Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние синтетических гликозаминогликанов на обмен углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани при длительном стрессе у крыс

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Влияние синтетических гликозаминогликанов на обмен углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани при длительном стрессе у крыс"

На правах рукописи

ПЕРМИНОВА ОЛЬГА ВАЛЕРЬЕВНА

ВЛИЯНИЕ СИНПТИЧЕСКИХ ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ II V ОБМЕН ^ I ЛЕВОДСОДЕРЖАЩИХ БИОПОЛИМЕРОВ СОЕДННИТЕЛЫЮИ ТКАНИ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ СТРЕССЕ У КРЫС

03 00 04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ООЭО"71ББ 1

УФА - 2007

003071661

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Е.Г. Бутолин

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А.Ж. Гильманов

доктор медицинских наук, профессор Н.А. Терехииа

Ведущая организация - ГОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

заседании диссертационного совета Д 208 006 03 при ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», г Уфа, ул Ленина, д 3

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (430000, г Уфа, ул Ленина, д 3)

Защита диссертации состоится

г в

час на

Автореферат разослан I_1 2007г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Г X Мирсаева

ОБЩАЯ ХАРАК1ЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Изучение различных аспектов стресса занимает одно из центральных мест в современной биологии и медицине Обусловлено это тем, что при стрессогенных воздействиях в реакцию вовлекаются многие компоненты функциональной системы, обеспечивающей адаптационно-приспособительные функции организма В настоящее время, когда воздействия различных неблагоприятных факторов на организм значительно увеличились, проблема стрессов приобрела важное место в жизни современного человека, его отличает гиподинамия, ожирение, нерациональное питание, злоупотребление лекарственными средствами, возрастающая аллергизация При стрессе обеспечивается реализация адаптивных реакций, когда осуществляется экономное и направляемое средой расходование энергетических и пластических ресурсов Однако длительный стресс, характеризующийся целым комплексом поведенческих, сомато- вегетативных и метаболических нарушений (Ф И Фурдуй, 1990, К В Судаков 1997, М Г Пшенникова, 2000) становится причиной многих патологических процессов

Известно, что стресс сопровождается активацией гипоталамо-гипофизарно-адренокортикалыюй системы в организме и может привести к значительным изменениям в обмене биополимеров соединительной ткани, в частности гликозаминогликанов и гексозаминов, входящих в состав протеогликанов, являющихся важным компонентом межклеточного матрикса (П Н Шараев, Е Г Бутолин, 1993, А А Филаретов 1996, Е Г Северин, 2005)

Известно, что клеточные и внеклеточные элементы соединительной ткани, взаимодействуя между собой и с мембранами окружающих их клеток, образуют сложную многопараметрическую внутреннюю среду организма При этом углеводсодержащие биополимеры соединительной ткани играют активную роль в процессах морфогенеза, клеточной дифференцировки, регенерации и вследствие этого, вероятно, в процессах адаптации к стрессам (С М Бычков, 1983; Л И Слуцкий, 1990) В то же время стрессогенные

воздействия вызывают существенные изменения морфофункциональной организации соединительной ткани различных органов Данные литературы свидетельствуют о том, что происходит усиление распада биополимеров межклеточного матрикса (Е Г Бутолин, 1993; В В Серов, 1995; ЕП Гребенкина, 2005)

В последние годы синтезирован ряд гликозаминогликанов и низкомолекулярных гепаринов, которые применяются с лечебной целью при ангиопатиях различного генеза (3 С Баркаган, J1 П Цивкина, 2002) Одним из таких соединений является сулодексид (глюкороно-2-амино-2-дезоксиглюкоглюкан сульфат CSC Италия), антитромботический гликозаминогликан естественного происхождения, экстрагированный и высушенный из слизистой оболочки тонкого кишечника животных, состоящий на 80% из быстродвижущейся гепариноподобной фракции и на 20% - из дерматансульфата Сулодексид способен восстанавливать содержание гликозаминогликанов в структуре микрососудов, стимулировать фибринолиз, оказывать умеренное гиполипидемическое и антиатеросклеротическое действие (ДМ Аронов, 1995, Д Харенберг, 2000, ЗС Баркаган, 2002, H H Дрозд, Г Е Банникова, 2006), вызывать положительную динамику в обмене некоторых биополимеров соединительной ткани при длительной нефропатии (А Г Залевская, 1998, Л А Чугунова, 1998, И Б Черемискина, 2000).

В ряде работ показано положительное влияние синтетических гликозаминогликан-пептидных комплексов на обмен протеогликанов (Roland W Moskowitz, 1991, M Annefeld, 1995) Вместе с тем, в современной научной литературе практически отсутствуют сведения, посвященные проблеме углубленного изучения влияния синтетических гликозаминогликанов при стрессогенных воздействиях на обмен углеводсодержащих биополимеров в различных органах и тканях, что придаёт этим исследованиям еще больший интерес

Цель исследования

Изучить влияние синтетических гликозаминогликанов на обмен углеводсодержащих биополимеров и продуктов их метаболизма в тканях крыс при длительном стрессе, введении сулодексида, дефиците кортикостероидных гормонов и их сочетании Задачи исследования

