Автореферат и диссертация по медицине (14.03.06) на тему:Фармакологическая регуляция холодового и телового воздействия в эксперименте

485861л

На правах рукописи

ШАПОВАЛЕНКО Наталья Сергеевна

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ХОЛОДОВОГО И ТЕЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

14.03.06 - фармакология, клиническая фармакология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

-ЗНОЯ 2011

Владивосток-2011

4858613

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Амурская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки РФ, доктор медицинских наук, профессор Доровских Владимир Анатольевич

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Елисеева Екатерина Валерьевна - зав. каф. общей и клинической фармакологии Государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Владивостокский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

Доктор медицинских наук Запорожец Татьяна Станиславовна - ведущий научный сотрудник лабораторной иммунологии Учреждения Российской академии наук Научно-исследовательский Институт эпидемиологии и микробиологии Сибирского отделения РАМН

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»

диссертационного совета Д 208.007.03 при Владивостокском государственном медицинском университете по адресу: 690002, г. Владивосток, пр. Острякова, 2

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владивостокского государственного медицинского университета по адресу: 690002, г. Владивосток, пр. Острякова, 2

Защита диссертации состоится

заседании

Ученый секретарь диссертационного с Доктор медицинских наук, профессор

у) ПросековаЕ.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изменения климатических условий постоянно оказывают воздействие на человека. В настоящее время одними из наиболее распространенных стрессовых факторов являются холод и перегревание (Андреева Л.И., 1999; Прокопенко Л.Г., 1999; Ажаев А.Н., 2000; Красавина Н.П., 2000; Доровских В.А., 2006; Weller A.S., 1997; Halliwell В., 1999). Любое изменение в окружающей среде, а именно высокие и низкие температуры воспринимаются организмом как стресс (Барабой В.А., 2006). Длительный и чрезмерный по интенсивности стресс рассматривается как универсальный механизм повреждения биологических мембран, что вызывает патологические изменения в клетках и органах организма и приводит к развитию заболеваний (Горизонтов П.Д., 1983; Андреева Л.И., 1999; Бельченко Л.А., 2001; Кармолиев Р.Х., 2005).

Постоянно сталкиваясь с проблемой защиты организма от воздействия неблагоприятных температурных факторов окружающей среды, практическая медицина разрабатывает новые методы профилактики, предупреждающие действие неблагоприятных факторов окружающей среды на организм человека (Казначеев В.П., 1980; Гарькави Л.Х., 2ООО; Доровских В.А., 2004). Для решения данной проблемы широкое поле деятельности открывается при применении фармакологически активных препаратов, с выраженными антиоксидантными свойствами, расширяющих пределы адаптации организма к экстремальным воздействиям окружающей среды (Кения М.В., 1993; Лесиовская Е.Е., 1993; Драчук О.П., 2010; Marnett L.J., 2000).

В связи с этим, особый интерес представляет исследование препаратов на основе янтарной кислоты (ЯК), обладающих широким спектром действий, способных предупреждать избыточную активацию процессов свободнорадикального окисления и восстанавливать антиоксидантную активность организма, влиять на метаболизм клеточного дыхания и восстанавливать энергетический потенциал клетки, а также влиять на синтез

белков (Афанасьев В.В., 2005; Доровских В.А., 2007; Булыгин Г.В., 2008; Лесиовская Е.Е., 2010). Кроме того, в практической медицине особое значение для коррекции температурных воздействий на организм приобрела широко изученная группа адаптогенов, в частности элеутерококк.

Опыт применения элеутерококка показал, что препарат обладает способностью значительно повышать устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды и снижать утомляемость при повышенных физических и психоэмоциональных нагрузках (Брехман И.И., 1991; БопткШ V. А., 2009).

Цель исследования:

Апробировать фармакологические средства коррекции холодового и теплового воздействия и провести сравнительный анализ их эффективности в условиях эксперимента.

Задачи исследования:

1. Изучить уровень реакций перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной системы организма в условиях низких и высоких температур на фоне применения реамберина и элеутерококка;

2. Выявить закономерности метаболического статуса организма на этапах его индивидуальной адаптации в условиях низких и высоких температур и изучить эффективность реамберина и элеутерококка на разных сроках эксперимента;

3. Оценить уровень морфофункциональных изменений трахеи и ткани сердца в условиях холодового и теплового стресса, а так же при действии реамберина и элеутерококка;

4. Обосновать целесообразность применения реамберина для повышения адаптационных реакций организма к стресс-факторам окружающей среды и провести сравнительный анализ с действием в этих условиях элеутерококка.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное биохимическое и морфологическое исследование трахеи и сердца

лабораторных животных при холодовом и тепловом воздействии на фоне применения реамберина и элеутерококка. В результате проведенного комплексного научного исследования получены новые сведения, позволяющие провести сравнительный анализ функциональных показателей адаптационной системы организма при использовании реамберина и элеутерококка на теплокровный организм в условиях стресс-факторов. Изучено влияние реамберина на теплокровный организм в условиях длительного холодового и теплового воздействия на различных сроках адаптации, а также показано защитное действие его в условиях воздействия стрессорных факторов. Получены данные о значительном влиянии реамберина на характер адаптационных процессов, развивающихся в организме при воздействии высоких и низких температур. Проведена сравнительная оценка состояния антиоксидантной системы (АОС) организма и процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) in vivo на фоне применения реамберина и элеутерококка в условиях стрессовых факторов.

