Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Возрастные особенности энергопротекторного действия митохондриальных субстратов при комплексном воздействии стресса и интоксикации

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВ КОНСТАНТИН ЮРЬЕВИЧ

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОПЮТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ СУБСТРАТОВ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ СТРЕССА И ИНТОКСИКАЦИИ

14.00.25 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Томск 2005

Работа выполнена в ГУ НИИ фармакологии Томского научного центра СО РАМН

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор Хазанов Вениамин Абрамович

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Венгеровский Александр Исаакович

кандидат медицинских наук Зюзьков Глеб Николаевич

Ведущее учреждение: Алтайский государственный медицинский университет

Защита состоится «_»_2005 года в_часов

на заседании диссертационного совета Д 001.031.01 при ГУ НИИ фармакологии Томского научного центра СО РАМН по адресу: 634028, г. Томск, пр. Ленина, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУ НИИ фармакологии Томского научного центра СО РАМН.

Автореферат разослан« 14 » UÜ-QAQt 2005 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Амосова E.H.

яооб-» ОЯ

в??^ з

Актуальность проблемы. Существенное возрастание доли пожилых людей в населении развитых стран сопровождается увеличением смертности от основных болезней старческого возраста - заболеваний сердечно-сосудистой системы, злокачественных новообразований, нейродегенеративных процессов, снижения сопротивляемости к инфекции, сахарного диабета [Анисимов В.Н., 2000; Дильман В.М, 1987; Шабалин В.Н., 2003]. Поэтому разработанная в 2001 году Организацией объединенных наций концепция здорового старения отнесена к наиболее приоритетным направлениям медицины. Старение человека принято рассматривать как естественный физиологический процесс. Вместе с тем есть данные, согласно которым физиологическое старение наблюдается у 3 - 6% человеческой популяции, в остальных случаях наблюдается ускоренное старение [Зайчик АЛЛ, Чурилов Л.П., 1999; Практическая гериатрия, 1995]. Существующие в современной литературе концепции старения не объясняют его феномен [Дильман В.М., 1978; Фролькис В В., 1988; Анисимов В.Н., Соловьев М.В., 1999]. Механизмы ускоренного старения изучены в большей степени, что дает основание для патогенетически обоснованной разработки средств его ограничения [Колосова Н.Г. и др., 2001; СЬегаэкт Е. ег а1„ 1996; Бобырев В.К., 1989; Зенков Н.К. и др., 2001; Меныцикова Е.Б. и др., 2001; Загоскин П.П., Хватова Е.М., 2002; Меерсон Ф.З., 1972]. Известны факторы, способствующие преждевременному старению. Прежде всего, это стрессорные, токсические и избыточные информационные воздействия, широко действующие на человека современного общества [Арчаков А.И., 1975, Селье Г., 1979; Меерсон Ф.З., 1972; Гаркави Л.Х. и др., 1998; Кулинский В.И., 1999; Голиков С.Н. и др., 1986].

В НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН в результате многолетних исследований выдвинута концепция взаимосвязи нарушений систем образования энергии и, в частности, быстрого метаболического кластера митохондрий и развития главных неинфекционных заболеваний и преждевременного старения организма [Хазанов В.А., 1992,1993, 2001,2002,2003]. Общие механизмы развития главных неинфекционных заболеваний человека и преждевременного старения с позиции биоэнергетической фармакологии, предполагают единый фармакологический подход для их коррекции [Хазанов В.А., 2004].

Ранее нами показано, что любое патогенное воздействие (физические перегрузки, гипоксия, ишемия, судороги, стресс, интоксикация) приводит, помимо специфических реакций, к стереотипному изменению энергетического обмена митохондрий, проявляющемуся в виде развития процессов, характерных для стадии тревоги, резистентности и истощения общего адаптационного синдрома [Селье Г., 1979; Хазанов В.А., 1993, 2003; Хазанов В.А., Васильев К.Ю., 2003; Хазанов В.А., Зимина Т.А., 1987; Хазанов В. А. и др., 1986,1999а].

Данные литературы относительно возрастных особенностей реакции системы энергопродукции на комплексное воздействие патогенных факторов ограничены, при этом есть сведения о различной возрастной реактивности митохондрий [Хазанов В.А, 1993; Загоскин П.П., Хватова Е.М., 2002; Скулачев

ВП, 1999, 2000; Нарциссов Р.П, 1999] гТТпмш и»...... < шип ...... действие

факторов, способных вызвать развитие {зистенгности,

может привести к истощению адаптивных ресурсов митохондрий, в отличие от влияния тех же факторов, действующих по отдельности [Хазанов В А, 2004]. Многие авторы отмечают, что дезадаптивные процессы в системах гомеостази-рования служат неспецифической основой развитая предпатолопш, а затем и патологических состояний [Гаркави JI.X. и др., 2003; Дильман В.М., 1987; Панин JLE, 1983; Се лье Г., 1979]. Однако, ранее не рассматривалась концепция декомпенсации в системе энергопродукции как ключевого звена снижения адаптивных возможностей организма и развития патологий, хотя известен вклад нарушений митохондриалъных процессов в механизмы преждевременного старения организма [Загоскин П.П, Хватова Е.М., 2002; Скулачев В.П., 1999]. Нами было предложено рассматривать митохондрии как системный интегратор, суммирующий на уровне энергопродукции нагрузку, испытываемую другими системами обеспечения гомеостаза [Хазанов В А., 2002].

Разработка средств профилактики преждевременного старения, геропротекторов, является ключевой в реализации программ здорового старения [Гаркави JI.X. и др., 1998; Соловьева А.С. и др., 1999; Ileidríck ML. et al., 1984; Hip-kiss A.R., 1998; Comfort A. et al., 1971; Porta E.A. et al, 1980; Khansari D.H, Gustad Т., 1991; Valenti G., 1997; Cotzias G.C. et al., 1974, Landñeld P.W. et al., 1981; Морозов В.Г, Хавинсон B.X, 1997; Дильман В.М, 1987; Фролькис В.В, Мура-дян Х.К, 1988; Ванюшин Б.Ф, Бердышей Г.Д, 1977]. Представляется актуальной разработка препаратов-геропротекторов, оказывающих комплексное влияние на организм. С этой позиции практически неизученным является применение в качестве геропротекторов препаратов на основе естественных метаболитов митохондрий, влияющих на процессы образования и расходования энергии в организме [Кондрашова М.Н, 2002; Кондрашова М.Н. и др., 2005; Хазанов В.А, 2001, 2002]. В данной работе исследовано влияние комбинации янтарной и гаутаминовой кислот на энергетический обмен печени у молодых половозрелых и стареющих мышей при действии экстремальных факторов - стресса и интоксикации длительно принимаемыми лекарственными средствами, изониа-зидом и дрксорубицином. Ранее нами показано, что препараты на основе митохондриалъных субстратов предупреждают нарушение, либо помогают восстановить нарушенный процесс образования АТФ в митохондриях и тем самым защищают органы и системы, испытывающие повышенные нагрузки либо подверженные токсическому воздействию, от спада активности и повреждения [Андреева Е.А, 1998; Смирнова Н.Б., Хазанов В А, 2001; Диш А.Ю., 2004; Трифонова О.Ю. и др., 2002; Поборский А.Н., Хазанов В.А, 2002].

Цель работы. Изучить влияние комбинации янтарной и глутаминовой кислот на функциональное состояние митохондрий печени молодых половозрелых и стареющих мышей при раздельном и комплексном воздействии стресса и интоксикации изониазидом или доксорубицином.

Задачи исследования.

1. Оценить возрастные особенности функционирования системы энергопродукции у стареющих интактных мышей;

2. Выявить возрастные особенности резистентности и функционального состояния митохондрий в ответ на воздействие патогенных факторов - стресса

*

и интоксикации изониазидом и доксорубицином у стареющих интактных мышей;

3. Оценить комплексное действие патогенных факторов (стресса и интоксикации доксорубицином или изониазидом) на систему энергопродукции печени молодых половозрелых и стареющих интактных мышей;

4. Исследовать влияние митохондриальных субстратов - комбинации янтарной и глутаминовой кислот на энергетический обмен печени при раздельном и комплексном действии стресса и интоксикации доксорубицином или изониазидом.

Научная новизна.

1. Впервые изучены механизмы формирования адаптивной реакции митохондрий на комплексное действие стресса и интоксикации изониазидом или доксорубицином.

2. Показано, что нарушение энергетического обмена митохондрий и снижение активности быстрого метаболического кластера цикла Кребса вызывает снижепие адаптивных ресурсов организма при старении и действии экстремальных факторов - стресса и интоксикации.

3. Установлено, что у стареющих мышей ответные реакции системы энергопродукции печени на стресс и интоксикацию характеризуются нарушением энергетического обмена, развитием стадии истощения общего адаптационного синдрома. В митохондриях молодых половозрелых мышей, в отличие от стареющих животных, эти воздействия преимущественно формируют состояния активации и резистентности энергопродукции.

4. Доказано, что на уровне митохондрий печени происходит суммация нагрузки, испытываемой системами детоксикации и биотрансформации.

5. Установлено, что возрастные сдвиги функционального состояния митохондрий можно сопоставить с изменениями, наблюдаемыми при переходе от состояния резистептности к истощению адаптивных возможностей системы энергопродукции.

6. Показано, что поддержание активности быстрого метаболического кластера либо его реактивация у стареющих мышей при действии экстремальных факторов предотвращает нарушения энергетического обмена печени и развитие каскада патологических реакций, обеспечивает сохранение резистентного состояния энергопродукции.

7. Продемонстрировано, что регуляторное воздействие па митохондри-альные процессы метаболитами цикла Кребса пролонгирует активность реакций быстрого метаболического кластера при стрессе и интоксикации у молодых половозрелых и стареющих животных, предупреждая развитие патологических реакций и процессов, вносящих вклад в преждевременное старение.

Практическая значимость.

1. Обоснована целесообразность применения в геронтологической, фтизиатрической, онкологической практике регуляторов энергетического обмена на основе митохондриальных субстратов - янтарной и глутаминовой кислот, повышающих резистентность митохондрий при стрессе и интоксикации и огра-

ничивающих проявления универсальных патологических процессов - нарушений энергетического обмена и окислительного стресса.

2. Показано, что регуляторы энергетического обмена могут бить использованы с целью предупреждения нарушения энергетического обмена печени и организма в качестве геро протекторов в неблагоприятных условиях окружающей среды или при массивной медикаментозной терапии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены на Всероссийских научно-практических конференциях «Настоящее и будущее высокотехнологичной медицины», «Многопрофильная больница: проблемы и решения», «Интенсивная медицинская помощь: проблемы и решения» (Ленинск-Кузнецкий, 2002, 2003, 2004), Всероссийской конференции «Компенсаторно-адаптивные процессы- фундаментальные, экологические и клинические аспекты» (Новосибирск, 2004), Итоговой научной конференции, посвященной 20-летию НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН (Томск, 2004)

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 14 публикациях, из них одна в центральном журнале.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 180 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа иллюстрирована 14 рисунками и 22 таблицами. Библиографический указатель содержит 195 источников, из них 147 отечественных и 48 иностранных.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены на 192 белых беспородных мышах-самцах раннего репродуктивного возраста 2 - 2,5 мес массой 25 - 30 г, и 120 стареющих мышах-самцах 12 мес возраста массой 42 - 48 г Животные получены из коллекционного фонда лаборатории биомоделирования ГУ НИИ фармакологии ТНЦ СО РАМН (сертификат имеется).

Для моделирования фазных состояний в системе энергопродукции у молодых и стареющих мышей применили иммобилизацию животных методом фиксации за шейную складку в течение 24 ч, что по нашим данным, вызывает развитие стадии истощения общего адаптационного синдрома [Зимина ГА., 1989; Хазанов В.А., 1993].

В качестве другой функциональной нагрузки использовали токсическое воздействие путем введения мышам противоопухолевого препарата доксоруби-цина (адриабластин, Pharmacia, Италия) в МПД 6 мг/кг внутрибрюшшшо 1 раз в сутки курсом 3 суток [Васильев К.Ю., Хазанов В.А., 2004]; или противотуберкулезного препарата изониазида (Луганский химфармзавод, Украина) в дозе ДЦю - 270,6 мг/кг [Смирнова Н.Б., Хазанов В.А., 2004], внутрижелудочно 1 раз в сутки курсом 5 суток. Состояния стресса и лекарственной интоксикации у животных подтверждали результатами морфологических и биохимических исследований.

Комплексное патогенное воздействие - суммацию стрессорного и токсического воздействия, моделировали посредством иммобилизации молодых по-

ловозрелых и стареющих мышей после 5-дневного курсового введения изопиа-зида или 3-дневного курсового введения доксорубицана соответственно.

В качестве препаратов, влияющих на энергетический обмен, использовали интермедиагы цикла Кребса янтарную (ЯК) и глутаминовую (Г) кислоты (Sigma, США), которые интактные и опытные животные получали в эквимо-лярных ангигипоксических и антитоксических дозах 50 и 78 мг/кг профилактически внутрижелудочно 1 раз в сутки курсом 14 суток Их роль в коррекции состояния системы энергопродукции показана в нашей лаборатории ранее [Диш

A.Ю., 2004; Смирнова Н.Б., Хазапов В.А, 2001; Хазанов В.А и др., 2002] Животные предварительно получали ЯК и Г курсом 14 суток до иммобилизации или до введения лекарственных токсикантов: 11 суток до введения доксоруби-цина и последующие 3 суток совместно с доксорубицином; 9 суток до введения изониазида и 5 суток - с изопиазидом.

Оценку состояния системы энергопродукции митохондрий печени мышей проводили полярографическим методом (полярограф LP-9, Чехия) [Конд-рашова М.Н., Ананенко АА., 1973] по поглощению кислорода в различных метаболических состояниях по Чансу [Chance В., Williams G R., 1955] и методом флуоресцентной спектроскопии (спектрофлуориметр Hitachi 850) [Хазанов

B.А., Смирнова Н.Б., 1999]. Среда инкубации 1,2-Ю1 M KCl (ОСЧ), 1.10"2 M Нерез-буфер (Sigma, США), 2.10"4 M ЭДТА, 2.10'3 КН2Р04 (ОСЧ), pH 7,2. Субстратами окисления служили ФАД-зависимый сукцинат (ЯК, 5.10" М) и НАД-зависимые субстраты малат и глутамат (МГ, по 3.10"3 М). Степень «скрытого» торможения СДГ (т-СДГ) оценивали по приросту скорости фосфорилирующего дыхания митохондрий, окисляющих ЯК, на внесение в среду инкубации активаторов СДГ - изо цитрата (ИЗЛ) или ß-оксибутирата (ß-ОБ) (по 1,5.10"3 М). С целью выявления вклада в энергопродукцию митохондрий при окислении НАД-зависимых субстратов (ПАД-ЗС) эндогенной ЯК (ЭЯК) применили конкурентный ингибитор СДГ малонат (МЛН, 2.10"3 М) и ингибитор амипотрапс-фераз аминооксиацетат (АОА, 5.10"4 М, все субстраты производства Sigma, США).

Ангаоксидантные свойства ЯК и Г оценивали по развитию спонтанного и аскорбат-зависимого перекисного окисления липидов (ПОЛ) по уровню накопления ТБК-активных продуктов в реакции с тиобарбитуровой кислотой. Оптическую плотность определяли при 520 пм на спектрофотометре Hitachi 557 на точках, взятых с интервалом 15 мин в течение часа.

Экспериментальный материал обработан статистически методом парных сравнений по критерию Вилкоксона-Манна-Уитпи, вероятность случайной) вывода не превышала 5% (р<0,05).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

В эксперименте установлено, что митохондрии печени стареющих ин-тактных мышей (в возрасте 12 мес) характеризуются снижением метаболического контроля дыхания и разобщенным окислительным фосфорялированием относительно молодых половозрелых животных (3 мес) У стареющих мышей происходило повышение скоростей окисления субстратов всех типов, при од-

довременном возрастании интенсивности транспорта восстановительных эквивалентов в дыхательной цепи. При этом отмечали снижение величин СД, ДК и АДФ/О, что указывает на разобщение процесса окислительного фосфорилиро-вания (рис. 1). Происходило увеличение генерации активных форм кислорода (АФК) в печени стареющих мышей, что отмечено по накоплению ТБК-активных продуктов ПОЛ Вероятно, усиление метаболизма и продукции ЭЯК в реакциях быстрого метаболического кластера обеспечивало компенсацию низкоэнергетического сдвига, формируемого на уровне митохондрий в процессе старения.

Известно, что при старении организма существенно изменяется митохон-дриальная энергетика [Скулачев В.П., 1999,2000; Хазанов В.А., 1993]. По некоторым данным, в старческом возрасте происходит снижение образования и окисления ЯК в организме, что позволяет говорить о снижении при старении в тканях активности СДГ [Кондрашова М.Н. и др., 2005]. У преждевременно стареющих линий животных [Колосова Н Г. и др., 2001], у пожилых людей, а также у людей, имеющих патологии, связанные с нарушением митохондриальной энергетики [Скулачев В.П., 2000; Загоскин П.П., Хватова Е.М, 2002], отмечено ограничение транспортной функции электрон-транспортной цепи митохондрий, повышенная генерация АФК, прогрессирующее с возрастом снижение активности и ингибирование сукцинатзависимой энергопродукции, деэнергизация ор-ганелл.

Наблюдаемые нами изменения митохондриальной энергетики указывают па сохранение резистентного состояния органелл интактных 12-месячных животных, что можно сопоставить с адаптивными изменениями, сопряженными с формированием обмена веществ «пожилого» организма. Это подтверждается данными литературы, согласно которым в пожилом возрасте происходит нарастание активности энергопродукции, связанное с возрастанием энергозапросов организма на обеспечение репарации повреждений, которые в старческом возрасте приводят к ингибированию энергопродукции, резкому снижению активности СДГ с формированием декомпенсации и «старческого» типа метаболизма [Гаркави Л.Х. и др., 2001; Хазанов В.А., Васильев К.Ю., 2003].

Совершенствование методов цитостатической химиотерапии привело к значительному увеличению продолжительности жизни онкологических больных, а в ряде случаев позволило добиться полного излечения [Гаузе Г.Ф., Дудник Ю.В., 1977; Гольдберг Е.Д., Боровская Т.Г., 2003]. Наиболее широко используемыми и перспективными химиотерапевтическими средствами являются ангибиотики-антрациклины, и в том числе доксорубицин [Гольдберг Е.Д, Новицкий В В., 1986]. Являясь высокоактивным в общебиологическом отношении, доксорубицин характеризуется высокой токсичностью С непосредственным цитостатическим действием доксорубицина связано его влияние на систему крови, репродуктивные органы, эпителий [Гершанович МЛ, 1982; Белова И.П., 1966; Дудник Ю.В., Резникова МИ., 1980] Доксорубицин также оказывает цитотоксическое действие на кардиомиоциты и гепатоциты посредством продукции активного метаболита доксорубицинола [Olson R.D, 1988, Ferrans V.J., 1978; Lewis W et al., 1982; Ewer M.S., Benjamin R.S., 1997; Bailas Т., 1984;

Fabregat J. et al., 1984; Mmnaug E.G et al., 1983]. Поэтому остается актуальной задача изучения токсического влияния доксорубицина не только на органы с высоким пролиферативным потенциалом, но также и на печень; и разработка способов фармакологической коррекции побочного действия терапии доксору-бицином.

Оценка функционального состояния митохондрий печени молодых половозрелых мышей при действии доксорубицина показала начальную активацию сукцинат- и НАД-зависимого окисления в митохондриях, усиление окисления и синтеза ЭЯК в реакциях быстрого метаболического кластера, и увеличение сопряженности окислительного фосформирования (рис. 2). Изменения сопровождались нарастающим т-СДГ, ускорением транспорта восстановительных эквивалентов на начальном НАДН-дегидрогеназном и замедлением такового на терминальном цигохромоксидазном участках электрон-транспортной цепи. Это позволяет говорить о развитии на уровне митохондрий печени молодых половозрелых животных под действием доксорубицина стадии тревоги общего адаптационного синдрома [Хазанов В.А., 1992,1993,2002].

В реализации повреждающего эффекта доксорубицина важное место занимают свободнорадикальные механизмы, которые связаны с особенностями биологической трансформации антибиотика. Основными продуктами метаболизма антрацюслинов являются их 13-дигидропроизводные, которые сохраняют антибластомиую активность и токсические свойства исходных антибиотиков, но отличаются от последних по растворимости в липидах, следовательно, по способности проникать через цитоплазматическую мембрану [Дудник Ю.В., Резникова М.И., 1980]. Восстановление доксорубицина до 13-дигидропроизводных метаболитов катализируется цитоплазматической альдо-кеторедуктазой, использующей в качестве кофактора НАДФН. Расщепление пшкозидной связи в антибиотиках -антрациклинах осуществляется микросо-мальной гяикозидазой печени. При участии микросом клеток в присутствии НАДФН антрациклины переходят в свободнорадикальное состояние семихи-нонного типа. Семихинонные радикалы могут обратимо связываться с молекулой ДНК, индуцируя в ней появление одиночных или двойных разрывов нитей [Loun J. et al., 1977; Schwartz H S., Kanter P.M., 1981]. Свободные радикалы реагируют с молекулярным кислородом, образуя супероксидные и гидроксидные радикалы. Это приводит к накоплению в клетках продуктов ПОЛ и в конечном итоге - к нарушению структурной и функциональной организации клеточных систем организма [Козлов Ю П, 1973; Владимиров Ю А., Арчакоп А.И., 1979].

Под действием доксорубицина в митохондриях печени у стареющих мышей развивается ряд выраженных негативных изменений. При токсическом действии доксорубицина у стареющих мышей наблюдали ингибирование активности СДГ, кинетических характеристик дыхания и массивное регуляторное т-СДГ [Кондрашова М.Н. и др., 1987, 2005]; развитие ингибированга НАД-зависимой энергопродукции и реакций быстрого метаболического кластера митохондрий (рис 2). Итак, у стареющих мышей, подвергнутых токсическому воздействию доксорубицина, происходило нарастание тяжести повреждения митохондриальных процессов по сравнению с группой молодых половозрелых

животных, что приводило к переходу системы энергопродукции печени в стадию истощения.

Главным и обязательным компонентом современного подхода к лечению туберкулеза остается интенсивная и длительная химиотерапия [Жукова Е.М. и др., 2003]. Однако эффективность лечения лимитируется высокой частотой побочных реакций и непереносимостью противотуберкулезных препаратов, часто обусловленных их гепатотоксичностыо [Высояина И В. и др., 1996]. Печень является органом, обеспечивающим энергетические и пластические потребности организма, выполняющим основную детоксикационную функцию, защищающую организм от экологической агрессии среды, в том числе эндогенной, связанной с лечением многих заболеваний, поскольку метаболизм большинства лекарственных препаратов происходит в печени [Арчаков А.И., 1980; Голиков С.Н. и др., 1986; Магаковский М.Д., 1997]. В силу указанных причин остается актуальной проблема коррекции гепатотоксичности противотуберкулезных препаратов путем применения средств патогенетического воздействия.

Под действием изониазида в митохондриях печени молодых половозрелых мышей развивается низкоэнергетический сдвиг в стадии компенсации с усилением активности сукцинат- и НАД-зависимой энергопродукции, активацией механизмов окисления и синтеза ЭЯК, и формированием разобщения окислительного фосфорилирования (рис. 3). Все эти изменения в той или иной степени характерны для системы энергопродукции митохондрий, находящейся в стадии тревоги общего адаптационного синдрома [Хазанов В. А., 2001,2002].

Известно, что через 4-6 мес после начала лечения изониазидом у пациентов может развиться гепатит, часто протекающий в скрытой форме. Риск возникновения гепатита с развернутой клинической картиной значительно увеличивается у лиц в возрасте старше 50 лет, что очевидно, связано с возрастной инволюцией печени Действительно, с возрастом снижаются белково-образовательная и детоксикационная функции, нарушаются гликогеяпродуци-рующая и экскреторная функции печени [Практическая гериатрия, 1995]. В связи с уменьшением печеночного метаболизма лекарственных веществ при старении печень часто не обеспечивает снижение высокой концентрации циркулирующих в крови лекарственных препаратов до нормального терапевтического уровня, в результате чего при терапии пожилых пациентов развивается лекарственная интоксикация.

Под действием изониазида в митохондриях печени стареющих мышей развивается комплекс выраженных негативных изменений. Скорости дыхания митохондрий уменьшаются независимо от типа окисляемого субстрата, скорость дыхания в состоянии отдыха при этом превышает исходную величину (УУвеличение расчетной величины АДФ/О на фоне извращенной реакции на активаторы СДГ отражает незавершенность процесса окислительного фосфорилирования и указывает на кинетический характер энергодефицита (рис. 3) [Хазанов В А., 2004]. Это подтверждается и выявленным значительным уменьшением окисления и синтеза ЭЖ. Следовательно, у стареющих, в отличие от молодых половозрелых мышей, изониазид вызывает в митохондриях пе-

чени декомпенсированный низкоэнергетический сдвиг с формированием стадии истощения общего адаптационного синдрома.

Независимо от специфики действия лекарственных токсикантов, изониа-зида или доксорубицина, их курсовое введение подопытным мышам оказывало выраженное прооксидантное действие, что отмечалось нами по увеличению накопления ТБК-активных продуктов ПОЛ в печени. Очевидно, оксидативный стресс вызывают метаболиты этих препаратов [Дудник Ю.В, Резникова М.И., 1980; Волков МС. и др, 1975]. Редокс-цихлирование хинонов, которыми являются метаболиты доксорубицина, в биологических мембранах, вызывает аккумуляцию АФК - ОТ"; метаболит изониазида гидразид также обладает свойствами свободного радикала [Кулинский В.И., 1999; Волков М.С. и др, 1975].

Иммобилизационный стресс продолжительностью 24 ч у молодых половозрелых мышей не приводит к изменению скоростей дыхания митохондрий печени при окислении сукцината, однако выявляет т-СДГ и усиление вклада СДГ в энергопродукцию. Наблюдаемые сдвиги НАД-зависимой энергопродукции носят компенсаторный характер (увеличение КПД процесса окислительного фосфорилирования в условиях глубокого стрессорного воздействия). Возрастает вклад ЭЯК, синтезируемой митохондриями в реакциях иереаминирова-ния (рис. 4). Полученные данные указывают на значительный резерв функциональной активности митохондрий печени молодых мышей в ответ на 24-часовой иммобилизационный стресс, что можно охарактеризовать как резистентное состояние энергопродукции печени [Хазанов В.А., Зимина Т.А, 1987].

О роли стресса в процессе старения впервые упомянул Г. Селье [8е1уе Н, 1950]. Изменения, наблюдаемые при стресс-реакции, сходны с нарушениями функционирования организма при старении [Гаркави Л.Х. и др, 1998; Панин Л.Е, 1983]. По мнению В.М. Дильмана (1987), при старении происходит избыточное повышение порогов гипоталамуса к гомеостатическому торможению, что сопровождается избыточным повышением активности гипоталамо-птофизарной системы. Внешние воздействия (стрессоры), которые снижают чувствительность гипоталамуса к регулирующим тормозным гомеостатическим сигналам, ускоряют процесс старения, повышают чувствительность организма к повреждающим факторам. Происходит возрастное нарастание секреции тройных гормонов гипофиза, ослабление снижения инсулином уровня глюкозы, уменьшение ответа на «длинный дексаметазоновый тест» - нарушения, в результате которых усиливается деятельность периферических эндокринных желез. Избыточная секреция гормонов этих желез приводит к появлению неполноценных гормонов, а затем - к истощению, снижению их секреции. Наблюдается инсулинорезистентность, снижение толерантности к глюкозе, накопление жира, усиление липолиза и повышение уровня жирных кислот, гипертриптице-ридемия, гиперехолестеринемия, что приводит к метаболической иммуноде-прессии. Такого рода изменения наблюдаются и при стрессе в любом возрасте. Характер изменений нейроэндокринной регуляции и тимико-лимфатической системы свидетельствуют о развитии при старении хронического стресса низких уровней реактивности [Гаркави Л.Х. и др, 1998].

В группе стареющих мышей, перенесших 24-часовое стрессорное воздействие, наблюдали гибель 20% мышей, в то время когда молодые половозрелые животные не погибали. Результаты исследований показали, что иммобилизаци-онный стресс у стареющих мышей приводит к глубокому ингибированию сук-цинатзависимых процессов энергопродукции, ингибированию СДГ, существенному торможению НАД-зависимого звена энергопродукции. Значительное снижение чувствительности суммарного НАД-зависимого дыхания к ингибитору СДГ малонату при этом указывало на ингибирование реакций быстрого метаболического кластера цикла Кребса (рис. 4) Следовательно, в отличие от компенсированного низкоэнергетического сдвига в митохондриях печени молодых половозрелых мышей, при 24-часовом иммобилшационном стрессе у стареющих животных наблюдаются явления дезадаптации - стадия истощения общего адаптационного синдрома.

Таким образом, повреждения на уровне системы энергопродукции печени, вызванные стрессом, выражены сильнее у стареющих мышей по сравнению с молодыми половозрелыми. Многие авторы отмечают при старении уменьшение резистентности основных органов и систем организма, снижающие его адаптивный потенциал [Гаркави JI.X и др., 1998; Селье Г., 1982; Зенков Н.К. и др., 2001; Фролькис В.В., 1988; Дильман В.М., 1987]. Очевидно, что стареющий организм вне экстремальных условий находится в состоянии хронического стресса, и становится более беззащитным в ситуациях, когда реальный стресс предъявляет к нему требования [Дильман В.М., 1987].

Представлялось интересным изучить возрастные особенности комплексного воздействия патогенных факторов - стресса и интоксикации, на систему энергопродукции. В литературе существуют сведения о различной возрастной реактивности митохондрий [Хазанов В.А, 1993, Загоскин П.П, Хватова Е.М, 2002; Скулачев В.П., 1999, 2000; Нарциссов Р.П., 1999]. На наш взгляд, раздельное действие факторов, способных вызвать развитие стадий тревоги или резистентности, совместно может привести к истощению адаптивных ресурсов митохондрий [Хазанов В.А., 2004]. Предположительно, комплексное воздействие патогенных факторов вызывает декомпенсацию в системе энергопродукции с последующим снижением адаптивных возможностей организма и развитием патологий, вносящих вклад в ускоренное старение [Загоскин П.П., Хватова Е.М, 2002; Скулачев ВН., 1999].

Комплексное воздействие стресса и интоксикации изониазидом у молодых половозрелых животных приводит к углублению тяжести патологического процесса. Происходит резкое повышение скорости окисления в митохондриях субстратов всех типов, мнимое уменьшение времени фосфорилирования АДФ, углубление т-СДГ (извращенная реакция на используемые активаторы СДГ)-Снижение окисления ЭЯК указывает на нарушение функционирования быстрого метаболического кластера митохондрий (рис. 5). Нарастание степени повреждения митохондриальных процессов под действием стресса и изониазида приводит к переходу энергопродукции печени в стадию истощения.

В группе стареющих мышей, подвергнутых комплексному воздействию стресса и интоксикации изониазидом, отметили увеличение гибели животных

до 40% по сравнению с 20% в группе стресс ированных мышей. Стресс после курса изониазида ведет к уменьшению скоростей окисления сукцината и НЛД-ЗС, глубокому ингибированию СДГ; значительное увеличение при этом чувствительности митохондрий печени к ингибитору СДГ, вероятно, свидетельствует о снижении энергиювапности органелл. Парадоксальное увеличение расчетных коэффициентов АДФ/О при окислении субстратов обоих типов указывает, на наш взгляд, на усугубление патологических изменений - ингибирование сукцинат- и НАД-зависимых процессов энергопродукции в митохондриях и разобщение окислительного фосфорилирования. Формируется стадия глубокого истощения общего адаптационного синдрома и переход к состоянию декомпенсации. Видно, что в условиях сочетания стресса и интоксикации изониазидом митохондрии стареющих животных повреждаются больше, чем органеллы молодых половозрелых животных.

В митохондриях печени молодых половозрелых мышей под действием стресса и доксорубицина развивалось выраженное ингибирование сукцинат- и НАДН-оксидазной активности, транспорта восстановительных эквивалентов в дыхательной цепи, ингибирование функции т-СДГ, формировалось ограничение реакций продукции и окисления ЭЯК, отмечалось нарушение метаболического контроля энергопродукции и разобщение окислительного фосфорилирования (рис. б). Наблюдаемые изменения демонстрируют переход системы энергопродукции печени в стадию истощения общего адаптационного синдрома

У стареющих животных действие стресса и доксорубицина вызывает гибель 20% мышей, в то время как гибели молодых половозрелых животных отмечено не было, и приводит к развитию комплекса выраженных патологических изменений функционирования митохондрий печени. У стареющих животных, подвергнутых действию стресса и доксорубицина, отмечали глубокие патологические сдвиги в функционировании митохондрий печени, что сопровождалось ингибированием активности СДГ и НАД-зависимых дегидрогеназ, разобщением окислительного фосфорилирования, глубоким т-СДГ, блокированием механизмов окисления и продукции ЭЯК - реакций быстрого метаболического кластера (рис. 6).

Таким образом, нами показана ключевая роль нарушения энергетического обмена митохондрий, в частности, реакций быстрого метаболического кластера цикла Кребса, как основного звена уменьшения неспецифической резистентности организма. Предложено рассматривать митохондрии как системный интегратор, суммирующий на уровне энергопродукции нагрузку, испытываемую другими системами обеспечения гомеостаза [Хазанов В.А., 2002]. По мнению В.А Хазанова (2002), на уровне системы энергопродукции происходит суммация действия различных факторов на разные системы организма. Если совокупное действие раздражителей превышает определенный порог, наступает исчерпание энергетических ресурсов организма и развитие патологии. Конкретная форма патологии при этом будет определяться спецификой действующих факторов и вовлеченных в ответную реакцию органов и систем

Нами показано прямое повреждающее действие изониазида и доксорубицина на энергетический метаболизм печени. У стареющих животных препараты

усиливали токсическое действие на печень, а при сочетании с действием иммо-билизационного стресса приводили к развитию выраженных патологических реакций и к табели мышей. Повреждающее действие на энергетический обмен печени цитостатика доксорубицина, введенного животным курсом в МПД, было сопоставимо с таковым у гепатотоксичного изониазида, введенного животным в ЛДщ. Нельзя исключить, что доксорубицин, наряду с действием на систему энергопродукции печени, действуя также на систему энергопродукции ор-ганов-мишепей с высоким пролиферативным потепциалом (система крови, репродуктивные органы, эпителии), вызывает иррадиацию напряжения на органы с менее интенсивным метаболизмом, что вовлекает их в ответ и изменяет энергетический статус всего организма [Хазанов В.А., 2002,2004].

Ж и Г, введенные животным с профилактической целью, модифицируют энергетический статус организма ингактных животных и нормализуют функциональную активность митохондрий печени при исследуемых патологических состояниях у молодых и стареющих мышей.

Введение молодым мышам Ж и Г в дозе 50 и 78 мг/кг курсом 14 суток сопровождалось развитием на уровне митохондрий компенсаторных физиологических реакций. При сниженной дыхательной активности митохондрии функционировали в режиме максимальной сопряженности окислительного фосфорилирования, было отмечено увеличение вклада реакций быстрого метаболического кластера в энергопродуцирующую активность органелл (рис. 1).

Митохондрии печени у стареющих мышей, получавших смесь Ж и Г, также, как и у молодых половозрелых животных, характеризовались снижением сукцинат- и НАД-зависимого дыхания при повышении эффективности окислительного фосфорилирования, и сохранении вклада реакций окисления и синтеза ЭЖ в энергонродукцию (рис. 1). Курсовой прием Ж и Г стареющими мышами уменьшал накопление липидоперекисей в печени, приближая показатели к таковым у молодых ингактных животных. Следовательно, митохондри-альные субстраты нормализовали энергетический обмен и окислительно-восстановительный гомеостаз печени, оказывая энергопротекторное и антирадикальное действие. Это позволяет рекомендовать их применение с целью нормализации измененного энергетического статуса, окислительно-восстановительных процессов и профилактики явлений окислительного стресса стареющего организма [Коваленко А.Л. и др., 2002]. Полученные данные позволяют говорить о геропротекторном эффекте применяемых миггохондриаль-ных субстратов.

Ж и Г, введенные молодым половозрелым мышам до действия доксорубицина, способствовали поддержанию на высоком уровне активности сукцинат- и НАД-зависимого окисления субстратов, устранению т-СДГ, поддержанию и пролонгированию активности реакций быстрого метаболического кластера митохондрий, повышению эффективности окислительного фосфорилирования (рис. 2). Смесь Ж и Г оказывает нормализующее действие на энергетический обмен, приближая показатели функционирования митохондрий печени мышей, получавших доксорубицин, к таковым у молодых ингактных животных.

•

| 123 10 а

I 100

ж I

3" 80

Ё

х

£ во I

X

3 <0 й

I "

АДФ/О - 2,32

контроль

АДФ/О • 2Л»

ЯКи Г

АДФ/О • 1.0В

контроль

АДФ/О « 3.48*

ЯКи Г

100 150 200 250

вромяфосфорилиромкия АДФ, сок

160 140 120 100 во во

40

20 0

АДФ/О »1,79*

АДФ/О в 2,32

АДОО = 2,23*

АДФ/О >2,3«* АДФ<0«1,08 АДФ/О - 2,82«

контроль

ЯК И Г,

староющтетдрвющт

контроль

стареющие

ЯК и Г, староющио

150 200 230 300 390 400 время фосфорилиропния АДФ, сек

$00

Рис. 1. Влияние янтарной и глугаминовой кислот на параметры дыхательной активности митохондрий печени интактных молодых (А) и стареющих мышей (Б).

Примечание. (*) - различия достоверны по сравнению с показателем контроля; (#) - различия достоверны по сравнению с показателем стареющих мышей, при р<0,05. Здесь и на рис. 2-6, субстраты окисления:

-Ж -МГ

-ЯК+ИЗЛ ----МГ.МЛН

----Ж+Р-ОБ ---МГ, АОА

АДФ/О = 2,02

АДФ/О ■ 2,44

ЛДФ/O'W

контроль

АДФ/О ■ 2,65

— ЯКИ Г, доксерубицин

доксорубицин

АДФ/О - 2.6S

АДФ/О - 2,86#

контроль доксорубицин

ЯК И г, доксорубицин

150 200 250 300 350 время фосфорилирования АДФ, сек

АДФ/О * 1,79 АДФ/О - 2,25« _ АДФ/О с 2,60*

АДФ/О * 2,38

ЯК и Г, доксорубицин

доксорубицин

АДФЮ - 3,28"

АДФ/О > 1,02«

Ü

доксорубицин

1

L_

ЯКи Г, доксорубицин

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 время фосфорилирования АДФ, сак

Рис. 2. Влияние янтарной и глугаминовой кислот на параметры дыхательной активности митохондрий печени молодых (А) и стареющих мышей (Б), получавших доксорубицин. Примечание (*) - различия достоверны по сравнению с показателем контроля или стареющих мышей; (#) - различия достоверны по сравнению с показателем групп мышей, получавших доксорубицин, при р<0,05.

АДФ/О ■ 2,14* АДФ/О « 2.32

АД4>» ' 1.М

АДФГО-2.М

АДФЮ • 3,08

АДФ/О-3,1«

ЯКи Г, ви- иэониээцд

I..

ЯКи Г, иэонмаэид

100

200 250 300 350 ■рмя фосфорнгмроажия АДФ, с«

АДФ/О ■ 1,79

АДФЮ*2,ДО

АДФ/О-1,Ю*

г' *

X í

£ м

3

4 {

г

АДФ/О = 1,79

ЯКи Г, иэониазнд

-*-----и

старвющив

АДФ/О - 3,12*

АДФ/О » 3,00

ЯКи!1,«

150 200 250 300 350 400 ■рмм фосфорилярования АДФ, ск

Рис. 3. Влияние янтарной и плутаминовой кислот на параметры дыхательной активности митохондрий печени молодых (А) и стареющих мышей (Б), получавших издниазид. Примечание. (*) - различия достоверны по сравнению с показателем контроля или стареющих мышей; (#) - различия достоверны по сравнению с показателем группы мышей, получавшей изониазнд, при р<0,05.

АДФЮ « 2,32

ЮНО - 2,3«

Ю»Ю'1ЛЬ

АД»Ю-3,*

стресс ЯК и Г, стресс

II

контроль

АДФЛ>»3,77*

!

*Д»/0=Э,»7

■I ,

ЯК и Г, стресс

60

100

150 200 260 300 380 400 время фосформтроааиия АДФ, сек

450

500

550

АДФ/О > 1,7«

АДФ/О »1,»4

II .. АДФ/О» 2,19«

«д«ю«2.зг

АД*лз « г, и*

ЯК и Г, стресс

I-

стареюцие стресс

«ДФ/О - ЗМ*

ЛI

ЯКи Г, стресс

200 250 300 350 время фосфоритрования АДФ, сек

«0

500

Рис. 4. Влияние янтарной и глугаминовой кислот на параметры дыхательной активности митохондрий печени молодых (А) и стареющих мышей (Б), подвергнутых стрессу. Примечание. (*) - различия достоверны по сравнению с показателем контроля или стареющих мышей; (#) - различия достоверны по сравнению с показателем стрессированных мышей, при р<0,05.

«ОМО«2,П

АП*-2.»

ав»/О«З,М

стресси" ЯКиГ,стр.сс иэонивэид

АДФЮ» М7*

I

стресс и иэониаэид

*Д»Я> ■ М'«

I

ЯКи Г, стресс н иэониаэид

50

100

150 200 250 МО 350 время фосффилиропния АДФ, см

АДФ/О* 1,79

АДФЮ - 2,70"

ЛД*К)«2,25#

етармощи*

-=г и»- ЯК и Г, стресс

и юотнвид сгрмс _

и иэониаэид ~

!

!г— 1

АДФ/0»3,32#

АДФЮ ш 2,38

АДФЮ * 3,85*

I- -».I

стареющие

стресс и иэониаэид

~<-

ЯК и Г, стресс и иэониаэид

100

150 200 290 300 350 400 время фосфорилирования АДФ, см

450

600

Рве. 5. Влияние янтарной и глутаминовой кислот ва параметры дыхательной активности митохондрий печени молодых (А) и стареющих мышей (Б), подвергнутых стрессу после курса изониазида.

Примечание. (*) - различия достоверны по сравнению с показателем контроля или стареющих мышей; (#) - различия достоверны по сравнению с показателем группами, подвергнутых стрессу после курса изониазида, при р<0,03.

АДФ/О »14)

АДФЮ = 2,05

АДФЮ: 2,08*

__ стресс и доксорубицж

л

ЯКиГ,стр#сс

И ДОКСОрубИЦИН

ь

И-

контроль

АДФЮ-2,61

АДФЮ ■ 2,65

АДФЮ * 2,60

стресс и ЯКи Г, стресс доксорубмдт и докссрубицин

100

150 200 250 300 350 400 время фосфорилирования АДФ, сек

500

160 140 120 100 «0 6040 20 0

АДФЮ ■ 1,79

АДФЮ >1,74*

АДФЮ «1, «6*

АДФЮ з 2,38

АДФ/О « г 35 АДФЮ >2^9

ЯК и Г, стресс _ И ДОКСОрубИЦИ!

стресс и ""»""«"•доксорубимин

Ц-

crp.cc и ЯК и Г, стросс доксорубиции идоксорубицин

с-тарвкицие

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 время фосформирования АДФ, сек

Рис. 6. Влияние янтарной и глутаминовой кислот на параметры дыхательной активности митохондрий печени молодых (А) и стареющих мышей (Б), подвергнутых стрессу после курса доксорубицина

Примечание. (*) - различия достоверны по сравнению с показателем контроля или стареющих мышей; (#) - различия достоверны по сравнению с показателем групп мышей, подвергнутых стрессу после курса доксорубицина, при р<0,05.

У молодых половозрелых мышей, получавших изониазид, ЯК и Г способствуют увеличению скорости окисления сукцината митохондриями и уменьшению величины АДФ/О, уменьшению скорости утилизации кислорода при окислении НАД-ЗС; при этом увеличивается окисление ЭЯК. Это говорит о проло-гировании активности сукцинат- и НАД-зависимых процессов в митохондриях посредством поддержания функционирования реакций быстрого метаболического кластера цикла Кребса, и пролонгировании состояния резистентности системы энергопродукции печени (рис. 3).

ЯК и Г проявили себя эффективными антиоксидантными средствами. У животных, защищенных митохондриальными субстратами, наблюдали снижение образования липидоперекисей в печени при интоксикации изониазидом или доксорубицином. Механизм аншоксидантного действия применяемой комбинации митохондриальных субстратов связан с активацией митохондриалъных процессов. Ранее показано нормализующее действие ЯК на разнообразных моделях патологических состояний, а также в клинике [Коваленко A.JI. и др., 2002; Кондрашова М.Н., 1989а,б, 1991, 2002; Ивницкий Ю.Ю и др., 1998, Вы-сочина И.В. и др., 1996; Козырева Е.В., 1996; Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., 1996]. Действие Г в основном связано с усилением в организме механизмов, обеспечивающих продукцию ЭЯК и путей, способствующих образованию этого субстрата в митохондриях [Генкин А.М. и др., 1975; Раевский К.С., Георгиев В.П., 1988; Розанов В.А., 1989; Волков МС. и др., 1975;МаевскийЕ.И., 1971].

Профилактическое введение ЯК и Г стареющим мышам до изониазида уменьшает признаки низкоэнергетического сдвига в митохондриях, увеличивает скорость дыхания V3 при окислении сукцината и восстанавливает нормальную реакцию митохондрий па активаторы СДГ, возвращает скорость дыхания состояния отдыха V^ к исходной величине, снижает значение АДФ/О, уменьшает время фосфорилирования АДФ, нормализует кинетические параметры дыхания митохондрий (рис. 3). Изменения указывают на сохранение резистентного состояния системы энергопродукции у стареющих животных, защищенных комбинацией ЯК и Г до токсического воздействия изониазида.

Применение ЯК и Г у стареющих мышей, подвергнутых действию доксо-рубицина, приводило к восстановлению функционирования сукцинат- и НАД-зависимьгх процессов энергопродукции, реакции быстрого метаболического кластера цикла трикарбоновых кислот, снижению ингибирования СДГ (рис. 2). Введение животным ЯК и Г препятствует развитию стадии истощения общего адаптационного синдрома в митохондриях и каскаду патологических реакций, пролонгируя резистентное состояние системы энергопродукции печени. Таким образом, можно утверждать о наличии у смеси ЯК и Г выраженного антитоксического эффекта, проявленного как у молодых, так и у и стареющих животных.

У стареющих стрессированных мышей ЯК и Г проявили нормализующее действие, о чем свидетельствует отсутствие гибели животных в исследуемой группе и нормализация показателей функционального состояния митохондрий Так, активаторы СДГ in vitro выявили тенденцию к устранению ингибирования фермента, а уменьшение скорости дыхания митохондрий печени относительно животных, подвергнутых стрессу при увеличении величин АДФ/О свидетель-

ствует о повышении вклада в энергопродукцию НАД-ЗС [Кондрашова М.Н и др., 1987] (рис 4). Изменения указывают на сохранение резистентности энергопродукции печени стареющих стрессироваиных мышей под действием Ж и Г и проявлении у субстратов стресс протекторных свойств При комплексном воздействии стресса и изониазида у стареющих мышей смесь ЯК и Г оказывает частичное протекторное действие, на что указывает снижение гибели животных в исследуемой группе с 40% до 10% Ж и Г восстанавливают нормальную реакцию митохондрий на активаторы СДГ, нормализуют кинетические характеристики сукцинатзависимого дыхания (уменьшение времени фосфорилирова-ния и АДФ/О) и реакцию митохондрий на ингибитор СДГ малонат, однако способствуют ингибированию окисления НАД-ЗС (рис. 6). Неоднозначное действие Ж и Г, видимо, объясняется массивным т-СДГ оксалоацетатом (гиперактивное напряженное состояние митохондрий) [Кондрашова М.Н., 2002; Кондратом М.Н. и др., 1987], что указывает на целесообразность применения в этом случае более сильных активаторов СДГ.

Смесь Ж и Г при профилактическом введении стареющим мышам до комплексного воздействия стресса и доксорубицина проявила защитное действие, что отмечалось по устранению гибели животных в исследуемой группе и частичной нормализации параметров функциональной активности митохондрий (рис. 6) Так, митохондриальные субстраты, хотя и не устраняли полностью нарушения биоэнергетики печени, однако, способствовали оптимизации работы сукцинатзависимого звена энергопродукции и метаболизма ЭЖ, что обеспечивало компенсацию в системе энергопродукции печени и предотвращало гибель животных.

Таким образом, нами изучены возрастные ответные реакции системы энергопродукции на раздельное и комплексное воздействие патогенных факторов - стресса и интоксикации лекарственными препаратами изониазидом и доксорубицином Показано, что используемые нами патологические воздействия приводят к ответным реакциям в системе энергопродукции преимущественно с формированием стадий активации или резистентности у молодых половозрелых животных; и к нарушению энергетического обмена у стареющих животных - развитию стадии истощения общего адаптационного синдрома.

Исследование подтвердило выдвинутую ранее гипотезу суммации нагрузки на уровне системы энергопродукции воздействий, испытываемых другими системами обеспечения гомеостаза. В результате работы установлено, что возрастные сдвиги функционального состояния митохондрий можно сопоставить с изменениями, наблюдаемыми при переходе от состояния резистентности к истощению адаптивных возможностей системы энергопродукции.

Установлено, что фармакологическое воздействие метаболитов цикла Кребса на систему энергопродукции печени и организма нормализует параметры функционирования деэнергизованпых органелл при экстремальных воздействиях у молодых половозрелых и стареющих мышей. Определено, что фармакологическое воздействие на энергетический обмен стареющего организма должно быть направлено на поддержание состояния резистентности быстрого метаболического кластера митохондрий либо его реактивацию.

В результате работы выявлено, что митохондриалыше субстраты ЯК и Г при приеме внутрь способны пролонгировать активность реакций быстрого метаболического кластера митохондрий при стрессе и интоксикации у молодых половозрелых и стареющих животных, что позволяет рекомендовать их применение в подобной ситуации с целью нормализации энергетического обмена и окислительно-восстановительных процессов в организме.

ВЫВОДЫ

1. Резистентное состояние митохондрий печени стареющих интактных мышей характеризуется снижением метаболического контроля дыхания и разобщением окислительного фосфорилирования, увеличением активности реакций быстрого метаболического кластера относительно органелл молодых половозрелых животных.

2. Иммобилизационный стресс, токсиканты изониазид и доксорубицин у стареющих мышей вызывают ингибирование сукцинат- и НАД-зависимых процессов энергопродукции, реакций быстрого метаболического кластера, разобщение окислительного фосфорилирования, формируют переход системы энергопродукции печени от стадии резистентности в стадию истощения.

3 Возрастающая нагрузка на системы биотрансформации и детоксикации у молодых половозрелых мышей при комплексном воздействии иммобилиза-ционного стресса и лекарственных токсикантов изониазида и доксорубицина приводит к суммации воздействия на уровне системы энергопродукции печени с переходом от стадий активации и резистентности к истощению адаптивных ресурсов органелл. У стареющих мышей изменения носят более выраженный негативный характер, вызывают переход системы энергопродукции печени к состоянию декомпенсации и увеличение гибели животных.

4. Комбинация янтарной и глутаминовой кислот нормализует энергетический обмен и окислительно-восстановительный гомеостаз печени у стареющих интактных мышей, проявляет геропротекторный эффект. У молодых половозрелых мышей, подвергнутых действию иммобилизационного стресса, доксорубицина или изониазида, субстраты способствуют пролонгированию состояния резистентности митохондрий печени, проявляют антитоксическое и стресспро-текторнос действие. У стареющих мышей в этих условиях субстраты препятствуют развитию стадий истощения на уровне митохондрий и каскаду патологических реакций, сохраняют резистентное состояние системы энергопродукции печени.

5. Смесь янтарной и глутаминовой кислот у молодых половозрелых мышей при комплексном воздействии стресса и доксорубицина или изониазида проявляет энергопротекторное действие, что выражается в восстановлении функций деэнергизо ванных органелл, реактивации быстрого метаболического кластера, пролонгировании состояния резистентности митохондрий. У стареющих мышей действие препаратов менее выражено.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

I. Регуляторные эффекты серотонина и субстратов окисления митохондрий на систему энергопродукции // Настоящее и будущее высокотехнологичной медицины. Мат. Всерос. конф - Ленинск-Кузнецкий, 2002 - С. 324 - 325. (со-авт. В.А. Хазанов).

2 Фармакологическое обоснование применения регуляторов энергетического обмена в геронтологии // Альманах НИИ геронтологии - Вьга 2. - 2003. -С. 34 - 38. (соавг. В А Хазанов).

3. Профилактика нарушения энергетического обмена в эксперименте при сочетанной нагрузке / Многопрофильная больница: пробл. и решения. Мат. конф. - Ленинск-Кузнецкий, 2003. - С 336 - 337. (соавт. Р В. Гурто, АЮ. Диш, Ю.Г. Зелепукина, В.А Хазанов).

4. Оптимизация фармакотерапии с учетом состояния системы энергопродукции и фармакокинетики лекарственных средств / Многопрофильная больница пробл и решения. Мат конф. - Ленинск-Кузнецкий, 2003 - С. 354 - 355. (соавт. А.Ю. Диш, Р.В. Гурто, Ю.Г. Зелепукина, В.А Хазанов).

5. Профилактика митохондриальных нарушений регуляторами энергетического обмена при сочетанной нагрузке стресса и интоксикации на фоне старения / Актуальные проблемы фармакологии. Мат. конф. - Томск, 2004. - С. 41 -43.

6. Профилактика митохондриальных нарушений регуляторами энергетического обмена при старении, иммобилизационном стрессе и интоксикации изониазидом / Регуляторы энергетического обмена. Клинико-фармакологаческие аспекты. Мат. симп. Под ред. Хазанова В.А - Томск, Изд-во Том. ун-та, 2004. - С. 126 - 133. (соавт. В.А Хазанов).

7. Гепатопротекторные свойства регуляторов энергетического обмена при сочетанном воздействии стресса и интоксикации / Интенсивная медицинская помощь: пробл. и решения Шт. конф. - Ленинск-Кузнецкий, 2004. (соавт. Р.В. Гурто, Н.Б. Смирнова, В.А Хазанов).

8. Геропротекторные, стрессмодулируюгцие и антитоксические эффекты регуляторов энергетического обмена в эксперименте / Общество, государство, медицина - для пожилых людей и инвалидов. Мат. Всерос. конф. - М, 2004 (соавт. В. А. Хазанов).

9. Фармакокинетика капгоприла и состояние системы энергопродукции / Регуляторы энергетического обмена. Клинико-фармакологические аспекты Мат. симп. Под ред. Хазанова В.А. - Томск, Изд-во Том. ун-та, 2004. - С. 119126. (соавт АЮ. Диш, Р.В. Гурто, В.А Хазанов).

10. Влияние нормобарической гиперкапнической гипоксии на систему энергопродукции митохондрий печени мышей в эксперименте / Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологические и клинические аспект. Мат. конф. - Новосибирск, 2004. - С. 23 - 24. (соавт Р В. Гурто, АЮ. Диш, В.А. Хазанов).

II. Коррекция нарушений энергетического обмена печени регуляторами энергетического обмена при сочетанном воздействии стресса и интоксикации / Компенсаторно-приспособительные процессы: фундаментальные, экологиче-

ские и клинические аспекты Мат. конф. - Новосибирск, 2004. - С. 329 - 330. (соавт. В. А. Хазанов).

12. Янтарь-кардио и триметазидин, две стратегии кардиопротекции / Регуляторы энергетического обмена. Клинико-фармакологические аспекты. Мат. симп. - Томск, 2005. - С. 128 - 134 (соавт. НБ Смирнова, С.В Ильюшенко, В.А. Хазанов).

13. Влияние церебронорма на окислительное фосфорщщроватгие и пере-кисное окисление липидов в головном мозге крыс при гшюксии / Регуляторы энергет. обмена Клинико-фармакологические аспекты. Мат симп. - Томск, 2005 - С. 138 -144. (соавт. В.А. Хазанов).

14. Возрастные особенности гепатопротекторного действия митохондри-альных субстратов при стрессе и интоксикации // Бюлл. экспер биол мед. -2005. - Приложение 1. - С. 54 - 60 (соавт. В.А Хазанов).

»1 3 639

РНБ Русский фонд

2006-4 9779

Тираж 85. Заказ 748. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40.