Роль системы внутриклеточных антиоксидантных энзимов в механизме адаптивной регуляции артериальной гемодинамики и генезе ее нарушений

Ельчанинова, Светлана Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль системы внутриклеточных антиоксидантных энзимов в механизме адаптивной регуляции артериальной гемодинамики и генезе ее нарушений
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Роль системы внутриклеточных антиоксидантных энзимов в механизме адаптивной регуляции артериальной гемодинамики и генезе ее нарушений"

На правах рукописи

ЕЛЬЧАНИНОВА Светлана Александровна

РОЛЬ СИСТЕМЫ ВНУТРИКЛЕТОЧНЫХ АНТИОКСИДАНТНЫХ ЭНЗИМОВ В МЕХАНИЗМЕ АДАПТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ И ГЕНЕЗЕ ЕЕ НАРУШЕНИЙ

03.00.04 - биохимия

14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Барнаул - 2000

Работа выполнена в Алтайском государственном медицинском университете МЗ РФ (Барнаул)

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Доктор медицинских наук, профессор Б.Я. Варшавский

Доктор медицинских наук, профессор Л.М. Поляков

Доктор медицинских наук Е.Б. Меньшикова

Доктор биологических наук Н.Б. Пиковская

Научно-исследовательский институт цитологии и генетики СО РАН

Защита диссертации состоится "_"_2000 г.

в__ часов на заседании Диссертационного совета

Д 001.37.01 в НИИ биохимии СО РАМН по адресу: 630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 2; тел. 8 (3832) 322 735, факс 8 (3832) 303 81 1.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке НИИ биохимии СО РАМН.

Автореферат диссертации разослан "_"_2000 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 001.37.01

кандидат биологических наук Макарова E.H.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Общепризнано, что адаптивные возможности организма, его способность адекватно перестраивать метаболизм в ответ на воздействия разнообразных факторов внешней и внутренней среды во многом определяются особенностями регуляции сердечно-сосудистой системы (Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю., 1981; Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Адо и др., 1994). В последние годы интенсивно развивается представление о иерархической системе регуляции адаптивной сосудистой реакции, в которой задействованы липоксины, цитокины, вазоактивные пептиды, нейромедиаторьт и гормоны (Гогин Е.Е., 1998; LuscherT.F. etal, 1996).

Особенностью нового представления является то, что в качестве важнейших физиологических регуляторов локального и системного кровообращения признаны так называемые активные формы кислорода - оксид азота, его антагонист супероксидный радикал и их метаболиты (перекись водорода, гидроксильный радикал, псроксинитрит и др), которые в течение многих лет рассматривались исключительно как повреждающие вещества (Cooke J.P., Dzau V.J., 1997). Доказано, что активные формы кислорода продуцируются клетками сосудистой стенки (эндотелий, адвентиций. гладкие мышцы) и через различные внутриклеточные посредники (тирозинкиназа, гуанилатциклаза, фосфолипазы А2 и С, про-теинкиназы и др.) способны изменять тонус гладких мышц сосудов, продукцию эндотелием адгезивных молекул, липок-синов, хемокинов и цитокинов, а также активность ядерных факторов репликации и транскрипции (Tschudi M.R. et al., 1996; Finkel E. 1997; Groves J.T., 1999). Филогенетически более поздние центральные нейрогуморальные, а также локальные факторы (изменение скорости кровотока, цитокины) модулируют активность систем генерации активных форм кислорода (Rajagopalan S. et а!., 1996; Oparil S., 1999).

В определенных условиях в организме может нарушаться баланс продукции и нейтрализации активных форм кислорода. Так, при повышенном накоплении супероксидного радикала и его метаболитов в сосудистой стенке и крови может развиваться артериальный вазоспазм (в основном, вследствие нейтрализации оксида азота супероксидом), а также свободно-радикальное окисление мембранных и ядерных биополимеров, приводящее к повреждению сосудистой стенки, нарушению процессов адгезии и агрегации клеток крови и активации систем гемостаза (Mack А., 1996; Wu К. К., Thiagarajan Р., 1996; Wilder L., 1998; Smith S.C. et al., 1999). В настоящее время данный комплекс последствий нарушения оксидативного гомеостаза признан важнейшим звеном патогенеза таких широко распространенных патологий адаптации как гипертоническая болезнь, индуцированная беременностью артериальная гипертензия, атеросклероз (Г'огин Е.Е., 1998; Witlin A.G., Sibai В.М., 1997; Liao J.K., 1998; Drexler H., Hornig В., 1999).

В связи с этим, очевидно, что важным условием физиологического влияния супероксидного радикала и его метаболитов на клетки сосудистой стенки являются адекватные адаптивные изменения систем нейтрализации этих медиаторов (Fridovich I., 1997). Известно, что запасы в организме человека неферментных антиоксидантов (аскорбат, токоферол, каротиноиды, тиоловые соединения) весьма невелики, а кроме того, в процессе нейтрализации они сами превращаются в свободно-радикальные формы (Samuni A. et al., 1983; Retsky К. L. et al., 1993; Halliwell В., 1996; Sakagami Т. et al., 1996). Вероятно, поэтому использование этих соединений для лечения и профилактики сердечно-сосудистой патологии во многих случаях не дают ожидаемого результата (Jna Р. et al., 1995; Dutta-Roy А., 1996; Rapóla J. et al, 1997). Несомненным преимуществом в этом отношении обладают антиоксидант-ные ферменты, которые, с одной стороны, благодаря регенерации имеют много большую нейтрализующую мощность,

а с другой стороны, отличаются уникальной способностью к субстратной индукции (Tate D..J. et al., 1995; Pinkus R. et al., 1996; Mura C.V. et al., 1996; SuginoN. et al., 1998).

Последнее послужило основанием для разработки новой концепции, согласно которой в стрессовых ситуациях для адаптивной перестройки артериальной гемодинамики наряду с существенным увеличением продукции активных форм кислорода должна адекватно возрастать активность основных антиоксидантных энзимов, в частности, благодаря включению механизма субстратной индукции. В случае же врожденной или приобретенной неадекватной индуцибельности этих ферментов физиологическая сосудистая реакция может трансформироваться в патологическую - стойкую артериальную гипертензию. Проверке правомерности взгляда о существенной роли индуцибельности антиоксидантных энзимов в механизме трансформации физиологической сосудистой реакции в артериальную гипертензию посвящена настоящая работа. Подтверждение концепции может способствовать разработке новых путей профилактики и лечения артериальной гипертензии.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось исследование значения системы внутриклеточных антиоксидантных энзимов в механизме адаптивной регуляции артериальной гемодинамики и генезе ее нарушений.

В качестве моделей состояний, сопровождающихся физиологическими и патологическими изменениями артериальной гемодинамики, были избраны нормальная и осложненная преэклампсией беременность, а также гипертоническая болезнь.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

1. Изучить взаимосвязь между изменениями артериальной гемодинамики, показателями оксидантного статуса и активностью основных антиоксидантных энзимов при физиологически протекающей беременности.

2. Изучить взаимосвязь между изменениями артериальной гемодинамики, показателями оксидантного статуса и активностью основных антиоксидантных энзимов на протяжении беременности, осложненной гестационной артериальной гипертензией.

3. Изучить взаимосвязь между изменениями артериальной гемодинамики, показателями оксидантного статуса и активностью основных антиоксидантных энзимов в периоды обострения и ремиссии гипертонической болезни.

4. Выявить вклад изменений оксидантного и антиокси-дантного статуса в гипотензивный эффект ингибитора АТ1-рецепторов ангиотензина 11 вальсартана у больных гипертонической болезнью.

5. Экспериментально обосновать возможность адаптивной индукции антиоксидантных энзимов с помощью новой системы индивидуализированных физических нагрузок и исследовать ее эффективность у больных гипертонической болезнью.

Научная новизна. Впервые установлено, что физиологические изменения артериальной гемодинамики при нормально протекающей беременности сопровождаются системным оксидативным стрессом, который носит стабильный характер вследствие адаптивного нарастания активности ключевых антиоксидантных энзимов - супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы.

Впервые показано, что у женщин с преэклампсией артериальная гипертензия сопровождается прогрессивным нарастанием оксидативного стресса, обусловленным отсутствием адаптивного повышения активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов. При этом сдвиги в окси-дативном гомеостазе опережают изменения артериальной гемодинамики.

Установлено, что при гипертонической болени нарушения гемодинамики коррелируют с выраженностью оксидативного стресса, протекающего на фоне стабильно сни-

женной активности комплекса внутриклеточных антиокси-дантных энзимов.

