Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Метаболические изменения в клетках крови при ишемической болезни сердца, их коррекция обзиданом и пирацетамом

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Метаболические изменения в клетках крови при ишемической болезни сердца, их коррекция обзиданом и пирацетамом"

На правах рукописи

ШЕПЕЛЕВ Александр Александрович

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В КЛЕТКАХ КРОВИ ПРИ МИМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СЕРДЦА, ИХ КОРРЕКЦИЯ 0БЗИДАН0М И ПИРАЦЕТАМОМ

03.00.04 - биохимия 14.00.06 - кардиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени / / кандидата медицинских наук

РОСТОВ-НА-ДОНУ 1998

Работа выполнена в Ростовском государственном медицинском университете.

Научныэ руководители: доктор биологических наук,

старший научный сотрудник Микашилович З.И. кандидат медицинских наук, доцент Терентьев В.П.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Сторожук П.Г. заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Воробьев Б.И.

Ведущая организация: Российская медицинская академия последипломного образования.

Зашита состоится "19" марта 1998 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 084.53.01 при Ростовском государственном медицинском университете ( 344022, г.Ростов-на-Дону, пер. Нахичеванский, 29 ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного медицинского университета.

Ученый секретарь диссертационного совета, доцент Корганов Н.Я.

Актуальность темы.

Ишемическая болезнь сердца (ИБС) в настоящее время остается ведущей причиной заболеваемости и смертности в мире, несмотря на наметившуюся в последние годы тенденцию к снижению распространенности данного заболевания в ряде стран (Е.И.Чазов, 1982, 1991; А.В.Виноградов с соавт., 1987; Р.Г.Оганов, 1990; В.А.Лю-сов, 1991; Б.А.Сидоренко, Д.В.Преображенский, 1996; И.Г.Фомина, 1997; A.P.Selvin, E.Braunvald, 1995; P.Adams, 1997).

Имеющиеся клинические и экспериментальные данные с очевидностью показывают, что тяжесть течения, осложнения и исход ИБС во многом зависят от адаптационно-компенсаторных возможностей организма (Ф.З.Меерсон,1988; Г.А.Рябов, 1988; О.Б.Яременко, 1988; В.Г.Бокша, 1991; В.И.Денисюк, 1991; В.Г.Флоря с соавт., 1995; Р.А.Суроедова, 1997; С.В.Шлык, 1997; M.J.Davies,1997).

До настоящего времени нерешенной задачей является своевременное выявление и предупреждение скрытой недостаточности кровообращения у больных стенокардией, зачастую влекущей за собой осложнения со стороны ЦНС - структуры с высоким уровнем обменных процессов, наиболее чувствительной к недостатку кислорода; с другой стороны, изменения со стороны ЦНС оказывают существенное влияние на клиническую картину самой ИБС (Л.А. Рощина, Р.У.Островская, 1981; В.А.Райский, 1988; 0.А.Лушпаева, 1993; Л.Т.Пименов, 1995 и др.; J.G.F.Cleland et al.,1996).

Несмотря на определенные успехи в области создания кардио-тропных средств,имеющиеся в распоряжении лекарственные препараты не смогли кардинально повлиять на прогноз ИБС, поэтому проблема фармакологической защиты ишемизированного миокарда является одной из наиболее актуальных задач современной кардиологии (Б.А.Сидоренко, Д.В.Преображенский, 1996; И.Г.Фомина, 1997; W.Kannel, A.Belinger, 1991; G.Jackson, 1997.).

В настоящее время одним из наиболее широко применяемых препаратов в терапии ИБС является бета-адреноблокатор - обзидан <анаприлин,пропранолол> ( В.И.Метелица, 1996; В.В.Руксин, 1996; Ю.Б.Белоусов, 1997; J.3.Alpert,1994; M.Woodley, A.Whelan, 1995; M.Freed, C.Grines, 1996; A.R.Myers, 1996.). Тем не менее, ряд имеющихся у него отрицательных эффектов, таких, как уменьшение

артериолярного и тканевого кровотока, ведущего к снижению доставки кислорода к тканям, а также развитие нервно-психических нарушений - астенизации, депрессии и т.п., диктуют необходимость применения в комплексе с обзиданом препаратов, нивелирующих эти побочные свойства (Т.И.Шубина, В.П.Зайцев, 1989; Я.Я.Балткайс, В.А.Фатеев, 1991; Б.А.Сидоренко, Д.В.Преображенский, 1996 ; J.G.F.Cleland et al., 1996).

Одним из таких препаратов является пирацетам (ноотропил) -средство, улучшающее энергетический обмен в клетках мозга, обладающее анксиолитическим действием, стимулирующее окислительно -восстановительные реакции, тем самым расширяющее адаптационные возможности как ЦНС, так и всего организма в целом. Кроме того у пирацетама имеются выраженные антиамнестический, психостимулирующий, антидепрессивный эффекты (М.Д.Машковский, 1996;Л.Т.Пименов с соавт,1997; Ю.Б.Белоусов с соавт, 1997; G.Fulgraf, D.Palm, 1996).

К сожалению, практически неизученным остается характер влияния препаратов и их комбинаций на функциональное состояние системы крови,которая,как известно,является ведущей в организации приспособительных реакций при различных гипоксических состояниях организма (П.Д.Горизонтов,1981; П.Д.Горизонтов,0.И.Белоусова., М.И.Федотова, 1983; З.И.Микашинович, 1989; С.В.Шлык, 1997).

