Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Метаболическая коррекция клеточного дыхания при поражениях организма ионизирующими излучениями и алкилирующими веществами

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Метаболическая коррекция клеточного дыхания при поражениях организма ионизирующими излучениями и алкилирующими веществами"

На правах рукописи

НОСОВ Андрей Викторович

МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ КЛЕТОЧНОГО ДЫХАНИЯ ПРИ ПОРАЖЕНИЯХ ОРГАНИЗМА ИОНИЗИРУЮЩИМИ ИЗЛУЧЕНИЯМИ И АЛКИЛИРУЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

03.00.01 радиобиология 14.00.20 - токсикология

АВТО РЕФЕ РА Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук ~

Санкт-Петербург 1998

Диссертация выполнена в Военно-медицинской академии.

Научные руководители:

академик Российской АМН профессор Г.А. Софронов, доктор медицинских наук Ю.Ю. Ивницкий

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор В.И. Легеза доктор медицинских наук профессор В.А. Баринов

Ведущее учреждение: Институт токсикологии МЗ РФ

Защита состоится '¿V" 1998 года в_часов ш

заседании диссертационного совета Д 106.03.08 в Военно-медицинской академии (194044, Санкт-Петербург, ул. Лебедева, 6)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан " "_1998 г.

Ученый секретарь диссертационного-совета доктор медицинских наук профессор

ЧУРСИН и. г.

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Изучение патогенеза патологических состояний, возникающих при воздействии факторов химической и радиационной природы, представляет ванную задачу токсикологии и радиобиологии и создает предпосылки для создания патогенетически обоснованных средств медицинской защиты.

- Одним из интригующих, но до настоящего времени не получивших исчерпывающего объяснения типических патологических состояний, является формирование церебрального синдрома при поражениях ионизирующими излучениями и алкилируюшими веществами в высоких • дозах.. Характерной особенностью клинической картины таких поражений служит сходство; с симптомокомплексом острой гипоксической гипоксии, проявляющееся развитием синдрома неврологических нарушений, лимитирующим продолжительность жизни пораженных. В начальном периоде доминируют возбуждение, атаксия, тремор, гйпер-кинезы и судороги. В последующем фаза возбуждения сменяется.угнетением и. наконец, комой (Alexander S.F., 1947; Karas'J.S,, 1965; Faenger G.S., 1967; Яшкин П.Н. и соавторы,' 1990; Малаховский В. Н., 1993); Церебральные нарушения Возможны в качестве осложнений при-лучевой и химиотерапии бйухолей.мозга (Wengs W. J. . 1993; Bruggers C.S., 1994).

Учитывая, что роль нарушений йэробного ресйнтеза Afi> в Мозге' как ведущего фактора патогенеза острой высотной гИИоксйй Не вызывает сомнений, гипотеза о причастности нарушений клеточное дыхания к формированию' так называемого "Церебрального сйНДроМй" при интоксикациях алкилирующими веществами и При лучевых Поражениях заслуживает проверки.

. „Цель работы: на основании изучения роли клеточного дыхания в развитии неврологических нарушений при острых поражениях ионизирующими Излучениями и алкилирующими веществами обосновать методы -повышения устойчивости центральной нервной системы к этим повреждающим факторам. ....' •• . •

• В ходе исследования предполагалось решить следующие задачи:,

1) оценить ' состояние клеточного дыхания в ЦНС при воздействии на организм'ионизирующих излучений Или алкилирующих ядов в дозах, вызывающих развитие церебрального синдрома;

2) исследовать взаимосвязь между изменениями клеточного дыхания и., основными проявлениями церебрального синдрома при поражениях ионизирующими излучениями или алкилирующими веществами;

3) на основе результатов коррекции клеточного дыхания в центральной нервной системе определить пути модификации проявлений неврологической формы острых поражений ионизирующими излучениями или алкилирующими веществами.

ПОЛОЖЕНИЯ. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. В патогенезе церебрального синдрома при поражениях организма ионизирующими излучениями и алкилирующими соединениями ведущая роль принадлежит развитию острого энергетического дефицита в тканях центральной нервной системы в результате нарушения клеточного дыхания.

2. Фактором, ограничивающим ¡энергетическое обеспечение функций центральной нервной системы при поражении ионизирующим излучением, является снижение НАД-зависимой компоненты клеточного дыхания, а при поражении алкилирующим ядом - вторичная тканевая гипоксия в результате нарушения масслперейоса кислорода в головной мозг,

3. Эффективным методом повышения устойчивости организма, к действию ионизирующих излучений и алкилирующих ядов в дозах, вызывающих церебральный синдром, является метаболическая коррекция клеточного дыхания. Основными направлениями профилактики неврологических нарушений при облучении служат предотвращение развития дефицита НАЛ. либо шунтирование заблокированного НАД-зависи-мого звена клеточного дыхания профилактическим введением субстратов НАД-независимого окислительного ресинтеза АТФ. При интоксикации алкилирующими веществами необходимой составляющей метаболической коррекции клеточного дыхания служит устранение вторичной тканевой гипоксии.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Экспериментально установлена причинная связь между нарушениями клеточного дыхания в головном мозге и основными проявлениями церебрального синдрома при поражениях организма ионизирующими излучениями или алкилирующими веществами.

В результате фармакологического анализа с использованием биохимических "зондов" установлена роль нарушения массопереноса кислорода в головной мозг как фактора, лимитирующего интенсивность клеточного дыхания и. энергетическое обеспечение функций центральной нервной системы при резорбтивном действии алки-пирую-щих веществ, ...

.На основании представления:о факторах, ограничивающих энер-

гетическое обеспечение центральной нервной системы, сформулирована концепция метаболической коррекции клеточного дыхания при поражениях организма ионизирующими излучениями и алкилирующими ядами. Концепция предполагает идентификацию реакций клеточного дыхания, лимитирующих в условиях поражения энергетическое обеспечение. центральной нервной системы, и их целенаправленную интенсификацию соответствующими субстратами и кофакторами энергетического обмена. Предложены два патогенетически обоснованных подхода к метаболической, коррекции клеточного дыхания при цереб-' ральной форме лучевого поранения: 1) стабилизация НАД-зависимых процессов биологического окисления; 2) шунтирование НАД-зависи-мого участка электронтранспортной цепи с помощью экзогенных субстратов НАД-независимого окислительного ресинтеза АТФ.

Установлена причастность интенсификации ресинтеза АТФ и сопряженного с,утилизацией кислорода снижения оксигенации внутриклеточных мишеней ионизирующего излучения к радиозащитному действию сукцината в отношении центральной нервной системы.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ результатов исследования состоит в разработке экспериментальных моделей, позволяющих осуществлять . скрининг средств метаболической коррекции состояния энергетического дефицита центральной нервной- системы, обуслов- . ленного воздействием ионизирующих излучений (ИИ) или алкилирую-щих веществ.

Показан■радаозавщтный эффект сукцината- натрия' и других транспортных форм янтарной кислоты при церебральной форме острой . лучевой болезни,: обоснован оптимальный режим их применения при таких условиях.

