Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Характеристика состояния структуры и функции мембранной системы при экспериментальных патологиях поджелудочной железы и пути патогенетической коррекции

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Характеристика состояния структуры и функции мембранной системы при экспериментальных патологиях поджелудочной железы и пути патогенетической коррекции"

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН р^-д ОД ИНСТИТУТ БИОХИМИИ

На правах рукописи

УДК: 616-018.18:616.37-085-092.9

САБИРОВА Ряхси Абдукадыровиа

ХАРАКТЕРИСТИКА СОСТОЯНИЯ СТРУКТУРЫ И ФУНКЦИИ МЕМБРАННОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ПАТОЛОГИЯХ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ПУТИ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

03.00.04 - Биологическая химия 14.00.16 - Патологическая физиология

А ВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Ташкент - 1У94

Работа выполнена во Втором Ташкентском государственном медицинском институте Минздрава РУз.

Научные консультанты:

доктор медицинских наук, профессор А.А.Лбраров

доктор медицинских наук, профессор Х.Я.Каримов

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор доктор биологических наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

Р.Г.Султанов

Э.ИИсаев

СК.Сандкаримов

Ведущее учреждение: Первый Ташкентский Государственный медицинский институт

Защита диссертации состоится"_"__1994 г. в_. час

на заседании Специализированного Совета Д 015.16.21 по.защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при институте биохимии Академии Наук Республики Узбекистан по адресу: 700143, Ташкент, ул. X. Абдуллаева, 56.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института биохимии АН РУз.

Автореферат разослан _" ^ 1994 г:

Ученый секретарь Специализированного Совета, доктор биологических наук

С.А.БУРХАНОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время при изучении патогенеза различных заболеваний с позиций патофизиологии и патобиохимии, которые определяют клинические и клинико-лабораторные прояления их, особый интерес представляет состояние механизмов нарушения метаболической системы клеток, молекулярная их организация и изыскание путей коррекции. Так, изучение структурно-функциональных нарушений в мембранах гепатоци-тов при различных по генезу повреждениях выявило стереотипность изменений в содержании фосфо- и гликолипидов, жирнокислотном составе, направленных, видимо, на сохранение жизнедеятельности клеток (А.И.Николаев с соавт.,1991). Исследование механизмов развития и течения различных патологических процессов показывает, что изменения структуры и функции биологических мембран являются важным звеном в цепи возникающих нарушений. При этом независимо от того действуют ли повреждающие агенты на саму мембрану или дейс твие их опосредовано каким-либо промежуточным фактором, мембраны чутко реагируют на воздействия изменением структурных компонентов и активности мембраносвязанных ферментов (К.Г.Карагсзян с соавт., 1982; X. Агзамон с соавт. 1983; 'Г.М.Ишанходжаев, 1984; А.М.Трышкин с соавт., 1986,1987; Д.Т.Мирталипов, 1989; Т.С.С.аатов, 1990). Исклю^штелыю важная роль липидпого бислоя в поддержании целостности и функциональной активности биологических мембран предопределяет значение повреждения бислоя в развитии патологических состояний.

В исследованиях последних лет, направленных на выяснение патогенеза и этиологии сахарного диабета, установлено, что в механизме нарушения углеводного и липидпого обменов основное место занимают нарушения молекулярной структуры и функции биомембран гепатоцитов. Опубликовано немало работ, свидетельствующих о нарушении многих функций печени и при панкреатитах. Однако сос тояние лииндного состава и связанная с ним энергетическая функция 'митохондрий печени при этом остаю тся почти не выясненными.

Состояние клеточных мембран является одним из интегральных показателей степени адап тации организма, исследованиями последних летустапон-

лена важная роль усиления свободнорадикалыюго окисления липидов мембран в развитии сахарного диабета, панкреатитов, что приводит к расстройствам микроструктуры, физико-химических свойств и основных функций мембран.

Есть основание предполагать, что в основе, молекулярного механизма морфофункциональных нарушений в печени при диабете (А.Ф.Блюгер, И.Н.Новицкий, 1984;Я.Мусил, 1985), угнетения детоксикациошгой потенции , печени, сопровождающегося снижением активности монооксигеназных ферментов при остром экспериментальном панкреатите (М.З.Мухтарова, 1992), лежит пероксидация липидов и нарушение молекулярной структуры биомембран различных клеток, в том числе эндоплазматического ретикулума гепато-• цитов, под влиянием различных эндотоксинов, образующихся при данной патологии.

Применение различных природных и синтетических антиоксидантов при патологических состояниях, сопровождающихся активацией свободноради-кального окисления липидов, способствует заметному ингибированию этих процессов с одновременным упорядочением качественного и количественного состава липидов и функциональных параметров мембран. Так, известно, что альфа-токоферол и ретинол - минорные компоненты биомембран клеток играют важную роль в обеспечении структурной и функциональной полноценности клеток организма. Являющийся мощный антиоксидантом альфа-токоферол, встраиваясь в клеточные и субклеточные мембраны, способствует их стабилизации и существенному подавлению свободнорадикалыюго окисления липидов в них (Ю.И.Афанасьев, Т.В.Боронихина, 1987)

В связи с тем, что существует анатомо-физиологическая взаимосвязь и взацмозависимость между деятельностью поджелудочной железы и печени (Э.К.Забелинский, 1973; О.Я.Карташова с соавт.1975; К.А.Зуфаров с соавт. 1993), представляет большой интерес сравнительное исследование изменений структуры и функции митохондриальной мембраны печени при развитии двух различных по генезу заболеваний поджелудочной железы - экспериментального аллоксанового диабета и острого панкреатита. Такой подход дает возможность выяснить ранее не известные отдельные и универсальные механизмы развития этих заболеваний на уровне клеток и субклеточных образований. Остается недостаточно выясненным возможная эффективность альфа-токоферола в лечении и предупреждении заболеваний поджелудочной железы, а роль ретинола в этом плане почти не исследована.

Известно, что физиологическая активность эритроцитов также определяется физико-химическим состоянием биомембран,в частности качественным и количественным составом липидов и скоростью их обновления (А.Г.Ма-рачев с соавт., 1983). Изучение структуры и функциональной активности эритроцитарной мембраны в сравнении с изменешями митохондриальной

мембраной гепатоцитов при патологиях поджелудочной железы имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение.

Исходя из вышеизложенного - актуальности и научно-практической значимости разработки вопросов данной проблемы в настоящей работе поставлена цель: изучить состояние структуры и функции мембран митохондрий печени и эритроцитов при экспериментальных патологиях поджелудочной железы и разработать пути патогенетической коррекции.'

Поставленная цель предопределила решение следующих задач при экспериментальном аллоксановом диабете и остром панкреатите:

1) изучение структуры мембран митохондрий печени, эритроцитов в динамике экспериментальной патологии поджелудочной железы;

2) исследование процесса окислительного фосфорилирования и активности ферментов дыхательной цепи митохондрий печени;

3) изучение кислотной резистентности эритроцитов;

4) изучение состояния перекисного окисления лишздов (ПОЛ) и ферментов антиокислительной системы (АОС) мембран митохондрий печени и эритроцитов;

5) исследование динамики содержания среднемолекулярных пептидов (СМП) в сыворотке крови;

6) изучение патогенетических механизмов действия альфа-токоферола и ретинола на структурно-функциональное состояние мембран в динамике развития и лечении острого панкреатита и аллоксанового диабета у крыс.

Научная новизна исследований. Впервые при экспериментальных патологиях поджелудочной железы токсического и носпалнтельного генеза обнаружены общие закономерности изменения структурно-функциональных свойств мембран митохондрий печени и эритроцитов. Изменения структуры мембран при. данных экспериментальных моделях носят однонаправленный характер: усиление ПОЛ и ферментативной АОС, сдвиги в активности мем-браносвязанных ферментов.

Установлены отличительные особенности структурно-функциональных сдвигов в мембранах митохондрий печени и эритроцитов в динамике развития поражения поджелудочной железы аллоксаном и Холодовым фактором, проявляющиеся в различной степени активации нерсокисления, изменениях фосфолипндного и жирнокислотного спектра мембран.

Впервые установлено значительное увеличение (в 4 раза) содержания СМП и лизбфосфатидилхолипа (ЛФХ) при экспериментальном панкреатите, чти отличае т ею от аллоксанового поражения поджелудочной железы.

Впервые доказано защитное п лечебное действие альфа-токоферола и ретинола, выражающееся в предотвращении структурных и функциональных нарушений мптохппдрнальиых п эригроци гарных мембран при аллоксановом

диабете и остром панкреатите, а также показаны отличительные признаки их воздействия на биохимические показатели.

