Автореферат и диссертация по медицине (14.00.03) на тему:Изучение влияния инсулина на поглощение энергетических субстратов миокардом при сахарном диабете

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УССР КИЕВСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНДОКРИНОЛОГИИ И ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

На правах рукописи

ГАПИЧ Елена Леонидовна

УДК 612.349.8:б1б.12?:б1б.379-008»б4

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНСУЛИНА НА ПОГЛОЩЕН® ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СУБСТРАТОВ МИОКАРДОМ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

14.00.03 - эндокринология 03.00.04 - биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Киев - 1990

Работа выполнена в Киевском НИИ эндокринологии и обмена веществ МЗ УССР. _

Научные руководители: доктор'медицинских наук, профессор А.И.Хомазюк;

к.б.н., ст.н.с. Л.Н.Глебова Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Я.Л.Германюк;

доктор медицинских наук Л.С.Мхитарян. Ведущая организация - Всесоюзный научный эндокринологический центр, г.Москва.

Защита состоится У^' " (У//'/(У: <.. 1990 г. в /^ ч.

*-! .,■) ■ й /

(//у мин. на заседании специализированного совета Д 088.14,01 при Киевском НИИ эндокринологии и обмена веществ МЗ УССР, 252114, Киев, ул.Вышгородская, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Киевского.НИИ эндокринологии и обмена веществ.

Автореферат разослан "УсР" ) 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат медицинских наук

И.Н.Шостак-Пасечник

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

л.

тдел |

»ртаций^ктуальность теш. Применение инсулина в качестве основного средства- лечения сахарного диабега позволило значительно увеличить продолжительность жизни больных, дает им возможность длительное время сохранять способность к полноценной трудовой деятельности. Однако» наряда со снижением смертности в раннем возрасте увеличивается число сердечно-сосудистых осложнений, которые становятся главной причиной нетрудоспособности и смертности больных сахарным диабетом /Комитет экспертов ВОЗ,. 2-й доклад, 1981/. Эффективность и адекватность инсулинотерапии с точки зрения предупреждения и лечения сердечно-сосудистых поражений при этом за- . болеваиии остается дискуссионной /Л.И.Геллер, Д.М.Есвлева, 1975; Н'ЛЛагге« , 1984/.

Нарушения деятельности сердца при диабете связываются в настоящее время на только с развитием патологии сосудов, но и с изменениями метаболизма миокарда, приводящими к нарушение энергетического обмена, структуры сократительных белков и сократительной функции / О.КаиайогГ ег а1. , 1988; о.&йгизсЬе , 1986; ч,^веап , 1987,- J.Н.ИШш et а1. , 1980/. .

Одной из наиболее важных характеристик энергетического метаболизма миокарда является энергообеспечение сократительной функции и способность к использованию энергетических субстратов. Оценка адекватности энергообеспечения сердца при диабете занимает особое место в выявлении механизмов возможных нарушений сократительной функции. Критерием энергообеспечения миокарда служит поглощение энергетических субстратов сердца*, оцениваемое по коронарной артериовенозной разнице содержания энергетических субстратов в притекающей и оттекающей от сердца крови / ь.н.0р1е • 1977/АВР. .

Нарушения энергообеспечения миокарда могут происходить как за счет изменения соотношения доступных для использования субстратов, так и в связи с развитием неспособности к их использованию сердцем.

При диабете энергообеспечение сердца остается малоизученным.

'В связи с недостатком инсулина происходит перестройка в системном содержании энергетических субстратов, -и, очевидно, способность сердца к их экстракции, из кро?и меняется /m.s.liu • j.j. ' Spltaer, 1978; R.Wiener , J.J.Spitzer , 1973/. Не вполне ясно, в какой степени снабжение сердца субстратами соответствует уровню его потребности /o.OBtzaoh®, 1986/.

На ранних стадиях развития инсулиннеэависимого сахарного диабета причиной возникновения метаболических нарушений может йиь не абсолютная, а относительная недостаточность инсулина и гипар-инсулянемия., возникающая вследствие снижения чувствительности жировой и мышечной ткани к инсулину /Ь.А.Ярошавский, 1979; P.Janka, 1987/. Значение инсулина для сердца и его роль в регуляции мета- болизма миокарда остается предметом дискуссии /В.С.Генес, 1980; В.И.Кандрор,1983 { ».»'.Thompson , 1988/.

Решение этого вопроса является актуальным не только с точки зрения научной ценности, но и позволило бы оказать помощь в разработке более эффективных методов контроля обеспеченности сердца энергией при диабете с целью профилактики.развития сердечно-со-судисгой патологии.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было изучить энергообеспечение сердца при диабете и под влиянием инсулина и проанализировать возможную роль' возникающих изменений в развитии нарушения функций серда.

