Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Метаболические эффекты этаноламина при алкогольной интоксикации и отмене этанола у крыс

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Метаболические эффекты этаноламина при алкогольной интоксикации и отмене этанола у крыс"

АКАДЕМИЯ НАУК БЕЛАРУСИ ИНСТИТУТ РАДИОБИОЛОГИИ

РГ 5 Ой

- УДК 577.121 .■9:547.564:4:613.81—0.92.9

БЫКОВ ИГОРЬ ЛЕОНИДОВИЧ

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЭТАНОЛАМИНА ПРИ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И ОТМЕНЕ ЭТАНОЛА У КРЫС

03.00.04 — Биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Минск - 1995

Работа выполнена в Институте биохимии АН Беларуси , Научные руководители:

кандидат медицинских наук, ст.н.с. Островский С.Ю. доктор биологических наук, ст.н.с. Ларин Ф.С.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Лелевич В.В. доктор биологических наук, профессор Чиркин A.A.

Оппонирующая организация - Минский государственный медицинский институт

¿-о

часов

Защита состоится 19Э5 года в /3*

на заседании совета по защите диссертаций Д 006.30.01 в Институте радиобиологии АН Беларуси (220600, г.Минск, ул. Жодинская, 2 ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института радиобиологии АН Беларуси.

Автореферат разослан 1эз5Г.

Ученый секретарь

совета по защите диссертаций,

кандидат биологических наук

А . М. Xодосовская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Возрастающее потребление алкоголя, рост заболеваемости и смертности от алкоголизма выдвигают задачи разработки новых методов лечения этого заболевания на одно из первых мест в современной медицине [Врублевский А.Г. и соавт.,1980; Л.Ф.Панченко и соавт.,1987; И.П.Анохина, 1990; G.B.Modonutti et al.,1989]. Однако, эффективность специфической медикаментозной терапии весьма низка; длительный прием ряда препаратов часто приводит к соматическим осложнениям и развитию вторичной лекарственной зависимости [C.M.MilIer-Tutzauer et al., 1991]. Поэтому поиск новых антиалкогольных препаратов становится весьма актуальным.

Достаточно перспективным для этой цели может быть использование природных биологически активных соединений и эндогенных метаболитов [A.P.Ferko et al., 1988]. Так, для некоторых углеводов (фруктоза), аминокислот (L-аланин, L-орнитин, L-глутамин) показана способность снижать время индуцированного этанолом сна, купировать проявления, синдрома отмены этанола, влиять на потребление этанола экспериментальными животными tT.Suda et al., 1989], а некоторые из таких соединений (L-аланин, L-глутамин) нашли клиническое применение [Т.Suda et al.,1989].

До настоящего времени механизмы терапевтического действия многих биологически активных веществ, применяемых при лечении алкоголизма, остаются малоизученными и касаются преимущественно исследования отдельных сторон их действия [Н.А.Глотов и соавт.,1989; Н.А.Смирнов и соавт.,1987; R.Susich et al.,1986].

Исследование метаболических эффектов этаноламина является частью одной из важнейших проблем современной биохимии, связанной с целенаправленной регуляцией метаболических процессов биологически активными природными соединениями [Г.В.Камалян,

Принятые сокращения: АДГ - алкогольдегидрогеназа ; АОА - антиокислительная активность; в/бр - внутрибрюшинно; в/ж - внутри-желудочно; ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография; ОАИ - острая алкогольная интоксикация; СОЭ - синдром отмены этанола; ЭЭ - эндогенный этанол; а-АВА - а-аминомасляная кислота; Ala - аланин; Asp - аспарагиновая кислота; CA - цистеиновая кислота; GABA* ГАМК - r-аминомасляная кислота; ЕА, ЗА - этанол-амин; Ile - изо лейцин ; Gin - глутамин; Glu - глутаминовая кислота; Gly - глицин; Leu - лейцин; Met - метионин; Огп - орни-тин; РВА, ФЭА - фосфоэтаноламин; Phe - фенилаланин; Pro - про-лин; Ser - серии; Tau - таурин; Thr - треонин; Туг - тирозин.

1960; Р.С.Мамикоян, 1974].

Этаноламин (ЭА) - двууглеродное соединение, образующееся при декарбоксилировании аминокислоты серина, является эндогенным метаболитом в животном организме и отличается широким спектром биологической активности [Р.Г.Камалян, 1982]. Выбор ЭА для изучения его антиалкогольного действия в эксперименте диктуется тем, что он снижает острую токсичность этанола [М.К^ак et а1.,1971], уже применялся в качестве специфического ингибитора АДГ Ш.М.Оалаш et а1.,1Э63], уменьшает время этанолового наркоза у животных [Э.А .Авагимян и соавт. ,1987]. ЭА можно рассматривать и как структурный аналог этанола, т.е. на него, в определенной мере, могут распространяться общие принципы анти-метаболитной терапии. Таким образом, в отношении ЭА можно предполагать реализацию антиалкогольной активности по нескольким механизмам (влияние на обмен аминокислот, липидов, метаболизм собственно этанола и ацетальдегида, биогенных аминов), включая ряд антиалкогольных эффектов неспецифического характера, опосредованных через эндокринную систему и механизмы актиоксидан-тной защиты. Вышеизложенное обусловило выбор круга экспериментальных ситуаций, необходимых для выяснения механизмов реализации антиалкогольных свойств ЭА.