Практическая значимость. Получезшые результаты расширяют и уточняют представления о патогенезе экспериментального аллоксанового диабета и острого панкреатита. Использованные биохимические методы и выявленные изменения показателей позволяют усовершенствовать методы дифференциальной диагностики при патологиях поджелудочной железы. Полученный материал позволяет разработать метод патогенетической коррекции структурно-функциональных нарушений в мембранах. Мембранопротекторное и лечебное применение альфа-токоферола и ретинола оказывает различное . по выраженности положительное действие на состояние мембран, что имеет важное значение в разработке методов комплексной терапии этих заболеваний.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс и используются при чтении л;екций и проведении практических занятий по курсу патофизиологии, биохимии и эндокринологии во Втором ТашГосМИ, а также при лечении больных сахарным диабетом в эндокринологическом отделении клиники Второго ТашГосМИ (удостоверение № 3 на рационализаторское предложение, выданное Министерством здравоохранения Республики Узбекистан от 8 мая 1991 г.), острым панкреатитом в хирургическом отделении МСЧ Главташкентстроя.

Основные положения, выносимые на защиту.

1.Экспериментальный аллоксановый диабет и острый панкреатит сопровождается снижением энергетического обмена в митохондриях гепатоцитов, в основе которого лежит изменение молекулярной структуры биомембраны этих органелл при изученных формах патологии.

2. Для острого панкреатита и экспериментального аллоксанового диабета характерно существенное усиление перекисного окисления липидов, изменение липидного состава мембран эритроцитов и митохондрий гепатоцитов. Альфа-токоферол предотвращает усиление ПОЛ в них и оказывает благоприятное действие на их структуру и функцию. '

3. В патогенезе экспериментальных поражений поджелудочной железы существуют общие стереотипные механизмы изменений мембран и отличительные особенности сдвигов структурно-функционального состояния мембран митохондрий печени и эритроцитов при аллоксановом диабете, и панкреатите. :

4. Для экспериментального диабета характерно снижение, а для панкреатита - увеличение содержания СМП в крови. Альфа-токоферсш повышает СМП в крови при аллоксановом диабете, а ретинол снижает СМП в норме н прн экспериментальном панкреатите.

Апробация работы. Материалы диссертации доложешл на V конференции биохимиков Средней Азии и Казахстана (Ташкент, 1991), на научно-практической Узбекско-Турецкой конференции (Ташкент, 1992), на научной конференции с международным участием "Региональные проблемы питания" (Алма-Ата, 1992), на 2 конференции биохимиков Узбекистана (Ташкент, 1993), на первой итоговой научно-практической конференции "Актуальные вопросы медицины" (Второй ТашГосМИ, 1993), межкафедральной научной конференции кафедр патофизиологии, биохимии, фармакологии, нормальной физиологии, ЦНИЛ (Второй ТашГосМИ, 1993), на второй итоговой научно-практической конференции "Актуальные вопросы медицины" (Второй ТашГосМИ, 1993).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 статей и одно рационализаторское предложение.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 265 страницах машинописи. Содержит 58 таблиц и 17 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, описания собственных исследований, обсуждения результатов исследования, выводов и указателя литературы, включающего 343 отечествешшх и иностранных источников.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для решения поставленных задач были проведены 5 серий экспериментов на 393 половозрелых крысах-самцах, массой тела 150-180 г, содержащихся в условиях вивария на обычном пшцевом рационе. В первой серии экспериментов изучалось изменение структурно-функциональных свойств мембран эритроцитов и митохон дрий у крыс при экспериментальном аллоксановом диабете. Во второй серии экспериментов выяснялась роль токоферола в коррекции липидного состава и функциональной активности мембран митохондрий печени и эритроцитов при экспериментальном аллоксановом диабете. В третьей серии исследовалась роль токоферолав профилактике аллоксанового диабета. В четвертой серии экспериментов изучались структурно-функциональные изменения мембран эритроцитов и митохондрий печени у крыс с экспериментальным панкреатитом. В пятой серии изучалось влияние профилактического введения токоферола и ретинола на структурно-функциональные свойства мембран эритроцитов и митохондрий генатоцитов при экспериментальном панкреатите.

Экспериментальный аллоксановый диабет воспроизводили путем однократного виутрибрюшинпого введения аллоксанл в дозе !5 мг/НЮ г массы тела животного. О развитии диабета судили но уровню глюшзы в крови, который определяли ферментативным методом с помощью биогес тов фирмы

Лахема на 1, 3, 7,14 и 21-е сутки. Биохимические показатели (ПОЛ, АОС в эритроцитах и митохондриях, тканевое дыхание и т.д.) определялись на 14,21 и 28-е сутки после введения аллоксана. Животных с уровнем глюкозы выше 5 ммоль/л включали в группу с сахарным диабетом.

С целью изучения лечебного эффекта альфа-токоферол вводился животным с аллоксановым диабетом внутримышечно, начиная с 7-го по 21 день введения, в дозе 0,5 мг/100 г массы тела ежедневно. Профилактическое влияние альфа-токоферола на развитие аллоксанового диабета исследовалось предварительным, в течение 14 дней, внутримышечным введением альфа. токоферола по 0,5 мг на 100 г массы тела. На 15-й день опыта этим животным однократно вводили аллоксан в дозе 15 мг на 100 г массы тела. Забой производился на 14-й и 21-й дни после введения аллоксана.

Острый экспериментальный панкреатит вызывали у крыс по методу П.С.Симоваряна (1973).С целью наблюдения динамики заболевания активность амилазы крови и кислотная резистентность эритроцитов исследовались через 2, 3 и 5 дней после воспроизведения панкреатита, а исследование других показателей Проводилось только на 7-й день после воспроизведения панкреатита,поскольку наиболее выраже11ные признаки панкреатита обнаруживались в этом сроке.

Для изучения профилактического действия естественных анТиоксидантоЕ - альфа-токоферола и ретинола на развитие экспериментального панкреатита животным в течение 14 дней ежедневно вводили ретинол по 0,05 мг на 1001 массы тела или альфа-токоферол по 0,5 мг на 100 г массы тела. На 15-й деш опыта у одной части животных производили ложную операцию (контрольна* группа), а у другой воспроизводили острый панкреатит. Животных забивал! через 7 дней после операции и изучали избранные показатели.

Для получения митохондриальной фракции печени животных декалити ровали в холодной комнате при температуре от 0° до +2° С. Печень извлекали промывали холодной средой выделения, состоящей из 0,25 М сахарозы и; мМ ЭД ТА, рН 7,4. Митохондрии выделяли дифференцированным центрифу гированием по общепринятой методике. Осадок суспензировали в среде вы деления (1 г исходной ткани печени в 0,2 мл раствора). Выделение мембра: эритроцитов проводили по методу В.И.Крылова с соавт.(1975).

Изучение дыхания и окислительного фосфорилирования мигохондри проводили по методу М.Н.Кондрашова,Л.М.Франк (1973).

Активность АТФазы определяли па метода И.Д.Мансуровой (1964 основанному на определении неорганического фосфора- Неорганичесю фосфор определяли по методу Я.Х.Туракулова с соавт.(1967). Активное АТФазы выражали в мкг Р неоргЛО мин.мг белка.

Белок в суспензии митохондрий и мембране эритроцитов определяли по методу Ö.H.Lowry et al. (1951). Ацилгидроперекиси липидов определяли спектрофотометрическим методом Б.Г.Гаврилова, М.И.Мишкорудной (1983).Содержание малонового диальдегида определяли по методу Л.И.Андреевой с соавт.(1988). Активность каталазы определяли по методу М.А.Ко-ролюка с соавт. (1988), кат/мг белка. Активность суперокащдисмутазы определяли методом В.Г. Мхтаряна, Г.Е.Б'адальяна (1978). . ч

Экстракцию линидов митохондрий гепатоцитов и мембран эритроцитов проводили по методу Polch et al (1957). Определение общих липидов проводили унифицированным методом с помощью биотеста фирмы "Лахема" и выражали в мг/мг белка. Содержание общего холестерина определяли ферментативным методом при помощи биотеста (Финляндия), выражали в моль/мг белка. Определение общих фосфолипидов основано на минерализации липидного экстракта и определении фосфора фосфолипидов унифицированным методом с помощью биотеста фирмы "Лахема". Для разделения фосфолипидов применяли одномерную восходящую хроматографию на слое силикагель+гипс (K.Owens, 1966). Фосфор фракций фосфолипидов определяли после минерализации по методу V.E.Vaskovsky et al. (1975). Жириокислотный состав липидов определяли методом ГЖХ. Метилирование проводили по методу В.З.Ланкйна и И.П.Садовниковой (1971) в среде ацетилхлорида.

Изучение кислотной резистентности эритроцитов проводили по методу И.И.Гительзона, И. А.Терскова (1959). Определение в сыворотке крови СМП проводили с использованием ВЭЖХ на хроматографе фирмы LKB (Швеция). Параллельно проводилось определение белка с использованием анализатора ФП-901; Концентрацию СМП выражали в г на 1 л.