Основные задачи исследования:

1. Определить основные параметры энергообеспечения сердца в условиях сохранения естественного дыхания и кровообращения в опытах на животных о интакгной грудной клеткой.

2. Дать характеристику энергообеспечения сердца в условиях недостаточности инсулина и изменения системного содержания энергетических субстратов на модели экспериментального аллоксанового диабета /ЗАД/.

3. Выяснить роль НаШК в изменении энергетического обмена миокарда.

4. Изучить роль инсулина в регуляции энергоснабжения миокарда глюкозой и другими энергетическими субстратами в условиях гипо-и гипогликемии.

5. Изучить взаимоотношения инсулина и катехоламшов в регуляции энергообмена в миокарде.

Новизна исследования. Впервые дана комплексная характеристика особенностей энергоснабжения миокарда, поглощения энергетических субстратов сердцем в корме и при диабете в условиях проведения физиологических экспериментов на интактных собаках при сохранении естественного дахания и кровообращения, обеспечивающих количественные характеристики поглощения субстратов при экстракорпоральной программированной перфузии сердца, катетеризации коронарного синуса и магистральных сосудов у собак с интакткой грудной • полостью. В этих условиях впервые исследованы изменения энергообеспечения сердца при гипо- и гиперинсулинемии. Выявлены новые особенности рогуляции инсулином поглощения глюкозы миокардом при гипогликемии. Показана особая роль НЭКК в развитии нарушений углеводного обмена миокарда. Новым является также установление фанта непосредственного влияния инсулина на некоторые параметры жирового обмена в миокарде в условиях гипергликемии и гипогликемии в

указанных условиях проведения эксперимента. Впервые показано участие инсулина в ограничении некоторых метаболических эффектов адреналина при их совместном воздействии на работающее сердце.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные расширяют представления об энергетическом обеспечении миокарда в нормальных условиях, при диабете и гиперинсулинемии, а также о роли инсулина и ЮТ в энергообмене сердца в указанных условиях. Результаты работы могут быть использованы для разработки методов контроля и критериев состояния энергетического обеспечения сердца при сахарной диабете. Детальная характеристика роли инсулина в энергетическом снабжении миокарда и его нарушениях при диабете может быть использована в качестве теоретической основы анализа патогенеза нарушений функции сердца при сахарном диабете и для планирования тактики лечения.

Положения, выносимые на защиту.

1. Нарушения энергообеспечения сердца при Э.АД, проявляющиеся в снижении поглощения глюкозы и ее метаболитов и возрастании поглощения НЭйК, возникают как вследствие недостатка инсулина, гак и в результате увеличения содержания в крови энергетических субстратов, в частности, НОТ.

2. Инсулин у здоровых животных обеспечивает сохранение АВР по глюкозе в условиях гипогликемии, приводит к усилению поглощения сердцем НЭШ и предотвращает выделение НЭКК в коронарный синус, вызванное адреналином. У животных с ЗАД инсулин вызывает кратковременную стимуляцию миокардиального липолиза и не приводит к непосредственному существенному увеличению поглощения глюкозы, лактага и пирувата.

Публикации. По материалам диссертации'опубликовано 17 научных работ.

- &-

Апробация работа. Результаты работы били доложены и обсуждены на конференциях молодых ученых ШШЭиОВ в I9B4 и 1985 гг., на Киевской городской конференции молодых ученых-медиков в 1985 г., на У Украинском биохимическом съезде в г.Ивано-Франковске в IS87 г., на 1У Украинском съезде эндокринологов в 1987 г., на заседании Киевского городского общества эндокринологов /сентябрь 1988 г./, на Всесоюзной конференции "Биохимия - медицине" /Ле- • нинград, 1988 г./, на Международном симпозиуме "Инсу-

лин и клеточная мембрана" в Братиславе, ЧССР,- в июне 1988 г.

Объем и структура диссертации'. Диссертационная работа изложена на 115 етр. машинописного текста, состоит из введения, обзора литература /3 главы/, экспериментальной части, состоящей из 3 глав, обсуждения результатов собственных исследований и выводов. В списке литературы приводятся работы 63 отечественных и 238 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 10 таблицами и 7 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы.и методы исследования. В настоящей работе приводится раздел биохимических исследований комплексной программы, направленной на одновременное изучение метаболизма и функции миокарда с помощь» катетеризации, и экстракорпоральной программированной перфузии бассейна коронарной артерии, катетеризации и непрерывного дренажа коронарного синуса при синхронной'регистрации параметров нардио- и гемодинамики.

Опыты проведены на 65 собаках обоего пола. Животных брали в опыт натощак /морфинно-хлоралозный наркоз/. После проведения катетеризации в притекающей и отгенающей от сердца крови проводили определение содержания энергетических субстратов и глицерина, на- . ■ходили коронарную артерио венозную разницу их содержания /АВР, A~J£i;

- б -

Применение описанной методики дает возможность исследовать особенности энергообеспечения миокарда при сохранении естественного дыхания и кровообращения.

