Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние тепловой тренировки и препарата бемитил на адаптацию животных и человека к условиям высокой температуры внешней среды

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Влияние тепловой тренировки и препарата бемитил на адаптацию животных и человека к условиям высокой температуры внешней среды"

РГб од

- 2 М4Р 1998

На правах рукописи

МУРАВЬЕВ Алексей Васильевич

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ТРЕНИРОВКИ И ПРЕПАРАТА БЕМИТИЛ НА АДАПТАЦИЮ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА К УСЛОВИЯМ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ВНЕШНЕЙ

СРЕДЫ

03.00.16 - экология 14.00.25 - фармакология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1998

Работа выполнена в НИИ военной медицины МО РФ

Научные руководители:

- член-корреспондент Академии технологических наук

РФ доктор медицинских наук профессор В.Г.Владимиров

- доктор медицинских наук профессор А.В.Смирнов

Официальные оппоненты:

- доктор медицинских наук профессор А.Е.Антушевич

- заслуженный деятель науки РФ доктор медицинских

наук профессор П.П.Денисенко

Ведущая организация - Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им.И.П.Павлова

Защита диссертации состоится " & " aL-t 199^г.

в_часов на заседании специализированного Совета Д. 106.05.01.

при НИИ военной медицины МО РФ (195043, Санкт-Петербург, улЛесопарковая д.4.)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке НИИ военной медицины. х, J . .

Автореферат разослан " oL " (juL&pCiM 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук профессор Р.Б.ГОЛЬДИН

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение закономерностей процессов адаптации человека к воздействию различных экологических факторов - одна из фундаментальных проблем современной медицины, поскольку она непосредственно связана с сохранением здоровья и повышением работоспособности человека в различных климатических зонах 1,0 а также при некоторых видах работ, выполняемых в тяжелых производственных условиях и сопровождаемых воздействием высокой внешней температуры (например в металлургической, угольной промышленности и т.п.). Весьма актуальна проблема повышения переносимости человеком к высоких температур в освоении космического пространства, подводного мира и т.п. Актуальна эта проблема в армии и на флоте. Тепловые поражения и срыв адаптации (акклиматизации) у военнослужащих нередко встречались в условиях тропического и субтропического климата при передислокации войск, выполнении десантных операций в южных районах (Карпищенко А.И., 1995; Thomas G., 1975; Yoshimura H., 1990). В частности, в британских войсках, дислоцировавшихся в Ираке во время Второй мировой войны, от теплового удара выбыло из строя 8% личного состава, тогда как от всех других видов поражений, вместе взятых - всего лишь 4,1% (Шек М.М., 1964; Druhl S., 1966).

С проблемой влияния высокой внешней температуры приходится сталкиваться даже в средних широтах, особенно во время маршей в летнее время, а также при несении дежурств, вахт на различных военных объектах, кораблях (Сапов И.А., 1976), нередки случаи тепловых поражений (ударов) у танкистов и экипажей бронемашин. Необходимо отметить, что даже на современных кораблях, имеющих весьма совершенную систему вентиляции и другие теплозащитные средства, температура в машинных отделениях может достигать +50-58 °С (Новожилов Т.Н., Ломов О.П., 1987).

Актуальным аспектом рассматриваемой проблемы является изыскание фармакологических препаратов, ускоряющих и усиливающих адаптацию организма к экстремальным условиям, включая высокую температуру внешней среды (Смирнов A.B., 1990; Яременко К.В., 1990; Halles J.R.S., 1996).

Среди адаптогенов пока наибольшее распространение получили средства, выделяемые из растений - женьшеня, элеутерококка, родиолы розовой и др.. Многолетний опыт изучения их свойств позволяет говорить о способности этих препаратов повышать устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов разнообразной природы: физической, химической, биологической (Каплан Е.Я., 1990; Новожилов Г.Н., 1987; 1989; Цыренжапова О.Д., 1986).

К сожалению, защитный эффект адаптогенов развивается медленно (несколько недель и даже месяцев) и чаще всего он оказывается недостаточным по степени выраженности (Смирнов A.B., 1989). Кроме средств растительного происхождения, для активации адаптационных процессов используют нестероидные анаболики - рибоксин и оротат калия (Виноградов В.М., Бобков Ю.Г., 1986), а также некоторые витамины и их комплексы (Каплан Е.Я., 1990). Однако им присущи те же недостатки. Применение же более мощных анаболических средств (стероидов) имеет ограничения в связи с тем, что их прием сопряжен с риском развития ряда серьезных осложнений и поэтому они далеко не безвредны для здоровья человека. Все вышеизложенное диктует необходимость разработки новых фармакологических средств с достаточно быстрым и более мощным адаптагенным эффектом и в то же время не вызывающих серьезных нарушений в организме.

Исходя из сложившейся к настоящему времени концепции о ведущей роли активации генетического аппарата клеток в формировании устойчивой формы адаптации (Меерсон Ф.З., 1988), поиск новых адаптогенов целесообразно вести в первую очередь среди веществ, стимулирующих синтез нуклеиновых кислот и белков.

В качестве быстродействующих активаторов протеинсинтеза особое внимание целесообразно уделить представителям нового фармакологического класса акгопротекторов, в частности препарату бемитилу. Актопротекторы с успехом применяются для поддержания физической работоспособности в осложненных условиях, а также для активации различных процессов адаптации, в частности к гипоксии (Смирнов A.B. и др., 1990).