Научная и практическая ценность работы. На основании проведенного биохимического, морфологического и морфометрического исследования выявлены значительные изменения воздухоносного отдела лёгких (трахея) и органов сердечно-сосудистой системы (миокард) у животных, подвергнутых длительному воздействию низких и высоких температур на организм в эксперименте. Показана выраженная антиоксидантная эффективность реамберина по воздействию на процессы ПОЛ и компонентов АОС по сравнению с элеутерококком, а так же защитное действие на состояние структур, обеспечивающих мукоциллиарный транспорт в слизистой оболочке трахеи и морфологические параметры миокарда лабораторных животных в условиях холодовой и тепловой модели эксперимента. Это даёт возможность рекомендовать данный препарат как средство, повышающее антиоксидантный статус организма в условиях холодового и теплового воздействия (рационализаторское предложение № 1812 от 1.03.2011), а также для повышения адаптационных возможностей

организма в предоперационном и послеоперационном периоде у больных с сердечно-сосудистой патологией (акт внедрения научных исследований в кардиохирургический центр ГБОУ ВПО «Амурская ГМА» Минздравсоцразвития России от 17.03.2011).

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на научных конференциях, и симпозиумах международного, российского и регионального уровня: Международной научно-практической конференции по физической культуре и спорту (Благовещенск, 2009), X региональной научно-практической конференции «Молодёжь XXI века: шаг в будущее (Благовещенск, 2009), VI российско-китайском фармацевтическом форуме «Современные лекарственные субстанции и биологически-активные добавки, выделенные из флоры и фауны Азиатского региона в профилактике и лечении заболеваний человека» (Благовещенск, 2009), Всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы адаптивной физической культуры, адаптивного спорта и физической реабилитации» (Краснодар, 2009), Научно-практической конференции «Организационные аспекты физической культуры и спорта на Дальнем Востоке» (Благовещенск, 2010), III Архангельской международной медицинской научной конференции молодых учёных и студентов (Архангельск, 2010), V международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы физической культуры и спорта» (Уссурийск, 2010), XI региональной научно-практической конференции «Молодёжь XXI века» (Благовещенск, 2010), The 2-nd China, Japan and Korea International Conference for TCM and the 7-th Sino-Russia Biomedical Forum (Harbin, China, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ: 4 статьи в журналах, рекомендованных перечнем ВАК, и 11 тезисов. Оформлено рационализаторское предложение «Способ повышения антиоксидантного статуса организма путем введения реамберина в условиях холодового и теплового воздействия» (№ 1812 от 1.03.2011).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 171 страницах печатного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов, списка используемой литературы, включающего 299 источников, из них 222 отечественных и 77 иностранных работ. Диссертация иллюстрирована 24 таблицами и 47 рисунками.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Холодовое и тепловое воздействие вызывают активацию ПОЛ в результате накопления продуктов пероксидации и истощения АОС в крови и ткани сердца.

2. В условиях холодового и теплового стресса реамберин по сравнению с элеутерококком повышает содержание компонентов АОС и снижает уровень показателей ПОЛ в крови и ткани сердца.

3. Холодовое и тепловое воздействие приводит к выраженным морфологическим изменениям в слизистой оболочке трахеи и миокарда. Применение препаратов и особенно реамберина оказывает защитное действие, предупреждая структурные изменения в слизистой оболочке трахеи и в миокарде уже на ранних этапах воздействия низких температур на организм крыс.

4. Реамберин по сравнению с элеутерококком в условиях теплового стресса вызывает защитный антиоксидантный эффект в более поздние сроки эксперимента (21-28 день).

Личный вклад автора в проведённом исследовании. Автором произведен анализ данных литературы по теме диссертации, разработан протокол исследования, проведена экспериментальная часть работы на 100%, сбор и обработка биохимического и морфологического материала на 90%, анализ и обсуждение материалов исследования - 100%.

