Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологические и индуцированные изменения поверхностной активности и фосфолипидного состава сурфактантов легкого

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологические и индуцированные изменения поверхностной активности и фосфолипидного состава сурфактантов легкого"

ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ НАУК УССР Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии имени А. А. Богомольца

На правах рукописи УДК 612.215

ХАСАБОВА Ирина Анатольевна

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНДУЦИРОВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОЙ АКТИВНОСТИ И ФОСФОЛИПИДНОГО СОСТАВА СУРФАКТАНТОВ ЛЕГКОГО

Специальность — 03.00.13 (физиология человека и животных)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Киев — 1990

Работа выполнена в ордена Трудового Красного Знамени Институте физиологии им. А. А. Богомольца АН УССР.,

Научный руководитель-—-доктор медицинских паук, профессор В. А. Березовский.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор М. М. Середенко; кандидат биологических наук В. К. Тищенко.

Ведущая организация — Киевский медицинский институт имени А. А. Богомольца.,

Зашита диссертации состоится « . 1990 г.

в /7 часов на заседании специализированного совета Д-016.15.01 прн Институте физиологии им. А. А. Богомольца АН УССР (252024, Киев-24, ул. Богомольца, 4).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета доктор биологических наук

3. А. СОРОКИНА-МАРИНА

OBUJAH ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

AgT-Уальность проб дета. Среди современных проблем физиологии дыхания важное место занимают вопросы, связанные с Изучением поверхностно-активных веществ легких - сурфактактов. Исследованиями зарубежных /King, Cieaenta, 1972';Hiii3,"i985; Bresjen et.ai.1939 / и отечественных /Романова, 1976; Бестужева, 1979; Березовский, Горчаков, 1982/ ученых установлена биохимическая природа, морфологическая структура и физиологические функции сурфактантной системы легких, осуществляющей первый контакт между молекулой кислорода и организмом.

Ба-кнейшие физиологические функции сурфактантов связаны С ИХ высокой ПА.Х /Smith, Stameno-vic, 1986 ; "Yeibel, Baclofen, 19В7/ . Показано, что еурфахтанты легких, снижая поверхностное натяжение на разделе фаз газ-жидкость, уменьшает работу, необходимую для вентиляции легких, стабилизирует1 альвеолы и предотвращают их ателектаз. При этом создаются необходимые условия адекватности поверхности газообмена данному уровш вентиляции и перфузии /Левина, 1984; Byford et al., 1985 /г что способствует поддержанию кислородного гомеостазиса организма.

Высокие поверхностно-активные свойства сурфактантов связывают с присутствием в их составе большого количества фосфолипидов ./King; defect3,19V2; Tanaka et.al., 1983 /. Однако, несмотря на длительность изучения данного вопроса, в настоящее время еще нет достаточно полной качественной и количественной характеристики структурно-функциональной вза-

к - В работе приняты следуюп|ие сокращения: ПА - поверхностная активность, ПН - позерхностное натяжение, КС - индекс стабильности, ФЛ- фссйюлипиды, ФХ - фосфатидилхслин, СМ --' сфингоммслик, ФИ - фосфатидилинозитол, iC - фосфатидилсе-рин, 5Э - фссфаткдилзтаноламик, ФГ - фосфа'?кдилглицерин, ^16-0 ~ пальмитиновая кислота, ЛФХ - лизофосфатидилхолин, Д11ФХ - дипальмитоилфосфатидюколин, Ш - подсолнечное масло, ГЕЧ - гидрированное подсолнечное масло.

z.

*

ямосвязи поверхностной активности и фосфолипидного состада сурфактантов с учетом эцдогенных и экзогенных влияний, что представляет теоретический и практический интерес в связи с наработкой и применением искусственных сурфактантов.

По мнению большинства авторов сурфактангы легких весьма чувствительны к внешним воздействиям. Показано, что гипоксия /Арбузов, 1982; Горчаков, Коросташ, 1983/, характер питания /Alam,Alam,1984 /, фармакологические препараты /Серебровс-кая и др., '1989;Oyarzun,Clemente, 1978 / вызывают изменения функционального состояния сурфактантов легких. Од^ко, научная оценка любого влияния должна осуществляться с учетом физиологической нормы, естественных суточных пределов ее колебания, что-до настоящего времени применительно к сурфак-тангам остается практически неизученным.

Ввиду широкого использования в клинике гипоксических смесей, а также камеры "Горный климат"/Березовский, Дейне-га, 1988; Березовский и др. 1988/, практическое значение имеют экспериментальные исследования влияний гипоксической гипоксии на состояние сурфактантов легких с учетом суточных и видовых вариаций физиологической нормы, а также на фоне модифицированного липидного обмена, блокады _/5-адре- • норецепторов и синтеза простагландинов, оказывающих регу-ляторные влияния на метаболизм сурфактантов /warshaw et.al. 1986/. Проведение подобных экспериментов позволило также уточнить .некоторые теоретические положения, касащиеся регуляции метаболизма сурфактантов в норме и в условиях гипоксической гипоксии.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось изучение физиологических и вызванных различными воздействиями изменений поверхностной активности сурфактантов легкого от их фосфолипидного состава в условиях нормок-сии и острой гипоксической гипоксии.

В конкретные задачи исследований входило:

I) Изучить суточные колебания поверхностной активности и фосфолипидного состава сурфактантов легких в условиях нормоксии и острой гипоксической гипоксии.

3.

2) Изучить влияние острой гипоксической гипоксии на естественный суточный ритм поверхностной активности и фос-фоЛипйДного состава сурфактантов.

3) Как пример экзогенного воздействия, модифицирующего липидный обмен организма, изучить влияние качественно различных алиментарных жиров на поверхностно-актизные свойства и фосфолипидный состав сурфактантов легких в условиях нор-моксии и гипоксической гипоксии.