Обосновано применение ингаляции обогащенных кислородом газовых смесей для коррекций неврологических проявлений острых интоксикаций алкилирующими веществами. Установлено, что защитный эффект оксигенотерапии потенциируется введением животным сукцината натрйя (СН). . .

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные материалы исследования доложены на VI Всеармейской конференции' "Фундаментальные и прикладные проблемы современной военной токсикологии" (1996 г.), на юбилейной .научно-практической конференции, посвященной 300-летию Российского ВМФ "Медицинское обеспечение личного состава ВМФ" (1996 г.), на Всеармейской научной конференции "Физиологически актив-

- б -

ные вещества на основе перфторуглеродов в военной медицине" (1997 г.), на III Съезде по радиационным исследованиям (1997 г.) и на межкафедральном совещании ВМедА (1998 г.).

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ. Материалы исследования нашли отражение в отчете по теме НИР 3.97.060. п2 "Универсал" - "Медицинские средства сохранения здоровья личного состава при действии комплекса патогенных факторов радиационных аварий", а также внедрены в учебном процессе кафедры военной токсикологии и медицинской защиты ВМедА при подготовке методических материалов по темам, посвященным изучению острой лучевой патологии и токсикологии отравляющих веществ кожно-резорбтивного действия;

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационного исследования опубликовано 8 научных работ.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста и состоит из введения, анализа состояния проблемы, описания материалов и методов исследования, результатов экспериментальных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Работа содержит 6 рисунков, и 23 таблицы, список литературы состоит из 101 источника на русском и 93 на иностранных языках.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

НетоОи исследования влияния веществ метаболитного действия m устойчивость Dapîuiia magna к ионизирующему излучению. Характеристика экспериментальных животных. В экспериментах использовали ракообразных Daphnla magna Straus (самок 5-7-суточного возраста). Инкубационной средой служила профильтрованная и отстоявшаяся в течение 2 недель водопроводная вода.. Культуру дафний содержали в люминостате при температуре ?.0±2 °С. напряжении кислорода 190 - 200 мм рт. ст., pH 7.6 -7.8 и освещенности 400 лк. Кормление осуществляли зелеными одноклеточными водорослями Chlorella в соответствии с рекомендациями, изложенными в Методическом руководстве по биотестированию воды (1991 г.) и прекращали за сутки до эксперимента.. .

Условия облучения дафний. Перед облучением дафний помещали в виалы с растворами радиомодификаторов при температуре 18-21°С. pH 7.2-7.6, напряженки кислорода i91-MM.pt. ст.' Киэотных конт-

рольной группы помещали в профильтрованную аквариумную воду. Все растворы радиомодификаторов готовили на профильтрованной аквариумной воде ex tempore. Облучение начинали не ранее, чем через 10 минут после окончания рассаживания, чтобы обеспечить насыщение организма ракообразных радиомодификатором.

При использовании рентгеновского излучения .одновременно ■облучали дафний семи экспериментальных групп (1 контрольная и 6 опытных, по 7 животных в каждой), помещенных в виалы из стекла "пирекс", содержавшие растворы радиомодификаторов в концентрациях. соответствовавших ожидаемым в организме млекопитающих при условии равномерного распределения вводимых веществ. Все препараты использовали в концентрациях, не влиявших на спонтанную двигательную активность дафний в отсутствие воздействия ионизирующего излучения., Виалы с дафниями помещали в тонкостенный алюминиевый цилиндр, который для равномерности облучения устанавливали на вращающемся столике; центровку осуществляли с помощью диафрагмы. Условия облучения на-рентгенотерапевтической установке РУМ-17: напряжение на аноде U=200 kV, анодный ток 1=15 гаА, расстояние между анодом и центром виалы Е=17,5 см. мощность дозы излучения. Р=9,5 Гр/мин. По достижении дозы 1140 Гр облучение продолжали фракциями по 285 Гр, в Перерывах между которыми подс-■ читывали число обездвиженных особей. Зависимость эффекта от дозы облучения анализировали с помощью пробит-метода, рассчитывали EDso для каждой экспериментальной группы. ФИД- определяли как отношение ÉDso излучения в опытных и контрольной группах.

При воздействии К-излучения 4 экспериментальные группы дафний (1 контрольная и 3 опытных по 5 животных в'каждой) вносили в тонкостенные виалы с растворами радиомодификаторов, размещавшие-, ся в' пенале, из оргстёкла. Два пенала фиксировали в установке "ЙГУР." таким образом,- что виалы каждого из пеналов находились в радиусе 3 см от одного из двух источников (137Cs, Р-43 Гр/мин). Дафний облучали непрерывно.до достижения дозЫ 1500 Гр, затем -Фракционно по 500 Гр с подсчетом числа обездвиженных особей в перерывах между фракциями. . . . ' '

Расчёт ED50 производили с помощью программы регрессионного анализа фирмы Hewlett-Packard. Среднегрупповые значения ED50 оп7 ределяли по результатам не менее чем 4 опытов.'

Определение тетразолий-редуктазной активности ткани, голое-

наго мозга крысы. Тетразолий-рёдуктазную активность рассматривали в качестве показателя, отражающего способность дыхательных цепей клеток переносить электроны от субстратов к естественному (коэнзим Q) или искусственному (тетразолий) акцептору. В ходе окисления экзогенных субстратов происходит перенос электронов компонентами дыхательной цепи к бесцветному соединению - нитро-синему тетразолию. который восстанавливается в красный формазан (Ковальский Г.Б.. 1978). По скорости накопления формазана в присутствии субстратов,' окисляемых НАД-зависимо или НАД-незавйсимо, судили о состоянии соответствующих составляющих подсистем клеточного дыханий.

Инкубационная смесь содержала 1 % гомогенат на кребс-рин-гер-фосфатном буферном растворе (рН 7.36) с глюкозой (11.1 мМ). субстрат окисления (пируват либо сукцинат натрия. 5 мМ), 0.5 мК нитросинего тетразолия. Пробы объёмом 0.5 мл-инкубировали в термостате при температуре 37°с в течение 10 мин. По окончании инкубации пробы экстрагировали 4.5 мл ацетона. После фильтрования, полученный ацетоновый экстракт красного формазана фотометрирова--ли на спектрофотометре СФ-26 при Л-492 нм. Концентрацию формазана в экстракте определяли с помощью кштбрбвочнога графика.

Влияние рентгеновского излучения на тетразолий-редуктазную активность гомогенатов мозга изучали, облучай гомогенаты (0,5 мл) In vitro в дозе 150 Гр при мощности дозы Р-25 Гр/мин.. напряжении на трубке 180 kV,' анодном токе 15 шА. без фильтра, при температуре 20°С. на воздухе.

Тетразолий-рёдуктазную активность ткани • рассчитывали по формуле А-С/10000. где А - тетразолий-редуктазная активность ткани, выраженная в нмоль»фрйаэ«на/(мгткани'нин.); С - концентрация красного формазана в ацетоновом экстракте. нМ; 10000 - коэффициент. учитывающий количество формазана в 5 мл_ ацетонового экстракта, количество ткани в пробе (5 мг) и время инкубации -10 мин. .

