научная статья по теме ДИНАМИКА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИ 120-СУТОЧНОЙ АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ГИПОКИНЕЗИИ Биология

Текст научной статьи на тему «ДИНАМИКА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИ 120-СУТОЧНОЙ АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ГИПОКИНЕЗИИ»

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2009, том 35, № 4, с. 64-70

УДК 612.015

ДИНАМИКА МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У ИСПЫТАТЕЛЕЙ ПРИ 120-СУТОЧНОЙ АНТИОРТОСТАТИЧЕСКОЙ ГИПОКИНЕЗИИ

© 2009 г. А. А. Маркин, О. А. Журавлева, Б. В. Моруков, И. В. Заболотская, Л. В. Вострикова

Государственный научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем РАН, Москва

Поступила в редакцию 03.07.2008 г.

В динамике эксперимента со 120-суточной антиортостатической (-7°) гипокинезией (АНОГ) в крови 6 испытателей добровольцев мужского пола в возрасте от 21 до 36 лет исследовали активность органо- и тканеспецифичных диагностически значимых ферментов - аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, гамма-глутамилтрансферазы, щелочной фосфатазы, общей и простатической кислой фосфатазы, глутаматдегидрогеназы, холинэстеразы, амилазы, лактатдегидрогена-зы, оксибутиратдегидрогеназы, креатинфосфокиназы с мышечным и сердечным изоферментами, а также концентрацию общего холестерина, холестерина липопротеидов высокой и низкой плотности, отношения их концентраций, уровень триглицеридов. Определяли также величины показателей перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной активности: концентрацию диеновых конъюгатов, малонового диальдегида, шиффовых оснований и токоферола, значение общей антиоксидантной активности.

Установлено, что воздействие 120-суточной АНОГ в данном эксперименте не привело к формированию у обследуемых глубоких метаболических сдвигов, сопровождавшихся неблагоприятными изменениями в органах и тканях. Изменения холестеринового обмена в динамике гипокинезии выражались в перераспределении фракций холестерина с преобладанием атерогенных форм и повышением риска атерогенеза. Все обнаруженные изменения обмена веществ были легко обратимы и элиминировались в течение первого месяца периода восстановления. На протяжении всех сроков обследования не отмечалось признаков повышения интенсивности свободнорадикальных процессов, что обеспечивалось активацией системы антиоксидантной защиты.

В экспериментах с длительной антиортостатической гипокинезией (АНОГ) установлено, что вследствие минимализации функций организма потребление кислорода снижается на 30-40% [1]. Формирующийся в таких условиях новый уровень гомеостаза характеризуется уменьшением на величину такого же порядка интенсивности процессов биологического окисления и энергосинтетических реакций. Снижается активность ключевых ферментов энергетического метаболизма [2, 3]; уменьшается интенсивность анаболических процессов, в результате чего меняются пути утилизации в организме целых классов веществ. Так, вследствие уменьшения использования ацетил КоА в энергосинтетических реакциях, происходит накопление холестерина [4] с перераспределением его липопро-теидных фракций в сторону преобладания атерогенных форм [5], что является причиной изменения характеристик клеточных мембран органов и тканей. Из-за этого меняется функция мембраносвя-занных рецепторных и ферментных комплексов, в результате чего происходят сдвиги тканевой чувствительности к гормонам, изменения активности некоторых органо- и тканеспецифичных диагностически значимых ферментов.

Воздействие на организм неблагоприятных факторов любой природы сопровождается активацией

свободнорадикальных процессов, ведущих к интенсификации реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ). Усиление липопероксидации является универсальным неспецифическим патогенетическим звеном в развитии заболеваний и патологических процессов. Продукты липопероксидации обладают повреждающим действием, реализующимся практически на всех уровнях организации живой системы - молекулярном, клеточном, органном [6], в связи с чем интенсивность ПОЛ жестко контролируется системой антиоксидантной защиты (АОЗ). Ее работа базируется на расходе кофакторов, получаемых, с одной стороны, в реакциях биологического окисления, а с другой - в циклах синтеза макроэргов [7]. Помимо этого, репарация свободнорадикальных повреждений связана с расходом макроэргических соединений, метаболически важных кофакторов, пластических субстанций [8], в связи с чем способность организма к контролю за интенсивностью липопероксидации в значительной мере определяется его адаптивными потенциями. В свою очередь, характеристика ПОЛ может отражать степень и глубину действия неблагоприятного фактора и, кроме того, компенсаторные возможности организма по отношению к этому воздействию.

Исследования интенсивности липопероксидации и состояния системы АОЗ в экспериментах с гипо-

кинезией различной продолжительности у людей, проведенные ранее, показали, что активация ПОЛ имеет место, как правило, на ранних стадиях АНОГ [9, 10]. По достижении гомеостатического равновесия, формирующегося, как правило, на измененном метаболическом уровне к 3-5 неделям гипокинезии, и характеризующемся снижением активности энергосинтетических процессов, интенсивность ПОЛ стабилизируется. Такого рода стабилизация обеспечивается, зачастую, за счет напряжения системы АОЗ [11].

Пониженный уровень энергетического метаболизма, находящийся в определенном соответствии с низким энергопотреблением органов и тканей на этапе стабилизации гомеостаза при АНОГ, не может в полной мере осуществить энергообеспечение нагрузок, возникающих при выходе из гипокинезии [1]. Возникающий дисбаланс отрицательно отражается в первую очередь на системе АОЗ и сопровождается активацией ПОЛ в первые недели периода восстановления [9, 10, 12].