Связь работы с крупными научными программами, темами. Работа выполнена по проблеме 2.28.4 "Биохимия животных и человека" в рамках комплексных программ "Фундаментальные исследования для медицины БССР" и "Даследаванне метабал1чных ! рэгуля-торных фактара?, агульнаадаптацыйных 1 ¡мунных рэакцый, нэйрах1м1чных працэса? у норме 1 паталоги (метабал^чны гамеа-стаз)" и темы "Роль альдегидов, их предшественников и продуктов в регуляции метаболического гомеостаза".

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования было: изучить влияние этаноламина на метаболические проявления острой алкогольной интоксикации и синдрома отмены этанола, и на основании этого разработать новые подходы к их коррекции.

Для выполнения намеченной цели были сформулированы задачи: -исследовать дозозависимые эффекты этаноламина на активность алкогольдегидрогеназы печени интактных крыс, при острой алкогольной интоксикации и синдроме отмены этанола;

-изучить влияние этаноламина на уровень эндогенного

этанола в печени, головном мозге и крови интактных, гипокорти-коидных крыс, а также при синдроме отмены этанола; исследовать влияние этаноламина на уровень этанола в крови и тканях крыс при острой" алкогольной интоксикаций ;

-исследовать влияние этаноламина и фосфоэтаноламина на особенности формирования фонда свободных аминокислот в печени и головном мозге крыс при острой алкогольной интоксикации и синдроме отмены этанола;

-установить характер влияния этаноламина на функциональное состояние коры надпочечников и процессы перекисного окисления липидов в плазме крови при острой алкогольной интоксикации и синдроме отмены этанола;

-разработать подходы к коррекции метаболических и функциональных нарушений при синдроме отмены этанола у крыс.

Научная новизна полученных результатов. Впервые проведено комплексное исследование механизмов действия этаноламина на метаболические нарушения при острой алкогольной интоксикации и синдроме отмены этанола у крыс.

Впервые показано, что ЭА при совместном с этанолом введении угнетает активность АДГ печени крыс, повышает уровень эндогенного этанола в крови интактных крыс, у животных с блокадой одного из источников наработки эндогенного этанола (гипокорти-коидное состояние), и в крови при СОЭ , а также повышает концентрацию этанола в крови и тканях крыс при ОАИ. ЭА и ФЭА способны повышать суммарное содержание аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (валин, изолейцин, лейцин) и его отношение к сумме ароматических (фенилаланин, тирозин) в печени крыс при ОАИ , а также увеличивать суммарное содержание тормозных аминокислот-трансмиттеров в головном мозге крыс при СОЭ, Установлено, что ЭА при СОЭ этанола обладает антисудорожной активностью.Показано, что при ОАИ ЭА снижает концентрацию кортикостерона в плазме крови и ингибирует процессы перекисного окисления липидов, активированные при ОАИ и СОЭ, и повышает антиокислительнуго активность плазмы крови в этих ситуациях.

Практическая значимость полученных результатов. Полученные данные расширяют представления о механизмах действия этаноламина при острой алкогольной интоксикации и синдроме отмены этанола и свидетельствуют о выраженной антиалкогольной активности

этаноламина, что позволяет рекомендовать его для дальнейшего экспериментального изучения и клинической апробации, а также подчеркивают целесообразность учета при тестировании новых антиалкогольных препаратов их влияния на гормональную систему и механизмы антиоксидантной защиты.

Данные о коррекции этаноламином метаболических и поведенческих нарушений при различных формах алкогольной интоксикации могут иметь важное значение для практической медицины при разработке новых патогенетически обоснованных методов лечения алкоголизма и его осложнений биологически активными соединениями и эндогенными метаболитами, а также способствовать поиску новых препаратов для лечения алкогольной патологии.

Проведенные экспериментальные исследования позволили сформулировать и обосновать научные положения, способствующие пониманию биохимических механизмов, лежащих в основе действия этанола на организм

Обоснована с точки зрения влияния на формирование фонда свободных аминокислот в мозге крыс, обмен этанола и систему антиоксидантной защиты целесообразность применения этаноламина для купирования метаболических и поведенческих проявлений синдрома отмены этанола. Этаноламин предложен в качестве средства, предупреждающего развитие судорожного компонента синдрома отмены этанола у крыс (аудиогенные судороги) (авторское свидетельство №1821202, 12 октября 1992 г.)

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Этаноламин в широком диапазоне доз (100-400 иг/кг) не влияет на активность АДГ в печени интактных крыс. Ингибирующий эффект этаноламина в отношении АДГ проявляется при комбинированном введении с этанолом в субнаркотической дозе (3,5 г/кг).

2. Этаноламин повышает уровень эндогенного этанола в крови интактных и гипокортикоидных крыс, а также животных при синдроме отмены этанола; существенно увеличивает концентрацию этанола в крови и тканях при 0АИ.

3. Этаноламин нивелирует изменения в фонде свободных аминокислот печени и головного мозга крыс при 0АИ и С0А. При СОЭ этаноламин повышает суммарное содержание тормозных аминокислот-трансмиттеров (ГАМК, таурин, глицин) и нормализует содержание большинства аминокислот в коре больших полушарий мозга крыс, а

также снижает частоту аудиогенных судорог.

4. В условиях ОАИ и СОЭ этаноламин выступает как анти-стрессорный агент, нормализующий уровень кортикостерона в плазме-крови и ингибирующий"процессы перекисного окисления липидов.