Впервые показано, что у больных с гипертонической болезнью угнетение генерации супероксида в сосудистой стенке вальсартаном (селективный блокатор ATI-рецепторов ангиотензина II) вызывает существенное улучшение артериальной гемодинамики, коррелирующее со снижением окси-дативного стресса, без влияния на активность основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов, и, таким образом, не устраняет возможность рецидива.

Впервые установлено, что у больных гипертонической болезнью клинически эффективная комплексная терапия базисными антигипертензивными препаратами (бета-адрено-блокаторы, блокаторы кальциевых каналов, ингибиторы ан-гиотензин-конвертирующего энзима и др.) вызывает снижение оксидативного стресса без значимых изменений активности внутриклеточных антиоксидантных энзимов и, таким образом, указывает на существенную роль недостаточности адаптивных возможностей ферментной антиоксидантной системы в патогенезе этого хронического заболевания.

Для направленного повышения активности внутриклеточных антиоксидантных энзимов разработана новая индивидуализированная система тренировочного процесса с применением физических нагрузок на уровне 90-95% от порога анаэробного обмена и методики выявления фазы сверхвосстановления.

Показано, что применение разработанного тренировочного процесса у больных гипертонической болезнью I стадии вызывает стойкое снижение артериального давления, коррелирующее с повышением активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов.

лактики и лечения последней с помощью методов своевременного выявления и коррекции недостаточности адаптивного потенциала антиоксидантной системы организма.

Научно-практическое значение работы. Полученные результаты расширяют существующие представления о закономерностях адаптивной регуляции артериальной гемодинамики. Результаты исследований позволили выявить роль нарушений оксидативного гомеостаза в генезе артериальной гипертензии при преэклампсии и гипертонической болезни, а также установить предсказательную значимость показателей состояния оксидативного гомеостаза на доклинической стадии этих заболеваний и их информативность при мониторинге терапии. Разработана эффективная система тренировочного процесса с применением физических нагрузок мощностью 90-95% от порога анаэробного обмена, вызывающая адаптивную индукцию антиоксидантных энзимов и снижение артериального давления у больных гипертонической болезнью I стадии. Полученные данные обосновывают новое направление в профилактике и лечении артериальной гипертензии с помощью методов коррекции адаптивных возможностей антиоксидантных энзимов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Характер изменений артериальной гемодинамики при беременности зависит от изменений активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов и выраженности оксидативного стресса, сопровождающего беременность. Недостаточное возрастание активности антиоксидантных энзимов играет существенную роль в механизме развития индуцированной беременностью артериальной гипертензии и может выявляться в ранние сроки беременности до клинического проявления этой патологии.

2. Нарушения артериальной гемодинамики у больных гипертонической болезнью зависят от выраженности оксидативного стресса, развитие которого связано со сниженными

адаптивными возможностями внутриклеточных антиокси-дантных энзимов.

3. Для направленного повышения активности внутриклеточных антиоксидантных энзимов эффективна разработанная индивидуализированная система тренировочного процесса с применением регулярных физических нагрузок мощностью на уровне 90-95% от порога анаэробного обмена, проводимых в период сверхвосстановления.

4. Повышение активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов у больных гипертонической болезнью I стадии в результате применения разработанной системы тренировочного процесса способствует уменьшению выраженности оксидативного стресса и снижению артериального давления.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на расширенном заседании кафедры биохимии и клинической лабораторной диагностики и патофизиологии АГМУ (Барнаул, 1996,1998), заседании Алтайского краевого общества врачей-лаборантов (Барнаул, 1995,1998), конференции "Фундаментальные науки и прогресс человечества" (Москва, 1998), XVII Научном конгрессе международного общества по гипертензии (Амстердам, 1998), II конгрессе "Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении" (Москва, 1998), V Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1998), Всероссийской научно-практической конференции "Эколо-гозависимые состояния" (Чита, 1998), конференции "Современные технологии и направления фармакотерапии, диагностики артериальной гипертонии и цереброваскуляр-ной недостаточности (Барнаул, 1999), V Международном конгрессе "Иммунореабилитация и реабилитация в медицине" (Тенериф, 1999), научно-практическом симпозиуме "Клиническая лаборатория на пороге XXI века: синтез традиций и новаций" (Москва, 1999), Всероссийской научно-практической конференции "Перинатальная анестезиология

и интенсивная терапия матери, плода и новорожденного" (Екатеринбург, 1999), Всероссийской научно-практической конференции "Лабораторное дело: организация и методы исследований" (Пенза, 1999), объединенном III конгрессе Европейской ассоциации по клинической фармакологии и IV Иерусалимской конференции по фармацевтическим наукам и клинической фармакологии (Иерусалим, 1999), VI Международном конгрессе "Иммунореабилитация и реабилитация в медицине" (Иерусалим, 2000).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных работ, из которых 14 - в центральной печати.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 226 страницах и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием объектов и методов исследования, четырех глав с изложением результатов собственных исследований, обсуждения результатов и выводов. Диссертация иллюстрирована 49 таблицами и 17 рисунками. Список использованной литературы включает 87 источников на русском языке и 417 - на иностранных языках.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Представленный материм получен в динамических наблюдениях в течение 1995-1999 гг. на базе терапевтических отделений 3-ей Градской и Отделенческой дорожной больницы № 2, женских консультаций № 9 и 10, родильных домов № 2 и городской больницы № 11 г. Барнаула, кафедры валеологии Алтайского технического университета.

Объектом наблюдений были 502 субъекта (372 беременных женщины, 50 больных эссенциальной гипертонией и 80 здоровых лиц), из которых полностью прошли соответствующую программу исследований и послужили основой для аналитических заключений следующие группы субъектов:

1. Группа из 30 женщин 22 ± 0,7 лет (M ± с) с неослож-ненной беременностью. Критериями включения в группу

были отсутствие в анамнезе хронических соматических и гинекологических патологий, соответствие комплекса клинико-функциональных и лабораторных показателей референтным пределам, сообщаемым для беременных женщин (Репина М.А., 1988; Серов В.Н. и др., 1989).

2. Группа из 30 женщин 23 ± 0,5 лет, наблюдавшихся с самого начала беременности, у которых на 32-34 неделе гес-тационного периода развивалась артериальная гипертензия в сочетании с протеинурией и отеками. Преэклампсия легкой степени тяжести диагносцирована у 83% женщин этой группы, средней тяжести - у 17% (по Международной классификации болезней -10). Женщины не имели в анамнезе хронических соматических и гинекологических патологий.

Показатели оксидантного и антиоксидантного статуса у беременных женщин в обеих группах оценивали одновременно с гемодинамическими параметрами в сроки гестации 11-13 недель (I триместр), 22-24 недель (П триместр) и 32-34 недель (Ш триместр). Группу сравнения составили 30 небеременных практически здоровых женщин 20 ± 0,6 лет.

3. Группа из 26 женщин 45 ± 1,5 лет с бескризовым течением гипертонической болезни П стадии (по классификации Всемирной организации здравоохранения 1993 г.) и длительностью заболевания 5,0 ± 1,2 года без других патологий. Ангиопатия 1-П степени отмечалась у 76% женщин, у 41% больных имелись вольтажные признаки гипертрофии миокарда левого желудочка (Нуг + > 3,5 мВ). Исследование артериальной гемодинамики и оценку оксидативного гомео-стаза проводили при обострении патологии, а также на фоне стабильного течения заболевания под влиянием индивидуальной терапии базисными антигипертензивными препаратами. Группу сравнения составили 26 практически здоровых женщин 40 ± 1,4 лет. В исследование не включали женщин в менопаузе.

4. Специальные исследования по влиянию вальсартана на оксидантный, антиоксидантный статус и гемодинамику

проведены с участием 16 женщин, из числа обследованных нами пациенток с гипертонической болезнью И стадии. Больные через две недели после отмены всех лекарственных средств получали вальсартан (диован, Новартис фарма, Швейцария) в суточной дозе 80 мг в течение трех недель. Исследование артериальной гемодинамики и показателей ок-сидативного гомеостаза проводили до начала терапии валь-сартаном (в последние дни вош-аут периода) и через три недели лечения.

