Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,653

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЦИТОФЛАВИНА ПРИ ОСТРОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ

Бизенкова М.Н. Чеснокова Н.П. Романцов М.Г. Невважай Т.А.

В опытах на беспородных белых мышах с экспериментальной острой гипоксической гипок­сией обнаружено резкое увеличение содержания в крови промежуточных продуктов липопероксидации - диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА) на фоне подавления активно­сти ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы крови. Достигнута эффективная коррекция метаболических сдвигов, спус­тя 30 мин с момента развития острой гипоксической гипоксии, с помощью комплексного препа­рата - цитофлавина. Последний обеспечивает активацию НАД - зависимых, а также флавинзависимых дегидрогеназ, усиливает энергообеспе­чение клеток, а также их антирадикальную защи­ту в процессе активации убихиноновых оксиредуктаз и восстановления глутатиона.

Процессы свободнорадикального окисле­ния являются необходимым звеном метаболиче­ской активности клеток в условиях нормы при наличии сбалансированности антирадикальной защиты клеток и интенсивности образования свободных радикалов, в частности, активных форм кислорода (АФК). В настоящее время дано четкое объяснение происхождению свободных радикалов при различных формах патологии, осложненных развитием гипоксического синдро­ма.

Как известно, в условиях нормы около 98% молекулярного кислорода подвергается тетравалентному восстановлению в митохондриях в биологическом процессе, связанном с генерацией АТФ (Ерохин И.А., Шляпников С.Н., 1997).

Около 1-2% общего количества потреб­ляемого кислорода подвергается одновалентному восстановлению с образованием так называемых свободнорадикальных соединений, имеющих неспаренный электрон на внешней орбитали. В условиях гипоксии различного генеза в связи с дефицитом кислорода происходит разгрузка ды­хательной цепи за счет утечки электронов на пу­ти следования к цитохромоксидазе. При этом возникает последовательное одновалентное вос­становление кислорода с образованием суперок­сидного анион - радикала, перекиси водорода, гидроксильного радикала. Последние обладают выраженным цитотоксическим действием [7].

В цитозоле клеток образование суперок­сидного анион - радикала возможно при участии ксантиноксидазы, активируемой в условиях ги­поксии, а также в процессе метаболизма и взаи­мопревращения катехоламинов, простагландинов, лейкотриенов в системах, содержащих ки­слоты переменной валентности, в микросомах и т.д.

Вышеизложенное делает очевидным тот факт, что в механизмах развития гипоксического некробиоза клеток важная роль должна быть от­ведена избыточному образованию свободных радикалов и соответственно дестабилизации структурных компонентов клеток различной функциональной значимости под влиянием ука­занных соединений [2]. Последнее определяет целесообразность апробации различных антигипоксантов, антиоксидантов, мембранопротекторов при различных видах гипоксии [5].

Целью настоящего исследования явилось изучение метаболических эффектов цитофлавина в условиях экспериментальной острой гипоксической гипоксии.

Цитофлавин - новый фармакологический препарат со свойствами антигипоксанта и антиоксиданта, предложенный фирмой «Полисан», 2000г.

Материалы и методы исследования

Эксперименты проведены на 360 беспо­родных белых мышах - самцах массой 20-22 г.

Острую экзогенную гипоксическую гипок­сию моделировали, помещая животного в герме­тически закрытый сосуд объемом 250 мл. Про­должительность жизни животных без медикамен­тозной коррекции составляла в среднем 32,2 мин.

Проведена сравнительная оценка состоя­ния процессов липопероксидации и активности антиоксидантной системы крови в 3-х группах наблюдения:

  1. в интактной группе животных;
  2. в группе животных с эксперимен­тальной гипоксической гипоксией без медика­ментозной коррекции;
  3. в группе животных с эксперимен­тальной гипоксией, развивающейся на фоне предварительного введения цитофлавина.

Цитофлавин вводили внутрибрюшинно в дозе 1,2 мл/кг за 5 мин до моделирования гипок­сии.