1 Изучить показатели обмена углеводсодержащих биополимеров в тканях печени, миокарда, аорты и сыворотке крови в динамике длительного иммобилизационного стресса

2 Исследовать показатели обмена углеводсодержащих биополимеров в тканях печени, миокарда, аорты и сыворотке крови в динамике длительного иммобилизационного стресса и введении сулодексида

3 Выявить особенности обмена углеводсодержащих биополимеров в тканях печени, миокарда, аорты и сыворотке крови в динамике длительного иммобилизационного стресса в условиях дефицита кортикостероидных гормонов

4 Изучить влияние сулодексида на обмен углеводсодержащих биополимеров в тканях печени, миокарда, аорты и сыворотке крови в динамике длительного иммобилизационного стресса в условиях дефицита кортикостероидных гормонов

Научная новизна работы

- Впервые получены данные об особенностях обмена углеводсодержащих биополимеров в плазме крови, тканях печени, миокарда и аорты в динамике длительного иммобилизационного стресса, введения синтетических гликозаминогликанов, гипокортицизма и их сочетания

- Показано, что в обмене углеводсодержащих биополимеров при длительном иммобилизационном стрессе в первые 20 дней иммобилизации превалируют процессы катаболизма при гипокортицизме - одновременно снижается интенсивность, как процессов распада, так и их синтеза

Выявлено, что дополнительная стрессорная нагрузка приводит к уменьшению интенсивности сдвигов в метаболизме углеводсодержащих биополимеров, вызванных дефицитом кортикостероидных гормонов

- Доказано, что применение сулодексида вызывает положительную динамику в измененном обмене гексозаминов, гликозаминогликанов и их фракций в изучаемых тканях при длительном иммобилизационном стрессе, гипокортицизме и их сочетании.

- Установлено, что подавление выраженной катаболической направленности в обмене углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани под действием сулодексида при длительном иммобилизационном стрессе связано со снижением продукции 11- оксикортикостероидных гормонов

Научно-практическая значимость работы

Полученные в ходе эксперимента данные расширяют имеющиеся представления об особенностях обмена углеводсодержащих биополимеров в тканях печени, миокарда, аорты и сыворотке крови при длительной иммобилизации, гипокортицизме и их сочетании, а также дополняют имеющиеся в литературе сведения, касающиеся ключевой роли гормонов в регуляции обмена биополимеров соединительной ткани при стрессогенных воздействиях

- Применение сулодексида существенно ослабляет сдвиги в обмене углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани при длительном иммобилизационном стрессе и гипокортицизме Полученные нами данные могут быть использованы в клинике с целью возможной фармакологической коррекции метаболических нарушений при стрессовых состояниях

- Примененные в работе биохимические методы определения концентрации углеводсодержащих биополимеров и их метаболитов в крови могут быть использованы в комплексе с другими методами для оценки состояния биополимеров соединительной ткани

Основные положения, выносимые на защиту

1 Многократный иммобнлизационный стресс, равно как и гипокортицизм, сопровождаются разнонаправленными изменениями в обмене углеводсодержащих биополимеров в тканях печени, миокарда, аорты и сыворотке крови, характеризующимися с, одной стороны, усилением процессов катаболизма, а с другой - одновременным снижением, как распада, так и их синтеза

2 Применение сулодексида при длительном иммобилизационном стрессе, гипокортицизме и их сочетании существенно ослабляет сдвиги в обмене углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани

Апробация работы

Результаты проведенного исследования и основные положения диссертации доложены на межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья (Оренбург, 2003), на XI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (г Москва, 2004), на всероссийской конференции по компенсаторно-приспособительным процессам (г Новосибирск, 2004), на межрегиональной научно-практической кочференции, посвященной 85-летию Самарского государственного медицинского университета (г Самара, 2005), межкафедральном научном совещания кафедр биохимии, биологии с экологией, нормальной физиологии, клинической и лабораторной диагностики ФПК и ПП ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия» (г Ижевск, 2007)

Внедрение результатов исследования. Данные о состоянии обмена углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани в динамике длительного иммобилизационного стресса, введения синтетических гликозаминогликанов, гипокортицизма и их сочетания включены в лекционные курсы по биохимии, нормальной физиологии, клинической биохимии и лабораторной диагностики для студентов, используются в научно-исследовательской работе кафедры биохимии ГОУ ВПО «Ижевская

государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе в издании, рекомендованном ВАК

Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 140 страниц компьютерного текста состоит из введения, обзора литературы, трех глав собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы Работа иллюстрирована 18 таблицами и 24 рисунками Список литературы содержит 263 источника (187 на русском и 76 на иностранных языках)

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Объем, материалы и методы исследования. Эксперименты проведены на 370 взрослых белых беспородных крысах- самцах (ТГАнищенко, 1991) массой 180-230г Животные содержались на обычном рационе вивария со свободным доступом к воде Всего проведено 7 серий экспериментов Опыты проведены в осенне-зимний период, в первой половине дня Длительный иммобилизационный стресс у крыс моделировали путем фиксации на спине в течение 2-х часов на специальных досках, ежедневно в течение 30 дней (МИ Крикштопайтис, 1986, Тигранян РА, 1988, Setye Н, 1936) После этого животные находились на обычном рационе вивария до окончания эксперимента