Внедрение результатов. Результаты исследования внедрены в учебный процесс на кафедрах фармакологии и гистологии Амурской государственной медицинской академии. Рационализаторское предложение

g

внедрено в научные исследования ЦНИЛ и в кардиохирургический центр ГБОУ ВПО «Амурской ГМА».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Работа носит экспериментальный характер. Выполнена на беспородных белых крысах (.Ratios norvégiens) отряда Rodencia. Возраст животных-самцов, включённых в исследование, составил 3-4 месяца, масса 150-200 граммов. Отбор по весо-возрастным данным был обусловлен лучшей выживаемостью этих животных в условиях экспериментальных моделей опыта. При завершении научных исследований выведение животных из опыта проводили с соблюдением требований гуманности согласно приложению N° 4 к Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Минздрава СССР № 755 от 12.08.1977) о «Порядке проведения эвтаназии (умерщвления животного)» путем декапитации приказе МЗ РФ № 267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики». Исследование одобрено Этическим комитетом Амурской государственной медицинской академии (приказ № 4 от 1 июня 2009).

Методики экспериментального воздействия. Для оценки длительного воздействия низких температур на организм животных была применена холодовая модель эксперимента разработанная В.А. Доровских (1987). Животных данной группы охлаждали в климатокамере «ILKA» (Fentron, ГДР) при температуре - 15°С с соблюдением адекватных условий влажности и вентиляции. Охлаждение проводилось в течение 7, 14, 21 и 28 дней по 3 часа ежедневно. Для изучения воздействия высоких температур на организм животных была применена тепловая модель эксперимента, разработанная Т.В. Павловой (1992). Животных данной группы перегревали однократно в термостате воздушном лабораторном ТВЛ-К (170) (Санкт-Петербург) при температуре +40±1-2°С с соблюдением адекватных условий влажности (45%) и вентиляции. Воздушное перегревание проводилось в

течение 7, 14, 21 и 28 дней по 45 минут ежедневно. Температурные режимы выбраны на основании литературных данных (Доровских В.А., 1987; Павлова Т.В., 1992).

Для оценки действия различных стресс-факторов на организм крыс мы применили следующие модели групп животных. Животные были разбиты на 4 группы, каждая была разбита на 4 подгруппы по 10 животных:

1 группа - интактная - животные находились в стандартных условиях вивария;

2 группа - контрольная - крысы, подвергались холодовому либо тепловому воздействию по указанным выше схемам;

3 группа - подопытная - животным за 20 минут перед охлаждением либо перегреванием внутрибрюшинно вводили реамберин в дозе 30 мг/кг массы животного;

4 группа - подопытная - животным за 1 час до охлаждения либо перегревания вводили перорально экстракт элеутерококка в дозе 1 мл/кг массы животного.

Общую дозу препаратов рассчитывали индивидуально для каждой крысы из расчёта на 100 грамм веса животного. Количество животных, включённых в эксперимент - 320 крыс.

Объект исследования:

Биохимическому исследованию подвергались сыворотка крови и ткань сердца, для морфологического исследования - трахея и ткань сердца. Забой животных осуществляли путём дислокации шейных позвонков под тиопенталовым наркозом на 7, 14, 21 и 28 дни.

Методы исследования:

В работе были использованы биохимические методы, с помощью которых в сыворотке крови и ткани сердца определяли продукты ПОЛ (диеновые коньюгаты - ДК, гидроперикиси липидов - ГПЛ, малоновый диальдегид - МДА) и компоненты АОС (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, каталаза, церулоплазмин и витамин Е). Для определения продуктов ПОЛ и

витамина Е, липиды из крови и ткани легкого экстрагировали по методу Блайя-Дайера (1975). Диеновые коньюгаты определяли методом И. Д. Стальной (1977), гидроперекиси липидов - методом JI. А. Романова и И. Д.Стальной (1977) в модификации Е.А. Бородина с соавт. (1992), содержание малонового диальдегида - по методу Е.А. Бородина и А.И. Арчакова (1987). Антиоксидантный статус оценивали по активности каталазы методом М. Д. Королюк и соавт. (1988), активность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы по методу B.C. Асатиани (1969), церулоплазмина по методу В.Г. Колб и B.C. Камышникова (1976) и количество витамина Е по методу Р. Ж. Киселевича и С.И. Скварко (1972).

Морфологическую обработку материала начинали с фиксации объектов в 10% нейтральном формалине, изготовлении парафиновых срезов трахеи и миокарда с последующей окраской: гематоксилином и эозином. Микроскопирование и фотографирование осуществляли на фотомикроскопе Microphot-FXA (фирма NIKON- Япония).

Для изготовления полутонких и ультратонких срезов полученный материал фиксировали в 2% глютаральдегиде на фосфатном буфере при pH 7,4, промывали в фосфатном буфере с сахарозой, дегидратировали в ацетоне восходящей концентрации и обрабатывали четырехокисью осмия - иодид цинка по методу К. Akert (1968). Полутонкие и ультратонкие срезы получали на ультрамикротоме «LKB - NOWA». Для светооптического исследования применяли полутонкие срезы, которые окрашивали метиленовым синим. Для электронно-микроскопического исследования применяли ультратонкие срезы, контрастированные уранилацетатом и цитратом свинца. Материал трахеи и миокарда подвергали морфологическому исследованию на полутонких, а затем ультратонких срезах методом трансмиссионной микроскопии. Проводка кусочков осуществлялась по методике J. J. Caolson, V. Т. Winteret et al. (1986). Ультратонкие срезы исследовали на трансмиссионном электронном микроскопе «Technai G2 Spirit TWIN» (Голландия) и растровом электронном микроскопе «Hitachi S3400» (Япония).