4. Исследования влияния физической тренировки на ок-сидантный, антиоксидантный статус и гемодинамику проведены с участием 24 женщин, страдавших гипертонической болезнью I стадии в возрасте 43 ± 1,4 лет с длительностью заболевания 1-2 года и 24 практически здоровых женщин 39 ± 0,6 лет. В группы не включали женщин в менопаузе. Никто из больных гипертонической болезнью, участвовавших в исследования, регулярно не получал гипотензивных препаратов и не имел в анамнезе патологий легких, ишемической болезни сердца, нарушений ритма сердечной деятельности, неврологической симптоматики, тромботических нарушений, а также нарушений опорно-двигательной системы различной этиологии, ограничивающих двигательные функции (возможность восхождения на ступени в требуемом ритме). Случаев прекращения занятий по клиническим показаниям (обострение гипертонической болезни, появление симптомов нарушения сердечной деятельности и др.) не было. Окси-дантный и антиоксидантный статус оценивали до начала тренировочного процесса, на 1-ой, а также после 6-ой и. 12-ой недели тренировок примерно через час после занятия; состояние центральной гемодинамики исследовали в покое исходно, после 6-ти и 12-ти недель тренировок.

Методы исследования гемодинамики. Систолическое и диастолическое артериальное давление измеряли аускуль-тативным методом Н.С.Короткова и использовали полученные значения для расчета пульсового и среднего артериаль-

ного давления. При исследовании влияния вальсартана и физической тренировки на гемодинамические показатели у больных гипертонической болезнью измерение артериального давления проводили круглосуточно с использованием монитора Quiet Trak (Welch Allyn, США).

Для оценки сердечного выброса и расчета минутного объема кровотока, ударного и сердечного индексов, а также общего периферического сопротивления сосудов использовалась тетраполярная грудная реография с наложением электродов по W.G. Kubichek (1970) в модификации Ю.Т. Пушкаря (1977).

Исследование порога анаэробного обмена. Для определения величины порога анаэробного обмена использовали степ-эргометрический метод с электрокардиографической регистрацией частоты пульса и пневмотахометрической регистрацией частоты дыхания (Селуянов В.Н. и др., 1991).

Методы исследования оксидантного статуса. Для характеристики оксидантного статуса организма в плазме крови определяли: общую прооксидантную активность по накоплению в модельной системе с TWEEN-80 тиобарбитурат-реактивных продуктов (Молчанов A.B., Галактионова Л.П., 1997); концентрацию гидроперекисей липидов по абсорбции при 233 нм гептановым экстрактом (Гаврилов В.Б., Мешко-рудная М.И.., 1983) и тиобарбитурат-реактивных продуктов (Владимиров Ю.А., Арчаков. А.И., 1972) в модификации Га-лактионовой Л.П. и др. (1998).

Методы исследования антиоксндантного статуса. Для характеристики антиоксндантного статуса организма в гемолизате эритроцитов определяли общую антиоксидант-ную активность по степени ингибирования аскорбат-ферро-индуцированного окисления TWEEN-80 до тиобарбитурат-реактивных продуктов (Благородов С. В. и др. 1986); активность супероксиддисмутазы по степени ингибирования восстановления нитросинего тетразолия супероксидом, образующимся при взаимодействии феназинметасульфата и

НАДН (Чевари С. и др., 1991); активность катшшы по подавлению окисления молибдата перекисью водорода (Чевари С. и др., 1991); активность глутатионпероксидазы по убыли восстановленного глутатиона при его окислении гидроперекисью третичного бутила (Моин В.М., 1986). Активность ферментов выражали в условных единицах на мг(г) гемоглобина, который определяли в гемолизате гемиглобин-цианидным методом (Меньшиков В.В. и др., 1987).

Статистическая обработка результатов. Статистический анализ полученных данных выполнен с использованием программы 81аЙ5Йса у5. Соответствие нормальному распределению оценивали по хи-квадрат критерию и X критерию Колмогорова-Смирнова. Межгрупповую вариабельность оценивали методом однофакторного дисперсионного анализа с расчетом силы влияния фактора по Снедокору. Множественные парные сравнения средних значений проводили с использованием критерия Ныомена-Кейлса. Выделение групп взаимосвязанных показателей (классификация переменных) было выполнено центроидным методом. Парные корреляции оценивали по коэффициенту Пирсона.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Роль оксидативного гомеостаза в регуляции артериальной гемодинамики при физиологической беременности. Известно, что физиологическая беременность сопровождается адаптивными изменениями артериальной гемодинамики на фоне оксидативного стресса (СЬп81лап50п II.Е., 1975; Серов В.Н. и др., 1989). Поэтому для изучения роли антиоксидантных ферментов в адаптивной вазотонической реакции в качестве модели длительного состояния напряжения была выбрана нормально протекающая беременность.

Проведенные наблюдения выявили у обследованных беременных типичные для периода гестации изменения пока-

зателей гемодинамики. Как видно из рис.1,1 на протяжении всего периода у беременных не наблюдалось значимых изменений систолического артериального давления (АД), тогда как диастолическое во втором триместре достоверно снижалось, а в третьем - выявлялась тенденция к его возрастанию относительно второго триместра (р < 0,2). При этом пульсовое АД не изменялось в ходе беременности, что указывает на стабильность эластичности магистральных сосудов (Asmar R.G. et al., 1997). Среднее АД в первом триместре не отличалось от наблюдаемого у небеременных женщин (84,5+2,0 мм.рт.ст. против 85,2±1,5 мм рт.ст. в контроле), но снижа-

сАД, мм рт.ст.

сАД дАД ОПС

■ Небеременные 01 триместр □ II триместр ОIII триместр

Рис. 1. Изменение показателей гемодинамики при нормально протекающей беременности

На ттом и последующих рисунках символ * указывает иа достоверность различий по Р-критерию, различие цифр над отдельными столбиками гистограмм соответствует достоверным различиям по критерию Ньюмена-Кейлса.

лось во втором (до 79,0±1,4 мм.рт.ст., р < 0,02) с тенденцией к возрастанию в третьем (81,8±1,5 мм.рт.ст., р< 0,5).

Механизм развития наблюдаемых изменений АД выявился при исследовании центрального кровообращения с помощью тетраполярной грудной реовазографии. Установле-лено, что если на протяжении всего периода гестации ударный и сердечный индексы оставались стабильными, то минутный объем кровотока, обусловливающий прежде всего уровень систолического АД, был значительно повышен во втором и третьем триместрах (соответственно 5,7±0,2 л и 5,8±0,2 л против 4,7±0,2 л в первом триместре). Однако, в эти же сроки гестации у обследованных женщин наблюдалось значительное снижение общего периферического сопротивления сосудов (ОПС) (см. рис.1), которое, вероятно, вследствие преобладания над эффектом увеличения производительности миокарда, приводило к снижению диастоличе-ского АД.

С учетом современных представлений (Groves J.T., 1999), можно думать, что наблюдаемая сосудистая реакция при физиологическом развитии беременности обусловлена доминированием влияния вазодилаторного медиатора оксида азота благодаря эффективной нейтрализации вазоконстрик-торного супероксидного радикала.

В связи с этим, нами было проведено сравнительное исследование динамики показателей оксидантного статуса и активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов на протяжении всего периода гестации. Результаты этих наблюдений представлены на рис. 2, из которого видно, что во все триместры беременности в плазме крови были повышены общая прооксидантная активность (ОПА), концентрация гидроперекисей липидов (ГПЛ) и тиобарбитурат-реактивных продуктов (ТБРП). Это согласуется с литературными данными о повышении продукции супероксида при

ОПА, %

ГПЛ, у.е.

ТБРП, мкМ

40 -J 1

35-

30-

25 -

20-

15-

10-

ОПА ГПЛ ТБРП

■ Небеременные DI триместр Dil триместр В 111 триместр

Рис. 2. Динамика оксндантного статуса при нормально протекающей беременности

беременности и физиологической роли активных форм кислорода в регуляции ангиогенеза (Муап Ь. е{ а!., 1996). Примечательно, что все исследуемые показатели возрастали уже в первом триместре гестации, после чего не изменялись. Это указывает на стабильность оксидативного стресса при нормально протекающей беременности.

Одновременное исследование у этих женщин антиокси-дантного статуса показало (рис. 3), что с увеличением срока гестации наблюдается значимое возрастание активности основных антиоксидантных энзимов - супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ) и глутатионпероксидазы (ГП), и, как следствие, повышение общей внутриклеточной антиокси-дантной активности (ОАА).

