциации оксигемоглобина (КДО) влево. Положения реальных КДО при модификации L-аргинин-NO системы представлены на рис. 1.
В условиях модификации L-аргинин-NO системы степень снижения ректальной температуры крыс при их охлаждении была наиболее выражена при ингибировании NO-синтазы (21,7±0,29°C) и менее - при инфузии L аргинина (24,5±0,34°C, р0,01). У крыс контрольной группы температура снизилась до 22,5±0,39 С. Развитие гипотермии сопровождается существен ным повышением содержания ДК в эритроцитах и плазме крыс группы «ги потермия», количество ДК достоверно повышалось по сравнению с нормо термическим контролем на 67,6% (р0,001) и 57,4% (р0,001) соответствен но. Схожая динамика в этой группе наблюдается при определении уровня ОШ крови. Увеличение ОШ в эритроцитарной массе на 22,7% (р0,001), а в плазме крови на 47,4% (р0,001) по сравнению с нормотермией.
sO2,% 0 20 40 60 80 100 pO2, мм рт. с т.
Рис. 1. Кривые диссоциации оксигемоглобина у крыс при реальных зна чениях рН, pСО2 и температуры в контроле (), 0,9% NaCl + гипотермия (g) и L–аргинин + гипотермия (t).
В группе «L-аргинин + гипотермия» происходило снижение уровня ДК:
в эритроцитах – на 29,8% (р0,001) относительно гипотермического контро ля, в плазме это снижение менее выраженное – на 4,7% и не достигает уровня значимости. При инфузии L-аргинина количество ОШ в эритроцитах также ниже гипотермического контроля на 6,9%, в плазме – на 23,1% (p0,01). В то время как предварительное введение ингибитора NO-синтазы L-NAME при охлаждении сопровождается повышением уровня ДК и ОШ в эритроцитах – на 29,0% и 29,2% соответственно (р0,001). В группах «НПН + гипотермия» и «L-аргинин + L-NAME + гипотермия» количество ОШ оставалось на уровне гипотермического контроля. Таким образом, применение L-аргинина при ги потермии снижает процессы ПОЛ крови.
Охлаждение гомойотермного организма сопровождается повышением ДК во всех исследуемых тканях группы «гипотермия»: в печени - на 48,3% (р0,001), в почках - на 36,5% (р0,001), в ткани легких – на 47,3% (р0,001), в миокарде - на 75,8% (р0,001) относительно нормотермического контроля.
В группе «L-аргинин+гипотермия» изменения ДК в тканях были наименее выраженные. В гомогенате печени этой группы наблюдалось достоверное его снижение на 19,6% (р0,001), в легочной ткани на 22,8% (р0,01), в миокарде на 26% (р0,05) относительно группы «гипотермия». На основании вышеиз ложенного можно заключить, что применение L-аргинина при гипотермии ограничивает повышение ДК в тканях. Содержание ОШ в гомогенатах иссле дуемых тканей при глубокой гипотермии достоверно возрастает: в печени на 43,7% (р0,001);
в почках - на 31,2% (р0,001);
в ткани легких – на 24,8% (р0,001);
в миокарде - на 37,3% (р0,001) относительно контрольной груп пы. Количество ОШ группы «L-аргинин+гипотермия» в ткани печени были ниже группы «гипотермия» на 19,3% (р0,001), в гомогенате почек - на 16,5% (р0,001), в ткани легких – на 11,8% (р0,01), а в миокарде - на 13,9% (р0,001). Анализ приведенных данных позволяет заключить, что однократ ное внутривенное введение L-аргинина непосредственно перед холодовым воздействием оказывает выраженный ингибирующий эффект в отношении свободнорадикального окисления липидов крови и исследуемых тканей.
Количество -токоферола в эритроцитах и плазме группы «гипотер мия» уменьшалось соответственно на 6,8% (р0,05) и 11,2% (р0,001), рети нола – на 20,1% (р0,01) и 18,2% (р0,001) относительно контрольных жи вотных. В этих условиях активность каталазы эритроцитов снижалась еще более значительно - на 33,7% (р0,001). Менее выраженное снижение АС крови наблюдается у животных, получавших L-аргинин. В этой группе со держание -токоферола в плазме было выше гипотермического контроля на 11,0% (р0,01), ретинола в эритроцитах и плазме соответственно выше на 10,5% (р0,05) и 18,5% (р0,05), а активность каталазы эритроцитов - на 32,3% (р0,001). Содержание -токоферола в печени, почках, легких, мио карде у крыс группы «гипотермия» уменьшалось соответственно на 9,9% (р0,001), 33,9% (р0,001), 10,2% (р0,01), 27,1% (р0,001) относительно контрольных крыс. При введении L-аргинина наблюдается наименее выра женное снижение количества -токоферола.