Результаты исследований введены в базу данных статистического пакета программ автоматизированной системы для научных исследований персонально для каждого животного из всех изученных групп с осуществлением статистической обработки. При сравнении двух групп использовали критерий Стыодента: пакеты программ Excel (Microsoft) и STATISTICA (версия 6.0). Все различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты исследований и их обсуждение Биохимический анализ крови и ткани сердца, а также морфологическая оценка слизистой оболочки трахеи и миокарда в условиях действия низких температур в различные сроки и на фоне реамберина и элеутерококка коррекции В наших исследованиях получены достоверные результаты увеличения как в крови, так и ткани сердца продуктов ПОЛ (ДК, ГП, МДА) в 1,5-1,8 раз относительно интактной группы в первой половине эксперимента и снижения показателей АОС особенно на сроке 7 и 14 дней в условиях холодового воздействия, что свидетельствует об активации процессов ПОЛ и истощении антиоксидантной защиты. В последующие две недели эксперимента отмечалось некоторое снижение показателей ПОЛ (ДК, ГП, МДА), что можно расценивать как наступление фазы адаптации организма животных к длительному воздействию низких температур, о чём свидетельствуют многочисленные литературные данные (Доровских В.А., 2010; Загородников Г.Г., 2010). На фоне применения реамберина в условиях воздействия низких температур мы отмечали значительное снижение ДК в крови и ткани сердца уже на сроке 14 дней, что ниже, чем интактной группе на 16-19% и на 5%, соответственно (рис.1). Одинаковые показатели ГП были получены при использовании двух препаратов. Уровень МДА на фоне применения реамберина достоверно снижался на 24-21% во все сроки эксперимента, на сроке 21-28 дней отмечался рост глюкозо-б-фосфатдегидрогеназы при действии как реамберина, так и элеутерококка,

активность каталазы и церулоплазмина значительно повышается на 9-8% и 21-19%, соответственно.

ÍJftwmArai)

90 ..............

Интэктная Контроль Резмберик Элеутерококк (ХОЯ ОД) ЩОЛОД * !0Л1Д

□ 7 день Ш4 день Я21день И23день

ÍMiWItt^)

69.2...... fa¡ Ук>„1

-Ь _ 56.Э

51 i г * 1.7.?.... +- i 524 50.1 1

Мнтактная Контроль Редмберик Элеутерококк (холод) +ХОЛОД «холод

□ 7день ®14день ез21день 128день

Рисунок 1. Показатели диеновых коньюгат при длительном действии

низких температур в различные сроки и на фоне применения реамберина и элеутерококка препаратов.

Увеличение содержания витамина Е отмечалось в большей степени на фоне введения реамберина в крови и ткани сердца в первой половине эксперимента, а на 21 и 28 день даже превосходил уровень такового в интактной группе на 8-11% (табл.1). По мнению ряда авторов это связано с восстановлением ЯК в дыхательной цепи митохондрий, что способствует возрастанию антиоксидантной активности глутатиона и синтеза церулоплазмина путём введения экзогенного сукцинатсодержащего препарата - реамберин (Афанасьев В.В., 2005; Aroma O.I., 1998).

В результате воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, в частности воздействие низких и высоких температур на фоне активации процессов ПОЛ и снижения активности АОС, свободные радикалы проникают в клетку и окисляют ее структурные компоненты, в частности ненасыщенные жирные кислоты, а накапливающиеся продукты окисления липидов ведут к повреждению клеточных органелл, митохондрий, лизосом, микросом с вытекающими отсюда изменениями в тканях организма (Бирюкова О.В., 2001; Целуйко С.С., 2001).

Таблица 1.

Содержание витамина Е в крови и ткани сердца крыс при длительном холодовом стрессе в различные сроки и на фоне применения

реамберина и элеутерококка препаратов

Сроки эксперимента Кровь (нмоль/мл) Сердце (нмоль/г)

7 день

Интактные 26,0±1,8 60,6±0,5

Холод (контроль) 20,0*0,8* 42,1=1=2,2*

Реамберин+холод 27,1=4,8** 45,5±1,4**

Элеутерококк+холод 27,8±1,7** 43,5±1,7**

14 день

Интактные 28,1±1,5 62,4±4,1

Холод (контроль) 21,1±1,1* 40,1±2,1*

Реамберин+холод 26,9±1,5** 46,2±1,2**

Элеутерококк+холод 25,7±],6** 44,8±0,4**

21 день

Интактные 27,5±1,8 58,0±4,5

Холод (контроль) 22,3±1,2* 45,0±1,2*

Реамберин+холод 29,8±2,1** 49,4±0,9**

Элеутерококк+холод 26,8±1,5** 5б,1±0,6**

28 день

Интактные 29,2±1,2 59,8±4,6

Холод (контроль) 25,2*1,3* 47,1±1,5*

Реамберин+холод 32,5±1,2** 56,3±],7**

Элеутерококк+холод 29,8=4,1** 58,4±3,1**

Примечание: * - достоверность различий между интактной и контрольной группами (Р < 0,05); ** - достоверность различий между контрольной и подопытными группами (Р < 0,05).