4) Для углубления теоретических представлений об участии ^-адренорецепторов и простаглакдинов в регуляции метаболизма сурфактантоп легких изучить поверхностно-активные свойства и фосфолипидный состав сурфактантов на фоне блокады _/3- адренорецепторов и синтеза простагландинов в условиях нормоксии и острой гипоксической гипоксии.

5) С учетом видовых особенностей сурфактантов легки изучить влияние гипоксической гипоксии на поверхностно-активные свойства и фосфолипидный состав сурфактантов крысы и кролика.

6) Исследовать зависимость между поверхностной активностью и фосфолипидным составом сурфактантов легких на фоне рассматриваемых экзогенных и эндогенных воздействий.

Научная новизна. Получены новиз данные о суточных колебаниях поверхностной активности и фосфолипидного состава сурфактантов легких, что позволяет конкретизировать представление о вариабельности физиологической нормы состояния сурфактантов. Впервые показано, что острая гипокеическая гипоксия нивелирует естественный суточный ритм колебаний поверхностно-активных свойств и существенно снижает амплитуду колебаний основных фосфолипидных показателей сурфактантов.

Полуиены новые факты о влиянии энтерально введенных качественно различных жироп, а такте широко используемых в клинике фармакологи«ески\' препаратов - обзидана и аспирина. Впервые представлены данше об изменениях сурфактантов легкого в ответ на гипоксический стимул ка фоне измененного ли-пидкого обмена, блокады _$-аяренорецелтогов и синтеза проста-

главдинов.

Проведенные исследования о влиянии некоторых эвдогенных и экзогенных■воздействий на сурфактанты легких позволили выявить закономерность зависимости поверхностной активности•от относительного содержания фосфатидилхолина.

Практическая значимость работы. Полученные экспериментальные данные о суточных колебаниях физиологической нормы сурфактантов' легких у животных предопределяют цэлесообраз-ность проведения подобных исследований в клинике для выявления временной оптимизации приема лекарственных препаратов, ' изменяющих состояние сурфактангов, а также применения искусственных сурфактантов.

Практическое значение имеют данные о резком снижении поверхностной активности сурфактантов легкого при длительном применении обзидана и аспирина - фармакологических препаратов, широко используемых в клинике. Для устранения побочного действия данных препаратов целесообразно использование поддерживающей сурфактантную систему терапии, что позволит предотвратить развитие патологических изменений со стороны легких.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на У1 и УП конференциях по комплексной проблеме "Физиология и патология дыхания, коррекция гипоксических состояний" /Киев, 1986, 1987/; на ХП съезде Украинского физиологического общества им.И.П.Павлова /Львов, 1986/; на Республиканском слете молодых медиков, посвященном ХХУП съезду КПСС и ХХУП съезду Компартии Грузки /Тбилиси, 1986/; на Всесоюзной конференции ''Побочное действие лекарственных препаратов" /Витебск, 1986/; на Всесоюзной конференции "Реактивность к резистентность: фундаментальные и прикладные проблемы" /Киев, 1937/; на заседании сектора висцеральных систем Института физиологии им. А.А.Богомольца АН УССР /КиеБ, 1987/; на 1У Всесоюзном съезде патофизиологов Диаинев, 1989/.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано II

работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц и 16 рисунков.

Работа состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, экспериментальных результатов и их обсуждения, заключения, выводов и списка цитируемой литературы, включающего 87 работ отечественных и 218 работ иностранных авторов.

Материалы и методы исследования. Материалом для исследований служили сурфактанты легких половозрелых крыс-самцов массой 120 - 150 г и самцов кроликов массой 2,5 - 3,2 кг, содержащихся в виварии. В работе приводятся данные, полученные на 563 крысах и 20 кроликах. Методы исследования включали: I) Ввделеше сурфактантов легких методом дифференциального центрифугирования по Tanaka et.al./1983/. 2) Исследование поверхностно-активных свойств сурфактантов легких методом Вильгельми-Лэнгмюра в модификации Березовского и Горчакова /1979, 1982/. В результате исследований -регистрировались статическое ПН, минимальное ПН, максимальное ПН. Иццекс стабильности определяли по формуле:

№ ПК макс. - ПН мин. Y о. i Iii макс. + Ш мин.' с'

3) Получения липидов методом Polch et.al./1957/ и Bliga, Dyer /1959/ с модификациями /Терехова, 1981/. 4) Микротон-кослойнуп хромотографию на стеклянных пластинках б х 6 см с суспензией силикагеля и гипса для разделения липидов на индивидуальные компоненты Svetasliev , 7a-kovsky /1972/. Количественное определение классов фосфолипидов с микротонкослойных: хроматограмм проводили по методу Vnsicovsïry et.al. /1975/. Часть экспериментальной работы была выполнена' на стандартных пластинках 15 х 15 см "Силуфол" /ЧССР/. Оптическую плотность пятен измеряли на денсктографе в отражением свете "Carl Zeiss ïeaa ,/ГДР/. О количестве О судили по площади пиков, измеренной на приборе МОР - AMDS /Австрия/. 5) Газохроматеграфический анализ жиргакислотногс состава

фосфолипидоЕ сурфактантов легких /Терещук, Немировский, 1983/.

Создание гипоксической гипоксии. Для изучения влияния острой гипоксической гипоксии на поверхностную активность и фосфолипидный состав сурфактантов животных выдерживали в барокамере в течение 2-х часов при разрежении, соответствующему подъему на высоту 9000 м над уровнем моря.

Изучение суточных ритмов сурфактантов легкого в уело- ' виях нормоксии и гипоксии. Для изучения суточных ритмов состояния сурфактантов животных забивали 4 раза в сутки через равные^промежутки времени (0 часов, 6.00, 12.00, 18.00) с учетом кормления, а также состояния покоя и бодрствования животных. "

Для исследования влияния гипоксической гипоксии на.суточный ритм колебаний основных биохимических и физико-химических параметров сурфактантов животных до указанного времени забоя в:течение 2-х часов выдерживали в барокамере. Забой контрольных животных проводили в то же время суток, что и интактных.• "

Изучение ллияния жировых добавок. Животные в течение 2-х недель дополнительно к основному рациону вивария получали по I мл жиров - подсолнечное масло и гидрированное подсолнечное масло, различающихся по жирнокислотному составу.