Количественным критерием влияния циклофосфана на активность сукшшатдегидрогеназы (СДГ) в Тканевых гомогенатах служила константа ингибирования 1С50. представляющая собой концентрацию ингибитора, при которой активность фермента снижается вдвое.

Активность СДГ для. расчета;. 1С j о' определяли с помошьк?. реакции. восстановления нитросинего. тетразолия; (Hun Е.. 19-19).

Определение проводили в 4 параллельных группах проб, которые содержали 1% гомогенат ткани, приготовленный на кребс-рин-гер-фосфатном буферном растворе (рн 7.36), 5 мМ раствора сукци-ната натрия, циклофосфан в концентрациях 0; 0.35; 0.70; 2.10; 4.-20 мМ, 0.5 мМ нитросинего тетразолия.

; Сукцинатдегидрогеназную активность проб без циклофосфана принимали за 100%. 1С50 циклофосфана рассчитывали с помощью .программы регрессионного анализа'фирмы Hewlett-Packard.

Определение итенсионости потребления кислорода гомогенат-т тканеа. о влиянии "изучаемых препаратов на аэробную подсистему энергетического, обмена судили по потреблению кислорода тканевыми гомо'генатами в опытах In vitro и по потреблению кислорода целостным организмом. Гомогенаты печени и головного мозга получали с помощью ручного-пресса из нержавеющей стали с отверстиями диаметром 0* 3 мм. - после - чего дополнительно суспендировали в .кребс-рингер-фосфатном буферном.раств'орё (рН=7.36), содержащем глюкозу (11.1 йН). Вся процедура приготовления гомогенатов и подготовки проб осуществлялась на льду. Определение потребления кислорода гомогенатами проводили манометрическим методом (Умб-рейТ В. В'., 1951) в аппарате Варбурга Wa 0110 фирмы Glaswerke II-toenau (ГДР) при темпёратуре 37°С. Пробы содержали 100 мг ткани в буферном растворе того же состава, что и среда выделения. Исходный обЬем проб составлял 2 мл. Тестируете вещества и яды в буферном растворе вносили в. пробы из бокового штуцера манометрических сосудиков'в объеме 1 мл после 20-ти минутного измерения исходного уровня потребления кислорода, при этом в контрольные пробы вносили соответствующее количество буферного раствора и измерение продолжалось.еще 30 минут, Потребление клетками кислорода выражали в мкл/(мгткаяи'час).

. Влияние вносимых в пробы, веществ на потребление кислорода рассчитывали пб формуле,х=100-Qs/Qi. где х - интенсивность потребления' кислорода в присутствии тестируемого вещества (ве-щес-в), выраяейнаяг в Я от контрольного: уровня; Q5 -исправленное значение, потребления кислорода в присутствии тестируемого вещества : (веществу, учитывающее только влияние самого вещества с исключением влияния сопутствующих условий (разбавление проб при внесении буферного раствора, . накопление в инкубационной среде продуктов/метаболизма.в ходе инкубации и проч.). Величину: Q5

рассчитывали по формуле С^й/Сц/йгйз . где Qt и Q3 - потребление кислорода контрольной и опытной пробами, соответственно, до внесения тестируемого вещества ; Q2 и Q4 - то же после внесения в контрольную пробу буферного раствора, а в опытную " тестируемого вещества (веществ).

Для оценки состояния энергетического обмена в организме In situ использовали показатель газообмена - интенсивность потребления кислорода крысами при комнатной температуре. •

Определение показателей газообмена у крыс. Изучение влияния тестируемых препаратов и/или ИИ на газообмен целостного организма проводили на самцах крыс-альбиносов массой 120-160 г. Интенсивность потребления кислорода определяли в аппарате Regnault (Сльнянская Р.П.. Исаакян Л.А.. 1959) в течение 5 минут до облучения и/или введения модификаторов газообмена и аналогично - в различные сроки после радиационного или токсического воздействия на животных. Все препараты вводили внутрибрюшинно в виде растворов. приготовленных на дистиллированной воде, в объеме 1 мл/100 г массы тела, контрольные животные получали соответствующее количество растворителя.

Оценка функционального состояния организма при интоксикации циклофосфаном или воздействии ионизирующего излучения. Сразу же после введения крысам циклофосфана и в дальнейшем в течение 5 часов с интервалом 30 мин. оценивали частоту проявления и выраженность неврологических симптомов - тремора, адинамии, судорог. В целях количественной комплексной оценки функционального состояния организма животных, кроме того, тестировали по продолжительности удержания на горизонтальном стержне диаметром 55 мм, вращающемся со скоростью 12 оборотов в минуту. Результаты теста рассматривали как комплексный показатель, характеризующий состояние Функций равновесия, координации движений и физической работоспособности. Накануне тестирования крыс обучали удержанию на вращающемся стержне, причем животных,, неспособных К- удержанию в течение минимум 3 минут', выбраковывали.

После облучения у животных регистрировали симптомы поражения центральной нервной системы: клонические и тонические судороги. манежные движения, гиперкинезы, тремор, нарушение безус-, ловнорефлекторной реакции - побежки -в ответ на перкуссию хвоста, мышечную гипотонию (неспособность к- удержанию в течение 30

секунд на проволочной сетке хватом снизу), нарушение способности сохранять равновесие на горизонтальном вращающемся стержне. Эти симптомы регистрировали непосредственно после воздействия и ежечасно в последующие 6 .часов наблюдения. • Учитывали количество особей в контрольной и опытной группе, у которых отмечался тот или иной симптом. .

. Статистическую значимость межгрупповых различий, частоты встречаемости непараметрических признаков оценивали с помощью точного метода Фишера.

Статистическую значимость различий среднегрупповых значений изучавшихся показателей оценивали с помощью t критерия Стьюден-та; при обработке данных опытов на клеточных суспензиях применяли Ь критерий Стьюдента для связанных выборок.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕД0ВАН1М И 11Х ОБСУВДЕНИЕ

Поиск тдифшторов равиочувствтельноапи центральной нервной сйстет и фаркаколоётестп анализ механизмов их действия на подели лучевого поражения Шр1т1а ша^па. В ходе предварительных экспериментов была-определена чувствительность дафний к рентгеновскому и гамма излучению. Дозы излучения, вызывавшие обездвижение половины экспонированных особей, составили 2430+101 и 3842±166 Гр. соответственно. Устойчивость дафний к рентгеновскому излучению, повышалась в присутствии соединений янтарной кисло-•ты (ФИД монометилсукцината 1.11+0.02, р<0,05), но не НАД-зависи-' мо окисляемых субстратов (пирувата и цйтратаЬ Ингибитор по. ли-АДФ~рйбозилирования бёнзамид также предотвращал ' индуцированное облучением обездвижение -животных (ФИД 1.09±0.02,' р<0,05). ; Цистамйн существенно ускорял развитие парализующего эффекта, что согласуется с данными, полученными на млекопитающих при модели- • ровании ЦЛС (Давыдов Б.И., Ушаков И.Б.,1987).