Для подтверждения антиоксидантного действия реамберина и элеутерококка нами была рассмотрена цитологическая картина слизистой ■оболочки трахеи, которая напрямую подвергается воздействию низких температур, а также структура кардиомиоцитов, отражающих опосредованное действие холодового фактора. При действии низких температур уже в течение 7 дней наблюдаются зоны склеивания ресничек, что приводит к нарушению работы мукоциллиарного транспорта (Целуйко С.С., 2000; 2006; Красавина Н.П., 2002; Симонова Н.В. 2004). Действие низких температур приводит к появлению в составе эпителия большого числа клеток с высокой электронной плотностью, но наибольшие изменения

наблюдаются на поверхности эпителиального пласта. Так, с удлинением срока эксперимента увеличивается количество слизистого мелкопористого материала, расположенного на поверхности ресничек, что особенно наглядно проявляется к 21 дню эксперимента. При применении реамберина на фоне низких температур, эпителий слизистой трахеи практически не имеет зон повреждения, особенно наглядно это видно на 14 и 21 день эксперимента, наблюдается картина типичная для интактных животных. Это можно объяснить тем, что при возрастании нагрузки на любую систему организма увеличивается окисление Ж и мощность системы энергопродукции, использующей янтарную кислоту, что превосходит в сотни раз все другие системы энергообразования организма. Вероятно, реамберин увеличивает превращение ЯК в организме, которая необходима для обеспечения жизнедеятельности в экстремальных условиях и способствует увеличению выхода тепла при мышечном сокращении, что позволяет при сниженном уровне дрожжи и терморегуляторного тонуса увеличивать теплопродукцию на холоде. Изучение поверхности эпителия позволило выявить восстановление реснитчатого слоя и структуры бокаловидных клеток, что возможно связано с увеличением энергообмена, который зависит от экзогенного поступления ЯК в организм ещё до наступления биохимических изменений.

При введении элеутерококка с 7 по 14 день сохраняются нарушения мукоциллиарного транспорта вследствие склеивания ресничек. Резко возрастает количество активно-секретирующих бокаловидных клеток, особенно наглядно это видно на сроке 21 день. Положительная динамика в структуре реснитчатых клеток выявлена в более поздние сроки эксперимента, кроме этого изменяется процентное соотношение клеточных элементов эпителия. А именно, возрастание числа базальных и промежуточных клеток, что связано с усилением скорости регенерации эпителия и, по мнению ряда авторов, свидетельствует об активации

компенсаторно-приспособительных процессов в сторону восстановления (Красавина Н.П., 2000; Доровских В.А., 2006).

Таким образом, мы выяснили, что реамберин оказался весьма эффективным средством защиты мукоциллиарного аппарата крыс при длительном холодовом воздействии, а взятый нами элеутерококк в качестве препарата сравнения, обладает стимулирующим регенерацию свойством, но не оказывает выраженного цитопротекторного действия на эпителиальный покров слизистой оболочки трахеи.

В сердце наиболее детально были проанализированы кардиомиоциты субэпикардиального и среднего слоев левого и правого желудочка, а также стромальные элементы. При действии низких температур особенно на 7 и 14 дни наблюдается повышенная оксифилия кардиомиоцитов, появляются разобщённые кардиомиоциты. К 21-ому дню наблюдается неоднородность клеточной популяции кардиомиоцитов, есть ультраструктурные признаки повреждения и разрушения (Меркулов А.Г., 1969; Меерсон Ф.З., 1993). Применение в этих условиях реамберина и элеутерококка приводит к нормализации морфологической картины кардиомиоцитов, хотя при действии элеутерококка сохраняется повышенная оксифилия кардиомиоцитов. Положительным является то, что при действии реамберина восстанавливаются стромальные компоненты миокарда, нормализуется кровенаполнение микроциркуляторных сосудов. Такие изменения обусловлены восстановлением функциональной активности сердца, что сопровождалось коррекцией липидного метаболизма клеточных структур органа и уменьшением активности ПОЛ.