Для выполнения поставленных задач находили коронарную арге-риовенозную разницу содержания субстратов в притекающей к сердцу и оттекающей в коронарный синус крови, характеризующую поглощение субстратов миокардом.

• Для изучения метаболических изменений, вызванных недостатком инсулина, использовали модель экспериментального аллоксаново-го диабета /ЭАД/ у собак. Диабет был вызван однократным введением водного раствора аллоксангидрата в дозе 75 ыг/кг массы животного. В опыт брали животных с аллоксановым диабетом продолжительность« 3 недели - 2 месяца.

Для количественного анализа влияния высоких концентраций НЕКК на поглощение энергетических субстратов миокардом, а также при инфуаии адреналина в коронарную артерию использовали ультра-микроиньектор, позволяющий инфузировагь растворы субстратов или гормонов в течение определенного времени и создавать расчетную их концентрацию непосредственно в крови, притекающей к сердцу. При этом использовали в расчетах метод, разработанный в нашей лаборатории. /А.И.Хомазюк и ооавг., 1987/, основанный на определении соответствия областей перфузии и забора крови.

Забор крови из бедренной артерии и венечного синуса или коронарной артерии и синуса в случав проведения инфузии субстратов и гормонов в коронарную артерию проводили одновременно.

Определяли содержание всех энергетических субстратов, кроме НШК, из одной пробы беэбелкового экстракта крови, чтобы воссоздать цельную картину поглощения субстратов в момент забора крови и к тому же избежать больших потерь крови у животного и

- ? -

падения артериального давления.

При проведении инфузии НЭй£К в коронарную артерию создавали концентрацию НШК в притекающей к сердцу крови, равную 4,11 + 0,350 ммоль/л. Концентрация адреналина при его инфузии составляла 1,4 мкмоль/л в крови, притекающей к сердда.

При получении безбелкового экстракта кровь смешивали с хлорной кислотой в соотношении, обеспечивающем наиболее полное осаждение белков, а именно 2:6,4. Пробирки с хлорной кислотой взвешивали перед отбором крови, а затеи с кровью, взятой шприцом в количестве 2 мл.

При определениях содержания субстратов использовались следующие биохимические метода.

Содержание глюкозы устанавливали орто-толуидиновым методом /З.И.Цюхно и ооавт,, 1981/.

Пиру ват определяли по реакции с 2,4-динитрофенилгцдразином в щелочной среде /З.И.Цихно и соавт., 1981/.

Содержание молочной кислоты определяли ферментативным методом /H',-J»Hohorat , 1963/. Пробы отбирались из общего количества безбелкового экстракта и предварительно, до начала определения, были нейтрализованы с помощью 49$чюго раствора КОН»

Нетоновые тела определяли по методу s'.Hateieon> /1961/» неорганический фосфат - ПО H'.H.Tauaaky- , E'.Shonr /1953/. Для TO-V го, чтобы избежать выпадения осадка в виде хлопьев, перед этим определением производили нейтрализацию.

Определение НШК проводили в плазме крови по методу Новака /м.нотаЛ , 1965/, но в напей модификации для макрометода, так как приведенная методика рассчитана на определение НЕГО ультра-микрометодом. Метод исключает возможность ошибки из-за совместного определения НЭЯК и биллирубина., что особенно важно при иссле-

довании проб крови при наличии небольшого гемолиза.

Определение глицерина выполняли в пробах из общего объема безбелкового экстракта по методу Ламберта и Нейша в описании Ван Хандель /Б'.Уаа Handel » D.B.Zilbersmit » 1957/.

При статистической обработке данных применяли метод прямых разностей /В.А.Кокунин, 1975/ с использованием парного критерия t Стьюдента /И.А.Ойвин, 1950/» а также, при проведении инфувии НШК, полученные данные поглощения НсйК обрабатывали с применением непараметрического критерия Вилкоксона /ВЛЭ.Урбах, 1975/. Pao4i ты проведенн на ЭВМ "Электроника ТЗ-2911".

Результаты исследования и их обсуждение. Требовалось разработать характеристики энергообеспечения сердца энергетическими субстратами у здоровых животных в условиях проведения физиологиче ского эксперимента, которые являлись бы контрольными. Такие исследования могли служить проверкой корректности проведения физиологического эксперимента, т.е. отсутствия гипоксии миокарда или слишком сильного стресса.

В результате проведенных исследований показано /табл.1/, что миокард здоровых собак с интактной грудной клеткой при неглубоком морфинно-хлоралозном наркозе способен поглощать из притекающей крови глюкозу, пируват, лакгат и неэгерифицированные жирные кислоты. Поглощение энергетических субстратов при расчета их вклада в энергетику здорового сердца составило ряд:НШК, глюкоза, лак-тат, пируват. Коэффициенты экстракции этих субстратов равны соответственно 29,7/6; 10,1%; 45,2% и 36,85t.