. При гамма облучении дафний' защитная активность сукцината ' была более выражена (ФИД сукцината натрия (СН) составил 1.21±0.02. р<0,01); наблюдалось также повышение радиорезистентности животных в присутствии никотинамида (НА) (ФИД 1.13±0.02.' р'<0,01). Поскольку мощность дозы ц-излучения более чем вчетверо ; превосходила мощность дозы рентгеновского излучения, можно констатировать положительную зависимость между мощностью дозы излу-

чения и противолучевой.активностью НА и СН. В связи с этим дальнейшие исследования проводились на модели К-излучения.

Для интерпретации результатов, характеризующих радиомодифи-цирующее действие сукцината на дафний, необходимо было убедиться в Наличии сукцинатдегидрогеназной активности в тканях этих ракообразных. Активность СДГ в гомогенатах ракообразных^ определенная тем же методом, что и в опытах с гомогенатами тканей крыс, . СОСТаВИЛа 7.42±0.14 НМ0ЛЬф0риаэан»/(МГтквни мин), (H±s, п=8), что сопоставимо с активностью СДГ в тканях мозга крыс.. Эксперименты на ракообразных позволили установить, что наличие условий для внутриклеточного окисления сукцината является обязательным для проявления его противолучевой активности. Конкурентный ингибитор СДГ. малонат. не сенсибилизировавший дафний к гамма-излучению сам по себе, отменял защитное действие сукцината. Дополнительным условием проявлений радиозащитной активности СН в опытах с дафниями служила сопряженность окисления данного субстрата с фо.сфорилированием АДФ. Внесение.в инкубационную среду 2.4-динит-рофенола в концентрации, не влиявшей на радиорезистентность.животных, но достаточной для1 разобщения окислительного фосфорили-рования. уменьшало противолучевой эффект. Снижение оксйгенации внутриклеточных.мишеней излучения в результате интенсификации утилизации кислорода - один из возможных механизмов реализации противолучевой активности сукцината натрия.. Подтверждением этого служит снижение защитной активности сукцината в сочетании с мет-ронидазолом - радиосенсибилизатором клеток, пребывающих в условиях пониженной оксйгенации.

Эксперименты на дафниях позволили заключить, что все препараты, рассматриваемые в качестве перспективных средств коррекции проявлений церебрального лучевого синдрома ШЛС). способны оказывать существенное влияние на интенсивность клеточного дыхания в ЦНС.

Влияние рентгеновского излучения на процессы биологического окисления в головном мозге крыс. . О состоянии процессов терминального биологического окисления в головном мозге судили по реакции восстановления нитросинего тетразолия и по интенсивности потребления кислорода гомогенатами головного мозга крыс.

После рентгеновского облучения гомогената мозга, интактных крыс в дозе 150 Гр (в условиях, идентичных условиям кранио-кау-

дального облучения животных) способность переносить электроны на тетразолий от НАД-зависимо окисляемого субстрата - пирувата -снижалась/ в среднем, на 35 %, Внесение НАД в облученные гомоге-наты устраняло инактивацию транспорта электронов в дыхательной цепи. Наличие экзогенного НАД в пробах во время облучения не являлось обязательным условием данного, эффекта.

В отличие от НАД-зависимого звена энергетического метаболизма, активность его НАД-независимой компоненты не снижалась, напротив, перенос электронов с сукцината на тетразолий интенсифицировался. Существенное влияние на интенсивность накопления формазана оказывала 15-минутная преинкубация в присутствии сукцината натрия, но в отсутствие тетразолия. Так, при внесении сукцината в инкубационную среду перед облучением отмечено увеличение стимулирующего действия облучения на сукцинат-тетразо-лий-редуктазную активность по сравнению с пробами, преинкубация которых осуществлялась без сукцината. Если в отсутствие преинку-бации проб с субстратом интенсивность переноса электронов от сукцината к тетразолию увеличивалась после облучения на 22 %. то в условиях преинкубация с субстратом интенсифицирующий эффект облучения составил 35 % (табл. 1).

' • • Таблица 1

' . ВЛИЯНИЕ.РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА .ТЕТРАЗОЛИЙ-РЕДУКТАЗНУЮ АКТИВНОСТЬ ГОМОГЕНАТОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС

Вносившиеся в' облученные .. гомогенаты . экзогенные.субстраты и кофакторы. мМ Тетразолий-редуктазная активность НМ0ЛЬ90рМазаиа/.(МГткани"МИН), М±3,П=6

. До облучения После облучения .в дозе ;150 Гр

Пируват. 5.0 Пируват, 5.0 + НАД, 1.0 сукцинат, 5.0 Сукцинат. 5.0 7.66+0.37 . • 7.2410.45 3.3910.05 „ • 3,9310.14 с • 4.96Ю.16 * 6.9910.14 4.1410.14* 5.3110. 22 с

Примечание: * - пробы преинкубировались в присутствии 5 мМ сукцината' натрия в течение 15 мин. перед облучением; -• а - различие с необлученными пробами значимо, р.< 0.001; , Ь.- различие с облученными пробами, содержащими только пи'. руват. значимо.: р < 0.01; 'с - различие с пробами, преинкубировавшимися в отсутствие сукцината. значимо, р < 0.01

Таким образом, стабилизация транспорта электронов в дыхательной цепи в условиях воздействия больших доз ИИ оказалась возможной как внесением в гомогенаты кофермента - НАД, так и путем шунтирования НАД-зависимого участка электронтранспортной цепи при помощи экзогенного сукцината. Данные для прямой оценки эффективности этих двух подходов к коррекции клеточного дыхания при церебральной форме лучевого поражения представлены в таблицах 2 - 4. .

Облучение гомогенатов головного мозга In vitro приводило к снижению потребления кислорода, в среднем, на 29 Ж.

Никотинамид (НА), вносимый в пробы в конечной концентрации 0.8 мМ, не оказывал существенного влияния на дыхание необлучен-ных гомогенатов. но предотвращал снижение клеточного дыхания при внесении в среду инкубации перед облучением (табл. 2).

Таблица 2

. ВЛИЯНИЕ НИКОТИНАМИДА. ВНОСИМОГО ПЕРЕД ОБЛУЧЕНИЕМ 1п УПГО. НА ДЫХАНИЕ ГОМОГЕНАТОВ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС

•Условия . респирометрии Экспериментальная группа Потребление 02, M±s, п-6

мкл/(мг-час) % от контроля

Без облучения контроль никотинамид, .0.8 мМ 0.7510.03 0.77+0.05 100 10314

После облучения в дозе 150 Гр контроль никотинамид. 0.8 мМ 0.5710.07* 0.7810.07" 7116* 10316"

Примечание: * - различие с необлученным контролем значимо,

р < 0, 0014

** - различие с облученным контролем-значимо, р < 0.001

В отличие от НА. при внесении в среду инкубации сукцината в концентрации 5 мМ отмечался небольшой, но статистически значимый прирост потребления кислорода, отменявшийся конкурентным ингибитором СДГ - малонатом. Сам малонат вызывал незначительное снижение интенсивности дыхания необлученных гомогенатов. .При воздействии рентгеновского излучения сукцинат' препятствовал снижению потребления кислорода гомогенатами; . В результате интенсивность клеточного дыхания, в пробах, облученных в.присутствии, экзогенно-

го сукцината. превосходила контрольную на 48 %. Как и в случае с необлученными гомогенатами, эффект СН полностью блокировался ма-лонатом при их сочетании (табл. 3).

