Вивчення антиоксидантної ферментної активності показало, що вже через 3 доби від початку введення тваринам МЙА з’являються ознаки антиоксидантної недостатності, зокрема реєструється статистично достовірне зменшення ГП-активності стінок артеріальних і венозних судин. Так, падіння активності цього ферменту становило в грудній аорті 20,2%, черевній аорті – 20,1%, легеневій артерії – 25,9%, задній порожнистій вені – 26,9%. Що стосується двох інших антиоксидантних ферментів – СОД і КТ, то зміни їхньої активності у ці строки експерименту не виходили за рамки випадкових відхилень (p > 0,05).
Через 7 діб МЙА-інтоксикації відзначали дальше падіння активності ГП в стінках вивчених артерій і вен: у грудній аорті воно складало 44,1%, у черевній аорті – 47,6%, у легеневій артерії – 47,5%, у задній порожнистій вені – 53,7% (при порівнянні з контролем). Крім того, у ці строки експерименту достовірно зменшувалася й активність ще одного антиоксидантного ферменту – СОД - у всіх вивчених судинах: у грудній аорті – на 25,9%, черевній аорті – на 33,9%, легеневій артерії – на 33,4%, задній порожнистій вені – на 31,9%. Найстійкішою до дії отрути виявилася КТ. Тільки в одній судині – задній порожнистій вені – її активність істотно зменшувалася (на 33,3%), а в стінках артерій відхилення показника від норми були статистично не достовірними.
Для двотижневого строку експерименту було характерним значне падіння активності всіх вивчених антиоксидантних ферментів у всіх кровоносних судинах. Так, активність ГП зменшувалася в грудній і черевній аорті, а також в легеневій артерії майже в 4 рази, а в задній порожнистій вені – приблизно в 5 разів. Падіння активності СОД становило в грудній і черевній аорті майже 2 рази, легеневій артерії – 2,4 рази, задній порожнистій вені – приблизно 6 разів. І, нарешті, активність КТ зменшувалася в грудній і черевній аорті майже на 40%, у легеневій артерії – більш ніж у 2 рази, у задній порожнистій вені – у 3 рази.
Таким чином, результати проведених досліджень показали, що введення тваринам МЙА веде до зменшення активності усіх вивчених антиоксидантних ферментів. Проте, тут виявляє себе певна закономірність, яка полягає в тому, що “найчутливішим” до МЙА- інтоксикації ферментом є ГП, активність якої падає вже через 3 доби від початку експерименту. Через 7 діб починає зменшуватися СОД (у всіх судинах) і КТ (тільки у венах) активність, а через 14 діб – активність КТ в усіх вивчених артеріях.
2. Вплив ангіопротекторів з різними механізмами дії на інтенсивність ПОЛ та антиоксидантну ферментну активність у стінках кровоносних судин за умов монойодацетатної інтоксикації.
Порушення діяльності антиоксидантних систем і активація процесів ПОЛ, виявлені нами в артеріях і венах під час розвитку МЙА-інтоксикації, можуть бути важливим патогенетичним механізмом дистрофічно-склеротичних уражень судинної стінки. Для визначення ролі цих чинників у розвитку ушкодження судин нами застосовано фармакологічні препарати з різними механізмами дії: вітамін Е, ніфедипін, ЕГДК. Насамперед стояло завдання визначити вплив цих агентів на інтенсивність ПОЛ і антиоксидантну ферментну активність тканин артерій і вен у тварин з МЙА-інтоксикацією.
Дані, наведені в табл. 1 і 2, свідчать про те, що вітамін Е істотно зменшує вміст ГПЛ і ШО у стінках артерій і вен у тварин, яким вводили МЙА. Так, падіння вмісту ГПЛ у грудній і черевній аорті становило 23-24%, у легеневій артерії – 31,7%, у задній порожнистій вені – 22%. Слід, однак, зазначити, що повна нормалізація показників ПОЛ не наставала – вони й надалі залишалися далекими від рівня, характерного для судин інтактних тварин. Що стосується двох інших ангіопротекторів – ніфедипіну і ЕГДК, то вони істотно не впливали на вміст ГПЛ і ШО в артеріальних і венозних стінках тварин з МЙА-інтоксикацією (p > 0,05).