Несмотря на относительно небольшой вклад лактата и пирувата в энергетику сердца /13,4% и I,8%/, поглощение этих субстратов позволяет судить об уровне окислительного метаболизма миокарда и о состоянии животного в течение опыта и используется многими ав-

горами в качестве критерия состояния окислительного метаболизма в сердце» При недостаточном снабжении сердца кислородом происходит активация гликолиза! выделение яактата, пирувата и $н в коронарный синус, а также снижается поглощение НЭКК миокардом, так как они требует для окисления большего количества кислорода.

Таким образом, проведенные исследования показали, что в сердце здоровых сабак при корректной проведении физиологического эксперимента in vivo высока интенсивность окислительных процессов. Поглощение энергетических субстратов при этом существенно не отличается от параметров метаболизма сердца человека, что позволяет проводить исследование изменений метаболизма миокарда при различных патологиях в наших экспериментальных уолошях.

После введения аллоксана изучены особенности развития алдок-санового диабета у собак. В этих условиях характеристики содержания в венозной крови субстратов глюкозы, НЭДН и лактата близки к характеристикам, полученным при развитии сахарного диабета у людей, уровень лактата нормализуется примерно к 6-й неделе обследования. Уровень кетоновых тел возрастает по сравнению с контролем, но при этом не наблюдается высокого кегоза.

Нарушения метаболизма миокарда при моделировании диабета могут быть обусловлены собственно дефицитом инсулина, системными изменениями метаболизма, проявляющимися, в частности, в измене- . нии содержания в крови энергетических субстратов, доставляемых к оердцу, и токсическим действием аллоксана. Для исключения последнего предположения мы проводили опыты по определению поглощения энергетических субстратов миокардом животных, которым был введен аллоксан, но диабет при этом не развился.

Полученные данные позволяют констатировать, что неспецифическое действие аллоксана, т.е. не зависящее от повреждения инсу-

- 10 - . .

лярного аппарата поджелудочной железы, не является причиной возникновения нарушений энергообмана в миокарде. Поглощение энерге- . тииеских субстратов и коэффициенты экстракции при этом оставались близкими к контрольным значениям, и сердце сохраняло способность к использованию всех субстратов, определяющих энергообеспечение здорового сердца, - глюкозы, лактата, пирувата, НЭЕК.

При диабете, несмотря на повышение в артериальной 1фови животных уровня глюкозы в среднем до 20,68 + 2,01 ммоль/л, коронарная артериованозная разница по глюкозе увеличена, но значение коэффициента экстракции при атом снижено по сравнению с контролен и составило Ъ,7%, что свидетельствует о снижении поглощения глюкозы /табл.1/.

Таблица I

Содержание в артериальной крови и поглощение миокардом основных энергетических субстратов у здоровых животных и животных с экспериментальный сахарным диабетом /Ц+в/, ммоль/л

Глюкоза

Пируваг

Лактат

А

А -НС а

А

А-ВС &

32

28

Контроль

4,14+0,156 0,24+0,016 1,25+0,105 1,19+0,098 0.43*+0,05Б 0,08*+0,007 0,52*+0,067 0,33^0,040

20

3,4+0,50 1,2*+0,40 II

32 Диабет

20,68+0,882 0,22+0,030 1,21+0,129 1»24Р»462 -0,015+0,007 0,01+0,047 II II II

к - достоверность артериовенозной разница /А-КС/, Р| / 0,05.

Уровень лактата и пирувата на отличался существенно от контрольного к началу опыта. Шесте с тем, при ЗАД сердце собаки

практически не поглощает молочную и пировиноградную кислоту, или даже наблюдается выделение пирувата в коронарный синус.

Таким образом, поглощение сердцем глюкозы и ее метаболитов при диабете резко ограничено по сравнению со здоровым сердцем /табл.1/. Наши данные согласуются с данными других исследователей о снижении поглощения сердцем пирувата, лактата и глюкозы при диабете, которое объясняется как следствие нарушения транспорта субстратов через клеточную мембрану и изменения активности ферментных систем /с'.о.сьеп , З'.Ш.Ып-ЗМаи , 1988? С'.С'.СКеп е* , 1982; 1№.Ор1е et аЗЛ, 1979/.

Поглощение энергетических субстратов при диабете характеризуется повышенным по сравнению с контролем использованием НЗИС, вклад которых в энергообеспечение сердца значительно превышает долю всех остальных субстратов. Артериовенозная разница по НЗКК, довольно существенная и для здорового сердца,- еще возрастает при ЗАД.