Для оценки информативности данных, полученных при облучении гомогенаТов мозга In vitro, представлялось необходимым определить характер изменений клеточного дыхания при облучении мозга животных в сопоставимых дозах In situ.

При определении интенсивности дыхания гомогенатов головного мозга предварительно облученных'крыс через 1 час и через сутки после облучения выявлено стойкое снижение потребления кислорода, в среднем, на 30 %.

_ Таблица 3

ВЛИЯНИЕ СУКЦИНАТА И/ИЛИ МАЛОНАТА НАТРИЯ (5 мМ), ВНОСИМЫХ • ПЕРЕД ОБЛУЧЕНИЕМ In Vitro, НА ДЫХАНИЕ ГОМОГЕНАТОВ ГОЛОВНОГО

МОЗГА КРЫС •

Условия респирометрии Экспериментальная группа Потребление 02, Mis, п=6

мкл/(мг-час) % от контроля

Без облучения контроль сукцинат Малонат : сукцинат+малонат 0.8б±0.02 0.95+0.02 0.78+0.03 0.84±0.03 100 111+2 ** 91+3* 97±4* *

После облучения в дозе 150 Гр ■ контроль сукцинат малонат i • сукцинат+малонат 0. 62+0..09 0.92±0.13 0.67+0.09 0.68+0.11 71i6'" 105+8* 77±7,# 78±7

Примечание: * - различие с контролем значимо, р < 0.05; ** - различие с пробами,- в которые вносили только сукцинат,

значимо, р < 0.01; *** - различие с контролем значимо, р < 0.001; # - различие с облученным контролем значимо, р < 0.001; ## - различие с пробами, облученными в присутствии только сукцината, значимо, р <0.001

. Профилактическое введение крысам НА в дозе 0.8 ммоль/кг предотвращало данный лучевой эффект (табл. 4):

Таблица 4

ВЛИЯНИЕ НИКОТИНАМИДА (0.8 ММОЛЬ/КГ) И/ИЛИ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (ДОЗА В ЦЕНТРЕ ГОЛОВЫ 150 Гр) НА ИНТЕНСИВНОСТЬ КЛЕТОЧНОГО ДЫХАНИЯ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ КРЫС

Условия проведения респирометрии Экспериментальная группа • Потребление 0г мкл/(мг-час), M±S, П-10

Без облучения контроль никотинамид 1.04±0.09 0.93±0.07

Через 1 час после облучения контроль ; никотинамид 0.75±0.07* " 0.95±0.04**

Через сутки после облучения контроль никотинамид ! 0. 70±0. 09' 0.91i0.Ö5"

Примечание:

* - различие с необлученным контролем значимо, р < 0,05

*» - различие с контрольной группой облученных животных значимо, р < 0,05

Очевидно, что нарушение дыхания в клетках головного мозга не может не отразиться на газообмене целостного организма. С другой стороны, угнетение потребления кислорода клетками головного мозга не может не приводить к нарушению функций ЦНС. что обусловливает необходимость коррекции нарушений тканевого дыхания, как патогенетической основы нарушения функций ЦНС.

Изменения газообмена у крыс при рентгеновском облучении и их метаболическая коррекция. После кранио-каудального рентгеновского облучения .крыс в дозе 150 Гр у .животных отмечено более чем трехкратное падение потребления кислорода целостным организмом по сравнению с исходным-(до облучения) уровнем. Через час показатели газообмена возвращались к•нижней границе контрольного уровня (табл. 5).

Таблица 5

ДИНАМИКА ПОТРЕБЛЕНИЯ КИСЛОРОДА КРЫСАМИ ПОСЛЕ КРАНИО-КАУДАЛЬНОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ В ДОЗЕ 150 Гр

Срок наблюдения Группа животных - Потребление 02 мл/(мин кг)

До облучения контроль опыт 14.6+2.0 17.8±3.0

Сразу же после облучения контроль опыт ' 17.8+2.9 5.7±0.6*

Через 1 час после облучения контроль опыт 15.5+2.6 13.0+2.2

Через 2 часа после облучения контроль опыт 15.8+0.9 12.3+1.8

Через 3 часа после облучения контроль опыт 16.3±1.2 12.9+1.1

Через 4 часа после облучения контроль опыт 16.7+1.3 15.1+1.2

Примечание:

• * - различие с контрольной группой значимо, р < 0.001.

Профилактическое внутрибрюшинное введение крысам НА в дозе ■ 0.8 ммоль/кг за 15 мин. до облучения или двукратное внутрибрю-шинное введение СН в дозе 10 ммоль/кг за сутки и за 15 мин. до облучения предотвращали угнетение газообмена, наблюдавшееся у контрольных животных в первые минуты после облучения - в период пика проявлений РПН-синдрома (рис. 1).

Таким образом, направленность влияния большой дозы излучения. а также никотинамида и сукцината натрия на газообмен у крыс совпала с направленностью влияния этих факторов на интенсивность клеточного дыхания в головном мозге животных. Однако глубина угнетения газообмена у животных существенно превосходила глубину угнетения клеточного дыхания при облучении тканевых препаратов головного мозга в сопоставимой дозе.

Потребление 02,% ОТ исходного уровня

120 80 40

rh *

rh

--- ¡if щ ---- M ...

1мЁИ ¡te;

СН

НА

С ложное облучение В облучение D модификатор+облучение Рис. 1. Влияние сукцината натрия (СН) или никотинамида (НА) на потребление кислорода крысами через 5 Мин. после кранио-каудального рентгеновского облучения

Примечание: Mie,h«5. * различие о группой "облучение" значимо, р < 0.05; ** различие с группой "облучение" значимо, р < 0.001

Метаболическая коррекция проявлений церебрального лучевого синдрома у крыс. При воздействии на крыс рентгеновского или гамма излучения в кранио-каудальном направлении в дозе 150 Гр также наблюдались неврологические- нарушения, сходные с проявлениями острой гипоксии - тремор, адинамия, атаксия, манежные движения, у некоторых особей - тонические судороги. Продолжительность удержания, животных на горизонтальном вращающемся стержне при 24-часовом наблюдений снижалась в 2-5 раз и в' последующем не восстанавливалась'. По извлечении из пенала отдельные особи теряли способность удерживать равновесие на вращающемся стержне.

Никотинамид при профилактическом введении в дозе 0.8 ммояь/кг полностью устранял такие проявления церебрального лучевого синдрома, как судороги,. тремор, манежные движения и гипер-•кинезы. Время удержания на вращающемся стержне за 6 часов наблюдения достигало нижней границы уровня до облучения и оставалось выше, чем-у;облученных животных,, в течение всего периода наблюдения (табл. 6). В то же время применение НА не устраняло утрату

тавотными безусловнорефлекторной реакции избегания, а при регистрации мышечной гипотонии отмечена тенденция к увеличению частоты данного проявления ЦЛС.

Таблица б

ВЛИЯНИЕ ВВЕДЕНИЯ НИКОТИНАМИДА В ДОЗЕ 0.8 ММОЛЬ/КГ ЗА 15 МИНУТ ДО ОБЛУЧЕНИЯ НА ПРОЯВЛЕНИЯ ЦЕРЕБРАЛЬНОГО ЛУЧЕВОГО СИНДРОМА У КРЫС ПРИ ДОЗЕ 150 Гр И ■ МОЩНОСТИ ДОЗЫ 29 Гр/мин В ЦЕНТРЕ

ГОЛОВЫ, Н=8

Показатели Эксперим. . группа До облучен. Время после облучения, часы

0 . 1 2 з 4 5 6 24

Тремор. % контроль 0 50 100 100 100 100 100 100 100

никотинамид 0 0 0* 0* 0* 0* 0* 0* 0*

Гиперкине-зы. 5? контроль 0 0 75 63 63 63 63 75 38

никотинамид 0 0 0* 0* 0* 0* 0* 0* 0

Манежные движения, • % контроль 0 75 75 75 75 75 75 88 100

никотинамид 0 0* 0' 0* 0* 0* 0* 0* 0*

Судороги, контроль 0 63 0 0 0 0 0 0 0

никотинамид 0 0* 0 0 0 .0 0 0 0

Неспособн. удерж, на тредмилле. % контроль■ 0 63 75 63 63 75 63 63 75

никотинамид о 0* 0* 0' 0* 0* 0*. 0* 0*

Время удержания на тредмилле, М±з, с контроль 17812 39 ♦ 25 24 + 2Ï 56 + 27 46 ■ i 28 43 ± 26 41 24 38 . + 12 42 + 26

никотинамид 17842 136 22* 166 ± 7' 155 ± 14* 164 ± .9* 162 ± 9* 164 161 il- 114 + 20

Примечание:

» различие с контрольной группой значимо, р < 0. 05 # различие с контрольной группой значимо, р < 0.01

При модификации течения ЦЛС с помощью двукратного профилактического введения СН в дозе 10 ммоль/кг полностью устранялись судороги, манеже движения, неспособность удерживать равновесие

на вращающемся стержне, снижалась частота проявления тремора; продолжительность удержания равновесия на вращающемся стержне оставалась больше контрольной в течение всего периода наблюдения. В то же время, в отличие от НА, получено снижение частоты проявления мышечной гипотонии.

В условиях кранио-каудального гамма облучения при профилактическом применении СН. в отличие от НА. у защищенных животных диаррея развивалась на сутки позднее. . чем у контрольных, что согласуется с данными литературы о противолучевой активности сукцината при кишечной форме лучевого поражения (Калинина Е.В. и .соавторы, 1995). В настоящей работе расчетная доза излучения.

приходившаяся на органы брюшной полости, составляла около 15 Гр. г что достаточно для.проявления кишечного синдрома. Возможным объяснением отсроченной на сутки манифестации диаррейного синдрома при профилактическом применении сукцината может служить- более позднее оголение ворсинок кишечника за счет сохранения большего числа способных к делению клеток в криптах. Вероятно, это явля-■ ется проявлением радиозащитного действия сукцината, связанным со снижением. оКсигена1даи внутриклеточных мишенёй излучения в.эпителии тонкой,кишки гфи интенсификации утилизации кислорода. Подтверждением данной гипотезы может служить отмена радиозащитного действия сукцината в' отношении дафний под воздействием избира-. тельного радиосенсибилизатора клеток, находящихся.в условиях пониженной оксигенации - метронидазола - при к-облучении. _ При оценке профилактической эффективности СН в отношении РПН-синдрома представлялось важным сравнить этот препарат с табельным радиопротектором. - цистамина дигидрохлйридом, который рекомендован в качестве средства профилактики ОЛБ при ликвидации Последствий радиационных аварий (Легеза В.И. и соавторы. 1996). ■'.■••■' сопоставление проводилось на модели . кранио-каудального ■ рентгеновского облучения крыс (табл. 7).

• При профилактическом применении СН оказывал защитное дейс- .. . твие. выражавшееся в снижении частоты возникновения тремора, ги— • перкинезов. манежных.движений, в уменьшении числа;животных, . нёс- ' : посо.бных удерживаться на вращающемся стержне, в увеличении средней продолжительности удержания на нем. Ни по одному из рассматриваемых показателей цистамин защитной активностью не обладал -напротив,. его введение.несколько ухудшало' показатели выполнения.;

крысами упражнения на вращающемся стержне. Тем не менее, совместное профилактическое введение цистамина и СН обеспечивало. в целом, эффективную защиту животных от проявлений РПН-синдрома в первые 4 часа после облучения.

Таблица 7

ВЛИЯНИЕ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ВВЕДЕНИЯ ЦИСТАМИНА (Ц) И/ИЛИ СУКЦИНАТА НАТРИЯ (СН) НА ПРОЯВЛЕНИЯ РПН-СИНДРОМА У КРЫС, N=10

Показатели Эксперим. группа До введения После введения Время пооле облучения ,. часы

0 1 2 3 4

Тремор, % Контроль Ц СН Ц + СН 0 0 0 0 0 0 0 0 100 100 20*' ■ 100* 100 100 20*' . 80 100 0 80* 100 109. 40 60 100 100 100 60

ГиПеркине-зы. % Контроль Ц СН Ц + Си 0 0 0 0 0 0 0 0 0 .20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 40 60 0 0 60 60 .0" 0"

Манежные движения, % Контроль ц СН Ц + СН 0 0 0 0 0 0 0 0 .100 100 100 60 20 0 0 0 0 0 0 0 80 40 80 40 20" 20'"

Тонические судороги. Контроль ц СН . Ц + СН- 0 0 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 20 0 0 0 20 0 0 0 20 20 0 0 20 0 0 0

Неспособн. удеря. на тредмилле. 55 Контроль СН Ц + СН ' 0 0 0 0 ' 0 0 0 0 100 100 20" 0" 20 • 0 0 0 20 40 0 20 80 69,40 80 80,, 20" 80*

Контроль >180 >180 0. 571: 36 48± 34 94± 26 28+ 12* 49±37 3±3 14±14

Время удержания на тредмилле, М+э. с ц СН Ц + СН >180 >180 >180 >180 >180 >180 0 10± 3" 17± 6" 20±.16 111± 32" 33± 21* 7+6 39+ 16" 9±5 2+2 6+2 4±4

Примечание: * - различие с группой "СН" значимо, р < 0.05; **- различие с группой "контроль" и/или "Ц" значимо, р < 0.05; *** - различие с группой ''контроль" значимо, р < 0.05

Таким образом, представленные.выше данные позволяют заключить, что угнетение клеточного дыхания в головном мозге, наиболее ярко выраженное в период пика неврологических нарушений после облучения, патогенетически связано с наблюдаемым симптомо-комплексом.

