Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Обмен гликозаминогликанов желудка при стрессогенных воздействиях

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Обмен гликозаминогликанов желудка при стрессогенных воздействиях"

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР ЧЕЛЯБИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ

ИНСТИТУТ

На правах рукописи УДК — 547.458:616.45

ИВАНОВ Вадим Геннадьевич

Обмен гликозаминогликанов желудка при стрессогенных воздействиях

03.00.04 — биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Челябинск — 1990

Работа выполнена на кафедре биологической химии Ижевского ордена-Дружбы народов государственного медицинского института.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: доктор медицинских наук, профессор Н. П. Шараев

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор медицинских наук, профессор А. М. Герасимов доктор медицинских наук, профессор Ф. X. Камилов

Ведущее учреждение: Институт питания АМН СССР.

Защита состоится «_,_»___ 1990 года в

«_»часов на заседании специализированного Совета

К.084.04.02 в Челябинском государственном медицинском институте (454092, г. Челябинск, ул. Воровского, 64).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинского государственного медицинского института.

Автореферат разослан «_»_:_ 1990 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

К.084.04.02,

доцект Л. В. Кривохижина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последние годы наблюдается резкое возрастание числа факторов, которые способствуют перенапряжению нервно-психической сферы человека, иначе говоря, вызывают стрессовые состояния. Избыточный стресс все больше стал иметь отношение в возникновении болезней, в том числе и органов пищеварения (Судаков К. В., 1976; Крикштопайтис М. И., 1986; Меерсон Ф. 3., 1988).

Еще в 30-е годы (Стражеско Н. Д., 1931; Селье Г., 1936) было обнаружено, что экстремальные условия сопровождаются появлением эрозивно-язвенных поражений в стенке желудка. В патогенезе развития «стрессогенных» язв важное значение отводится сдвигам в центральной и гуморальной регуляции, нарушению кровообращения стенки желудка, увеличению содержания агрессивных компонентов (соляная кислота, пепсин) в отделяемом желудка (Заводская И. С., Мо-рева Е. В., 1981; Косько Е. В., 1982; Фур дуй Ф. И., 1987). К сожалению в теоретических положениях о механизме развития повреждения стенки желудка при стрессогенных воздействиях недостаточно обращается внимания на состояние слизистого барьера, обеспечивающего локальный энантиостаз стенки желудка (Гальперин Ю. М., 1986; Мосин В. И., 1989).

Согласно представлениям Н. И. Белостоцкого (1981), В. X. Василенко (1987), М. Н. Исаева (1988) и П. Д. Рабиновича (1988) язвенному дефекту желудочно-кишечного тракта способствует снижение защитных свойств слизистого барьера, вызванные сдвигами в содержании и соотношении фракции гликозаминогликанов (ГАГ) и уменьшением количества фу-козы в составе гликопротеинов. Сказанное не противоречит ульцерогенному действию салицилатов, индометацина и стероидных гормонов, угнетающих выработку слизи и биосинтез структурных компонентов слизистой оболочки желудка (Яси-повский М. А. и соавт., 1975).

Приним ая во внимание вышеуказанные данные, а также то обстоятельство, что в состав слизистой оболочки и соединительнотканной стромы желудка входят ГАГ, следует счи-

тать актуальным необходимость изучения состояния обмена ГАГ в стенке желудка в динамике многократного воздействия на организм различными стрсссогенными факторами. Сравнительное изучение показателей обмена ГАГ желудка прг действии чрезвычайных раздражителей в эксперименте и > больных язвенной болезнью желудка и двенадцатииерстног кишки, обострение которой произошло на фоне нервно-психических факторов, позволит существенно дополнить представления о патохимии желудочных осложнений при стрессе.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось установление механизма нарушения обмена ГАГ в желудке при многократных воздействиях различными стрессогенными факторами. В соответствии с целью исследований поставлены следующие основные задачи:

1. Изучить показатели обмена ГАГ в слизистой и мышеч-но-серозных слоях желудка в динамике многократных стрес-согенных воздействий (иммобилизация, плавание и голодание).. ..

2. Выявить особенности обмена ГАГ в стенке желудка в условиях введения различных ульцерогенных препаратов (шдрокортизон, салицилат натрия, индометацин), а также при введении поливитаминного препарата «Ундевит» на фоне многочисленных стресс-факторов.

3. Проанализировать изменения в содержании ГАГ в слизистой желудка, желудочном соке больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, обострение которой произошло на фоне бытовых и производственных стрессовых ситуаций.

4. Изучить зависимость направленности сдвигов в обмене ГАГ от уровня глюкокортикостероидов в крови. Оценить кинетические параметры глюкозаминсинтетазы (глюкозамин-фосфат—изомеразы, образующей глутамин: К.Ф 5.3.1.19) в отсутствие и при наличии в инкубационной среде гидрокортизона.

5. Представить динамику изменений показателей обмена серомукоидов и коллагена, структурно и функционально тесно связанных с ГАГ, в условиях стрессогенных воздействий.

Научная новизна. Получены сравнительные данные о состоянии обмена ГАГ в стенке желудка при следующих стрессогенных воздействиях: многократные иммобилизации и плавания в воде и продолжительное голодание. Выявлена оди-

паковая направленность изменений показателей обмена ГАП и серомукоидов желудка при «стрессовых» язвах в эксперименте и клинике. Показана двухфазовость изменении обмена ГАГ в'стенке желудка крыс, зависящая от степени повышения концентрации П-оксикортикостероидов (П-ОК.С) в крови при стрессовых воздействиях и от дозы введенного гидрокортизона.