Личный вклад соискателя. Весь представленный фактический материал получен соискателем лично. Экспериментальные модели выполнялись им совместно с соавторами публикаций Тарасовым ¡O.A., Лиопо A.B. и Абакумовым Г.З. При трактовке полученных данных автор пользовался консультативной помощью академика АНБ, д.м.н., профессора Островского Ю.М. и научных руководителей к.м.н., ст.н.с. Островского С.Ю. и д.б.и., ст.н.с. Ларина ф,С,

Апробация результатов диссертации. Результаты диссертационной работы обсуждены на: Всесоюзной конференции по прикладной хроматографии, Киев, 1Э88; 35-м Международном Конгрессе по изучению алкоголизма и лекарственной зависимости, Осло, 1988; IV областной Конференции молодых ученых, Гродно, 1987; V областной Конференции молодых ученых и специалистов, Гродно, 1989; IV Конгрессе международного общества по биомедицинским исследованиям алкоголизма, Киото, 1988; VU Национальном Конгрессе по изучению алкоголизма, Рим, 1989; 20-й конференции Американского нейрохимического общества, Сент-Луис, 1990; III Конгрессе Европейского общества по биомедицинским исследованиям алкоголизма, Осло, 1991; 1 Советско-Итальянском симпозиуме по изучению алкоголизма, Триест, 1991.

ОпублиКОВЭННОСТЬ результатов. ГТо материалам диссертации опубликовано 14 работ, из них 5 статей, 1 авторское свидетельство.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 3 глав результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 357 работ. Работа изложена на 103 страницах машинописного текста, содержит 7 рисунков, 18 таблиц, 1 схему.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

В опытах использованы белые крысы-самцы массой 180-240 г из питомника АМН СССР "Рапполово", содержавшиеся на стандартном

рационе вивария.

ЭА (5% р-р) вводили крысам в дозах 100, 200 и 400 мг/кг, в/бр, на 30, 60 и 240 минут до декапитации.

ОАИ моделировали однократным в/ж введением 25% р-ра этанола в дозе 1 г/кг на 1 час (для этого срока ранее были продемонстрированы основные противоалкогольные эффекты этаноламина [М. Krsiak et al., 1971]). На такой же срок вводили ЭА в/бр в дозе 100 мг/кг или ФЭА в эквимолекулярной дозе 230 мг/кг.

Гипокортицизм моделировали путем двустороннего удаления надпочечников [C.Fahlke et al., 1990]. ЭА вводили в дозе 100 мг/кг на 30, 60, 90 и 180 мин.

С0Э моделировали путем 14-дневного ингаляционного воздействия на крыс паров этанола в концентрации 30 мг/л [В.Le Bourh--is et al.,1983]. Оценку признаков С0Э проводили через 10 часов после извлечения животных из камеры - в сроке, который характеризуется максимальной выраженностью патофизиологических проявлений С0Э [E.Majchrovicz,1975]. ЭА в дозах 20-100 мг/кг вводили через 9 часов (за 1 час до декапитации) поело извлечения крыс из затравочной камеры. Аудиогенные судороги индуцировали звуковым воздействием (электрический звонок 105 дБ, 60-8000 Гц, длительностью 90 сек) [В. Le Bourhis et al., 1983]. Животных забивали декапитацией через 2 мин после озвучивания.

Активность АДГ (КФ 1.1.1.1) печени определяли спектрофото-метрическим методом [R.K.Bonnichen, N.Brink, 1955].

Содержание эндогеного и экзогенного этанола определяли газохроматографическим методом [С.Н.Шишкин и соавт., 1988].

Содержание свободных аминокислот и их производных в кислотных экстрактах тканей определяли методом ионнообменной хроматографии [Дж.В.Бенсон, Д.А.Патерсон, 1974]. Содержание корти-костерона в плазме крови определяли в хлороформных экстрактах методом адсорбционной микро-ВЭЖХ с УФ-детектированием (А.М.Хо-ха, 198Э).

Влияние ЭА и ФЭА на интенсивность процессов ПОЛ (гидроперекиси липидов) и состояние антиоксидантной системы (антиокислительная активность) определяли хемилюминесцентным методом (Ю.А.Владимиров, М.Л.Арчаков, 1972)

Математическую обработку данных (Т-статистика, корреляционный ) проводили на ПЭВМ АТ386/7 с помощью программ 3d и 7т из

пакета для многомерного статистического анализа BMDP.

В работе использовали газовый хроматограф Биохром-1 (СССР), анализатор аминокислот AAA Т-ЗЗЭ _.(ЧСФР), микроколоночный жидкостный хроматограф "Милихром-1" (СССР), спектрофотометр Specord М-40 (ГДР), хемилюминометр ХЛМ1Ц-01 (СССР). Все реактивы, использованные для определения аминокислот - производства "Лахема" (ЧССР). Стандартные смеси аминокислот - "Sigma" (США) и "Микротехна" (ЧССР). Этаноламин - "Реахим" (СССР), кортико-стерон - "Sigma" (США). Остальные реактивы - отечественного производства, использовали после предварительной двукратной перекристаллизации.

Метаболизм этанола при введении зтаноламина

Введение ЭА в дозах 100, 200 и 400 мг/кг в/бр не влияло на активность АДГ печени крыс ни в один из исследуемых сроков опыта (30, в0, 180 мин). Отсутствие ингибирования АДГ печени крыс было также отмечено и при введении ЭА (100 мг/кг) и ФЭА (230 мг/кг) при раздельном и комбинированном с этанолом (1 г/кг, в/ж) введении.