Для изучения влияния жиров, вводимых перорально, на внутриклеточную и альвеолярную фракции сурфактантов проводились электронно-микроскопические исследования легочной ткани, морфометричеекие измерения и рассчет объемной плотности ламеллярных телец в пневмоцитах II типа. Исследования проводились совместно с Коваленко Т.Н.

Применение обзидана - JS-блoкaтova.. Обзидан вводили внутрибрюшинно по 0,001 г на 100 г массы животного. Перед барокамерой или забоем животных выдерживали в течение 2-х часов.

Применение аспирина - блокатора синтеза простагландинов. Аспирин вводили подкожно по 0,06 г на 100 г массы животного.

Суточные колебания ПА и фосфолииедного состава сурфактантов легких в норме и в условиях острой гипоксической гипоксии.

Исследование динамики суточных колебаний ПА, характеризующей функциональное состояние альвеолярных сурфактантов, не выявила достоверных различий между величинами ИС, полученными в 6.00, 12.00 и 18.00 /0,795 ± 0,071; 0,791 ± - 0,053; 0,874 i 0,С81 соответственно/. Лишь в 0 часов значение ИС достоверно снижается /0,669 - 0,031, р Л 0,05/, что, по-видимому, связано с состоянием бодрствования лабораторных крыс, характеризующимся повышенными показателями вентиляции и газообмена /Федосеев и др., 1987/, что усиливает секрецию сурфактантов на альвеолярную поверхность Д/icholas, Barr , 1983/. Таким образом, альвеолярные сурфак-танты больщую часть суток сохраняют относительную стабильность поверхностной активности.

Для изучения структурно-функциснальной связи были проведены исследования абсолютного содержания общих Ш и отдельных фосфолишдных фракций альвеолярных сурфактантов, а также рассчитаны их процентные соотношения, что имеет значение для качества монослоя.

Анализ суточных колебаний абсолютного содержания общих ФЛ и отдельных их фракций выявил высокую вариабельность данных показателей, а также отсутствие корреляционной связи с динамикой суточных изменений ПА сурфактантов. Показано, что амплитуда суточных колебаний общих Ш составляет 165$ (за точку отсчета принята среднесуточная величина), СМ - 18СЙ; ФХ - 176, Ы; ФИ + <ЕС - 238,5Я; ФЭ + ФГ - ТЗО.бЯ. Расчеты соотношений отдельных фосфслипидных фракций выявили значительную амплитуду колебаний процентного содержания ©I + SC (IM), ФЭ + <5Г (175,350, и СМ (149,3$), тогда как относительное содержание ФХ в течение суток достоверно не изменяется, что, вероятно, и является одной из причин относительной суточной стабильности функционального состояния сурфактантов легких.

Итак, полученные результаты позволяет говорить с су-

точной вариабельности физиологической нормы показателей фос-фолипидного состава сурфактантов легких, что, на основании данных Сыромятниковой и соавт. /1987/,wiehert /1983/, можно рассматривать как результат колебания интенсивности обменных процессов, в основе которых лежат флуктуации состояния регулирующих систем /Губин, Герловин, 1980/. Значения же ИС не испытывают столь выраженных колебаний, вследствие стабильности относительного содержания ФХ.

У животных, подвергшихся действию острой гкпоксической гипоксии, сохраняется естественный ритм суточных колебаний ПА сурфактантов, -с минимальным значением в 0 часов /0,671 í - 0,010/. Максимальные, достоверно не-различающиеся значения ИС получены в"6.00 /0,807 ± 0,041/, 12.00 /0,772 ± 0,022/ и 16.00 /0,778 ± 0,010/.

Суточный же биоритм колебаний абсолютного содержания общих и отдельных ФД претерпевает в условиях гипоксии значительные изменения. Нами показано изменение акрофазы колебаний всех фосфолипидных компонентов, а также значительное снижение амплитуды /ФЛ - 27,8$; ФХ - 46,9$; ФИ + SC - 57,255; ФЭ + + ФГ - 40,3?/, что можно рассматривать как частный пример десинхронизирующего действия гипоксии.-При зтом и в условиях острой гипоксии отсутствует структурно-функциональная взаимосвязь абсолютного содержания общих и отдельных Ш. и ПА аль-веоляршх сурфактантов.

Гипоксическая гипоксия оказывает также десинхронизирующее действие и на суточный ритм относительного содержания фссфолипвдных компонентов. Цри этом амплитуда колебание ФИ + + $С снижается до 78%, а ФЭ + ФГ - до 61,25!. Процентное же содержание ФХ, как и в условии нормоксии, не испытывает суточных колебаний, что, вероятнее всего, является Еедущим фактором низкой суточной вариабельности ПА сурфактантоз легких.

Сравнительный анализ поверхностной активности и фосфолипкдного состава сурфактантов легкого у крысы и кролика в норме и в условиях острой гипоксической гипоксии

В результате исследований показано, что значения ИС у

крысы и кролика достоверно между собой не различаются, (0,806 ± 0,041 - у крысы и 0,749 ± 0,054 - у кролика). Это гозволяет говорить об относительно равной способности сурфактантов данных животных снижать ПН на границе раздела фаз газ-жидкость in vitro.