Хотя уровень кетоновых тел при развитии аллоксанового диабета невысок и составляет 0,837 + 0,206 ммоль/л, поглощение их миокардом возрастает по сравнению с контролем и составляет 0,175^ 0,048 ммоль/л.

Использование липидных субстратов требует большого количества кислорода и может служить причиной образования /при повышенных нагрузках, стрессе/ условий развития сердечной недостаточности. Однако в покое или при адекватных нагрузках в состоя1«ш компен-. сации, очевидно, нет оснований говорить о кислородной недостаточности при диабете. Снижение поглощения лактата и пирувата в этих условиях не позволяет судить о наличии ишемии миокарда, поскольку это происходит в условиях повышения поглощения миокардом кислорода /А.И.Хомазюк и соавт., 1988/.

- 12 -

Для выяснения причин снижения поглощения ииокардоы глюкозы и ее метаболитов ш предприняли исследование по инфузии неэтери-фицированных жирных кислот в коронарную артерию здоровых животных. Мы предположили, что одной из причин, вызывающих снижение поглощения этих субстратов может служить возрастание Н8Ш в крови, доставляемой к сердцу, как следствие недостаточности инсулина в организме. В научной литературе обсуждается вопрос о том, что гормональные воздействия могут осуществляться не прямо, а путем изменения уровня субстратов в крови. Известная концепция о существовании в мышечной ткани регуляторного цикла глюкоза - жирные кислоты постулирует зависимость использования углеводных и жировых субстратов от их концентрации и взаимное влияние на утилизацию по принципу конкурентного взаимодействия /В.И.Кандрор, 1983; Э.Ньюсхолм, К.Старт, 1977; R.GVF.FoEsey et al,, 1987/.

Результаты инфузии ЮТ в коронарную артерию здоровых животных показали, что создание в притекающей к сердцу крови высоких концентраций HSKK /4,11 + 0,350 ммоль/л/ приводило к их усиленному поглощению /о 0,146 ± 0,041 до 1,1 + 0,508 миоль/л/. АВР по глюкозе недостоверна, что свидетельствует о снижении ее поглощения в условиях инфузии Н«ЖК. При этом сердце не поглощает лактат, или наблюдается его выделение в коронарный синус. Снижение поглощения лактата по сравнению с контролем статистически достоверно, несмотря на сравнительно небольшое число опытов, где определяли лактат /п = 5/. Таким образом, 'экстракция ряда углеводных субстратов в той или иной степени снижена на фоне увеличения поглощения сердцем НЗКК. То есть, в условиях, отличающихся от контрольных только повышением уровня жирных кислот в крови, непосредственно действующей на сердце, ш получили изменения, близкие к визпаншм диабетом. Это может свидетельствовать о важной роли

- 13 -

как посредника в регуляции энергетических процессов в сердце при недостатке инсулина. Торможение поглощения глюкозы и лактата сердцем при этом может быть вызвано образованием при повышенном окислении НОТ больших количеств ацетил-НоА и цитрата, являющихся сильными ингибиторами ферментов гликолиза и окисления лактата, в частности, фосфофруктокиназы, пируватдегидрогеназного комплекса и т.д. / р.н.ьаираа et а1. , 1965/.

Можно предположить, что ограничение использования лактата может являться одной из причин снижения толерантности к физическим нагрузкам при диабете, а повышенный захват НШК - причиной накопления больших количеств триглицеридов в миокарде при этом" заболевании, о чем может также говорить увеличение экстракции глицерина, наблюдаемое в наших опытах как при ЭДЦ, так и при ин-фуаировании НЕКК в коронарную артерию здоровых животных.

Таким образом, совокупность имеющихся данных, подтверждаемая результатами исследований физиологической группы нашей лаборатории по изучению функционального состояния сердца при ЗАД, позволяет сделать заключение, что на ранних этапах развития диабета не проявляется очевидная картина ишемии миокарда, однако имеющиеся при этом нарушения метаболизма, могут служить причиной развития нарушений деятельности сердца.

Изучено влияние инсулина, при его однократном внутривенном введении, на поглощение энергетических субстратов миокарда здоровых животных и животных с ЭАД. Вводимая доза I МЕ/кг лассы живот. ного была выбрана как сопоставимая с дозами, применяющимися при лечении сахарного диабета. При -введении такой дозы животным с нормальным уровнем глюкозы, крови общая создаваемая при этом концентрация инсулина, естественно, будет превышать физиологическую, а возникающее при этом состояние можно характеризовать как ги-

перинсулинемию.

Отбор проб проводили перед введением инсулина и через 5, 10 /15/, 20, 30 и 60 иин после введения.

После введения инсулина здоровый животным содержание глюкозы в крови снижалось через указанные промежутки времени на 9, 16, 25, 31,8 и 43$ соответственно.