Цель и задачи.

Целью настоящей работы являлось изучение механизмов

адаптации к высокой температуре внешней среды, в основном связанных с усилением протеинсинтеза, разработка методов термотренировки и изыскание эффективных фармакологических средств ее активации.

Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) разработать адекватные для фармакологических исследований модели адаптации организма животных и человека к воздействию высоких температур внешней среды;

2) провести поиск препаратов, повышающих эффективность термоадаптации, в различных классах лекарственных веществ;

3) экспериментально, с помощью метода экзогенных РНК оценить роль активации протеинсинтеза в различных органах в процессе термоадаптации животных;

4) разработать схему ускоренной термоадаптации, сочетая воздействия температурного и фармакологического факторов, и исследовать ее эффективность на добровольцах в условиях термокамеры;

5) оценить эффективность разработанных методов ускоренной адаптации в исследованиях на воинском контингенте, передислоцированном в условия тропического жаркого климата.

Научная новизна. Новыми являются данные о комплексном действии термотренировки и препарата бемитил. В экспериментах на животных, а затем и при испытаниях на добровольцах показана возможность быстрого и эффективного повышения термоадаптации в результате сочетания тренировки в термокамере и введения бемитила. Способность бемитила ускорять адаптацию к высокой температуре внешней среды выявлена и в реальных условиях перемещения военнослужащих из России в зону тропического климата.

В экспериментах на животных с помощью метода экзогенных РНК подтверждена ключевая роль активации протеинсинтеза в формировании феноменов устойчивой адаптации. Установлено, что в развитии термоадаптации наибольшее значение имеют приспособительные реакции синтеза белка в головном мозге.

Впервые выявлена термопротекторная активность у новых химических соединений из группы имидазолов, что позволяет их рассматривать в качестве перспективных средств, повышающих

работоспособность организма в условиях высокой температуры внешней среды. Значительная термопротекторная активность обнаружена у пептидного препарата - простатилена.

Основные положения.выносимые на защиту

1. Метод экзогенных РНК является очень ценным инструментом анализа механизмов термоадаптадии, позволяющим на уровне целого организма определить роль отдельных органов в развитии адаптационного процесса.

2. Ключевую роль в процессе устойчивой адаптации организма к высокой температуре играют реакции синтеза белка в головном мозге.

3. Фармакологический препарат бемитил, являющийся эффективным быстродействующим активатором протеинсинтеза, заметно ускоряет развитие термоадаптации в модельных и натурных условиях.

Практическое значение работы. Разработанная модель экспресс-адаптации животных к высокой температуре внешней среды может быть использована для поиска новых препаратов с потенциальными термоадаптивными свойствами.

На основе результатов исследований разработана и апробирована в натурных условиях схема предварительной тепловой адаптации военнослужащих, подлежащих передислокации из средних широт в условия жаркого тропического климата. Обоснован режим и методика предварительной тепловой адаптации здоровых людей в сочетании с дозированными физическими нагрузками в термокамере. Актопротектор бемитил может использоваться для ускорения адаптации человека к высокой температуре внешней среды.

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 3 Международной конференции "Экологическая патология и ее фармакологическая коррекция" (Чита.,1991), Итоговых конференциях слушателей I факультета Военно-медицинской академии (Л.1991,1992, 1993), научных конференциях изобретателей и рационализоторов Военно-медицинской академии (СПб, 1991,1992), Итоговых конференциях Военного института физической культуры (СПб. 1992, 1993), симпозиуме "Пептидные биорегуляторы-цитомедины", (СПб, 1992), Рос-

сийской научной конференции "Антигипоксанты и актопротек-торы: итоги и перспективы" (СПб., 1994), на II Российском конгрессе "Человек и лекарство" (М., 1995).

Структура работы.

Диссертация изложена на 135 листах, включает 13 таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы, глав с изложением организации, методов исследования, результатов собственных исследований, выполненных на лабораторных животных и людях-добровольцах, общего заключения и выводов. В списке литературы приведено 162 отечественных и 68 иностранных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Опыты были поставлены на 710 беспородных белых мышах (массой тела 18-20 г) и 1350 белых крысах-самцах (массой 160180 г).

Для тепловой термоадаптации животных использовали цикловую ускоренную (так называемую "импульсную") термотренировку (Шустов Е.Б., 1994). Каждый цикл состоял из трех 20-минутных периодов пребывания животных в термокамере при +40 °С, с 40-минутными интервалами комнатной температуры между ними для восстановления гомеостаза. Количество дней тепловой тренировки составляло от 1 до 5.