В отличие от поверхностно-активных свойств абсолютное содержание общих и отдельных ФЛ, а, возможно, и сурфактан-тов в целом на альвеолярной поверхности, подвержено ввдовым вариациям (Табл. I а). Так, количество общих ФЛ, рассчитанное на I м2 респираторной поверхности /Тегшеу, Reamers, 1963/, у крысы в 27 раз больше, чем у крысы, что подтверждает ранее высказанное предположение /Olenents, 1971/ об обратной зависимости размеров животного и содержания сурфактантов. Основываясь на данных Кребса (1950), более высокий уровень содержания Ш сурфактантов на альвеолярной поверхности у крысы по сравнению с кроликом можно рассматривать как результат более высокой интенсивности обменных процессов в легком данного, животного. Значительно выше у крысы и абсолютное содержание отдельных фосфолипидных фракций, включая ФХ. Относительное же содержание данного компонента у изучаемых животных достоверно не различается, что, по-видимому, является основной причиной идентичности поверхностно-активных свойств. Относительное же содержание остальных фосфолипидных фракций испытывает видовые различия (Табл. 16).

В условии гипоксии у крыс поверхностно-активные свойства сурфактантов по сравнению с интактнкж достоверно не меняются, хотя при этом наблюдается резкое скипение абсолютного содерчсгния общих <У1 й отдельных фосфолипидных фракций, что, вероятно, является результатом разобщения процессов синтеза, секреции и деструкции в стороцу преобладания последнего (табл. I а). Отсутствие взаимосвязи между ПА и абсолютным содержанием общих v. отдельных ФЛ позволяет гозорить о независимости этих двух показателей, что подтверждает ранее высказанное предположение с наличии функционального резерва сурфактантов на альвеолярной поверхности /Димитрова, 1962; elements , 1971/.

Анализ процентных соотношений фссфолипидикх фракций

Таблица I а.

РАЗЛИЧИЯ РЕАКЦИЙ ШМОЛИЩДНОГО СОСТАВА (АБСОЛЮТНОЕ СОДЕРЖАНИЕ МГ/М2 СЫРОЙ ТКАНИ) СУРФАКТАНТОВ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ГШ1ШСИЧЕСК0Й ГИПОКСИИ (М±т, n а Ю)

Крыса ■: . Кролик : Р

¡нормоксия ¡гипоксия : р с :нормоксия :Г : П: Ш : гипоксия : 1У :ШР-1У: I : Ш

ФЛ

СМ ФХ

ФИ + ФС ФЭ + ФГ

22,48±1,82 0,89 ±0,06 I7,0I±I,26 1,44 ±0,13 0,87 ±0,05

6,78±0,4I 0,39±0,08 4,63±0,2I 0,60±0,02 0,70-0,04

0,001 0,83 ± 0,06 0,01 0,02 ±0,002 0,01 0,72± 0,05 0,01 0,01 ±0,001 J/S 0,04± 0,01

1,77 ± 0,11 0,02 ± 0,002 1,32 ± 0,11 0,02 ±0,001 0,231* 0,01

0,001 0,001 ys 0,001 0,01 0,001 f/Z 0,001 0,001 0,001

Таблица I б.

РАЗЛИЧИЯ РЕАКЩЙ ФОСФОЛИПИДКОГО СОСТАВА (ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ %) СУРФАКТАНТОВ НА ВОЗДЕЙСТШЕ ШЮКСИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ (М ± m , п = 10)

: К Р ы с а К ролик. . ; р <

:нормоксия : гипоксия : р : П :Г: П нормоксия :гипоксия 1У : р : :1У: Г : Ш

. СМ 3,95 ± 0,41 4,97 ± 0,36 у/ЗГ 2,16 ± СХ?24 1,35 ± 0,22 :0,05 0,05

ФХ 75,67± 4,45 68,31± 3,49 SS 86,61± 4,32 72,74± 3,34 0,05 J/S

ФИ + ФС 6,29 ± 0,37 В,47 ± 0,65 0,05 1,73 ± 0,15 1,44 ± 0,07 rTS 0,05

ФЭ + ФГ 3,86 * 0,23 10,00- 1,42 0,01 4,99 - 0,34 14,42- 0,79 0,01 0,05

сурфактантов выявил достоверное повышение относительного содержания ФИ + ФС и ФЭ + ФГ. Относительное содержание СМ и ФХ в сурфактангах крысы после гипоксии не изменяется (табл.16).

У кролика в отличие от крысы гипоксия вызывает достоверное снижение поверхностно-активных свойств; ИС = 0,603 -i 0,018 (р -г. 0,05). В то же время у кролика в ответ на действие гипоксического фактора количество общих ФЛ и отдельных фосфолипидных фракций достоверно возрастает (табл. 1а), что по мнению Brown , Pranke /l98E^ Holm et.al . /1985/ связано с усилением у кроликов при гипоксии процесса секреции сурфактантов.

Со стороны процентных соотношений у кролика после гипоксии выявлено достоверное снижение относительного содержания СМ и ФХ, а также повышение ФЭ + ФГ (табл. I б). То есть у кролика в отличие от крысы в условии гипоксии наблюдается уменьшение относительного содержания ФХ - основного поверхностно-активного компонента, что приводит к снижению поверхностно-активных свойств сурфактантов легких, во всяком случае in vitro . Таким образом, на основании полученных результатов можно говорить о более высокой чувствительности сурфактантной системы легких у кролика к гипоксии, чем у крысы.

ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВЕННО РАЗЛИЧНЫХ ЖИРОВ НА Ш2ИКО-ХИМИЧЕСКОЕ И БИОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СУРФАКТАНТОВ ЛЕГКИХ.

Влияние жироз на достояние сурфактантов легких в условиях нормоксии.