Статистическую обработку результатов проводили по общепринятой методике на миниЭВМ "Правец-8". ;

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Аллоксановый диабет характеризовался существенным изменением липидного состава и функциональной активности эритроцитов. Так, изучите процессов ПОЛ в мембране эритроцитов показало усиление данного процесса при аллоксановом диабете. Содержание ацилгидроперекисей на 14 день увеличилось на 40,87%, а на 21-й день достигло 75,18%. Уровень малонового диальдегида на 14-й день увеличился в 2,84 раза по сравнению с контрольными животными.

Повышенно интенсивности ITOJI и мембране эритроцитов при аллоксановом диабете сопровождалось активацией СОД, на 14-й день ее активность увеличена па 21,84%, но активность каталазы при этом оставалась без изменений. Проведенные исследования покачали, что содержание общих фосфо-

липидов в мембране эритроцитов на 14-й день снижается на 9,5%, а на 21-й день оно достигает 40,51%. Содержание общего холестерина на 21-й день увеличивается на 43,48% по сравнению с показателем интактных животных. Изменение содержания холестерина и фосфолипидов в мембране эритроцитов сопровождалось изменением коэффициента хс/фл. На 21-й день развития аллоксанового диабета он в 2,41 раза выше, чем у интактных животных.

, Изменения в жирнокислотном составе липидов мембран связано с системой саморегуляции - снижение окисляемости липидов за счет увеличения насыщенных жирных кислот при увеличении ПОЛ (Е.Бурлакова, 1975, 1981; У .К.Ибрагимов, 1991). На 14-й день исследования сумма насыщенных жиргамх кислот увеличивается на 19,9 %. Увеличение содержашш насыщенных жирных кислот происходит в основном за счет увеличения пальмитиновой кислоты на 21,3 и 14,8% на 14-й и 21-й дни исследования соответственно. Снижение содержания ненасыщенных жирных кислот происходит, в основном, за счет полиненасыщенных: арахидоновая кислота снижена в 3,18 раза на 14-й день и в 2,16 раза на 21-й день эксперимента.

Изучение фосфолипидного состава мембран эритроцитов показало более чем в 3 раза повышение содержания лизофосфатидилхолина (ЛФХ). Содержание фосфатидилхолина на 14-й и 21-й дни эксперимента снижено соответственно на 21,15 и 14,49% по сравнению с показателями контрольных животных.

По-видимому, активация ферментов АОС не способна компенсировать лавинообразное увеличение реакционноспособных промежуточных продуктов СРО (Н.М.Эмануэль, 1982; И.И.Иванов, 1986).В результате этого происходит снижение содержания в эритроцитах наиболее легко окисляемых и нарастание трудноокисляемых фракций фосфолипидов (К.Г.Карагезян,Д.М.Геворкян, 1989, О.В.Максимова, М.Н.Солун, 1989). Эти процессы способствуют усилению обновления и оборота фосфолипидов между эритроцитами и плазмой (Е.Б.Бурлакова, 1981), в результате чего в плазме нарастает содержание общих фосфолипидов, а в эритроцитах снижается.

Таким образом, установлено, что аллоксановый диабет сопровождается существенным нарушением показателей лшшдного обмена в мембране эритроцитов, активацией процессов ПОЛ, при относительной недостаточности ангаокислительной защиты мембран эритроцитов.

В настоящее время твердо установлено, что активация перекисного окисления липидов мембранных структур ведет к образованию межмолекулярных липид-липидных и липид-белковых "сшивок", что приводит к изменению физико-химических свойств липидного матрикса: снижается его текучесть и повышается ригидность (Я.С.ВгисЬ, ^У.БЛЪеуег, 1983), нарушается ориентация жирнокислотных остатков фосфолипидов, в результате чего

повышается пассивная ионная проницаемость мембраны. В подтверждении этому наши исследования на 7-й день эксперимента показали снижение суммарной резистентности эритроцитов на 11,3%, удельный процент среднестой-ких эритроцитов оказался увеличенным почти в 2 раза за счет уменьшения повышенно-стойких эритроцитов ("сдвиг эритрограммы влево"). На 21-й день после введения аллоксана наблюдался "сдвиг эритрограммы вправо", суммарная резистентность увеличилась на 11,9%, удельный процент повышенно-стойких эритроцитов - на 59,07% за счет снижения количества сред-иестойких и низкостойких по сравнению с контрольными группами.

Таким образом, при развитии аллоксаиового диабета усиление процессов ПОЛ ведет к изменению липидного состава мембран эритроцитов, что сопровождается существенным изменением физико-химических и биологических свойств мембран эритроцитов, о чем свидетельствует снижение стойкости эритроцитов к действию кислотного гемолитика.

Изучение процессов ПОЛ в мембране митохондрий гепатоцитов при экспериментальном аллоксановом диабете показало интенсификацию данного процесса в различных системах,измеряемую по содержанию одного из конечных продуктов - малонового диальдегида. Интенсивность спонтанного ПОЛ возрастала в 6,4 рэза к 14-му дню опыта. В дальнейшем (28-й дет, опыта) отмечено статистически достоверное снижение (на 78,2%) его по сравнению с предыдущим сроком эксперимента. В аскорбатзависимой системе уровень ПОЛ на 14 день эксперимента превышал в 2,77 раза контроль, затем наблюдалось его снижение в 2,21 раза на 28-й день но сравнению с предыдущим сроком исследования, однако уровень ПОЛ остался выше показателя контроля на 25%. В НАДФН-зависимой системе уровень ПОЛ был выше в 3,47 раза на 14-й день, в 2,56 раза на 28-й день опыта по сравненшо с контрольной группой.

Высокое содержание продуктов ПОЛ на 14-е сутки эксперимента, по-видимому, связано с сохранением токсического действия аллоксана на организм, так как первичным проявлением его эффекта является интенсификация СРОЛ (свободиорадикального окисления липидов).

Исследование активности каталазы показало, что она повышена как на 14-й день, так и на 21-й день развития аллоксаиового диабета на 30,66 и 35,38% соответственно по сравнению с показателями интактных животных. Одновременно наблюдалось повышение активности СОД на 35,29% к 21-му дшо эксперимента.

Установлено существенное изменение липидного состава митохондрий гепатоцитов в динамике развития аллоксаиового диабе та. Так, на 14-й и 28-й дни эксперимента содержание общих липидов н митохондриях гепатоцитов

соответственно увеличилось и 2.26 раза и 43%, а содержание фосфолнпидов, • g

наоборот, снизилось на 26,4 и 38,8% по сравнению с показателями интактных животных. Содержание холестерина оставалось без существенных отклонений, за исключением 28-го дня эксперимента, когда его уровень оказался увеличенным лишь на 13,9% по сравнению с нормой. Одновременно отмечалось изменение количественного соотношения отдельных фракций фосфо-( лишщов: на 14-й и 21-й дни опыта содержание лизофосфатидилхолина соответственно увеличилось в 3,7. и 4,5 раза, с одновременным снижением содержания фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина.

Наиболее выраженное изменение жирнокислотного состава липидов . митохондриалыюй мембраны отмечено на 14-й день исследования, когда удельный процент арахидоновой кислоты оказался сниженным в 2,82 раза; сумма насыщенных жирных кислот повышенной на 24,3% за счет снижения суммы ненасыщенных жирных кислот, что сопровождалось уменьшением коэффициента соотношения ненасыщенных к насыщенным кислотам с 1,04 до 0,64. Снижение соотношения количества арахидоновой кислоты к лино-левой в 2,24 раза свидетельствует об усилении окисления полиненасыщенных жирных кислот. •

Изменения липидного состава мембран митохондрий в результате активации свободнорадикалыюго окисления липидов приводяитизменению текучести мембран и других её физико-химических свойств и, как следствие, к нарушению функционирования мембранно-связанных ферментных комплексов и снижению энергообеспеченности гепатоцитов.

Проведенные исследования показали, что через две недели после введения аллоксана отмечаются низкоэнергетические сдвиги и увеличение доли Свободного окисления. Скорость потребления кислорода в состояниях покоя и отдыха имеет тенденцию к повышению, а в активном состоянии - к снижению. Это приводит к статистически достоверному уменьшению до 1,355±0,091 и 1,292±0,109 ед.коэффициента усиления и дыхательного контроля при значениях интактных животных соответственно 1,605±0,073 и 1,702±0,050 ед. При этом коэффициент АДФ/О, отражающий эффективность фосфоршшровшвдя, также снижается. Подтверждением рыхлосопряженности процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях является удлинение цикла фосфо-ршгарования до 56,9±8,4 сек (на 68,2%, Р<0,05) при значении этого показателя контрольной группы 33,8+7,1 сек.

. Через 4 недели после введения аллоксана обнаруженные изменения в функциональных параметрах митохондрий сохраняются.

Таким образом, обнаружена общая закономерность изменений структурно-функциональных состояний мембран митохондрий и эритроцитов. Активация СРО в результате воздействия токсического агента привела к увеличению количества промежуточных и конечных продуктов ПОЛ; изменению АОС.

Адаптационные механизмы ауторегуляции в виде активаций ферментов защиты, увеличения молярной доли насыщенных жирных кислот и ненасыщенным оказалось недостаточным. Видимо с этим связана функциональная неполноценность системы транспорта электронов но дыхательной цепи и обнаружены изменения в эффективности фосфорилирования.

Результаты, полученные в предыдущей серии экспериментов, свидетельствуют о недостаточности АОС и для регуляции свободнорадикалького окис-лешш липидов при аллоксановом диабете необходимо экзогенное поступление в организм антиокендантов.

Введешь витамина Е приводило к статистически достоверному снижении) содержания МДА по ферментативному и неферментативному путям окисления липидов соответственно на 46,83 и 28,83% (Р<0,05) по сравнению с нелеченой группой, но оно все еще превышало показатели интактных животных на 48,8 и 16,3% (Р<0,05) (рис.1). Хотя уровень шиффовых оснований после лечения токоферолом снизилось до значений контрольной группы, содержание диеновых конъюгатов, диенкетонов и интенсивность спонтанного ПОЛ превышало на 61,1,35,65 и 50% соответственно показатели интактных животных.

Экспериментальная терапия алловсанового диабета витамином Е приводила к снижению образования МДА по неферментативному и в еще большей степени по ферментативному пути перекисного окисления мембращ1ых лшш-дов митохондрий, не оказывая заметного влияния на содержание других промежуточных продуктов ПОЛ.

Под действием токоферола наблюдалось снижение содержания общих липидов (на 25,45%), трипшцеридов (на 25,81%) и холестерина (почти в 2 раза). Одновременно отмечалось снижение коэффициента хс/фл на 17,28% за счет снижения содержания холестерина в составе митохондриальной мембраны. ' . |

Изучение показателен энергетического обмена в митохондриях гепатоци-тов при аллоксановом диабете на фоне лечения его токоферолом показало, что эндогенное дыхание, скорость потребления кислорода в ак тивном состоянии снижался по сравнению с нелеченой группой на 38,43%. Однако одновременно наблюдалось повышение показателя эффективности фосфорилирования - АДФ/О на 40,55% по сравнению с нелеченой группой.

Лечение аллоксандиабётнческих животных токоферолом оказывало существенное влияние на кислотную резистентность эритроцитов (рис.2). Так, на 14-й день лечения наблюдалось увеличение показателя суммарной резистентности на 18,8% за счет снижения удельного процен та шпкоетойких (в 2 раза) и .среднсстой'ких (на 18,9%) и одновременною повышения удельного процента новышснпо-стойкнх (на 29,6%) н высокое гойкпх (в 10 раз) групп

ШйФФовые: л 01 'йбые : СоЛЕР/к'АНШ: МДА & РАЗЛИЧНЫХ СЫСТЕМАХ (И.'АОДЬ /МГ ВеЛКА -МИМ.)

■ ос* : (0 {сванмй , ТН.ЕД.) ; 1М-3 Д1!гйЬ! ■ (отк.ел) (оти.ед.) С ПОТАЙНОЕ А£КО?ВЛТ-: ЗАВИСИМОЕ НАД'ФН- ЗАВИСИМОЕ

0,2- -- ; „ к- г :■ • ' од- ; о,(38. ; 2,0

' 0,15 Т оз- в» ! ! 5 - ' 0,6 • 0,06 • ■ 1,5 т

: 0,1 ''. Ц2 1 I 40 ••

.0,05 0,02 0,5 0,5

£ к 3 1 г 3 ; i £ 3 < 13 < 2 3 1 г 3

Рис. 1. Показатели ПОЛ в шггохондриальной. фракции печени интактных (1), не леченных (2) и леченных витамином Е (3) аллоксандиабетических крыс

Рис. 2. Влияние а-токоферола на кислотную резистетнтность эритроцитов при аллоксановом диабете (А) и ее пзменеие по сравненгао с нелечённоп группой (Б); ..

1 - эритрограмма интактных животных; . 2 - эритрограмма аллоксандиабетпческих крыс; 3 - эритрограмма аллоксандиабетпческих крыс, леченных токоферолом.

1Д

эритроцитов по сравнению с контрольной группой.

Следовательно, влияние экзогенного природного антиоксиданта заключалось в тенденции к нормализации ряда показателей ПОЛ в мнтохондриаль-ной и эритроцитарной мембранах, что отразилось в функционировании митохондрий и сдвиге резистентности эритроцитов "вправо". ( Следующая серия опытов была посвящена исследованию роли альфа-токоферола в предупреждении развития экспериментального аллоксанового диабета. При этом установлено, что предварительное насыщение организма животных токоферолом в течение 14 дней защищало от токсического воз, действия аллоксана, предотвращало развитие диабета, обеспечило их стопроцентную выживаемость. При этом состояние ПОЛ, АОС, липидный состав мембран эритроцитов, а также показатели кислотной эритрограммЫ у крыс, предварительно, получавших токоферол, существенно отличались от таковых контрольных животных, не получавших токоферола. Так, у животных, получавших токоферол, на 21-й день после введения аллоксана наблюдалось снижение скорости образования в эритроцитах АГП и ПОЛ на 30,4 и 21,05 % соответственно по сравнению с такими же показателями контрольной группы, не получавшей токоферол. Токоферол способствовал повышению СОД на 61,5%, содержания общих липидов и фосфолипидов соответственно на 36,0 й 88,3% и одновременному снижению холестерина на 42,4%.

Альфа-токоферол предотвратил повышение содержания ЛФХ, и его содержание оказалось в 2 раза ниже, чем у животных, которым витамин не вводился. Проценгное отношение содержания сфингомиелина, фосфатидил-серина, фосфатидилинозитз у этой группы животных почти такое же, как у контрольных животных. Содержание ненасыщенных жирных кислот было , повышенным за счет возрастания количества 20:4 кислоты: на 14-й день оно ч выше в 2,55 раза, а на 21-й день в 2,05. раза по сравнению с животными, которым не вводился антиоксидант (табл.1).

Таким образом, предварительное насыщение организма экспериментальных животных с аллоксановым диабетом альфа-токоферолом предотвращало нарушения лшшдного состава мембран эритроцитов после введения аллоксана. Наряду с этим токоферол приводил к повышению суммарной резистентности эритроцитов по сравнению с интактными животными на 4,4%, за счет понижения количества низкостойких, повьциения - высокостойких эритроцитов ("сдвиг эритрограммы вправо"). Такое состояние эритрограммы наблюдалось и на 14-й день после введения аллоксана.

Предварительное насыщение организма экспериментальных животных альфа-токоферолом предотвращало усиление процессов ПОЛ в митохондриях гепатоцитов при развитии аллоксанового диабета. Под действием токоферолу на 21-й день опыта наблюдалось подавление интенсивности образования

АГП на 14,7%, ПОЛ (НАДФ-зависимого) на 65,18% по сравнению с показателям» контрольных животных. При этом показатель СОД первоначально увеличился на 42% (14-й день) с последующим его снижением до уровня показателя контрольных животных (21-й день).

Таблица 1

Влияние профилактического введения альфа-токоферола на жирнокислотный состав липидов мембран митохондрий гепатоцитов при аллоксановом диабете

Группа Получавшая Получавшая токофе-

Хживотн. Жирн. к-ты, % Интактная аллоксан на рол + аллоксан на

14-й день 21-й день 14-й день 21-й день

14:0 . 0,25+0,01 0,56±0,01 0,60±0,01 0Д9±0,01 0,39±0,01

.15:0 0,09±0,01 0,36±0,01 0Д5±0,01 0,07+0,01. 0,23±0,01

16:0 . 26,6+0,58 34,28±0,68 32,96±0,9 28,13±0,6 26,92±0,90

16: 1 2,34+0,05 4,28+0,01 4,4±0,06 2,31±0,01 4,36±0,01

17 :0 0,24+0,01 0,61±0,01 0,35+0,01 0,13±0,01 0,62±0,01

18:0 21,73±0,01 25,0+0,58 22,27±0,01 21,87±0,01 18,85±0,01

18: 1 18,82±0,01 19,59±0,01 19,16+3,21 17,37+0,01 15,89±0,01

18:2 10,8910,01 8,57±0,01 8,97±0,01 8,97±0,01 10,28±0,01

20:4 19,04±0,01 6,75±0,01 11,14+0,01 20,84±0,01 22,44±0,01

Насыщенные 48,91 60,81 56,33 50,49 ;47,01

Ненасыщенные 51,09 39,19 43,67 49,51 52,89

Мононенасы-

щенные 21,16 23,87 23,56 19,68 20,25

Полйненасы- г*

щенные 29,93 15,32 20,11 29,83 32,74...