Способность эритроцитов и лейкоцитов гибко изменять свой обмен при меняющихся условиях жизнедеятельности,их важная роль в формировании компенсаторно-адаптивных реакций организма позволяет рассматривать клетки крови как информативный объект оценки состояния биохимических механизмов адаптации и определения чувствительности организма к проводимой терапии.

Комплексный подход.к изучению роли системы крови на метаболическом уровне при проведении сочетанной медикаментозной терапии у больных ИБС, связанный с уточнением важных сторон внекар-диальных механизмов компенсации нарушений деятельности сердечно-сосудистой системы, позволит ответить не только на важные вопросы патогенеза ИБС и воздействия терапии на его ключевые звенья, но и разработать новые способы диагностики, прогнозирования осложнений и пути их рационального лечения и профилактики.

О -

Цель и задачи исследования.

Цель настоящей работы: определить характер взаимоотношений между метаболическими процессами, обеспечивающими структурно-функциональную полноценность эритроцитов и лейкоцитов; тяжестью ишемии и степенью недостаточности кровообращения, выявить на основании этого информативные биохимические маркеры выраженности недостаточности кровообращения, прогноза течения заболевания и эффективности проводимой терапии, дать патогенетическое обоснование целесообразности комплексной терапии ИБС, включающей обзи-дан и пирацетам.

Задачи.

1. Изучить особенности изменений параметров углеводно-энергетического обмена в клетках крови и плазме больных стенокардией в зависимости от выраженности недостаточности кровообращения.

2. Выяснить механизмы воздействия обзидана и пирацетама на обменные процессы в клетках крови в модельных опытах in vitro.

3. Определить особенности корригирующего воздействия обзидана и пирацетама на метаболическое обеспечение газо-транспортной функции эритроцитов у больных с различной тяжестью течения стенокардии.

4. Проанализировать характер влияния терапии обзиданом и комплексной терапии с включением пирацетама на антибактериальную ферментную систему лейкоцитов у больных ИБС.

5. Оценить информативность показателей энергетического обеспечения в клетках крови и плазме для раннего выявления недостаточности кровообращения у больных ИБС и оценки эффективности терапии.

Научная новизна и практическая ценность исследования.

Впервые показано патогенетическое значение изменения метаболического обеспечения функции клеток крови при различном течении стенокардии.

Определены информативные биохимические параметры, позволяющие прогнозировать развитие недостаточности кровообращения у больных стенокардией и оценивать степень тяжести НК.

Выявлены особенности влияния обзидана и пирацетама на обменные процессы в клетках крови- и в плазме в модельных опытах in vitro.

Проанализированы закономерности метаболической перестройки в системе крови при сочетанной терапии обзиданом и пирацетамом.

Впервые выявлены особенности молекулярной организации компенсаторно-приспособительных реакций в клетках крови больных стенокардией с различной степенью НК и на фоне терапии обзиданом и пирацетамом.

Показано, что в зависимости от характера течения стенокардии и выраженности недостаточности кровообращения у больных в эритроцитах, лейкоцитах и плазме имеет место разное соотношение показателей активности метаболических циклов.

Продемонстрирована оптимизация метаболических процессов в системе крови больных ИБС при сочетанной терапии обзиданом и пирацетамом, коррелирующая с клиническими результатами.

Определены биохимические критерии оценки эффективности лечения, разработаны рекомендации по сочетанной терапии больных стенокардией.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. При различном течении стенокардии в зависимости от степени выраженности недостаточности кровообращения в эритроцитах, лейкоцитах и плазме имеют место различные соотношения активности метаболических циклов ( гликолиза, пентозофосфатного и глицеро-фосфатного шунтов ).

2. Терапия обзиданом сопровождается достоверным угнетением интенсивности гликолиза, снижением скорости отдачи кислорода тканям в эритроцитах, уменьшением активности ферментных систем, обеспечивающих фагоцитарную активность лейкоцитов, что негативно сказывается на реактивности организма.

3. Основанием для включения в схему лечения ИБС пирацетама являются результаты оптимизирующего влияния препарата на метаболические процессы в клетках крови и плазме, проявляющиеся в коррекции угнетающего воздействия на них обзидана.

4. Характер и выраженность изменений АТФазной, цитохромок-сидазной и миелопероксидазной активности имеют свои особенности у больных стенокардией в зависимости от наличия осложнений и яв-

ляются информативным критерием для выявления скрытой недостаточности кровообращения и оценки эффективности проводимой терапии.

Апробация работ.

Основные положения диссертации представлены на III Всероссийском конгрессе " Человек и лекарство " ( Москва, 1997 г.), доложены на I научной сессии Ростовского государственного медицинского университета ( г. Ростов-на-Дону, 1996 г.), на научно-практической конференции, посвященной 10-летнему юбилею работы Ростовской-на-Дону больницы скорой медицинской помощи N 2 ( 1997 г.),на заседании Ростовского отделения Биохимического общества Российской академии наук ( 1997 г.).

Внедрение результатов работ.

По теме диссертации опубликовано 4 печатных работы ( в том числе 2 в центральной печати ), 2 работы поданы в печать.

Результаты проведенных исследований внедрены в практику работы 3-го кардиологического отделения Больницы скорой медицинской помощи N 2 г. Ростова-на-Дону.

Структура и объем работ.

Диссертация состоит из введения,обзора литературы (глава 1), описания материалов и методов исследования (глава 2), изложения результатов собственных исследований (главы 3,4,5), обсуждения результатов, выводов и практических рекомендаций.