В группе «гипотермия» содержание ретинола в печени, почках, легких, миокарде уменьшалось соответственно на 42,1% (р0,001), 26,6% (р0,01), 22,3% (р0,001), 28,2% (р0,001). В гомогенате печени у группы «L-аргинин +гипотермия» происходило достоверное повышение его уровня относительно гипотермического контроля до 40,19±1,03 мкМ/г ткани (р0,001), а в группе получавшей блокатор NO-синтазы (L-NAME) снижение до 20,99±0,97 мкМ/г ткани (р0,001). В почках только у крыс, получавших L-аргинин, происходи ло повышение количества ретинола на 23,3% (р0,05). В остальных экспери ментальных группах показатель оставался на уровне контроля гипотермии. В легочной ткани инфузия L-аргинина тоже сопровождается достоверным по вышением его количества относительно группы «гипотермия» на 11,7% (р0,05). В сердечной мышце введение препаратов изменяющих активность L-аргинин-NO системы не сказывается на содержании ретинола. Снижение активности каталазы у группы «гипотермия» носило более выраженный ха рактер по сравнению с другими системами антиоксидантной защиты: в пече ни - на 41,5% (р0,001), в почках - 26,9% (р0,001), в легких - 31,9% (р0,001), миокарде - 40,3% (р0,001) относительно контроля. Следует отме тить, что введение L-аргинина сопровождалось менее выраженным снижени ем показателя в сравнении с другими группами, получавшими препараты влияющие на L-аргинин-NO систему. Таким образом, результаты проведен ных нами исследований показывают, что инфузия L-аргинина при гипотер мии препятствует истощению АС крови и тканей, в то время как введение ин гибитора NO-синтазы L-NAME или донора NO (НПН) не вызывает усиления антиоксидантной защиты. Наблюдаемое в наших экспериментах антиокси дантное действие L-аргинина, может быть обусловлено как меньшим сниже нием рН и уменьшением ацидоза, так и образуемым в физиологических коли чествах NO и последующим его взаимодействием с O2- и H2O2 в условиях, при которых его главным эффектом является устранение этих радикалов [Ga boury J. et al., 1993;
Hogg N., Kalyanaraman B., 1999]. В то время как введение НПН вызывает образование избыточного количества NO, который при нали чии больших количеств супероксиданиона образует мощный окислитель – пероксинитрит [Pryor W.A., Squadrto G.L., 1995;
Lee C.I. et al., 2000], что при водит к усилению процессов пероксидации.
Влияние длительного предварительного введения L-аргинина и карнитина хлорида на интенсивность свободнорадикального окисления липидов крови и тканей у крыс при гипотермии Учитывая происходящие при гипотермии нарушения прооксидантно антиокидантного баланса и кислородзависимую природу ПОЛ, представлялся значимым дальнейший поиск путей нормализации происходящих нарушений и средств повышения холодовой устойчивости, так как количество исполь зуемых в медицинской практике лекарственных препаратов, оказывающих антиоксидантное действие невелико. Защита от повреждения активными формами кислорода направлена в первую очередь на утилизацию жирнокис лотных и липидных гидропероксидов, как продуктов ПОЛ, стимулирующих свободнорадикальное окисление по принципу цепной реакции. Поэтому нами в условиях глубокой гипотермии на фоне длительного предварительного вве дения L-аргинина и карнитина хлорида изучены изменения температуры тела, показателей ПОЛ и АС крови и тканей крыс. В контроле гипотермии рек тальная температура снижалась с 37,9±0,05 С до 23,0±0,25 С. При длитель ном предварительном введении карнитина хлорида у животных при охлажде нии также наблюдалось значительное уменьшение температуры до 23,9±0, С (Т составило 14,1±0,16 С), однако это снижение было достоверно мень шим (р0,01) контроля гипотермии, где Т - 14,9±0,24 С. У крыс при дли тельном предварительном введении L-аргинина, на фоне гипотермии рек тальная температура была на уровне 23,1±0,16 С и не отличалась от контроля гипотермии. Доказано, что