Ненасыщенные 1,04 0,64 0,77 0,98 1,13

Насыщенные .

20:4/18:2 1,75 0,78 1,24 2,32 , 2,18

Примечание. Но всех случаях Р достоверно.

При предварительном введении альфа-токоферола содержание общих липидов в мембране митохондрий на 14-й и 21-й дни эксперимента на 15,08 и 12,43% соответственно было ниже но сравнению с животными, которым витамин не вводился. При профилактическом введении токоферола аллоксан не вызывает повышения содержания холестерина и триглицеридов, на 21-й ( день эксперимента их содержание на 5,32 и 9,19% соответственно ниже значений интактных животных. Содержание фосфолигащов на 14-й день исследования нормализуется, отношение холестерина к фосфолипидам приближается к значениям интактных животных.

Фосфолипидный состав митохондрий экспериментальных животных, получавших токоферол до введения аллоксана, существенно отличался от таковых у животных ко!ггрольной группы. На 21-й день эксперимента содержанке ЛФХ, СФ в митохондриях гепатоцитов экспериментальных животных соответственно в 2,6 и 2,2 раза было ниже, чем у крыс контрольной группы. Одновремешю отмечалось положительное действие токоферола на жирнокис-лотный состав липидов митохондриальной мембраны гепатоцитов, о чем свидетельствует относительно высокое процентное содержание полиненасыщенных (арахидоновой и линолевой) кислот в митохондриях гепатоцитов. Так, на 21-й день опыта удельный процент полиненасыщенных кислот в

• митохондриальных мембранах гепатоцитов контрольных и интактных животных соответственно составлял 20,11 и 29,93%, у животных, получавших токоферол, - 32,74%, т.е. даже выше показателя интактных крыс.

Предварительное насыщение организма экспериментальных животных альфа-токоферолом приводит к повышению скорости потребления кислорода в различных метаболических состояниях по сравнению с животными, которым

* витамин не вводился. Скорость потребления кислорода в присутствии субстрата окисления (Ус) и активном состоянии (Уз) увеличивается по сравнению с группой животных, которым не был введен токоферол, на 24,09 и 16,83% соответственно. В результате таких изменений ДК повышается на 14,4%, АДФ/О на 16,6%, их значения приближены к значениям интактных животных (1,95±0,31 и 2,05±0Д9; 1,40±0,11 и 1,56±0,08 соответственно). •

. Острый панкреатит характеризовался интенсификацией ПОЛ в мембране эритроцитов. Содержание МДА у животных острым панкреатитом увеличивалось в 2,5 и 1,6 раза по сравнению с интактной и контрольной группами. Содержание АГП повышено на 49,63% по сравнению с ннтактными животными й 22,75% - с контрольной группой.

Результаты изучения антиокислительной системы показали, что активность СОД повышается у животных с острым панкреатитом по сравнению с интактной и контрольной группами на 24,37 и 8,82% соответственно. Корреляционный анализ уровня продуктов ПОЛ и ферментов антиокислительной

системы свидетельствует о тикой активности последних (0<г<0,3, т.е. слабая корреляция), что указывает на недостаточность адаптивных механизмов в клетке и усиление лизиса эритроцитарных мембран. Ю.А.Калмыкова с соавт. (1992) рассматривают недостаточную антиоксидантную обеспеченность эритроцитов в качестве одной из причин повреждения клеточных мембран при остром панкреатите..

Усиление процессов ПОЛ привело к изменению липидного состава мембран эритроцитов при остром панкреатите. Содержание общего холестерина в мембране эритроцитов повысилось в 3 раза,содержание общих фосфоли-пидов снизилось в 2,63 раза по сравнению с интактными животными, что вызывает изменение основных физико-химических свойств эритроцитов, таких как текучесть, позволяющее эритроцитам менять свою конфигурацию в кровеносном русле, В.Н.Колмыков с соавт. (1989) отмечают закономерное увеличение проницаемости эритроцитарных мембран с нарастанием содержания холестерина в них,что согласуется с представле/тями о роли холестерина в функционировании мембранных структур.

В составе эритроцитов крыс с острым панкреатитом содержание ЛФХ и сфингомиелинов соответственно увеличилось в 2,59 раза и 1,22 раза по сравнению с контрольной группой.Ошжено содержание фосфатидилхолина в 1,68 раза, фосфатидилинозита - в 1,74 раза. "Токсемия", которая наблюдалась при развитии острого панкреатита, Приводит к выраженным изменениям фосфолшшдного состава мембран эритроцитов.

Изучение жирнокислотного состава мембран эритроцитов у животных с острым панкреатитом показало повышение содержания насыщенных жирных кислот на 12,82% по отношению к контрольным животным. Повышение насыщенных жирных кислот происходило за счет повышения пальмитиновой й стеариновой кислот. Одновременно снижалось содержание ненасыщенных жирных кислот по отношению к контрольным животным на 22,31 %., в основном за счет полиненасыщенных жирных кислот. Соотношение 20:4/ 18:2 повышалось на 33,2% при остром панкреатите по сравнению с животными контрольной группы.

Выявленные изменения привели к изменению биологической функции . мембран эритроцитов. У контрольных животных снижена стойкость эритроцитов к действию кислотного гемолитика ("сдвиг эршрограммы влево") по сравнению с зритрограммой интактной группы, причем' такое отклонение эрйтрограммы у данной группы оказалось, более выраженным на 3-е и 5-е сутки эксперимента.-Наиболее выраженное снижение кислотной резистент-носта эритроцитов со сдвигом эрйтрограммы влево было отмечено также у животных с острым панкреатитом. При остром панкреатите в первые сутки опыта отмечено некоторое увеличение низкострйкях эритроцитов за счет

уменьшеш1я количества высокостойких эритроцитов ("сдвиг эритрограммы влево"). Однако на 3-е и 5-е сутки после операции наблюдалось обратное явление,т.е.снижение количества низкостойких эритроцитов за счет нарастания процента более, стойких эритро цитов ("сдвиг эритрограммы вправо"), что, возможно, обусловлено появлением более молодых эритроцитов в периферической крови.

При остром экспериментальном панкреатите в митохондриях происходит повышение содержания МДА в 2,64 раза, интенсификация ПОЛна 54,38% в ферментативной НАДФН-зависимой системе.. Одновременно происходит повышение содержания АГП на 24,16% по сравнению с интактными животными и на 13,49% по сравнению с контрольной группой. Изменения активности каталазы и СОД имели статистически недостоверный характер. Следовательно, при остром панкреатите, несмотря на существенную интенсификацию ПОЛ, активность ферментативной АОС не возрастает, вследствие чего в структурных образованиях митохондрий накапливаются метаболиты ПОЛ, способствующие нарушению их структуры и функционирования.

В составе митохондриальной мембраны содержание общих лишщов оказалось повышенным на 45,2% по сравнению с контрольной группой. Снижено содержание фосфолипидов на 24,7%, а соотношение хс/фл при панкреатите, оказалось повышенным на 35,2% , что свидетельствует о нарушении жесткости мембран митохондрий при данной патологии.

Исследование фосфолигшдного состава показало, что содержание ЛФХ повышено у животных с острым панкреатитом (в 4 раза), что, видимо, обусловлено повышением активности фосфолилазы А2 (в 1,7 раза) по отношению к контрольной группе (табл.2). Незначительно повышено содержание кардиолипинов, в 2,27 раза повышено.содержание сфингомиелицов, снижено содержание фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина у животных с острым панкреатитом.

Жирнокислотный состав мембран митохондрий гепатоцитов При остром панкреатите характеризовался повышением содержания насыщенных жирных кислот на 27,74%, которое происходило в основном за счет пальмитиновой кислоты. Содержание ненасыщенных жирных кислот было снижено на 16,86% по сравнению с контрольной группой, в основном за счет арахидоновой кислоты. Снижено соотношение ненасыщенных жирных кислот к насыщенным с 0,82 до 0,60. ■

Таким образом, при остром панкреатите происходит существенное изменение липидного состава мембран митохондрий гепатоцитов, которое, безусловно, может привести к изменению физико-химических свойств, таких как текучесть мембран, протонной проводимости, нарушению белок-липидного взаимодействия и, как следствие, к нарушению функционирования мембранно-

связанных ферментных комплексов и снижению энергообеспеченности гепа-тоцитов.