Диссертация изложена на 138 страницах машинописного текста, иллюстрирована 15 рисунками и 26 таблицами. Список литературы включает 159 отечественных и 50 иностранных источников.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В работе представлены результаты обследования 162 человек мужского пола, средний возраст которых составил 54,0+4,2 года.

Из 162 человек у 120-ти имела место стабильная стенокардия II-III функциональных классов в соответствии с клинической классификацией ИБС, предложенной Комитетом экспертов ВОЗ (1979), в

модификации Кардиологического научного центра РАМН.

Больные стенокардией были представлены двумя однородными группами по 60 человек в каждой. В первую группу вошли пациенты, не имевшие недостаточности кровообращения. Во вторую группу были отнесены больные с недостаточностью кровообращения II функционального класса по классификации МУНА.

Диагноз стенокардии и недостаточности кровообращения установлен на основании анализа клинических данных, динамических изменений ЭКГ и результатов инструментально-лабораторного обследования.

Контрольную группу составили 42 практически здоровых мужчины, соответствующих возрастных категорий, у которых стенокардия и недостаточность кровообращения (НК) были исключены при проведении общеклинического, инструментального и лабораторного обследований.

Лечение больных включало в себя применение в качестве базисной терапии либо обзидана в суточной дозе - 80 мг, либо сочетания обзидана в дозе 80 мг в сутки и пирацетама в дозе 2400 мг в сутки.

В зависимости от проводимой терапии ( монотерапия обзида-ном, либо сочетание обзидана и пирацетама ) больные были распределены в подгруппы по 30 пациентов в каждой.

В соответствии с поставленными задачами, наряду с оценкой общеклинических данных, динамического анализа кардиограмм и основных показателей традиционного исследования крови, проводили велоэргометрию и УЗИ сердца при поступлении и перед выпиской, на 20 - 25-й день стационарного лечения.

Метаболическое обеспечение функциональной активности эритроцитов оценивали по комплексу биохимических показателей, характеризующих субстратно-ферментативные процессы в эритроцитах (гликолиз, пентозофосфатный и 2,3 - дифосфоглицератный циклы).

Выделение эритроцитов и лейкоцитов осуществляли путем дифференцированного центрифугирования гепаринизированной крови.

В лейкоцитах определяли активность ферментов, играющих важную роль в осуществлении фагоцитоза.

Наряду с этим изучали показатели, характеризующие субстратно-ферментативный спектр плазмы больных стенокардией.

Количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов определяли

общепринятыми методами.

Лактат в эритроцитах определяли по методу Баркера и Саммер-сона в описании М.И.Прохоровой, З.Н.Тупиковой (1965), содержание пировиноградной кислоты определяли по Фридеману и Хаугену в модификации П.М.Бабаскина (1981).

Определение количества 2,3 - дифосфоглицериновой кислоты (2,3-ДФГ) проводили неэнзиматическим методом Dyse, Bessman в модификации И.С.Лугановой, М.Н.Блинова (1975).

Активность глицерофосфатдегидрогеназы (ГФДГ) определяли спектрофотометрически по принципу метода, предложенного Nordmann et. al. (1951), лактатдегидрогеназы (ЛДГ)-спектрофотометрически (Zimmerman, 1956).

Активность цитохромоксидазы (ЦХО) определяли спектрофотометрически по принципу метода, описанного Р.С.Кривченковой (1977), миелопероксидазы по методу Klebanoff, описанному М.Г.Шафран, С.Н.Лызловой (1975), глюкозо-б-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ) методом А.Корнберга в модификации Ю.Л.Захарьина (1967).

Активность аденозинтрифосфатазного ферментного комплекса (АТФаза) определяли по принципу метода Д.Л.Фердмана и Е.Ф.Сопина (1957), описанному 3.И.Микашинович (1989).

Модельные опыты. С целью выяснения внутриклеточных механизмов изменения функционального состояния клеток крови и плазмы под влиянием избранных фармакологических препаратов 1 мл очищенной фракции эритроцитов ( лейкоцитов , плазмы ) инкубировали в физиологическом растворе при t 37,0, в течение 40 минут (контроль ). В опытные пробы добавляли терапевтическую дозу препарата - либо обзидана, либо пирацетама, в перерасчете на 1 мл крови;

Математическая обработка данных ( корреляционный, регрессионный анализ и др.) проведена с использованием пакета прикладных программ статистической обработки данных Excel1 7.0 на ЭВМ IBM-Pentium - 120 "Brothers".

- а -

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При анализе метаболических сдвигов в эритроцитах у больных с НК и без НК отмечено разное соотношение активности метаболических циклов ( пентозофосфатного, 2,3-дифосфоглицератного шунтов , гликолиза), являющихся основой в поддержании структурно- функциональной целостности клеток крови .

Лактат и пируват являются конечными продуктами гликолиза, причем пируват играет важную, связующую роль в преобразовании белков, липидов и углеводов. У больных стенокардией было отмечено повышение уровня лактата и снижение концентрации пирувата в эритроцитах. У пациентов без НК данная тенденция была выражена в меньшей степени, чем у больных с НК. Соответствующим же образом изменялось и соотношение лактат/пируват, увеличение которого, возможно, свидетельствует о компенсаторной активации гликолиза в эритроцитах в условиях формирования гипоксии.

При проведении терапии обзиданом у больных, в особенности с НК, сохранялся высокий темп накопления лактата, что может свидетельствовать о напряженном функционировании гликолиза на фоне сохраняющейся циркуляторной гипоксии. Введение пирацетама в схему лекарственной терапии приводило к снижению темпов накопления лактата и способствовало увеличению концентрации ПВК, что может свидетельствовать о существенном изменении соотношения внутриэ-ритроцитарных метаболических процессов в сторону нормализации гликолитических процессов в эритроцитах, как при осложненном, так и неосложненном НК течении стенокардии (табл.1).