длительное предварительное введение карнитина хлорида оказывает выраженное ингибирующее действие на ПОЛ и приводит к наименьшему истощению антиоксидантной защиты при охлаждении орга низма. Содержание ДК в эритроцитах и плазме при применении карнитина было соответственно ниже на 19,7% (р0,001) и 12,5% (р0,05) контроля ги потермии. Количество ДК крови в группе «L-аргинин + гипотермия» досто верно не отличается от контроля гипотермии. Комбинация L-аргинина и кар нитина хлорида при гипотермии сопровождается изменениями идентичными изолированному введению карнитина. В группе «карнитин + гипотермия» изменения ДК в исследуемых тканях были наименее выраженные, так в пече ни – только на 15,4% (р0,05), в почках - на 22,7% (р0,01), в ткани легких – на 25,8% (р0,05), в миокарде - на 19,5% (р0,05) ниже нормотермического контроля. Схожая, но менее выраженная динамика наблюдается при опреде лении ОШ крови и тканей. Следует отметить, что длительное предваритель ное введение карнитина хлорида сопровождалось менее выраженным сниже нием показателей АС крови, в частности, количество -токоферола в эритро цитах было достоверно выше контроля гипотермии на 12,3% (р0,001). Сни жение каталазной активности эритроцитов происходило только на 9,0% (р0,01);
в плазме количество -токоферола ниже нормотермического кон троля на 11,8% (р0,001). В исследуемых тканях предварительное введение карнитина сопровождалось при охлаждении менее выраженным снижением количества -токоферола. Так в этой группе, в гомогенате почек его уровень достоверно выше контроля гипотермии на 21,3% (р0,001);
в ткани легкого на 7,3% (р0,05);
в миокарде – на 18,5% (р0,01). В группе крыс «карнитин + гипотермия» каталазная активность была выше гипотермического контроля: в печени на 31,1% (р0,001);
в почках - на 8,9% (р0,001);
в гомогенате легких – на 14,5% (р0,001);
миокарде – на 46,9% (р0,01). Ослабленная АС не спо собна осуществлять полноценную защиту от свободнорадикальной атаки при гипотермии, поэтому становится очевидной целесообразность усиления анти оксидантного потенциала, который может быть опосредован введением кар нитина. Отсутствие защитного эффекта при хроническом введении L аргинина (10 дней), возможно, объясняется быстрым снижением концентра ции экзогенного L-аргинина вследствие его ускоренной утилизации.
Прооксидантно-антиоксидантное равновесие организма крыс при моди фикации сродства гемоглобина к кислороду в условиях гипотермии В наших исследованиях мы оценили влияние целенаправленного изме нения СГК на прооксидантно-антиоксидантный баланс при гипотермии. Ис следование КТФ смешанной венозной крови показывает, что введение экспе риментальным крысам цианата натрия приводит к уменьшению показателя р50 и сдвигу КДО влево (р50станд 21,6±0,44 мм рт. ст., р0,001). У крыс, полу чавших йодобензоат натрия происходит сдвиг КДО вправо и повышение р50станд до 36,6±0,59 мм рт. ст. (р0,05). р50 между этими группами состав ляет 15,0±0,15 мм рт. ст. С учетом изменения рН, рСО2 и температуры опре деляли р50реал. Так в контроле гипотермии р50реал равнялся 20,6±0,47 мм рт.
ст., в то время как у крыс, получавших цианат натрия при гипотермии р50реал составил 12,7±0,57 мм рт. ст. (р0,001), а у крыс, получавших йодобензоат натрия - 23,7±0,59 мм рт. ст. (р0,01). Положения реальных КДО при моди фикации СГК с помощью цианата натрия и йодобензоата натрия приведены на рис. 2.
sO2,% 0 20 40 60 80 100 pO2, мм рт. ст.
Рис. 2. Кривые диссоциации оксигемоглобина у крыс при реальных значениях рН, pСО2 и температуры в контроле (), 0,9% NaCl + гипотермия ( ), цианат натрия + гипотермия (t), иодобензоат натрия + гипотермия (g).
Действие низкой температуры приводило у крыс к развитию метаболи ческого ацидоза на фоне умеренно выраженной гиперкапнии и к значитель ному уменьшению значений реального и стандартного избытка оснований.