Результаты экспериментальных данных свидетельствуют об аллостерическом характере воздействия гидрокортизона на активность фермента глюкозаминсинтетазу, который катализирует образование глкжозамин-6-фосфата — предшественника в биосинтезе ГАГ.

Научно-практическая ценность. Полученные данные позволяют оценить роль изменений обмена ГАГ стенки желудка в развитии стрессовых язв при многократных стрессогенных воздействиях. Результаты экспериментального исследования дополняют и развивают существующие представления о гормональной регуляции обмена ГАГ, что позволит целенаправленно производить поиск новых средств для коррекции защитной функции слизистой оболочки желудка.

\

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Нарушение обмена ГАГ при стрессогенных воздействиях относится к одному из ведущих факторов развития язвенного поражения желудка.

2. В механизме нарушения обмена ГАГ желудка при чрезвычайных воздействиях важное значение имеет выраженное повышение уровня глюкокортикостероидных гормонов в крови.

3. Действие гидрокортизона на биосинтез ГАГ является следствием аллостерического ингибирования им активности Iлюкозаминсинтетазы (КФ 5.3.1.19).

Апробация работы. Результаты исследования доложены" на: 1-й Всесоюзной конференции «Химия, биохимия и фармакология производных индола» (Тбилиси, 1986); 8-й Всесоюзной конференции «Химия и биохимия углеводов» (Тбилиси, 1987); Всесоюзной научной конференции «Биохимия ■— меди-, цине» (Ленинград, 1988); Научно-теоретической конференции «Молодые ученые — науке и народному хозяйству Удмуртии» (Ижевск, 1988); итоговых научных , конференциях

з

Ижевского государственного медицинского института (1988,1989); 8-и научной конференции патофизиологов Урала «Патология дыхания, крови и регулирующих систем организма,и принципы коррекции нарушений» (Ижевск, 1989); Республиканской научно-практической конференции «Современные тенденции развития гастроэнтерологии» (Ижевск, 1989).

Реализация результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 12 работ (журнальные статьи — 6, тезисы — 6). В лечебные учреждения Удмуртии внедрено методическое письмо «Биохимические методы анализа показателей обмена биополимеров соединительной ткани» (Ижевск: МЗ УАССР, 1989. — 16 е.). Материалы диссертации включены в лекционный курс биохимии для студентов Ижевского медицинского института.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 7 глав собственных исследовании, обсуждения, выводов и списка литературы. Изложена на li>G страницах машинописного текста, включает 26 таблиц, И рисунков. Список-литературы содержит 304 названия (143 отечественных и 161 зарубежных авторов).

Материал и методы исследования

Эксперименты проводились на 1288 растущих белых крысах-самцах массой 130—150 г. Подопытные животные подвергались воздействию различных по направленности действиям стрессоров: иммобилизации, плаванию в воде и голоданию.

Иммобилизационный стресс у животных вызывался путем фиксации на спине в течение 2 ч. с помощью специальных раздвижных металлических столиков (Федоров И. В., 1982; Тигранян Р. А., 1985).

Многократное состояние стресса у крыс достигалось путем ежедневного свободного плавания их в врде (35—36°С; 1 ч.).

Стресс-реакция при помощи голодания со свободным доступом к воде, как и все выше перечисленные модели стресса, продолжалась до 8 дней. Контролем для их опытов служили крысы, находившиеся в обычных условиях вивария до и в дни проведения экспериментов.

Для выяснения механизма нарушения обмена ГАГ при стрессогенных воздействиях в сравнительном аспекте стави-

и отдельную серию опытов с длинным введением гидрокор-изоиа («Рнхтср»; Венгрия). Препарат вводили внутримышечно по 0,2 и 50 мг на i кг массы животных в течение 8 дней.

Кроме того ставили опыты с ежедневным длительным вве-еинем ульцерогениых препаратов: ипдометацина н силици-пта натрия, которые вводили перорально в дозе 5 и 100 мг/кг оответственпо в течение 8 дней. Поливитаминный препарат Ундевит» животные получали ежедневно в дозе 50 мг раз-ельченного драже на 1 кг массы тела на фоне тех же стрес-оров в течение 3 дней.'

Контрольных и подопытных животных в динамике стрес-огенных воздействии забивали на фоне кратковременного фирного наркоза. У животных брали слизистую (соскоб) и ышечно-сорозную оболочку стенки желудка, печень и плазу (нитратная) крови. Контролем эффективности стресса явилось: наличке повреждения в желудке, увеличение массы адпочечников и рост содержания II-OKC в плазме крови не енсе чем на 20% но отношению к интактным животным.

Отдельно проводились исследования в условиях клиники, ыли обследованы 2 группы пациентов, преимущественно ужчины, в возрасте от 19 до 32 лет: 1. Больные язвенной бо-езныо желудка и двенадцатиперстной кишки (контрольная эуппа 13 человек), не имеющие в анамнезе связи обостре-ия заболевания со стрессовыми факторами. Уровень II-OKC этих больных не отличался от нормы. 2. Больные язвенной олезныо желудка и двенадцатиперстной кишки (опытная оуппа. 28 человек), обострение заболевания лица этой трупы связывали с перенапряжением нервно-психической сферы.

данную группу включали только тех больных, у которых энцентрання II-OKC в крови была повышена на 20% и более.

обоих случаях диагноз подтверждался клинически, рентге-ологически и эндоскопически. Других заболеваний у обслс-ованных не было выявлено! Для биохимического исследова-ия использовали желудочный сок (базальная порция) и тизистуго оболочку (материал биопсии и резекции).