Следует отметить, что и in vitro добавление пирацетама в среду инкубации благотворно сказалось на соотношении внутриэрит-роцитарных метаболических процессов. Сдвиг соотношения лактат/пируват в сторону накопления ПВК, может способствовать стимуляции реакций, направленных на сохранение целостности эритроцитарных клеток.

Добавление в среду инкубации обзидана либо не влияло, либо незначительно уменьшало соотношение лактат/пируват.

Можно предположить, что пирацетам стимулирует ферментативные процессы, связанные с деятельностью антиоксидантных систем и

Таблица 1 . МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ЭРИТРОЦИТАХ БОЛЬНЫХ СТЕНОКАРДИЕЙ

(М ± ш, р)

ГРУППА ПОКАЗАТЕЛЬ КОНТРОЛЬ (ЗДОРОВЫЕ) БОЛЬНЫЕ БЕЗ НК БОЛЬНЫЕ С НК

ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ И ПИРАЦЕТАМОМ ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ И ПИРАЦЕТАМОМ

ЛАКТАТ мкМ/мл пл.ос. 5,87±0,11 * 6,43±0,14 *« 5,75±0,19 «* 5,38±0,32 * 7,35±0,51 * 6,95±0,43 • • •*• 4,39±0,27

ПИРУВАТ мкМ/мл пл.ос. 0,41 ±0,01 0,40±0,05 0,43±0,0б • * 0,46±0,03 • 0,37±0,05 0,40±0,02 0,47±0,04

ЛАКТАТ/ ПИРУВАТ 14,31 ±0,25 16,07±0,22 * *• 13,37±0.14 11,69±0,20 * 19,8б±0,41 • 17,37±0,18 9,34±0,25

2,3 ДФГ (мкМ/мл пл.ос.) 4,05±0,47 • 5,25±0,51 • •• 2,99±0,32 4,51 ±0,39 8,71 ±0.43 • 3,01 ±0,34 6,43±0,42

Г-6-ФДГ (мкМ/гНЬ- мин) 4,41 ±0,12 * 5,54±0,18 * ** 3,25±0,13 4,96±0,14 • 7,99±0,17 * 3.61±0,12 8,23±0,12

ГФДГ (нкМ/г НЬчас) 19,40±1,23 30,59±2,|2 13,68±!,17 61.78±4,12 » 33,71±2,37 • •• 16,33±1,74 67,14±3,62

лдг (мкМ/гНЬ-час) 3,00±0,03 3,22±0,14 * •* 2,20±0,12 3,36±0,14 * 4,37±0,13 * *• 2,37±0,|4 4,49±0,13

I

<£> I

ПРИМЕЧАНИЕ:

* ** ***

- р < 0,05 по сравнению с контролем (здоровые)

- р < 0,05 по сравнению с показателями больных при поступлении

- р < 0,05 по сравнению с показателями больных, получавших терапию обзиданом

сохранением физиологических концентраций глутатиона, необходимых для защиты эритроцитов от гемолиза.

Кроме того, снижение темпа гликолиза под действием пираце-тама может произойти в сторону превалирования гексозомонофосфат-ного пути или стимуляции фосфоглицератного шунта, направленных на синтез фосфотриоз и, в том числе, 2,3-ДФГ (рис. 1).

Установлено, что у пациентов как с неосложненным, так и с осложненным НК течением стенокардии имеет место статистически значимый рост 2,3-ДФГ, особенно выраженный при осложненном течении заболевания. Это может быть связано с включением модуляционного механизма компенсации гипоксии, направленного на усиление отдачи эритроцитами кислорода тканям за счет снижения сродства гемоглобина к кислороду.

Обращает на себя внимание, что чем более выражены нарушения в системе кровообращения за счет снижения функциональной активности сердечной мышцы, тем в большей степени изменены эритроци-тарные механизмы сродства гемоглобина к кислороду. Наблюдается корреляция между приростом лактата и увеличением содержания 2,3-ДФГ (рис.1).

Терапия обзиданом приводила к значительно большему снижению концентрации 2,3-ДФГ, чем уровня лактата, а значит и уменьшению темпа отдачи кислорода. Эти данные могут свидетельствовать как об уменьшении потребности миокарда в кислороде, так и об усилении дефицита кислорода и вовлечении в гипоксический процесс иных жизненно важных органов, таких, как почки и печень.

В отличии от монотерапии■обзиданом при сочетанной терапии обзиданом и пирацетамом отмечен прирост концентрации 2,3-ДФГ в сравнении с контролем, при тенденции к уменьшению уровня лактата, что, по-видимому, способствует, с одной стороны, лучшей де-оксигенации гемоглобина, и связано с повышением биологической полноценности эритроцитов, а с другой стороны, отражает уменьшение потребности тканей в кислороде, ввиду нормализации коронарного кровотока. Усиление газо-транспортного потенциала крови и уменьшение закисления среды ставит другие органы и ткани в условия лучшего снабжения Oz в сравнении с метаболической ситуацией, выявленной при монотерапии обзиданом.