Для выяснения роли природных гликозаминогликанов на изменения в обмене углеводсодержащих биополимеров при различных видах стресса и их сочетании были проведены исследования с ежедневным подкожным введением сулодексида (глюкороно-2-амино-2-дезоксиглюкоглюкан сульфат CSC, Италия) в дозе 8,57 LRE (липопротеинлипазных единиц) на 1 кг массы животного (3 С Баркаган, Л П Цивкина, 2001г)

Для изучения изменения показателей обмена углеводсодержащих биополимеров при иммобилизации в условиях гипокортицизма были

проведены серии экспериментов с использованием аминоглютетимида [3-(4-аминофенил)-3этил-2,6пипериндион] Аминоглютетимид (PLIVA, Республика Хорватия) вводили ежедневно, подкожно, в дозе 50-100 мг/кг массы животного (по схеме) на протяжении 30 дней эксперимента (В П. Комиссаренко, 1972)

Анализ показателей обмена компонентов соединительной ткани проводили в динамике опытов на 5, 10, 20, 30, 60 дни эксперимента в сыворотке и плазме крови, в гомогенатах тканей печени, миокарда, аорты В указанные дни животных декапитировапи под кратковременным эфирным наркозом Учитывая циркадные ритмы гормонов, забор материала производили в одно и то же время суток - 12 часов дня (И И Дедов, 1992, J Nakamura, 1984)

Состояние обмена углеводсодержащих биополимеров (УСБ) соединительной ткани в крови изучали по следующим показателям

- содержание суммарных гликозаминогликанов (ГАГ) в сыворотке крови по уровню гексуроновых кислот (J1И Слуцкий,1969, в модификации П.Н Шараева и соав , 1987),

- содержание сульфатированных и несульфатированных фракций ГАГ (S Schiller et all, 1961, в модификации JI А Конновой, 1978),

- содержание гексозаминов (ГА) (L A Elson, 1933, в модификации R Gatt, 1966)

Одновременно в плазме крови флюориметрическим методом исследовали концентрацию 11-оксикортикостероидов (11-СЖС) (А Г Резников, 1980) Состояние метаболизма углеводсодержащих биополимеров в печени, миокарде, аорте изучали по следующим показателям

- содержание суммарных ГАГ по уровню гексуроновых кислот (J1 И Слуцкий, 1969, в модификации П H Шараева и соавт, 1987),

- содержание сульфатированных и несульфатированных фракций ГАГ (S Schiller et all, 1961, в модификации Л А Конновой, 1978),

- количество гексозаминсодержащих биополимеров (L A Elson, 1933, в модификации R Gatt, 1966),

- уровень гексозаминсинтетазной активности (ГАСА) (К Malathi, 1972, в модификации П Н Шараева и соавт, 1998),

- уровень гиапуронидазной активности (ГАА) (П Н Шараев и соавт, 1996)

Наряду с определением УСБ соединительной ткани в динамике опыта анализировали массу надпочечников

Содержание ГАГ в крови выражали в мкмолях на 1 л плазмы (мкмоль/л) Исследуемые биополимеры в тканях выражали в ммолях на 1 кг ткани (ммоль/кг) Содержание фракций ГАГ в крови выражали в мкмолях гексуроновых кислот на 1 л сыворотки (мкмоль/л), в гомогенатах тканей печени и миокарда - в ммолях гексуроновых кислот на 1 кг ткани (ммоль/кг)

Уровень гексозаминсодержащих биополимеров находили по определению входящих в них ГА по методу LA Elson, 1933. Для крови результаты выражали в ммолях ГА на 1 л сыворотки (ммоль/л), для тканей печени и миокарда - в ммолях ГА на 1кг ткани (ммоль/кг)

ГАСА находили по разнице концентрации ГА в опытной и контрольной пробах и выражали соответственно в тканях в нмоль ГА на 1мг белка (по Лоури), в крови - в нмоль ГА на 1 мл биологической жидкости за 1 час инкубации (нмоль/мг/ч или нмоль/мл/ч)

ГАА выражали в мкмолях глюкуроновой кислоты на 1 л сыворотки крови за 1 ч инкубации (мкмоль/л/ч), для тканей - в мкмолях глюкуроновой кислоты на 1 кг (мкмоль/г /ч)

Контролем для всех серий опытов служили интактные взрослые крысы-самцы, находящиеся в обычных условиях вивария в период, соответствующий экспериментам, и животные, которым проводились ежедневные подкожные инъекции 0,5 мл стерильного 0,25М раствора хлористого натрия

Все цифровые данные, полученные в ходе опытов, обрабатывались методом вариационной статистики, достоверность изменений (Р) определялась по критерию Стьюдента (t) Набор текста, математические операции, построение графиков и таблиц проводилось на компьютере IBM-PENTIUM с помощью программ Windows - 2000 и Microsoft Word-2000

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Состояние обмена УСБ в органах и тканях определяется взаимодействием двух противоположных процессов анаболизма и катаболизма На динамику изменения процессов синтеза в наших опытах указывает рост содержания ГАГ и их фракций в тканях, а также повышенный уровень в них ГАСА Процессы катаболизма характеризует увеличение количества УСБ и их фракций в крови, а также рост ГАА в тканях (И В Вольхина, 1995, П Н Шараев и соавт, 2001)