Под влиянием инсулина артериовенозная разница по,глюкозе, лактату и пиру вату не увеличивалась. Напротив, в некоторых опытах ш наблюдали выделение лактага и пирувата в коронарный синус под влиянием инсулина, особенно через 5-10 мин после введения. Исходя из предположения, что высокие дозы инсулина могут ингибировагь пируватдегидрогеказу, мы провели исследования поглощения глюкозы и пирувата при введении инсулина в дозе 0,1 ЫЕ/кг массы животного.

Поглощение глюкозы увеличивалось при этом через 30 мин после введения инсулина /табл.2/, а поглощение пирувата не возрастало.

После введения инсулина здоровым животным в дозе I ЫЕ/кг наблюдали значительное увеличение поглощения НШК миокардом с 0,251 + 0,065 ммоль/л до 0,706 + 0,208 мыоль/л /табл.2/. Содержание НЗйК в крови при этом не изменялось.

При введении инсулина животным о ЗАД доза I ЫЕ/кг вызывала незначительное снижение глюкозы крови только через 1,5-2 часа после введения, что могло быть вызвано развившейся инсулинрези-отентностыо тканей. Поглощение глюкозы, лактага и пирувата в указанные выше интервалы времени* под влиянием инсулина не увеличивалось, напротив, на 8041 минуте наблюдали выделение пирувата в коронарный синус /табл.2/, а в отдельных опытах отмечали выделение в коронарный синус лактата и глюкозы. .

Через 30 мин после введения инсулина уровень НЗНК не снижался. При атом наблюдали существенное снижение поглощения их мио-

кардом с тенденцией к выделению их в коронарный синус. Артериовенозная разница по НЗШ после введения инсулина составила -0,07 + 0,123 ммоль/л. Поглощение глицерина перед введением инсулина сменялось через 30 мин выделением в коронарный синус, что свидетельствовало об активации липолиза в миокарда.

Таблица 2

Поглощение энергетических субстратов миокардом собак через 30 шн после введения инсулина в дозе I МЕ/кг /Ш±т/> ммоль/л

Глюкоза

Пируват

Лактат

НЗШ

Глицерин

0,30* + 0,06

п - 14

-0,38 + 0,62

п = 9

Здоровые животные

0,048* + 0,48* + 0,011 ~ 0,16

п = 14 п = 14

Животные с ЭАД

-0,202* + 0,Ю + 0,067 ~ 0,22 ~

д= 9 п= 9

0,706*'**+ -0,02 +

0,208 0,008 *"

п = 14 п = 5

-0,07** + -0,142**+

0,123 ~ 0,07

п = 8 п = 8

» - достоверность /А-КС/, 0,05.

зш - достоверность изменений /А-ИС/ по сравнению с поглощением до введения инсулина, Т^^- 0,05, /см.' табл.1/.

Стимуляция инсулином липолитических процессов в миокарде является кратковременной. Через 1,5 - 2 часа после введения инсулина выделение НЭШК уменьшалось или сменялось поглощением.

Снижение выделения НЗКК и восстановление их поглощения совпадает по времени со снижением уровня глюкозы крови, которое может быть решающим условием возврата к преимущественному использо ванию экзогенных НЭЖК.

Накопление триглицеридов в миокарде является одной из при-

чин увеличения жесткости и удельного веса структур ткани сердца, что отражается на сократительной способности и относится к числу наиболее ранних проявлений нарушения функции сердца при диабете. В этой связи диполитическое действие инсулина на миокард представляется благоприятный. Однако, следует отметить, что рев-кие колебания концентрации инсулина в крони могут служить одной из причин возникновения повреждений интимы сосудов, что создает условия для троыбоэыболических осложнений и развития атеросклероза сосудов /н.».Р1ос11п , 1987/.

Известно, что инсулин способен изменять физиологические эффекты адреналина /А.П.Иещерет и соавт., 1978/, а инсулиновая гипогликемия сопровождается высвобождением катехоламинов в кровь. При диабете содержание катехоламинов в крови также повышено /н.л.№г1э1впэеп , 1979/. В связи с этим представляло интерес выяснить действие катехоламинов непосредственно на сердце при их инфузии в коронарную артерию, а также роль инсулина во взаимоотношениях этих двух гормонов при их совместном действии на миокард.

Для решения поставленной задачи проводили инфузию адреналина в коронарную артерию и определяли поглощение энергетических субстратов и глицерина в этих условиях через 30 сек - I мин поело . начала инфуаии. Затем проводили инфузию адреналина и определяли /АЧЮ/ для тех же субстратов через 30 мин после внутривенного введения инсулина в дозе 1 МЕ/кг. Раствор адреналина готовили таким образом, что конечная концентрация его в крови, притекающей к сордцу, составляла 0,0014 шоль/л или 1,4 мкыоль/л.