О состоянии процессов липопероксидации судили по содержанию в крови гидроперекисей липидов (ГПЛ) и малонового диальдегида (МДА), определяемых общепринятыми спектро-фотометрическими методами [4,9]. О состоянии ферментного звена антиоксидантной системы крови судили по активности супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, определяемых соответст­венно спектрофотометрическими методами ис­следования в модификации Fried R. et al., 1975; Conen S. et al., 1970. О состоянии неферментного звена антирадикальной защиты клеток судили по уровню витамина Е в сыворотке крови [3]. Одно­временно определяли уровень общих сульфгидрильных групп (-SH-) [10], перекисную резистентность эритроцитов (ПРЭ) [8]. Интегративным показателем оценки состояния аутоинтокси­кации явилось определение молекул средней мас­сы (МСМ) в сыворотке крови [6].

Результаты исследований были подвергну­ты статистическому анализу с помощью про­грамм Statistica 99 (Версия 5.5 А, «Statsoft, Inc», г. Москва, 1999); «Microsoft Excel, 97 SR-1» (Micro­soft, 1997). Проведен расчет коэффициентов ли­нейной корреляции.

Результаты и их обсуждение Как показа­ли результаты проведенных исследований зако­номерными особенностями системных метаболи­ческих расстройств, формирующихся на фоне острой гипоксической гипоксии, является акти­вация процессов липопероксидации, недостаточ­ность ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы крови с последующей дестабилизацией биологических мембран.

Об этом свидетельствовало избыточное накопление в крови ГПЛ и МДА (табл. 1), сниже­ние активности СОД и уровня витамина Е в кро­ви (табл. 2). Показателями абсолютной недоста­точности антирадикальной защиты клеток яви­лось снижение общих SH - групп в сыворотке крови и ПРЭ (табл. 2).

Характерным признаком острой гипоксической гипоксии явилось увеличение содержания в крови МСМ (табл. 1).

Целью последующих экспериментальных исследований явилось определение возможности медикаментозной коррекции обнаруженных ме­таболических сдвигов и соответственно депотенцирование молекулярно-клеточных механизмов развития гипоксической дезорганизации структуры и функции клеток различных органов и тка­ней.

Для частичного решения этого вопроса ис­пользовали введение цитофлавина, предшест­вующее развитию гипоксической гипоксии.

Как известно, цитофлавин является ком­плексным лекарственным препаратом, обладаю­щим свойством антигипоксанта субстратного и регуляторного действия, а также антиоксиданта. Основными метаболическими активными компо­нентами цитофлавина являются янтарная кисло­та, никотинамид, рибоксин и рибофлавин мононуклеотид.

Как показали результаты исследований, цитофлавин подавляет чрезмерную интенсифи­кацию липопероксидации и обеспечивает частич­ную реактивацию ферментного звена антиоксидантной системы крови.

Так, введение цитофлавина, предшест­вующее развитию гипоксической гипоксии, при­водило к снижению уровня МДА, ГПЛ по срав­нению с таковыми показателями в группе живот­ных с гипоксией без медикаментозной коррекции (табл. 1).

Одновременно имело место возрастание активности СОД. Уровень витамина Е оставался сниженным, как и в опытах без медикаментозной коррекции. Активность каталазы несколько сни­жалась по сравнению с таковыми показателями без медикаментозной коррекции, но оставалась значительно выше показателей контроля (табл. 2).

Введение цитофлавина обеспечивало по­вышение стабильности эритроцитарных мембран и соответственно ПРЭ, а также увеличение уров­ня SH - групп, не достигающее, однако, показа­телей нормы (табл. 2).

Цитофлавин препятствовал развитию ау­тоинтоксикации, на что указывала нормализация уровня МСМ в сыворотке крови животных с гипоксической гипоксией, развивающейся на фоне медикаментозной коррекции (табл. 1). Положи­тельные метаболические эффекты цитофлавина сопровождались резким увеличением продолжи­тельности жизни животных до 52,2 мин. (р>0,001) [1].

Касаясь механизмов выявленного нами феномена депотенцирования метаболических расстройств при участии цитофлавина в условиях гипоксической гипоксии необходимо обратиться к следующим фактам. Как известно, наиболее зависимым от радикалов «субстратным» участ­ком дыхательной цепи является NАД - дегирогеназа - убихинон, что свидетельствует о целесо­образности активации альтернативных NAД - зависимых метаболических потоков и, прежде всего сукцинатдегидрогеназного шунта в услови­ях острой гипоксии. Именно таким свойством - вызывать активацию сукцинатдегидрогеназы - железосернистого флавопротеина - обладает один из компонентов цитофлавина - витамин В2 - рибофлавина мононуклеотид. Рибофлавин ока­зывает эффект антигипоксанта за счет увеличе­ния активности флавинредуктаз, а его антиоксидантная активность связана со способностью обеспечивать восстановление глутатиона.

Установлено, что для восстановления ды­хательной цепи митохондрии необходима акти­вация не только флавинзависимых ферментов, но и никотинадениннуклеотид (НАД) - зависимых ферментов.

Один из компонентов цитофлавина - ри­бофлавина - никотинамид активирует НАД-зависимые ферменты клеток, в том числе антиоксидантные компоненты убихиноновых оксиретуктаз, защищающие мембраны клеток от дест­руктивного действия свободных радикалов.

Третий компонент цитофлавина - янтарная кислота - усиливает активность НАД-зависимых ферментов, дезактивирует пероксидазы в мито­хондриях.

И, наконец, последний компонент - ри­боксин - агонист пуринергических рецепторов, оказывает выраженные метаболические эффекты через ГТФ - связанные белки (Gi - белки), уси­ливает энергообеспечение клеток.

Таким образом, все компоненты цитофлавина обладают взаимопотенцирующим антигипоксическим и антиоксидантным действием, пре­пятствует развитию гипоксического некробиоза, пролонгирует время выживания животных при острой экзогенной гипоксической гипоксии.

Результаты проведенных исследований по­зволяют сделать следующие выводы:

  1. Эффективная коррекция метаболиче­ских сдвигов возможна спустя 30 мин с момента развития острой гипоксической гипоксии с по­мощью комплексного препарата - цитофлавина.
  2. Цитофлавин обеспечивает активацию НАД - зависимых, а также флавинзависимых дегидрогеназ, усиливает энергообеспечение кле­ток, а также их антирадикальную защиту в про­цессе активации убихиноновых оксиредуктаз и восстановления глутатиона.

Таблица 1. Влияние цитофлавина на показатели липопреоксидации крови и аутоинтоксикации при острой экспериментальной гипоксической гипоксии 

Группы наблюдения

 

Изучаемые показатели

Контроль

Острая гипоксическая гипоксия

На фоне плацебо (физ. раствор)

На фоне введения цитофлавина

М±m

М±m

р/р1

М±m

р/р1

Малоновый ди-альдегид (МДА), мкмоль/мл

3,42±0,062

6,75±0,373

p<0,001 p1>0,5

4,05±0,052

p<0,001

p1<0,001

p2<0,001

Гидроперекиси липидов (ГПЛ), ед/мл цельной крови

3,46±0,074

5,51± 0,153

p<0,001 p1>0,5

3,21± 0,046

p<0,05 p1<0,001 p2<0,001

МСМ, ед. экс. сыворотка крови

0,23±0,004

0,27±0,003

p<0,001 p1>0,5

0,228±0,0054

p>0,5

p1<0,001

p2<0,001

Примечание: n - во всех группах наблюдения - 16. р - рассчитано по отношению к контролю;

р1 - рассчитано по отношению к группе животных с гипоксической гипоксией без медикаментозной коррек­ции; р2 - рассчитано по отношению к плацебо (физ. раствор).