Важным является и то, что при действии препаратов и особенно реамберина восстанавливаются все структуры, уменьшаются очаги деструкции миофибрилл, восстанавливается гранулярная

саркоплазматическая сеть, возрастает поверхностное объёмное соотношение капилляров к кардиомиоцитам. Крайне редко в просвете капилляров

появляются сладжированные эритроциты, что свидетельствует об улучшении системы гемодинамики.

Биохимический анализ крови и ткани сердца, а также морфологическая оценка слизистой оболочки трахеи и миокарда в условиях действия высоких температур в различные сроки и на фоне реамберииа и элеутерококка коррекции

В условиях тепловой модели эксперимента происходит рост показателей ПОЛ (ДК, ГП, МДА) в 1,2-1,5 раз по сравнению с интактными животными, что свидетельствует о стадии адаптивного напряжения (Горанчук В.В., 1997; Суханова Г.А., 2000; Путилина Ф.Е., 2006).

Применение реамберина способствует снижению накопления ДК на 21-ый и 28 -ой дни в крови, а на 7 день в ткани сердца, ГП снижаются на 14 -ый и 21 -ый день, как в крови, так и ткани сердца. Уровень МДА снижается до показателей интактной группы (табл.2).

Уровень глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы повышается на всех сроках эксперимента. Наиболее стабильные показатели каталазы и церулоплазмина получены при применении реамберина. Применение препаратов, особенно реамберина способствовало повышению витамина Е в крови и ткани сердца (рис.2).

Важно отметить, что элеутерококк в данных условиях не проявлял выраженного антиоксидантного эффекта по сравнению с реамберином относительно показателей ПОЛ и АОС.

Тепловое воздействие так же является стрессовым фактором, при котором происходят не только биохимические, но и морфологические изменения в слизистой оболочке трахеи и миокарда (Симонова Н.В., 2009; Прокопенко Л.Г., 2000; Доровских В.А., 2011).

Таблица 2.

Содержание продуктов ПОЛ в крови и ткани сердца крыс при длительном тепловом стрессе в различные сроки и на фоне применения реамберина и элеутерококка препаратов (нмоль/мл - кровь, нмоль/г-

сердце)

Группы животных и сроки эксперимента дк ГП МДА

кровь сердце кровь сердце кровь

7 день

Интактные 32,6+1,6 46,8+0,7 26,6+0,5 63,2+1,4 5,0+0,1

Тепло(контроль) 40,3+1,9* 70,6+1,9* 31,4+0,5* 77,9+2,5* 8,7+0,9*

Реамберин+тепло 36,2±3,1 64,0+1,7** 35,0+0,6** 80,2+1,4 8,1+0,7

Элеутерококк+тепло 22,3+0,9** 70,3+1,2 28,5+1,2** 80,4+2,2 8,0+0,4

14 день

Интактные 30,2+1,5 48,7+3,1 23,5+2,1 62,9+3,5 4,8+0,5

Тепло (контроль) 37,2+1,8* 72,5+1,9* 33,0+2,1* 85,2+3,5* 8,5+1,0*

Реамберин+тепло 27,9±0,8** 67,7+0,9** 25,6+1,4** 88,4+2,4 5,2+0,3**

Элеутерококк+тепло 29,7+1,0** 65,8+1,5** 29,8+0,5 83,5+2,1 5,3+0,5**

21 день

Интактные 31,8+2,4 51,2+5,3 27,1+2,2 69,5+6,5 5,5+1,0

Тепло (контроль) 41,2+2,3* 71,9+1,6* 35,6+2,1* 88,6+2,1* 8,9+0,7*

Реамберин+тепло 31,8+1,1** 65,1+1,8** 28,2+0,4** 80,6+3,1** 5,3+0,5**

Элеутерококк+тепло 35,0+1,3** 65,9+1,4** 26,4+1,1** 73,0+1,0** 6,0+0,4**

2$ день Интактные Тепло (контроль) Реамберин+тепло Элеутерококк+тепло 33,2+2,1 40,5+2,2* 28,1+1,3** 27,4+1,5** 52,7+4,9 73,5+2,9* 63,8+0,8** 66,4+1,3** 28,4+2,4 37,2+2,1* 26,2+1,0** 30,7+0,7** 69,8+5,9 90,2+4,2* 75,3+1,0** 85,5+2,0** 5,2+1,1 8,8+0,7* 5,3+0,2** 5,0+0,2**

Примечание: * - достоверность различий между интактной и контрольной группами (Р < 0,05); ** - достоверность различий между контрольной и подопытными группами (Р < 0,05).

Нами было отмечено, что в этих условиях уже на ранних стадиях воздействия (7 дней) наблюдаются изменения структуры клеток эпителия трахеи, появляются очаги метаплазии, происходит разрушение части клеток, ряд бокаловидных клеток гипертрофируется, реснитчатые клетки подвергаются вакуолизации и деструкции. В дальнейшем возникают повреждения ресничек вплоть до полного разрушения реснитчатых клеток к 21 дню эксперимента В эти же сроки возникают структурные изменения сосудов микроциркуляторного русла, явления стаза и увеличение числа форменных элементов в просвете. Применение реамберина в этих условиях

нормализует клеточный состав эпителия, хотя выявляются обширные скопления лимфоцитов в эпителиальной выстилке и в подлежащей соединительной ткани. Аналогичная динамика наблюдается и при применении элеутерококка.