Полученные данные позволяют считать, что увеличение активности основных антиоксидантных ферментов у женщин с нормально протекающей беременностью играет адаптивную роль, так как обеспечивает адекватную нейтрализацию

ОАА, % СОД, ер/т НЬ КАТ, ед/гНЬ ГП, ед/r НЬ

ОАА СОД КАТ ГП

■ Небеременные ОI триместр ОН триместр ШНтриместр

Рис. 3. Динамика антиоксидантного статуса при нормально протекающей беременности

вазоконстрикторных кислородных радикалов. О последнем свидетельствуют выявленные нами положительные корреляции между исследованными маркерами оксидативного стресса и активностью отдельных антиоксидантных ферментов у женщин с нормально протекающей беременностью. В то же время, у этих женщин мы не выявили корреляций между показателями оксидантного статуса и значениями АД, а также-общего периферического сопротивления.

Представленные данные позволяют заключить, что при физиологически протекающей беременности оксидативный стресс не сказывается существенно на тонусе резистивных сосудов организма. Весьма существенную роль в сохранении относительно стабильного оксидативного стресса, и как следствие, в предотвращении вазокострикторных сдвигов в период физиологической беременности, играет прогрессивное нарастание активности системы внутриклеточных анти-

оксидантных энзимов - супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы.

Роль оксидативного гомсостаза в инициации нарушений артериальной гемодинамики при преэклампсии.

Для проверки предположения о существенном значении недостаточной индуцибельности внутриклеточных антиокси-дантных энзимов в генезе артериальной гипертензии нами была прослежена динамика оксидантного и антиоксидантно-го статуса у беременных с развившейся во второй половине гестации гипертензией, которая рассматривается как болезнь адаптации, индуцированная развивающимся эмбрионом (плодом).

В исследовании приняли участие женщины, наблюдавшиеся с самого начала беременности, у которых на 32-34 неделе геетационного периода развивалась артериальная ги-пертензия.

Исследование центральной гемодинамики показало, что в первом триместре у этих беременных не наблюдалось изменений систолического, диастодического, среднего и пульсового АД относительно величины этих показателей у небеременных женщин. Во втором триместре выявлялось повышение лишь пульсового АД (49,8± 0,8 мм рт.ст. против 46,4±0,6 мм рт.ст. р < 0,001), тогда как в третьем наблюдалось значительное возрастание всех параметров артериального давления (рис. 4). Степень возрастания этих показателей относительно значений предшествовавшего периода беременности, а также появление умеренной протеинурии (0,35 г/сутки) указывали на развитие у этих женщин преэклампсии.

Сопоставление этих показателей с параметрами гемодинамики, исследованными методом тетраполярной реовазо-графии, показало, что в третьем триместре у обследованных беременных было значительно повышено общее периферическое сопротивление, которое, вероятно, и обусловли-

сАД, мм рт.ст. дАД, мм рт.ст ОПС, 10 1 динхсхем 5

сАД дАД ОПС

Ш Небеременмые ПI триместр ■ II триместр □ III триместр

Рис. 4. Изменение показателей гемодинамики у беременных с развившейся во второй половине гестации преэклампсией

вало увеличение диастолического АД. При этом отмечалось возрастание минутного объема сердца (5,8+0,2 л/мин против 4,7+0,2 л/мин), с которым, скорее всего, было связано повышение систолического АД на фоне аргериолоспазма. Возрастание пульсового давления, впервые выявляемое во втором триместре, могло быть обусловлено повышением кровенаполнения емкостных сосудов вследствие несоответствия сердечного выброса и емкости сосудистого бассейна. Несмотря на возрастание минутного объема, сердечный и минутный индекс, характеризующие интенсивность периферического кровотока, достоверно снижались как относительно величины этих показателей в предшествующий период беременности, так и относительно соответствующих значений у небеременных.

Полученные результаты свидетельствуют о развитии у обследованных женщин во второй половине беременности повышенного тонуса резистивных сосудов.

Исследование динамики оксидатного статуса у беременных с развившейся во второй половине гестации преэк-лампсией, показало (рис. 5), что, в отличие от физиологической беременности, в данном случае общая прооксидантная активность в плазме крови, а также концентрация гидроперекисей липидов и тиобарбитурат-реактивных продуктов нарастали с первого триместра беременности с максимумом в период клинического проявления патологии. Это согласуется с литературными данными о важной роли оксидативно-го стресса в механизме развития системной вазоконстрикции как неадекватной адаптивной реакции сердечно-сосудистой системы организма беременной женщины (Pipkin F.B., 1995; Witlin Л. G., Sibai В. М„ 1997; Roggensack Л. М. et al., 1999).

Исследование ферментной антиоксидантной системы у этих женщин показало (рис. 6), что в первом и втором триместрах гестации активность еупероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы не отличалась от величин, находимых

ОПА, %

ГПЛ, у .е.

ТБРП, мкМ

12 3 4

ОПА ГПЛ ТБРП

В Небеременные Ol триместр О И триместр 13 III триместр

Рис. 5. Динамика оксидантного статуса у беременных с развив шейся во второй половине гестации преэклампеней

ОАА, % СОД, ед/мг НЬ КАТ, ед/гНЬ ГП, ед/r НЬ

1111

200 т

ОАА СОД КАТ ГП

бНебеременные OI триместр ■ II триместр QUI триместр

Рис. 6. Динамика антиоксндантного статуса у беременных с развившейся во втором половине гестации преэклампсией.

у небеременных женщин. Лишь в третьем триместре отмечалось слабовыраженное повышение активности супероксид-дисмутазы при неизменной активности глутатионпероксида-зы и каталазы.

Весьма существенно, что анализ данных, полученных при наблюдении за женщинами с развившейся во второй половине гестации преэклампсией, выявлял появление в третьем триместре достоверных положительных корреляций между показателями оксидантного статуса и артериального давления. Корреляции между активностью антиоксидантных ферментов и исследованными маркерами оксидативного стресса у таких беременных были менее сильными, чем у женщин с нормально развивающейся беременностью. Так, лишь в первом триместре выявлялась значимая отрицательная взаимосвязь между показателями оксидантного статуса и активностью одного из исследованных ферментов - суперок-сидисмутазы.

Полученные данные позволяют заключить, что особенностью беременности, осложняемой преэклампсией, является отсутствие адаптивного возрастания активности антиокси-дантных энзимов. Это, вероятно, и является основной причиной наблюдаемого прогрессирования оксидативного стресса, достигающего во второй половине гестации такой выраженности, при которой развивается стойкий, причем инверсный по сравнению с нормальной беременностью, дисбаланс между влияниями вазокострикторных и вазодиля-торных свободно-радикальных медиаторов. Другими словами, при преэклампсии недостаточность адаптивной активации антиоксидантных энзимов может в значительной степени определять трансформацию физиологического гестацион-ного оксидативного стресса в патологический с инициацией нарушений артериальной гемодинамики.

Роль оксидативного гомеостаза в нарушениях артериальной гемодинамики при гипертонической болезни. Другим подходом для проверки выдвинутой гипотезы о существенном значении недостаточности антиоксидантных энзимов в генезе артериальной гипертензии явилось исследование оксидантного и антиоксидантного статуса у больных с гипертонической болезнью (эссенциальной гипертонией) в период ремиссии и обострения патологии.

Наблюдения показали (рис. 7). что в фазе ремиссии показатели систолического и диастолического АД у обследованных больных соответствовали целевым значениям поддерживающей терапии (140/90 мм рт.ст.), а обострение патологии проявлялось стойким повышением как систолического, так и диастолического АД.

Исследования у этих больных центральной гемодинамики методом тетраполярной грудной реовазографии показали, что в фазу ремиссии ударный и сердечный индексы, а также минутный объем кровотока мало отличались от соответствующих значений у субъектов контрольной группы. В то же время, при обострении болезни ударный и сердечный

сАД, мм рт.ст. дАД, мм рт.ст

-1 -5

ОПС, 10 динхсхсм

200 i

сАД

□ Контрольная группа

ДАЦ

В Ремиссия

ОПС

□ Обострение

Рис. 7. Показатели гемодинамики у больных гипертонической болезнью в период ремиссии и обострения заболевании

индексы снижались (соответственно с 56,2±1,3 мл/м" до 52,0±1,4 мл/м2, р <0,05 и с 3,80±0,15 мл/мин/м2 до 3,30±0,16 мл/мин/м2, р < 0,01). Это указывало на развитие у больных периферической гипоперфузии, что подтверждалось и значительным повышением общего периферического сосудистого сопротивления (см. рис.7).