Таблица 2

Фосфолипидный состав мембран митохондрий гепатоцитов при остром экспериментальном панкреатите

^~~~\1руппа животных Фосфолипиды,%^^\. Интактная Контрольная Острый панкреатит

ЛФХ 2,4±0,05 3,7±0,11 * 14,8±0,29* **

СФ 3,8±0,14 7,0+0,20 * 15,9±0,32* **

ФХ 40,5±0,36 38,2±0,80 * 29,6±0,21* **

ФС 9,1±0,32 7,9±0,20 * 63±0,12* **

ФИ 5,4±0.07 43+0,10 * 3,7+0,07* **

ФЭ 30,2+0,57 28,9±0,53 18,3±0,53* **

КЛ 8,6±0,11 10,0±0,18 * 11,410,14* **

Примечание. * - Р < 0,05 по отношению к интактной группе ** -. Р < 0,05 о отношению к контрольной группе

При остром панкреатите установлено увеличение доли свободного окисления субстратов, возрастала скорость потребления кислорода в активном состоянии (на 33,37%), снижен дыхательный контроль на 27,19% (Р<0,05) коэффициент АДФ/О- на 34,06 и 21,09% на фоне выраженного удлинения цикла фосфорилирования в 1,81 раза (Р<0,05) и 1,34 раза (Р<0,05) соответственно по сравнению с интактной и контрюлыюй группами. Активность N^+2- зависимой АТФазы в митохондриях печени снижена в группе контрольных животных и с острым панкреатитом на 40,13 и 55,59% соответственно. Таким образом, в развитии структурно-функциональных изменений в мембранах митохондрий печени и эритроцитов при остром панкреатите обнаружены общие закономерности характерные й для аллоксанового диабета. Рост ПОЛ в мембранах приводило к накоплению продуктов переокисления, снижению окнсляемости липидов мембран за счет увеличения молярной доли насыщешгых жирных кислот и активации АОС. Однако, и в этом эксперименте потенциальные возможности АОС оказались недостаточными, в результате чего увеличилось количество лизоформ фосфолипидов мембран. Обнаружение изменения явились патогенетическим обоснованием корреги-рующей анггаоксидангйой терапии.

Предварительное насыщение организма животных ретинолом или токоферолом перед воспроизведением у них острого панкреатита способствовало снижению содержания АГП на 11,71 и 30,25 %, МДА на 50,0 и 62,5 % соответственно по сравнению с животными, не получавшими этих препаратов.Под воздействием ретинола у животных с острым панкреатитом активность СОД возрастала незначительно (3,38%), в то время как токоферол повышал активность этого фермента на 9,46% по сравнению с животными, не получавшими профилактически витамина; и на 36,13% по'сравнению с интактной группой.

Альфа-тоКоферол, до начала острого панкреатита предварительно введенный в организм экспериментальных животных, приводит к повышению содержания общих липидов на 30,43%, фосфолшшдов в 2,35 раза по сравнению с животными, не получавшими витамин. Содержание холестерина снижено в 3,28 и 3,17 раза при введении ретинола и токоферола соответственно по сравнению с группами, которым эти витамины не вводились.

При предварительном введении витамина Е концентрация ЛФХ повышена всего лишь в 2 раза по сравнению с интактными животными и в 3,4 раза ниже, чем у животных, которым витамин Е не вводился. Содержание других фракций фосфолшшдов почти такое же, как у интактных животных.

Введение ретинола и особенно токоферола приводит к снижению содержания насыщенных жирных кислот на 13,94 и 24,4% соответственно по сравнению с животными, не получавшими витаминов. Повышение содержания ненасыщенных жирных кислот происходит как за счет моноиенасыщенных, так и за счет полиненасыщенных жирных кислот. Если соотношение ненасыщенных жирных кислот к насыщенным при введении ретинола достигает значений интактных животных (0,62 и 0,61 % соответственно), то при введении альфа-токоферола оно повышается на 39,34% по отношению к значениям интактных животных.

Изучение кислотной резистентности эритроцитов показало, что на 1-е ц 3-е сутки развития острого панкреатита у крыс, получавших ретинол, наблюдалось снижение кислотной резистентности, т.е. сдвиг кислотной эритрограммы влево, под действием токоферола, наоборот - сдвиг эритрограммы вправо, т.е. повышалась стойкость эритроцитов к действию кислотного гемолитнка. Токоферол снижает, ретинол, наоборот, увеличивает показатель коэффициента хс/фл, который является важным показателем биологических мембран, характеризующим физиологическое состояние, в том числе проницаемость к ионам натрия. Именно этим можно объяснить противоположный эффект токоферола н ретинола на показатели кислотной эритрограммы на фоне острого панкреатита.

Таким образом, использование антиоксидантов в профилактических целях подтвердило предположение о взаимосвязи АОС, окисляемости лйпидов и интенсивности СРО. Аналогичная взаимосвязь установлена Е.Б.Бурлаковой (1975-1986) при лучевом поражении и злокачественном росте, Т.С.Саатовым (1986-1992) - при действии гормонов, У.К.Ибрагимовым (1991) - при микробном поражении. Предварительное насыщение организма животных ретинолом не оказывает существенного влияния на интенсивность ПОЛ в митохондриях гепатощггов. Токоферол п отличие от ретинола снижает содержание МДА и АГП в митохондриальных мембранах соответственно на 31,06 и 15,68%. Ретинол н токоферол повышают СОД на 54,17 и 106,55%. Следовательно, оба препарата способствовали повышению антиокислительной защиты оргагавма экспериментальных животных путем активации супероксид-дисмутазы. Активность этого фермента в группе животных получавших витамин Е, повышается больше по сравнению с витамином А, что свидетельствует о более выраженном его антиоксидантном действии.

У животных ретинол повышает (в 2 раза), а токоферол наоборот снижает (па 14,78%) содержание общих.липидов в мембране митохондрий; токоферол в большей-степени (в 2,77 раза), а ретинол в меньшей (в 2 раза) повышают содержанке фосфолипидов в митохондриях; содержание холестерина под действием ретинола снижается в 2,43 раза, что не имеет места при введении животным токоферола.

Предварительное насыщение организма экспериментальных животных ретинолом не сказывало существенного влияния на изменение фракционного состава фосфолипидов. При введении витамина Е наблюдается обратная картина. Так,у этой группы животных при остром панкреатите содержание ЛФХ н сфшпхвгаелинсв повышалось лишь в 1,63 и 1,30 раза соответственно. Содержание других фракций фосфолипидов как у животных с острым панкреатитом, так и у животных контрольных групп почти не отличалось между собой.

- Введение в организм экспериментальных животных до развитая острого панкреатита токоферола и ретинола приводит к «шжешпо на 23,64 и 28,3% соответственно содержания насыщенных жирных кислот, за счет сшгаения пальмитиновой и стеариновой кислот, по сравнетпо с животными, не получавшими витаминов. При введешп1 витамина Е у этих животных содержание ненасыщенных жирных кислот почти такое же, как у шггактных животных. При введении альфа-токоферола у животных контрольной группы и с острым панкреатитом повышается содержание арахидоновой кислоты, что приводит к повышению соотношения 20:4/18:2 в митохондриях у данной группы животных. При этом повышен индекс ненасыщешюстп, процентное соотношение ненасыщенных жирных кислот к насыщенным увеличивается, что свидетельствует о структурно-функциональной полноценности мембран.

Профилактическое применение витаминов предотвращало нарушения энергопродуцирующей функции митохондрий гепатоцитов крыс при остром панкреатите. Так, ретинол приводит к интенсификации ско ростапотребления кислорода в активном состояшш на 70,62%, состоянии отдыха -на 87,66% по сравнению с показателями животных, не получавших этого препарата. Это привело к некоторому (на 10%) усилению сопряженности окислительного фосфоршшрования. У животных предварительно получавших токоферол, острый панкреатит не сопровождался изменением показателей энергетического обмена в митохондриях. При этом показатели ДК, АДФ/О были такими же, как у ннтактных животных, а скорость потребления кислорода в состоянии отдыха оказалась на 43,87% выше, чем у интактных животных.

Следовательно, эксперимент с предварительным введением витаминов с различной аитиоксидантной эффективностью привел к более выраженному восстановлению АОС в случае использования токоферола. При этом обнаружено восстановление соотношения жирных кислот в мембране, снижение доли ЛФХ, что привело к более существенному восстановлению функциональных параметров митохондриалыюй мембраны, чем при использовании ретинола.