Таблиця 1. Вміст гідропероксидів ліпідів у стінках кровоносних судин кролів за умов поєднаного введення тваринам монойодацетату та одного з ангіопротекторів (вітаміну Е, ніфедипіну, ЕГДК) протягом 14 діб (нмоль /мг ліпідів; M ± m , n =6)
| Інтактні тварини | МЙА (контроль) |
МЙА + ангіопротектор | |||
| Вітамін Е | Ніфедипін | ЕГДК | |||
| Грудна аорта | 14,42±0,4 | 34,2±1,1▲ | 26,3±1,3▲* | 31,8±1,3▲ | 33,2±1,4▲ |
| Черевна аорта | 14,0±0,8 | 37,1±0,8▲ | 28,4±1,7▲* | 33,6±1,5▲ | 36,0±1,5▲ |
| Легенева артерія | 12,2±0,7 | 49,2±0,8▲ | 33,6±1,8▲* | 46,0±1,5▲ | 48,2±2,1▲ |
| Задня порожниста вена | 8,4±0,6 | 51,8±1,0▲ | 40,4±1,9▲* | 48,7±2,0▲ | 50,2±2,2▲ |
Примітка : * - p < 0,05 – статистично достовірні розбіжності відносно контролю; ▲- p < 0,05 – відносно інтактних тварин
Вивчення впливу вітаміну Е, ніфедипіну та ЕГДК на антиоксидантну ферментну активність кровоносних судин показало, що жоден з них істотно не впливає на пригнічену монойодацетатом активність ГП, СОД і КТ.
3. Характеристика деяких ознак монойодацетатних уражень кровоносних судин за умов застосування фармакологічних агентів ангіопротекторної дії.
Таблиця 2. Вміст основ Шиффа в стінках кровоносних судин кролів за умов поєднаного введення тваринам монойодацетату та одного з ангіопротекторів (вітаміну Е, ніфедипіну, ЕГДК) протягом 14 діб (відн. одиниць /мг ліпідів; M ± m , n =6)
| Інтактні тварини | МЙА (контроль) |
МЙА + ангіопротектор | |||
| Вітамін Е | Ніфедипін | ЕГДК | |||
| Грудна аорта | 4,8±0,3 | 11,2±0,5▲ | 8,0±0,3▲* | 10,6±0,6▲ | 10,9±0,7▲ |
| Черевна аорта | 4,6±0,2 | 11,7±0,5▲ | 8,4±0,3▲* | 10,9±0,7▲ | 11,4±0,7▲ |
| Легенева артерія | 3,8±0,4 | 13,8±0,6▲ | 10,2±0,7▲* | 12,5±0,6▲ | 13,0±0,7▲ |
| Задня порожниста вена | 2,6±0,4 | 14,1±0,7▲ | 10,7±0,7▲* | 13,0±0,8▲ | 13,5±0,6▲ |
Примітка: Див. табл. 1.
Серед багатьох ознак, що характеризують розвиток МЙА-уражень кровоносних судин, нами обрано три кількісні показники, які є відображенням ранніх дистрофічних змін судинної стінки – набряку, ушкодження клітин і кальцифікації. Такими показниками є вміст води в препаратах артерій і вен, об’єм інулінового простору (ОІП) і вміст загального кальцію у тканинах судин.
У виконаних нами дослідженнях було встановлено, що введення тваринам МЙА протягом двох тижнів веде до статистично достовірного збільшення вмісту води у тканинах усіх вивчених судин. Так, у стінці грудної аорти вміст води зростав на 5,2%, черевної аорти – на 4,7%, легеневої артерії – на 5,1%, задньої порожнистої вени – на 5%, якщо порівнювати з інтактними тваринами.
При поєднаному введенні МЙА і вітаміну Е відзначали достовірне зменшення вмісту води тільки в тканинах грудної аорти (на 2,8% проти значень, характерних для тварин з МЙА-інтоксикацією), а в інших судинах – черевній аорті, легеневій артерії і задній порожнистій вені – цей показник не змінювався (p > 0,05). Ніфедипін і ЕГДК також істотно не впливали на вміст води в стінках артерій і вен, що свідчило про нездатність цих препаратів усувати одну з ранніх ознак МЙА-уражень – набряк судинної стінки.
Для МЙА-інтоксикації було характерним істотне збільшення ОІП у всіх вивчених артеріях і венах: у грудній аорті – на 22,2%, черевній аорті – на 23,8%, легеневій артерії – на 26,7%, задній порожнистій вені – на 17,2%, якщо порівнювати з інтактними тваринами (рис. 1).
Введення вітаміну Е тваринам з МЙА-інтоксикацією зменшує ОІП у тканинах грудної аорти на 5,3%, черевної аорти – на 7,4%, легеневої артерії – на 4,1%, тимчасом як у задній порожнистій вені цей показник не змінюється. Застосування ніфедипіну веде до істотного падіння ОІП як в артеріях, так і венах кролів з МЙА-інтоксикацією. Так, під впливом цього препарату зменшення ОІП становило в грудній аорті 8,2%, черевній аорті – 9,6%, легеневій артерії – 6,5%, задній порожнистій вені – 7,7% проти показників "монойодацетатних" тварин. І нарешті, введення ЕГДК не справляло жодного впливу на збільшені в умовах МЙА-інтоксикації показники ОІП артеріальних і венозних судин.
Слід зазначити, що ні вітамін Е, ні ніфедипін повністю не усували зумовлені монойодацетатом зміни ОІП: цей показник хоча і зменшувався, але залишався значно вищим за рівень, характерний для інтактних тварин.
Крім того, порівняння впливу вітаміну Е і ніфедипіну на вміст води та ОІП у кровоносних судинах дає підстави стверджувати, що збільшення ОІП, яке ми спостерігаємо за умов МЙА-інтоксикації, відображає не тільки величину набряку судинної стінки, а й порушення бар’єрних властивостей мембран, тобто розвиток ушкодження клітин. Такий висновок випливає з того, що вітамін Е майже, а ніфедипін зовсім, не впливає на вміст води в судинах піддослідних тварин, а отже, зменшення ОІП, що його зумовлюють ці препарати, пов’язане зі зменшенням ушкодження клітинних елементів судинної стінки, тобто з цитопротекторною дією антиоксидантів і блокаторів кальцієвих каналів.
Ще однією ознакою ранніх дистрофічних змін у судинній стінці є зростання вмісту загального кальцію у тканинах артерій і вен. Як показали наші досліди, двотижнева інтоксикація монойодацетатом спричиняє значне збільшення цього показника у всіх вивчених судинах (рис. 1). Так, у грудній аорті і задній порожнистій вені він збільшувався приблизно в 4,8 рази, а в черевній аорті і легеневій артерії – майже в 4,2 рази, якщо порівнювати з інтактними тваринами.
Введення тваринам з МЙА-інтоксикацією вітаміну Е істотно не впливає на цей показник. При використанні ніфедипіну відзначали тенденцію до зниження вмісту кальцію як в артеріях (на 14-18%), так і в венах (на 26%), хоча, через строкатість індивідуальних даних, відмінності між групами піддослідних (МЙА + ніфедипін) і контрольних (МЙА) тварин не досягали рівня статистичної достовірності (0,1 > p > 0,05).
Серед вивчених ангіопротекторів одна тільки ЕГДК чинила істотний вплив на вміст кальцію в артеріальній і венозній стінці тварин з МЙА-інтоксикацією. При застосуванні цього препарату зазначений показник зменшувався в грудній аорті на 26,2%, черевній аорті – на 25,3% (0,1>p>0,05), легеневій артерії – на 36,3%, задній порожнистій вені – на 44,7% проти відповідних показників "монойодацетатних" тварин. Попри такий ефект ЕГДК повної нормалізації вмісту кальцію у судинах не відбувалося, і цей показник залишався у 3-3,5 рази вищим за рівень, характерний для інтактних тварин.
Таким чином, введення тваринам МЙА протягом 14 діб спричиняє зростання в тканинах кровоносних судин вмісту проміжних (ГПЛ) і кінцевих (ШО) продуктів ПОЛ, зменшення активності антиоксидантних ферментів (ГП, СОД, КТ), збільшення вмісту води, ОІП і вмісту загального кальцію. Направленість змін усіх вивчених показників була однаковою як в артеріях, так і у венах.
Роль первинних порушень енергетичного обміну у розвитку ранніх дистрофічних змін судинної стінки (аналіз і узагальнення результатів дослідження).
Застосований вперше Ю.В.Бицем (1973) принцип "біохімічного ушкодження" судинної стінки виявився зручним для аналізу патогенетичних механізмів артеріосклерозу Менкеберга. Це пояснюється тим, що на відміну від багатьох інших агентів, що їх застосовують в експериментальному моделюванні судинних уражень, механізми первинної ушкоджувальної дії МЙА добре вивчені.
Дослідження впливу МЙА на метаболізм судинної стінки показало, що ця отрута пригнічує процеси генерування і використання енергії в тканинах артерій і вен, зменшує забезпеченість судин високоенергетичними сполуками, порушує перебіг реакцій гліколізу, клітинного дихання, окисного фосфорування, пентозного циклу (Быць Ю.В., 1973; Быць Ю.В. с соавт., 1999).
З урахуванням того, що розлади енергопостачання кровоносних судин під впливом МЙА мають первинний характер і виникають раніше структурних змін судинної стінки, було визнано важливу патогенетичну роль порушень енергетичного обміну у виникненні і розвитку дистрофічно-склеротичних уражень судин, індукованих монойодацетатом.
Звичайно, постає питання, у який спосіб первинні порушення енергозабезпечення судинної стінки ведуть до ушкодження клітин (медіанекрозу) і кальцифікації (медіакальцинозу), тобто до появи ранніх дистрофічних змін артеріальних судин.
Враховуючи те, що патогенетичну основу ушкодження клітин узагалі складають універсальні молекулярні механізми, нашу увагу було зосереджено на ролі двох провідних – ПОЛ (оксидаційного стресу) і перевантаження клітин кальцієм – у розвитку уражень судин, зумовлених енергодефіцитом.
Результати власних досліджень і аналіз даних інших авторів (Гарбузова В.Ю., 2004; Наумко Р.Ф., 2005) дають підстави для висновку про існування загальних механізмів розвитку ранніх дистрофічних змін судинної стінки, що виникають під впливом різних ушкоджувальних чинників (МЙА, гіпервітамінозу D, гіперадреналінемії). Такими механізмами, зокрема, є порушення енергетичного обміну, оксидаційний стрес (інтенсифікація ПОЛ) і перевантаження клітин кальцієм. Зазначені явища тісно пов’язані між собою (circulus vitiosus) і визначають необоротний характер артеріосклеротичного процесу (рис. 2).
ВИСНОВКИ
У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення актуальної наукової проблеми – патогенезу уражень кровоносних судин, зумовлених первинними порушеннями енергетичного обміну судинної стінки. За допомогою фармакологічних агентів з різними механізмами ангіопротекторної дії (антиоксидантів, блокаторів кальцієвих каналів, антикальциногенних препаратів) встановлено, що в розвитку ранніх дистрофічних змін, які виникають в артеріях і венах за умов інтоксикації монойодацетатом, важливу роль відіграють активація пероксидного окиснення ліпідів і кальцієві механізми ушкодження судинної стінки.
1. Введення тваринам монойодацетату (10 мг/кг) протягом 14 днів призводить до збільшення вмісту проміжних (гідропероксиди ліпідів) та кінцевих (основи Шиффа) продуктів пероксидного окиснення ліпідів, зменшення антиоксидантної ферментної (глютатіонпероксидазної, супероксиддисмутазної, каталазної) активності у стінках артеріальних і венозних судин. Водночас у судинах виникають ознаки ранніх дистрофічних змін – збільшується вміст води, об’єм інулінового простору, вміст загального кальцію.
2. За умов монойодацетатної інтоксикації венозні судини виявляють не менш високу чутливість до ушкодження, ніж артерії. Про це свідчить навіть більша, ніж в артеріях, інтенсифікація пероксидного окиснення ліпідів і вищий ступінь пригнічення активності антиоксидантних ферментів.
3. Застосування антиоксиданту вітаміну Е (токоферолу ацетату, 50 мг/кг) викликає зменшення (але не нормалізацію) вмісту продуктів пероксидного окиснення ліпідів і не впливає на знижену активність антиоксидантних ферментів в артеріальних і венозних стінках кролів з монойодацетатною інтоксикацією. Вітамін Е також зменшує вміст води в стінці грудної аорти, об’єм інулінового простору в артеріях (а не венах) і не впливає на вміст загального кальцію в кровоносних судинах тварин, що отримували монойодацетат.
4. Блокатор кальцієвих каналів ніфедипін (30 мг/кг) істотно не змінює показники пероксидного окиснення ліпідів і антиоксидантної ферментної активності в стінках артерій і вен тварин з монойодацетатною інтоксикацією. Водночас він зменшує об’єм інулінового простору в тканинах артерій і вен, не впливаючи на вміст води і загального кальцію.
5. При поєднаному введенні з монойодацетатом антикальциногенний препарат етан-1-гідрокси-1,1-дифосфонова кислота (ЕГДК, 130 мг/кг) не чинить впливу на інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів та активність антиоксидантних ферментів, показники вмісту води і об’єму інулінового простору артеріальних і венозних судин. Ангіопротекторний ефект ЕГДК за умов інтоксикації монойодацетатом виявляє себе тільки істотним зменшенням вмісту загального кальцію у стінках судин.
6. Жоден з трьох вивчених ангіопротекторів (вітамін E, ніфедипін, ЕГДК) повністю не усував ознак ранніх дистрофічних змін судинної стінки, зумовлених монойодацетатом. Це може свідчити про те, що за умов монойодацетатної інтоксикації пероксидні і кальцієві механізми розвитку ранніх дистрофічних змін судинної стінки відіграють меншу роль, ніж в інших експериментальних моделях уражень судин (D-гіпервітамінозних, адреналінових). Очевидно, активація цих механізмів при інтоксикації монойодацетатом має вторинний характер і пов’язана з первинними порушеннями енергетичного обміну в клітинах.
8. Розлади енергозабезпечення, оксидаційний стрес і перевантаження клітин кальцієм є універсальними механізмами розвитку ранніх дистрофічних змін судинної стінки за умов впливу різних ушкоджувальних агентів. Зазначені патогенетичні механізми тісно пов’язані між собою утворенням "зачарованих" кіл (circulusvitiosus), що надає рис неспецифічності і визначає необоротний характер артеріосклеротичного процесу.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ
1. Клименко М.О., Атаман Ю.О. Атеросклероз як запалення // Експериментальна та клінічна медицина.- 2007.- № 4 .- С. 4-12(здобувачеві належать 50% роботи, а саме: збір і аналіз літературних джерел за темою роботи).
2. Атаман Ю.О. Інтенсивність перекисного окиснення ліпідів та антиоксидантна ферментна активність артеріальної і венозної стінки в динаміці інтоксикації монойодацетатом // Фізіол. журн.- 2007.- Т.53 №4.- С. 49-53.
3. Атаман Ю.О. Вплив ангіопротекторів на антиоксидантну ферментну активність судинної стінки за умов інтоксикації монойодацетатом // Вісник Української медичної стоматологічної академії: Актуальні проблеми сучасної медицини. – 2007.- Т.7, вип. 3.- С. 160-163.
4. Атаман Ю.О. Характеристика ранніх ознак монойодацетатних уражень кровоносних судин за умов застосування фармакологічних агентів ангіопротекторної дії // Вісник Української медичної стоматологічної академії: Актуальні проблеми сучасної медицини. – 2007.- Т.7, вип. 4.- С. 238-241.
5. Атаман Ю.О. Антиоксидантна ферментна активність стінок кровоносних судин кролів за умов індукованих монойодацетатом порушень вуглеводного обміну // Матеріали наукової конференції “Данилевські читання 2007”.- Харків, 2007.- С. 18-19.
6. Атаман Ю.О. Особливості пероксидного окиснення ліпідів у тканинах артерій і вен за умов первинних порушень енергозабезпечення судинної стінки // Бюлетень VI читань ім. В.В.Підвисоцького, присвячених 150-річчю з дня народження.- Одеса, 2007.- С. 4-5.
7. Атаман О.В., Гарбузова В.Ю., Наумко Р.Ф., Атаман Ю.О. Аналіз закономірностей патогенезу артеріосклерозу Менкеберга за допомогою ангіопротекторів // Проблемы, достижения и перспективы развития медико-биологических наук и практического здравоохранения. Труды Крымского гос. мед. ун-та.- Симферополь, 2006.- Т.142, Ч.III.- С. 198-199 (здобувачеві належать 25% роботи, а саме: дані про вплив ангіопротекторів на розвиток уражень судин, зумовлених монойодацетатом).
8. Атаман Ю.О. Метаболічні отрути як чинники розвитку дистрофічних і склеротичних змін у серці і кровоносних судинах // Матеріали Міжнародної наук.-практ. конф. студентів, молодих вчених, лікарів та викладачів "Актуальні питання експериментальної та клінічної медицини", 25-26 квітня 2007 р., Ч 2. – Суми: Вид-во СумДУ, 2007.- С. 3-4.
АНОТАЦІЯ
Атаман Ю.О . Роль пероксидного окиснення ліпідів у розвитку уражень артерій і вен, зумовлених первинними порушеннями енергетичного обміну. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за фахом 14.03.04 – патологічна фізіологія. – Харківський національний медичний університет МОЗ України, Харків, 2008.
За допомогою антиоксидантів, блокаторів кальцієвих каналів, антикальциногенних препаратів досліджено роль пероксидного
8-09-2015, 23:00