Анализируя полученные результаты, представляется правомерным полагать, что уменьшение изначально резко повышенного уровня

Рисунок 1. Динамика содержания 2,3-ДФГ и лактата в эритроцитах „, больных стенокардией

А - больные без НК I - при поступлении

Б - больные с НК II - после терапии обзиданом

III - после терапии обзиданом и пирацетамом

Ш 2,3-ДФГ □ Лактат

Показатели контрольной группы приняты за 100%

2,3-ДФГ в эритроцитах больных с НК при сочетанной терапии обзи-даном и пирацетамом свидетельствует об адекватном корригирующем воздействии комбинации препаратов на клеточные механизмы компенсации гипоксии.

С учетом аналогичных данных, полученных in vitro , можно предположить, что введение в терапию пирацетама "уравновешивает" угнетающее действие обзидана на синтез 2,3-ДФГ. В результате достигается оптимальный уровень деоксигенации гемоглобина, необходимый для компенсации кислородной задолженности в организме.

Известно, что в условиях гипоксии клетки с повышенной гли-колитической активностью способны сохранять свою функциональную активность в период ишемизации миокарда. Выявленная нами активация НАД-зависимых дегидрогеназ - ДЦГ и особенно ГФДГ в эритроцитах и плазме больных стенокардией (табл. 1,2), очевидно, является отражением описанного выше патологического процесса.

При этом следует подчеркнуть возрастающую роль ГФДГ, как начального этапа фосфоглицератного шунта. Полученные данные могут указывать на реализацию адаптивных процессов, характеризующихся изменением популяционного состава клеток красной крови в пользу появления молодых форм эритроцитов (З.И.Микашино-вич,1989).

При сравнении воздействия монотерапии обзиданом и сочетанной терапии обзиданом и пирацетамом, а также при анализе данных, полученных in vitro, привлекает к себе внимание угнетение процессов метаболизма глюкозы под действием обзидана за счет снижения активности как ГФДГ,так и ДЦГ. Эти процессы,по нашему мнению, могут привести к функциональной депрессии клеток крови,усилить гемолитическую деструкцию и ухудшить микроциркуляцию в условиях длительной монотерапии обзиданом.

.Следует отметить, что введение в схему терапии пирацетама не только компенсировало за счет активации НАД-зависимых ферментов, возникшее при лечении обзиданом, угнетение энергетического обмена, но и способствовало повышению функциональной активности клеток красной крови и усилению компенсаторных механизмов, направленных на поддержание всех звеньев гомеостаза, и прежде всего процессов микроциркуляции.

Вызванное пирацетамом повышение активности ГФДГ и ДЦГ, по нашему мнению, может указывать на стимуляцию процессов глице-

Таблица 2. АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ В ЛЕЙКОЦИТАХ (А) И ПЛАЗМЕ КРОВИ (Б) БОЛЬНЫХ СТЕНОКАРДИЕЙ

(М ± т, р)

ГРУППА ^'-'ПОКАЗАТЕЛЬ КОНТРОЛЬ (ЗДОРОВЫЕ) БОЛЬНЫЕ БЕЗ НК БОЛЬНЫЕ С НК

ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ и ПИРАЦЕТАМОМ ПРИ ПОСТУПЛЕНИИ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ ПОСЛЕ ТЕРАПИИ ОБЗИДАНОМ И ПИРАЦЕТАМОМ

цхо нм/г белка-мин 2.78+0.14 * 2.31+0.12 * 1.84-Ю. 11 ** *** 2.98+0.09 * 1.99±0.12 • ** 1.43±0.18 ** *** 2.69-Ю. 12

мпо ГмкМ/мг белка-мин) 78.4+3.9 * 68.1 ±4.14 • •* 58.2+3.12 ** 94.3+4.10 * 58.4±4.45 * ** 42.5±5.0! ** **• 72.814.74'

Г-6-ФДГ (мкМ НАДФ Н/мг белка-час) 184.25±9.24 147.10+12.32 * ** 118.52+10.21 ** *** 193.11+8.44 * 127.23±11.96 * •* 108.32±8.73 204.62+10.15

АТФаза (нм/мг белка • час) 1.4±0.09 * 2.2±0.10 * «* 1.6+0.12 ** 2.5±0,14 * 3.1+0,20 ** 1.7±0.10 3.4±0,17

ЦХй (нм/г белка ■ мин) 1.44+0.12 1.22±0.15 1.01+0.10 1.61+0.12 • 1.07+0.11 0.86Ю.09 1.51 ±0.16

МПО (мкМ/мг белка-мин) 36.12+4.32 * 30.54±3.12 * ** 25.32+2.49 39.47±3.53 * 27.06±4.02 ♦ * 20Л4±2.78 34.12±3.82

Г-6-ФДГ ГмкМ НАДФН/г белка-час) 79.31 ±2.03 * 58.69±7.43 ** 47.21+5.14 ** 88.9113.26 • 47.35+6.21 •* 30.23±4.74 ** 80.11 ±4.64

АТФаза Гнм/мг белка- час) 1.2±0.12 * 2.4±0.14 * 1.0+0.10 2.8+0.08 • 0.8+0.09 * ** 0 3+0.10' ** *** 1.2+0.11

ГФДГ (мМ/л плазмы-час) 11.21 ±2.03 * 14.92±1.01 « ** 9.30+1.87 ** 19.41 + 1.93 * 17.83+1.02 ** 10.12± 1.74 ** 22.72±1.88

лдг (мМ/л плазмы-час) 2.1249.15 * 2.98±0.17 * *♦ 1.74+0.12 3.65±0.!4 * 4.02Ю.17 ** 2.05±0.14 4.4110.16

I

I—I

со I

ПРИМЕЧАНИЕ: * - р < 0,05 по сравнению с контролем (здоровые)

** - р < 0,05 по сравнению с показателями больных при поступлении

*** - р < 0,05 по сравнению с показателями больных, получавших терапию обзиданом

ро-фосфатного шунта и гликолиза, связанных с синтезом 2,3-ДФГ и АТФ, направленных на усиление оксигенации гемоглобина и энергообеспечение функций клеток крови.