В рассмотренных двух формах экспериментальной патологии поджелу-дочпой железы предс тавлял интерес сравнительный анализ содержания СМП в сыворотке крови. Известно, что нарушение метаболизма при различных патологических состояниях приводит к образованию и поступлению в кровоток большого количества неидентифицнрованных токсических веществ средней молекулярной массы (Н.И.Габриэлян с соавт., 1981). Результаты наших исследований показали, что аллоксановый диабет и острый панкреатит характеризуются различным содержанием СМП. При развитии аллоксанового диабета снижается содержание СМП в сыворотке крови на 14-й и особенно на 21-й день исследования (22,54 и 33,8% соответственно) по сравнению с интактными животными . Как известно, к разряду средних молекул относят отдельные гормоны белкового катаболизма, инсулин, витамины и другие (Воуеппап 0.е1 а1, 1980). Видимо, при экспериментальном аллоксановом диабете из-за токсического действия аллоксана, с одной стороны, нарушается синтез АТФ, что приводит к развитию низкоэнергетического состояния орга-швма, а с другой - аллоксан, действуя на бетта-клетки островков Лангерганса, нарушает процессы синтеза инсулина. Как результат всего этого процесса -в сыворотке крови экспериментальных животных снижается содержание С МП. Профилактическое насыщение оргаш13ма животных токоферолом до введения аллоксана приводит к повышению СМП в крови, что особенно выражено на 21-й день исследования.

Острый панкреатит сопровождается резким повышением СМП в сыворотке крови - на 39,46 й 70,89% по сравнению с контрольной и интактной грушами соответственно. Результаты наших исследований совпадают с данными Х.Т.Муеашайхова с соавт.(1990), что еще раз доказывает наличие прямой связи между активацией процессов ограниченного протеолиза и появлением СМП в крови при остром панкреатите и может указывать на степень эндогенной интоксикации уже в ранние сроки заболевания. Предварительное насыщение организма экспериментальных животных антиоксидантами снижает уровень СМП.

Увеличение содержания СМП в сыворотке крови при панкреатите и. наоборот, уменьшение его при экспериментальном диабете свидетельствует о различной патогенетической роли этого показателя в развитии заболеют«! По- видимому, увеличение СМП крови наряду с интенсификацией СРОЛ является важным патогенетическим звеном при остром панкреатите. .

Таким образом, острый панкреатит и экспериментальный диабет - два различные заболевания поджелудочной железы, совершенно отличающиеся по этиологии, морфофункциональным изменениям, а также по клиническим проявлениям. Однако процесс интенсификации СРОЛ биологических мембран -эритроцитов и митохондрий гепатоцитов, сопровождающийся изменением их молекулярной структуры и функциональной активности,является вторичным универсальным для диабета и панкреатита патогенетическим фактором. Восприимчивость организма к действию экзотоксина - аллоксана и эндотоксинов, образующихся при остром панкреатите, зависит от состояния антиокислительной системы организма. Лечебное или профилактическое действие естественных антиоксидантов альфа-токоферола и ретинола на аллоксановьй диабет или панкреатит позволило выявить особенности и общие закономерности адаптивных изменений в структуре и функции мембран митохондрий печени и эритроцитов, взаимообусловленности и различной выраженности изменений окисляемости лгашдов мембран, интенсивности СРО, накопления продуктов ПОЛ, в результате чего изменяется функция мембраносвязанных ферментов. Альфа-токоферол в отличие от ретинола способствует увеличению содержания СМП как у интактных животных, так и у крыс с острым панкреатитом и аллоксановьш диабетом.

выводы

1. При экспериментальных патологиях поджелудочной железы токсического и воспалительного генеза обнаружена однонаправленность изменений структуры мембран митохондрий гепатоцнтов и эритроцитов характеризующаяся увеличением количества общих линидов, холестерина и снижением общих фосфолишвдов, а также качественными сдвигами: увеличением процентного содержания ЛФХ и снижением количества фосфатидилхолина, фос-фатидилэтаноламшт и уменьшением количества нолиненасьпцеш1ых жирных кислот. Эти изменения более выражены при панкреатите воспалительного, генеза.

2. Структурные изменения в мембранах митохондрий сопровождаются изменением функционального состояния мембраносвязанных ферментов дыхательной цепи, что приводит к снижению скорости потребления кислорода в активном состояшш и к рыхлосопряжешюсти процессов окислительного фосфорилирования, и, следовательно, к дефициту энергии.

3. Сдвиги в фосфолипидном и жирнокислотном спектрах мембран эритроцитов взаимообусловлшзают снижение их кислотной резистентности за счет увеличения удельного нроценга среднестойких с выраженным "сдвигом эрит-рограммы влево", являющимся характерным признаком начального периода развития патологических изменений мембран при поражении экскреторной и инкреторной частей поджелудочной железы.

4. В патогенезе аллоксанового диабета и острого панкреатита определенную роль играет активация ПОЛ, сопровождающаяся накоплением АГП. Повышение активности антиокислительных ферментов взаимосвязано с активностью ПОЛ, эти изменения носят однотипный характер как в мембранах митохондрий гепатоцнтов, так и в мембранах эритроцитов.

5. Структурные и функциональные изменения в мембранах митохондрий гепатоцнтов и эритроцитов при поражении поджелудочной железы проявляются различным содержанием белковых комплексов мембран и клетки, т.е. увеличением содержат«! СМП при панкреатите и снижением этого показателя - при аллоксановом диабете.

6. Мембранопротекторное действие альфа-токоферола и ретинола при экспериментальном панкреатите имело однонаправленный характер, который выражался в предотвращении структурных и функциональных нарушений митохондриальных и зритроцитарных мембран. Кролю того, установлены отличительные признаки эффективности их действия па патогенетические механизмы:

а) ретинол в эритроцитарной и митохондриальной мембранах не восстанавливал содержания фосфатидилхолина и ЛФХ, а при введении альфа-токоферола эти показатели приближались к нормальным значениям;

б) витамин Е эффективнее восстанавливает функциональное состояние ферментос тканевого дыхания, чем ретинол: скорость потребления кислорода в активном состоянии увеличивалась на 16,8%, коэффициент усиления, дыхательный контроль, АДФ/О - достигали контрольных значений. При развитии острого панкреатита отличие эффекта ретинола от альфа-токоферола на кислотную резистентность эритроцитов заключалась в меньшем "сдвиге эритрограммы вправо";

в) установлено снижение интенсивности ПОЛ, накопления МДА, содержания АГП и увеличение активности ферментов АОС. Эти изменения менее выражены при введении ретинола.

7. Введение альфа-токоферола при экспериментальном аллоксановом диабете значительно улучшает структурно-функциональные показатели мембран эритроцитов и митохондрий гепатоцитов, что способствует повышению показателя эффективности фосфорилнровання.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Учитывая, что изменения показателей ПОЛ, кислотной резистентности эритроцитов и количества СМП в комплексе дают объективную информацию о структурп0-фу}1кци0налыюм состоянии мембран митохондрий печени и эритроцитов при поражениях поджелудочной железы, их следует использовать для диагностических целей.

2. В комплексную терапию и профилактику поражений поджелудочной железы рекомендуется включение альфа-токоферола.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Влияние альфа-токоферола и фосфолипидного препарата на энергетический обмен в печени крыс аллоксановым диабетом /Х.Я.Каримов, А. А. Аб-раров, М.С.Сахибжани, Ф. Х.Иноятова // Организация, экономика, технология некоторых лекарственных препаратов.- Ташкент, 1990.-С. 116-118 .

2. Влияние токоферола и ретинола на некоторые метаболические показатели в легочной ткани / А. А. Абраров, М.А.Кадырова, Д.Ф.Юнусова//Матер.У конференции биохимиков республик Средней Азии и Казахстана, Ташкент, 12-15 ноября, 1991.-С. 265.

3. Влияние токоферола и ретинола в питании на некоторые метаболические процессы / А.А. Абраров, М.А.Кадырова, Д.Ф.Юнусова // Нутриционалъ-ные аспекты проблемы "Экология и здоровье".-Ургенч, 1991.-С. 185-187 .

4. Эксперимента™ панкреатитда жигардаги энергетик алмашинувнинг бузилиш механизмига дойр / А. А. Абраров, Х.Я.Каримов, М.Р.Рад // Халкаро хамкорликдаги илмий-амалий ашкуман маърузаларининг баёни. - Тошкент, 1992.-Б.62-63. :

5. Эксперимента уткир панкреатитда жигарда ёг алмаплшувинннг узига хослиги / А.А.Абраров, Х.Я.Каримов, М.Р.Рад // Халкаро хамкорликдаги илмий-амалий анжуман маърузаларшшнг бабни.-Тошкент, 1992.- Б.75.

6. Абраров А.А.,Кадырова М.А. Влияние токоферола и ретинола на энергетический обмен в ткани печени и легких //Мед.журн. Узбекистана,-1992.- №. 2.- С.78-82.

7. Абраров А.А.,Юнусова Д.Ф. Влияние молочного питания на изменешм активности супероксиддисмутазы (СОД) при введении липовитаминов //Ма-тер.науч.конф. "Региональные проблемы питания" с международным участием.-Алма-Ата, 1992.-С.11.

8. Абраров А.А., Иноятова Ф.Х. Влияние токоферола и ретинола на энергетический обмен печени и легочной ткани // Там же.- С. 12.

