Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика углеводного обмена в печени крыс в процессе реадаптации после гипокинезии различной длительности

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Динамика углеводного обмена в печени крыс в процессе реадаптации после гипокинезии различной длительности"

РГ6 од

- - о ШСЖГ/Т ШОЛОШП 1.ЮВ1 ДМШЕВОСГОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РАН

На правах рукописи

ЖСИНА Элеонора ИзраильеЕна

УДК 612.396:612.766.2-092.9

ДИНАМИКА. УГЛЕВОДНОГО ОЕЛЕНА Б ПЕЧЕНИ ШС В ПРОЦЕССЕ ЕЕАДАПТАДИИ; ПОСЛЕ ШЮККНЕЗЙ РАИЗ'ШОН ДЛИШ1Ш0СЕ1

ОЗ.00.13 - физиология человека л жавотнах

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Владивосток 1993

Работа выполнена в Институте биологии моря ДВО РАН

Официальные оппонента:

- доктор медицинских наук, профессор Л.Д.Маркина кандидат биологических наук Ю.М.Гафуров

Ведущая организация: Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН

Защита диссертации состоится "_ 1993 года на заседании Специализированного совета К 033.66.02 пр1- Институте биологии моря ДВО РАН по адресу: 690041, Втади-восток-41, ул. ПальчвЕското, 17. Институт биологии моря.

С диссертацией мояно ознакомиться в Центральной библиотеке ДВО РАН..

Автореферат разослан // п ГрЯ/ 1993 г.

Учёный секретарь Специализированного совета кандидат биологических наук и '

С.М.йгездилова

ОЩЛЯ ХАРШЕН1СТ11КА РЛБОШ

Актуальность проблемы. К настоящему времени накоплен боль-сой фактический материал о неблагоприятном влиянии гипокине -зии (малой или ограниченной двигательной активности) на раз -личные функциональные спстош организма человека, например, ЦНС (Перегонщиков, 1973), сердечно-сосудистую (Панферова, 1977; Borts, 1982), гешто-панкреатическую и пищеварения (Смирнов, 1990), иммунную (Дыгин и др., 1978) и др. При дли -тельном постельном режиме, наряду с патологическими процессами, возможно газвитие ряда расстройств, обусловленных гипокинезией, которая в определенной степени монет усугубить течо -ние основного заболевания (Красников, Багр1й, 1978; Golds -mith, 1972). Б неменыпей степени, чем в клинической медпца -не, актуальна проблема так называемой "профессиональной"ито-кинвзии человека, которая является предметом изучения морс -кой, авиакосмической медицины и физиологии труда (Кацаров, 1988; Макаш, 1988; Атьков, Еедненко, 1989).

На основании многочисленных экспериментальных исследований разработана схема патогенеза гипокинетического синдрома.включая его физиологические, патофизиологические и биохимические механизмы (Коваленко, Гуровскпй, 1980; Федоров, 1982).

Изучению последействия гипокинезии посвящено много клинических и экспериментальных исследований,которые,как правило, отражают изменение отдельных физиологических и биохимических показателей в реадаптационном периоде. Большинство авторов сводят работу к фиксированию состояния исследуемого парамэт-ра через некоторый временный период после гипокинезии, выбран: сроки наблюдения весьма произвольно (Гигранян,1985;Каланда -

ров и др., 1986; Шибкова, Фомин, 1987).

В последнее вромя появилась серия работ, посвящэнная ме -табатическим аспектам реадаптации после гипокинезии (Потапов 1986; Ершиков, 1989; Гансбургский, 1989, 1990), в которых прослежено в динамике восстановление некоторых показателей углеводного и липвдного обменов в сердце, скелетной мышце к печени.

Установлено, что в реадаптацисндом периоде в условиях повышения энерготрат в организма вернувшихся к активной двигательной активности животных происходит активация глюконеоге-неза, и, как следствие, гликогенеза (Ершиков, 1987), усиле -ние активности окисления глюкозы в печени по пентозодосфатнс му пути (Потапов, 1989). Отмечено, что восстановление мета -болических нарушений протекает неравномерно и носит волнообразный характер (Потапов, Федоров, 1988). Сведения о соотношении различных путей утилизации углеводов в печени на раз -личных этапах реадаптационного периода требуют уточнения и дополнительного исследования. Работ, в которых изучали па -раллельно о состоянием углеводного обмана, ответственного за энергообеспечение организма, состояние адренокортикальной систем - индикатора стрессорной реакции, практически нет. Между тем, только комплексное исследование нарушений, возникших в организме в течение самой гипокинезии и после неё, позволит выявить основные закономерности реадаптационного процесса после длительного ограничения двигательной актив -ности человека и животных.

Цель и задачи работы. Основная цель данной работы сос -тояла в экспериментальном исследовании состояния углеводногс

обг.юна в печени в процессе реадаптации после гипокинезии различной длительности с синхронным определением функционального состояния организма.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Исследовать динамику углеводного обмена в печени крыс (гллкогенолиза, гликолиза, глюконеогенеза, пентозофосй-атного пути окисления глюкозы) в течение 90-а суток гипокинезии с установлением стадий вызванного обездвижением хронического стресса.

2. Исследовать те ке показатели в процессе реадаптации после 7-суточной гипокинезии (стадии тревоги стресса).

3. Изучить те не показатели в процессе реадаптации после 20-суточной гипокинезии (стадии резистентности стресса).

4. Изучить те ке показатели в процессе реадаптации поело 90-суточной гипокинезии (стадии истощения стресса).

5. Изучить возможность регуляции углеводного обмена в печени крис экстрактом элеутерококка в течение гипокинезии и восстановительного периода посла неё.

Научная новизна работа. Впервые исследована динамика углеводного обмена печени, включая анализ взаимосвязей меяду различны!.® путями утилизации глюкозо-6-фосфата, в различные сроки гипокинезии и реадаптационного периода.

Впервые показано, что в реадаптаидонном периоде после гипокинезии фазовые изменения углеводного обмена печени коррелируют с изменением адренокортикальной системы надпочечников. Произведено разделение реадаптационного процесса на стадии стресс-реакции, компенсации, суперкомпенсации и нормализа -цин. Установлены особенности развития стадий реадаптационно-

го периода в зависимости от того, на какой стадии хронического стресса была прервана гипокинезия.

Впервые установлена эффективность применения экстракта элеутерококка в условиях гипокинезии и порледующсго реадапта-ционного периода.

Научно-практическое значение таботы. Полученные экспери -ментальные данные расширяют и уточняют -сложившееся представление о физиологических механизмах и общих закономерностях развития реадаптащюнного процесса после гипокинезии различной длительности. Сведения о стадиях реадаптации могут быть использованы в клинической медицине и физиологии труда в качестве теоретической основы при анализе неблагоприятного действия гипокинезии на организм человека.

Сведения о регулирующем действии экстракта элеутерококка на углеводный обмен и активность коры надпочечников, позволяют рекомендовать его использование в комплексе лечебно-профилактических мероприятий, способствующих развитию восстанови -тельных процессов в реадаптационном периоде поело гипокинезии,

Результата исследований включены в учебный материал по физиологии для студентов П курса Дальневосточного государственного университета по теме "Обмен веществ и энергии" и "Гормональная регуляция физиологических функций". Данные о законо -мерностях реадаптационного процесса после длительной гипоки -незии использованы в работе Института медицинской климатоло -гии и восстановительного лечения СО .РАМН.

Апробация таботы. Основные результаты работы были пред -ставлены на У1 Всесоюзном совещании эмбриологов (Москва, 1981), Ш Всесоюзной конференции "Адаптация человека в различных климато-географических и производственных условиях" (Но -

осцбирск, 1981), I и П Мездународных симпозиумах по элеутеро-экку (Гамбург, 1980; Москва, 1984), Всесоюзном симпозиуме Зтресс, адаптация и ^ункщональншз нарушения" (Кишинев, 1984), Всесоюзном совещании по космической антроиоэкологии (Ленин-рад, 1985), на заседании Приморского отделения Всесоюзного изиологического общества, на Патофизиологическом семинаре аститута биологии коря ДВО РАН.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 ра -эт.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 131 границе и состоит из введения, главы, посвященной обзору ли-зратуры, главы с общей характеристикой материала и методов ^следования, трёх глав собственных наблюдений и обсуждения злученных результатов, заключения, выводов и библиографичес-эго указателя, включающего 247 работ, в том числе 62 работы а рубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 16 таблицами 27 рисунками.

МАТЕРИАЛ И ЕЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования выполнены на половозрелых самцах крыс линии югар из питомника Минздрава СССР "Столбовая" (1000 живот -к) с исходной кассой 140-150 г. Каждая экспериментальная зуппа содержала 8 крыс. Все животные получали стандартный щион (Западнюк, Западнюк, 1974), воду и пищу без ограниче-щ. Содержали кивотных в условиях вивария при постоянной змпературе в помещении 22-24°.

Состояние гипокинезии вызывали помещением животных в инди-щуальные клетки-пеналы, резко ограничивающих их двигатель -по активность. Клетки изготавливали из органического стекла

с круглыми отверсшш,ш в стенках для нормальной вентиляции поверхности тела. Конструкция клеток давала возможность регулировать их размер по мере роста или похудания животных при длительной гипокинезии (Коеэлснко и др., 1970).

С целью коррекции изменений исследуемых показателей в ор -ганизме подопытных животных использовали экстракт элеутерококка производства Хабаровского химЁармзавода. Бесспиртовый препарат вводили крысам дважды в сутки (9 и 18 ч) внугрибро -шинно в дозе I мл/кг га с си тела.

Проведено 4 серии экспериментов. В I серии исследований изучали динамику углеводного обмена и адренокортикальной ак -тивности надпочечников б течение 90-а суток воздействия гипо-кинезщ (I, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 70 и 90 суг).,На как -дый исследуемый срок изучали показатели трёх сраЕНИЕаемих групп животных: I - контроль, 2 - "гипокинезия" и 3 - гипокинезия на фона экстракта элеутерококка.

Во П, III и 1У сериях эксперимента изучали динамику тех ке показателей в процессе реадаптации организма животных после различных сроков предшествовавшей гипокинезии: П серия - после 7-суточного и Ш серш - после 20-суточного обездвиглвания на 1/2-, 1-, 3-, 5-, 7-, 10-, 20-, 30-, 45 и 65-е сутки восстановления; 17 серия - после 90-суточной гипокинезии на 2-, 5-, 10-, 15-, 30-, 45-, 60 и 90-е сутки реадаптационного периода.

В этих трёх сер!ях опытов животных после указанных сроков гипокинезии извлекали из гипокинетических пеналов и переводили в общие клетки и обычные условия виварного содержания. На кавдый указанный срок эксперимента наблюдали три группы крыс:

контроль, 2) "реадаптация" и 3) реадаптация на фоне экст -:та элеутерококка. Контролем служили яивотныэ из интактной пли крыс, равных подопытным по возрасту, рациону и уходу. Гдвотшх декапитировали под лёгким эфирным наркозом. Мателом для исследования служили печень, надпочечники и кровь с.

Работа с тканями проводилась при температуре 4-5°С. Гомо -ат печага! готовили на охлаждённом буферном растворе, содержи 0,051.5 триса, 0Д5Ы КС1 и 0.001М ЭДТА, рН7,8. Б супер-анте, полученном после центрифугирования гомогената в тече-30 мин при 18000 g (0°С), определяли активность цитоплаз-ических ферментов углеводного обмена в печени. Активность гексокиназы (Ж, Ш 2.7.I.I) определяли по пнюэле с соавг. (vinueia et al. , 1963), глнкозо-б-^осфат-идрогеназы (Г-6-ФДГ,К<5 1.1.1.49) - по Г.Глоку и П.Мак Лину осk, McLean, 1953), глшозо-б-фосфатази (Г-6-^аза,К$ 3.1. ) - по Дж.Хьюгону с соавт. (Hugon et al. , 1971), фосфо-ллируваткарбоксикиназы (ШЕПКК, I© 4.1.1.32) - по Х.Накагаве .Нагаи (Nakagawa, iiagai, 1971). Содержание гликогена в пе-!1 определяли ЭНТрОНОВЫМ МвТОДОМ (Seifter et al., 1950), естерша в надпочечнике - по реакции Либериана-Буркаряа гельгардт,Смирнова, I960), белка в супернатанте гомогената ЭНИ - ПО реаКЦИИ О реаКТИВОМ Ф0Л31На (Lowry et al., 1950). 1лазму получали из крови после осаздения форменных элемен-3,8^-ншл раствором цатрата натрия в соотношении 9:1 и грифутировали в течение 10 глин про 3000 об/мин. Кортико -рон плазш крови определяли флюораметрпческим методом (De с et ai., i960) на спектрофлюориметре марш upf-2a (Hi -

tachi, Япония). В качестве стандартного препарата исдользо -ван кортикостерон, предоставленный Институтом экспериментальной эндокринологии и гормонотерапии At,® СССР. '

Для определения ГК, Г-6-ФДГ и 5>ЕПЖ использовали реактивы ЛТФ, ИТФ, НАДФ и ЩУК фирлы Keanai (Венгрия), Г-6-Ф - фирмы Calbiochem ' (СМ) , Г-6-ФДГ - ф-ирщ Ferak (ФРГ) , трИС - фирМЬ Sigma (США).

Полученные данные обработаны методом вариационной статиста ки с использованием t - критерия Стьюдента (Пустальник, 1968) О функциональном состоянии организма нивотных судшш по массе тела, абсолютной массе печени и надпочечников, содержанию холестерина в надпочечниках, кортакостерона в плазме крови,гликогена в печени, активности Г-6-Фаз.ы, Г-6-ФДГ, РК и ФЕПКК печени, которое оценивали с использованием среднего балла (Губ-лер,1978) по 10-балльной шкале с учётом направленности измене ний (катаболические - минус, анаболические - плюс, отклонение от нормы на Ю/о - I балл). О состоянии углеводного обмет судили по активности Г-6-Фазы, Г-6-ФДГ, ПС и ФЕПКК печени и содержанию гликогена в печени крыс.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОСУЖДЕНИЕ

Изменение утлеводного обмена в печени крыс npi 90-суточной гипокинезии

Б результате проведенного исследования установлено, что углеводный обмен в течение 90-суточной гипокинезии претерпевал существенные изменения. Через сутки воздействия гипокинезии содержание гликогена в дечени снизилось на 15$, через-5 сут - на 30%, через 10 сут - на 39$ (м+ш в опыте - 216,4+ 5,7, 180,7+11,3, 152,8+6,6 мкмоль/г, в контроле - 254,6+14,7; 256,2+9,4, 249,1+12,2 мкмоль/г соответственно, во всех случа

ix - Р < 0,05). Ушшшвяш содержания гликогена в пенен:; говорит od активации Х'ликогоноллза в связи с большим запросом эрганизма на глюкозу, в пользу этого свидетельствует усиленно гаюконоогенеза, который источается в синтез глккозц с первих суток обездвшивалглл. Активность '1ЯШК, клочегого сгармснта глшопеогоноза, на I-, 5-, IO-о сутки гцлокннежш била достоверно вшо контроля (9,0_+0,24, 10,9+0,34, 9,020,21 соответственно, контроль: Г суг - 7,5+0,12, 5 сут - 7,7+0,С8, 10 сут -7,5^0,09 нмоль ФЕПД.тнДт белка, во всех случая;: - Рс 0,001). Больше онерготратц в первие дш: гипокинезии вызвана не столько собствонно обездЕклетванлем, сколько эмоциональный отроссок действием изоляции, попытками высвободиться из клеток (weit -Li arm et al. , 1966; КоЕЭЛеИКО, ГурОВСКИЙ, 1980).

В эти л:е сроки ограничения двигательной активности окисление глюкозы по пзнтозофосфаткому пути било подавлено: актив -

зость Г-б-^ЗДГ в печени составляла от норм только 81, 35,66$ (гипокинезия: I сут - 1,22+0,71, 5 сут - 0,55*0,90, 10 сут -

3,97+0,043, контроль: I сут - 1,50^0,054, 5 сут - 1,48+0,038; [О с-ут - 1,47_0,060 мкмоль НАДФ-Н/щш/г ткани, во всех случаях - Р -< 0,01). Активность ГК печени в первые 10 суток обез -¡дашэкия была достоверно шике 'контроля (0,29+0,12 - I сут, 0,21+0,023 - 5 сут, 0,21+0,025 - 10 суг, в контроле: I сут -3,39+0,015, 5 сут - 0,40+0,019, 10 сут - 0,38+0,015 мкмоль ЩФ'Н/мин/г ткани, на все сроки -?'■<■ 0,001). В условиях шгкбирования активности ГК ответственность за поддержание /■ровня глюкозы в крови несёт Г-6-Фаза, катализирукщая реакцию цювращення Г-6-Ф в глюкозу. Её активность в период I-10-e :ут была повышена по сравнению с интактными красами (I сут -[3,6_+0,31, 5 сут - 16,1+0,59, 10 сут - 14,2+0,42, в контроле:

- 10 -

I сут - 12,4+0,38, 5 су г - 12,9+0,64, 10 сут _ 12,1+0,39 нмоль Р/мин/мг балка, ка все сроки - Р с 0,01). Б интервале 15-30 сут гипокинезии -состояние углеводного обмена имело тенденцию к нормализации и приобретало анаболичес -кую направленность. Б этот период содержание гликогена приливалось к соответствующим по срощг контрольным -значениям нас -только, что разница менду грушами была статистически недото-верной. Активность ферментов глюконеогенеза Г-6-Фазы и ШЕПКК была близка к норде. Активность ЕК и Г-6-^ДГ превышала конт -рольные значения.

Начиная с 45-х суток гипокинезии наблюдалось повторное усиление глюконеогенеза. Активность Г-6-Фазы на 60-е сутки обез -движения превышала контроль на' (Р < 0,001), на 90-е сутки

- на 37% (Р -< 0,001). Ту ке направленность изменений имела активность ФКПКК: на 6о-е сутки выше контроля на 88% (Р 0,001), на 90-е сутки - на 69$ (Р -< 0,001). Поскольку в эти

к.е сроки содержание гликогена в печени прогрессирующе сикалось и на 90-е сутки гипокинезии составляло от норлы только Ъ% (Р .

•< 0,001), синтез глюкозы в печени и поддержание её уровня в крови можно почти полностью отнести за счёт глюконеогенеза. Окисление глюкозы по гликолитическому и пентозофосфатному пути было незначительным, так как активность IK и Г-6-ЩЦГ к 90-ым суткам гипокинезии была статистически достоверно ниже контроля (Р 0,001).

Таким образом, изменения указанных биохимических показателей углеводного обмена в печени имели трехфазовые колебания, при этом первая и третья фазы носили катаболический, а вторая '

- анаболический характер.

Параллельное исследование активности адренокортикальной системы, характеризующей состояние организма животных npi лю-

бом стрессорном воздействии, также выявило трёхфазовые колебания её показателей: массы надпочечников, содержания холестер!-на в надпочечниках и концентрации кортикостерона в плазме крови.

3 I-, 5-, 10-е сутки обездвиживания наблюдалась гипертрофия надпочечников: абсолютная масса превышала контроль соответст-Еенно на 26, 20, Ъ2% (Р < 0,001). На 20-, 30-, 45-е сутки гипокинезии этот показатель был близок к норде. Начиная о 70-х суток гипокинезии установлено достоверное уменьшение абсолютной массы надпочечника - на 24? (Р = 0,03). В содержании хо -лестернна в надпочечниках на протяжении 90-суточной гипокинезии установлены те не три фазы изменений: на I-5-е сутки -достоверное снижение, на 20-30-е сутки - значительное поваие-ше (21 и 50/Ь соответственно, ? < 0,05). С 45-х суток у гипо-кинезированних крас наблюдалось уменьшение.содержания холесте-рша в надпочечниках,которое к 90-ым суткам было в 2,7 раза ниже контроля (22,7+1,27 и 62,2+4,32 мкмоль/г, Р < 0,001).

Концентрация кортикостерона в плазме крови в 1-е сутки ги-' покннезш превышала уровень контроля на 85^ (Р < 0,001), на 20-30-е сутки была близка к норме. С 60-х суток воздействия жесткого обездзиливания содержание, данного глюкокортикоида в крови было значительно нине норлы. На 90-е сутки оно составляло только 39/ь от уровня контроля (0,34+_0,035 и 0,56+0,34 мкмоль/л, Р 0,001).

Уменьшение массы печени и массы тела животных является интегральным показателем обмена веществ в организма. С первого дня обездвшшвания масса тела крыс начала уменьшаться и падение её продолжалось по маре увеличения сроков экстремального воздействия. В первые 45 сут это выражалось, главным образом,

- 12 -

в частичной задержке возрастного увеличения массы тела в сравнении с контролем (исходная масса тела 151+2,1 г, через 45 сут в контроле - 241+3,2, в опыте - 198+3,1 г, Р < 0,001). В более поздние сроки обездвижения (60, 70 и 90 сут) наблюдалось уменьшение массы тела по сравнению с уде достигнутым уровнем. Через 90 сут крысы, подвергнутые гипокинезии в 2,3 раза меньше, чем контрольные и были крайне истощены.

Совокупность стереотипных ответных реакций на различные воздействия Г.Селье (1960) -назвал общим адаптационным синдромом (ОАС). Выявленная наш зависимость изменений углеводного обмена и адренокортикальной активности позволила выделить в развитии ОАС у гипокинезированных животных стадии тревоги, резистентности и истощения я установить их сроки в .указанных экспериментальных условиях (рис. I).

Динамика углеводного обмена в печени крыс в процессе реадаптации после гипокинезии различной длительности

Восстановление исследуемых показателей углеводного обмена изучалось после длительного обездвиживания, прерванного на разных стадиях ОАС.

Прекращение гипокинезии после 7-и суток её воздействия, приходится на стадию тревоги ОАС (рис. I). В этот срок огра -ничения двигательной активности масса тела крыс была нике кош рольной на 28/4 (? -с 0,001),наблвдались гипертрофия надпочечников (увеличение абсолютной массы на 35$, Р< 0,001) .низкое содержание холестерина в надпочечниках (меньше контроля на 24%, Р = 0,003) и высокая концентрация коргикостерона в крови (выше контрольного значения на 41$, Р< 0,001).Одновременно с этим отмечалось снижение содержания гликогена и активности ГК и Г-6-ФДГ в печени на 39 , 44 и 60/» соответственно (Р< 0,001).

ЗИИ.

I - стадия тревоги, П - стадия резистентности, И1 - стадия истощения, ядесь и далее: по оси ординат - изменение не -следуемого показателя (в баллах), по оси абсцисс - сроки наблюдений (в сут).

активность ФЕПКК печени превышала контроль на 37% (Р <0,001).

Через 12 ч после извлечения крыс из пеналов содержание гликогена было ниже уровня 7-суточной гипокинезии на ЗТ/о (Р < 0,001), активность Г-6-ФДГ в печени падала на 25% (Р <0,001), активность ГК и ФЕПКК не изменились. Параллельно с этими изменениями углеводного обмена установлено увеличение массы надпочечников на 13/6 и концентрации кортикостерсна в плазме крови - на 15$, содержание холестерина в надпочечниках было ниже его уровня у обездвиженных крыс на 32$ (Р 0,001). Поскольку изменения углеводного обмена в печени и функционального 'состояния надпочечников являются атрибутом QAC, то этот новый''ката-болический взрыв',' можно обозначить как стресс-реакцию, своеобразный "реададтационный стресс", которую отмечали и другие авторы (Казарян и др., 1970; Тихонова, 1973; Тигранян, 1985). За период 1-3-5 суток _ реадаптации содержание гликогена и

активности ЕК и Г-6-ФДГ печени возвращались к контрольны!,1 значениям, активность ФЕПКК после этого срока стабильно установилась на контрольном уровне до конца опытаЗначения исследуемых показателей адренокортикальной системы приблизились также к контролю.

Однако достигнув уровня контроля, активность ЕК, Г-б-ФД1 и содержание гликогена в печени продолжали повышаться. Содержание гликогена в печени было достоверно выше, чем в контроле, на 7- и 10-е сутки (46 и 28%, Р < 0,05), активность ГК - на 7-е сутки (25%, Р < 0,001), активность Г-6-ФДГ - на 5-, 7- и 10-е сутки реадаптации (34, 51 и 11%, Р с 0,05). Содержание холестерина в надпочечниках на 7- и 10-е сутки такке достовер но превышено (19 и 21%, Р <. 0,05). В реадаптационном периоде 5-10 суг, когда наблюдалась анаболическая направленность ме -таболизма в тканях печени и надпочечников, касса тела под -опытных крыс частично восстанавливалась, но продолжала су -щественно отставать от массы тела контрольных животных, еле -довательно, развитие анаболических изменений в этот период реадаптации имело локальный характер. ,

К 20-ым суткам восстановления в подопытной группе актив -носгь ЕК и Г-6-ФДГ печени были близки к норма, содержание гликогена падало ниже нормы и оставалось сниненным до 30-х суток реадаптационного периода. В сроки 45-65 сут все исследуемые показатели у подопытных и контрольных крыс были практически одинаковы.

При рассмотрении интегральных кривых состояния углеводного обмена в печени и состояния организма животных (рис. 2),в процессе реадаптации после 7-суточной гипокинезии можно с достаточной степенью определённости выделить 4 фазы: стресс-

Рис'. 2. Динамика состояния углеводного обмена в печени и состояния организма крыс (2) в процессе реадаптации-после 7-суточной гипокинезии.