Таким образом, ухудшение гемодинамических показателей в период обострения гипертонической болезни во многом обусловлено характерным для этого заболевания повышением тонуса резистивных сосудов, что рассматривается многими исследователями как возможное следствие усиления дисбаланса между вазоконстрикторными и вазодилатор-ными активными формами кислорода (Cardillo С. et al., 1997; Higashi Y., et ai.. 1999).

Результаты исследования оксидантного статуса у обследованных больных показали (рис. 8), что в период ремиссии в плазме крови этих пациентов значительно повышена как

ОПА, % ГПЛ, у .е. ТБРП, мкМ

Рис. 8. Окснданшый статус больных гипертонической болезнью в период ремиссии и обострения

активность свободно-радикальных метаболитов, так и концентрация продуктов перекисного окисления липидов.

Следовательно, у больных гипертонической болезнью как в период ремиссии, так и в период обострения имеется оксидативный стресс, причем ухудшение артериальной гемодинамики при обострении гипертонической болезни сопровождается его возрастанием.

С целью выяснения механизма развития этого феномена мы исследовали у обследованных пациентов активность основных антиоксидантных энзимов. Наблюдения показали (рис. 9), что как в период ремиссии, так в период обострения, активность исследованных антиоксидантных энзимов у больных была существенно ниже, чем у здоровых людей.

Важно, что возрастание оксидативного стресса при обострении гипертонической болезни не сопровождалось изменением активности ни одного из исследованных ферментов.

Корреляционный анализ данных, полученных при наблюдении за больными с гипертонической болезнью, пока-

1 2 2 I

ГП

□ Контрольная группа □ Ремиссия ■ Обострение

Рис. 9. Антиоксидантный статус больных гипертонической болезнью в период ремиссии и обострения

зал, что имеется достоверная связь варьрования значений общего периферического сопротивления, артериального давления и показателей оксидантного статуса. При этом, отсутствовали корреляции между маркерами оксидативного стресса и активностью отдельных антиоксидантных энзимов. Это позволяет думать, что у больных гипертонической болезнью не развивается адекватная реакция ферментной антиокси-дантной системы в ответ на усиление продукции супероксидного радикала и его метаболитов. Данное явление могло быть связано как с недостаточной индуцибельностью антиоксидантных ферментов, так и с их инактивацией активными формами кислорода. Для решения этой дилеммы было проведено наблюдение за больными гипертонической болезнью при лечении блокатором ATI-рецепторов ангиотензина П -

ОАА, % СОД, ед/мг НЬ КАТ, ед/гНЬ ГП, ед/г НЬ

200 л 180 • 160 140 120 100 Н 80 60 н

40 20 0

1 2 2

гги IT'i АД»

ОАА

СОД

КАТ

вальсартаном, который, как известно, способен уменьшать продукцию супероксидного радикала в сосудистой стенке (Rajagopalan S. et al., 1996; Zafari А. M. et al, 1998; Drexler H., Hornig В., 1999).

Исследование показало, что курс ионотерапии вальсартаном приводит к выраженному снижению систолического, диастолического, среднего и пульсового АД, возрастанию ударного и сердечного индексов без существенных изменений минутного объема кровотока при уменьшении общего периферического сопротивления (рис. 10).

Установлено, что наблюдаемый гипотензивный эффект вальсартана сопровождается выраженным снижением всех исследованных маркеров оксидативного стресса, хотя и не до значений, характерных для здоровых женщин (рис. 11). При этом, однако, не возрастали ни общая антиоксидантная активность, ни активность исследованных антиоксидантных ферментов (рис 12).

сАД, мм рт.ст. дАД, мм рт.ст

ОПС, 10 динхсхсм 5

200i 150 100 50 -| 0

с АД дАД ОПС

■ Контрольная группа ПДо печения В Через 3 недели терапии

Рис. 10. Влияние вальсартана на показатели гемодинамики больных гипертонической болезнью

ОПА, % ГПП, у.е. ТБРП, мкМ

40 35 30 25 20 • 15 ■ 10 • 5 0

ОПА

ГПЛ

ТБРП

■ Контрольная группа □ До лечения В Через 3 недели терапии

Рис. 11. Влияние вальсартана на океидантный статус больных гипертонической болезнью

ОАА, % СОД, ед/мг НЬ КАТ, ед/гНЬ ГП, ед/г НЬ

200 т

Я Контрольная группа О До лечения В Через 3 недели те рал»

Рис 12. Влияние вальсартана на антиоксидантный статус больных гипертонической болезнью

1 2 2

Полученные данные свидетельствуют о том, что, во-первых, персистирующая при гипертонической болезни вазо-констрикция в значительной степени обусловлена повышенной генерацией супероксида в сосудистой стенке; во-вторых, регистрируемые в плазме показатели оксидативного стресса отражают интенсивность продукции супероксида в сосудах. И, наконец, в-третьих, причиной поддержания оксидативного стресса у больных гипертонической болезнью, скорее всего, является недостаточная индуцибельность основных анти-оксидантных энзимов.

Исследование влияния индивидуализированной физической тренировки на оксидативный гомеостаз и артериальную гемодинамику у здоровых людей и больных гипертонической болезнью. Исходя из литературных сведений о субстратной индукции антиоксидантных энзимов ( Tate D..J. et al., 1995; Pinkus R. et al., 1996; Yoo H.Y. et al., 1999), мы исследовали влияние известного индуктора транзиторно-го оксидативного стресса - физических нагрузок мощностью на уровне порога анаэробного обмена (ПАНО) - на активность внутриклеточных антиоксидантных ферментов и артериальную гемодинамику у здоровых женщин и больных гипертонической болезнью.

В исследовании был использован метод построения тренировочного процесса, разработанный в нашей лаборатории для здоровых людей (Ладанов П.И., Коротких В. М., 1996; Ладанов П.И., 1998). Главной особенностью этого метода развития аэробных возможностей организма является индивидуализация всех звеньев тренировочного процесса: дозирование нагрузки на уровне 90-95% от ПАНО и оптимизация длительности отдыха на основе выявления фазы сверхвосстановления аэробного потенциала.

Для участия в исследовании были приглашены больные гипертонической болезнью 1 стадии, имевшие не более одного фактора риска развития ишемической болезни сердца. Отметим, что согласно рекомендациям Всемирной оргапиза-

ции здравоохранения именно у такой категории больных эс-сенциальной гипертонией на первом этапе лечения следует использовать немедикаментозные воздействия, и в частности, повышение физической активности.

На тренировочных занятиях с использованием степ-эргометрии после периода врабатывания выполнялась динамическая физическая работа, мощностью 90-95% от ПАНО до начала развития системной гипоксии. В этом состоянии, соответствующему ПАНО, работа продолжалась 2-3 минуты. Повторное тестирование ПАНО осуществлялось ежемесячно и при его возрастании менялась мощность выполняемой работы. Длительность отдыха находилась в пределах 48-62 часов.

Наблюдения показали, что до тренировок у больных гипертонической болезнью величина ПАНО (5,44+0,24 кгм/мин/кг) была существенно ниже, чем у здоровых субъектов (6,97+0,27 кгм/мин/кг). В процессе тренировок аэробные возможности организма всех участниц исследования возрастали, о чем свидетельствовал значимый прирост объема выполняемой на занятии физической работы (рис.13). При этом, больные отличались более медленным нарастанием работоспособности, чем здоровые субъекты. Таким образом, у больных гипертонической болезнью исходно наблюдался сниженный и инертный адаптивный потенциал систем аэробного энергообеспечения мышечной деятельности, что согласуется с литературными данными о результатах нагрузочных проб и динамике возрастания работоспособности у таких пациентов под воздействием аэробных физических тренировок (Волков B.C. и др., 1993; Коча-ров A.M. и др., 1993; Кочаров A.M., Новикова Н.К., 1997; Goodman J.M. etal., 1992).

Тренировки не вызвали значимых изменений гемодинамики у здоровых женщин, тогда как у больных гипертонической болезнью после 12-ти недель занятий возрастал ми-

-- 450

о 400

ю «

а.

350 --

300 +

| « 250

Ц | 200 о ^ с 2 ш

О) *

ю О

150 - ■ 100 50 -•

1 1

—

До занятий

2 3

6 недель занятий

4 5

12 недель занятий

О Здоровые

Ш Больные

Рис. 13. Динамика работоспособности здоровых субъектов и больных гипертонической болезнью

нутный объем кровотока (с 5,6±0,2 л до 6,2±0,2 л, р < 0,05), ударный индекс (с 47,6±1,7 мл/м2 до 55,2±1,4 мл/м2, р < 0,01) и, что особенно важно, снижалось общее периферическое сопротивление (рис. 14). Последнее отражалось в снижении систолического и диастолического АД, а также среднего АД (с 111,4±1,2 мм рт.ст. до 101,7±1,2 мм рт.ст., р < 0,001).