В полученном материале определяли содержание суммар-ых ГАГ по гексуроновым 'кислотам (Шараев П. Н., 1987) с □следующим их фракционированием на гиалуроновую и /льфатированные формы (Коннова Л. А., 1978). Суммар-ые гексозаминсодержащие биополимеры ткани желудка оце-ивали по уровню гексозаминов по Gatt R. и соавт. (1966).

Неочищенные m-кислые гликопротеины (серомукоиды) из тканей желудка выделяли по методу Charlwood Р. А. и соавт. (1976) и в них определяли белки (Lowry О. Н., 1954) и гексо-замины (Galt R. и соавт., 1966). Ферментативную активность синтеза гек'созаминов и глюкуроиовых кислот в тотальном гомогенате стенки желудка определяли но методу Malathy К. и Kurup Р. А. (1971), который модифицирован нами. Выделение глюкозаминсинтетазы из печени крыс и ее очистка проводились но методу Gryder R. и Pogel В. (1960), после чего, изучали ее кинетические характеристики в присутствии в инкубационной среде гидрокортизона. В плазме крови исследовали показатели обмена коллагена — свободный, пептидно-и белковосвязанный оксипролин (Шараев П. Н., 1986) и концентрацию II-OKC с метиленхлоридом.

Весь цифровой материал обработан статистически, достоверность изменений определялась с помощью «t» критерия Стыодента. 1

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В слизистой оболочке и серозно-мышечном слое желудка контрольных животных содержание суммарных ГАГ составило соответственно 3,08±0,06 и 1,64±0,02 ммоль гексуроновых кислот па 1 кг сухой обезжиренной ткани, а в плазме крови — 4,01 ±0,1 ммоль/л.

При многократных ежедневных иммобилизациях уже после 1-го сеанса экстремального воздействия уровень суммарных ГАГ в слизистой оболочке снижался до 2,73±0,09 (ip<0,05), причем максимальное уменьшение отмечалось на 5 сутки и'составило 1,78±0,07 (р<0,05) ммоль/кг. К концу эксперимента (8-ой день) этот показатель не отличался от нормы. Аналогичная направленность изменений, хотя и менее выраженная, наб.людалась в серозно-мышечном слое желудка. Иная картина в динамике изменения концентрации суммарных ГАГ выявилась в плазме крови. Их количество почти в 2 раза превышало концентрацию ГАГ в плазме крови контрольных крыс в течение первых 5 дней наблюдения, Однако в последний день иммобилизации уровень суммарных ГАГ в крови существенно не отличался от исходного значения.

В условиях длительной физической нагрузки (плавание) н-голодания отчетливо проявлялась двухфазность в динами-

ке изменения содержания ГАГ в изучаемых объемах. Последнее выражалось увеличением уровня ГАГ в слизистой оболочке желудка на 21,0% (до 3,74±0,10, р<0,001) через 24 ч. голодания и на 16,3% ( до 3,63±0,17, р<0,05) ммоль/кг после ежедневного трехдневного плавания животных. На 5-й день чрезвычайных воздействий, в условиях используемых моделей стресса, наблюдалось падение уровня ГАГ в слизистой оболочке на 31,0% (до 2,12±0,14, р<0,001) при голодании и на 21,3% (до 2,40±0,12, р<0,001) ммоль/кг при плавании. По окончании срока эксперимента отмечалась тенденция к возрастанию сниженного уровня ГАГ, хотя их содержание не достигало исходных цифр.

В мышечно-серозном слое желудка содержание ГАГ оставалось без изменения в первые 3 дня физической нагрузки и в течение 24 ч. голодания. Продолжение стрессогенных воздействий приводило к достоверному уменьшению исследуемых показателей: на 5 день — на 22,4% в первом случае и на I 30,0% — во втором. И наконец, что касается ГАГ плазмы крови, в условиях.многократного плавания и длительного голодания, динамика изменений углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани имела ту же направленность что и при иммобилизации.

Изучение отдельных фракций ГАГ в слизистой желудка показало, что в наибольшем количестве они представлены гиалуроновой кислотой. Ее содержание в контрольной группе крыс было равным 1,02± 0,09 ммоль гексуроновых кислот на 1 кг сухой обезжиренной ткани. Отдельные фракции суль-фатированных ГАГ в слизистой оболочке желудка содержались в небольшом количестве и их уровень был подвержен небольшим колебаниям, поэтому с целью получения стабильного показания они представлены в виде единой фракции. В суммарных ГАГ желудочной слизистой контрольных животных, полученных хроматографически, процентное соотношение между гиалуроновой кислотой и сульфатированными ГАГ было равно 36,6:63,4. Эти результаты не противоречат о наличие в тканях желудка указанных соединений (Рабинович П. Д., 1968, 1980).

Анализ "данных, полученных при изучении отдельных фракций ГАГ в желудочной стенке убедительно свидетельствует, что независимо от вида стрессогенного воздействия сдвиги в суммарном содержании ГАГ обусловлены в основном гиалуроновой кислотой.

Биосинтез ГАГ оберпечивается рядом ферментов, в том числе глюкуронат- и гсксозаминсинтетазами (ГСА и ГАСА соответственно), которые осуществляют образование предшественников ГАГ — гексуроновых кислот и гексозаминов. Отсюда вполне логично предположить, что нарушение обмена ГАГ может быть связано с активностью указанных энзимов. Действительно, проведенные нами исследования по изучению ГСА и ГАСА в тотальном гемогенате стенки желудка выявили определенную зависимость между содержанием ГАГ в слизистой желудка и специфической активностью энзимов, обеспечивающих синтез их предшественников.