Обращает на себя внимание1 неоднозначная направленность сдвигов активности Г-6-ФДГ в эритроцитах,"' лейкоцитах и плазме (табл. 1,2). В эритроцитах наибольшая активность фермента обнаруживается у больных с НК, то есть по мере нарастания гипоксии. Такая метаболическая ситуация может быть ; объяснена включением компенсаторных механизмов,' направленных на поддержание функциональной активности и-целостности,эритроцитов. Активация начальных этапов пентозофосфатного шунта в эритроцитах может быть расценена как ответная реакция на возрастающую нагрузку глутатионо-вой антиоксидантной!системы , что, судя по накоплению продуктов гликолиза, создает предпосылки- для--окислительного повреждения клеток. I

Можно полагать,7- что в лейкоцитах'больных стенокардией, в особенности имеющих'НК, происходит накопление глюкозо-6-фосфата, что ведет к ограничению дальнейшего фосфорилирования глюкозы и ее транспорта внутрь клетки.

Таким образом, . снижение-активности Г-б-ФДГ в лейкоцитах и плазме отражает изменения обмена глюкозы, снижение ее участия в пентозофосфатном пути, что, очевидно,связано с нарушением функций лейкоцитов на фоне нейро-гуморальных сдвигов. С другой стороны, вероятно, под действием обзидана происходит нарушение мембранной структуры лейкоцитов с параллель нь!м усилением выхода фермента в плазму.

Однонаправленный характер изменения активности Г-б-ФДГ в лейкоцитах и плазме, возможно,, отражает роль лейкоцитов в формировании ферментного профиля плазмы.

Выявленное также In .vitro снижение активности фермента в лейкоцитах под действием обзидана может свидетельствовать о важной роли адренергической регуляции метаболических процессов в этих клетках! Истощение энергетических запасов клеток за счет снижения вовлечения глюкозы в реакции пентозофосфатного шунта и угнетение синтеза НАДФН, в свою очередь, приводит к снижению метаболического обеспечения процессов фагоцитоза и иммуногенеза.

Следует отметить, что как при монотерапии обзиданом, так и при введении пирацетама в лейкоцитах и плазме у всех групп боль-

ных зарегистрированы" однозначные сдвиги активности Г-6-ФДГ (табл.2). ......

Пирацетам ,по нашему мнению, оказывает благоприятное влияние на ход обменных процессов в лейкоцитах, улучшает их энергетический потенциал. Нам представляется,что действие пирацетама связано со стимуляцией начальных реакций пентозофосфатного пути метаболизма глюкозы и образованием НАДФН, что благоприятно сказывается на ходе~обменных реакций.

Представляет интерес изменение активности одного из ключевых ферментов, участвующих'в окислительно-восстановительных процессах - цитохромоксидазы в лейкоцитах под воздействием терапии обзиданом и пирацетамом. Обнаруженное снижение активности ЦХО у больных стенокардией, в особенности с НК, и ингибирующее влияние на активность фермента обзидана свидетельствует в пользу снижения активности аэробных обменных процессов и активизации анаэробных, снижении артериовенозной разницы по кислороду. Выявленная закономерность изменения активности ЦХО в лейкоцитах и плазме, очевидно, несет^информацию о выраженности ишемического процесса в миокарде.

Известно, что в миокарде восстановление Ог с образованием молекулы воды протекает двумя путями. Под действием митохондри-альной ЦХО путем тетравалентной восстановительной реакции без образования каких-либо промежуточных соединений, 95% кислорода превращаются в воду.' Остальные 5 % кислорода вступают в моновалентную реакцию, при этом образуется ряд таких промежуточных соединений, как супероксидные анион-радикалы, гидроксильный радикал, перекись водорода.

При ишемии миокарда в результате изменения физиологического хода обменных процессов и уменьшения активности ЦХО доступный остаточный кислород может способствовать образованию свободных радикалов.

С учетом того факта, что цитохромоксидаза является липидза-висимым ферментом, ингибирование ее активности может быть инициировано перекисным окислением липидов. Увеличение активности ЦХО при введении в терапию пирацетама, очевидно, может служить доказательством корригирующего влияния препарата на соотношение аэробных и анаэробных обменных процессов.

Аналогичная картина,полученная нами при изучении активности

в плазме и лейкоцитах еще одного кислородзависимого фермента -миелопероксидазы, дает основание говорить о стимулирующем влиянии пирацетама на активность пероксидаз, и, следовательно, о таком же воздействии препарата на ретикуло-эндотелиальную систему.

Прогрессирующее снижение активности ЦХО и МПО у больных стенокардией на фоне монотерапии обзиданом свидетельствует об усугублении процессов клеточной и тканевой гипоксии под действием препарата.

Таким образом, изменение энзиматической активности лейкоцитов, заключающееся в патологическом угнетении активности кисло-родзависимых ферментов - ЦХО и МПО, существенном снижении начальных этапов пентозофосфатного пути, несомненно,приводит к нарушению фагоцитарной функции крови у больных ИБС.

Учитывая, что энергетические механизмы являются точкой приложения и обзидана, и пирацетама," необходимо упомянуть о динамике активности АТФазы - одного из важнейших энергетических ферментов. Повышение активности фермента в лейкоцитах у больных стенокардией без недостаточности кровообращения , по-видимому, отражает резкое возрастание энергетических затрат миокарда, что связано с усилением компенсаторных реакций, направленных на борьбу с гипоксией (рис.2).

