Реферат: Роль пероксидного окиснення ліпідів у розвитку уражень артерій і вен, зумовлених первинними порушеннями енергетичного обміну

Слід зазначити, що ні вітамін Е, ні ніфедипін повністю не усували зумовлені монойодацетатом зміни ОІП: цей показник хоча 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 нтактними тваринами.

Введення тваринам з МЙА-інтоксикацією вітаміну Е стотно 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) 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 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 первинно 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 первинн 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) 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 снування 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) 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 д (антиоксидантів, блокаторів кальцієвих каналів, антикальциногенних препаратів) встановлено, що в розвитку ранніх дистрофічних змін, які виникають в артеріях венах за умов інтоксикації монойодацетатом, важливу роль відіграють активація пероксидного окиснення ліпідів і кальцієві механізми ушкодження судинно 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 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 стінц грудної аорти, об’єм інулінового простору в артеріях (а не венах) і не вплива на вміст загального кальцію в кровоносних судинах тварин, що отримували монойодацетат.

4. Блокатор кальцієвих каналів ніфедипін (30 мг/кг) стотно не змінює показники пероксидного окиснення ліпідів і антиоксидантно ферментної активності в стінках артерій і вен тварин з монойодацетатною нтоксикацією. 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 нулінового 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 кальцієв 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 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 (circulus vitiosus), 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 інтоксикац монойодацетатом // Фізіол. журн.- 2007.- Т.53 №4.- С. 49-53.

3.  Атаман Ю.О. Вплив ангіопротекторів на антиоксидантну ферментну активність судинно стінки за умов інтоксикації монойодацетатом // Вісник Української медично 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 сучасно 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 окиснення ліпідів (ПОЛ) і кальцію у розвитку ранніх дистрофічних змін у стінках артерій вен за умов введення кролям монойодацетату (МЙА). Показано, що МЙА-інтоксикація (10 мг/кг протягом 14 днів) призводить до збільшення вмісту продуктів ПОЛ, зменшення активності антиоксидантних ферментів (глютатіонпероксидази, супероксиддисмутази, каталази), збільшення вмісту води, загального кальцію, об’єму інулінового простору у стінках артерій і вен. Вітамін Е, ніфедипін бісфосфонати повністю не усувають змін цих показників. Зроблено висновок про те, що активація ПОЛ при МЙА-інтоксикації має вторинний характер і пов’язана з первинними порушеннями енергетичного обміну в клітинах.

Ключові слова: пероксидне окиснення ліпідів, артерії, вени, артеріосклероз Менкеберга, монойодацетат, ангіопротектори, антиоксиданти.

АННОТАЦИЯ

Атаман Ю.А. Роль перекисного окисления липидов в развитии поражений артерий и вен, обусловленных первичными нарушениями энергетического обмена. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.03.04 – патологическая физиология. Харьковский национальный медицинский университет МЗ Украины, Харьков, 2008.

С помощью антиоксидантов, блокаторов кальциевых каналов, антикальциногенных препаратов исследована роль перекисного окисления липидов (ПОЛ) и кальция в развитии ранних дистрофических изменений в артериальной и венозной стенке в условиях введения кроликам ингибитора энергетического обмена монойодацетата (МЙА).

Показано, что МЙА-интоксикация (10 мг/кг в течение 14 дней) вызывает увеличение содержания промежуточных (гидроперекиси липидов) и конечных (основания Шиффа) продуктов ПОЛ, уменьшение активности антиоксидантных ферментов (глутатионпероксидазы, супероксиддисмутазы, каталазы), увеличение содержания воды, общего кальция, объема инулинового пространства в стенке артерий и вен.

При сочетанном введении МЙА и ангиопротекторов (в течение 14 дней) установлено, что витамин Е (50 мг/кг) уменьшает содержание продуктов ПОЛ, воды и объем инулинового пространства в артериальных и венозных сосудах животных с МЙА-интоксикацией и не влияет на сниженную активность антиоксидантных ферментов, а также содержание общего кальция в сосудистой стенке.

Нифедипин (30 мг/кг) уменьшает объем инулинового пространства в тканях артерий и вен, существенно не влияя на показатели ПОЛ, антиоксидантной ферментативной активности, содержание воды и кальция в сосудах подопытных животных. Этан-1-гидрокси-1,1-дифосфоновая кислота (130 мг/кг) уменьшает содержание кальция в сосудистой стенке и не оказывает влияния на все остальные показатели.

Ни один из трех изученных ангиопротекторов полностью не устраняет признаков ранних дистрофических изменений сосудистой стенки (отек, повреждение клеток, кальцификацию), вызванных МЙА. Это может свидетельствовать о том, что при МЙА-интоксикации перекисные и кальциевые механизмы развития дистрофически-склеротических поражений сосудистой стенки играют меньшую роль, чем в условиях воспроизведения артериосклероза с помощью высоких доз витамина Д и адреналина. Очевидно, активация ПОЛ при МЙА-интоксикации имеет вторичный характер и связана с первичными нарушениями энергетического обмена в клетках.

Ключевые слова: перекисное окисление липидов, артерии, вены, артериосклероз Менкеберга, монойодацетат, ангиопротекторы, антиоксиданты.

SUMMARY

Ataman J.A. The role of lipid peroxidation in the development of arteries and veins lesions induced by primary disturbances of energy metabolism. - A manuscript.

Dissertation for awarding scientific degree of the candidate of medical sciences in speciality 14.03.04 - pathological physiology. - Kharkov National Medical University, Ministry of Health of Ukraine, Kharkov, 2008.

Using antioxidants, calcium channel blockers and anticalcinogenic drugs, the role of lipid peroxidation and calcium in pathogenesis of the early dystrophic changes typical for monoiodacetate-induced arteries and veins lesions was investigated. The monoiodacetate intoxication in rabbits (10 mg/kg within 14 days) was shown to cause the increase in the content of lipid peroxidation products, the reduction of activities of the antioxidative enzymes (glutathione peroxidase, superoxide dismutase, catalase), the increase in water and general calcium content as well as the extension of inulin space volume in both arterial and venous wall. Vitamin E, nifedipine and bisphosphonates were unable to normalize these parameters in monoiodacetate-exposed animals. It was concluded, that activation of lipid peroxidation in arteries and veins occurred secondary with respect to primary disturbances of energy metabolism in the cells.

Key words: lipid peroxidation, arteries, veins, Monckeberg's arteriosclerosis, monoiodacetate, angioprotectors, antioxidants.

СПИСОК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

ГП    – глютатіонпероксидаза

ГПЛ  – гідропероксиди ліпідів

ЕГДК         – етан-1-гідрокси-1,1-дифосфонова кислота

КТ    – каталаза

МЙА - монойодацетат

ОІП   - об’єм інулінового простору

ПОЛ – пероксидне окиснення ліпідів

СОД – супероксиддисмутаза

ШО   – шиффові основи

Підписано до друку 10.01.08. Формат 60х90/16. Папір офсет. Наклад 100 прим. Обл..-вид. арк..0,9. Замовлення №58. Видавництво СумДУ. Свідоцтво ДК № 3062 від 17.12.2007. Друкарня Сум.ДУ. 40007, Суми, вул. Корсакова, 2