Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

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 

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 

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.