При С0Э ЭА также не влиял на активность АДГ печени, отмечалась лишь тенденция к повышению активности фермента у хронически алкоголизированных крыс, что согласуется с данными о том, что длительное поступление алкоголя в организм животных и человека приводит к увеличению способности печени метаболизировать этанол, хотя механизм этой активации еще окончательно не выяснен .

Лишь при комбинированном введении ЭА (100 мг/кг, в/б) и этанола в субнаркотической дозе (3.5 г/кг,в/б) активность АДГ подавлялась на 43% по сравнению с контролем. Полученные в данном эксперименте результаты соответствуют установленному ранее механизму взаимодействия ЭА и этанола с АДГ, при котором действие ЭА должно зависеть от концентраций субстрата и ингибитора [С.Ю.Островский и соавт., 1ЭЭЭ3. Для проявления ингибирую-щего эффекта ЭА in vivo необходимо присутствие насыщающего АДГ уровня субстрата (этанола) с образованием неактивного фермент-субстрат-ингибиторного комплекса. При в/бр введении ЭА (100 мг/кг) через 1 час повысил концентрацию ЭЭ в крови крыс более чем в 2 раза. К этому сроку наблюдался и максимальный уровень

самих ЭА и ФЭА в печени.

Введение ЭА нормализовало сниженный уровень ЭЭ в крови адреналэктомированных крыс через 90 мин. Отрицательная корреляционная связь между содержанием ЭЭ в крови и уровнем ФЭА (г=-0,75; р<0,05) в печени интактных крыс подчеркивает значение этого источника (ФЭА-лиазная реакция) в поддержании физиологического уровня ЭЭ в организме.

При СОЭ у крыс наблюдалось снижение' уровня ЭЭ в крови на 50% по сравнению с контролем, а уровень ЭЭ в мозге и печени не отличался от контрольных значений. Б группах, введенных в эксперимент в качестве контролей на звуковое и изоляционное воздействие, в печени наблюдалось снижение уровня ЭЭ (на 42% и 28% соответственно), что согласуется с данными об отрицательном модуляторном действии стресса в отношении уровня ЭЭ [Ю.В.Буров, 1983]. Предварительное введение ЭА крысам в состоянии отмены за 1 час до озвучивания повысило концентрацию ЭЭ в крови крыс.

Таким образом, ЭА явился эффективным положительным модулятором механизмов, контролирующих уровень ЭЭ у животных в вышеперечисленных экспериментальных ситуациях, что проявилось в повышении как базального, так и сниженного при СОЭ или адренал-эктомии уровня ЭЭ. Это, вероятно, связано не с изменением активности АДГ, а с активацией наработки эндогенного ацетальде-гида в фосфоэтаноламинлиазной реакции.

Введение тест-дозы этанола (2 г/кг) крысам контрольной группы отразило классическую кривую элиминации этанола в крови с максимумом концентрации через 45 мин эксперимента. Введение ЭА на этом фоне привело к достоверному повышению содержания этанола во все сроки опыта по сравнению с соответствующими значениями в контрольной группе. Уровень этанола в тканях крыс через 4 часа после введения ЭА на фоне ОАИ был также выше, чем в контроле.

Формирование фонда свободных аминокислот в печени и мозге крыс при алкогольной интоксикации, отмене этанола и введении зтаноламина и фосфоэтаноламина

При введении ЭА или ФЭА на фоне ОАИ в печени снижалось по сравнению с контролем содержание Ala. Уровни ФЭА и ЭА повышались , независимо от того, какое из этих соединений вводилось

животным. Выявлялось расхождение эффектов ЭА и ФЭА в отношении уровня Ala. Этанол и ЭА выступали при этом как синергисты, а ФЭА не оказывал влияния на содержание этой аминокислоты.--------

Данные, корреляционного"анализа показали, что как этанол, так и ЭА могут участвовать в регуляции синтеза «-Aba из Ser или Met, существенно не меняя использование для этих целей Thr. Такая ситуация возможна лишь при влиянии этанола и ЭА на процессы синтеза цистатионина, но не на активность треониндегидро-геназы. Положительная взаимозависимость обмена 01у и у

контрольных и получивших ФЭА крыс менялась после введения.этанола. Предположительно этот эффект (у крыс, получивших ФЭА и этанол) может быть связан с лиазной реакцией, в ходе которой из ФЭА образуется ацетальдегид и аммиак.

Корреляционные взаимоотношения всех аминокислот с Огп могут быть отражением их участия в реакциях цикла мочевинообра-зования в печени. У контрольных животных 13 из 21 определяемых показателей достоверно (г=0,65-0,94) коррелировали с уровнем Огп. При ОАИ положительная корреляция сохранилась лишь с уровнями Gly и ФЭА, а после введения ЭА вышеуказанные корреляции не наблюдались. Под влиянием ФЭА корреляции Огп с Ala и Phe стали отрицательными. Совместное введение этанола с ЭА или ФЭА не сопровождалось появлением новых взаимоотношений между свободными аминокислотами печени. Если качественно оценить (только по направленности корреляции) ситуацию в различных группах животных в отношении каждой аминокислоты к Огп, то отчетливо выявилась значительно более высокая активность ЭА и ФЭА в воздействиях на катаболизм аминокислот до мочевины, чем таковая у этанола.