йгачитальных изменений концентраций субстратов в крови при инфузш! адреналина не наблюдалось. Чорез В0-60 сек инфузии на-6ждали шделешге Н'ХШ и глицерина в коронарный синус. Поглоще-

ние глюкозы, лактата, пирувата оставалась на уровне, который был до введения адреналина.

При инфузировании адреналина на фоне инсулина интересным является факт значительного увеличения поглощения миокардом пирувата. Как отмечено ранее, нам не удалось получить подтверждение стимуляции инсулином пируватдегидрогеназного комплекса в миокарде при введении изучаемых доз. Однако, при совместном воздействии на миокард двух гормонов поглощение пирувата сфдцем возрастало более чем в 2 раза и составило 133,4 + 30,18 мкмоль/л против 47,3 + 28,22икмоль/л перед введением адреналина и 58,8 + 39,05укмоль/л перед введением адреналина на фоне инсулина. Инсулин ограничивал выделение НЭЖК в коронарный синус, вызванное адреналином. Способность инсулина предотвращать липолитическое действие адреналина на миокард 8дорошх животных может быть защитным эффектом от развития катехоламиновых повреждений.

ВЫВОДЫ

1. Миокард в условиях проведения физиологического эксперимента на интактных животных поглощает из притекающей крови глюкозу, лактат, пиру ват и НШК. Коэффициенты экстракции этих субстратов составляют 10,1%, 45»236, 36,8% и 29,7% соответственно. У животных, у которых введение аллоксана не сопровождалось развитием диабета, эти показатели существенно не изменены.

2. При экспериментальном аллоксановом диабете поглощение НЕ5КК сердцем значительно возрастает, а коэффициент экстракции

"глюкозы'снижается. В этий условиях поглощение сердцем лактата и пирувата резко ограничено.

3. При введении инсулина в дозах 0,1 и 1,0 МЕ/кг здоровым животным уровень глюкозы снижается через 30 мин на 32,0 и 31,8$ соответственно. Артериовенозная разница по глюкозе в этих уело-

виях сохраняется, а для дозы 0,1 ЫЕ/кг возрастает через 80 ыин после введения инсулина. При этой поглощение сердцем НЭЖК значительно увеличивается. Коэффициент экстракции НЗКК из притекающей крови возрастает с 29,до 64,2$,

4. Введение инсулина в дозе 1,0 МЕ/кг животным с диабетом сопроцождается кратковременной стимуляцией миокардиального липо-лиза, проявляющегося в выделении в коронарный синус НЭйК и глицерина в течение 1,5-2 часов. Поглощение глюкозы, пирувата и лак-тата при этом не увеличивается.

5. При моделировании в потоке коронарной крови повышенных концентраций НЕМ /4,11 + 0,350 ммоль/л/ наблюдаются изменения поглощения энергетических субстратов сердцем, сходные с изменениями, вызванными диабетом. Поглощение НЭДК при этом увеличивается, поглощение глюкозы снижается, поглощение лакгата отсутствует.

6. Введение инсулина в дозе I МЕ/кг предотвращает выделение в коронарный синус НсИК, вызванное адреналином.

7. В регуляции энергообеспечения сердца важное значение имеет как непосредственное влияние инсулина на энергетические процессы в миокарде,проявляющееся в изменении поглощения субстратов и некоторых метаболических эффектов адреналина, гак и изменение содержания энергетических субстратов в притекающей к сердцу крови, связанное с дефицитом инсулина.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Хомазюк А.И., Нещерет А.П., Глебова Л.Н., Гапич Е.Л., Энергетический обмен и функция миокарда при экспериментальном диабете у собак //Современные проблемы патологической физиологии' /Ереван, ноябрь 1985/:Тоз.докл. ХУ_Закавказской конференции^пато-физиологов - Ереван, 1985. - С. 183-184.

2. Рлебова Л.Н., Галич Е.Л., Деревянно Л.П., Хомазюк А.И.

О роли жирных кислот в нарушении энергетического обмена в миокар-

де // Нервные и гуморальные механизмы компенсации в условиях действия патогенных факторов /Запорожье, 1985/: Тез. докл. Украинской республиканской конференции общества патофизиологов. - Запорожье, 1985. - С.31.

3. Глебова Л.Н., Гапич E.JI., Деревянко Л.П., Нещерет А.П., Хомазюк А.И. Изучение энергетического обеспечения миокарда в норме и при экспериментальном сахарном диабете в опытах in vivo // У Всесоюзная конференция по биохимии мышц /Телави, 1985/: Тез. докл.. - Тбилиси, 1985. -C.I38.

4. Хомазюк А.И., Нещерет А.П., Литвиненко А.Ф., Глебова Л.Н., Шепеленко И.В., Деревянко Л.П., Гапич Е.Л. Метаболизм, кровоснабжение и функция миокарда при сахарном диабете // Метаболизм, структура и функция сердечной клетки, Советская секция Международного общества по изучению сердца /Баку, октябрь 1986/: Тез. докл. Ш Международного симпозиума. - Баку, 1986. - C.II2.