Изменения клеточного дыхания в головном мозге и печени и их метаболическая коррекция при интоксикаций циклофосфаном. Потребление кислорода интактными гомогенатами головного мозга и печени было приблизительно равным по интенсивности и колебалось в интервале 8-12 мл/(кгтканн'мин), что сопоставимо с уровнем потребления кислорода целостным организмом.

Внесение циклофосфана в концентрации 6.9 мМ в бреду инкубации гомогенатов In vito приводило к угнетению клеточного дыхания. Потребление кислорода гомогенатами головного мозга снижалось с 0.56±0,12 до 0,29±0.16 мкл/(мгткани;час) (р<0.05). печени с 0,6040.06 до 0.40±0,09 мкл/(мгткани'час) (р<0.01). СукЫнат натрия, вносимый в конечной концентрации 5 мМ. оказывал на дыха. ние гомогенатов выраженное- стимулирующее -действие, увеличивая потребление кислорода до 0.82±0.18 мкл/(мг1хаНи'час) в мозге и 0.98±0.12 мкл/(МГхкани;час) в печени. Его эффект полностью перекрывал ингибирующее действие циклофосфана при сочетанном внесении в гомогенаты.

НА в концентрации 0.8 мМ не стимулировал дыхание, но предотвращал его угнетение циклофосфаном (рис. 2). ' ; '

На факт первичного. Связанного с нарушениями ферментативной активности, угнетения дыхания клеток указывает выраженное снижение интенсивности, потребления кислорода гомогенатами как мозга, так и печени крыс при внесении циклофосфана In vitro (рис. ; 2): . Анализ экспериментальных данных позволил установить совпадение по времени угнетения клеточного.дыхания, снижения интенсивности: газообмена крыс, и наблюдаемой неврологической симптомати- ; ки.- Этоi в свою очередь, .позволило заключить, что нарушение кле- ' точного дыхания лежит в основе клинических проявлений цере.браль-■ ного синдрома при интоксикации циклофосфаном. ; - .

Предотвращение угнетения- дыхания гомогенатов мозга и печени. ' при внесении . ингибитора аденозиндифосфорибозилтрансферазы (АДФРТ) - никотинамида - показало, что снижение интенсивности

НАД-зависимого окисления субстратов при интоксикации циклофосфа-ном действительно имеет место, и связано с выходом из-под контроля процессов поли-АДФ-рибозилирорания.

I 5 5 150

Рис.2. Влияниесукцинатанатрия(СН)или никотинамида (НА) на дыханио гомогонатов тканой крыс при воздействии циклофосфана (ЦФ)

Примечание: а • различив с контролем значимо, р < 0,05; Ь - различие с группой "циклофосфан" значимо, р < 0,05

■ I

пачонь

головной мозг

Цф ЦФ+СН ЦФ+НА

Влияние циклофосфана на НАД-независимую составляющую клеточного- дыхания в мозге крыс оценивали по влиянию яда на активность сукцинатдегидрогеназы,

При внесении в гомогенаты головного мозга циклофосфана по- . лучено снижение интенсивности восстановления нитросинего тетра-золия■при окислении сукцината. Константа ингибирования сукцинатдегидрогеназы головного мозга крыс циклофосфаном (1С5о) составила 8.4910.56 мМ. что.существенно ниже, чем у дафний, и согласуется с более высокой, чем у ракообразных, чувствительностью крыс к данному яду.

У интактных животных потребление кислорода было стабильным в течение '4 часов наблюдения. При введений крысам циклофосфана в дозе 1.39 ммоль/кг потребление животными.кислорода снижалось.на 60 %. В отличие от рентгеновского облучения, влияние яда на энергетический обмен было стойким и сохранялось в течение' всего периода наблюдения. -Профилактическое введение СН или НА не способствовали нормализации газообмена у животных. . ' ,

Таким образом, НА и СН натрия предупреждали' ингибирование циклофосфаном клеточного дыхания в тканях крыс in vitro, но не препятствовали повреждающему действию яда на энергетический обмен in vivo. : ' / , : ó '.;■•■

Метаболическая коррекция неврологических нарушений, вызываемых у крыс циклофосфаном.. Введение циклофосфана в дозе 1.39 ' 2.08 ммоль/кг сопровождалось развитием у крыс неврологического ' синдрома, сходного, с проявлениями гипоксии головнога мозга. . В течение 30 минут после введения яда у животных развивались адинамия. атаксия, мышечная гипотоний. тремор, у единичных особей -судороги. Продолжительность удержания равновесия на,горизонталь-: ном вращающемся стержне-.при 5-часовом наблюдении снижалась в 5-7 раз и в последующем не .восстанавливалась.- .При дозе циклофосфана / 2.08 ммоль/кг отдельные особи теряли способность удерживаться на горизонтальном вращающемся стержне.

• Профилактическое введение- сукцината натрия в .дозе; 10 • ммоль/кг за сутки и за 15 мин. до циклофосфана существенно "ле-влияло на клиническую картину интоксикации, хотя отмечалась тен--' денция к увеличению числа животных, удерживавшихся на стержне, и

среднего времени удержания.

НА. также как и ОН, при профилактическом введении не препятствовал развитию неврологической симптоматики при интоксикации циклофосфаном.

Таким образом, применение препаратов, стабилизировавших дыхание гомогенатов,.с целью коррекций газообмена целостного организма и предотвращения неврологических нарушений, не принесло ожидаемых результатов.

... Ключ к пониманию этого парадокса дает сопоставление уровня оксигенации клеток в опытах in vitro и в целостном организме. В гомогенатах значение напряжения кислорода близко к 155 мм. рт. ст.... т. е. парциальному давлению кислорода в атмосфере, в то время как в клетках млекопитающих оно оценивается в 1 - 10 мм рт. ст., что на 1-2 порядка меньше, чем в атмосферном воздухе. В то йе время нарушение процессов регуляций дыхания и кровообращения. обусловленное воздействием алкилйрующего, яда, в Частности, на дыхательные ферменты и синаптиЧеские структуры дыхательного и сосудодвигательного центров ствола мозга, может способствовать развитию гипоксемии и вторичной тканевой гипоксии. Сопоставление молярных концентраций кислорода в гомогенатах (около 250 мкМ) и ткайях (около 10 мкМ) свидетельствует о том, что даже в норме (а тей более, в условиях нарушения внешнего дыхания и кровообращения) доступность кислорода может лимитировать скорость биологического окисления In situ.

В подтверждение этого при оксигенотерапии отмечено уменьшение выраженности неврологических симптомов интоксикации (адинамия. тремор), а также достоверное возрастание продолжительности удержания животных на горизонтальном вращающемся стержне на 34-184 % в сравнении с контролем.