Критериями оценки состояния термоадаптации служили продолжительность жизни подопытных животных при температуре окружающего воздуха +40 °С и продолжительность их плавания (с 5 % грузом от массы тела) в воде с температурой +40 °С. Эти тесты проводились через 24 часа после завершения термотренировки. Они же использовались в скрининговой серии опытов для отбора фармакологических средств, обладающих термопротек-тивной активностью. Отбор проводили прежде всего среди актопротекторов (бемитил, яктон) поскольку они относятся к наиболее перспективным термопротекторам и термоадаптогенам. Для сравнения оценивали эффективность одного из самых известных адаптогенов - экстракта элеутерококка. Кроме того, изучали действие пептидных препаратов животного происхождения

- тималина, кортексина и простатилена, представляющих собой вытяжки соответственно из тимуса, коры головного мозга и простаты крупного рогатого скота. Пептидные средства потенциаль но являются активаторами протеинсинтеза и, следовательно, могут обладать адаптогенными свойствами. Была также исследована эффективность ряда антигипоксантов - гутимина, амтизола, оли-фена, поскольку они, способствуя экономизации энергетического обмена и снижая теплопродукцию, теоретически могли вызвать термопротекторный эффект. Наконец, было изучено пять новых производных имидозола, способных снижать температуру тела и, вероятно, теплопродукцию. Оптимальные дозы изучаемых соединений были выбраны по данным литературы или предварительных опытов. Препараты вводили внутрибрюшинно за 1 час до температурного воздействия.

По результатам скрининговой серии опытов (табл.1) для дальнейших исследований в качестве термоадаптогена был избран бемитил. При использовании описанной выше модели импульсной тренировки бемитил вводили животным либо за 1 час, либо сразу после ежедневного тренировочного цикла в дозах 25 и 50 мг/кг.

В процессе исследований изучали ряд биохимических показателей крови, в том числе определяли активность некоторых ферментов аланинаминотрансферазы (AJTT), аспартатаминотранс-феразы (ACT), холинэстеразы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), щелочной фосфатазы (ЩФ), содержание общего билирубина, холестерина, триглицеридов, глюкозы, общего белка, альбуминов, глобулинов, креатинина, мочевой кислоты, мочевины. Для этой цели использовали автоматический анализатор фирмы "BECMAN". Концентрацию Na+, К+, Са2+ и С1" определяли методом пламенной фотометрии. Показатели перекисного окисления липидов -содержание малонового диальдегида (МДА) и гидроперекисей липидов (ГПЛ) - исследовали по методу Ф.Е.Путилиной и др. (Меньшиков В.В., 1988). Забор крови осуществляли на 70-ой минуте температурного воздействия (+40 °С) через 24 часа после завершения термотренировки.

Для прямой оценки адаптивной роли синтеза белка в приспособлении к высокой температуре среды использовали метод экзогенных РНК (Смирнов A.B., 1988, 1989). Суть метода заключается в следующем: РНК, выделенные из органа животного-

донора, в котором идет процесс адаптации, обусловленный активацией синтеза белка на уровне транскрипции, при введении другому животному-реципиенту могут воспроизводить данный процесс преимущественно в том же самом органе. Следовательно, метод экзогенных РНК дает возможность из сложной реакции организма избирательно вычленить компоненты, обусловленные активацией синтеза белка в определенных органах донора, и после специфического воспроизведения в соответствующих органах реципиента оценить их значение для организма в целом.

Опыты проводились на белых крысах-самцах. Методом фенольной депротеинизации получали суммарную фракцию органоспецифических цитоплазматических РНК (Аксенова H.H. и др., 1974). РНК выделяли из головного мозга, печени, почек, миокарда и скелетных мышц бедра через 24 часа после завершения термотренировки доноров. Во всех опытах использовали РНК от трех групп животных-доноров: интактных, адаптированных к высокой температуре и адаптированных совместно с применением бемитила. РНК из каждого органа вводили в дозе 0,05 мг/кг отдельным группам крыс-реципиентов за 24 часа до тестирования (по продолжительности жизни или плавания при температуре +40 °С). РНК из печени вводились внутрибрюшинно, а из других органов - подкожно, чтобы РНК достигали органы-мишени, минуя мощные метаболические системы печени (Смирнов A.B. и др., 1988).

С участием здоровых людей-добровольцев были проведены модельные и натурные исследования. В первом случае использовали научно-исследовательскую базу Военно-медицинской академии. В работе принимало участие 30 курсантов 18-25 лет, имевших хорошую спортивную подготовку.

Для модельных исследований на добровольцах использовали климатическую камеру фирмы "TABAY" (Япония) объёмом 18 м3, в которой автоматически поддерживали заданные параметры микроклимата. Камера была оснащена велоэргометром, позво-лявщим подвергать испытуемых дозированной физической нагрузке. После регистрации исходных параметров состояния испытуемых в обычных, термокомфортных условиях в камере проводили импульсную термоадаптацию, усиленную дозированной физической нагрузкой, при влажности воздуха 90% и скорости

его движения 0,5-1 м/с). Каждый день адаптации состоял из пяти 30-минутных периодов теплового воздействия(+60 °С) с 20-минутными интервалами между ними для отдыха и восстановления гомеостаза. Первый период перегревания проводили без физической нагрузки. Во время второго воздействия испытуемые выполняли трехминутную физическую нагрузку мощностью 50 Вт, третьего - 60 Вт, четвертого - 75 Вт. Нагрузка начиналась после повышения ректальной температуры на 0,5 "С. Заключительный пятый цикл проводили без физической нагрузки. Второй день термоадаптации отличался только тем, что температура окружающей среды была повышена до +65 °С, а продолжительность воздействий и интервал между ними составляли по 25 мин. На третий день температуру увеличивали до +70 °С с продолжительностью воздействий по 20 мин и интервалами между ними в 30 мин.

Через 1 сутки после завершения термоадаптационных воздействий исследовали при температуре +50 °С переносимость перегревания (время повышения ректальной температуры до 38,5 °С), скорость влашпотерь по снижению веса, частоту сердечных сркращений в покое и при физической нагрузке, индекс теплового напряжения.

Индекс теплового напряжения (и) организма испытуемых оценивали по динамике пульса, ректальной температуры, влагопотерь по формуле (Бобров А.Ф., 1993; Аоуа£1 У., МсЬе11ап Т.М., БИерИагё ЯЛ., 1995):

и = 0,012Р8 + 2,5Тр + 0,125\¥, где Ре - прирост пульса (уд/мин); Тр - прирост ректальной температуры (град); XV - влагопотери (кг).

Об устойчивости термоадаптационных сдвигов судили по данным дополнительного исследования на пятые сутки после завершения термоадаптации. Опытная группа испытуемых (15 человек) после завершения каждого ежедневного цикла термотренировки принимала перорально бемитил (0,5 г), а контрольная группа (15 испытуемых) - плацебо. Исследование проводилось двойным слепым методом.

К натурным испытаниям были привлечены 80 морских пехотинцев десантного подразделения, которые передислоци-

ровались морским транспортом в южные районы Вьетнама из средней полосы России. В натурных исследованиях регистрировали метеорологические данные и на их основе рассчитывали комплексные показатели тепловой нагрузки на организм испытуемых. При переходе морем военнослужащие проходили тренировку в термокамере в сочетании с приемом бемитила по описанной выше схеме. У испытуемых оценивали физическую работоспособность (по времени пробега 1 км кросса, тесту Р\УС170, количеству приседаний за 1 мин) температуру под языком и частоту сердечных сокращений после кросса, время задержки дыхания. Перечисленные показатели определяли во Владивостоке (исходные данные), а затем через 7, 14, 21 и 45 суток после прибытия во Вьетнам.

Статистическую обработку всех материалов исследования проводили в соответствии с ГОСТ 8.207-76 с использованием пакетов прикладных программ "ЕХЕЬ" и "Statgraphics" на ПЭВМ типа 1ВМ РС АТ. Оценку значимости различий между сравниваемыми выборками осуществляли с использованием параметрического I-критерия Стьюдента при уровне значимости 95 %.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Исследования на животных

В ходе скрининга препаратов принадлежащих к различным химическим и фармакологическим классам, на наличие у них термопротекторной активности было установлено, что по показателям продолжительности жизни и физической выносливости в условиях перегревания наибольшей эффективностью обладают актопротектор бемитил, пептидный препарат простатилен и три новых синтетических производных имидазола (табл. 1). Для дальнейших исследований по совокупности полезных признаков был избран бемитил.

Опыты на белых крысах показали, что термоадаптация, проводимая в режиме кратковременных прерывистых воздействий высокой температуры воздуха в течение трех дней, способна обеспечить существенное повышение устойчивости животных к перегреванию. В этом случае прирост продолжительности жизни

Таблица 1

Термопротективная активность фармакологических препаратов при внутрибрюшинном введении мышам (п=30) при температуре внешней среды +40 °С.

Название препарата Доза пре парата (мг/кг) Продолжительность жизни, мин Продолжительность плавания с грузом, мин

Плацебо 71,2±3,5 6,3±0,3

Бемитил 50 102,3±9,9 * 8,8±0,7*

Яктон 25 84,07±08,5 7,3±0,7

Экстракт элеутерококка 4 71,9±6,4 6,3±0,5

Амтизол 25 76,8±6,4 10,8±2,3*

Гутимин 50 78,3±6,4 6,6+0,2

Олифен 100 75,4+2,8 6,6+0,2

Тималин 1 70,4±,2 6,6+0,2

Кортексин 1 74,7+7,8 6,6+0,6

Простатилен 1 93,2+4,2* 13,2+3,2*

Производные имидозола: N574 N 578 N582 N577 N584 25 25 25 25 75 89,0±7,8* 99,6+12,8* 73,3+5,6 84,0+6,4 84,7±7,8 11,4±1,2* 18,0+2,4* 7,9+1,2 17,8+2,3* 7,8+1,1

Примечание: * различие с контролем достоверно при р<0,05

крыс в термокамере составляет 22 % (табл.2), дальнейшая тепловая тренировка увеличивает данный показатель на 8-12 %. По показателю продолжительности плавания, эффект наступает раньше и выражен в большей степени - на 111 %. По результатам опытов обеих серий в качестве базовых условий для дальнейших исследований была взята трехдневная схема термоадаптационного воздействия.

В следующем эксперименте изучали действие нескольких доз бемитила при различных вариантах его введения животным в сочетании с термотренировкой. Наилучший эффект был получен при ежедневном введении бемитила в течение трех дней в дозе 50 мг/кг сразу после проведения термоадаптационного цикла (табл.3). Прирост продолжительности жизни животных при перегревании достиг 47 %, а длительность плавания - 330 %. Эти данные свидетельствуют об активации бемитилом адаптационных процессов преимущественно в восстановительном периоде, когда как раз закладывается структурный след адаптации.