Использованные виды экспериментальных воздействий не сказались существенным образом, по сравнению с контролем, на корреляционных взаимоотношениях в парах Glu-Gln, аммиак-Glu, аммиак-Gin, т.е. они не сопровождались существенными изменениями процессов восстановительного аминирования, глутаминсинтетаз-ной или глутаминазной активности.

Из идентичности корреляционных коэффициентов между уровнем ЭА и ФЭА у животных после введения ФЭА, интактным животным и на фоне ОАИ, и отсутствием таких взаимоотношений у контрольных или получавших этанол крыс следует допущение, что чувствительность

киназы ЭА к этанолу выше, чем фосфатазы, расщепляющей ФЭА.

При ОАИ наблюдалось снижение суммарного содержания аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (АРУЦ: Val, Ile, Leu ) и снижение показателя отношения суммы АРУЦ к сумме ароматических аминокислот (ААК: Phe, Туг), являющегося одним из маркеров алкогольного поражения печени и печеночной энцефалопатии (рис.1). В экспериментальных группах с дополнительным введением ЭА и ФЭА этот коэффициент был достоверно выше, чем при ОАИ и превышал значения контрольной группы.

При введении этанола, ЭА, ФЭА или их комбинации с этанолом содержание большинства аминокислот в мозге не изменялось. Достоверно различался только уровень Tau в мозге крыс при ОАИ по сравнению с животными, которым наряду с этанолом вводили ЭА. Сдвиги показателей по отношению к контролю были противовополож-ными, что можно рассматривать как проявление антагонистических взаимоотношений между этанолом и ЭА. Аналогичные изменения наблюдались и по уровню Огп, содержание которого почти удваивалось при ОАИ и не менялось при введении этанола совместно с ЭА.

Антагонизм этанола и ЭА прослеживался и при анализе изменений в спектре нейротрансмиттерных аминокислот и предшественников катехоламинов. Уровни Туг и Phe у контрольных крыс были почти абсолютно взаимозависимы (г=0,98), но такая связь нарушалась при ОАИ. Качественно ЭА и ФЭА действовали при этом сходно, но эффекты этанола снимал только ЭА (г=0,90). Соотношение суммы тормозных (Gly, Tau, GABA ) к возбуждающим (Glu, Asp) аминокислотам-трансмиттерам, повышавшееся при ОАИ, нормализовалось при совместном с этанолом введении ЭА и ФЭА.

Введение ЭА в дозах 10-100 мг/кг крысам при СОЭ дозозави-симо снижало частоту аудиогенных судорог. Отмечалось отсутствие судорог у крыс контрольных групп, а также у крыс при СОЭ, получавших ЭА в дозе 100 мг/кг. В то же время в группе СОЭ судороги были зарегестрированы у 75% животных.

У крыс на высоте СОЭ наблюдалось снижение концентрации CA, Tau, Ser, Pro, Gly Ala, Val Ile, Phe, ГАМК и повышение уровня Gin (рис.2). После введения ЭА (100 мг/кг) перед озвучиванием у крыс нормализовалось содержание большинства аминокислот, за исключением Ser и Gly, хотя по отношению к соответствующим показателям группы СОЭ наблюдалось увеличение концентрации и

нмоль/г

Рис.1. Суммарное содержание аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (АРУЦ: Val, Ие, Leu), ароматических аминокислот (ААК: Phe, Туг) и отношение АРУЦ/ААК при ОАИ и введении ЗА и ФЭА. 1 - Контроль, 2 - ОАИ, 3 - ЭА, 4 - ЗА + ОАИ, 5 - ФЭА, 6 - ФЭА + ОАИ. * - р<0,05 по отношению к контролю; # - р<0,05 по отношению к ОАИ.

этих аминокислот.

В мозге крыс на высоте СОЭ достоверно снижалась сумма концентраций тормозных аминокислот-трансмиттеров (Tau, Gly, GABA) по сравнению с контрольными группами, что, по-видимому, отразилось на снижении порога судорожной активности у этой группы животных. Введение ЭА крысам на высоте СОЭ нормализовало сумму концентраций тормозных аминокислот.

Таким образом, предварительное введение ЭА крысам на высоте СОЭ снизило частоту аудиогенных судорог, что сопровождалось нормализацией уровня большинства свободных аминокислот головного мозга, в том числе суммарного содержания тормозных аминокислот-трансмиттеров .

Неспецифические эффекты этаноламина при алкогольной интоксикации

Однократное введение ЭА в дозе 100 мг/кг повышало ба-зальный уровень кортикостерона через 30 мин на 159% по отношению к значениям в контроле. Через 60 мин его концентрация не отличалась от нормы. Содержание кортикостерона в плазме крови крыс при ОАИ (2 г/кг) достоверно повышалось через 30 мин, достигая максимума (191%) через 60 мин и снижалось к концу опыта. Предварительное введение ЭА сопровождалось дозозависимым сниже-

нмсшь/г

Рис.2. Влияние ЭА (100 мг/кг) на уровни свободных аминокислот в мозге крыс при СОЭ; * - р<0,05 по отношению к контролю, # - р<0,05 по отношению к СОЭ.

нием реакции коры надпочечников в ответ на ОАИ. При введении ЭА в дозе 20 мг/кг не было обнаружено существенного влияния на содержание кортикостерона в плазме крови алкоголизированных крыс, введение же ЭА в дозе 100 мг/кг снизило реакцию коры надпочечников на введение этанола, причем уровень кортикостерона в плазме крови этой группы животных не отличался от контрольных значений.