При экспериментальном иммобидизационном стрессе концентрация 11-ОКС в плазме крови экспериментальных крыс была достоверно выше контрольных значений в течение всего периода наблюдений, при этом пик ее роста отмечался на 3, 5 и 20 дни соответственно на 226,0, 279,6 и 310,3 % (р<0,001) Коэффициент К заметно превышал исходную величину (11,3±0,2 мг/100г) на протяжении всего опыта

Изменения в содержании суммарных ГАГ сыворотки крови при стрессе характеризовались их достоверным увеличением . в течение 30 дней эксперимента, при этом максимальный рост отмечался на 5, 10 и 20 дни на 32,6, 41,0 и 50,9% (р<0,001) соответственно по сравнению с контролем (32,4+1,2 мкмоль/л) Аналогичные по направленности изменения претерпевали фракции сульфатированных и несульфатированных ГАГ При совпадающих пиках подъема и снижения их концентрации, наиболее значительные сдвиги отмечались в количестве несульфатированных ГАГ Максимальный рост составил 84,4% (р<0,01) на 5 день иммобилизации

Как показали наши наблюдения у крыс в ранние сроки эксперимента (на 5 день) в крови наблюдалось совпадение пиков повышения содержания 11- ОКС и ГАГ, в дальнейшем максимальный подъем глюкокортикоидов (20 день) предшествовал второму увеличению концентрации ГАГ до 48,9+0,5 (р<0,001) мкмоль/л на 30 день

Нами видится взаимосвязь между уровнем гормонов коры надпочечников и содержанием ГА Так рост 11-ОКС на 5 день предшествовал увеличению содержания ГА в сыворотке крови, приходившимся на 10 день эксперимента

- и -

(до 57,3% (р<0,05), и, наоборот, снижение концентрации 11-ОКС к 10 дню вызывало уменьшение содержания исследуемых биополимеров на 20 день Аналогичное последующее увеличение количества глюкокортикоидов (на 20 день) сопоставимо со снижением ГА на 30 день опыта

ГАА в тканях печени увеличивалась на протяжении первых 10 дней иммобилизации При этом ее максимальный рост с 217,2+10,7 до 362,7+9,2 мкмоль/кг/ч (р<0,001) отмечался на 10 день опыта Одновременно наблюдалось снижение концентрации суммарных ГАГ и их фракций в тканях печени, миокарда и аорты до 20 дня опытов Наибольшее снижение данного показателя отмечалось на 20 день- 71,5%(р<0,001)-в печени, 49,6% (р<0,001) - в миокарде по сравнению с контролем

Таким образом, повышение ГАА в тканях печени, миокарда и аорты, и одновременное снижение концентрации ГАГ и их фракций, а также ГАСА в тканях печени и миокарда в первые 20 дней эксперимента свидетельствует о преобладании катаболических процессов над анаболическими

Сопоставление полученных нами результатов с литературными данными дает основание предположить, что нарушение обмена УСБ вызвано повышением уровня глюкокортикоидов в крови, которые ингибируют продукцию вырабатываемых клетками соединительной ткани протеогликанов (ВН. Павлова, 1988) В то же время ряд авторов отмечают, что гиперпродукция глюкокортикоидных гормонов, являющихся аллостерическими ингибиторами глюкозаминсинтетазы, может привести к угнетению синтеза ГА- предшественников в синтезе ГАГ (П Н Шараев и соавт, 1988, В Г. Иванов и соавт, 1990, Т БууПИ, 1988)

При исследовании влияния сулодсксида на обмен УСБ у здоровых крыс было выявлено, что при четырехнедельном применении препарата, а так же после отмены, не отмечалось сколько либо существенных сдвигов в обмене изучаемых биополимеров Незначительное повышение содержания ГАГ и их фракций в первые 10 дней эксперимента, а также предшественников их синтеза - ГА в плазме крови, тканях печени и миокарда с одной стороны, и

одновременный рост как ГАСА, так и ГА в печени и миокарде- с другой, в первые дни опыта свидетельствует о некотором усилении метаболического оборота УСБ соединительной ткани в первые 20 дней после введения сулодексида

Сулодексид обладает большим разнообразием биологических эффектов Он оказывает комплексное воздействие на состояние эндотелия, микроциркуляцию и систему гемостаза Уникальность препарата обусловлена его способностью восстанавливать содержание ГАГ в структуре микрососудов, повышать отрицательный заряд эндотелиальных клеток, умеренно стимулировать фибринолиз, ослаблять адгезию и агрегацию тромбоцитов, снижать уровень фибриногена в плазме, оказывать умеренное гиполипидемическое и аптиатеросклеротическое действие (Д М Аронов, 1995, ЗС Баркаган, 2000, В Г Радченко, 2000; Н Л Козловская Н Л , 2001)

Восстановление содержания ГАГ в структуре микрососудов, в свою очередь, опосредованно создает условия для фибриллогенеза коллагенов, определяет особенности соединения и строения коллагеновых и эластических волокон (Л И Слуцкий, 1988, 1990)