Опыты с экзогенными РНК показали, что РНК из органов контрольных (интактных) доноров мало повлияли на длительность жизни крыс-реципиентов при перегревании. Лишь РНК из печени несколько увеличивали этот показатель. РНК же из органов термоадаптированных крыс, кроме печени, вызвали заметный положительный эффект (табл.4). Действие РНК от доноров, получавших бемитил на фоне термотренировки, было неоднозначным: РНК из головного мозга резко повысили ( в 2 раза) длительность жизни реципиентов, а из почек, скелетных мышц и в меньшей степени из сердца, наоборот, вызвали уменьшение данного показателя по сравнению с эффектами РНК от доноров, адаптированных без применения бемитила. Очевидно, бемитил каким-то образом сдвигает естественный баланс активности протеинсинтетических процессов в различных органах в сторону преимущественного усиления данных процессов в наиболее важном для повышения термоадаптированности органе - головном мозге. При этом активность протеинсинтеза в других менее важных органах уменьшается, что, вероятно, позволяет организму экономить энергию, необходимую для обеспечения весьма энергоемких реакций синтеза белков, и тем самым перераспределять ее в самые важные органы. Сходный эффект бемитила наблюдался

Таблица 2

Влияние различных сроков термоацаптации на продолжительность жизни и физическую выносливость белых крыс при температуре +40 °С

Количество Продолжительность Продолжительность

дней тепловой жизни плавания с грузом

тренировки

мин % мин %

Контроль 77±2 100 9±1 100

1 день 86±2 112 9+1 100

2 дня 77+2 100 14±1* 156

3 дня 94+2* 122 19+2* 211

4 дня 100±3* 130 20±2* 222

5 дней 103+3* 134 21 ±2* 230

Примечание: - * различие с контролем достоверно при р<0,05 - в каждой группе было 10 животных

Таблица 3

Влияние трехдневной тепловой тренировки и бемитила, в зависимости от времени его введения, на продолжительность жизни и физическую выносливость белых крыс при температуре +40 °С

Исследуемая группа Продолжительность Продолжительность

животных жизни плавания

мин % мин %

Контроль 70+1 100 9±1 100

Термоадаптация 84±2* 118* 16±2* 178*

Бемитил (50 мг/кг) 82±1* 115* 17±2* 190*

перед тренировкой

Бемитил (50 мг/кг) 105±3*# 147*# 38±3*# 430*#

после тренировки

Примечание: - * различие с контролем достоверно при р<0,05

- # различие с термоадаптацией достоверно при р<0,05

- в каждой группе 12 животных

Таблица 4

Продолжительность жизни (мин) в термокамере(1) и плавания(Н) крыс-реципиентов (мин) после введения РНК от животных-доноров, подвергшихся термоадаптации, введению бемитила или их

сочетанию

Вид воздействия на крыс, Органы доноров - источники РНК

от которых выделены РНК Головной мозг Печень Почки Сердце Скелета, мышцы

Без воздействия (контроль) I 98±4 П 12±2 I 138±12 П 9+2 I 97±4 П 8+1 I 92+4 П 8+2 I 88+4 П 8±3

Термоадаптация 116+10 20±5 103+3* 16+4 137+7* 14+4 138+6* 12+2 136+9* 13+3

Бемитил 110+4* 18±6 117+11 18±4* 96+4 17+5 118+4* 7+2 96+4 15+3

Термоадаптация +бемитил 211±10*# 28+7* 103+3* 22±4* 96+5 27+5* 118+6 10+2 98±9 18+3

Примечание: - * различие с контролем достоверно при р<0,05

- # различие с термоадаптацией достоверно при р<0,05

- в каждой группе было 30 животных

и в исследовании В.Ю.Ганчо (1992), посвященном адаптивному действию данного препарата при высотной гипоксии.

Изучение эффектов РНК на модели плавания крыс при перегревании также выявило важную роль активации бемитилом протеинсинтеза в мозге, но здесь не менее важной оказалась и активация синтеза белков в печени и почках, что выглядит вполне закономерным, поскольку, как известно, в основе повышения физической работоспособности бемитилом лежит усиление синтеза ферментов глюконеогенеза в печени и почках (Смирнов A.B., 1984, 1994; Смирнов A.B., Виноградов В.М., 1994)

Резюмируя результаты всех опытов с экзогенными РНК, можно заключить, что для усиления пассивной термоадаптации бемитилом необходима прежде всего активация протеинсинтеза в головном мозге, а для усиления активной термоадаптации с сохранением физической работоспособности, необходима, кроме того, активация синтеза белков в печени и почках.

Результаты биохимических исследований (табл.5) могут также свидетельствовать об активации процессов протеинсинтеза в ходе термоадаптации, особенно на фоне действия бемитила: в крови уменьшаются концентрации мочевины и белка, что указывает на снижение активности протеолиза и вероятное усиление внутриклеточных протеинсинтетических реакций. Тенденция к уменьшению содержания креатинина может указывать и на преобладание синтеза над распадом креатинфосфата, т.е. на оптимизацию энергетического обмена.

Перечисленные сдвиги более выражены при сочетании термоадаптации с воздействием бемитила.

В группах, которым вводили бемитил, отмечана тенденция к увеличению активности ЩФ и ЛДГ. Активность АЛТ увеличивается у термоадаптированных крыс, а в термоадаптированной группе с введением бемитила активность значительно ниже. Активность ACT снижается на фоне термотренировки и в еще большей степени уменьшается у термоадаптированных животных, получавших бемитил.

Оценивая в целом изменения активности ферментов сывороткикрови, можно предположить, что в группе термоадаптированных животных эти изменения свидетельствуют о неустойчивой адаптации, поскольку наряду со снижением

Таблица 5

Влияние термоадаптации и бемитила (50 мг/кг) на биохимические показатели сыворотки крови белых крыс в терминальной фазе перегревания (70 мин от начала) в термокамере при температуре +40 °С

Изучаемый показатель Еданивд измерения Безлермодатгации Термовдп тащя Термоодп ТЭЦИЯ + бемитил

Контроль Бемшил

Альбумины г/л 33+1,0 34+1,0 315+2^ 36+25

Глобулины г/л 27,8±1,0 25±1,7 20,8+2,0" 20,5+2,0*

Общий белок г/л 60+1 60+1 51±1* 56+1*

Креашнин ммспь/л 149+27 122+11 108+7 95+7

Мсчевина ммеш/л 5,4+0,6 4Д+1,5 4,1+0,9 3,6+0,9

Мсчевая

кислота тть/л 0,12+0,03 0,12±0,01 0,11+0,01 0,11+0,01

ЩР ммеяь/л 72+17 102+12 69+13 111±13

лаг ммаль/л 652+26 1013+106* 469+12* 499+U*

АЛГ ммаль/л 45+1 55+6 133+5* 78+5* #

ACT ммйль/л 777+1? 243+7* 172+11* 87±т

Общий

билирубин таль/л 19,6+4,4 14,7+2^ 8,1+0,8* 5,6+0,8*#

Холинэсгераза ммаль/л 12,5+3 11ДЩЗ 11,0+0,3 11,0+0,3

Холестерин ммаль/л 1,7+0,13 1ДЩ1 1,6+0,16 1,910,18

Тришцервды ммоль/л 3,1+0,2 4,2+0,4* 3,6±02 2,2+0,2*

Глюкоза ммачь/л 6р±0,4 6,4+0,5 7,2±0,3 7,0+0,3

мкмоль/ш 1,81+0,17 -1,47±0,13 1,23+0,15* 1,10+0,14*

Гидроперекиси мкмоль/ил 244+24 190+23 176±21* 158+20*

липвдов

Примечание: - * различие с контролем достоверно при р<0,05 - # различие с термоадаптацией достоверно при р<0,05

активности ACT, которое может указывать на стабилизацию клеточных мембран, наблюдается повышение активности AJIT, то есть сдвиг противоположной направленности. Под влиянием же бемитила термоадаптация стала, очевидно, более стабильной, так как в соответствующей группе произошло снижение активности в сыворотке обоих ферментов. О стабилизации мембран указывает и снижение под влиянием бемитила уровня билирубина в крови, особенно в группе, проходившей термотренировки.

Определение содержания в крови натрия, кальция, калия и хлора свидетельствует об устойчивости минерального обмена у животных в условиях данного эксперимента. Обычно изменения в минеральном обмене наступают после более продолжительных термонагрузок, сопровождаемых значительной потерей организмом жидкости.

Снижение уровня триглицеридов в термоадаптированной группе с применением бемитила является, вероятно, благоприятным сдвигом, поскольку это может уменьшить активность ПОЛ и разобщающее действие на окислительное фосфорилирование образующихся из триглицеридов свободных жирных кислот, приводящее при перегревании к нежелательному усилению теплопродукции. Снижение концентрации крови МДА и ГПЛ у термоадаптированных животных, особенно на фоне применения бемитила, действительно, свидетельствует об уменьшении активности ПОЛ.

2. Исследования на людях-добровольцах.

По результатам проведенного исследования , после однодневной термотренировки выраженного позитивного эффекта получить не удалось, хотя отдельные приспособительные сдвиги все же проявились, особенно при приеме бемитила. Более значительный эффект получен после трехдневной термотренировкй, когда адаптивные сдвиги проявились при перегревании в снижении темпов роста ректальной температуры и влагопотерь, индекса теплового напряжения, частоты сердечных сокращений в покое и при физической нагрузке (табл.6). Это привело к увеличению предельной длительности пребывания в термокамере на 60 % в группе плацебо и на 85 % в группе с приемом бемитила.

Таблица 6

Влияние трехдневной термоадаптации и ежедневного приема бемитила (0,5 г) на физиологические показатели у добровольцев в условиях высокой температуры внешней среды +50° С

Изучаемый показатель Контроль Гермоадап-тация Термоадаптация + бемитил

Переносимость гипертермии (мин) 58+2 94+3* 109+2*

Скорость вдагопотерь (г/час) 1048±107 810±25 709+30*#

Скорость роста ректальной температуры (градус/час) 2,20±0,10 1,44±0,07* 1,38+0,04*

Индекс теплового напряжения (усл.ед.) 8,6±0,3 6,5+0,4* 4,8±0,3*#

Частота сердечных сокращений в покое (уд/мин) 115+2 90+4* 72+2*#

Частота сердечных сокращений при нагрузке (уд/мин) 170+4 162±4 141±3*#

Примечание: - * различие с контролем достоверно при р<0,05

- # различие с термоадаптацией достоверно при р<0,05

- в каждой группе было 15 добровольцев

. Биохимические сдвиги у испытуемых напоминали таковые у животных у животных, но были менее выражены.

Изучение сохранности термоадаптационного эффекта после завершения тренировки показало, что через 1 сутки данный эффект проявляется достаточно отчетливо, а через 5 суток практически исчезает. Применение бемитила пролонгирует состояние термоадаптации, по крайней мере до 5 сут, хотя степень ее выраженности к этому сроку оказывается существенно сниженной.

Таким образом, модельные исследования, проведенные на добровольцах, подтвердили данные, полученные в опытах на животных: трехдневная "импульсная" термотренировка, включающая пять циклов воздействия высокой температуры в день, привела к существенному повышению термоустойчивости испытуемых, хотя развившаяся адаптация и не была достаточно устойчивой. Прием актопротектора бемитила позволил заметно усилить и закрепить произошедшие адаптативные сдвиги, что,несомненно,свидетельствует о перспективности применения этого препарата в качестве высокоэффективного термоадаптогена.

Исследования в натурных условиях жаркого тропического климата после двухнедельного пребывания военнослужащих во Вьетнаме выявили у всех испытуемых существенное термическое "напряжение" организма: это выразилось в увеличении времени, затраченного на преодоление дистанции кросса (1 км), температуры тела, частоты пульса (табл. 7). Однако у группы, прошедшей предварительную цикловую термотренировку во время перехода морем и получавших бемитил, эти показатели были существенно ниже, а в ряде случаев статистически не отличались от исходных данных, полученных во Владивостоке. Сходные данные были получены при других физиологических нагрузках (количество приседаний за 1 мин, время задержки дыхания). У морских пехотинцев, прошедших предварительную термоадаптацию на фоне применения бемитила, все регистрируемые показатели устойчиво отличались в лучшую сторону от соответствующего контроля (табл.8). Подчеркнем то обстоятельство, что наличие положительных последствий предварительной термотренировки выявляется даже спустя многие недели, т.е. имеет относительно долговременный характер. Очевидно, это стало возможным только

Таблица 7

Влияние физической нагрузки ( кросс 1 км) на некоторые показатели состояния организма и работоспособность военнослужащих, прошедших термоадаптацию на переходе морем и получавших бемитил, через две недели пребывания в жарком климате

Географическое место исследования Количество испьпуемых Метеоусловия Исследуемые показатели

Температура наружного воздуха, °С Влажность % Время пробега дистанции, с Температура под языком, °С ЧСС* после кросса уд/мин

г. Владивосток 80 22 72 205+2 37,4±0,2 99±3

Порт Камрань, Вьетнам Контроль 40 38 80 227+5* 38,8±0,4* 118±.6*#

Термоадаптация +бемитил 40 38 80 210+5* 37,8±0,3 101±3

Примечание: - * различие с исходными данными достоверно при р<0,05

- # различие с контролем достоверно при р<0,05

- < ЧСС - частота сокращений сердца

Таблица 8

Динамика общефизического состояния военнослужащих, прошедших термоадаптацию на переходе морем и получавших бемитил, в различные сроки пребывания в тропиках

Коли- Срок пребы- Характеристика климатических факторов Показатели физического состояния

1 еографическое место исследования чество испытуемых в тропиках, сут Температура воздуха °С Влажность воздуха % Время задержки дыхания, с Количество приседаний за 1 ЧСС после нагрузки, УД./ PWCI70 Вт

мин мин

г. Владивосток 80 0 22 72 35+1 36+3 99±4 158+13

Контроль 40 7 43 88 29+1* 20±1* 105±3 152±17

Порт 40 21 44 80 29+3 21±2* 108±2* 145±17

Камрань 40 45 45 80 32±3 31±3 104±6 142 ±16

Вьетнам -

Термоадаптация 40 7 43 88 32+1* 30±1# 100±3 178+5

+бемитил 40 21 44 80 33+3 31±2# 103±2 188+5*

40 45 45 80 35+2 36±3 98+6 188+5*

Примечание: - * различие с исходными данными достоверно при р<0,05 - # различие с контролем достоверно при р<0,05

благодаря закреплению структурного "следа" предварительной термоадаптации последующим воздействием высокой температуры среды в тропиках. По мере пребывания в тропиках в обеих группах испутуемых улучшение физического состояния имело неуклонную положительную динамику, разница между группами состояла в том, что уровень устойчивости у лиц, прошедших предварительную импульсную термоадаптацию с применеием бемитила, был выше.

Таким образом, апробированная в модельных исследованиях на добровольцах схема "импульсной" термоадаптации на фоне приема актопротектора бемитила оказалась эффективной и для подготовки военнослужажих к профессиональной деятельности в натурных условиях высокой температуры внешней среды тропической зоны.

ВЫВОДЫ

1. В ходе скрининга фармакологических средств различных классов, на наличие термопротективной активности установлено, что выраженным защитным действием при перегревании по показателям выживаемости и физической выносливости животных обладают актопротектор бемитил, пептидный препарат простатилен и некоторые новые производные имидазола.

2. Трехдневная "импульсная" термотренировка, заключающаяся в ежедневных трехкратных 20-минутных воздействиях высокой температуры (+40 °С) с 40-минутными интервалами между воздействиями, обеспечивает значительное повышение устойчивости белых крыс к перегреванию: продолжительность жизни при температуре +40 °С увеличивается на 22 %, а физическая выносливость - на 210 %.

3. Ежедневное введение актопротектора бемитила (50 мг/кг массы тела) животным сразу после завершения термотренировки приводит к существенному усилению термоадаптационного эффекта: прирост длительности жизни при перегревании составляет 47 %, а физической выносливости - более 300 %; в крови наблюдается также снижение активности аминотрансфераз, свидетельствующее о стабилизации биологических мембран, уменьшение концентрации продуктов перекисного окисления липидов и повышение потенциала антиоксидантной системы.

4. С помощью метода экзогенных РНК получены прямые доказа-

тельства ключевой роли активации протеинсинтеза, прежде всего в головном мозге, для развития феномена термоадаптации; эта активация усиливается при введении животным бемитила.

5. Трехдневная "импульсная" термотренировка (пятиразовое ежедневное воздействие нарастающей высокой температуры в сочетании с физической нагрузкой) приводит к развитию отчетливого термоадаптивного эффекта у человека: замедлению при перегревании повышения температуры тела, индекса теплового напряжения, темпа влагопотерь, частоты сердечных сокращений в покое и при физических нагрузках, что обусловило увеличение предельно допустимого времени пребывания в термокамере на 60 %.

6. Ежедневный прием бемитила испытуемыми в дозе 0,5 г сразу после завершения цикла термотренировки заметно усиливает и закрепляет эффект термоадаптации, в результате чего время пребывания в термокамере увеличивается до 85 %.

7. Тепловая тренировка на борту корабля во время передислокации военнослужащих из средней полосы России во Вьетнам способствовала более быстрому их приспособлению к тропическому климату, значительному повышению физической работоспособности, увеличению физиологических резервов организма и снижению напряжения функциональных систем.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Трехдневная "импульсная" (пятиразовая) тепловая тренировка является эффективным способом повышения устойчивости организма и поддержания работоспособности в условиях высокой температуры внешней среды.

2. Для усиления и закрепления феномена термоадаптации целесообразно назначить ежедневный прием актопротектора бемитила (0,5 г) сразу после завершения пятиразовой термотренировки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. О возможностях применения актопротекторов в неблагоприятных условиях обитания и при экологических

катастрофах// Экологическая патология и ее фармакокоррекция: Тез.докл.III межд.конф.- Чита.-1991) 4.1.- С.88-89.(Соавт.Смирнов А.В.,Гаичо В.Ю.,Шпиленя JI.C., Никифоров A.M., Зарубина И.В., Лукк М.В., Шустов Е.Б.).

2. Способ эксперсс-адаптации животных к условиям гипертермии//Сб.изобр. ирац.предл,- Вып. 22. С.Пб: BMA. 1991.-N 2. - С.66. (Соавт. Шустов Е.Б.).

3. Способ повышения физической работоспособности в условиях критической гипертермии//Сб.изобр. и рац.предл,- Вып.23.С.Пб: BMA. 1992.- N2,- С.52 (Соавт.Томчин А.Б., Шустов Е.Б.).

4. Влияние препарата бемитил на экстренную адаптацию животных к условиям гипертермии//Тез.итог.конф.слушателей I факультета ВМАим.С.М.Кирова. - Л.1991.- С.53. (Соавт.Шустов Е.Б.).

5. Исследование экстренной адаптации животных к условиям гипертермии//Тамже.- С.54.(Соавт.Шустов Е.Б.).

6. Эффекты экзогенных РНК у животных в условиях гипертермии//Тез.докл.итог.конф.ВДКИФК,- СПб, 1991 - С.37,-(Соавт.Важенин С.А.).

7. Реабилитация подводников в послепоходовом периоде в условиях жаркого тропического климата //Там же,- С.92.

8. Влияние бемитила на физическую работоспособность человека в условиях гипертермии.//Там же.- С.88.

9. Корреляционный анализ параметров ПОЛ в условиях гипертермии//Тез.итог.конф.слушателей BMA им.С.М.Кирова,-Л.1992.- С.44 (Соавт.Шустов Е.Б.).

10. Показатели электролитного баланса в условиям гипертермии и их фармакологическая коррекция/Дам же. - С.45 (Соавт.Шустов Е.Б.).

11. Экспериментальная оценка эффективности биорегуляторов при воздействии экстремальных факторов//Материалы симпозиума "Пептидные биорегуляторы - цитомедины". СПб.:, 1992,- С.108-109.- (Соавт.Новиков B.C., Смирнов A.B., Колосков И.А., Шустов Е.Б.).

12. Влияние бемитила на уровень мочевины и креатинина в плазме крови и моче// Тез. Российской научной конференции "Антигипоксанты и актопротекторы: тоги и перспективы" с. 192 (СПб., 1994),(Соавт. Кузнецов И.А., Шустов Е.Б).

13. Влияние актопротектора бемитила на адаптацию организма к гипертермии //Там же С. 198 (соавт Шустов Е.Б., Смирнов A.B.).

14. О возможностях использования актопротекторов и антигипоксантов в авиационной и космической медицине// Авиационная и космическая медицина, психология, эргономика: Тез.докл.науч.конф."Человек в авиации и косманавтике: прошлое настоящее и будущее". - М.: Полет,- 1995,- С.339-340 (Соавт.Смирнов А.В.,Ганчо В.Ю., Шустов Е.Б.)

15. Направления использования актопротекторов в лечебной практике и фармакологии здорового человека// на II Российском национальный конгресс "Человек и лекарство" с.13 (М., 1995), (Соавт. Смирнов A.B., Шустов Е.Б., Ганчо В.Ю.).