Таблица  2. Влияние цитофлавина на показатели антиоксидантной системы крови при острой экспериментальной гипоксической гипоксии 

Группы наблюдения

 

Изучаемые показатели

Контроль

Острая гипоксическая гипоксия

На фоне введения плацебо (физ. раствор)

На фоне введения цитофлавина

М±m

М±m

р/р1

М±m

р/р1

Каталаза, мкЕ/л, цельная кровь

2,91±0,083

4,61±0,249

p<0,001

p1>0,5

3,39± 0,054

p<0,001

p 1<0,001

p2<0,001

Супероксиддисму-таза (СОД), ед/мл, цельная кровь

415,9±10,06

340,8±17,48

p<0,001 p1>0,5

381,9±10,15

p<0,05

p1<0,001

p2<0,001

ПРЭ, у.е.

1,64±0,092

2,27±0,121

p<0,001 p1>0,5

1,33±0,103

p<0,05 p1<0,001 p2<0,001

Витамин Е, у.е., сыворотка крови

24,71±1,102

17,59±1,011

p<0,001 p1>0,5

18,05±1,531

p<0,005

p1<0,001

p2<0,001

SH-группы, ммоль/л, кровь

2,27±0,073

1,02±0,067

p<0,001 p1>0,5

1,68±0,033

p<0,001

p1<0,001

p2<0,001

Примечание: n - во всех группах наблюдения - 16. р - рассчитано по отношению к контролю;

р1 - рассчитано по отношению к группе животных с гипоксической гипоксией без медикаментозной коррек­ции; р2 - рассчитано по отношению к плацебо (физ. раствор).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

  1. Бизенкова М.Н., Романцов М.Г., Чеснокова Н.П. Метаболические эффекты антиоксидантов в условиях острой гипоксической гипок­сии // Фундаментальные исследования. - 2006. -№1. - С. 17 - 21.
  2. Бизенкова М.Н., Чеснокова Н.П., Романцов М.Г. О роли активации процессов липопероксидации в механизмах ишемического по­вреждения миокарда // Современные наукоемкие технологии. - 2006. - №2. - С. 26-31
  3. Габриэлян Н.И. Методы определения витамина Е в сыворотке крови / Н.И. Габриэлян, Э.Г. Левицкий, О.И. Щербакова // Тер. архив. - 1983. - №6. - С. 76 - 78.
  4. Гаврилов В.Б. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови / В.Б. Гаврилов, М.И. Мешкорудная // Лаб. дело. - 1983. - №3. - С. 33-35.
  5. Зайцев В.Г., Закревский В.И. Методо­логические аспекты исследований свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма // Вестник Волгоградской медицин­ской академии (ВМА; Тр., т. 54, вып. 4) - Волго­град, 1998. - С. 49-53.
  6. Ковалевский А.Н. Замечания по скрининговому методу определения молекул средних масс / А.Н. Ковалевский, О.Е. Нифантьев // Лаб. дело. - 1989. - №10. - С. 35-39.
  7. Патологическая физиология и биохи­мия: Учебное пособие для ВУЗов / - М.: Изда­тельство «Экзамен». 2005. - 480с. - с.140-151.
  8. Покровский А.А. К вопросу о перекисной резистентности эритроцитов / А.А. По­кровский, А.А. Абраров // Вопр. питания. - 1964. - №6. - С. 44-49.
  9. Суплонов С.Н. Суточные и серозные ритмы перекисей липидов и активности супероксиддисмутазы в эритроцитах у жителей средних широт и Крайнего Севера / С.Н. Суплонов, Э.Н. Баркова // Лаб. дело. - 1986. - №8. - С. 459 - 463.
  10. Фоломеев В.Ф. Фотоколориметриче­ские ультрамикрометод количественного опреде­ления сульфгидрильных групп белка и небелко­вых соединений крови / В.Ф. Фоломеев. // Лаб. дело. - 1981. - №1. - С. 33-35.

Библиографическая ссылка

Бизенкова М.Н., Чеснокова Н.П., Романцов М.Г., Невважай Т.А. МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЦИТОФЛАВИНА ПРИ ОСТРОЙ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГИПОКСИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ // Успехи современного естествознания. – 2007. – № 9. – С. 45-48;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11482 (дата обращения: 19.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252