Здесь и далее: Г - начало кадцой кривой соответствует уровню изученных показателей в момент прерывания гипокинезии.

реакции (1/2 оут), компенсации (1-5 сут), сулеркомпенсации (7-10 сут) и нормализации (20-65 сут). Следует отметить, что углеводный обмен в значительной степени определяет состояние организма животных в процессе реадаптации.

возвращение крыс в обычные виварные клетки после 20-суточ-ной гипокинезии приходилось на стадию резистентности ОАС,когда организм нивотных был адаптирован к ноеым условиям существования в гипокинетических пеналах. На 20-е сутки ограничения двигательной активности крыс активность ГК, ФЕПКК и содержа -ние гликогена в печени были близки к контролю, только актив -нооть 1-6-ФДГ превышала уровень контроля на 42$ (Р = 0,045).В то ке время масса тела и печени в этот срок были значительно кико контроля, что являлось следствием протекающих в тканях наряду с анаболическими катаболических процессов.

За 12 часов реадаптации существенным изменениям подвергся ' углеводный обмен в печени. Содержание гликогена в печени было статистически достоверно снижено по сравнению с исходным фоном (на 33^, Р <с 0,001). Активность ФЕШЖ печени превысила уро -вень 20-суточной гипокинезии на 13;и (Р < 0,05). Изменение этих двух показателей указывает на активацию в печени через полсуток восстановления гликогенолиза и глюконеогеноза. Активность ЕК к Г-6-2&Г печени, отражающих утилизацию глюкозы, была по -давлена, тогда как на 20-е сутки гипокинезии оба эти параметра были несколько выше контрольных значений. Подобные изменения углеводного обмена свойственны первой стадии ОАО - аларм-реак-цш1. В пользу этого заключения говорят изменения в надпочечниках. Абсолютная касса надпочечшиса была повышена на содержание холестерина в нём сшкено на 29$, концентрация коргико-стерона в плазме крови возросла на 2155 (Р < 0,05).

Через I сутки восстановления направленность изменений углеводного обмена менялась на противоположную. Содержание гликогена в печени превышало контрольные значения на 22% (Р = 0,045), активность ЕК была выше, контроля на 24^ (Р = 0,045), активность 1-6-ФДГ печени - на 185$ (Р с 0,001). На 3-5-е сутки реадаптации эти показатели углеводного обмена по-преж -нему были намного выше уровня интактных животных. Та ке зависимость изменений отмечена в содержании холестерина в надпо -чечниках (3 сут - выше на 50/», Р < 0,001, 5 сут - на 30/5, Р «с 0,001). Эти данные свидетельствуют об усилении в этот период реадаптации гликогене за (синтеза гликогена в печени), окисления глюкозы по пентозо^оссатному пути (повышения синтеза нуклеиновых кислот, образование восстановительного потен -циала) и стероидогенеза в надпочечниках. Следует отметить,что

на фона "сверхвосстансвления" содержания гликогена и активности ГК и Г-6-ФДГ в печени, её масса в те же сроки реадаптации была ниже нормы, вплоть, до 65-х суток.

Начиная с Ю- суток восстановительного периода, все исследуемые биохимические показатели в печени и надпочечниках на -чинают приближаться к уровню контрольных значений с некоторыми колебаниями.

При рассмотрении интегральных кривых состояния углеводного обмена и состояния крыс в реадаптационном периоде после 20-су-точной гипокинезии (рис. 3) мояно выделить четыре фаны реадаптации: стресс-реакции (0,5 сут), компенсации (0,5-1 сут), су -перкомпенсации (3-5 сут) и нормализации '(7-65 сут).

Восстановление углеводного обмена после 90-суточной гипокинезии (кивотнне находились в стадии истощения ОАС) осуществлялось на фоне глубоких метаболических нарушений в печени крыс. На 90-е сутки жесткого ограничения двигательной активности содержание гликогена в печени составляло от нормы 5% (Р < 0,00]), активность 1К - 41$ (Р -с 0,001), активность Г-6-ФДГ - 25% (Р 0,001). В этот срок гипокинезии максимально был активиро -ван глюконеогенез: активность ФЕПКК в печени была выше контроля на 69$ (Р 0,001). Адренокортикальная система была заметно истощена: абсолютная масса надпочечников, содержание холестерина в них, концентрация кортикостерона в плазме крови были существенно снижены относительно уровня контроля (на 66, 66, 47$ соответственно).

Исследовать реадапгационный процесс после 90-а суток обездвижения начинали на 2-не сутки после извлечения крыс из гипо -кинетических клеток. В этот срок наблюдения активность ФЕПКК и Ш печени не отличались от их значений на 90-е сутки пшоки-

Еис. 3. Динамика состояния углеводного обмена в печена (I) и состояния организма крыс (2) в процессе реадаптации после 20-суточной гипокинезии.

незии, а активность Г-6-ёДГ и содержание гликогена в печени были значительно ниже контроля (интактных крыс) и вместе с тем выше уровня гипокинезированных крыс. Одновременно с этим отмечалось увеличение концентрации кортикостерона в плазме крови (на 20о, Р 0,05) и уменьшение холестерина в надпо -чечниках (на 19^, Р -с 0,05). Изменение этих двух показателей отражают ответ адренохортикальной системы на ноше условия существования крыс после прекращения длительной гипокинезии, при тем, что она была существенно истощена предшествующим 90-суточным обездвиживанием.

В интервале 5-30 сут реадаптации восстановление исследуе -мых показателей:углеводного обмена в печени и состояния над -

- 19 -

почечников имело анаболическую направленность, с медленным приближением к норме. Только на■ 45-е сутки восстановительного периода содержание гликогена и активность Ш, Г-6-ФДГ и ФЕПКК лочсш! достигали уровня контроля. Содержание холестерина в надпочечниках, их абсолютная масса и концентрация кортикосте-рсна в плазма крови мало отличалась от уровня интактшх -вотных. На 60-е с утки только активность Г-б-ФДГ превышала уровень контроля на 48% (Р < 0,001).

К 90-м суткам реадаптации наблюдалось некоторое снижение активности Ш, Г-6-ФДГ и содержания гликогена в печени, но разница с контролем статистически достоверна только для Г-6-5ДГ. К этому срок-у восстановления активность ЙЕПКК пече -ни, масса надпочечников, содержание холестерина в них, кон -центрация кортнкостерона в плазме крова не отличались от уровня интактных животных, но масса тела и печени были достоверно ниже, чем у животных контрольной группы.

Динамика реадаптации после 90-суточной гипокинезии имеет те же направленность и последовательность изменений, что. и после 7- и 20-суточного обездвиживания, но их интенсивность, длительность и сроки, существенно отличаются. В процессе ре -адаптации после 90-суточной гипокинезии выделено те же четыре фазы: стресс-реакции (2 сут), компенсации (15-20 сут),супер -компенсации {45-60 сут) и нормализации (с 90-х суток,условно, рис. 4).

Фаза нормализации обозначена условно, во-первых, потому что нет дальнейших сроков наблюдения, во-вторых, некоторые показатели углеводного обмена были ниже уровня контроля и предыдущего срока исследования (60 сут). Выделенные нами чэ -тыре фазы реададтационного периода соответствуют общебиологи-

-Г6 -

бар

20 -

-2

О

Г 10

зс

Бас. 4. Динамика состояния углеводного обмена е пече-1Ш (I) и состояния организма крыс (2) в процессе реадаптации после 90-суточной гипокинезии.

чеокому закону воляообрззноста адаптационного процесса (Сге -Панова, 1986), уточняют его и способствуют прогнозированию динамики состояния организма после длительной гипокинезии.

Для коррекции изменений углеводного обмена б печени в ус -ловиях длительной гипокинезии и в процессе реадаптации после неё был использован экстракт элеутерококка - адаптоген растительного происховдения, широко применяемый в клинической и профилактической медицине для повышения неспацифмеской сон -ротивляемости организма (Брахман, 1966; Дарцымов, 1976). Элеутерококк, не меняя направленности и характера метаболических изменений в надпочечниках и печени способствовал их скорейшей стабилизации и нормализации, под его влиянием стресс-реакция в реадалтационном периоде была менее выражена и восстановление исследуемых потазателей наступало намного раньше, чем в контрольной группе. Так, после 7- и 20-суточной гипокинезии все параметры, в том числе масса тела животных, достигли

Ею. 5. Влияние элеутерококка на динамику углеводного обме- " на в пэяени крыс в условиях гипокинезии и реадаита-ционнсм породе после неё.

I - 90-суточная гипокинезия, Л - процесс реадапта -ции после 90-суточной гипокинезии, Ш - процесс ре -адаптации после 7-суточной гипокинезии, 1У - процесс реадаптации после 20-суточной гипокинезии. I - контроль, 2 - элеутерококк.

уровня нормы на 20-е сутки реадаптации - в срок втрое короче, чем в контроле (только к 65-суткам).

В Ы Б О Д Ы

1. Углеводный обмен в печени крыс претерпевает в процессе реадаптации универсальные фазовые изменения независимо от срока предшествующей гипокинезии и метаболических нарушений в организма (стадий ОАС) в момент возвращения животных к обач -ным условиям существования.

2. В ранние сроки восстановления (0-0,5 сут) установлено состояние углеводного метаболизма в печени, соответствующее аларм-реакции ОАС: активация гдикогенолиза (снижение гликогена в печени), глвконеогенеза (повышение активности ФВПКК па -чеша), снижение окисления глюкозы по пентозофосфатному пути (уменыаение активности 1-6-ФДГ печени). В это же время происходит сопршекяое с ним изменение адронокортикальной актив -ности (снижение холестерина в надпочечниках и повышение кор-тикостэрош в плазме крови).

3. В процессе восстановления таких показателей углеводного обмена, как содержание гликогена и активности ЕК и Г-6-ФДГ в печени, наблвдается значительное превышение контрольных по -казашй. Интенсивность и сроки суперкомпенсации зависят от степени нарушений, возникших в течение предшествующей гипо -кинезии.

4. Нормализация углеводного метаболизма после длительной гипокинезии происходит в ороки, значительно превосходящие сроки действия самого обездвиживания.