При применении сулодексида на фоне длительной иммобилизации концентрация 11-ОКС в плазме крови крыс была достоверно выше контрольных значений, при этом пик ее роста отмечался на 10 и 20 дни опыта соответственно на 189,3 (р<0,01) и 241,6 % (р<0,001) Коэффициент К заметно превышал исходную величину (11,3+0,2 мг/100 г) на 10, 20 и 30 дни эксперимента Максимальный рост ГАГ в сыворотке крови отмечался на 20 день эксперимента с 32,4+0,8 до 43,0+0,6 мкмоль/л (р<0,001) При совпадающих пиках подъема концентраций фракций ГАГ, наиболее значительные сдвиги отмечались в количестве несульфатированных ГАГ в первые 20 дней сочеганного воздействия, при этом максимальный рост наблюдался на 3, 5 и 20 дни соответственно на 38,9 (р<0,01), 49,3 (р<0,001) и 32,2% (р<0,05) Однако эти изменения в содержании несульфатированных ГАГ

были менее выраженными, чем при «изолированных» стрессогенных воздействиях

В гомогенатах тканей печени крыс наблюдалось постепенное снижение суммарных ГАГ до 20 дня эксперимента с 46,2+0,8 до 24,3+1,8 ммоль/кг (р<0,001) При анализе фракционного состава ГАГ наблюдались фазные изменения снижение их количества в первые 5 дней опыта сменялось ростом на 10 день и далее значительным снижением на 20 и 30 дни (соответственно на 61,1 и 18,4% р<0,001) Количество сульфатированных ГАГ в гомогенате ткани печени оставалось ниже контроля с начала эксперимента по 30 день, однако снижение их концентрации носило менее выраженный характер, чем несульфатированных ГАГ При этом максимальное снижение с 37,6+3,5 до 26,2+0,4 ммоль/кг (р<0,05) отмечалось на 20 день эксперимента Достоверное увеличение ГА в гомогенатах ткани печени на протяжении первых 10 дней сочетанного воздействия, сменялось их уменьшением на 20 и 30 дни соответственно на 12,4 (р<0,01) и 17,3% (р<0,001) Содержание ГА в ткани печени повышалось на 3 день эксперимента с 57,5+1,7 до 64,2+1,7 ммоль/кг (р<0,01), снижалось с 5 по 30 дни соответственно на 13,4 (р<0,05), 18,8 (р<0,01) и 34,3% (р<0,001) и вновь возрастало на 30 день опыта до 69,9+0,8 ммоль/кг (р<0,001)

Результаты проведенных нами исследований влияния сулодексида на обмен УСБ соединительной ткани при длительной иммобилизации показали, что у крыс происходили менее выраженные катаболические эффекты в обмене изучаемых биополимеров в первые 20 дней опыта, чем при «изолированном» длительном иммобилизационном стрессе На это косвенно указывали, с одной стороны, менее выраженное увеличение содержания ГАГ и их фракций в крови в эти сроки сочетанного воздействия, с другой - положительная динамика роста ГАГ и их фракций в гомогенатах тканей печени и миокарда, рост гексозаминсинтетазной активности в первые дни опыта, а также незначительное увеличение активности ГАА

На 30 день иммобилизационного стресса на фоне введения сулодексида в обмене УСБ соединительной ткани, в отличие от «изолированной» иммобилизации, отмечается выраженная анаболическая направленность, характеризующаяся ростом ГАСА, а также увеличением количества ГАГ и ГА в тканях печени, миокарда и аорты (рис 1, 2)

Исследованиями В Г Радченко (2000) иРМ Загртдиновой (2006) показано, что применение сулодексида способствует значительному снижению уровня инсулина и глюкагона в плазме крови Можно предположить, что сулодексид при длительных стрессорных воздействиях снижает и (или) нивелирует повышенную продукцию глюкокортикоидных гормонов, для которых соединительная ткань является одной из основных эффекторных тканей (В Шрейбер, 1987, В Н Павлова, 1988)

Анализ полученных нами результатов показывает, что подавление выраженной катаболической направленности в обмене УСБ соединительной ткани в первые 20 дней стресса, возможно, действительно связано со снижением продукции 11 ОКС под действием сулодексида

Учитывая важную роль глюкокортикоидных гормонов в формировании комплекса неспецифических защитно-приспособительных реакций, направленных на повышение устойчивости организма к действующему патологическому фактору (ФЗ Меерсон, 1991, МГ Пшенникова, 2001, R Yehuda, 1997, A Giaccari et al, 1998), мы посчитали интересным исследовать особенности обмена УСБ тканей печени, миокарда и аорты при иммобилизационном стрессе и введении сулодексида в условиях гипокортицизма

Подкожное введение аминоглютетимида интактным животным вызвало прогрессирующее уменьшение уровня 11-ОКС в плазме крови к 30 дню с 134,2+5,4 до 44,7+2,8 мкг/л, что на 66,8% (р<0,001) ниже контрольного уровня При этом масса надпочечников опытных крыс достоверно превышала таковые контрольных животных в течение всего периода наблюдений Полученные данные не противоречат работам Н.В. Савиновой (2004)

Щ 5®

-80

О стресс ■ сулодввсЭД п стресс+еулсще«сцд Рис. 1, Динамика изменения суммарных ГАГ в печени (%).