Содержание кортикостерона в плазме крови адреналэктомиро-ванных крыс было в 24,7 раз ниже по сравнению с контролем (15±3 и 371±69 пмоль/мл, соответственно). Введение ЭА этой группе животных привело к повышению через 3,5 часа уровеня кортикостерона. Отсутствие подъема концентрации кортикостерона у крыс опытных групп (СОЭ и СОЭ+ЭА) через 10 часов после отмены этанола может быть следствием снижения функциональной активности коры надпочечников (стадия истощения) в результате длительного стрессогенного воздействия, (изоляция и хроническая алкогольная интоксикация) или связано с развитием толерантности к кортико-стерониндуцирующему действию этанола и снижению реакции надпочечников в ответ на звуковое воздействие. Следовательно, предварительное введение ЭА крысам ведет к снижению ответа гипофи-зарно-надпочечниковой системы на введение в организм животных

этанола, что можно расценивать как проявление антистрессорной активности этого соединения при ОАИ.

ЭА и ФЭА в широком диапазоне концентраций (10 - 10 М)

4-9 ----- -- ---- ~ ~

дозозависимо снижали -in vitro" "быструю" Fe -индуцированную вспышку хемилюминесценции раствора олеиновой кислоты, что указывает на уменьшение количества гидроперекисей в системе. При ОАИ через 1 час наблюдалось увеличение (102%) концентрации гидроперекисей в плазме крови крыс. ЭА (100 мг/кг) на фоне ОАИ снижал концентрацию гидроперекисей до контрольных значений и значительно увеличивал АОА плазмы крови. При СОЭ в плазме крови крыс отмечалось снижение АОА. Предварительное введение ЗА за 1 час до звукового воздействия привело к снижению уровеня гидроперекисей и повышению АОА плазмы крови при СОЭ.

Таким образом, при ОАИ и СОЭ у крыс наблюдается активация процессов перекисного окисления липидов и снижение АОА плазмы крови. ЭА в этих условиях проявляет свойства антиоксиданта, значительно повышая АОА плазмы крови и ингибируя наработку гидроперекисей липидов.

* * *

Суммируя результаты настоящей работы, следует отметить, что применение ЭА, эндогенного биологически активного соединения, обладающего широким спектром биохимической активности, оказалось достаточно эффективным для коррекции ряда биохимических и поведенческих нарушений, наблюдающихся при экспериментальном алкоголизме. Полученные данные дают возможность предположить некоторые механизмы реализации антиалкогольной активности ЭА (схема). Эффекты ЭА при алкогольной интоксикации обусловлены во многом антагонистическими взаимоотношениями этанола и ЭА, способного вмешиваться в метаболические пути на разных уровнях, в том числе - мембранном и регуляторном. Вышеизложенное позволяет рекомендовать ЭА для клинических испытаний в наркологической практике. Результаты проведенных исследований подчеркивают целесообразность поиска антиалкогольных препаратов среди биологически активных веществ эндогенной природы.

^Этаноламин Ь

Схема. Предполагаемые механизмы антиалкогольного действия этаноламина.

вывода

1. Этаноламин при парентеральном введении не влияет на активность алкогольдегидрогеназы печени крык. Ингибирующий эффект достигается при сочетанном введении этаноламина с этанолом в субнаркотических дозах (3.5 г/кг), что связано с образованием неактивного фермент-субстрат-ингибиторного комплекса.

2. Введение этаноламина повышает концентрацию эндогенного этанола в крови интактных крыс, а также при синдроме отмены этанола. При острой алкогольной интоксикации назначение этаноламина вызывает увеличение концентрации этанола в крови и тканях экспериментальных животных.

3. Введение этаноламина и фосфоэтаноламина на фоне острой алкогольной интоксикации приводит к снижению содержания аланина и повышению - этаноламина и фосфоэтаноламина в печени крью, увеличению суммарного содержания аминокислот с разветвленной углеводородной цепью, а также их отношения к сумме ароматических аминокислот. В ткани головного мозга при острой алкогольной интоксикации этаноламин нормализует содержание таурина и орни-тина, а также соотношение суммы тормозных аминокислот (глицин,

ГАМК, таурин) к сумме возбуждающих (аспартат, глутамат).

4. В мозге крыс при судорожном синдроме на фоне отмены этанола наблюдается снижение содержания цистеиновой кислоты, таурина, серина,- пролина, глицина, ГАМК, аланина,_ валина и аммиака,

увеличение концентрации глутамина, а также снижение суммы тормозных аминокислот-трансмиттеров. Введение этаноламина предотвращает развитие аудиогенных судорог у животных в острый период алкогольной абстиненции и нормализует выявленные сдвиги в содержании свободных аминокислот мозга.

5. При острой алкогольной интоксикации этаноламин снижает реакцию коры надпочечников на острое действие этанола.

в. При острой алкогольной интоксикации и синдроме отмены этанола этаноламин выступает как антиоксидант, снижая уровень гидроперекисей липидов и повышая антиокислительную активность плазмы крови.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Быков И.Л., Лиопо A.B. Алкогольдегидрогеназа печени крыс на фоне этаноламина при острой алкогольной интоксикации // 1Y Областная конференция молодых ученых и специалистов: Тез. докл. - Гродно, 1Э87. - C.S5.

2. Liopo А.V., Bykov I.L. Blood endogenouse ethanol following ethanolamine administration // Proc . 4th Congress of the International Society for Biomedical Research on Alcoholism.