Следует подчеркнуть, что ферментная активность лейкоцитов усиливается по мере утяжеления патологического процесса и нарастания НК. При этом регистрируется увеличение использования макроэргов для поддержания гомеостаза лейкоцитарных клеток, о чем свидетельствует динамика АТФазной активности.

Отмеченное значительное повышение активности АТФазы в лейкоцитах у больных с недостаточностью кровообращения, возможно, свидетельствует об увеличении обмена АТФ, повышении его использования в метаболизме глюкозы (табл.2,рис.2).

Если в миокарде, по данным ряда авторов, наблюдается недостаток макроэргов, то возможно, что они активно используются и в лейкоцитах. Эти факты отражают специфику формирования повреждения в клетках крови.

По нашему мнению, дальнейшего изучения требует факт увеличения активности фермента в плазме больных без недостаточности кровообращения, который, с нашей точки зрения, нельзя интерпретировать однозначно. Возможно, выявленная закономерность связана

Рисунок 2. Динамика АТФ азной активности в лейкоцитах и плазме больных стенокардией без НК (А) и с НК (Б)

■ Лейкоциты □ Плазма

■ Лейкоциты □ Плазма

I

ы

"vi

I

I - при поступлении

II - после терапии обзиданом

III - после сочетанной терапии (обзидан + пирацетам)

Показатели контрольной группы приняты за 100%

с метаболической реакцией клеток крови,неустойчивых к гемолизу в ответ на гипоксию. Можно полагать, что одной из причин стимуляции работы фермента в плазме является его выход в плазму из поврежденных клеток и тканей, что согласуется с данными Л.М.Черниковой (1974), отметившей выход АТФазы из поврежденного миокарда в кровь при гипоксии, в связи с изменением микроциркуляторного русла.

В свою очередь, данные о влиянии монотерапии обзиданом и сочетанной терапии обзиданом и пирацетамом на активность АТФазы позволяют определенно говорить об ингибирующем действии обзидана на активность фермента и, как следствие, уменьшении интенсивности распада АТФ ,а также о выраженном корригирующем влиянии пира-цетама, проявившемся в стимуляции активности АТФазы, что полностью согласуется с данными, полученными in vitro.

Обсуждение динамики активности кальциевой АТФазы при стенокардии представляется важным и с точки зрения роли ионов кальция в формировании реакций повреждения.

В эксперименте показано, что ишемизация миокарда сопровождается перераспределением этих ионов на фоне снижения скорости образования АТФ. Усугубление гипоксии сопровождается массивным входом Са2+ в миокард, что, очевидно, связано с нарушением функционирования кальциевой АТФазы. Перегрузка ионами кальция сочетается с нарушением барьера проницаемости для ионов Mg2+ и Na+ и таких крупных молекул, как креатинфосфокиназа, АТФаза.

Можно полагать, что изменения ферментных процессов в клетках крови, а именно в лейкоцитах, способствуют нарушению транспорта ионов, активируя продукцию свободных радикалов в результате торможения ЦХО.

Ионы кальция и АТФазная активность имеют важное значение для обеспечения активности лейкоцитов при фагоцитозе. Увеличение активности АТФазы в присутствии Са2+ в лейкоцитах, ■ выделенных из крови больных с недостаточностью кровообращения, свидетельствует в пользу недостаточной обеспеченности лейкоцитов кальцием, так как по условиям методики определения активности АТФазы ионы кальция добавляются в инкубационную смесь.

На наш взгляд, эти данные могут являться отражением процессов накопления Са2+ в ишемизированном миокарде. Избыток ионов кальция активирует фосфорилазы, приводя к накоплению лизофосфо-

липидов.что изменяет структурное состояние мембран. Наконец, избыток ионов Са2+ способствует возникновению аритмий.

Полученные нами данные позволяют сделать заключение о том, что формирование ишемии миокарда - интегративный процесс, в котором важным патогенетическим звеном являются клетки крови.

Изменения метаболического обеспечения функции клеток крови свидетельствуют о нарушении участия клеточных элементов в осуществлении компенсаторно-приспособительных процессов и изменении реактивности организма. Исходя из этого, оценка корригирующей эффективности препаратов должна строиться с учетом их воздействия на структурно-функциональное состояние клеток крови.

Восстановление физиологически обусловленного хода обменных процессов в клетках крови или их переход на другой функциональный уровень в сочетании с клиническим и инструментальным обследованием больных, несомненно, улучшает качество лечения больных ИБС.

Принимая во внимание, что основным клиническим проявлением, свидетельствующим о переходе обратимой ишемии в необратимую,считается мощный выброс ферментов в кровоток, то контроль за эффективностью терапии может осуществляться с учетом динамики ферментативной активности в клетках крови и плазме.

При проведении ретроспективного анализа клинико-инструментальных и лабораторных данных нами отмечена достаточно высокая информативность такого показателя^как активность АТФазы.

Так, у ряда пациентов, не имевших при объективном исследовании признаков НК, было отмечено повышение активности фермента, особенно выраженное в плазме; в дальнейшем при проведении инструментальных методов обследования у этих больных было выявлено снижение сердечного выброса на 10-20 %, повышение давления в левом желудочке, диастолического давления в легочной артерии , что позволило диагностировать у данных больных скрытую, или, как ее еще квалифицируют, раннюю недостаточность кровообращения.