Результаты исследования оксидантного статуса показали (рис.15), что до тренировок, а также на протяжении наблюдаемого периода тренировочного процесса в плазме крови больных гипертонической болезнью были повышены общая прооксидантная активность плазмы и концентрация продуктов перекисного окисления липидов. Занятия вызывали возрастание всех исследованных показателей оксидантного статуса как в группе больных, так и в контрольной группе. При этом не выявлялось межгрупповых различий в кратности увеличения этих показателей относительно значений, за-

сАД, мм рт.ст. дАД, мм рт.ст

-1 -5

ОПС, 10 динхсхсм

180 J *

160-140 --120 --100-80-60 -■ 40 -■ 20-0

САД

ДАД

ОПС

Ш До тренировок Об недель занятий ■ 12 недель занятий

Рис. 14. Влияние физических тренировок на показатели гемодинамики у больных гипертонической болезнью

регистрированных до занятия. Это могло объясняться адекватностью физической нагрузки, как индуктора генерации активных форм кислорода, индивидуальным возможностям организма. Абсолютная межгрупповая разница в значениях маркеров оксидативного стресса сохранялась на протяжении всего периода наблюдений, вероятно, вследствие наложения индуцированного физической нагрузкой оксидативного стресса на его более высокий исходный уровень у больных.

Тренировочный процесс сопровождался достоверным снижением индуцированного физической на грузкой оксидативного стресса у здоровых участниц исследования после 6-ти недель занятий, у больных - после 12-ти недель, то есть

ОПА, % ТБРП, мкМ 35 т

25 20 15 10 5

ГПЛ, у.е. -г 7

--6

а -

_ . - ; А : ; ; ; -

До тренировок 1-ое занятие 6 недель

занятий

■ ОПА здоровые —о—ОПА больные -ТБРП больные - * - ГПЛ здоровые —

-■5

--4

-• 3

--2

-- 1

12 недель занятий

1 ■ ТБРП здоровые ■—ГПЛ больные

Рис 15. Влииние физических тренировок на оксидантный статус здоровых женщин и больных гипертонической боленью

Для всех приведенных показателей оксидантного статуса как здоровых женщин, так и больных гипертонической болезнью значения Р-критерия превышают критические для р = 0,05.

одновременно с развитием гипотензивного эффекта предпринятого нами воздействия (см. рис. 15).

Таким образом, направленность изменений оксидантного статуса участников исследования свидетельствовала о развитии под влиянием тренировочного процесса толерантности организма к индуцируемому внешним воздействием оксидативному стрессу.

Исследование антиоксидантного статуса у обследуемых субъектов показало (рис.16), что регулярные физические на-

грузки вызывали возрастание активности антиоксидантных энзимов у всех участниц исследования. При этом, у здоровых субъектов уже после 6-ти недель тренировок наблюдалось значимое увеличение активности супероксиддисмутазы (примерно на 19%) при тенденции к возрастанию активности каталазы (р < 0,2) и глутатионпероксидазы (р < 0,2), а после 12-ой недели - дальнейшее возрастание активности супероксиддисмутазы и достоверное повышение активности других исследованных ферментов. Динамика антиоксидантного ста-

СОД, ед/мг НЬ ГП, ед/г НЬ 250 ,---------------

200

150

100

.А

КАТ, ед/г НЬ Т 30

=3=

- - *- "

До тренировок 1-ое занятие 6 недель 12 недель

занятий занятий

- « - СОД, здоровые

- ГП, здоровые

- • - Каталаза, здоровые

-СОД,больные -ГП, больные -Каталаза, больные

Рис. 16. Влияние физической тренировки на антиоксидаытный статус здоровых женщин и больных гипертонической болезнью За исключением активности каталазы у больных гипертонической болезнью для всех приведенных показателей антиоксидантного статуса как здоровых женщин, так и больных значения Р-критерия превышают критические для р = 0,05.

туса больных гипертонической болезнью отличалась от таковой у субъектов контрольной группы тем, что только после 12-ти недель тренировок регистрировалось достоверное увеличение активности супероксиддисмутазы (примерно на 27%) и глутатионпероксидазы (примерно на 9%) при тенденции к нарастанию активности каталазы (р <0,1).

Полученные данные позволяют заключить, что примененная индивидуализированная физическая тренировка, регулярно индуцирующая оксидативный стресс, адекватный активности антиоксидантных энзимов, стимулирует развитие долгосрочной адаптивной реакции последних как у здоровых субъектов, так и у больных гипертонической болезнью. Примечательно, что у больных эссенциальной гипертонией это происходит параллельно развитию гипотензивного эффекта.

Вероятно, уменьшение выраженности оксидативного стресса связано, прежде всего, с возрастанием активности антиоксидантных энзимов под влиянием тренировочного процесса. Apiy-ментом в пользу предположения об опосредованном положительном влиянии на сосудистый тонус возрастания активности антиоксидантных энзимов может служить и появление у больных гипертонической болезнью после 12-ти недель занятий достоверных положительных корреляций между показателями оксидантного статуса и активностью антиоксидантных ферментов.

Результаты, полученные в этом фрагменте исследований, с одной стороны, говорят в пользу нашей концепции о важной роли недостаточности антиоксидантных энзимов в патогенезе артериальной гипертензии, в частности, эссенциальной гипертензии, а с другой, указывают на один из возможных механизмов многократно подтвержденного гипотензивного эффекта длительных физических тренировок аэробной направленности (Кочаров A.M., Новикова Н.К., 1996; Kinoshila A. et al„ 1988; Gordon N.F. et a!., 1997; Petrella R.J., 1998; Sakai T. etal., 1998; YamashitaN. et al., 1999).

выводы

1. В механизме физиологических изменений артериальной гемодинамики при нормальной беременности существенное значение имеют адаптивное возрастание активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов и стабильность оксидативного стресса на протяжении всего периода гестации.

2. Развитие артериальной гипертензии у женщин с пре-эклампсией связано с отсутствием адекватного повышения активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов и, как следствие, прогрессивным нарастанием оксидативного стресса.

3. Нарушения артериальной гемодинамики у больных гипертонической болезнью зависят от выраженности оксидативного стресса и недостаточной индуцибельности антиоксидантных энзимов.

4. Гипотензивный эффект вальсартана (блокатора ATI-рецепторов ангиотензина П) у больных гипертонической болезнью связан со снижением оксидативного стресса без изменений активности основных антиоксидантных энзимов, чем может объясняться известный фанзиторный эффект препарата.

5. Показано, что для повышения активности внутриклеточных антиоксидантных энзимов эффективна система индивидуализированных физических тренировок, предусматривающая выполнение нагрузок в зоне аэробно-анаэробного перехода и их повторение в период сверхвосстановления.

6. Разработанная система тренировочного процесса у больных гипертонической болезнью I стадии вызывает благоприятные изменения артериальной гемодинамики, сопровождающиеся повышением аэробной работоспособности, и увеличение активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов с уменьшением выраженности оксидативного стресса.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Показатели оксидативното гомеостаза (активность основных антиоксидантных энзимов в эритроцитах в сочетании с плазменными маркерами оксидативного стресса) могут использоваться для оценки риска развития преэклампсии. С целью выявления патогенетических изменений метаболизма активных форм кислорода до развития клинических симптомов преэклампсии рекомендуется контроль динамики этих показателей начиная с первых недель беременности.

2. В качестве патогенетически значимых критериев эффективности лечения больных гипертонической болезнью целесообразно использовать изменения активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов, обшей проок-сидантной активности и концентрации тиобарбитуратреак-тивных продуктов.

3. При лечении гипертонической болезни I стадии может применяться система физических нагрузок мощностью 90-95% от порога анаэробного обмена, проводимых в период сверхвосстановления.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Роль оксидантного и антиоксидантного статуса организма в развитии хронической патологии // Фундаментальные науки и прогресс человечества: Материалы конф., посвященной 240-летию МММ им. И.М. Сеченова,- М., 1998. -С. 49 (соавт. Галактионова Л.П., Толмачева Н.В.).

2. Oxidant and antioxidant status in patient with essential hypertension // J. Hypertension. - 1998. - Vol. 16. - Suppl. 2,-P. 211 (co-authors Sidorenkova N., Warshavsky В., Galaktionova L., Manukian A., Tolmatchova N.).