- Kyoto, 1988. - A65.3.

о. Быков И.Л., Тарасов Ю.А., Чумаченко С.С., Островский С.Ю., Хоха A.M. Антистрессорное действие этаноламина при острой алкогольной интоксикации // Проблемы эндокринологии. - 1989.

- Т. 35, № 3. - С.72-74.

4. Люпа A.B., Быка? 1.Л., Тараса? Ю.А. Уплы? этаноламшу на ?зровень эндагеннага этанолу крыв! J норме i пры ипакартыцызме // Becui АН БеларуЫ - Серыя б1ялапчных на-вук. - 1989. - №6. - С.82-84.

5. Быков И.Л., Островский С.Ю. Свободные аминокислоты печени крыс при алкогольной интоксикации и дополнительном введении этаноламина / Ред. журн. "Фармакол. и токсикол.". - Гродно, 1989. - 13 с. - Деп. в ВИНИТИ. 13.09.1989, JS5858-B29.

6. Горенштейн Б.И., Островский С.Ю., Быков И.Л. Особенности обме-

на лактата, пирувата и гликогенных аминокислот при введении этанола и этаноламина / Ред. журн. "Фармакол. и токсикол.". -Гродно, 1Э8Э. - 12 с. - Деп. В ВИНИТИ. 13.09.1989, »5857-В89

7. Bykov I.L., Tarasov Yu.A., Chumachenko S.S., Ostrovsky S.Yu. Antistress effect of ethanolamine in acute alcohol intoxication. // Proc. 35th International Congress on Alcoholism and Drug Dependence. - Oslo, 1988. - P.69.

8. Bykov I.L., Liopo A.V., Ostrovsky S.Yu., Poldrugo F. Effects of ethanolamine in acute alcohol intoxication // Alcoholism Clin. Exper. Res. - 1989. - Vol. 13, No 2. - P.331. - A172.

9. Тарасов Ю.А., Абакумов Г.З., Быков И.Л., Островский Ю.М. Антиоксидантное действие этаноламина при алкогольной интоксикации // Доклады АН БССР. - 1990. - Т.34, № 4. - С.376-378.

10. Poldrugo F. , Ostrovsky S.Yu., Bykov I.L. Interactions between amino acids and ethanolamine in rat brain during etha-nol withdrawal syndrome // Alcoholism: Clin, and Exp. Research. -1990. - Y.14, N.l. -P.137.

11. Poldrugo F., Fiore A., Abacumov G.Z., Bykov I.L. Ethanolamine control of lipid peroxidation caused by ethanol // Proc. XX Annual Meeting Society for Neuroscience. - St. Louis, 1990.- Vol.16, Part 1. -abstr.57.6. - P.134.

12. Liopo A., Bykov I.L. Ethanolamine affects the dynamic of blood endogenous ethanol during the alcohol withdrawal syndrome // Proc. 2nd Congress of the European Society for Biomedical Research on Alcoholism. - Oslo, 1991. - A.72.

13. Средство для купирования судорожного синдрома при алкогольной абстиненции/ Ю.М.Островский, С.Ю.Островский, И.Л.Быков (СССР).- №1821202; Заявлено 3.07.89; Опубл. 12.10.92, Бюл. *22. - 4 с.

14. Pronko P.S., Grinevich V.P., Velichko M.G., Bykov I.L. Effect of ethanolamine on audiogenic seizures and some blood metabolites during the alcohol withdrawal in rats //Alcoholism: Clin.Exper.Research. - 1994. - Vol.1, N.2. - 7.14 41A.

РЕЗЮМЕ

Быков Игорь Леонидович Метаболические эффекты зтаноламина при алкогольной интоксикации

и отмене этанола у крыс Ключевые слова: этаноламин, алкогольная интоксикация, синдром отмены этанола, алкогольдегидрогеназа, аминокислоты, кортикосте-рон, перекисное окисление липидов.

Объектом настоящего исследования были ткани и кровь белых крыс. Целью работы было исследовать влияние этанолэмина (ЭА ) при острой алкогольной интоксикации (ОАИ) и синдроме отмены этанола (СОЭ) на метаболизм этанола, формирование фонда свободных аминокислот печени и мозга крыс, а также эффекты ЭА неспецифического характера. Использованы методы спектрофотометрии и хемилюминесценции, газовой хроматографии, высокоэффективной жидкостной и ионнообменной хроматографии.

Установлено, что при ОАИ ЭА ийгибирует алкогольдегидроге-назу печени; повышает уровень эндогенного этанола в крови крыс; уровень этанола в крови и в тканях и суммарное содержание аминокислот с разветвленной углеводородной цепью и отношение их суммы к сумме ароматических аминокислот в печени. Б мозге крыс при ОАИ повышались уровни орнитина и таурина, которые нормализовались после совместного введения этанола и ЗА. Наблюдавшееся при ОАИ увеличение в мозге отношения суммы концентраций тормозных аминокислот к возбуждающим отсутствовало при введении ЭА. При СОЭ ЭА нормализовал содержание цистеиновой кислоты, серина, глутамина, ЭА, фосфоэтаноламина, лизина и суммы тормозных аминокислот-трансмиттеров в мозге и снижал частоту аудиогенных судорог. При введении ЭА на фоне ОАИ содержание кортикостерона в плазме крови крыс снижалось. ЭА снижал уровень гидроперекисей и увеличивал антиокислительную активность плазмы при ОАИ и, СОЭ.