В гомогенатах ткани желудка- интактиых: животных ГСА составила 2,21 ±0,08 нмоль/мг/ч, а ГАСА — 39,2±2,04 нмоль/мг/ч, что мало отличается от литературных данных (Sander L., 1975). В условиях многократного иммобилизаци-онного стресса ГСА практически не изменялась в течение 5 дней опыта и лишь на 8 день повышалась на 32% (до 2,92± ±0,06 нмоль/мг/ч, р<0,05). Более заметные изменения отмечены со стороны ГАСА: резкое падений после первого сеанса. иммобилизации на 49% (до 19,9±2,16 нмоль/мг/ч, р<0,05). В последующие дни наблюдения уровень ГАСА оставался ниже нормы, но на 8-й день эксперимента она стала выше исходного значения на 52% (до 59,6±4,30 нмоль/мг/ч, р<0,05).

Одновременно ср снижением ГАСА в стенке желудка уменьшалось содержание гексозаминсодержащих биополимеров, особенно после первой иммобилизации: с 5,25±0,14 до 3,67±0,27 (р<0,001) и до 4,14±0,25 и 4,30±0,18 (р<0,001) ммоль/кг через 3 и 5 дней стрессогенного воздействия. Такое изменение содержания гексозаминсодержащих биополимеров соответствует, с одной стороны, скорости биосинтеза гексозаминов, а с другой — изменению количества ГАГ в исследуемой ткани.

При длительном плавании животных повышалась скорость биосинтеза как гексуроновых кислот, так и гексозаминов в первые 3 дня эксперимента, о чем свидетельствует.увеличение ГСА на 35,7% и ГАСА на 62,8% (р<0,001) с параллельным увеличением уровня суммарных гексозаминсодержащих биополимеров в желудочной стенке. В последующем, ежедневно повторяющаяся физическая нагрузка в течение 5 дней приводила к угнетению ГАСА на 24,2% (р<0,001) по сравнению с контрольными животными и одновременному снижению уров-

Б

ня суммарных гексозамннсодержащих биополимеров до 4,68±0,14 ммоль/кг (р<0,05).

Длительное лишение животных пищи от 24 до 192 ч. практически не повлияло на функциональную способность фермента — глюкуронатсинтетазы, за исключением 5 дня голодания, когда активность указанного энзима оказалась сниженной на 14% (|р<0,05). Однако, ГАСА стенки желудка более чувствительна к изменившимся условиям. Так, на 3 сутки голодания активность исследуемого фермента понизилась с 38,6± 1,81 до 27,6±1,80 (р<0,05) нмоль гексозаминов на 1 мг белка, за 1 ч. инкубации и продолжала снижаться в последующие сроки наблюдения. На 5 и 8-е сутки экспериментального стресса ГАСА снизилась на 47,2 и 42,8%, составляя ?0,4± 1,97 и 22,1 ±2,09 (р<0,05) нмоль/мг/ч соответственно. Длительнее отсутствие поступления пищи в организм крыс сопровождался снижением концентрации гексозаминсодео-жащих биополимеров стенки желудка на 10—12% (р<0,05) лишь на 5—8 сутки опыта.

В ходе проведенных исследований выявлена определенная зависимость между уровнем ГАГ в слизистой оболочке желудка и проявлением эрознвпо-язвенных изменений в ней. При содержании ГАГ ниже 2 ммоль повреждения в желудке, независимо от вида стрессогенного воздействия, обнаруживаются чаще, чем при более высокой концентрации углевод-содержащих биополимеров в слизистой желудка. Так, в условиях иммобилизации частота повреждений желудка после 1-го сеанса экстремального воздействия достигала 60,0% случаев, а на 3 и 5 дни, когда имело место максимальное уменьшение количества ГАГ в слизистом и ссрозно-мышечном слое, процент выявленных эрозивно-язвенных поражений достигал 92,9 и 83,3% соответственно. На 8 день наблюдения число животных, на фоне неизмененного уровня ГАГ, с видимыми дефекта ми желудка составило 38,5%.

Аналогичные данные отмечены и при длительном плавании. Сравнивая показатели уровня ГАГ в тканях желудка с видимыми морфологическими изменениями в них, следует указать, что в 1 и 3 дни опыта умеренное повышение ГАГ в слизистой оболочке совпадает с небольшим числом случаев повреждений (8,3 и 16,7%). Высокий процент язв и эрозий в желудке крыс (45,4%) приходится на 5 день плавания. Это соответствует более выраженному падению в данный период опыта содержания ГАГ. По окончании эксперимента, на фо-

не нормализации ГАГ в желудочной слизистой, дефект стенкг желудка был найден у 10,0% крыс. Подобные взаимоотноше ния между нарушением обмена ГАГ и числом случаев видимых поражений отмечены в условиях длительного голодани? подопытных животных.

Как известно, ГАГ во всех тканях выполняют свои функ ции в тесной связи с гликопротеинами и коллагеном (Слуц кий Л. И., 1969; Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981).

Результаты анализа содержания серомукоидов слизистог оболочки желудка позволили установить качественные сдви ги в составе исследуемых белков, которые выражались отно сительным снижением в них аминосахаров. Последнее не за-висило' от характера стрессогенного фактора. В динамике многократной иммобилизации, плавания и длительного голодания отмечалось достоверное повышение концентрации свободного оксипролина в плазме крови. В то время как пептидно- и белковосвязанный оксипролин существенно изменен не был.