стресс я сулодексид остресс+сулодексил Рис. 2. Динамика изменения суммарных ГАГ в миокарде (%).

На фоне значительного снижения количества глюко корт и ко ид пых гормонов наблюдались определенные сдвиги в метаболизме У СБ соединительной ткани в гомогенатах печени, миокарда и аорты, а также в Крови, характеризующиеся снижением уровня ГАГ и их фракций, ГА, а также ГАА и ГАСА в течение

всего эксперимента. При этом наиболее низкая концентрация ГАГ 0 сыворотке

-16-

крови наблюдалась на 20 день и составила 17,8+1,8 мкмоль/л (р<0,001), что ниже показателей контрольных крыс на 45,2% К окончанию эксперимента содержание суммарных ГАГ оставалось пониженным на 8,1% (р<0,05) В гомогенате печени концентрация суммарных ГАГ с 5 дня опыта и до конца эксперимента характеризовалась достоверным ич снижением Максимальное уменьшение их количества (на 58,2%, р<0,001) отмечалось на 30 день после введения аминоглютетимида

Одновременно с этим имело место достоверное снижение ГАА в гомогенате печени с 10 по 30 день после введения аминоглютетимида с 222,3+6,3 до 120,71.10,1 мкмоль/кг/ч (р<0,001), что на 45,7% ниже исходных данных Незначительное повышение ГАСА в печени в первые 5 дней, сменилось ее снижением на 10, 20 и 30 дни соответственно на 14,5 (р<0,05), 46,6 и 32,7% (р<0,01) и последующей нормализацией на 60 день эксперимента Вышеназванные изменения в обмене УСБ свидетельствуют о существенном снижении их метаболического оборота с одновременным уменьшением интенсивности, как процессов катаболизма, так и анаболизма При этом наибольшие изменения в изучаемых биополимерах отмечались на 20-30 день инъекций аминоглютетимида

Снижение интенсивности метаболического оборота УСБ в изучаемых тканях было неодинаково максимальное - в паренхиме печени, минимальное -в тканях аорты Через 30 дней после окончания введения аминоглютетимида анализируемые показатели хотя и имели тенденцию к нормализации, однако в большинстве своем оставались сниженными

Введение аминоглютетимида крысам с нммобплшационимм стрессом также сопровождалось изменениями в обмене УСБ и содержании глюкокортикоидных гормонов Концентрация 11-ОКС, возрастая к 5 суткам, в последующие дни наблюдений резко уменьшалась до 41,4% (р<0,001) на 30 день и находилась на достоверно низком по сравнению с контролем уровне На этом фоне в обмене изучаемых биополимеров соединительной ткани стрессируемых животных отмечаются сдвиги, характеризующиеся как

усилением метаболического оборота, так и его снижением в разные сроки сочетанного воздействия

Так, в первые дни сочетанного воздействия одновременно активизируются как реакции распада, так и синтеза УСБ Содержание суммарных ГАГ и ГА в сыворотке крови при длительной иммобилизации на фоне введения аминоглютетимида оставалось повышенным до 10 дня эксперимента соответственно на 19,9 и 26,5 % (р<0,001) С другой стороны, рост ГАС А в гомогенатах тканей печени и миокарда на 3 день составил 11,5 и 9,5 % (р<0,05) соответственно

С 20 дня сочетанного воздействия происходит одновременное снижение как анаболических, так и катаболических процессов, о чем свидетельствует одновременное уменьшение количества ГАГ и их фракций в крови и тканях Так к 20 дню сочетанного воздействия уровень ГАГ в сыворотке крови составил 22,4+0,7 мкмоль/л (р<0,001), в печени и миокарде 27,9+1,1 (р<0,001) и 20,9+0,9ммоль/кг (р<0,01) соответственно Снижение активности ферментов на 20 и 30 дни в гомогенатах тканей печени (ГАСА — на 52,2 и 51,6 % (р<0,001), ГА А - на 17,9 (р<0,01) и 27,3 % (р<0,001) ниже контроля) и миокарда (ГАСА - на 19,8 и 14,5 % (р<0,05); ГА А - на 29,8 (р<0,01) и 17,4 % (р<0,05) ниже контроля), также свидетельствует о существенном снижении процессов метаболизма

На 60 сутки эксперимента происходила некоторая стабилизация в метаболизме УСБ, о чем свидетельствовали близкие к контролю величины вышеуказанных показателей.

Анализируя изменения в сериях с «чистым» введением аминоглютетимида и с сочетанием его инъекций на фоне иммобилизации, можно заключить, что длительный стресс в некоторой степени нивелирует значительные сдвиги в метаболизме УСБ соединительной ткани, вызванные дефицитом кортикостероидных гормонов

Такие, на первый взгляд, необычные сдвиги в обмене УСБ тканей печени, миокарда, аорты и плазмы крови у крыс с иммобилизационным стрессом на

фоне введения аминоглютетимида, вероятно, могут быть связаны с той пермиссивной ролью, которую играют глюкокортикоиды в поддержании гормонального фона в организме. Выступая в качестве факторов, лимитирующих активность ферментов и гормонов с анаболическим эффектом, они одновременно ограничивают активность ферментов и гормонов с выраженным катаболическим действием (ФЗ Меерсон, 1986, Дж Теппермен и соавт, 1989, ДА Жуков, 1997, АШ Зайчик и соавт, 1999) В частности, контроль экспрессии катехоламинового рецептора в клетках, осуществляемый глюкокортикоидами, был обнаружен еще в 1971 году (А Ш Зайчик и соавт., 1999, R Kvetnansky et al, 1993) Состояние дефицита глюкокортикоидов при стрессе, по-видимому, может приводить к растормаживанию активности других гормональных систем, в том числе симпато-адреналовой (И В Лекомцев, 2000) В то же время из данных литературы известно, что интенсификация процессов распада связана с дефицитом глюкокортикоидных гормонов, подавляющих продукцию цитокинов, концентрация которых при эмоциональном стрессе увеличивается (И.Г Акмаев, 1996, С С Перцев и соавт, 1997) Кроме того, недостаток глюкокортикоидов приведет к повышению продукции простагландинов, действие которых на клетки опосредовано внутриклеточным накоплением циклического

аденозинмонофосфата, ингибирующего биосинтез протеогликанов и ускоряющего катаболизм протеогликанов в тканях (J Р Pujol et al, 1984)

Вызванная снижением 11 -ОКС активация процессов биосинтеза УСБ в соединительной ткани может сопровождаться их накоплением в строме, в т ч вокруг сосудов, что в конечном счете приводит к развитию микроангиопатий, являющихся одним из ведущих клинических проявлений многих заболеваний, в основе которых лежат различные виды стресса (В П Комисаренко, 1972, А А Филаретов, 1987, Ф И Фурдуй, 1990)

В наших исследованиях интересно было проследить влияние сулодексида на обмен УСБ при моделировании дефицита глюкокортикоидов посредствам инъекций аминоглютетимида на фоне длительной иммобилизации В работах

ряда авторов отмечена положительная роль применения гликозаминогликан-пептидных комплексов с целью предотвращения отрицательного влияния глюкокортикоидов на ингибирование пролиферации хондроцитов и образование хрящевого матрикса (M Annefeld et al, 1989, M Annefeld, 1991) Ряд исследований DD David et al (1991) доказывает, что применение гликозаминогликан-пептидных комплексов снижает уровень активности протеиназ, расщепляющих протеогликаны Под действием гликозаминогликан-пептидных комплексов повышенный синтез про геогликанов, характерный при остеоартрите имел тенденцию к нормализации (W Roland et al, 1991)

При длительном иммобилизационном стрессе на фоне введения аминоглютетимида и сулодексида, равно как и при иммобилизации на фоне дефицита кортикостероидных гормонов, вызванным введением аминоглютетимида, в обмене УСБ соединительной ткани гомогенатов печени, миокарда и аорты наблюдаются однонаправленные сдвиги, характеризующиеся в первые дни опыта одновременной активацией как анаболических, так и катаболических реакций со стороны ГА, ГАГ и их фракций В последующем, с 20 дня опыта отмечается постепенное уменьшение процессов и синтеза и их распада, что свидетельствует о снижении метаболического оборота УСБ на фоне начавшегося уменьшения концентрации 11- ОКС в плазме крови Однако, необходимо отметить, что по степени выраженности изменения при длительном стрессе на фоне одновременного введения аминоглютетимида и сулодексида были менее значительны, чем при иммобилизации на фоне введения только аминоглютетимида (рис 3,4)

Таким образом, данные наших экспериментов свидетельствуют о том, что длительный иммобилизационный стресс, дефицит кортикостероидных гормонов, вызванный введением аминоглютетимида и их сочетание, сопровождаются выраженными изменениями в обмене УСБ В то же время применение сулодексида существенно «нивелирует», измененный в результате

длительного им мобилизационного стресса, обмен ГА, ГАГ и их фракций, что подтверждает данные Других исследователей о положительном влиянии синтетических гликозаминогликан-пептидных комплексов на обмен УСБ (R. W. Moskowitz, 1991; М. Annefeld, 1995). Необходимо отметить, что реакция со стороны паренхимы печени, миокарда и стенки аорты на моделируемые состояния была неоднозначной. Более чувствительной к повреждающим факторам оказалась ткань печени, что, вероятно, объясняется особенностями ее метаболизма (У. Мак-МюрреЙ,1980; А.Ш. Бышевский, O.A. ТерсеноВ, 1994; В.А. Ткачук, 2001).

%

В стресс я стресс+аминоглют. □ стресс+аминог.+еулодексид

Рис. 3. Динамика изменения суммарных ГАГ в печени (%).

% 30 20 ю

0

-10

-20 -30 -40 -50 -60

60

дни опыта

Рис, 4. Динамика изменения суммарных ГАГ в миокарде (%),

выводы

1 Экспериментальный стресс, индуцированный ежедневной многократной иммобилизацией крыс на спине, приводит в первые 20 дней опыта к интенсификации процессов распада углеводсодержащих биополимеров, о чем свидетельствует, с одной стороны, повышение уровня гексозаминов, гликозаминогликанов и их фракций в сыворотке крови, а также гиалуронидазной активности в печени, миокарде и аорте, а с другой - одновременное снижение концентрации углеводсодержащих биополимеров и гексозаминсинтетазной активности в изучаемых тканях

2 Введение сулодексида при длительном иммобилизационном стрессе у крыс приводит, в первые 20 дней опыта, к менее выраженному катаболическому эффекту в обмене углеводсодержащих биополимеров, чем при «изолированной» иммобилизации На 30 день эксперимента в обмене изучаемых биополимеров соединительной ткани печени, миокарда и аорты отмечается значительная анаболическая направленность

3 Подавление выраженной катаболической реакции в обмене углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани под действием сулодексида при длительном иммобилизационном стрессе связано со снижением продукции 11- оксикортикостероидных гормонов

4 Состояние дефицита кортикостероидных гормонов, вызванное введением аминоглютетимида, приводит к биохимическим сдвигам, характеризующимися одновременным уменьшением интенсивности как процессов катаболизма, так и анаболизма в гомогенатах тканей печени, миокарда, аорты и сыворотки крови, что сопровождается снижением уровня гексозаминов, гликозаминогликанов и их фракций, а так же гиалуронидазной и гексозаминсинтетазной активности в течение всего эксперимента

5 Дополнительная стрессовая нагрузка у крыс в условиях дефицита кортикостероидных гормонов приводит в первые 10 дней опыта к активизации, как реакции распада, так и синтеза углеводсодержащих биополимеров С 20 дня сочетанного воздействия в тканях печени, миокарда и аорты отмечается одновременное снижение как анаболических, так и катаболических процессов

6 Введение сулодексида стрессируемым животным на фоне дефицита кортикостероидных гормонов существенно сглаживает те метаболические нарушения в обмене углеводсодержащих биополимеров, которые наблюдаются у крыс как с «изолированными» инъекциями аминоглютетимида, так и с одновременным сочетанием иммобилизации и ингибированием синтеза кортикостероидных гормонов

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ Выявленное благоприятное действие сулодексида на обмен углеводсодержащих биополимеров, нарушенный при длительном иммобилизационном стрессе, а также дефиците кортикостероидных гормонов обосновывает целесообразность клинического исследования эффективности препарата у пациентов с различными патологиями со стороны соединительной ткани

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Бутолин, Е Г К обмену углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани при экспериментальном диабете у крыс / Е Г Бутолин, С В. Логвиненко, И В Лекомцев, О В Перминова// Материалы межрегиональной конференции биохимиков Урала, Западной Сибири и Поволжья - Оренбург, 2003 -С 29-31

2 Вольхина, И В Изменение уровня гексозаминов и гиапуронидазной активности у крыс на фоне введения хлодитана /ИВ Вольхина, О В Перминова // Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии Сборник научных работ Сибирского гос Мед университета - Томск, 2004 - ТЗ - №1-С.72

3 Перминова, О В Изменение содержания гликозаминогликанов печени и миокарда крыс при длительном стрессе и введении аминоглютетимида/ О В Перминова// Компенсаторно-приспособительные процессы фундаментальные, экологические и клинические аспекты Материалы всероссийской конференции - Новосибирск, 2004 -С 267-268

4 Перминова, О В Гормоны коры надпочечников крыс при стресс-синдроме и гипокортицизме / О В Перминова, И И. Мосягин, А И Глазырин // Морфологические ведомости - 2005 - №1-2 - С 118-120

5 Перминова, О В Влияние сулодексида на содержание углеводсодержащих биополимеров печени и миокарда при длительном иммобилизационном стрессе/ О В Перминова// Материалы межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 85-летию Самарского государственного медицинского университета - Самара, 2005 -С 291-294

6 Бутолин, Е Г Метаболизм углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани обзор / Е Г Бутолин, А И Глазырин, С Б Мохначева, О В Перминова //Биохимия соединительной ткани (норма и патология) сборник статей, посвященный 70-летию кафедры биохимии ИГМА/ Ижевск, 2005 - С 36-43

7 Перминова, О В Изменение содержания гликозаминогликанов печени и миокарде крыс при введении сулодексида в условиях длительной иммобилизации/ О В Перминова //Биохимия соединительной ткани (норма и патология) сборник статей, посвященный 70-летию кафедры биохимии ИГМА/Ижевск, 2005 - С 132-134

8 Перминова, О В Содержание углеводсодержащих биополимеров миокарда при введении сулодексида в условиях иммобилизационного стресса / О В Перминова // Проблемы геронтологии и гериатрии- 2006 Материалы третьей региональной научно-практической конференции Северо-западного федерального округа в рамках второго Международного северного социально-экономического конгресса «Культурная и природная палитра северных территорий России» - Сыктывкар 2006 - С 89-90

Список сокращений

11-ОКС - 11-оксикортикостероиды

ГАГ - гликозаминогликаны

УСБ - углеводсодержащие биополимеры

ГАСА - гексозаминсинтетазная активность

ГА - гексозамины

ГАА - гиалуронидазная активность

Подписано к печати 23 04 07 Формат 60x84 1/16 Бумага белая 80 г/м2 Отпечатано на ризографе Уел печ л 1,17 Тираж 100 экз Заказ № 238

Отпечатано в ООО «Владиаль» с готового оригинал-макета 450000, Уфа-центр, ул Цюрупы, 25 Тел 294-04-83