3. Недостаточность антиоксидантных ферментов как возможный фактор хронизации патологического процесса // Паллиативная медицина и реабилитация. - 1998.- № 2-3,- С. 60 (соавт. Галактионова Л.П., Толмачева Н.В., Варшавский Б.Я.).

4. Оксидативный стресс и недостаточность ферментной антиоксидантной защиты у больных ишемичсской болезнью сердца // Экологозависимые состояния (биохимия, фармакология, клиника): Тезисы докл. Всероссийской науч.-практической конф.: Чита, 1998. - С. 36 (соавт. Варшавский Б.Я., Галактионова Л.П., Толмачева Н.В.).

5. Состояние перекисного окисления у больных с язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки // Клин, лаб. диаг. - 1998. - № 6. - С. 10-14 (соавт. Галактионова Л.П., Молчанов A.B., Варшавский Б.Я.).

6. Влияние комбинированной фармакотерапии на ферментную антиоксидантную систему у больных с хроническими заболеваниями. // V Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тезисы докл.: М., 1998. - С.70 (соавт. Варшавский Б.Я., Галактионова Л.П., Толмачева Н.В.).

7. Значение исследования оксидантного статуса у больных с эссенциальной гипертонией // Современные технологии и направления фармакотерапии, диагностики артериальной гипертонии и цереброваскулярной недостаточности. -Барнаул, 1999. - С. 22-24 (соавт. Варшавский Б.Я., Сидорен-кова Н.Б., Толмачев В.А., Галактионова Л.П., Манукян A.B., Толмачева Н.В.).

8. К патогенезу гипертензии второй половины беременности //' Современные технологии и направления фармакотерапии, диагностики артериальной гипертонии и цереброваскулярной недостаточности. - Барнаул, 1999.- С. 37-40 (соавт. Нагайцев В.М., Чекрий О.В.).

9. Оксидантный и антиоксидантный статус больных ишемической болезнью сердца как критерий эффективности

реабилитации //Int. J. Immunorenabilitation. - 1999. - JS"i> 12. -C. 84 (соавт. Толмачев B.A., Варшавский Б.Я., Толмачева Н.В., Галактионова Л.П.).

10. Показатели перекисного окисления липидов и анти-оксидантной системы у беременных с гестшами /'/' Вопросы теоретической и прикладной морфологии. - Барнаул, 1999. -С. 76-78 (соавт. Аккер Л.В., Чекрий О.В., Нагайцев В.М.).

11. Использование показателей оксидантного и антиок-сидантного статуса для лабораторного мониторинга сердечно-сосудистых и легочных заболеваний // Клин. лаб. диаг,-1999. - № 9. - С. 17 (соавт. Варшавский Б.Я., Галактионова Л.Г1, Кореняк H.A., Нагайцев В.М., Чекрий О.В., Колодезная И.Л.).

12. Диагностическое значение оксидантного и антиок-сидантного статуса у беременных с гестозом // Перинатальная анестезиология и интенсивная терапия матери, плода и новорожденного,- Екатеринбург, 1999. - С. 33-36 (соавт. Аккер Л.В., Варшавский Б.Я., Чекрий О.В., Нагайцев В.М.).

13. Перспективы использования показателей оксидантного и антиоксидантного статуса для лабораторного мониторинга гипертензивных состояний // Лабораторное дело: организация и методы исследований. - Пенза, 1999. - С. 40-41 (соавт. Галактионова Л.П., Толмачева Н.В., Варшавский Б.Я.).

14. Особенности оксидагивного гомеостаза у больных эссенциальной гипертонией // Актуальные вопросы клинической медицины. Вып. 4. - Барнаул, 2000. - С. 110-111. (соавт. Н.Б. Сидоренкова, Б.Я.Варшавский, Л.Г1. Галактионова, A.B. Манукян).

15. Изменения оксидативного гомеостаза при воздействии на организм индивидуализированной физической тренировки // Актуальные вопросы клинической медицины. Вып. 4. - Барнаул, 2000. - С. 78-81. (соавт. П. И. Ладанов, Б.Я. Варшавский, Ю.С. Паутов).

16. Research of oxidative process activity in patients with mild to moderate arterial hypertension under valsarían treatment //Abstracts of Joint meeting of III congress of the European association for clinical pharmacology and therapeutics and IV Jerusalem conference on pharmaceutical sciences and clinical pharmacology. - Jerusalem, 1999.- P. 37.

17. Выявление риска развития преэклампсии по показателям оксидантного статуса // Int. J. Immunorenabilitation. -2000. - № 2. - С. 73 (соавт. Толмачев В.А., Варшавский Б.Я., Толмачева Н.В., Галактионова Л.П.).

18. Активность внутриклеточных антиоксидантных энзимов у больных гипертонической болезнью // Гер. архив. -2000. - № 4. - С. 51-53 (соавт. Галактионова Л.П., Толмачева Н.В., Варшавский БЛ.).

19. Показатели оксидантного и антиоксидантного статуса у беременных с гестозом // Акуш. и гин. - 2000. - № 4. -С. 17-19 (соавт. Аккер Л.В., Варшавский Б.Я., Нагайцев В.М., Чекрий О.В., Кореняк Н.А.).

Соискатель

С.А. Ельчанинова

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Ельчанинова, Светлана Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О РОЛИ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА В МЕХАНИЗМЕ РЕГУЛЯЦИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ И ГЕНЕЗЕ ЕЕ НАРУШЕНИЙ

Обзор литературы).

1.1. Роль клеток сосудистой стенки в механизме регуляции тонуса резистивных сосудов.

1.2. Современные представления о роли активных форм кислорода в механизме регуляции тонуса резистивных сосудов и генезе его нарушений.

1.3. Роль активных форм кислорода в регуляции артериальной гемодинамики при беременности и генезе гипертензии при преэклампсии.

1.4. Патогенетическое значение оксидативного стресса при гипертонической болезни.

1.5. Общая характеристика основных антиоксидантных энзимов и современные представления о закономерностях их адаптивных изменений.

1.6. Состояние вопроса об активности основных антиоксидантных энзимов при адаптивных изменениях артериальной гемодинамики и артериальной гипертензии.

ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования.

2.1.1. Клиническая характеристика беременных женщин.

2.1.2. Клиническая характеристика больных гипертонической болезнью.

2.2. Методы исследования гемодинамики.

2.3. Степ-эргометрия.

2.4. Методы исследования свободно-радикального статуса.

2.4.1. Показатели оксидантного статуса организма.

2.4.2. Показатели антиоксидантного статуса организма.

2.5. Статистическая обработка результатов.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3 РОЛЬ ОКСИДАТИВНОГО ГОМЕОСТАЗА В РЕГУЛЯЦИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ

БЕРЕМЕННОСТИ

ГЛАВА 4 РОЛЬ ОКСИДАТИВНОГО ГОМЕОСТАЗА В ИНИЦИАЦИИ НАРУШЕНИЙ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ ПРИ ПРЕЭКЛАМПСИИ

ГЛАВА 5 РОЛЬ ОКСИДАТИВНОГО ГОМЕОСТАЗА

В НАРУШЕНИЯХ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ

ПРИ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ.

ГЛАВА 6 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНДИВИДУАЛИЗИРО ВАННОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ТРЕНИРОВКИ НА ОКСИДАТИВНЫЙ ГОМЕОСТАЗ И АРТЕРИАЛЬНУЮ

ГЕМОДИНАМИКУ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ И

БОЛЬНЫХ ГИПЕРТОНИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль системы внутриклеточных антиоксидантных энзимов в механизме адаптивной регуляции артериальной гемодинамики и генезе ее нарушений"

Актуальность проблемы. Общепризнано, что адаптивные возможности организма, его способность адекватно перестраивать метаболизм в ответ на воздействия разнообразных факторов внешней и внутренней среды во многом определяются особенностями регуляции сердечно-сосудистой системы (Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю., 1981; Меерсон Ф.З., Пшенникова M.F., 1988; Адо и др., 1994). В последние годы интенсивно развивается представление о иерархической системе регуляции адаптивной сосудистой реакции, в которой задействованы липоксины, цитокины, вазоактивные пептиды, нейромедиато-ры и гормоны (Гогин Е.Е., 1998; Luscher T.F., Noll G., Vanhoute P.M., 1996).