При сравнительной оценке корреляций у пациентов со стенокардией как с недостаточностью, так и без недостаточности кровообращения отмечена четкая взаимосвязь между параметрами центральной гемодинамики, выраженностью НК, эффективностью проводимой терапии и активностью АТФазы.

Обращает внимание, что у больных с выраженной НК после

комплексной терапии, включавшей пирацетам, отмечено восстановление активности АТФазы в лейкоцитах (табл.2,рис.2).

Полученные нами данные позволили оценить диагностическое и прогностическое значение изменения АТФазной активности при различной степени выраженности недостаточности кровообращения и рекомендовать данный метод для внедрения в клиническую практику.

По нашему мнению, следует обратить внимание на особенности клинического течения заболевания в зависимости от проводимого лечения. Так, у 25 % больных без недостаточности кровообращения, принимавших только обзидан, и у 37 % пациентов с НК, перед выпиской сохранялись снижение толерантности к физической нагрузке (по данным велоэргометрии), уменьшение минутного объема кровообращения и сердечного выброса.

Ни в одной из групп больных нами не отмечено увеличения потребности в нитроглицерине, однако, у 20 7, больных с НК.не принимавших пирацетам, перед выпиской сохранялась прежняя суточная потребность в нитроглицерине.

По нашему мнению, наиболее эффективное действие обзидана наблюдается у тех пациентов, у которых небольшого снижения потребления кислорода миокардом достаточно, чтобы нормализовать метаболизм миокарда, то есть, у больных без недостаточности кровообращения, При имеющейся НК, как показали наши исследования, происходят более глубокие изменения в процессах метаболического обеспечения работы сердечной мышцы.

Корригирующее влияние пирацетама на метаболические процессы в клетках крови и нивелирование им ряда негативных эффектов обзидана, по нашему мнению, позволяет рекомендовать включение пирацетама в схему терапии стенокардии, особенно при сопутствующей недостаточности кровообращения.

ВЫВОДЫ.

1. При стенокардии в эритроцитах нарастает темп гликолиза, о чем свидетельствуют накопление лактата и увеличение коэффициента лактат/пируват, активация ГФДГ и ЛДГ. Параллельно уменьшается сродство гемоглобина к кислороду - возрастает содержание 2,3-ДФГ, что наиболее выражено у больных с недостаточностью кровообращения.

2. У больных стенокардией, особенно при наличии НК, имеет место угнетение активности ферментов, связанных с обеспечением процессов фагоцитоза. Достоверно снижается активность миелопе-роксидазы и цитохромоксидазы, что, очевидно, указывает на депрессию ретикуло-эндотелиальной системы и снижение антиинвазивной

активности лейкоцитов. i

3. У больных стенокардией в клетках крови регистрируются противоположно направленные изменения активности начальных этапов пентозофосфатного цикла. В эритроцитах стимулируется активность Г-б-ФДГ, в лейкоцитах угнетается активность этого фермента, что наиболее выражено при недостаточности кровообращения.

4. Молекулярные механизмы влияния обзидана и пирацетама на функциональную активность клеток крови неравнозначны. При инкубации in vitro в присутствии обзидана в клетках крови выявлено достоверное снижение активности субстратно-ферментных реакций; в присутствии пирацетама повышается интенсивность углеводно-энергетического обмена.

5. При терапии обзиданом у больных стенокардией обнаружено резкое угнетение активности метаболических процессов, обеспечивающих структурно-функциональную полноценность эритроцитов и лейкоцитов.

6. Введение в терапию больных ИБС пирацетама корригирует угнетающее действие обзидана на функциональную активность клеток крови и вызывает отчетливое улучшение как клинико-инструменталь-ных, так и лабораторных показателей состояния больных.

7. Выявленные изменения активности АТФазы, миелопероксидазы и цитохромоксидазы в клетках крови и плазме больных стенокардией могут служить маркером скрытой недостаточности кровообращения и отражать эффективность проводимой терапии.

- SS -

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для оптимизации функциональной активности системы крови при гипоксии необходимо включение пирацетама в комплексную терапию больных ИБС.

2. Наиболее эффективное корригирующее действие пирацетама достигается у больных стенокардией, имеющих недостаточность кровообращения; оптимальной-дозировкой является - 2400 мг/сутки per os .

3. Определение .активности АТФазы в плазме и уровня 2,3-ДФГ в эритроцитах может служить дополнительным информативным лабораторным тестом выявления.скрытой недостаточности кровообращения и может быть использовано в клинической практике для оценки эффективности антигипоксической терапии.

РАБОТЫ, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Молекулярные механизмы влияния бета-блокаторов на систему крови у больных ишемической болезнью сердца (З.И.Микашинович, С.В.Шлык). - //'Тез.: докладов III Российского национального конгресса "Человек и лекарство". - М., 1996.- С. 165-166.

2. Метаболическое обеспечение функции лейкоцитов периферической крови у больных стенокардией (З.И.Микашинович). - // Тез. докладов I научной сессии РГМУ. - Ростов-на-Дону, 1996. - С. 45.

3. Эффективность капотена при различном клиническом течении острого инфаркта миокарда (З.И.Микашинович,В.П.Теренть-ев,С.В.Шлык,Р.А.Суроедова). 1 //Анестезиология и реаниматология. - 1996. - N 5. - С. 39-41. ''

4. Изменение обменного гомеостаза лейкоцитов периферической крови у больных стенокардией (Е.С.Рыжкова, Е.В.Олонцева, А.В.Ильин). - // Материалы научно-практической конференции "По пути реформ и преобразований". - Ростов-на-Дону, 1997. - С. 213.