Иитактпая Контроль РеамЦерин езле.утероконк ИнтзКтная Контроль Реамбернн Элеутерококк

(тепло) тепло + тепло (тепло) +тепло етепло

□ 7 день 14 день И 21 День шг«день П7день 5я14день ШИдень М28день

Рисунок 2. Показатели витамина Е в крови и ткани сердца при длительном действии в различные сроки и на фоне применения реамберина и элеутерококка препаратов.

При действии высокой температуры наблюдаются аналогичные изменения в миокарде, как и при воздействии низких температур, а именно появляются кардиомиоциты, имеющие выраженную гомогенную оксифильную цитоплазму, практически исчезает поперечная исчерченность, расширяются межклеточные пространства в области межвставочных дисков, встречаются многочисленные капилляры с признаками застоя, эндотелиоциты разбухают и в них появляется большое количество везикул. Применение препаратов приводит к нормализации структуры кардиомиоцитов. Хотя в части миофибрилл сохраняются признаки лизиса миофиламентов. Кардиомиоциты располагаются компактно, межклеточные пространства не расширены, выявляется незначительный отёк интерстициальной соединительной ткани. Достоверно увеличивается диаметр кровеносных капилляров.

Таким образом, оба препарата нормализуют уровень свободно-радикального окисления и уменьшают деструктивные изменения и повреждения клеток и тканей организма в условиях низких и высоких температур. Наиболее значительный положительный эффект, был отмечен при применении реамберина. По сравнению с элеутерококком реамберин оказывает выраженное защитное действие на состояние мукоциллиарного аппарата и миокарда при длительном холодовом воздействии на протяжении всего эксперимента, что, возможно, связано с выраженной цитопротекторной активностью сукцината, входящего в состав препарата, и его способностью влиять на процессы сократительного термогенеза. В условиях теплового стресса весьма эффективным оказался элеутерококк на сроке 7-14 дней, реамберин оказывал антиоксидантный эффект несколько позднее, на сроке 21-28 дней. Можно предположить, что в условиях активации ПОЛ с последующим изменением гидрофильно-гидрофобного баланса в сторону увеличения гидрофильности мембран, пластическое обеспечение биосинтеза белка в условиях введения элеутерококка ведёт к стабилизации мембранных белков в бислое с последующей нормализацией микровязкости мембраны и патологически повышенной проницаемости.

Полученные биохимические и морфологические данные, свидетельствующие о положительной динамике изменений в крови, трахее и миокарде при применении реамберина на фоне воздействия стрессовых факторов, позволяют нам обосновать возможность применения его в качестве препарата для коррекции патологических изменений в условиях холодового и теплового стресса.

ВЫВОДЫ

1. При воздействии низких и высоких температур на организм крыс происходит избыточное накопление продуктов перекисного окисления липидов на фоне напряжения и истощения антиоксидантной системы крови и ткани сердца, что выражается в значительном снижении содержания витамина Е и церулоплазмина и в спонижении активности каталазы крови.

2. Актиоксидантный эффект реамберина по воздействию на процессы перекисного окисления липидов в условиях холодовой и тепловой модели эксперимента проявляется в наиболее статистически значимых величинах большинства показателей продуктов перекисного окисления липидов (диеновые коньюгаты, гидроперекиси липидов, малоновый диальдегид) и компонентов антиоксидантной системы (витамин Е, церулоплазмин, каталаза) по сравнению с элеутерококком.

3. В условиях холодовой модели эксперимента реамберин оказывает более выраженное защитное действие на состояние структур, обеспечивающих мукоциллиарный транспорт в слизистой оболочке трахеи, и морфологические параметры миокарда лабораторных животных по сравнению с элеутерококком во все сроки эксперимента.

4. Сравнительный анализ действия реамберина и элеутерококка на процессы перекисного окисления липидов и морфофункциональные состояния слизистой оболочки трахеи и ткани сердца в условиях теплового стресса свидетельствуют о большей эффективности элеутерококка на ранних этапах эксперимента (7-14 день), а наилучший эффект отмечен у реамберина в более поздние сроки (21-28 день).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шаповяленко Н.С., Доровских В.А., Коршунова Н.В., Штарберг М.А., Сластин С.С. Влияние реамберина и элеутерококка на холодовую адаптацию организма животных // Дальневосточный медицинский журнал. Благовещенск, 2011. № 1. С. 80-83.