Резюмируя вышеприведенные данные по обмену ГАГ и тесно связанных с ними серомукоидов и коллагена в тканях желудка и плазме крови, в целом следует указать на одинаковую направленность их изменений в различных условиях стресса. Однако эти изменения отличались сроками выявления и степенью выраженности, что по всей вероятности связано с тяжестью стресса и особенностями использованных стрессоров.

С целью определения выраженности стрессовой реакции животных нами в плазме крови исследована концентрация 11-ОКС.

У интактных животных в плазме крови найдено 412±12 мкг/л 11-ОКС. После 1-го сеанса иммобилизации концентрация 11-ОКС в среднем составила 702±36 мкг/л, что на 70,3% (р<0,001) превышает контрольный уровень. Максимальное увеличение содержания 11-ОКС (на 127%; р<0,001) по сравнению с контрольными животными, наблюдалось на 3-й день опыта. В последующие сроки наблюдения имела место тенденция к нормализации концентрации ! 1-ОКС, хотя их содержание оставалось достаточно повышенным на 5 и 8 день опытного воздействия на 52,9 и 32,5% соответственно.

Динамика изменения уровня 11-ОКС плазмы крови в условиях стресса, вызванного многократным плаванием и длительным лишением пищи, была аналогичной иммобилизации.

Следует указать, что на 1 и 3 сутки эксперимента как при плавании, так и при голодании концентрация исследуемых стероидов была повышена на 30—40% (р"<0,001) по отношению к контролю. Наибольшее увеличение глюкокортикосте-роидов в плазме крови при плавании с 412% ±12 до 779±53 (р<0,001) мкг/л выявлено на 5 день, а при голодании до 725±67 мкг/л — на 8 день опыта.

Сравнивая данные клинической серии опыта с ¡результата-ми, полученными при различных формах стресса в эксперименте, следует отметить, что как у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки с обострением на фоне стрессогенных воздействий, так и у подопытных животных получено снижение уровня ГАГ в слизистой оболочке. Одновременно в серомукоидах желудка снижается количество гексозаминов.

Биохимический анализ желудочного сока контрольной группы больных (язвенная болезнь без повышения уровня 11-ОКС) показал наличие в нем ГАГ в количестве 41,9± ±1,4 мг/л (от 35,6 до 48,5 мг/л). Уровень ГАГ в отделяемом желудка у опытной группы (язвенная болезнь с повышенным уровнем 11-ОКС) был равен 31,9±1,6 (р<0,001) мг/л. В слизистой желудка контрольной и опытной групп найдено соответственно 2444± 167 и 1785±118 мг ГАГ на 1 кг сухой обезжиренной ткани.

С целью дифференциации значимости сдвигов в содержании углеводсодержащих биополимеров в развитии «стрессовых» язв исследованы серомукоиды в желудочном соке и слизистой оболочке желудка у больных язвенной болезнью. В контрольной группе пациентов содержание белка, входящего в состав исследованных гликопротеинов желудочного сока, составило 519±27,0 мг/л, а гексозаминов — 84 ± 1,9 мг/л. В слизистой оболочке их уровень был гораздо выше и составил соответственно 2060±86,0 и 257±9,5 мг/л. В случае обострения язвенной болезни на фоне стрессогенных факторов (опытная группа) концентрация белка серомукоидов желудочного сока была повышена на 35% (р<0,001), а в слизистой оболочке — снижена на 33,4% (р<0,001). Концентрация аминосахаров серомукоидов желудочного отделяемого практически не изменялась и резко снижалась (на 42,4%; .р<0,001) в слизистой оболочке.

У всех обследованных в нитратной плазме крови определяли содержание 11-ОКС, концентрация которых в контроль-

П;

кой группе составила 310±27; в опытной — 562±49 (р <0,001) мкг/л.

Наши данные о связи появления эрозивно-язвешгых поражений желудка с нарушением обмена ГАГ и качественными изменениями состава гликопротеинов при чрезвычайных воздействиях получили подтверждение в экспериментах с длительным введением в организм подопытных животных сали-нилата натрия и индометацина. Как известно, последние угнетают биосинтез слизистых образований (Ясиновский М. А. и соавт., 1975; Таиров М. М., 1985). Подобным эффектом обладают и глюкокортикостероиды (Можейко Л. А., 1974; ОП<аппеп А. Л., 1986), что также было подтверждено нашими опытами.

Исследованиями установлено, что восьмидневное введение крысам нестероидных противовоспалительных препаратов — салицилата натрия и индометацина в больших дозах приводит к появлению повреждений в желудке у 60 и 100% экспериментальных животных соответственно, с одновременным уменьшением количества ГАГ в тотальном гомогенате стенки желудка на 20,6% (р<0,05) и 31,1% (р<0,001). Подобный факт можно объяснить угнетением ГС А с 2,24 ±0,09 до 1,65 ±0,13 (р<0,001) под влиянием салицилата натрия и до 1,58±0,12 (р<0,001) нмоль/мг/ч — нндометацина. Аналогичные данные получены и при изучении ГАСА в гомогенатах стенки желудка при применении ульцерогенных препаратов.