Терапевтический эффект 'нормобарической оксигенации был более выраженным при ее сочетании с введением СН в дозе 1 ммоль/кг дважды (за сутки и за 15 мин.) до введения циклофосфана и в последующем :каждые 30 мин. • после циклофосфана. Среднее время удержания на стержне при .5-часовом наблюдении на 61-212 % превышало контрольные значения (табл. 8).

Таблица 8

ВЛИЯНИЕ СУКЦИНАТА НАТРИЯ В СОЧЕТАНИИ С НОРМОБАРИЧЕСКОЙ ОКСИГЕНАЦИЕЙ НА КООРДИНАЦИЮ ДВИЖЕНИЙ И РАВНОВЕСИЕ У КРЫС ПРИ ' ИНТОКСИКАЦИИ ЦИКЛОФОСФАНОМ (ЦФ)

Экспе-римен-таль-ная группа Показатель До введения ЦФ Срок после введения ЦФ, час.

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 "

Контроль, п=8 Время0 удержания на тред-ми лле, М±з, • с 165+6 31, + 9 49. + 20 44 + ' 12 52 + 19 51 + 13 61 ± 17 67 + 21 42 + 12 43 + 12 36 ± 13

Способность удержив. на тред-милле, % 100 100 88 100 88 100 88 88 100 100 10,0

Опыт, . п=8 вжвяжаяиена Время удержания на тред- ■ милле, М±з, с 165±7 97 ± 18* 109 16* 107 + 25* 119 ■± 21* 99 + 15* 97 + 17 108 + 21 112 + 19* 90 + 20 91 + 26

Способность удержив. на тред-ми лле, % '100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Примечание: @ - рассчитано для всех животных в группе; * - различие с контролем статистически значимо, р < 0.05

Таким образом, функции ЦНС, тестировавшиеся в опыте с определением продолжительности удержания на горизонтальном вращаю-.' щемся стержне, лимитировались содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе. При дыхании атмосферным воздухом СН не модифицировал неврологический синдром, вызывавшийся у крыс циклофосфаном.

Принципиальное различие в патогенезе.церебральных синдромов

при поражениях ионизирующими излучениями и алкилирующими веществами заключается в том. что в основе ЦЛС лежит первичное нарушение терминального биологического о.лсления. т.е. блокирование процесса переноса восстановительных эквивалентов на акцептор (кислород), а в основе церебрального синдрома при поражении ал-килирующим веществом нарушение клеточного дыхания носит вторичный характер, т.е. оно обусловлено ограничением доступности самого акцептора. В связи с этим и средства метаболической коррекции клеточного дыхания, проявляющие защитнуй активность при поражениях ЦНС ионизирующими излучениями и алкилирующими веществами. различны: в первом случае это препараты, нормализующие или компенсирующие НАД-зависимую дегидрогеназную активность, во втором - кислород и его комбинация с быстро окисляемым энергетическим субстратом - сукцинатом.

ВЫВОДЫ

1. Общим звеном патогенеза церебрального синдрома при поражениях ионизирующими излучениями и алкилирующими веществами является критическое , падение утилизации кислорода головным мозгом до уровня, не обеспечивающего удовлетворение энергетических потребностей центральной нервной системы.

2. Применение ингибитора АДФРТ - никотинамида - или НАД-не-зависимо окисляемого биоэнергетического субстрата - сукцината -предотвращает нарушение утилизации кислорода тканью мозга при действии на нее In vitro ионизирующих излучений или циклофосфа-на, а при введении животным до облучения предупреждает угнетение газообмена и формирование основных проявлений церебрального лучевого синдрома.

3. В отличие от действия циклофосфана In vitro, при введении его животным интенсивность утилизации кислорода нервной тканью лимитируется массопереносом кислорода в головной мозг. Ингаляция кислорода и ее сочетание с терапевтическим введением сукцината натрия уменьшают выраженность церебральных нарушений у животных при интоксикации циклофосфаном. ; • . ■

4. Парализующее действие ионизирующих излучёний или циклофосфана на ракообразных Daphnla magna обусловлено, нарушением ■ НАД-зависимых процессов клеточного;дыхания и корригируются сук-

цинатом натрия или ингибиторами АДФРТ. Сукцинат натрия ослабляет парализующее действие ионизирующих излучений на дафний/ интенсифицируя аэробный ресинтез АТФ в тканях и снижая оксигенацию внутриклеточных мишеней излучения.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

■ 1. Новая экспериментальная модель для скрининга средств лечения отравлений веществами алкилирующего действия //Фундаментальные и прикладные проблемы современной военной токсикологии. Тез. докл. 6-й Всеармейской конф.- СПб., 1996.- С. 113-114. (Со-авт. Софронов Г.А., Ивницкий Ю. ¡0.)

2. Новые пути разработки средств профилактики поражений организма алкилирующими веществами //Медицинское обеспечение личного состава ВМФ (история, современность, перспективы). Тез. докл. юбилейной научно-практической конф., посвященной 300-летию Российского ВМФ.- СПб.; 1996.- С. 319. (Соавт. Софронов Г.А., Ивницкий Ю.Ю.) ' *

3. Модификация перфтораном защитной эффективности сукцината натрия при интоксикации дафний циКлофосфаном. в условиях гипоксии //Физиологически активные вещества на основе перфторуглеродов в военной медицине. Науч. конф,- СПб.. 1997.- С. 81-82. (Соавт. Шилов В. В.', Полозова Е. В., Ивницкий Ю.Ю.)

4. Фармакологический анализ влияния сукцината натрия на радиочувствительность центральной нервной системы дафний и крыс // Третий.съезд по радиационным исследованиям,, тезисы докладов, Т. 2,- Пущино, .1997.- С. 203-204; (Соавт. Ивницкий Ю.Ю., Галеев И.Ш.)

5. Использование Daphnla magna для поиска модификаторов радиочувствительности центральной нервной системы //Третий съезд по. радиационным исследованиям, тезисы докладов, Т. 2,- Пущино. 1997. - С. ,181-182, (Соавт. Ивницкий Ю.Ю., Галеев И.Ш.)

.'. 6. Влияние модификаторов энергетического метаболизма на . токсичность циклофосфана для.Daphnla magna //Еюл. эксп. биол.

мед. . 1998.-Т. -125, N 3.- С.307-309. (Соавт. Ивницкий Ю, Ю., • Софронов Г,А.) . "

■ 7. Фармакологический анализ'радиозащитной активности сукцината натрия на модели неврологической формы лучевого поражения

дафний// От materia medica к современным медицинским технологиям: Тез. докл. науч. конф.- СПб., 1998.- С. 123. (Соавт. Ивниц-кий Ю.Ю., Галеев И. ID.)

8. Биоэнергетические механизмы развития церебрального лучевого синдрома// Актуальные вопросы медицинской радиологии: Материалы науч. конф., посвященной 80-летив со дня основания ЦНИРРИ МЗ РФ.- СПб, 1998.- С. 380. (Соавт. Ивницкий Ю.Ю.)

ТчП BHUUlj(ai iok CO 7«f l°0 'fi'Si'-