Изучение поверхностно-активных свойств сурфактантов легких крыс, получавших Ш, не выявило достоверных различий значений ИС по сравнению с интакткыки животными, ИС = 0,694± - 0,054 (у интактных ИС 0,806 - 0,041, п= 10). Биохимический анализ ФЛ сурфактантов показал, что использование в . пищевом рационе дополнительного количества ILM вызывает снижение содержания общих Ш на альвеолярной поверхности в £ раза по сравнению с ингактнами животными. Снижение количества общих 2Л происходит преимущественно за счет снижения со-

держания ФХ, так как количество остальных фосфолипидных фракций достоверно не изменяется по сравнению с интактными животными, что в свою очередь модифицирует процентные соотношения фосфолипидов. При этом резко, до 38,99 * 2,43£, снижается относительное содержание ФХ. Жирнокислотный анализ фракции общих Ш показал, что у крыс, получавших ПМ, относительное содержание £¡16.о (54,01 - 2,15$) достоверно выше по сравнению с интактными, (46,40 ± 1,99$). По мнению Уайт и соавт. /1981/, в сурфактантах легких преимущественно

встраивается в ФХ. При этом, по-видимому, несколько увеличивается относительное содержание ДПФХ - наиболее поверхностно-активной фракции лецитинов, что и определяет сохранение высокой ПА сурфактантов.

Е результате добавки к пищевому рациону крыс ГШ ПА сурфактантов достоверно не изменяется ШС = 0,678 ± 0,09) по сравнению с интактными ( п = 10). Количество же общих ФЛ сурфактантов снижается в 1,5 раза,, что связано с уменьшением абсолютного.содержания основных фосфолипидных фракций, исключая ФЭ + ФГ, количество которого несколько увеличивается по сравнению с интактными животными.

Повышенное употребление крысами ГШ вызывает и некоторые изменения процентных соотношений отдельных фосфолипидных фракций сурфактантов. При этом относительное содержание ФХ практически не меняется. Не выявлено и достоверных изменений содержания С^.д, что косвенно отражает сохранение уровня ДПФХ, а, следовательно, и ПА сурфактантов.

Морфологическими исследованиями показано, что на фоне ' как ГШ, так и ГПМ объемная плотность ламеллярных телец в пневмоцитах II типа не изменяется по сравнению с нормой. Выявлено усиление распада сурфактантов, увеличенное поглощение их альвеолярными макрофагами. Кроме того, в клетках стромы легких встречаются крупгае липидные гранулы, в некоторых легочных капиллярах отмечены скопления тромбоцитов. Таким образом, данные биохимического анализа с учетом электронно-микроскопических исследований позволяют высказать предположение, что и ПМ,- и ГПМ б рационе крыс способствуют изменению соотно-

гз.

шений процессов синтеза, секреции и деструкции сурфактантов в сторону преобладания последнего. В результате на альвеолярной поверхности количество ФЛ, а возможно, и сурфактантов в целом снижается.

Реакции сурфактантов легких на гипоксии на

фоне модифицированного липидного обмена.

На фоне ПМ острая гипоксическая гипоксия не вызывает достоверных изменений ПА сурфактантов легких (ИС = 0,728 -. i 0,091) по сравнению с контрольными для этой группы животными, получавшими ПМ, но не испытавшими действие гипоксии. Содержание общих М также достоверно не изменяется, хотя и наблюдается некоторая тенденция к снижению за счет уменьшения абсолютного содержания отдельных фосфолипидных компонентов. На фоне ПМ гипоксия несколько модифицирует процентные соотношения фосфолипидных фракций, достоверно■снижая относительное содержание СМ и повышая содержание ФХ (до 51,03 ± 3,69^) по сравнению с контрольными животными. Относительное содержание других фосфолипидных фракций практически не меняется. Уровень Cjg.Q достоверно снижен (44,56 i 2,22%) по сравнению с контрольными животными (54,01 - 2,15t). Таким образом, гипоксическая гипоксия на фоне ПМ не изменяет ПА сурфактантов, что достигается благодаря снижению уровня Cjg.Q и повышению процентного содержания ФХ.

На фоне ГШ "гипоксия также не вызывает достоверных изменений ПА (ИС = 0,764 - 0,061) по сравнению с контрольным животными ( я = 10). Содержание общих ФЛ не изменяется, хотя как и в случае с ПМ, отмечена тенденция к снижению. Гипок ия модифицирует процентные соотношения фосфолипидных фракций. При этом сохранение высокой ПА связано, в основном, с отсутствием достоверных изменений относительного содержания Cjg.Q на фоне снижения относительного содержания лецитинов.

Морфологическими исследованиями показано, что у животных, кормленных добавками как ПМ, так и ГШ, при действие острой гипоксии объемная плотность ламеллярных телец не изменяется, но достигается это за счет значительного увеличения количества более мелких телец на единицу объема пневмоцитов II

типа. В альвеолярных макрофагах отмечено увеличение числа крупных лизосом, крупных липидных гранул и остаточных телец, имеющих вид ламеллярных. При добавлении ПМ в ткани легких крыс обнаружено уплотнение цитозоля альвеолярного эпителия и эцдотелия капилляров, набухание и просветление митоховдрий с очаговой гомогенизацией крист и матрикса. При добавлении ГО.! митохондрии в клетках альвеолярного эпителия имеют значительную степень осмиофияии, широкие и плотные кристы с узкими межкристными промежутками. В легочной ткани этих животных отмечается отек коллагенсодержащих участков стромы, а иногда и интерстициалького пространства аэрогематического барьера. Таким образом, полученные морфологические данные позволяют говорить о том, что избыток жиров, независимо от их качества, не способствует повышении резистентности легких в целом и сурфактантов, в частности, к воздействию острой гипоксии.

голь Аадренорецепторов б регуляции Фижо-мдавских.

И БИОХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ "СУРФАКТАНТОВ ЛЕГКИХ.

Особенности реакций сурфактантов легких на однократное и длительное примзнение .Д-адреноблокатора - обзиданэ в условиях нормоксии.