Многократное внутримышечное введение гидрокортизона в малых (0,2 мг/кг) и больших (50 мг/кг) дозах в течение 8 дней оказывает различное влияние на содержание ГАГ в слизистой и серозно-мышечном слое желудка крыс. Незначительные дозы препарата в течение 5 дней не влияли на содержание этих биополимеров в исследованных слоях стенки желудка. На 8-ой день введения препарата их уровень в слизистом слое увеличился с 2,95±0,14 (животные, получавшие физиологический раствор) до 3,51 ±0,13 ммоль/кг, т.е. на 19% (р<0,05). С увеличением дозы гидрокортизона уже в 1 день введения уровень ГАГ в желудочной слизистой падал в 2 раза по отношению к контролю и до конца4 эксперимента оставался на низких значениях. Подобного характера, но менее интенсивные сдвиги обнаружены в серозно-мышечном слое.

Результаты анализа активности ключевых* энзимов биосинтеза предшественников ГАГ (ГСА и ГАСА) в тотальном гомогенате стенки желудка показали дозозависимый эффект

гидрокортизона только на ГАСА и неоднозначно подтвердили прямую зависимость между активностью биосинтеза гек-созаминов и содержанием ГАГ. Следует отметить, что малые дозы гидрокортизона не вызывали видимых патоморфологи-чсских изменений в желудке, тогда как длительное введение 50 мг препарата на 1 кг массы животного приводило к образованию язв и эрозий у 80—100% крыс.

Направленность изменений обмена ГАГ при введении массивных доз указанного стероида соответствовала характеру сдвигов этих показателей, полученных в условиях многократных стрессогенных воздействий. Причем динамика изменений была ближе к иммобилизационному стресс-фактору.

Применение поливитаминного препарата «Унидевйт» на фоне воздействия чрезвычайных раздражителей защитно сдерживало сдвиги в обмене ГАГ и уменьшало число животных с видимыми дефектами желудочно-кишечного, тракта.

Наличие гиперглюкскортикостероидемии в условиях многократных стрессогенных воздействий, обнаружение зависимости скорости биосинтеза ГАГ от дозы вводимого гидрокортизона вызывает интерес к изучению регуляторного влияния глюкокортикостероидов на обмен ГАГ. С этой целью изучено действие гидрокортизона на кинетические параметры основного энзима синтеза предшественников ГАГ — глюкозамин-синтетазы (глюкозаминфосфат-изомеразы, образующей глю-тамин; К.Ф 5.3.1.19): Проведенные опыты показали, что зависимость начальной скорости синтеза глюкозамин-6-фосфата имеет Б-образный вид (см. рис. 1). Максимальная скорость реакции была равна 0,384±0,02 мкмоль глюкозамина за 1 ч инкубации на 1 мг белка. Эти показатели фермента, выделенного из ткани печени нормальных и с экспериментальным стрессом крыс, по величине активности мало отличались от аналогичных данных литературы (Шараев П. Н., 1981).

Гидрокортизон уменьшал максимальную скорость реакции синтеза глюкозамин-6-фосфата до 0,267 + 0,014 (р<0,001) мкмоль/мг/ч и в то же время не оказывал влияния на активность десенсибилизированной глюкозаминсинтетазы. При добавлении в реакционную смесь фруктозо-6-фосфата в концентрации 0,01-10 мМ в условиях действия гидрокортизона сигмовидность кривой начальной скорости от концентрации субстрата становится близкой к максимальной при низких концентрациях субстрата (см. рис. 1 и табл. 1).

Рис. 1

Зависимость начальной скорости синтеза глюкозамин-6--фосфата в отсутствии эффектора (1), в присутствии гидрокортизона (2) и при ис-пользованйи десенсибилизированного фермента (3)

П.^г

//

Табл.-1

Влияние гидрокортизона на величину максимальной скорости реакции синтеза глюкозамин-6-фосфата, катализируемой глюкозаминсингетазой при концентрации субстрата (фруктозо-6-фосфата) 10 мМ.

Эффектор (ЮмкМ/мл)

Глюкоза мин-6:фосфат мкмоль/ч на 1 мг белка

нативныи фермент

десенсибилизированный фермент

Контроль (без эффектора) 0,384±0,016 0,423±0,018

Гидрокрртизон 0,267±0,014 0,410±0,021 Разница (%) —30,5 —3,1 Р <0,001 >0,05

Анализируя результаты исследования содержания ГАГ в стенке желудка при стрессогенных воздействиях, нетрудно заметить, что в слизистой оболочке они более подвержены изменениям чем в мышечно-серозном слое. Это явление можно объяснить особенностями функции и высокой метаболической активностью слизистой по сравнению с другими слоями стенки желудка (Гальперин Ю. М., 1986; Морозов И. А. и соавт., 1988).

Изменения соотношения фракций ГАГ в слизистой оболочке желудка в сторону наибольшего снижения гиалуроно-вой кислоты независимо от вида стрессора соответствует короткому времени периода полужизни ее по сравнению с суль-фатированными фракциями (Бычков С. М., 1981; 1986).

В стенке желудка, особенно в слизистой оболочке, как и в печени, идет интенсивный биосинтез ГАГ и гликопротеинов (Phelps С. F., 1978), для осуществления которого необходимы гексуроновые кислоты и гексозамины (Видершайн Г. Я., 1980). С позиции сказанного, снижение уровня ГАГ в тканях желудка при многократных иммобилизациях, плавании и длительном голодании можно связать с угнетением скорости синтеза гексуроновых кислот и особенно гексозаминов, что имеет место в наших опытах.

Повышение образования ГАГ и серомукоидов в слизистой желудка в первые сутки голодания подтверждает гипотезу увеличения образования слизи и синтеза их компонентов, как защитную реакцию в ответ на раздражение желудочным соком, не подкрепленной дачей пищи (Robert A.et all., 1963).

При сравнительном . анализе исследованных биохимических показателей стенки желудка в условиях различных стрес-согенньгх воздействий обнаружена определенная связь между появлением эрозивно-язвенных искажений и содержанием ГАГ. Это выражалось наличием патологических поражений желудка и снижением указанных биополимеров и отсутствие таковых, когда нет изменений в содержании ГАГ или их уровень повышен. Кроме того, появлению язвенных поражений в условиях наших опытов способствовало снижение гексозаминов в составе серомукоидов желудка. Как известно, относительное уменьшение углеводного компонента резко снижает устойчивость гликопротеинов слизистой желудка к протеоли-тическим ферментам (Канаева Э. Ф., 1974; Белостоцкий Н. И., 1983).

Нормализацию большинства исследованных биохимических показателей и уменьшение числа выявленных повреждений в стенке желудка крыс на 8 день стрессогенных воздействий можно рассматривать как следствие адаптации к используемым стрессорам, т. е. имеет место перехода организма от начального этапа адаптации к долговременной ее форме (Меерсон Ф. 3., 1988). Тем не менее обращает на себя внимание факт сохранения эрозивно-язвенных дефектов желудка в 38,0% случаев по окончании экспериментального иммо-билизационного стресса. Полученный результат можно объяснить их формированием на более ранних сроках чрезвычайных воздействий и большей подверженности крыс к повреждающему действию сильного стресса — иммобилизации.

Защитное действие «Ундевита» на обмен ГАГ и слизистую оболочку желудка на фоне стрессогенных влияний следует рассматривать как результат анаболического действия поливитаминов.

Следует отметить, что у больных язвенной болезнью желудка, обострение которой произошло на фоне бытовых и производственных стрессовых ситуаций, в желудочном соке и слизистой оболочке уровень ГАГ оказался достоверно сниженным. Указанные сдвиги в обмене веществ желудка по направленности соответствуют данным, полученными при стрессогенных воздействиях на экспериментальных животных. Данный факт указывает на наличие общих механизмов язвенного поражения в эксперименте и клинике и является подтверждением роли нервно-психических факторов в возникновении язвенной болезни (Быков К. М., Курцин И. Т., 1949; Василенко В. X. и др., 1987).

При сравнении результатов исследований в условиях различных экстремальных воздействий обнаружено, что снижению активности синтеза гексозамкнов и содержания ГАГ соответствует резкое повышение* (на 70—80% и выше) концентрации 11-ОКС в плазме крови. Когда содержание исследуемого гормона было повышено на 20—40%, указанные показатели обмена ГАГ возрастали.

Особый интерес представляют результаты опытов с внутримышечным введением различных доз гидрокортизона, являющимся одним из представителей глюкокортикостероидных гормонов. Оказалось направленность действия гидрокортизона на обмен ГАГ желудка зависит от дозы препарата. В ма-

лои дозе (0,2 мг/кг) он повышал скорость биосинтеза гексо-заминов и содержание ГАГ. Введение больших доз (50 мг/кг) гормона в исследуемой ткани приводило к изменениям противоположного характера.

Изучение механизма действия гидрокортизона, как предполагаемого отрицательного эффектсра, на кинетические свойства очищенного фермента глюкозаминсинтетазы, выделенного из печени интактных крыс и животных, подвергнутых иммобилизации, указывает в пользу аллостерического характера. С учетом современных представлений (Мильман Л. С., Марткнек Ю. Г, 1977; Курганов Б. И., 1978; Каган 3. С., 1989) об этом свидетельствуют следующие факты: а) кривая зависимости начальной скорости реакции синтеза глюкозам ин-6-фосфата от концентрации субстрата (фруктозо-6-фосфа-та) при действии гидрокортизона становится еще более сигмовидной; б) прогревание фермента при 46°С в течение.20 мин. приводит к десенсибилизации энзима к гидрокортизону; в) одинаковая активность фермента, выделенного из печени интактных крыс и животных на фоне иммобилпзационного стресса; г) исследуемый эффектор не имеет структурного сходства с субстратами глюкозаминсинтетазы — фруктозо-6--фосфатом и глутамином.

Необходимо указать, что молекула гидрокортизона по своей структуре отличается от уже известных положительных и отрицательных эффектов глюкозаминсинтетазы: ацетил-КоА, AMP, ATP, витамина К и пелентана (Шараев П. Н., 1981; Win'terburn-P. J., 1971). Вот почему трудно предположить конкурентное влияние гидрокортизона с вышеуказанными эффекторами на уровне аллостерических центров. Очевидно, молекула гидрокортизона имеет специфический центр связывания, который является общим для гЛюкокортикостероидных гормонов. Все вышеизложенное не противоречит современным представлениям о регуляции активности ферментов и возможности непосредственного действия гормонов на молекулы ферментов (Каган 3. С., 1982; Березин И. В. и соавт., 1977; Николаев А. Я., 1989).

Недостаток глюкозамин-6-фосфата, который используется в биосинтезе ГАГ и углеводных компонентов гликопротеинов приводит к угнетению биосинтеза указанных биополимеров и снижению их в тканях, в том числе и желудка. Изменения метаболизма ГАГ и серомукоидов, входящих в состав слизи и соединительнотканной стромы желудка, значительно снижа-

Ют функциональные возможности слизистого барьера, вследствие чего характерно появление патологических поражений в стенке желудка.

Таким образом, было проведено сравнительное изучение обмена ГАГ желудка при стрессогенных воздействиях (многократной иммобилизации и плавания, длительном голодании), введении ульцерогенных препаратов (салицилат натрия, индометацкн, гидрокортизон) и у больных язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки, обострение которой произошло на фоне стресс-факторов. Выполнение работы позволило выявить связь между нарушением обмена ГАГ в стенке желудка и резким повышением концентрации П-ОКС в крови, а также получить веские доказательства в пользу аллостерического регуляторного воздействия гидрокортизона (глюкокортикостероидного гормона на узловой фермент синтеза гексозаминов и ГАГ — глюкозаминсинтетазу.

ВЫВОДЫ

1. Многократные иммобилизации крыс с 1-го дня опыта сопровождались ингибированием биосинтеза компонентов ГАГ (гексуроновые кислоты, гексозамины) и снижением содержания этих биополимеров в стенке желудка, особенно в слизистом слое. Уменьшение уровня ГАГ происходило в основном за счет гиалуроновой кислоты.

2. В динамике многократных плаваний и продолжительного голодания выраженное торможение скорости биосинтеза гексуроновых кислот и гексозаминов с одновременным снижением количества ГАГ во всех слоях стенки желудка происходило на 3-5 и 5-8 дни опытов соответственно.

3. Направленность изменений показателей обмена ГАГ при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, обострение которой произошло на фоне стрессогенных ситуаций, соответствовала данным экспериментов.

4. Опыты с длительным введением салицилата натрия и индометацина, угнетающих выработку ГАГ в тканях, подтвердили зависимость эрозивно-язвенного поражения стенки желудка от снижения уровня ГАГ в этом органе. Получены экспериментальные данные о свойстве «Ундевита» снижать повреждающее действие стрессогенных факторов на стенку желудка.

5. Степень нарушения обмена ГАГ в стенке желудка при чрезвычайных воздействиях зависит от уровня П-ОКС в кро-

вн: умеренное повышение их концентрации в крови (до 18— 42%) активирует анаболические реакции в обмене ГАГ, а более выраженное — приводит к обратному эффекту. Введение малой дозы гидрокортизона (0,2 мг/кг) активирует скорость биосинтеза компонентов ГАГ и увеличивает количество исследуемых полисахаридов и стенке желудка. Большая доза препарата (50 мг/кг) вызывает противоположные изменении в обмене ГАГ.

(5. Направленность сдвигов в показателях обмена серому. кондов и коллагена при стрессогенных воздействиях не противоречит характеру изменений обмена ГАГ.

7. Получены аргументированные доказательства в пользу аллостерического действия гидрокортизона на фермент — глюкозаминсинтетазу.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. О состоянии обмена коллагена при иммобилизации и электропунктуре / Шараев П. Н., Виленская М. П., Иванов В. Г. и др. // Бюлл. эксиер. биол. и мед. — 1986. — № 3. — С. 304—306.

2. О значении гликопротеинов в развитии язвенной болезни желудка / Шараев П.' Н., Машагатов В. Ф., Алексеева Н. К., Виленская М.. П., Иванов В. Г. // Актуальные вопросы учения о язвенной болезни. Сб. научных трудов. — Саратов, 1986. — С. 54—57.

3. Шараев П. Н., Иванов В. Г., Трусова Н. В. Изучение обмена гликозаминогликанов в стенке желудка при стрессе // Тез. докл. VIII Всесоюзной конференции по химии и биохимии углеводов. — Пущино, 1987. — С. 210—211.

4. Показатели обмена биополимеров соединительной ткани при многократном стрессе / Шараев П. П., Пишков В. Н., Бутолип Е. Г., Иванов В. Г. // Укр. биох. журнал. — 1987. — Т. 59. — С. 85—87.

5. Иванов В. Г. Защитное действие поливитаминного препарата «Ундевит» при развитии стрессовых язв // Тез. докл. научно-прак. конференции «Молодые ученые — науке и народному хозяйству». — Ижевск, 1988. — С. 73.

6. Шараев П. П., Иванов В. Г.. Кутявип Л. И. Изучение влияния гидрокортизона па показатели обмена гекеозамип-

содчржащих биополимеров желудка // Фарм. и токе. — 1988.

— № 6. — С. 81—83.

7. Патохимия соединительной ткани желудка при стрессо-генных воздействиях / Шараев П. Н., Иванов-В. Г., Кутя-вин Л. И. и др. // Тез. докл. науч. конф. «Биохимия — меди-дине». — Ленинград, 1SS8. — С. 209.

8. Иванов В. Г. Показатели обмена мукополисахаридов в стенке желудка при многократных гиперглюкокортикостерои-демиях // Тез. докл. VIII науч. конф. патофизиологов Урала.

— Ижевск, 1989. — С. 28.

9. Шараев П. Н., Иванов В. Г. Регуляция активности глю-козаминсинтетазы холестерином и гидрокортизоном // Биохимия. — 1988. — Т. 53, № 9. — С. 1505—1507.

10. Шараев П. Н., Иванов В. Г. Изучение защитных свойств «Ундевита» при развитии «стрессовых» язв желудка // Вопр. питания. — 1989. — № 4. - С. 50—52.

11. Иванов В. Г., Шараев П. Н., Алексеева И. К-. Роль ульцерогенного действия стресса на слизеобразующую функцию желудка // Тез. докл. респуб. науч.-прак. конф. «Современные тенденции развития гастроэнтерологии». — Ижевск, 1989. — С. 51—52.

12. Шараев П. Н., Иванов В. Г., Кутявин Л. И. Изучение обмена гликозаминогликанов при воздействии на организм стрессогенными факторами // Вопр. мед. химии. — 1989.

— № 4. — С. 20—23.