9. К вопросу о нарушении липидного обмена при остром экспериментальном панкреатите / А.А.Абраров, М.Р.Рад,Ш.И.Иноятов, А.Р.Йсраилов //Ма-тер.первой итоговой иауч.-практ. конф."Актуальные вопросы медицины", Ташкент, 11-12 февр., 1993.-C.52.

Ю.Каримов Х.Я., Абраров А.А. Состав жирных кислот митохондрий печени при экспериментальном аллоксановом диабете II Матер. 2 конф. биохимиков Узбекистана: Тез. докл.-Ташкент, 1993,-С.-44.

И.Ибрагимходжаева М.П., Музаффарова Л.И. Роль токоферола в антиокислительной защите мембран при экспериментальном аллоксановом диабете II Там же,-С.- 68 .

12. Абраров А.А. Роль среднемолекулярных пептидов в развитии патологий поджелудочной железы //Матер. 2 итоговой науч.-практ.конф. "Актуальные вопросы медицины".-Ташкент, 28-29 дек.1993.-С,-31.

13.Абраров А.А., Ибрагимходжаева М.П. Состояхше окислительной и антиокислительной систем при аллоксановом диабете и пути их коррекции I /Там же,- С.-16-17.

14.Karimov Н.Y, Abrarov А.А. Interconnected structural destructions in mitochondrial membranes of liver and erythrocytes, on acute experimental pancreatites // XVII world congress of anatomic and clinical pathology (Laboratory medicine), October 5-9,1993 Acapulco, Mexico.-P.65 .

15.Состояние окислительных процессов в митохондриях печени при экспериментальном панкреатите / Х.Я.Каримов, А.А.Абраров^ М.Р.Рад, Ф.Х.Иноятова IIМед: журн. Узбекистана.-1994.- №. 3. С.-21-24 .

16.Изменение липидного состава мембран эритроцитов при остром панкреатите / М.Р.Рад, Х.Я.Каримов, А.А.Абраров II Мед. журн. Узбекистана.-1994. №. 1,- С.62 .

17.Состояние энергетического и липидного обмена у крыс с аллоксано-вым диабетом и его коррекция / Х.Я.Каримов, А.А.Абраров, Ф.Х.Иноятова

//Патогенетические аспекты новых методов лечения. -Ташкент, 1994, С.З-б.

18.0пределение среднемолекулярных пептидов крови -информативный тест при диагностике острого панкреатита // Информационное письмо, Ташкент, 1994.-РОНМИ.-С.1-4.

19.Лечение сахарного диабета витамином Е ¡Рацпредложение, удостоверение № 3 от 25.02.91, утвержденное МЗ РУ от 8.05.91.

ХУЛОСА

Меъда ости безининг экспериментал касалликларнда мембрана система-сшшнгтаркиби ва функционал ^олатннингтавсифи, хам да уларни патогенетик тиклаш йуллари

Собирова P.A.

У шбу ишдан мак,сад меъда ости безининг экспериментал касалликларнда жигар митохондрияси ва Эритроцитлар мембранасииинг таркиби ва функционал холатини урганиш, уларни патогенетик тиклаш йулларини ишлаб чициш-дир.

Мазкур ишда илк бор экспериментал аллоксан диабети ва уткир панкре-атитда жигар митохондрияси ва эритроцит мембранасида содир булГан тарки-бий-функционал узгаришларнинг умумий ва узига хос томонлари аник.ланди. Альфа-токоферол ва ретннолнинг мембраналарда руй берган структур ва функционал узгаришларни олдини олиш ва даволашдаги таъсири урганилди.

Меъда ости безининг экспериментал токсик ва яллнгланиш билан кеча-диган касалликларнда генатоцит митохондрияси ва эритроцит мембранасида умумий линидлар.холес'териннинг купайиши, аксинча умумий фосфолипидлар-нинг камайиши, шунингдек сифатий узгаришлар: лизофосфатидилхолиНиинг фойз микдорининг ортиши ва фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, куп туйинмаган er кислоталарининг камайиши билан ифодаланадиган узгаришлари аникланди.

Митохондрия мембранаси курилишининг узгариши нафас занжирининг мембрана билан боглик булган ферментлари фаоллигини узгаришига олиб келди, бу эса оксидланишга боглик булган фосфорланищни сусайтирди,энер-гия танк,исланишига сабаб булди.

Эритроцит мембранасндаги фосфолипид ва ёг кислоталар спектридаги узгаришлар эса унинг нордон гемолитиклар таъсирига чидамлилигини пасай-тирди, бундай узгаришлар меъда ости бези экскретор ва инкретор кисмлари шикастланишининг бошлангич даврига хос белгидир.

Аллоксан диабети ва уткир панкреатит патогенезида ЛПОнинг фао'лла-ниши туфайли АГПнинг йигилиши алохида урин тутади. У рта молекулали пептидларнннг (УМП) к,он зардобидаги микдори уткир панкреатитда ошади, аллоксан диабетида эса камаяди. .'.. .'' -

Альфа-токоферол ва ретинолнинг экспериментал панкреатитда жигар митохондрияси ва эритроцит мембранасининг тузилиши ва функцияларида юз берадиган узгаришларига нисбатан мембранапротёкторлик таъсири бир хил булишига караман, патогенетик механизмларга фар к, л и таъснр этиши аник/шнди: ретинол эритроцит ва митохондрия мсмбраналаридаги фосфатид-илхолин ва лизофосфатидилхолин микдорини тикламайди; эритроцитларнииг

нордон гемолитик таъсирига чидамлилиги кам ортади; ЛПО фаолланиши, МДА тупланиши, АГП микдори ортишининг сусайиши, АОС ферментлари фаолЛигининг кучайиши токоферолга нисбатан камрок, даражада рун беради.

Экспериментал аллоксан диабетида альфа-токоферолинннг организмга юборилиши эритроцит ва жигар митохондрияси таркибий-функционал узга-ришларини сезиларли даражада яхшилайди, бу эса оксидланишга боглик; фос-форланиш курсаткичининг кутарилишига олиб келади.

ЛПО курсаткичлари, эр1ггроцитларнинг нордон гемолитик таъсирида узгариши ва УМП микдоринингузгариши жигар митохондрияси ва эритроцит мембранасининг таркибнй-функционал хрлати хак,чда атрофлича ахборот бериши бу курсаткнчларни диагностик максадларда ишлатилишини такозо этади.

SUMMARY

Character of the state of structures and functions of membrane system during experimental pathologies of the pancreas and during pathogenetic corrections

Sabirova R A.

Purpase of work - clarify pathogenetic role of the destruction of erythrocytic membranes and mitochondrid of liver during patology of excretory and incretory parts of the pancreas - in models experimental alloksane induced diabetes and acute pancreatites and work out the principles for using natural antioxidants in the prophylaxis and cure for these forms of patology.

At first comparative studies of the changes in lipid composition of erythrocytic membranes and mitochondrid of liver cuere conducted as well as condition of peroxidase oxidation of lipids (POL) and antioxidant systems of membranes during experimental diabetes and acute pancreatitis. The analogy of the acceleration of POL and changes of the phospholipid composition of erythrocytic and mitochondrial membranes were established, at the same time a disruption of the index of energy metabolism of mitochondrid of hepatocytes and lowering resistance of erythrocytes to the action acid haemolytics during experimental pathology of pancreas takes place.

It was established that prophylactic introduction of alfa-tocopherol cincreases the resistance of rates to the action Of alloksane and endotoxins, forweded during acute pancreatites. .

Erythrocytes are the ideal objects for the study of the dynamic changes of the condition of POL, lipid composition and functional activity of biological membranes of cells in the process of development of alloksane induced diabetes and experimental pancreatitis.

Retinol reduces the intensity of POL in the erythrocytic membranes and mitochondrid of liver during development of acute membranes, but compared to alfa-tocopherol the effect is less.

For experimental alloksane induced diabetes a lowering of medium molecular weight polypeptides (MMP) in blood perum is characteristic. Intial saturation of the organism with alfa-tocopherol leads to a definite increase of it in the whole blood as well as the organism with alloksane induced diabetes.

Acute pancreatites, induced experimentally, in accompanied by a definite increase in medium weight polipeptides. in blood serum, and prophylactic introduction of alfa-tocopherol does not show any obseruable effect on MMP in experimental animals. Retinol rcduccs MMP of blood in control as well as experimental animals with experimentally induced pancreatitis.

Alfa-tocopherol protects the lipids of biomembranes from peroxidase oxidation and induces a positive effect on their structures and functions; this prophylactic and curatine effect is the basis for the action of the given biological antioxidant during pathologies of the pancreas.

Подписано к печати 5.05.94. Формат 60х 84/16. П.л. 2.Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии № 4. ¿. Ч &

»ашкент — 700200 пр- Радиальный, 10.