2. Шаповаленко Н.С., Доровских В.А., Коршунова Н.В., Штарберг М.А., Сластин С.С., Невмывако Е.Е. Влияние холодового стресса на интенсивность перекисного окисления липидов и антиоксидантную систему тканей экспериментальных животных // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. Благовещенск, 2011, Выпуск 39. С. 22-25.

3. Шаповаленко Н.С., Доровских В.А., Целуйко С.С., Сластин С.С., Чжоу С.Д., Ли Ц. Морфофункциональные изменения трахеи крыс при холодовом стрессе на фоне введения реамберина и элеутерококка // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. Благовещенск, 2011. Вып. 39. С. 33-39.

4. Невмывако Е.Е., Доровских В.А., Коршунова Н.В., Шаповаленко Н.С. Токсиколого-гигеническая оценка биологической активности адаптогенных продуктов животного и растительного происхождения при холодовом и тепловом воздействии на организм II Бюллетень физиологии и патологии дыхания. Благовещенск, 2011. Вып. 41. С. 31-34.

5. Шаповаленко Н.С., Долгополов, А.С., Бирюкова Е.Е., Доровских В.А., Коршунова Н.В. Применение биологически активного сырья из адаптогенов растительного происхождения для коррекции холодового и теплового стресса у спортсменов // Международная научно-практическая конференция по физической культуре и спорту. Благовещенск, 2009. С. 296.

6. Шаповаленко Н.С., Долгополов, А.С., Бирюкова Е.Е., Доровских В.А., Коршунова Н.В. Коррекция температурного стресса на организм с использованием биологически активных добавок к пище из адаптогенов природного происхождения // Международная научно-практическая конференция по физической культуре и спорту. Благовещенск, 2009. С. 301302.

7. Шаповаленко Н.С. Медико-биологическая характеристика препаратов из реамберина и элеутерококка И Материалы X региональной научно-практической конференции «Молодёжь XXI века: шаг в будущее». Благовещенск, 2009. С. 176-177.

8. Shapovalenko N.S., Slastin S.S., Korchunova N.V., Dorovskikh V.A. The study of reamberin and eleutherococcus in experimental conditions of a coid stress on a warm-bloderd organism // The 6 Russia and China Pharmaceutical Forum of the modem problems of pharmacognosies and pharmaceuticses. Blagoveshensk, 2009. P. 172-175.

9. Шаповаленко Н.С., Сластин С.С., Доровских В.А., Коршунова Н.В. Адаптивные реакции организма в условиях холодовой нагрузки при использовании адаптогенов растительного происхождения // Сб. научных трудов всероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы адаптивной физической культуры, адаптивного спорта и физической реабилитации». Краснодар, 2009. С. 301-303.

10. Шаповаленко Н.С., Коршунова Н.В., Доровских В.А. Оценка и результаты экспериментального применения реамберина как антиоксиданта на фоне хронической холодовой травмы // Материалы научно-практической конференции «Организационные аспекты физической культуры и спорта на Дальнем Востоке». Благовещенск, 2010. С. 272.

11. Шаповаленко Н.С., Коршунова Н.В., Доровских В.А., Сластин С.С Антиоксидантные свойства элеутерококка для повышения устойчивости организма к физическим нагрузкам // Материалы научно-практической конференции «Организационные аспекты физической культуры и спорта на Дальнем Востоке». Благовещенск, 2010. С. 276.

12. Шаповаленко Н.С., Сластин С.С. Перспективы экспериментального применения реамберина как антиоксиданта на фоне хронической холодовой травмы // III Архангельская международная медицинская научная конференция молодых учёных и студентов. Архангельск, 2010. С. 164-165.

13. Шаповаленко Н.С., Доровских В.А., Коршунова Н.В., Сластин С.С. Антиоксидантные свойства реамберина и элеутерококка для повышения устойчивости организма к физическим нагрузкам в условиях холодового воздействия // V Международная научно-практическая конференция «Актуальные вопросы физической культуры и спорта». Уссурийск, 2010. С. 181-182.

14. Шаповаленко Н.С. Фармакологическая коррекция холодового стресса препаратами реамберин и элеутерококк II Материалы XI региональной научно-практической конференции «Молодёжь XXI века». Благовещенск, 2010. С. 174-175.

15. Shapovalenko N.S., Slastin S.S., Korchunova N.V., Dorovskikh V.A. The Study of Reamberin and Eleutherococcus in Experimental Conditions of A Cold Stress on A Warm -blooded Organism // The 2-nd China, Japan and Korea International Conference for TCM and the 7-th Sino-Russia Biomedical Forum. Harbin, China. 2010. C. 161.

Шаповапенко Наталья Сергеевна

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ХОЛОДОВОГО И ТЕПЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Подписано в печать 7.10.2011 Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 1,39 Уч.-изд. л. 1,29

Тираж 110 Заказ 629 Отпечатано в Типографии ДВФУ 690990, г. Владивосток, ул. Пушкинская, 10