5. В развитии реадаптационного процесса после длительной гипокинезии установлено четыре основных фазы: стресс-реак -ции, компенсации, суперкомаенсацш и нормализации.

- 23 -

6. Биохимические показатели углеводного обмана наряду с общепринятыми клиническими исследованиями могут бить исполь -зеваны для оценки состояния организма так при гипокинетичес -ком воздействии, так и в процессе восстановления после него.

7. ¿ведение хнвотншд экстракта элеутерококка в процессе воздействия длительной гипокинезии и в роадантащюнном периоде после неё способствует сокращению сроков восстановления метаболических и функциональных нарушений, тем самым повышает компенсаторные возможности организма.

СПИСОК РАБОТ, О1БТ11ИК0БАННЫХ ПО TSI.JS ДКССЕРГАЦЕ!

1. Хасина Э.И. Изменение углеводного обмена в доснатальнсм периоде при гипокинезии // У1 Всесоюз. совещ. эмбриологов: Тез. докл. М.: Наука, 1981. С. I9Ü-I9I.

2. Хасина Э.И. Коррекция биохишческих изменений у крыс при 90-суточной гипокинезии с помощью экстракта элеутерококка // Адаптация человека в различных клала то-географ. и произвол, условиях: Тез. докл. Iii Ьсесоюз. конф. Новосибирск: СО АМН СССР, 1981. Т. 2. С. 174-175.

3. Хасина Э.И. Биохимические основания к применению экстракта элеутерококка при гипокинезии // Новые данные об элеутерококке и других адаптогенах. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1981. С. 45-50.

4. Хасина Э.И., Дарднмов И.В., Брехман И.И. Влияние экстракта элеутерококка- на процессы реадаптации после 7-суточной гипокинезии // Космич. биология и авиакосмич. медицина.1983. Т. 17, В 5. С. 55-58.

5. Хасина Э.И. Регуляция экстрактом элеутерококка биохи -мических изменений в восстановительном периоде после семису-

- 24 -

точной гипокинезии // Проблемы освоения лекарств, ресурсов Сибири и Дальнего Востока: Тез. докл. Всесоюз. конф. Новосибирск: СО АМН СССР, 1983. С. 2.32-234.

6. lacuna Э.И., Дарцымов И.В., Брахман И.И. Влияние экстракта элеутерококка на процессы реадаптации после длительной гипокинезии // Бел. СО АШ СССР. 1983. К I. С. 74-77.

7. Хасина Э.Й., Кириллов О.И. Общий адаптационный синдром при длительной гипокинезии // Стресс, адаптация и функцио -нальные нарушения: Тез. Всесоюз. сиш. Кипшлёв: Штиинца, 1984. С. 239-240.

8. Khasina E.I., Kurilenko L.A., Kirillov O.I. Adrenal hypertrophy in rats during a long-term movement restrain // Z. Mikrosk.-aaat. borsch. 1985- Bd.. 99, N 4. S. 605-610.

9. Khasina E.I., Kirillov O.I. Effect of prolonged restrain on glycogen content and. activities of four enzymes of carbohydrate metabolism in the liver of rats // Acta Physiol. Hung.1986. Vol. 67, N P. t-35-4-39-

10. Khasina E.I., Kurilenko L.A., Kirillov O.I. Adrenals during readaptation period after 20-day-long hypokinesia in rats // Z. Mikrosk. Eorsch. 1986. Bd. 100, H 3- S. 410-4-18.

11. Khasina E.I. Influence of Eleutherococcus extract on readaptation after 20-day-long hypokinesia in rats // Нет/ data on eleutherococcus: Proc. Sec. Internat. Symp. Vladivostok: PESO USSfi ac. Sci., 1986. Part. 1. P. 155-158.

12. Хасина Э.И. Клияние экстракта элеутерококка на реадаптацию .крыс после 20-суточной гипокинезии // Новые данные об элеутерококке: Матер. II Мэздународ. сиг,т. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, I98S. С. II0-II3.

- 25 -

13. Хасина З.И., Брахман И.И. Экспериментальные данные о улящш экстрактом элеутерококка биохимических изменений

гиподинамии // Космач, антропоэкология, техника и методы ледований: Матер. II Всесоюз. совет. Л.: Паука, 1988. С. -350.

14. Хаспна Э.Ы., Кириллов O.E. Содержание гликогена а ак-нссть ферментов углеводного обмена печени в реадалтацпон-

периоде поело 20-суточной галояанезни крас // Бопр. кед. ил 1990. Т. 36, вып. 3. С. 43-45.

зонора Иэраильевна ХА.США

1АМИКА. УГЛЕВОДНОГО ОЕЛЕНЛ В ПЕЧЕНИ КРЫС 1Р0ЦЕССЕ РЕЗДАПТАЩИ ПОСЛЕ ГИПОКИНЕЗИИ ЗЛИЧНОЙ ДИГЕЛШОСТИ

гореферат

лензия ЛР & 040118 от 15.10.91 г. щшеано к печати 27.09.93 г. Формат 60x84/16. тать офсетная. Усл.д.л. 1,40, Уч.-изд.л. 1,26. раж 100 экз. Заказ 137.

печатано участком оперативной полиграфии цатолъсгва "Дальнэука

3041, Владивосток, Радио, 7