Значение рНреал у крыс, получавших цианат натрия и подвергнутых гипотер мии - 7,331±0,005, в сравнении с животными, получавшими йодобензоат на трия и подвергнутых охлаждению - 7,377±0,008 (р0,001). Развитие гипотер мии у крыс с повышенным СГК, сопровождалось более выраженным метабо лическим ацидозом, а с пониженным СГК – наименьшими нарушениями ки слотно-основного состояния. В ходе исследований выявлено, что максималь ное снижение ректальной температуры через 90 минут от момента холодово го воздействия отмечалось в группе крыс с повышенным СГК 23,0±0,13 °C (в сравнении с контролем гипотермии 23,7±0,24, р0,05), а наименьшее сниже ние - с пониженным СГК (до 25,5±0,25 °C;
р0,001).
Динамика изменений показателей ПОЛ в крови и тканях (печени, почек, легких, миокарда) экспериментальных групп крыс свидетельствует, что пред варительное в/б введение йодобензоата натрия ограничивает процессы перок сидации, активация которых наблюдается при острой глубокой гипотермии. В наших экспериментах содержание первичных (ДК) и конечных (ОШ) продук тов ПОЛ в эритроцитах и тканях группы «йодобензоат натрия+гипотермия» была достоверно ниже контроля гипотермии. Охлаждение животных на фоне введения цианата натрия характеризуется более существенным повышением активности ПОЛ. Следует отметить, что введение цианата натрия или йодо бензоата натрия без гипотермии не приводит к изменению содержания про дуктов ПОЛ. Наибольшее истощение АС отмечается у животных с повышен ным СГК, а его меньшее снижение у крыс с пониженным СГК. Так количест во -токоферола в эритроцитах, печени, почках, легких, миокарде у живот ных, получавших цианат натрия, уменьшалось соответственно на 24,8% (p0,001), 20,96% (p0,001), 23,12% (p0,001), 14,1% (p0,001), 34,9% (p0,001) относительно контрольных животных. Этот же показатель в эрит роцитах и тканях у крыс, получавших йодобензоат натрия, уменьшался соот ветственно на 8,7% (p0,05), 9,8% (p0,05), 9,5% (p0,01), 10,6% (p0,01), 28,5% (p0,001) относительно контроля. Схожая динамика наблюдалась при определении изменений количества ретинола и активности каталазы. В целом в наших экспериментах, в условиях действия холода на организм, при смеще нии КДО влево наблюдается сдвиг прооксидантно-антиоксидантного равно весия в сторону активации ПОЛ и ослабления АС, а при сдвиге вправо – про тивоположная динамика данных показателей. Проведенные исследования указывают на важную роль СГК в обеспечении устойчивости теплокровных животных к действию низкой температуры внешней среды.
Полученные результаты позволяют уточнить представления о значимо сти нарушений КТФ крови и свободнорадикальных процессов в крови и тка нях при развитии гипотермии. Коррекция этих нарушений, возникающих при гипотермии, может быть достигнута воздействием на L-аргинин-NO систему с помощью однократного введения L-аргинина, модификацией СГК (предва рительным сдвигом КДО вправо иодобензоатом натрия), а также длительным предварительным введением карнитина хлорида.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. При снижении температуры тела у крыс до 22,5–23,7 °С наблюдаются на рушения кислородсвязующих свойств крови, характеризующиеся развити ем метаболического ацидоза, гипоксии, выраженным увеличением сродст ва гемоглобина к кислороду (величина р50реал уменьшалась на 49,4%, р0,001), а также повышением уровня диеновых конъюгатов и оснований Шиффа, снижением содержания -токоферола, ретинола и активности ка талазы в крови и гомогенатах исследуемых тканей (печени, почек, легких, миокарда) [3, 13, 14, 17, 21, 24].
2. Однократное внутривенное введение животным L-аргинина непосредст венно перед гипотермией уменьшает сдвиг кривой диссоциации оксиге моглобина влево (значение р50реал выше контрольного на 20,0%, р0,001), нарушения кислотно-основного состояния, понижение температуры тела (на 2,0°С меньше гипотермического контроля, р0,01). Введение ингибито ра NO-синтазы (метиловый эфир NG-нитро-L-аргинина) или нитропруссида натрия не влияет на температуру тела и кислородтранспортную функцию крови животных при гипотермии [1, 3, 4, 8, 9, 12, 15, 21, 24].
3. Однократное предварительное введение L-аргинина крысам в условиях ги потермии уменьшает активность процессов свободнорадикального окисле ния липидов, препятствует снижению уровня -токоферола, ретинола и уменьшению активности каталазы крови и тканей (печени, почек, легких, миокарда). Введение ингибитора NO-синтазы или нитропруссида натрия не приводит к улучшению нарушенного прооксидантно-антиоксидантного ба ланса организма при гипотермии [2, 4, 5, 6, 8, 16, 18, 21, 24].
4. Длительное внутрибрюшинное введение карнитина хлорида (28 дней) ог раничивает процессы перекисного окисления липидов и препятствует сни жению факторов антиоксидантной системы при гипотермии. Хроническое введение L-аргинина (10 дней) не влияет на прооксидантно антиоксидантный баланс в условиях охлаждения организма [7, 11, 22, 23].
5. Уменьшение сродства гемоглобина к кислороду путем введения йодобен зоата натрия предупреждает при гипотермии увеличение содержания про дуктов перекисного окисления липидов в крови и тканях крыс, характери зуется достоверно меньшим понижением ректальной температуры. Пред варительное смещение кривой диссоциации оксигемоглобина влево, в ре зультате введения цианата натрия, вызывает сдвиг прооксидантно антиоксидантного баланса в сторону активации процессов пероксидации и ослабления антиоксидантной защиты при гипотермии крыс [10, 17, 19, 20, 21].
6. Развитие гипотермии у гомойотермного организма сопровождается нару шениями кислородтранспортной функции крови и активацией процессов свободнорадикального окисления липидов в крови и тканях. Предлагаемые методы направленного воздействия на сродство гемоглобина к кислороду, L-аргинин-NO систему и прооксидантно-антиоксидантный баланс (при ис пользовании соответственно йодобензоата натрия, L-аргинина, карнитина хлорида) определяют новые подходы для коррекции выявленных наруше ний и повышения резистентности организма к гипотермии [6, 8, 9, 10, 18, 21].
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи 1. Дорохина Л.В., Дремза И.К., Зинчук В.В. Кислородтранспортная функ ция крови при гипотермии в условиях коррекции L-аргинин-NO пути // Мат. междунар. науч. конфер. «Роль монооксида азота в процессах жизнедеятельности». - Минск, 1998. - С. 109-111.
2. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Прооксидантно-антиоксидантное равнове сие при глубоком охлаждении в условиях коррекции L-аргинин-NO системы // Роль нейромедиаторов и регуляторных пептидов в процессах жизнедеятельности: сб. ст. / Под общ. ред. В.Н. Гурина и др. - Минск:
Полибиг, 1999. - С. 145-146.
3. Зинчук В.В., Дорохина Л.В., Дремза И.К. Кислородтранспортная функ ция крови при различных температурных воздействиях в условиях кор рекции L-аргинин-NO пути // Мат. междунар. конфер. «Микроциркуля ция и гемореология». - Ярославль, 1999. - С. 102-104.
4. Зинчук В.В., Дорохина Л.В. Возможные механизмы действия L аргинин-NO системы // Сб. науч. трудов «Биологическая активность и транспорт лекарственных веществ». - Гродно, 1999. - С.80-85.
5. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Прооксидантно-антиоксидантное равнове сие у крыс при гипотермии в условиях коррекции L-аргинин-NO систе мы // Bесцi НАН РБ / сер. Бiял.нав. - 2000. - № 4. - С. 87-90.
6. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Участие кислородтранспортной функции крови в формировании прооксидантно-антиоксидантного состояния ор ганизма в условиях гипотермии // Сб. науч. трудов «Биохимические ас пекты жизнедеятельности биологических систем». – Гродно, 2000. – С.
99-102.
7. Дорохина Л.В. Влияние L-аргинина и карнитина на интенсивность сво боднорадикального окисления липидов крови при гипотермии // В сб.:
«Дисфункция эндотелия»: Мат. II-ой междунар. научно-практ. конфер.
– Витебск: ВГМУ, 2002. - С. 90-93.
8. Dorokhina L.V., Zinchuk V.V. Оxygen transport function of blood and free radical processes during hypothermia // Medico-Biological problems of ther mophysiology. / Ed. by V.N. Gourine. - Minsk, 2002. - P. 36-39.
9. Zinchuk V.V., Dorokhina L.V. Blood oxygen transport in rats under hypo thermia combined with a modification of L-arginine-NO pathway // Nitric oxide: Вiol. and Chemistry. - 2002. - Vol. 6, № 1. - P. 29-34.
10. Zinchuk V.V., Dorokhina L.V., Maltsev A.N. Prooxidant-antioxidant bal ance in rats under hypothermia combined with modified hemoglobin-oxygen affinity // J. Thermal Biol. - 2002. - Vol. 27. - P. 345-352.
11. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Значение L-аргинин-NO системы в меха низмах развития гипотермии // Жур. Гродненского мед. универ. – 2004.
- № 1. – С. 6-9.
12. Зинчук В.В., Дорохина Л.В. Роль механизмов транспорта кислорода в генезе нарушений, возникающих при действии низкой температуры // Журн. Гродненского мед. универ. – 2004. - № 2 - С. 8-11.
Тезисы 13. Дорохина Л.В., Дремза И.К. Моделирование управляемой гипотермии у лабораторных наркотизированных животных // Тез. докл. IX съезда Бе лорусского общества физиологов. – Минск, 1996. – С. 25.
14. Жмакин И.К., Зинчук В.В., Балбатун О.А., Дремза И.К., Дорохина Л.В.
Некоторые аспекты кислородтранспортной функции крови при различ ных кислородных режимах // Мат. VIII международного симпозиума «Эколого-физиологические проблемы адаптации». – М., 1998. – С. 136 137.
15. Дорохина Л.В., Дремза И.К., Ходосовский М.Н. Особенности гемиче ского компонента системы транспорта кислорода у крыс при гипотер мии в условиях коррекции L-аргинин-NO пути // Мат. междунар. науч.
конфер., посв. 40-летию ГГМИ. - Гродно, 1998. - Ч. 1. - С. 66-67.
16. Дорохина Л.В., Корнейчик В.Н., Зинчук В.В. Эффект оксида азота на показатели прооксидантно-антиоксидантного равновесия в печени крыс при гипотермии // «Актуальные вопросы гепатологии»: мат. III Бело русского симпозиума гепатологов. - Гродно, 1998. - С.28.
17. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Прооксидантно-антиоксидантный баланс печени в условиях коррекциии сродства гемоглобина к кислороду при гипотермии // «Актуальные вопросы гепатологии»: мат. IV Белорусско го симпозиума гепатологов. - Гродно, 2000. - С. 162.
18. Зинчук В.В., Дорохина Л.В., Жмакин И.К., Дремза И.К., Ходосовский М.Н. Участие кислородтранспортной функции крови в прооксидантно антиоксидантном равновесии у крыс при гипотермии в условиях кор рекции L-аргинин-NO системы // Тез. докл. II Российского конгресса по патофизиол. “Патофизиология органов и систем. Типовые патологиче ские процессы”. – М., 2000. - С. 187-188.
19. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Прооксидантно-антиоксидантное состояние организма в условиях разнонаправленных сдвигов кривой диссоциации оксигемоглобина при гипотермии // «Актуальные вопросы медицины и новые технологии медицинского образования»: материалы междунар.
научно-практ. конфер., посв. 10-летию образования ГГМИ. – Мозырь, 2000. - T.1. - С. 175-177.
20. Дорохина Л.В. Эффекты хронических изменений сродства гемоглобина к кислороду у крыс при остром холодовом воздействии // Тез. докл.
междунар. научно-практической конфер. молодых учёных «Актуальные вопросы клинической и экспериментальной медицины - 2000» / Под ред. А.Г. Мрочека, Г.Я. Хулупа. БелМАПО. - Минск, 2000. - С. 359.
21. Дорохина Л.В. Возможные механизмы коррекции гипотермических со стояний // Тез. докл. X съезда Белорусского общества физиологов. Минск: Бизнесофсет, 2001. - С. 48.
22. Дорохина Л.В. Влияние экзогенного L-аргинина на свободнорадикаль ное окисление в тканях крыс при глубокой эксидентальной гипотермии // «Аминокислоты и их производные в биологии и медицине»: Мат. ІІ-й междунар. науч. конфер. / Под ред. Л.И. Нефедова - Гродно, 2001. С.35 - 36.
23. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Влияние карнитина на свободнорадикаль ное окисление липидов печени крыс при гипотермии // «Актуальные вопросы гепатологии»: Мат. 5-го международного симпозиума гепато логов Беларуси. - Гродно, 2002. - С. 155-156.
24. Дорохина Л.В., Зинчук В.В. Кислородзависимые механизмы коррекции гипотермических состояний // Тез. докл. юбилейной конфер., посв. 50 летию основания Института Физиологии НАНБ - Минск: Технопринт, 2003. - С. 52.
РЭЗЮМЭ Дарохiна Любоў Васільеўна Стан кіслародтранспартнай функцыі крыві і свабоднарады кальнага акіслення ліпідаў пры гіпатэрміі Ключавыя словы: гіпатэрмія, роднасць гемаглабіну да кіслароду, монааксід азота, перакіснае акісленне ліпідаў, антыаксідантная сістэма, рэк тальная тэмпература.
Аб'ект даследавання: пацукi-самцы (n=162), вянозная кроў (плазма, эрытрацыты), гомагенаты тканак (печані, нырак, легкіх, міякарда).
Мэта работы: адзначыць парушэнне кіслародтранспартнай функцыі крыві і прааксідантна-антыаксідантнага балансу пры гіпатэрміі, выявiць магчымасці iх карэкцыі шляхам ўздзеяння на L-аргінін-NО сістэму i роднасць гемаглабіна да кіслароду.
Метады даследавання: фiзiялагiчныя, біяхімічныя, фармакалагiчныя, спектрафатаметрычныя, флюарыметрычныя.
Выкарыстаная апаратура: ABL-330 "Radiometer", спектрафатометр СФ-46, спектрафлюарыметр F-4010 "Hitachi", цэнтрыфуга ОПН-3, аўтаматычны дазатар «Lineomat», электратэрмометр ТПЭМ-1, камп'ютэр.
Праведзена комплекснае даследаванне кіслародтранспартнай функцыі крыві і прааксідантна-антыаксідантнага баланса пры гіпатэрміі. Устаноўлена, што пры зніжэнні тэмпературы цела да 22,5–23,7 °С назіраецца развіццё метабалічнага ацыдоза, гіпаксіі, павышэнне роднасці гемаглабіну да кіслароду (велічыня р50реал зніжалася на 49,4%), актывацыя працэсаў свабоднарадыкальнага акіслення ліпідаў і зніжэнне антыаксідантнай аховы.
Шляхам мадыфікацыі L-аргінін-NO сістэмы магчыма карэкцыя ўзнікаючых парушэнняў. Інфузія L-аргініна пры гіпатэрміі ў меншай ступені выклікае зрух крывой дысацыяцыі оксігемаглабіну ўлева (значэнне р50реал вышэй гіпатэрмічнага кантроля на 20,0%), зніжае парушэнне кіслотна-асноўнага стану, суправаджаецца менш выражаным падзеннем рэктальнай тэмпературы, зніжаецца актыўнасць працэсаў свабоднарадыкальнага акіслення ліпідаў, супрацьстаіць знясіленню антыаксідантнай аховы. Узмацненне антыаксідантнага патэнцыялу падоўжаным папярэднім увядзеннем карніціна хларыда памяншае працэсы пераксідацыі пры гіпатэрміі. Мэтанакіраванае памяншэнне роднасці гемаглабіну да кіслороду шляхам увядзення ёдабензаата натрыя суправаджаецца пры гіпатэрміі змяншэннем зместу прадуктаў перакіснага акіслення ліпідаў у крыві і тканках пацукоў, характарызуецца менш выражаным зніжэннем рэктальнай тэмпературы.
Папярэдняе змяшчэнне крывой дысацыяцыі оксігемаглабіну ўлева, у выніку увядзення цыаната натрыя, выклікае зрух прааксідантна-антыаксідантнага баланса ў бок актывацыі працэсаў пераксідацыі і паслаблення антыаксідантнай аховы.
Галiна прымянення: навукова-даследчыя лабараторыi, тэарэтычны курс па фiзiялогii i патфiзiялогii ў ВНУ медыка-бiялагiчнага профiлю.
РЕЗЮМЕ Дорохина Любовь Васильевна Состояние кислородтранспортной функции крови и свободноради кального окисления липидов при гипотермии Ключевые слова: гипотермия, сродство гемоглобина к кислороду, мо нооксид азота, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система, рек тальная температура.
Объект исследования: крысы-самцы (п=162), венозная кровь (плазма, эритроциты), гомогенаты тканей (печени, почек, легких, миокарда).
Цель работы: оценить нарушения кислородтранспортной функции крови и прооксидантно-антиоксидантного баланса при гипотермии, выяснить возможность их коррекции путем воздействия на L-аргинин-NО систему и сродство гемоглобина к кислороду.
Методы исследования: физиологические, биохимические, фармаколо гические, спектрофотометрические, флюориметрические.
Использованная аппаратура: ABL-330 "Radiometer", спектофотометр СФ-46, спектрофлуориметр F-4010 "Hitachi", центрифуга ОПН-3, автоматиче ский дозатор «Lineomat», электротермометр ТПЭМ-1, компьютер.
Проведено комплексное исследование кислородтранспортной функции крови и прооксидантно-антиоксидантного баланса при гипотермии. Установ лено, что при снижении температуры тела до 22,5–23,7 °С наблюдается раз витие метаболического ацидоза, гипоксии, увеличение сродства гемоглобина к кислороду (р50реал уменьшился на 49,4%), активация процессов свободнора дикального окисления липидов и снижение антиоксидантной защиты. Путем модификации L-аргинин-NO системы возможна коррекция возникающих на рушений. Инфузия L-аргинина при гипотермии в меньшей степени вызывает сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево (значение р50реал выше ги потермического контроля на 20,0%), уменьшает нарушение кислотно основного состояния, сопровождается менее выраженным падением ректаль ной температуры, снижает активность процессов свободнорадикального окисления липидов, препятствует истощению антиоксидантной защиты. Уси ление АС длительным предварительным введением карнитина хлорида уменьшает процессы пероксидации при гипотермии. Целенаправленное уменьшение сродства гемоглобина к кислороду путем введения йодобензоата натрия сопровождается при гипотермии уменьшением содержания продуктов перекисного окисления липидов в крови и тканях крыс, характеризуется ме нее выраженным снижением ректальной температуры. Предварительное смещение кривой диссоциации оксигемоглобина влево, в результате введения цианата натрия, вызывает сдвиг прооксидантно-антиоксидантного баланса в сторону активации процессов пероксидации и ослабления антиоксидантной защиты.
Область применения: научно-исследовательские лаборатории, теоре тический курс по физиологии и патофизиологии в ВУЗах медико биологического профиля.
SUMMARY Darokhina Liubov Vasil’evna The state of blood oxygen transport and lipid free radical oxidation dur ing the hypothermia Keywords: hypothermia, blood oxygen affinity, nitrogen monooxide, lipid peroxidation, antioxidant system, rectal temperature.
Object of research: male rats (n = 162), venous blood (plasma, red blood cells), tissue homogenates (liver, kidneys, lungs, myocard).
Aim of research: to elucidate the disorders in blood oxygen transport capac ity and prooxidant-antioxidant balance during the hypothermia and estimate the possibility to correct these disorders through the changes in L-arginine-NO system and hemoglobin-oxygen affinity.
Methods: physiological, biochemical, pharmacological, spectrophotometric and fluorometric tools of investigation.
Instruments used: ABL-330 "Radiometer", spectrophotometer SF-46, spec trofluorimeter F-4010 "Hitachi", centrifuge OPN-3, autodozator "Lineomat", elec tric thermometer TPEM-1, computer.
The complex investigation of blood oxygen transport and prooxidant antioxidant balance was carried out under hypothermic conditions. The lowering of body temperature to 22,5–23,7 °C was shown to be associated with metabolic aci dosis, hypoxia, higher hemoglobin-oxygen affinity (р50real decrease by 49,4%), more active lipid peroxidation and weaker antioxidant defense. These disorders might be corrected by modification of L-arginine-NO system. L-arginine infusion during the hypothermia induced the weaker oxyhemoglobin dissociation curve shift leftwards (the value of р50real was by 20.0% higher than in hypothermic controls), ameliorated the worsening of acid-bace balance, reduced the fall of rectal tempera ture, decreased the lipid free radical oxidation activity, prevented the antioxidant defense depletion. The rise of antioxidant capacity by a long-term preliminary ad ministration of carnithine chloride weakened the peroxidative processes during the hypothermia. A decrease of hemoglobin-oxygen affinity by sodium iodobenzoate induced the lower lipid peroxidation product content in blood and tissues and inhib ited the rectal temperature fall during the hypothermia. The preliminary oxyhemo globin dissociation cutve shift leftwards by sodium cyanate induced a shift of prooxidant-antioxidant balance towards more active lipid peroxidation and weaker antioxidant defense.
Field of application: laboratories for scientific investigations, theoretical courses of physiology and pathophysiology in the higher biomedical schools.