Особенностью нового представления является то, что в качестве важнейших физиологических регуляторов локального и системного кровообращения признаны так называемые активные формы кислорода - оксид азота, его антагонист супероксидный радикал и их метаболиты (перекись водорода, гидроксильный радикал, пероксинитрит и др), которые в течение многих лет рассматривались исключительно как повреждающие вещества (Cooke J.Р., Dzau V.J., 1997). Доказано, что активные формы кислорода продуцируются клетками сосудистой стенки (эндотелий, адвентиций, гладкие мышцы) и через различные внутриклеточные посредники (тирозинкиназа, гуанилатциклаза, фосфолипазы А2 и С, протеинкиназы и др.) способны изменять тонус гладких мышц сосудов, продукцию эндотелием адгезивных молекул, липоксинов, хе-мокинов и цитокинов, а также активность ядерных факторов репликации и транскрипции (Tschudi M.R., Mesaros S., Luscher T.F. et al., 1996; Finkel E. 1997; Groves J.T., 1999). Филогенетически более поздние центральные нейро-гуморальные, а также локальные факторы (изменение скорости кровотока, цитокины) модулируют активность систем генерации активных форм кислорода (Rajagopalan S., Kurz S., Münze I.T. et al., 1996; Oparil S., 1999).

В определенных условиях в организме может нарушаться баланс продукции и нейтрализации активных форм кислорода. Так, при повышенном накоплении супероксидного радикала и его метаболитов в сосудистой стенке и 7 крови может развиваться артериальный вазоспазм (в основном вследствие нейтрализации оксида азота супероксидом), а также свободно-радикальное окисление мембранных и ядерных биополимеров, приводящее к повреждению сосудистой стенки, нарушению процессов адгезии и агрегации клеток крови и активации систем гемостаза (Mack А., 1996; Wu К. К., Thiagarajan Р., 1996; Wilder L., 1998; Smith S.C., Guilbelrt I.J., Yui J. et al., 1999). В настоящее время, данный комплекс последствий нарушения оксидативного гомеостаза признан важнейшим звеном патогенеза таких широко распространенных патологий адаптации как гипертоническая болезнь, индуцированная беременностью артериальная гипертензия, атеросклероз (Гогин Е.Е., 1998; Witlin A.G., Sibai В.М., 1997; Liao J.K., 1998; Drexler H., Hornig В., 1999).

В связи с этим, очевидно, что важным условием физиологического влияния супероксидного радикала и его метаболитов на клетки сосудистой стенки являются адекватные адаптивные изменения систем нейтрализации этих медиаторов (Fridovich I., 1997). Известно, что запасы в организме человека неферментных антиоксидантов (аскорбат, токоферол, каротиноиды, тио-ловые соединения) весьма невелики, а кроме того, в процессе нейтрализации они сами превращаются в свободно-радикальные формы (Samuni А., Aronovitch J., Godinger D. et al., 1983; Retsky К. L., Freeman M. W., Frei В., 1993; Halliwell В., 1996; Sakagami T., Momose К., Takeda M., 1996). Вероятно, поэтому использование этих соединений для лечения и профилактики сердечно-сосудистой патологии во многих случаях не дает ожидаемого результата (Jna P., Flather M., Lonn Е. et al., 1995; Dutta-Roy A., 1996; Rapóla J., Virtamo J., Ripatti S. et al, 1997). Несомненным преимуществом в этом отношении обладают антиоксидантные ферменты, которые, с одной стороны, благодаря регенерации имеют много большую нейтрализующую мощность, а с другой стороны, отличаются уникальной способностью к субстратной индукции (Tate D.J., Miceli M.V., Newsome D.A., 1995; Pinkus R., Weiner L.M., Daniel V., 1996; Mura C.V., Gong X., Taylor A., 1996; Sugino N., Hirosawa-Takamori M., Zhong L. et al., 1998). 8

Последнее послужило основанием для разработки новой концепции, согласно которой в стрессовых ситуациях для адаптивной перестройки артериальной гемодинамики наряду с существенным увеличением продукции активных форм кислорода должна адекватно возрастать активность основных анти-оксидантных энзимов, в частности, благодаря включению механизма субстратной индукции. В случае же врожденной или приобретенной неадекватной индуцибельности этих ферментов физиологическая сосудистая реакция может трансформироваться в патологическую - стойкую артериальную гипер-тензию. Проверке правомерности взгляда о существенной роли индуцибельности антиоксидантных энзимов в механизме трансформации физиологической сосудистой реакции в патологическую посвящена настоящая работа. Подтверждение концепции может способствовать разработке новых путей профилактики и лечения артериальной гипертензии.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

4. Выявить вклад изменений оксидантного и антиоксидантного статуса в гипотензивный эффект ингибитора ATI-рецепторов ангиотензина II валь-сартана у больных гипертонической болезнью.

Научная новизна. Впервые установлено, что физиологические изменения артериальной гемодинамики при нормально протекающей беременности сопровождаются системным стабильным оксидативным стрессом вследствие адаптивного нарастания активности ключевых антиоксидантных энзимов -супероксиддисмутазы, каталазы и глутатионпероксидазы.

Впервые показано, что у женщин с преэклампсией артериальная гипер-тензия сопровождается прогрессированием оксидативного стресса, во многом обусловленным отсутствием адаптивного повышения активности основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов. При этом сдвиги оксидативного статуса опережают изменения артериальной гемодинамики.

Установлено, что при гипертонической болезни степень нарушений гемодинамики кореллирует с выраженностью хронического оксидативного стресса, протекающего на фоне стабильно сниженной активности комплекса внутриклеточных антиоксидантных энзимов.

Впервые показано, что у больных с гипертонической болезнью угнетение генерации супероксида в сосудистой стенке вальсартаном (селективный блокатор ATI-рецепторов ангиотензина II) вызывает существенное улучшение артериальной гемодинамики, коррелирующее со снижением оксидативного стресса, без влияния на активность основных внутриклеточных антиоксидантных энзимов, и, таким образом, не устраняет возможность рецидива.

Установлена важная роль адаптивных возможностей внутриклеточной антиоксидантной системы в регуляции артериальной гемодинамики, механизме развития артериальной гипертензии, что указывает на перспективность профилактики и лечения последней с помощью методов своевременного выявления и коррекции недостаточности адаптивного потенциала антиоксидантной системы организма.

Научно-практическое значение работы. Полученные результаты расширяют существующие представления о механизмах регуляции артериальной гемодинамики. Проведенные исследования указывают на существенное значение нарушений оксидативного гомеостаза в генезе артериальной гипертензии при преэклампсии и гипертонической болезни. Выявленные факты свидетельствуют о прогностической значимости показателей оксидативного гомеостаза на доклинической стадии этих заболеваний и их информативности при оценке эффективности терапии. Разработана система тренировочного процесса с применением физических нагрузок мощностью 90-95% от порога анаэробного обмена, вызывающая адаптивную индукцию антиоксидантных энзимов, снижение артериального давления у больных гипертонической болезнью I стадии. Полученные данные обосновывают новое направление в профилактике и лечении артериальной гипертензии с помощью методов коррекции адаптивных возможностей антиоксидантных энзимов.

Основные положения, выносимые на защиту:

11 менностью артериальной гипертензии и может выявляться в ранние сроки беременности до клинического проявления этой патологии.

2. Нарушения артериальной гемодинамики у больных гипертонической болезнью зависят от выраженности оксидативного стресса, развитие которого связано со сниженными адаптивными возможностями внутриклеточных анти-оксидантных энзимов.

3. Для направленного повышения активности внутриклеточных антиок-сидантных энзимов эффективна разработанная индивидуализированная система тренировочного процесса с применением регулярных физических нагрузок мощностью на уровне 90-95% от порога анаэробного обмена, проводимых в период сверхвосстановления.

4. Повышение активности основных внутриклеточных антиоксидант-ных энзимов у больных гипертонической болезнью I стадии в результате применения разработанной системы тренировочного процесса способствует уменьшению выраженности оксидативного стресса и снижению артериального давления.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных работ, из которых 14 - в центральной печати.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 226 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы с описанием объектов и методов исследования, четырех глав с изложением результатов собственных исследований, обсуждения результатов и выводов. Диссертация иллюстрирована 49 таблицами и 17 рисунками. Список использованной литературы включает 87 источников на русском языке и 417 - на иностранных языках.

Информация о работе

Ельчанинова, Светлана Александровна
доктора биологических наук
Барнаул, 2000
ВАК 03.00.04

Диссертация

Роль системы внутриклеточных антиоксидантных энзимов в механизме адаптивной регуляции артериальной гемодинамики и генезе ее нарушений - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы