Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

Кислород играет ключевую роль в энергообеспечении клеток и синтезе АТФ в ходе окислительного фосфорилирования. Наиболее высокая скорость метаболизма кислорода обнаружена в сосудистой и центральной нервной системах. В связи с этим гипоксия оказывает существенное влияние, прежде всего именно на эти системы [1,2]. В этом плане, состояние лимфатической системы при воздействии гипоксического фактора является менее изученным [3]. Нашими предыдущими исследованиями было установлено влияние токсикантов (CdCl2, NaNO2, толуола), а также воздействие гипоксической гипоксии, носивших стрессорный характер, на показатели гемо - и лимфодинамики у крыс [4,5]. Сотрудниками нашего Института было выявлено положительное влияние пикногенола на устойчивость клеточных мембран при воздействии различных токсикантов [6]. Пикногенол - экстракт виноградных зерен (Grepe seed extract), полученный в результате первичной экстракции, содержит растительные полифенольные соединения, представляющие собой продукты вторичного метаболизма растений, включая проантоцианидины, относящися к классу биофлавоноидов. Одной из самых важных особенностей биофлавоноидов является количество гидроксильных групп, благодаря чему молекула может служить ловушкой для свободных радикалов, проявляя антиоксидантные свойства.

Целью настоящей работы явилось изучение возможности пикногенола, как протектора сдвигов в гемолимфоциркуляторной системе при стрессиндуцирующих воздействиях и предложения физиологического способа повышения адаптации организма к воздействию неблагоприятных экстремальных факторов. Эксперименты были проведены на 4 группах животных: 1 группа - интактные животные (n-10); 2- с введением толуола(0,3LD 50, 0,1 мл в/б,; (n-30); 3- толуол + экстракт косточек красного винограда (путём внутрижелудочного введения водного раствора в дозе 0,01 мл/день/голову в течение 30 суток; (n-30); 4- воздействие гипоксической гипоксии по методике Зверьковой Е.Е. [7] (n-30). У всех животных в острых опытах измеряли ток лимфы, активность АЛТ и АСТ в лимфе, в крови рО2 и рСО2, осмотическую устойчивость эритроцитов, Hb и метгемоглобин.

Результаты проведённых исследований показали, что при воздействии толуолом у крыс наблюдалось снижение насыщения крови кислородом, содержания Hb, нарастание CO2 в крови, снижение, повышение метгемоглобина. У животных формировалось состояние гемической гипоксии. Увеличение размаха амплитуды осмотической устойчивости, говорило о снижении осмотической устойчивости эритроцитов, и усугублении состояния анемии и гипоксии. Повышение содержания метHb тоже снижало кислородную емкость крови, что также усугубляло состояние гипоксии. При введении толуола наблюдалось значительное снижение лимфотока. Он резко уменьшался и почти не восстанавливался через 35 дней после введения токсиканта (табл. 1).

На фоне применения экстракта насыщение крови кислородом увеличивалось, а углекислоты снижалось, содержание гемоглобина и метгемоглобина приближались к норме. При применении экстракта эритроциты становились более устойчивыми к разрушающему действию толуола, о чём говорит небольшой размах амплитуды, а также постоянство её величины. Применение экстракта красных косточек винограда приводило к значительному нарастанию лимфотока, особенно заметное через месяц (табл. 1). Активность аминотрансфераз в плазме крови и лимфе после введения толуола нарастала, при этом наиболее выраженные изменения наблюдались в лимфе, на фоне введения экстракта содержание АЛТ и АСТ приближалось к норме (табл. 1). Полученные данные говорят о том, что применение экстракта снижало явления гипоксии, вызванные влиянием ксенобиотика толуола. Эффективность применения антиоксиданта-пикногенола выявляет факт оксидативного стресса при провоцировании гемической гипоксии.

Таблица 1.

Изменения физиологических и биохимических показателей у крыс при введении толуола
и на фоне пикногенола

Регистрируемые показатели

Интактные

Опытные (время наблюдений-сут)

3-14

15-21

22-35

MetHb(%)

толуол

1,17 ± 1,12

38,24 ±1,03**

16,68 ±5,16*

18,76 ± 2,08

тол+экстр.

10,76 ± 2,08**

6,35±2,04*

3,39±1,63

Hb (г/л)

толуол

149,3 ± 0,98*

105,0 ± 1,47*

119,4 ± 2,51*

125,0 ± 4,51*

тол+экстр.

127,7±1,65*

139,2±1,78

143,0±3,05

рO2

толуол

99,40±0,99

94,20±0,98

94,00±0,93*

78,38±19,98*

тол+экстр.

94,55±0,97

98,90±0,92

98,90±5,35

рСО2

толуол

50,00±0,99

51,55±0,97

58,27±0,96*

59,70±1,09*

тол+экстр.

47,20±0,99

49,08±0,99

50,00±0,99

Амплитуда осмотической устойчивой эритроцитов

толуол

0,10±0,02

0,13±0,02*

0,13±0,03

0,26±0,06**

тол+экстр.

0,10±0,01

0,13±0,01

0,13±0,03

Лимфоток

мкл/мин/100 г м.т.

толуол

12,35±3,33

3,49±0,69***

1,28±1,39***

1,78±3,33***

тол+экстр.

5,13±1,33***

8,39±2,97***

11,55±1,35***

АЛТ мккат

толуол

0,13±0,08

1,15±0,09***

1,17±0,06***

1,13±0,08***

тол+экстр.

 

 

 

АСТ мккат

толуол

0,14±0,02

1,29±0,06***

1,29±0,05***

1,27±0,09***

тол+экстр.

 

 

 

Примечание: обозначения

*- достоверно при Р <0,05;

**- достоверно при Р <0,01;

***- достоверно при Р <0,001.

В 4-опытной группе животных, при воздействии гипоксической гипоксии наблюдались изменения со стороны гемо - и лимфодинамики, аналогичные гемической гипоксии, вызванной воздействием ксенобиотиков. При этом транспорт кислорода эритроцитами, содержание гемоглобина, осмотическая устойчивость эритроцитов и лимфоток снижались, а транспорт углекислоты, и что особенно интересно, метHb в крови и активность аминотрансфераз в лимфе возрастали (табл. 2). По существу обнаружился переход из состояния гипоксической гипоксии в гемическую, из-за появления метHb.

Таблица 2.

Изменения физиологических и биохимических показателей у крыс при воздействии гипоксической гипоксии

Регистрируемые показатели

Интактные

Опытные (время наблюдений-сут)

3-14

15-21

22-35

MetHb(%)

1,17 ± 1,12

 

 

 

Hb (г/л)

149,3 ±0,98*

 

 

 

рO2

99,40±0,99

80,40±9,25*

91,50±3,37

98,38±9,98

рСО2

50,00±0,99

51,55±0,97

56,27±0,96*

58,74±1,09*

Лимфоток, мкл/мин/100 г м.т.

12,35±3,33

9,99±1,19*

2,23±2,10**

10,73±3,13**

АЛТ мккат

0,13±0,09

1,13±0,07**

0,78±0,22**

0,45±0,11

АСТ мккат

0,14±0,02

1,25±0,02

0,71±0,02*

0,67±0,05

Анализ полученных результатов показал, что и ксенобиотик и гипоксическая гипоксия в итоге приводили к одинаковому результату- формированию гемической гипоксии, являющейся по существу одним из видов стресса, с вовлечением циркуляторной системы. Как известно, одними из ключевых звеньев при активизации стресс-системы являются: система транспорта для переброски энергетических ресурсов, а также система, обеспечивающая иммунитет, то-есть система гемо- лимфоциркуляции.

Стресс вызывает адаптивное перераспределение кровотока в органах желудочно-кишечного тракта, приводя к их ишемизации и вторичной тканевой гипоксии [8]. Вторичная тканевая гипоксия в органах желудочно-кишечного тракта, в случае преодоления потенциала стресс-лимитирующей системы и стадии резистентности к стрессу [1,2,9], приводит к снижению активности глютатион пероксидазы [2, 9], чем объясняется повышение содержания метгемоглобина, независимое от причины, вызвавшей состояние гипоксического стресса. Происходит формирование порочного круга (гипоксия-стресс- ишемия -метгемоглобинемия - анемия -гипоксия). Снижение кровенаполнения органов желудочно-кишечного тракта, в результате ишемии, где формируется 2/3 всей лимфы грудного протока, приводило к снижению лимфообразования и оттока лимфы по грудному протоку. Иными словами, состояние гипоксического стресса приводило к значительным сдвигам в состоянии лимфообращения. Согласно современным представлениям, характерные для гипоксии нарушения энергосинтезирующей функции дыхательной цепи являются результатом ряда последовательно развивающихся изменений активности различных её ферментов, зависящих от тяжести и/или длительности гипоксического воздействия и определяющих фазность процесса в целом. Особую роль играет сукцинатоксидазный путь окисления, усиление которого препятствует снижению на ранней стадии гипоксии внутриклеточного уровня АТФ и который может рассматриваться как главный механизм срочной адаптации клетки к дефициту кислорода. Это сохраняет возможность поступления восстановительных эквивалентов на цитохромный участок дыхательной цепи, благодаря чему функция комплексов III и IV и синтез АТФ в этом участке не нарушаются. Для её осуществления в клетке, по-видимому, происходят сложные регуляторные тканево-специфические перестройки. Так, в печени и сердце активируется трансаминазный цикл окисления, обеспечивающий усиленное образование эндогенного сукцината [10]. Появление значительного количества аминотрансфераз в лимфе грудного протока, отражает эти процессы. Следует учесть, что лимфатические сосуды в отличие от кровеносных получают питание и кислород исключительно по vasa vasorum, поэтому в случае спазма питающих сосудов, страдают в большей степени, чем кровеносные, которые могут получать необходимое из протекающей через них крови [11].

При применении экстракта красных косточек винограда-пикногенола у крыс происходило снижение негативных последствий воздействия гемической гипоксии. Мы считаем, что применение пикногенола нивелировало формирование состояния вторичной тканевой гипоксии, что выражалось в снижении содержания метгемоглобина, повышении концентрации гемоглобина и устойчивости эритроцитов к повреждающему действию стресса, восстановлении транспортной и дренажной функции лимфатической системы, тем самым повышались компенсаторно-приспособительные реакции организма к гипоксии. Нами получен патент № 22153, позволяющий рекомендовать пикногенол как природный антигипоксант с целью повышения адаптации организма к экстремальным и стрессорным воздействиям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Александрова А.Е. Антигипоксическая активность и механизмы действия некоторых синтетических и природных соединений.// Эксперим. и клинич. фармакол. 2005, Т.68, № 5. С. 72-78.
  2. Малышев И.Ю., Монастырская Е.А., Смирин Б.В., Манухина Е.Б. Гипоксия и оксид азота. // Вестн. Рос АМН, 2000, № 9, С. 44-48.
  3. Топорова С.Г. Динамика изменений периферического лимфотока при действии гипоксии. // Физиол. журн. СССР, им. И.М. Сеченова, 1986, т. 72, № 5, С. 642-649.
  4. Омарова А.С., Алибаева Б.Н. К механизму адаптации к гипоксии, вызванной воздействием ксенобиотика-толуола на организм крыс. // Хирургия, морфология, лимфология. Научно-практический журнал. 2007, Т. 4, № 7, С. 66-67.
  5. Омарова А.С., Алибаева Б.Н. Отдалённые последствия однократного воздействия гипоксической гипоксии на организм крыс. // «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» 4 Всерос. научно-практич. конф. с международ. участием. 27-29 окт. 2009., Новосибирск, 2009. С. 173-174.
  6. Маматаева А.Т., Мырзахметова М.К., Өтегалиева Р.С. Егеуқұйрықтар эритроциттерінің мембранасы резистенттілігіне жүзім сүйегі сығындысының әсері. // Вестник КазНУ (сер. экол), 2008, Т. 23, № 2, С. 84-88.
  7. Зверькова Е.Е. Кровоснабжение миокарда и резистентность организма к гипоксии при тренировках гипоксически-гиперкапниче-скими воздействиями. Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. канд.мед.наук, А-Ата, 1982, 26 с.
  8. Пшенникова М.Г. Лекция. Феномен стресса. Эмоциональный стресс и его роль в патологии. // Патол. физиол. и эксперим. терапия, 2000, № 2, С.24-31.
  9. Лукьянова Л.Д. Роль Биоэнергетических нарушений в патогенезе гипоксии. // Патол. физиол. и эксп. терапия. 2994, №2, С.3-11.
  10. Кондрашова М.Н. // Фармакологическая коррекция гипоксических состояний. М. 1989. 259 с.
  11. Agliano M., Sacchi G., Weber E., Pucci A.M., Comparini L. Vasa vasorum ofsuperficial collecting lymphatics of human thigh.// Lymphology, 1997, № 30, Р. 116-121.