Исследования фосфолилидногс состава сурфактантов показали, что одноразовое введете обзидана зызызает резкое, более чем в 3 раза, снижение содержания общих ФЛ на альвеолярной поверхности, что, по мнению ИсИопаЗД <¿1.а1. /1985/, можно рассматривать как результат снижения секреции. Однако, даже 3-х кратное уменьшение количества ФЛ не приводит к снижению ПА, «тс подтверждает наличке избытка сурфактантов на альвеолярной поверхности. Уменьшение количества общих 5Л сурфактантов происходит в результате снижения абсолютного содержания отдель-!:ых фосфолипидных фракций, что, в свою очередь, модифицирует их соотношения. Так, расчеты процентного содергяашя отдельных фосфояипидних фракций »оказали, чт-о в ответ на одноразовое введение обЕидьна относительное содеркание Ш 5С к ФЭ + ФГ увеличивается, а СМ - ажается (табл. ?.). Относительное содержание ФХ не изменяется, что следует рассматривать как один

из основных факторов сохранения высоких поверхностно-активных свойств.

При 5-дневном введении обзидана ПА сурфактантов достоверно снижается (0,532 - 0,041, р ^ 0,05). Количество общих •5Л сурфактантов на альвеолярной поверхности по сравнению как с. интактными (1,25 ± 0,06 мг/г), так и с животными, получавшими обзидан одноразово (0,33 £ 0,01 мг/г), достоверно уменьшено (0,14 ^ 0,0003 мг/г), что преимущественно связано с нарушением секреции сурфактантов /Е'кеХипа. е1;.а1 ., 1985; з?1зЬег е1;.а1., 1985/, хотя, по мнению Нозааск еЪ.е.1./19В1/, в результате длительного применения обзидана нарушаются и процессы синтеза основных ФЛ.

Длительное применение обзидана вызывает неравномерное снижение абсолютного содержания отдельных фосфолипидных компонентов, что в значительной степени изменяет их процентные соотношения в сторону достоверного снижения доли ®Х (табл.2). Таким образом, в условиях блокады адренорецепторов сохраняется основной принцип зависимости ПА от процентного содержания ^Х.

Особенности реакций сурфактантов легкого на действие острой гипоксическсй гипоксии на фоне однократного и длительного применения ^-ацреноблокатора - обзидана.

Изучение сочетанного действия ^-адреноблокатора - обзидана и гипоксии показало, что снижение парциального давления кислорода на фоне одно- и многократного введения препарата нэ вызывает достоверных изменений ПА по сравнению с животными, получавшими обзидан, но не подвергшимися действию гипоксии (контрольные животные).

Исследование же фосфолипидного состава сурфактантов показало, что в условии гипоксии на фоне и одно- и многоразового введения препарата'абсолютное количество общих ФЛ сурфактантов на альвеолярной поверхности достоверно повышается по сравнению с контрольными животными. При этом повышается и абсолютное содержание всех отде ьных фосфолипидных фракций. Однако, на поверхностно-активных свойствах повышение количества общих и отдельных ФЛ не сказывается, что свидетельствует о независимости этих параметров.

Таблица 2

ФСШШИШДНУЯ СОСТАВ СУШКТАНТОВ (ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ %) НА ФОНЕ БЛОКАДЫ 0 - АДРЭЮРЕЦЕПТОРОВ В УСЛОВИЯХ НОРШКСИИ И ГИПОКСИИ (М ± га , а =10)

¡интактные : Обзидан (I день) Обзвдан (5 дней) р ^

:нормоксия : гипоксия : нормоксия : гипоксия ;1:1У ;П:Ш ;1У:У

: I : П : Ш 1У : У ~:1:П

СМ 3,15-0,31 2,34-0,14 4,06-0,36 8,18^0,85 3,23^0,26 0,05 0,01 0,С5 0,05

ФХ 53,73^3,88 47,13±3,24 53,46^3,48 41,68^2,53 29,88^1,79 0,05 //5 0,05

СИ+5С 15,41^0,92 9,96±0,75 Б,94±1,04 27,94±3,52 40,58^3,70 0,01 0,01 У/3 0,05

ФЭ+ФГ 15,Г?±1,29 28,37±1,18 18,01^1,51 16,89-1,12 18,59-1,18 0,01 0,05 /КГ

о>

На фоне одноразового введения обзидана гипоксия не вызывает изменений процентного содержания ФХ (табл. 2), с чем, вероятно, связано сохранение высоких поверхностно-активных свойств. При длительном применении обзидана в условиях гипоксии наступает дальнейшее сниже!ие относительного содержания ФХ по сравнению с контрольной группой животных, которое не сопровождается-снижением ПА. По мнению Э'Аг.оигз et.аЗ/1983/, данный факт свидетельствует о том, что легкие обладают функциональным резервом сурфактантов.

РОЛЬ ПРОСТАГЛАНДИНОВ В РЕГУЛЯЦИИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СУРФАКТАНТОВ ЛЕШИХ.

Роль простяглаздинов в регуляции физико-химических и биохимических параметров сурФектантов легкого в условиях нормоксии.

Результаты проведенных нами опытов показали, что при длительном применении аспирина ПА сурфактантов in vitro снизилась (рис. I), при этом-абсолютное содержание общих ФЛ, а возможно, и сурфактантов в целом на альвеолярной поверхности достоверно не меняется. Значительно возрастает количество ФИ + ФС, ФЭ + ФГ. Абсолютное же содержание СМ и ФХ практически не меняется. Но наиболее характерным признаком является резкое увеличение в составе сурфактантов ЛФХ, от следовых'количеств в норме до 0,10 - 0,02 мг/г у животных, получавших аспирин.

Расчеты процентных соотношений фосфолипидных фракций (табл.3) позволяют связать снижение ПА сурфактантов с уменьшением в их составе процентного содержания ФХ. Таким образом, наш данные, подтверждают участие простаглаццинов з регуляши метаболизма сурфактантов и, з частности, конечных этапов синтеза ФЛ, о чем свидетельствует появление в сурфактангах ЛФХ, а также увеличение содержания ФЭ + ФГ.

Роль ггоостагландиноз в регуляции физико-химических и биохимических параметров сурфактантов легких.

Острая гипоксическая гипоксия на фоне применения аспирина вызывает повышение- уровня общих ФЛ за счет повышения абсс-

ИС|

0,5"

□

ношокеия.

V/

к2-

'Л

- гипоксия, А - интактше,

Б - введение аспирина

Таблица 3.

ВЛИЯНИЕ АСПИРИНА НА ОТНОСИТЕЛЬНОЕ СОДЕЙШИЕ (%) ФОСФОЛИ-ПИДНИХ ФРАКЦИЙ СУРФАКТАНТОВ В УСЯОЩЯХ НОРЮКСИИ И ГИПОКСИИ

: интактше : А с п и р и н р

: нопмокоия : гипоксия

•: I : П : ' Ш : 1:П : П:Ш

пч Ьсч 3,95±0,41 1,99-0,21 2,30 ¿0,16 0,05 мз

Ш 75,67±4,45 55,46^3,82 52,73 ±3,8Г 0,05 У5

ФП+ФС 6,29-0,37 13,С0±0,92 9,72 ±0,81 0,01 ЛЯ

3,86=0,23 16,42±1,0е 24,05 ±1,64 0,001 0,01

ЛФХ - 1,8210,27 2,17 ±0,18 .

лютного содержания отдельных фракций по сразнению с контрольными животными, получавшими аспирин, но не подвергшимися действию гипоксии. Лишь содержание ФХ достоверно не меняется. При этом процентное содержание ФХ также достоверно не изменяется (табл.3), что и является основной причиной сохранения ПА сурфактантов (рис. I). Таким образом, в данном случае также имеет место принцип зависимости ПА от относительного содержания основного поверхностно-активного компонента ФХ.

'ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сурфактанты легких чувствительны к воздействиям эндогенного и экзогенного характера, изменяющим интенсивность газообмена и метаболизма. Примером влияния зндогенных.факторов на состояние сурфактантов легких могут служить выявленные колебания фосфолипвдного состава и ПА сурфактантов. При этом в отличие от показателей абсолютного содержания ФЛ значения ИС в- меньшей степени испытывают суточные колебания, что, по-видимому, является необходим™ условием сохранения фут.диональной. активности сурфактантиой системы, а, возможно, и легких в целом, для поддержания газового гомеостазиса.

Факторы эндогенного характера лежат и в основе видовых вариаций сурфактантов легких. При этом в силу различий интенсивности обменных процессов крысы ик кролика /Теппеу,Кегапегз 1963/ количество 551 сурфактантов у этих животных существенно различается. В то же время вследствие отсутствия достоверных различий относительного содержания ФХ поверхностно-активные свойства сурфактантов у изучаемых животных практически одинаковы.

Острую гипоксическую гипоксию можно рассматривать как экзогенный фактор. Нами показано, что гипоксия изменяет естественный суточный ритм колебаний фосфолипидного состава и ПА сурфактантов, что является частным примером десинхронизирующего действия гипоксии /Усенбаева, Султанова, 1987/.

У крысы и кролика данный гипоксический режим /9000м,2ч/ вызывает различные реакции. У крысы наблюдается снижение содержания сурфактантов вследствие разбалансирования процессов синтеза, секреции и деструкции, что при отсутствии достовер-

ных изменений процентного содержания ФХ не приводит к снижению значений ИС. У кролика отмечено уменьшение процентного содержания ФХ, и, следовательно, ПА сурфактантов, что позволяет говорить о более высокой чувствительности сурфактантов кролика к гипоксии. В основе выявленных различий реактивности сурфактантов легких, вероятнее всего лежат видовые различия чувствительности ферментов и, прежде всего, адени-латциклазной системы, производные которой задействованы в регуляции метаболизма сурфактантов /Klaas , 1979/.

Как пример экзогенного воздействия, изменяющего липид-ный обмен организма, можно рассматривать включение в рацион животных качественно различных жировых добавок /Ахметов,Талонов, 1978; Faridy, 1975/. Нами показано, что независимо от степени насыщенности используемого жира количество Ш. сурфактантов достоверно снижается, что с использованием данных морфологических исследований можно расценить, как усиление деструкции сурфактантов альвеолярными макрофагами, а по аналогии с другими тканями /Лейтес, 1966/ и как повышение активности липолитических ферментов.

Вызванное избыточным потреблением жира уменьшение количества §Д сурфактантов, тем не менее, не сказывается на ПА в результате сохранения относительно постоянного уровня Cjg.g, что косвенно отражает и содержание ДПФХ - наиболее поверхностно-активной фракции лецитинов /Burnell et.al., 1978; Okuya-ma et.al., 1983/.

Ранее на культуре пневмоцитов II порядка бьшо показано /Лазаревич и др., I9S4; Jalter3 , 1985/, что ß- адренобло-катора и проста.глацдины изменяют интенсивность процессов синтеза и секреции сурфактантов, что подтверждается и нашими исследованиями» При этом обзидан, по-видимому,,преимущественно тормозит секрецию сурфактантов, так как в результате его применения количество ФЛ на альвеолярной поверхности резко снижается. Действие же аспирина, вероятнее всего, сказывается на процессе синтеза /Серебровская и др., 1939/, и, главным сбрззом, -¿Х, так как общее количество Ш не изменяется, а содержания ФХ мкженс. В итоге и в первом, и во Бтором случаях умещается относительное содержание ФХ, что является одной

из основных причин снижения ПА. Появление_в результате применения аспирина ЛФХ свидетельствует о нарушении процесса реацилирования в синтезе ФХ /Каргаполов и др., 1977/. В то же время появление ЛФХ в монослое увеличивает межмолекулярное расстояние и, тем самым, способствует снижению ПА монослоя /Ивков, Берестовский, 1981/. Таким образом, длительное применение обзидана и аспирина приводит к снижению ПА сурфактантов легких, что можно рассматривать как побочное действие данных фармакологических препаратов.

На фоне и обзидана, и аспирина гипоксия не вызывает дальнейшего снижения ПА. Однако, и а одном,к в другом случаях отмечено достоверное ловкпекие уровня общих ФЛ, что, по-зидимому, связано с действием гипоксии как фактора стресса. При этом наблюдается активация симпатоадреналовой системы /Нагнибеда, 1983/, что усиливает процесс секреции сурфактан-тоз /ïïarsbav? et.al,, 1986/ и снимает тормозное действие препаратов. Но все же в результате длительного угнетения синтеза на альвеолярную поверхность выходят незрелые сурфактанты с низким процентным содержанием ФХ, а, следовательно, и низкими показателями КС.

Таким образом, на основании проведенных исследований нам удалось установить закономерность в реализации поверхностно-активных свойств сурфактантов, показав, что значения ИС преимущественно зависят от относительного содержания в сурфактантах ФХ и не связаны со значением абсолютного содержания ФЛ на альвеолярной поверхности. Причем данная зависимость имеет место как в случае естественных вариаций физиологической нормы, так и при различных вызванных изменениях состояния сурфактантов легких.

В H В.О Д Ы

1. Фосфолипиднь"й состав и поверхностно-активные свойства сурфактантов легких подвержены суточным колебаниям. Минимальные значения индекса стабильности отмечены в 0 часов, а минимальные значения общего количества фосфолипидов - в 18.00.

2. Острая гипокскческая гипоксия вызывает изменение ак-рофазы и снижение амплитуды суточных колебаний основных фос-

фолипидных компонентов, а также Полностью нивелирует суточный ритм поверхностной активности.

3. Общее содержание фосфолипидов сурфактантов на альвеолярной поверхности легких у крисы значительно выше, чем у кролика. При атом гипоксическай гипоксия снижает поверхностно-активные свойства сурфактантов кролика в отличие от крысы, что свидетельствует б более высокой .чувствительности к гипоксическай гипоксии йурф&ктантов кролика.

4. Использование в рационе животных качественно различных жиров не вызывает изменений поверхностной активности сурфактантов, что связано с сохранением относительного содер-жашя пальмитиновой кислоты.

б. Блокада здренорецепторов вызывает уменьшение относительного содержания фосфатидилхолина, что приводит к снижении поверхностно-активных свойств сурфактантов.

6. Применение блокатора синтеза простаглацдинов - аспирина вызывает снижение относительного содержаний фосфа^йдил-холйна, а, следовательно, и поббрхностнй-эктивнах бйсйств сурфактантов легких.

7. Гипсксическая гипоксия несколько снижает блокирующий еффакт обзидана и аспирина, что Приводит к увеличению общего содержания фосфолипидов сурфактантов, но не изменяет их поверхностной активности.

8. Поверхностно-активные свойства сурфактантов легких не зависят от общего содержания сурфактантов ¡ш альвеолярной поверхности, а определяются преи^дущестБенно относительным содержанием фосфатядилхслинг.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

Т. Булат К.Д. Роль нейтральных липидов в сурфактантной системе, -Республиканский слет молодых медиков, посвященный ХХУП съезду КПСС и ХХУП съезду Компартии Грузии. -Ь'илио-., ЖС>. - С.46.

Еулот И.Д., Горчаков В.Ю., Коваленко Т.Н., Аццрианова И.В. Се-:зош:1 '-олисаннл рггактивност! сурфакчактно! систем» ле-гг.-пь. -УМ с'1зд У::р;!Гнаького ф1:Лолог1чного товариства

Im. Г.П.Павлова. - Льв1в, 1986. - C.48r49.

3. Горчаков B.D., Булат I.A. Роль складових частин сурфая-такт1в у п1дтримакв1 Ix поверхневс1 активност1. -ХП з'1зд Укра1нського ф1з1олог1чкого товариства Im. I.П.Павлова.-Льв1в, 1986. - С.95.

4. Булат И.А., Горчаков B.D., Андрианова И.В. Влияние блокады ß - адрёнорецепторов на сурфактанты легкого. -Реактивность и резистентность: фундаментальные и прикладные проблемы. - Киев, 1987. - С.164.

5. Горчаков B.D., Вулат И.А. Сезонные изменения поверхностной активности сурфактантов легкого. -Физиологический журнал. - 1987. - 33, № 3. - С.86 - 89.

6. Едина Л.В., Горчаков B.D., Булат И.А., Андрианова И.В. Изменение сурфакташов легкого у больгах хроническим бронхитом. -Врачебное дело. - IS88. - 3. - С.89-90.

7. Березовский В.А., Яковлева O.A., Горчаков B.D., Мука-лов И.О., Хасабова Й.А., Шанчук E.H. Влияние «С-токоферола на сурфактанты легкого. -Украинский биохимический журнал. - 1988. - 60, № б, С.88-90.

8. Березовский В.А., Горчаков B.D., Хасабова И.А.-Коррекция

■ поверхностной активности сурфактантов легкого. - Нарушение механизмов регуляции и их коррекция. Тезисы докладов Всесоюзного съезда патофизиологов. 3-6 октября, 1989, Кишинев, ÏÏ том, C.IC87.

9. Коваленко Т.Н., Хасабова H.A. Реакция сурфахтантной системы легких на острую гипоксия в условиях измененного липкцного обмена. -Компенсатсрно-приспоссбительные реа"-ции организма при гипоксии, - Куйбысез, 1989, C.II3.

Ю.Горчаков. В.Ю., Богомолец Е.О., Хасабова И.А. Источники альвеолярных сурфактантов. - Кислородное голодание к способы коррекции гипоксии. - Киев, Науяова думка, 1990, С.25-29.

II.Яковлева O.A., Горчаков B.D., Мукалоз И.О., ХАсабсва И.А., Шянчук S.H. Изменение активности сурфактантов легкого после введения антиоксидана при гипс - н гтоэрзит.-гм^козе Е. - Кислородное голодание и способы коррекшги гппсксии.-Кпев, Наукова думка, 1990, С.35-41.

Полт.сано к печати /0<90 0(hса л. л. Формат СОХ« !'/•.•■„ Заказ SÛ/ Тпргж /с?С Типография ВЛ ПВО СВ.