По результатам работы следует считать рациональным клинические испытания этаноламина для купирования проявлений алкогольного абстинентного синдрома, а также поиск новых антиалкогольных средств среди аминокислот и их производных. Результаты исследования имеют существенное значения для выяснения патогенеза алкоголизма и изучения механизмов действия биологически активных соединений. Область применения результатов - биохимия, фармакология, токсикология, наркология.

Р Э 3 ю M э БыкаУ Irap Леан1дав1ч Мета(3ал1чныя зфекты этанолаы1ну пад час алкагольнай 1нтакс1-

кацы! 1 л1шэння этанолу У пацуко? Ключавыя словы: этаноламш, алкагольная штакакацыя, синдром лшення этанолу, алкагольдэпдрагеназа, амшамслоты, корщка-стэрон, пераюснае ак1сленне лЫдау.

Аб 'ектам даследавання был'| тканк'1 i кроу белых пацуко?. Мэтай работы было даследаванне Уплыву этаноламжу (ЭА ) пры вострай алкагольнай ¡нтакЫкацьп (BAI ) i сшдроме лшэння этанолу (QJIЭ) на метабал1зм этанолу, фармфаванне фонду свабодных амшаюслот лечат i мозгу пацукоу, а таксама зфекты ЭА неспе-цыф^нага характеру. Был1 выкарыстаны метады спектрафотаметрьи i хем1люмшесцэнцьи, газавай храматаграфп, высокаэфектыунай вадкаснай i юнаабменнай храматаграфп.

Вызначана, што пад час BAI ЭА ¡нпб1раваУ алкагольдэпдра-геназу печан! ; павышаУ узровень эндагеннага этанолу у крыв! •пацукоЗ, узровень этанолу S kpobï i у тканках, таксама як i агульны узровень ам!наюслот з разгалшаваным вуглевадародным ланцугом i адносжы ix сумы да сумы араматычньгх амжаюслот у печан!. - У мазгу пацукоУ пад час BAI павышал^ся УзроУн! арнщжу i таУрьшу, яюя нармал!завал1ся пасля сумеснага Увядзення этанолу i ЭА. Павял1чэнне у мазгу пад час BAI суадносшы сумы тармазных амшаюслот да узбужджаючых не назфалася пад час увядзення ЭА. Пад час СЛЭ ЭА нармал!завау узровень цыстэшавай к!слаты, сярьшу, глутамшу, ЭА, ФЭА, л!зша i сумы тармазных амжак!слот-трансм1тэраУ i зшжаУ частасць аУдыягенных сутар-гау. ЭА на фоне BAI зншаУ узровень корщкастерэрону у плазме крыв!. ЭА змяншаУ колькасць пдраперак1сау i павял1чваУ суп-рацьак!сляльную актыунасць плазмы пад час BAI i СЛЭ.

, Выходзячы з вышкау работы, треба Л1чыць рацыянальным! клМчныя выпрабаванш ЭА у якасц1 прэпарату для кушравання праяУ СЛЭ, а таксама пошук новых супрацьалкагольных сродкаУ сярод амшакшлот i ix вытворных. BbmiKÎ даследаванняУ маюць icTOTHae значэнне для высвятлення патагенэзу алкагал1зму i вывучэння механЬмаУ дзеяння б1ялапчна актыУных злучэнняу. Вобласць прымянення вышкау - б1ях1м!я, фармакалопя, такшкалопя, наркалопя.

SUMMARY Bykov Igor Leonidovich Metabolic eîlects oî ethanolamine In rats during alcohol intoxication and withdrawal Key words: ethanolamine, alcohol intoxication, ethanol withdrawal, alcohol dehydrogenase, amino acids, corticosterone, lipid peroxidation.

The study subject were tissues and blood of experimental rats. The metabolic activity of ethanolamine (EA ) during acute alcohol intoxication (AAI) and ethanol withdrawal (AW) have been studied; action of EA cn ethanol metabolism, free amino acids pool in the liver and brain, as well as non-specific effects. EA administration during AAI led to depression of the alcohol dehydrogenase activity in liver; increased the endogenous ethanol level in blood of naive and hypocorticoid rats as well as in rats during AW. EA during AAI increased the level of ethanol in blood and in tissues after ethanol administration. EA in AAI increased the sura of the branched chain amino acids (BCAA, Val, lie, Leu) as well as the BCAA to aromatic amino acids (Phe, Tyr ) ratio in rat liver. AAI was characterized with a rise of ornitine and taurine levels which were normalized by EA. The increased ratio of sum of the inhibitory amino acids to excitatory ones in rat brain during AAI was not shown following EA or PEA administration. The decreased levels of cysteic acid, serine, glutamine, EA, PEA, Leu as well as the sum of the inhibitory amino acids (taurine, glycine, GABA ) were observed in rat brain during AW. EA in AW normalized those levels. Anticonvulsant effects of EA were demonstrated during AW. EA administration during AAI decreased the corticosterone level in rat plasma. EA decreased the hydroperoxide concentration and increased anti oxidative activity in plasma during AAI as well as in AW which was complicated by induced seizures.

All the data obtained snow that EA can be useful for clinical study as antialcohol drug in AW, as well as necessate a search for new drugs among amino acids. The results was shown play an important role in the patogenesis of alcoholism. Their application belongs to the field of biochemistry, pharmacology, toxicology and narcology.