5. Глебова Л.Н., Гапич Е.Л., Деревянко Л.П., Хомазюк А.И. Метаболизм миокарда у собак при экспериментальном сахарном диабете // Метаболизм, структура и фикция сердечной клетки, Советская секция Международного общества по изучению сердца /Баку, октябрь 1986/: Тез. докл. Ш Международного симпозиума. - Баку, 1986. -

С.170.

6. Хомазюк А.И., Нещерет А.П., Глебова Л.Н., Шепеленко И.В., Деревянко Л.П., Гапич Е.Л. Некоторые механизмы действия инсулина на функцию и метаболизм миокарда // Успехи современной эндокринологии и проблемы механизма действия гормонов /Ташкент, ноябрь 1986/: Тез. докл. республиканской конференции. - Ташкент, 1986.-C.I28.

7. Глебова Л.Н., Гапич Е.Л.,.Деревянко Л.П., Хомазюк А.И. Потребление энергетических субстратов и Og как биохимический критерий состояния окислительных процессов в миокарде // I конференция биохимиков Узбекистана /Ташкент, ноябрь 1906/: Тез. докл. - С.34.

8. Гапич Е.Л. Влияниз инсулина на энергообеспечение сердца // Актуальные вопросы современной эндокринологии й иммунологии /Харьков, июнь 1986/: тез. докл. респ. конференции молодых-ученых -Харьков, 1906. - С.45.

9. Глебова Л.Н., Гапич О.Л., Гончар I.B., Семенова Н.М., Хомазюк A.I. Про роль пюулгну в регулящх енергетичного обмхну у м!окард1 // У Украшський 6ioxÍMÍ4irafl з"!зд /Ивано-Франковск,

сентябрь 1987/: Тез. докл. - Ивано-Франковск, 1987. - С.259-260.

10. Глебова Л.Н., Галич ЕЛ., Семенова H.H., Гончар И.В. Роль инсулина в регуляции метаболизма сердца // Современные проблема экспериментальной и клинической эндокринологии /Львов, сентябрь 1987/: Таз.докл. 1У съезда эндокринологов Украинской ССР -Киев, 1987. - С.85-86.

11. Хоыазюк А.И., Нещерет А.П., Глебова Л.Н., Шепеленко И.В., Деревянко Л.П., Гапич Е.Л. Физиологические механизмы влияния инсулина на функцию сердечно-сосудистой системы // 15 съезд Всесоюзного физиологического общества им.И.П.Павлова /Кишинев, сентябрь 198?/: Тез. докл. - Кишинев, 1987. - С.26.

12. Глебойа Л.Н., Гапич Е.Л., Хомазюк А.И. Утилизация энергетических субстратов миокардом in vivo // Доклады АН УССР. Сер.Б. 1968. - № 3. - С.66-69.

13. Хоыазюк А.И., Нещерет А.П., Глебова Л.Н., Деревянко Л.П., Шепеленко И.В., Гапич Е.Л. Действие инсулина на функцию и метаболизм миокарда при экспериментальном сахарном диабете у собак // Эндокринология: Респ. межвед. сборник. - Киев: Здоров"я, 1988. -Вып.18. - С.Э6-39.

14. Хомазюк А.И., Нещерет А.П., Глебова Л.Н., Доревянко Л.II., " Шепеленко И.В., Гапич Е.Л. Изменения функции и энергетического обмена миокарда при экспериментальном сахарном диабете у собак // Бюлл. экспериментальной биологии и медицины. - 1988. - № I. -C.II-I3.

15. Глебова Л.Н., Гапич Е.Л., Нещерет А.П., Хомазюк А.И. HSiiK в патогенезе нарушений метаболизма миокарда при сахарном диабете // Биохимия - медицине /Ленинград, ноябрь 1988/: Тез. докл. Всесоюзной научной конференции._ - Ленинград, 1988. - С.65.

16. Глебова Л.Н., Гапич Е.Л., Хомазюк АЛ!. Влияние инсулина на метаболизм миокарда при сахарном диабете // Актуальные проблемы диагностики и лечения эндокринных заболеваний /Рига, октябрь 1988/': Тез. докл. Симпозиума Лата. научи, общества эндокринологов. - Рига, I960. - T.I. - С.33-34.

17. Membrana mechan!ama of the interaction of insulin and catecholamines in the regulation.of myocardial blood supply,

metabolism aijd function // Insulin and (,'eli Membrane /Czechoslovakia, Smolenice Can tie, J una '¿7-30, 19ВВ/:-Aba tracts of International Syujioalura. - Bratislava,19BB. - P.2U. /