Ранее нами было показано, что характеристики показателей интенсивности ПОЛ и активности системы АОЗ могут быть использованы в диагностических и прогностических целях применительно к состояниям, развивающимся при действии на организм комплекса факторов реального или моделируемого космического полета [11, 13].

Целью настоящей работы была оценка информативности значений показателей ПОЛ и АОЗ в качестве дополнительного средства диагностики и прогноза состояния здоровья испытателей. В качестве контрольных использовались блоки физиологически сопряженных с активацией ПОЛ биохимических параметров (активность органо- и тканеспе-цифичных ферментов, значения показателей холестеринового обмена в сыворотке крови), традиционно применяющиеся в диагностических целях в клинической биохимии.

МЕТОДИКА

В качестве биоматериала использовалась сыворотка крови контрольной группы испытателей, состоящей из 6 мужчин в возрасте от 21 до 36 лет. Кровь для исследований отбиралась за 60 суток до начала антиортостатической (-7°) гипокинезии, на 7, 50, 105 сутки АНОГ, а также на 7 и 30 сутки периода восстановления (ПВ). В биопробах с помощью стандартных коммерческих наборов фирмы "Рош", (ФРГ), определяли активность органо- и тканеспе-цифичных диагностически значимых ферментов -аспартатаминотрансферазы (АСТ), аланинамино-трансферазы (АЛТ), гамма-глутамилтрансферазы (ГГТ), щелочной фосфатазы (ЩФ), общей и простатической кислой фосфатазы (КФ), глутаматдегид-рогеназы (ГЛДГ), холинэстеразы (ХЭ), амилазы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), оксибутиратдегидро-

геназы (ОБДГ), креатинфосфокиназы (КФК) и ее изоферментов - мышечного (КФК ММ) и сердечного (КФК МВ), а также концентрацию общего холестерина, холестерина липопротеидов высокой плотности (ЛПВП), триглицеридов (ТГ). Концентрацию холестерина липопротеидов низкой плотности (ЛПНП) и величину ЛпВП-отношения (отношение концентрации ЛПВП-холестерина к ЛПНП-холестерину) определяли расчетным путем. Концентрацию диеновых конъюгатов (ДК), шиффовых оснований (ШО) и токоферола (ТФ) измеряли по методу Давыдова Б.В. и Голикова П.П. [14], величину общей антиоксидантной активности (АОА) - методом, описанным в работе [15], все - в нашей микромодификации [16]. Уровень малонового диальдегида измеряли по методу, приведенному в работе [17].

Полученные данные обрабатывали методами вариационной статистики с использованием ¿-критерия Стьюдента. Исключение отдельных значений, не входящих в генеральную совокупность, производили с помощью критерия Диксона [18].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В фоновом периоде (табл. 1) отмечалось повышение за пределы физиологической нормы активности ХЭ, что не является клинически значимым, и простатической КФ. Однако у обследуемых не было обнаружено каких-либо признаков патологии предстательной железы и полученное значение можно отнести к метаболическим особенностям исследуемой группы.

Из-за высоких индивидуальных различий обследуемых отмечался большой разброс полученных данных, поэтому далее речь пойдет, в основном, о тенденциях изменений исследованных параметров, имеющих место в динамике эксперимента.

В ходе гипокинезии наблюдалась тенденция к повышению активности трансаминаз относительно фоновых значений, что имело место в предыдущих экспериментах с АНОГ длительностью 120370 суток. Данные изменения, с одной стороны, можно объяснить активацией процессов глюко-неогенеза при гипокинезии [19] вследствие вероятного снижения способности органов и тканей к утилизации глюкозы [20, 21], а с другой - вероятными застойными явлениями в брюшной полости при АНОГ [22], на что может указывать тенденция к активации других исследованных ферментов печеночной констелляции - ГГТ и ГЛДГ, средние значения которых в большинстве случаев превышали границы нормы. На это же указывает и тенденция к повышению активности общей амилазы. Следует отметить, что активность ГГТ и ГЛДГ оперативно повышается при неблагоприятных воздействиях, в первую очередь, алиментарного генеза, а также при

Таблица 1. Динамика активности органо- и тканеспецифичных ферментов (М ± т, п = 6) в сыворотке крови у испытателей в эксперименте со 120-суточной антиортостатической гипокинезией

Показа- Границы Фон Сутки гипокинезии Сутки восстановления

тель нормы 7 суток 50 суток 105 суток + 7 суток + 30 суток

ACT 0-40 МЕ/л 10.1 ± 2.0 15.7 ± 1.6 15.6 ± 1.6(5) 16.9 ± 2.6 14.7 ± 3.2(4) 20.5 ± 4.9(4)

АЛТ 0-41 МЕ/л 11.4 ± 4.1 17.8 ± 3.3 10.4 ± 2.1 33.4 ± 6.8 13.8 ± 4.4(4) 20.7 ± 10.1(3)

ГГТ 4-28 МЕ/л 25.5 ± 2.5 39.2 ± 10.5(4) 32.8 ± 5.5 48.9 ± 13.1(5) 37.0 ± 7.6(4) 41.4 ± 8.5

ЩФ 60-210 МЕ/л 62.6 ± 4.5 37.8 ± 3.5**(4) 64.5 ± 8.0 68.9 ± 11.5(5) 60.4 ± 9.4(4)

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком