Автореферат и диссертация по медицине (14.00.32) на тему:Активность митохондриальных дегидрогеназ лимфоцитов крови при воздействии факторов космического полета

■ у ^ ЭХ ■ •

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ СССР ИНСТИТУТ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ

На правах рукописи

БЕЛОЗЕРОВА Ирина Николаевна

АКТИВНОСТЬ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ДЕГИДРОГЕНАЗ ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ФАКТОРОВ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА

14.00.32 — Авиационная, косм " ая и морская

медицина

Автореферат диссертации на соискание ученой стч кандидата биологических наук

Москва 1991

/ ! (

Работа выполнена в Институте медико-биологических проблем Министерства здравоохранения СССР

Научный руководитель — доктор медицинских наук, профессор, Лауреат Государственной премии СССР А. С. Ушаков

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Е. А. Коваленко кандидат медицинских наук Р. К. Киселев Ведущее учреждение — ЦПК им. Ю. А. Гагарина

Защита состоится « . . »......... 1992 г.

в ...... часов на заседании специализированного совета

К 074.31.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в Институте медико-биологических проблем МЗ СССР (123007, Москва, Хорошевское шоссе, 76А).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института медико-биологических проблем МЗ СССР.

Автореферат разослан « . . »......1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

И. П. ПОНОМАРЕВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Успешное развитие космонавтики ставит перед космической биологией и медициной ряд задач, направленных на создание оптимальных условий для выполнения полетных программ при сохранении высокой работоспособности и здоровья человека. С увеличением продолжительности полетов все большее значение приобретает влияние на организм человека невесомости и выяснение механизмов адаптации к ней. В основе адаптации лежит поддержание на адекватном уровне энергетического гомеостаза путем регуляции направленности и интенсивности процессов метаболизма и обеспечивающих их ферментативных реакций (И.С.Балаховский,1973; Л. Е.Панин,1984; Н.А.Агаджанян,1985; Р.А.Тигранян,1986; Е.А.Новаленко,1990).

В комплексе приспособительных реакций к условиям полета, невесомости, ванную роль играют процессы энергообразования и ее утилизации, обеспечивающие адекватность процессов адаптации к этим условиям (Е.А.Коваленко,1980; И.А.Попова,1990; Е.Г.Ветрова, 1990). Поэтому исследование влияния невесомости и ее моделирования на энергообмен на тканевом и клеточном уровнях имеет важное научно-практическое значение.

Исследования биохимических параметров крови, в том числе ферментативной активности, является важным источником информации для оценки состояния знергообмена и уровня адаптации организма. Изучение процессов энергообмена у человека на клеточном и субклеточном уровнях затруднительно. Доступны

лишь немногие методы, среди которых энергообмен лимфоцитов,

*

проявляющих коррелятивное метаболическое сродство с функционально активными клетками органоз и' тканей, влияние неве-

сомости на которые наиболее выраканно (миоцит, кардиоцит (З.Н.Духова, 1975; В.В.Португалов, 1975; Р.П.Нарциссов, 1986 и др.). Современные гисто- и цитохимические методы позволяют определить,в клетках крови и их субклеточных структурах их .метаболический статус, изменение которого происходит значительно раньше структурных повреждений клеток. Одновременно исследование ферментативной активности лимфоцитов, может быть использовано Как дополнительный диагностический и прогностический тест при определении степени стрессорного влияния на организм экстремальных условий (А.С.Яновская;, 1980).

В научной литературе имеются немногочисленные данные о влиянии экстремальных факторов на уровень активности ферментов в лимфоцитах крови и они практически отсутствуют применительно к условиям космического полета.

В связи с этим исследование окислительно-восстановительных ферментов в лимфоцитах крови человека и лабораторных нивотных является адекватным приемом изучения энергообмена применительно и различным состояниям организма, а его использование .монет способствовать получении ванной информации о механизмах адаптации к этим условиям на уровне энергообмена.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлось исследование активности формектов в окислительно-восстановительных реакциях энергообмена в лимфоцитах крови человека и лабораторных иивоткых при экстремальных состояниях, обусловленных воздействием факторов космического полета.

Для ее решения были поставлены следующие задачи:

I. Изучить динамику изменения активности сукцинатдегид-рогеназы и а-глицерофосфатдеидрогеназы в лимфоцитах крови экспериментальных мивотных и человека в разные сроки гипоки-

нвзип и периода реадаптации.

2. Изучить динамику изменения исследуемых ферментов в условиях ограниченного гермообъема с искусственной средой обитания.

3. Изучить динамику исследуемых ферментов при различных способах моделирования болезни движения у человека и экспериментальных тавотных.

4. Определить активность исследуемых ферментов в лимфоцитах крови после завершения- космических полетов различной продолжительности.

5. Изучить возможность использования результатов определения активности ферментов лимфоцитов крови для оценки состояния энергообмена в тканях.

Научная новизна. Впервые проведено определение активности сукцинатдегидрогеназы и а-глицерафосфатдегидрогеназы в лимфоцитах крови космонавтов, совершивших космические полета различной продолжительности (от 70 до 366 суток), а также'у обезьян, экспонированных в течение 14 суток на борту биоспутника "Космос-2044". При этом установлено, что после полетов в лимфоцитах крови человека происходит достоверное снижение активности сукцинатдегидрогеназы и снижение уровня активности а-глицерофосфатдегидрогеназы; у обезьян'выявлено закономерное снижение активности сукцинатдегидрогеназы при неизменном уровне активности (X -глицерофосфатдегидрогеназы после полета.

Установлены изменения активности изучаемых ферментов в лимфоцитах крови экспериментальных животных в условиях гипокинезии различной продолжительности, а также в различные периоды реадаптации. Показано, что в условиях гипокинезии

уменьшается активность мито хо ндриа ль но й сукцинатдегидрогензы в лимфоцитах крови при относительно стабильной уровне активности а-глицерофосфатдегидрагеназы. В период реадаптации к 15 суткам происходит полное восстановление активности сукци-натдегидрогеназы, и незначительное снижение активности а-глицерофосфатдегидрагеназы на ранних сроках восстановительного периода с последующий увеличением активности этого фермента к концу 15 суток.

Выявлено изменение активности исследуемых ферментов в лимфоцитах крови человека при 40-суточнен пребывании человека в условиях замкнутого гермообъема с постепенным повышением содержания углекислого газа в воздушной среде.

Впервые проведены исследования ферментов знергообмена лимфоцитов при моделировании болезни двикашы у человека и экспериментальных животных, свидетельствующие о роли зкерго-обмена в патогенезе возникновения болезни движения.

ПРЗКТИЧ9СКЗЯ И научная,, эламита С, ТЬ рдбота. Проведанными исследованиями, выявлены изменения энергетического обмена в лимфоцитах периферической крови человека и лабораторных кивотных при экстремальных состояниях, обусловленных влиянием факторов космического полета. Полученные дашпкэ свидетельствуют о выракеиной модификации энергообмена в этих условиях и способствуют пониманию механизмов патогенеза этих состояний.

Определение активности сукцинатдегидрогенаэы-и "а-глице-рофосфатдегидрогеназы в лимфоцитах крови монет слумить информативным критерием состояния энергообмена организма при различных экстремальных состояниях организма человека и животного, а такие оценки средств коррекции нарушений знер-

гообмена, возникающих в условиях космического полета и при других экстремальных состоянииях.

Положения выноспмы9 на ззыиту' . I. При экстремальных состояниях, обусловленных воздействием на организм условий космического полета п его факторов происходят однонаправленные изменения активности сукци-патдегидрогёназы, независящие от длительности воздействия и стрессогешгастп воздействухцего фактора,' тогда как активность а-гдицеро^осфзтдегндрогеназы меняется по. мера возрастания силы действия стрессориого агента.

2. Кратковременное и длительное пребывание в. условиях невесомости сопровождается достоверный сни^Ьнизи активности сукцинатдагидрогеназн в лнм&оцлтах крови человека и гапют-пых, и снижением активности а-глицоройосфатдогидроганаэы, что свидетельствует о первоочередном снижении интенсивности аэробных реакций зпергообмона. '

3. Определение активности изучаемых ферментов в лимфоцитах крови мокат слушггь критерием состояния э'кергообмена при использовании средств профилактики неблагоприятного действия факторов космического полета на организм человека.

Апробатга диссертации и.публикация.

Диссертация апробирована . на заседании секции Ученого Совета ИМБП МЗ СССР. -

Материалы диссертации долокены и обсуидвны на IX Всесоюзной конференции по космической .биологии и медицине /Калуга, 1990/, на ЙП ежегодном'собрании комиссии гравитационной физиологии 'Международного Союза физиологических обществ /Ленинград, 1990/.

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

£зщй1У-ра и рбт>ец стосерлжшк-

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, результатов исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций. Библиографический указатель включает 246 источников литературы. Работа излоиена на 137 страницах машинописного текста, содержит 31 рисунок и I таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и катоды исследований. Материалом для определения активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ КФ 1.3.99.1.) и а-глицерофосфатдегидрогеназы (а-ГФДГ КФ I.I.2.I.) слуиила кровь человека и экспериментальных животных (крысы-самцы линии Вистар, обезьяны макаки-ре'зус, кролики-самцы породы Шиишила).

Крыс и кроликов забивали способом декапитации; кровь для исследования брали в момент забоя из сосудов мягких тканой головы. Кровь у обезьян получали методом венепункции локтевой вены. У испытателей-добровольцев и у космонавтов в зависимости от проводимых исследований забор крови осудествляли в положении лека, путем венепункции локтевой вены или постановки внутривенного катетора фирмы "VIGO".

Объем, структура и основные условия исследований представлены в таблица I.

Обследованию подверглись космонавты до и после полетов различной продолжительности, а такие здоровые мумчины в возрасте от 19 до 45 лет, прошедшие медицинское обследование и принимавшие участие в наземных модельных экспериментах. Все-

го обследовано 39 человек.

Таблица I. Обгеи, структура и основныэ условия исследований.

К Условия воздействия Длитель- Обследо- Обсяедо- Количест- Всего

ность воз- вано вам со обсле- иссле-

действия ЖИПОТ- явдей дований дова-

(мин ..сутки) 1ШХ каждого ний

I. Вывешивание крыс 32 15. 60 900

2. Вывешивание крыс 45 42 60 2520

3. АНОГ -Ю0 у обезьян И - 4 300 1200

4. Моделирование БД у

кроликов I Октпг - 8 . 120 960

5. "Сухая иммерсия" с

участием человека 3 4 - 120 480

6. Нахождение человека

в геркооб'ьоме с ис-

кусственной средой

обитания 40 4 - ' 360 1440

7. Моделирование БД у от 10 мин

человека за 5 час 20 . - 120 2400

Космические пол^вд

8. Обследование обезьян

до и после полета на

биоспутнике 14 - 2 ' 300 600

9. Обследование экипа- 70 2 - 180 360

жей до и посла поле- 166 2 - 240 480

тов на орбитальном 179 2 - 240 ' 480

комплексе "Мир" 210 3 - 180 540 "

360 2 - 240 480

ИТОГО : 39 71 12840

Исследование активности ферментов проведено у II космонавтов, соворщипших космические полеты различной продолжительности на орбитальной станции "Мир" в период с декабря 1937 по 1991 год. Взятие чрави у калдого обследуемого проводили 4-5 раз. Обслодтовзнио щпводяяк за 30 с:•.г« до космическго

полета и после завершения полета на I, 7, И и 60-65 сутки.

Динамика активности ферментов изучена у 4-х человек, принимавших участие в 3-х суточной иммерсионной гипокинезии, проводимой методом "сухого погружения" (Е.Б,Шулькенко, 1975).

Изучение активности ферментов человека проводили в гипо-ркапнической газовой среда. В 40-суточном эксперименте 4 обследуемых находились в условиях постоянного повышения содержания углекислого газа в воздушной срада гермообъаыа до 5% за 40 суток.

Проведено обследование 20 муычин-добровольцев, участвовавших в исследованиях с моделированием различными способами болезни движения (стандартная проба ПКУК по методике И.И. Брянова (1966), 5 часовое врацение на стенде "Юпитер-2" по методике Р;Р.Галле с савт. (198Э), 4 часовое укачивание на четырех штанговых параллельных качелях стенд ШК-4 по методике Э.И.Мацнева (1974). .....

Определение активности ферментов проводили до воздейст-'вия, в ходе воздействия и в. период последействия.

Исследование активности ферментов проведено при 32-х и 45-суточном/вывешивании крыс. Обследовано 57 кивотных.

Динамика активности ферментов изучена, у 4-х обезьян при 14-суточной антиортостатической гипокинезии с углом наклона -10", и у двух обезьян" до и посла космического полота на биоспутнике "Космос-2044". ..

Проведаны исследования дегидрогеназ лимфоцитов крови при моделировании болезни • движения у. 8 кроликов на враиащемса кресла с электроприводом (стенд ВУ-4Ш.

Опроделшшо активности изучаемых ферментов во всох сериях исследований с участкам кивотных проводили до, во врет к

после воздействия.

Активность СДГ и а-ГФДГ определяли, используя количественный цитохимический метод определения активности Ферментов, прздлокеннь'й Р.П.Нарциссовый (1969).' Принцип метода заключается в способности тетразолиевых солей акцептировать водород при окислительных- ферментативных реакциях, в результата чего образуются водонерастворгалуо хромогенные вещества -фориазаны. Гранулы формазана откладываются в' лимфоцитах при восстановлении паранитротетразолия фиолетового субстра- тамп окисления посредством митохондриальных дегидрогеназ. При этом подсчитывалось количество гранул формазана в 30 клетках (лимфоцитах) и вь[водилась средняя- арифметическая для одной клетки.

Анализ результатов реакции проводили, используя микро-скопирование с водной ' иммерсией (увеличение 750 раз, на микроскопе "Виолам" Р-16). Активность исследуемых ферментов выражали в единицах - гранул/клетка.

Полученные результата обрабатывали методом вариационной статистики для больших выборок. Достоверность различий между признаками определяли параметрическим критерием Стьидента (Г.К.Максимов, 1983).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I.Влияние ограннч'мшя двигательной активности на динамику изменения активности исследуемых ферментов у животных.

В целях изучения влияния пониженной двигательной активно-

♦

ста нами проведено исследование по воздействию 32 и 45 суточного выверивания крыс на ферментативные показатели энергообмена: СДГ и а-ГФДГ в лимфоцитах крови, мкоцитах и кар-

диоцитах. Исследования показали, что моделирование пониженной двигательной активности приводит к сниманию активности СДГ в лимфоцитах крови на 32 сутки на 28% (р 1 0.001), на 45 сутки на 4.0% (р 1 0.002) по сравнению с контролем. Одновременно на 45 сутки отмечено снижение активности СДГ в миокарде на 36%, в икраноиных мышцах задних конечностей крыс на 32% (р 1 0.001) (рис.1). Вывешивание крыс вызвало такие и статистически достоверное снижение активности а-ГФДГ в лимфоцитах крови на 32 сутки на 23%, на 45 сутки на 23% (р 1 0.05), в миокарде на 30%, в икроножных мыицах задних конечностей крыс на 27% (р í 0.05), по сравнению с. контрольной группой штатных (рис.1).

Рис.1. Активность ферментов крыс до и посла выверивания

« от Фона

100

50

СДГ

о

W *

Л''1 л * t г (

П

п

i

г ✓

I"

п

о

/

/í-,1 I

t/À^.l, 7

' * У

У i.'', ! S' ' . i ' I í ъ», с ',< / 4' S

et - ГФДГ

п f~l

« г ; *

:П

п

/ > I

г (

UÎ1

!

©ai 32 45 fíen -í'j «.ai «iá - £a« 52 43 43 ^cíi 45 fc/iw)

Щ - я'«к«дет y - кердксцит [J - tssiyrr p s 0.05

В -двух sKcnapimoirras: с 14 суточисш аиткортостатачзс кой гипоглшазиой с углом наклона -10", проьаданныг: на 4-s: сайдах какаг.сх-розусаг, оирздзлал« активность СДГ и а-ГФДГ за 7 с утоп до начала исследовании (фан), на 6 и 14 сутки rimo-

кинезпи (ГК), и на 5 л 15 сутки восстановительного периода

(ВП).Снииенив-активности СДГ на 25% (р 1 0.02) отмечено на 6 сутки периода ГН. К 14 суткам активность фермента снизилась еде на 16% (р ^ 0.05). На 5 сутки ВП у двух обезьян активность фермента достоверно превышала показатели, получвшме на 14 сутки ГК и имела тэндендэнцтш к повьшению у второй пары нивотны::. И 15 суткам ВП активность фермента достигла йоновых еэлпчпн (р::с.2). Активность а-ГФДГ па 14 с утки Гй была достоверно :пп::з бона па 30%, (р i 0.05). На 15 сутки БП активность а-Г?ДГ била такой как п в йопон периода сбследопанпя.

Рис.2. Изменения•активности (3) йорментов у обезьян после космического полета п.гипокинезии

'00 -

90 -80 -

70 -60 ~

*

60 4

Фон б гх 14 5 бп 8 вп 14 вп (сутки)

-- Космический полет; ---Гипокинезия

* - р <. 0.05

Таким образом, исследования в эксперимента^ с вывешиванием и ГК у животных свидетельствуют, что моделирование некоторых эффектов невесомости приводит к однонаправленным изменениям активности СДГ, независящим от длительности воздействия и особенностей моделей. Характеризуя активность а-ГФДГ в описанных выие исследованиях следует отметить, что моделирование эффектов невесомости неоднозначно влияло на этот показатель. Можно заключит, что в этих условиях снимается активность одного . из ключевых ферментов ЦТК, что согласуется с литературными данными об уменьшении интенсивности аэробного окисления субстратов в ЦТК (В.В.Португалов,1975; Е.А.Коваленко, 1980; П.П.Потапов,1986). Активность а-глицэрофосфатного шунта была различной, что по-видимому связано с продолжительностью воздействия,, выбором способа моделирования, видовой и индивидуальной особенностью экспериментальных шшотньй. Изменения активности изучаемых ферментов", по-видимому, связаны ■такие с особенностями обмена в целом, правда всего липидного ■ обмена, модификация которого при ГК, способствует депрасск-рованию аэробного окисления субстрата, разобдешш окисления с фос форшшрованием.

В настоядее время одним из" наименее исследованных вопросов остается, изучение активности окислительно-восстановк-тельных ферментов, обеспечивакдых энергетические процессы на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях. Подобная информация может быть получена при изучении особенностей изменения дегидрогеназ лимфоцитов крови, поскольку многими авторами показано, что лимфоциты и клетки других тканей (миоцит, кар-диоцит) проявляют высокую коррелятивную зависимость в интенсивности протакания процессов энаргообмана в норме и при раз-

личных состояниях. В наших исследованиях также установлена высокая корреляция изменений активности СДГ И а-ГФДГ в лимфоцитах, кардиоцитах и' миоцитах крыс 1 в условиях вывешивания (Р.П.Нарциссов,1986; З.Н.Духова,1984; А.С.Яновская,1980). Таким образом, полученные нами данные подтверждают данные других исследоватей об идентичной направленности метаболизма в лимфоцитах с другими соматическими клетками.

2. Влияние М-суточного космического полета на активность . ферментов.

Обследованы два самца обезьян, 'экспонированных на биоспутнике "Космос-2044". Определение активности ферментов проводили за 30 суток до полета, на 0,5,8, и 14 сутки посла полета. Активность СДГ у обезьян в 0 сутки после полота не изменялась по сравнении с дополетными величинами. На 5 сутки реадаптации наблюдалось достоверное сникенне этого показателя на 24% (р 1 0.001), по сравнении с дополетньм обследованием. На 8 сутки сохранялось достоверное с гашение активности фермента, а на 14 сутки этого периода активность СДГ восстановилась до предполетных величин. Изменение активное ти- а-ГФДГ у обезьян было разнонаправленным, но практически оставалось на уровне предполетных величин (рис.2).

На основании полученных данных можно предположить, что 14 суточное пребывание животных в условиях невесомости приводит к сникеншо окисления субстратов ЦТК, однако в этот период не изменяется интенсивность гликолитического пути образования энергии. Полученные результаты свидетельствуют таксе о том, что кратковременный полот приводит к снижению активности ферментов ЦТК, быстро восстанавливавшихся до исходных значений в период 14 суточной реадаптации.

Г4

3. Влияние ограниченного гериобгена на активность ферментов человека.

Исследования реакций' организма человека в гиперкапничес-кой газовой среде имеют актуальное значение для условий жизнедеятельности в герметических объекта:: (космических кораблях, самолетах, глубоководных аппаратах). На 3 сутки пребывания в гипзркапнической срсдо активность СДГ оставалась пзга-менной. Достоверное сшгсеннс активности наблюдалось на 14 сутки на 34% (р 1 0.001). Исследования проводимые на 30 и 40 сутки выяепли тенденция к дальнейшему ениаеншо активности этого фзршнта.Активность а-ГФДГ оставалась такна кзиэмешгой на 3 сутки эксперимента. Достоверное с гашение активкостп данного энзима обнаружено па 14 сутки на 18% (р 1 0.05), п сохранялась на этом уровне на 24 на 30 и 40 сутки отмочена тенденция к дальнейшему с пика ни» (рис.З).

Полученные даштз позволяют заключить, что на рашп:;; этапам гипоркатпш организм активно использует .йнзпологичзс-кке резервы и вирапзикьс: изменений эноргооимена но происходит (В.И.Соловьев, 1971). Однако дальнейшзе на:голдеш;е человека 'в гиперкапничзских условиях приводит к возникновению гипоксии, что обуславливает изменения активности опрзделяеьых формен-тов (Е.Л.Коваленко, 1990). Обиарукешзкз нзкзнзнкя по-видимому носят адаптивный характер и. свидетельствуют о пластичности процессов метаболизма и характере приспособительных. рбакций организма человека,в этш: условиях.

4. Влияние укачивания на активность Ферментов у человека и животных, '

Исследования проведены с участием человека и животных. В первой серии проведены исследования на 8 кроликах самцах. Вы-

Рис.З. Изменение активности (%) ферментов у обследуекых э условиях ограниченного горнообтека в гшщркапначвекой среде

% от фона 110 100 90 ВО 70 60 50 40

Фен 14 24. 30 40 (ajT.ru)

-□--a - ГЧ'ДГ ----СДГ

«-pi 0.05 -

яплано снигзшт аг.тивиостп СДГ s ¡ст^оцтггах крови на 5-1'Д (р i 0.001), в иозгвчхе па 77% (р < 0.001), а а-ГФДГ о лиифощггах на (р i 0.001), в позначно на 903 (pi 0.001) (рис.4).

Результата опрздолашм античности ^оризитоэ s ксслвлова-нпах с ноделяроваянон болззнл даигааня у чэишзка сшгдстй-льстзуют о достоверном С7ш:.<еннп 'акт-тписстн СДГ и отсутствии каавпэкпй а-ГФДГ (табл. 2). При этой ьзгкзкзпиз пра-

хтячосдо я в эашгспяи от продояуптояьзюстг ::пздз.";тв!!а, способа нодолнрозаниа и ст переносимости у^.шпзагпгг. Олподрзиотшэ Есслэдозаиич: позволили установить п ировк обеяедуешх погы-îrainm урокш коитрписул2р::з-к горискоз я глдаозк, э. так;.:« уве-лглзаиа ког-ичостса глглчокортзглоиякш рзпапторов в лт«$}цктах (IL A. Нячздорук, 1990, Д. В.Воробьев, I9ÔÛ).

Рис.4 Изменение активности (%) ферментов при

моделировании болезни движения у кроликов

от фона 100

80 60 -40 -20

О

сдг

""Л

Фон После

воздействия

й - ГОДГ

1*

Фон После

воздействия

- Лимфоцит; Ц - Мозжечок

р i 0.05

Полученные результата, по-видимому, связаны с изменением нейрогуморальной регуляции обмена веществ, возникающим при воздействии яь. организм человека и животных надпороговых вестибулярных стимулов и в первую очередь повышением концентрации в крови гормонов надпочечников, регулирующих углеводный обмен и активирующих катаболические реакции. Возможно, что изменение активности изучаемых ферментов и энергообмена в целом является одним из патогенетических звеньев развития вестибулярных симптомов болезни движения, поскольку в исследованиях с использованием фармакологических средств профилактики, влияющих на нейроэндокрикную регуляцию обмена веществ, снижение активности ферментов было незначительным (табл.2). Это позволяет рассматривать цитохимическое определение актив-.ности ферментов в лимфоцитах крови как один из методов оценки эффективности профилактических средств.

Таблица 2. Активность ферментов у человека при моделировании болезни движения различными'способами

Воздействие Продоляи- Фон После воздействия

тельноеть _;__

СДГ ' а-. ГФДГ СДГ а- ГФДГ

Проба ПКУК 10 мин

п-6 -15.06±0.62 11.32±О.40 .10.3±0.51* 11.37±0.45

Стенд "Юпитер- 2" п-6 5 час! 14.44iO.75 10.95+0.56 10.2±0.бЗ* 10.51±0.60 Стенд ШК-4 4 час.

п=7 17.73±0.95> 11.49t0.54 13.5±0.77* !0.72±0.5б

Стенд ШК-4 с-фармпрофил. .4 час.

п-7 16.69+0.75 11.92Ю.6 : 15.7±0.В5 12.25±0.70

* - р I 0.05

5. Влияния космических полетов различной

продолжительности на активность ферментов у человека.

Изучение'особенностей, энергетического обмена у.космонавтов в связи с особенностью их профессиональной деятельности представляется ванным как с теоретической точки зрения, так и для использования в практике медицинского обеспечения человека в полете. Однако' вследствие методических трудностей проведения исследований непосредственно на борту космических объектов затруднено, в связи с чем большинство исследований з настоящее время проводится после завершения космических полетов.

Активность СДГ п а-ГФДГ исследовали за 30 суток до КП и на I, 7, 14 и 60, 65 сутки посла завершения КП различной продолжительноети.

В первыэ сутки после завершения 70-суточного КП у одного оператора на былоЕшвлэко изменений активности СДГ. На 7 сутки установлено достоверное снижение активности фермента на

10% (р 1 0.05), по сравнению с данными, полученными при обследовании, проведенном до КП. У второго оператора уме на I сутки после завершения КП активность СДГ была достоверно нине лополетных величин на 15% (р < 0.01). На 7 сутки отмечено дальнейшее снижение активности этого фермента по сравнению с фоном и с первыми сутками на 17% (р < 0.01). Исследование активности а-ГФДГ выявило достоверное снигсение активности фермента на 7 сутки после КП в сравнении с данными, полученными в доползтном периоде и с I сутками после КП у обоих космонавтов на 20 и 36% соответственно (р-1 0.02).

В первые суткн периода реадаптации после 166-суточного КП у одного оператора выявлено статистически достоверное сникение активности СДГ на 23% (р 1 0.001) по сравнению с данными, полученными при дополетном обследовании. На 7 сутки активность СДГ продолжала снижаться по сравнению'с I сутками на 22% (р < 0.001). На 14 сутки послеполетного периода отмечена тенденция к увеличению активности фермента. На 65 сутки активность СДГ практически не изменилась по сравнению с 14 сутками. У второго оператора•в первые сутки активность СДГ оставалась на том ке уровне, как и в дополетном периоде обследования и только к 7 суткам отмечена достоверное снижение активности фермента на 20% (р 1 0.01). Обследования проведенные на 14 и 65 сутки периода реадаптации ке выявили изменений активности СДГ, по сравнению с 7 сутками. Достоверное снижение активности а-РФДГ на 23% (р < 0.01) по сравнению с допо-летяыми данными отмечено уже в первые сутки послеполетного периода у одного оператора и лишь тенденция к снижению у второго оператора. На 7 суткн реадаптации у одного оператора отмечена тенденция к повышению, тогда как у Еторого продолма-

лось снижение активности а-ГФДГ. Обследования проведенные на 14 и 65 сутки периода реадаптации не выявили изменений активности а-ГФДГ у обоих космонавтов.

Активность СДГ в I сутки посла 179-суточного КП обоих космонавтов была достоверно снинена на 43$ (р í 0.001). На 7 сутки не было выявлено изменений активности фермента. На 60 сутки периода реадаптации выявлена тенденция к повышению активности СДГ. Активность а-ГФДГ достоверно снизилась на 20 и 42% (р \ 0.001) уш в первые., сутки после заверлзния КП по сравнению с показателями дополетного'обследования. На 7 сутки периода восстановления не было выявлено изменений активности фермента по сравнению с первыми сутками послеполетного обследования. На 60 сутки установлена тенденция к повышению активности фермента, тогда как активность фермента у второго сохранялась на том ке уровне.

После КП продолннтелыюстью 210 суток активность СДГ в первые сутки у всех операторов превышала физиологическую норму. Обследования, проведенные на 7 сутки, свидетельствовали о достоверном снимании фермента у одного оператора на 22% (р í 0.05); у двух других активность СДГ снизилась по сравнению с первыми сутками после КП на 18 н 22% (р < 0.05) соответственно; по сравнению с физиологической нормой отмечена лишь тенденция к снижению. Активность а-ГФДГ в первые сутки послеполетного периода у всех космонавтов по отношению к физиологической норме снизилось. Активность а-ГФДГ в первые сутки после полета у всех обследуемых такие снижалась на 16, 39 и 42% (р < 0.01). На 7 сутки активность фермента оставалась на томже уровне.

В первые сутки после 360 суточного КП изменения актив-

ности СДГ у одного космонавта выявлено не было. На 7 сутки у него выявлено достоверное . снижение активности фермента по сравнению с физиологической нормой на 21% (р i 0.05). На 60 сутки восстановительного периода была отмечена тенденция к повышению активности СДГ. У второго оператора, уне на I сутки после завершения КП активность СДГ была достоверно нине физиологической нормы на 38%. (р < 0.01). На 7 сутки выявлена тенденция к повышению активности СДГ по сравнению с первыми сутками восстановительного периода. Обследование проведенное на 60 сутки после КП, не выявило изменения активности СДГ по сравнению с 7 сутками послеполетного периода. На I сутки после завершения КП у обоих операторов было выявлено достоверное снижение ' активности а-ГФДГ по сравнению с физиологической нормой на 28% (р < 0.01). На "7 сутки активность фермента достоверно повышалась по сравнению с первыми сутками (р i 0.02). При обследовании, проведенном на ,60 сутки восстановительного периода, отмечено достоверное повышение активности данного ферконта до фоновых величин (р i 0.001).

Полученные данные.о влиянии условий КП на активность ферментов энергообмена СДГ и а-ГФДГ в лимфоцитах крови «людей, выполнивших космические полеты продолжительностью 70,' 166, 179, 210 и 360 суток, свидетельствуют о закономерных изменениях их активности, отражающих модификацию энергообмена, вызванную процессами адаптации к условиям полета и последующей реадаптации к земным условиям. . '

Изменениям в большей степени подвержена активность СДГ -фермента, выполняющего важную роль в процессах ЦТК, что cor-' ласуется с данными о депрессировании аэробной, фазы накопления макроэргов в условиях' невесомости и ее моделирования.

Изменения активности а-ГФДГ незначительны и отражают состояние анаэробной фазы энергообразования - гликолиза, компенсаторная активация или сохранение интенсивности которого в экстремальных условиях КП служит адекватному, энергообеспечению организма в эти сроки.

ВЫВОДЫ

1. Активность СДГ и а-ГФДГ лимфоцитов крови отражает состояние энергообмена в функционально■ активных структурах, обоспечизакцих адаптацию, и зависит от обцего состояния организма его дзпгательной активности и «окот быть критерием оценки его энергетического статуса.

2. Ограничение двигательной активности крыс вывешиванием продолжительностью 32 п 45 суток снижает активность СДГ а а-ГФДГ лимфоцитов периферической крови; .восстановление активности а-Г*ДГ в реадаптацпонный период происходит полностью, тогда как активность СДГ в исследуемые сроки до исходных значений па восстанавливается.

3. Антпортостатическая ГК.с углом наклона -10° продолжительностью 14 суток и экспонирование на борту биоспутника "Космос-2044" у обезьян макака-резус снизили активность СДГ и практически но изменили активность а-ГФДГ в лимфоцитах периферической крови; на 15 сутки после АНОГ активность СДГ не достигла исходного уровня у двух обезьян, тогда как на 14 сутки поело полета и АНОГ у других двух обезьян активность фермента полностью восстановилась.

4. Пребывание человека в течение 40 суток в гермообъене с искусственной средой обитания приводит к нарастающему снижению активности СДГ и а-ГФДГ в лимфоцитах периферической

крови.

5. Моделирование БД пробой ПКУК, на стенде ШК в антиор-тостатическом положении, и на стенде "Юпитер-2" независимо от продолжительности воздействия сникает активность СДГ и а-ГФДГ в лимфоцитах периферической крови человека. Применение фармакологических средств профилактики БД способствует сохранению активности обоих ферментов.

6. Длительные КП изменяют активность СДГ и а-ГФДГ в лимфоцитах периферической крови человека: после полетов активность СДГ у половины космонавтов снижалась в I и 7 сутки, тогда как у другой половины космонавтов активность фермента повышалась в I сутки и снижалась на 7 сутки; активность а-ГФДГ снижалась после полетов различной продолжительности. В обоих случаях на 60, 65 сутки отмечалась тенденция к восстановлению активности ферментов. Изменение активности СДГ и а-ГФДГ отражает состояние энергообмена функциональных структур адаптированного к невесомости организма в период реадаптации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Определение активности окислительно-восстановительных ферментов ЦТК и а-глицерофосфатного шунта в лимфоцитах крови человека может быть использовано для оценки состояния энергетического обмена человека применительно к космическим полетам различной продолжительности и в модельных экспериментах.

2. Определение активности СДГ и а-ГФДГ может быть использовано для оценки эффективности профилактических средств, направленных на снижение неблагоприятного влияния факторов космического полета.

3. Определение активности ферментов цикла Кребса и глико-

лиза может быть использовано в клинической медицине для оценки состояния энергетического обмена при различных заболеваниях.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Активность иитохондриальных ферментов лимфоцитов периферической крови у обезьян посла полета на биоспутнике "Космос-2044" // Тез. докл. IX «Всес.конф.по космич.биол. и авиакосмич. мед.Калуга, 1990,-с.287-288.

2. Особенности энергетического обмена и его регуляции при моделировании болезни движения // Тез. докл. IX Всес.конф. по космич.биол. и авиакосмич.мед.,- Калуга,1990,-с.145-146/ Соавт.И.А.Ничнпорук, Д.В.Воробьев, А.Н.Рапотьков/.

3. Energy metabolism and changes of its regulation during experimental motion sickness // XII Annual Meeting comission on gravitational physiology (abstracts), 1990,-p. 53 /et al. I.A.Hichipo-ruk, A.H.Rapotkov/.

4. Contribution to gravitational physiology of some trends in biochemical research areas // XII Annual Meeting comission on gravitational physiology (abstracts), 1990,-p. 58 /et al. I.A.Popova, S.M.Ivanova, Je.G. Vetrova, O.N. Larina, A.A.Markin, N.Ju.Fedo-tova/.

5. Биохимические и функциональные параметры форменных элементов крови у космонавтов после завершения 360-суточного космического полета //Тез.докл. на XXIII Совещании постоянно действующей рабочей группы по космической биологии и медицине программе Интеркосмос, Коиице, 20-26 мая, ¡990, ЧСФР, - с.73/ Соавт. С.М.Иванова, А.Е.Зезеров, С.С.Брантова, О.И.Лзбецкая, Н. Е. Спицина, Г. А. Арзамазов/. '