Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Ганглиозиды головного мозга крыс при адаптации к острой гипоксии в условиях измененной газовой среды и охлаждения

На правах рукописи

? г..»?

ВАСИЛЬЕВА ИРИНА ВАЛЕНТИНОВНА

ГАНГЛИОЗИДЫ ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПРИ АДАПТАЦИИ К ОСТРОЙ ГИПОКСИИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕННОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ И ОХЛАЖДЕНИЯ

14.00.16. - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургской государственной педиатрической медицинской академии, "2 и МП Российской "едерации

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор В.И. Баев В.И.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских Ha¿ к, профессор А.'". Зайчик доктор биологических наук В.Н. Кокряков

Ееду^ая организация - Военкс-медицинская академия им. С.И. Кирова.

Залцпга диссертации состоится " 19е г.

в fO час. на заседании диссертационного совета Д. 001.22.0?. при Научно-исследовательском институте экспериментальной медицины Ра'Ш по адресу: 197Г76, Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института по адресу: Санкт-Петербург, ул. акад. Павлова, 12.

Автореферат разослан " " 199 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Е.С. Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКГЕРКСШСА РАБОТЫ

Актуальность теш. Проблема гипоксических состояний, несмотря на большое внимание к ее изучению во всем мире, еще во многом далека от ее разрешения /Агаджанян H.A., 1986,К67,1994 Самойлов М.О. 1965,1991; Березовский З.А. 1990; БреславИ.С., Исаев Г.Г. 1594/. Ведется интенсивный поиск путей и средств повышения устойчивости организма к действию гипоксии и особенно ее острой формы, поскольку это позволит расширить границы условий пребывания человека при действии экстремальных факторов внешней среды /Глотов H.A. 1973; Баев В.Й., Львов С.Н., !Гу галей H.B.I99I; МеерсонФ.З. 1966,1968; Низовцев В.П. IS9I; Малышев И.Ю., Продиус П.А., Меерсон ö.S. 1995/. Одним из путей повышения устойчивости теплокровного организма к гипоксии является добавление углекислого газа в гипоксическую среду, еще более эффективным является сочетанное двухчасовое воздействие постепенно нарастающих концентраций углекислого газа, снижающихся концентраций кислорода при внешнем охлаждении до +2 - +S°C, Такое комбинированное влияние, как было показано, значительно повышает устойчивость животных и особенно тканей их головного мозга к последующему действию острой гипоксии /Коростовцева Н.В., 1965/.

Несомненно, что основой адаптационных сдвигов и высокой резистентности организма к острому кислородному голоданию являются сдвиги метаболизма на клеточном уровне. Изучение изменения содержания и состава ганглиозидов головного мозга при этом имеет, на наш взгляд, значительное практическое и теоретическое значение. С одной стороны, центральная нервная система наиболее чуствительна к действию острых форм гипоксии, а с другой, она выступает в качестве интегральной физиологической системы в регуляции ряда функций организма, в том чис-

ле и обменных процессов, и, таким образом, в формировании адаптационной перестройки организма в целом. Кроме этого, ганглио-зиды играют очень важную роль в процессах функционирования мозга, что позволяет рассматривать их в качестве адалтогенов снижающих тяжесть поражения нервной ткани при гипоксии.

Пель работы. Целью настоящей работы явилось:

- изучение содержания и состава ганглиозидов мозга крыс при действии на организм постепенно повышающихся концентраций углекислого газа, стекающихся концентраций кислорода при внешнем охлаздении и при гемической гипоксии;

- выяснение роли ганглиозидов, как важнейших по функциональному значению молекул мембран нейронов, в перестройке обмена в центральной нервной системе при адаптации к острому кислород-килу голоданию.

Задачи исследования.

1. Изучить содержание общих и индивидуальных ганглиозидов головного мозга, состав жирных кислот ганглиозидов при сочетанием действии на организм гипоксии, гиперкапнии и внешнего охлаждения, а также при гемической гипоксии.

2. Сравнить действие гемической гипоксии и гипоксии, вызванной сочетанием действием измененной газовой среды при охлаждении и без него, на содержание и состав ганглиозидов головного мозга.

3. Выявить возможную адаптогенную роль экзогенно введенных ганглиозидов при гемической и нормобарической гипоксии.

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований впервые установлено, что:

- содержание ганглиозидов головного мозга крыс, их индивидуальный состав, состав жирных кислот ганглиозидов претерпевает изменение при комплексном воздействии гипоксии, гиперкапнии и

охлагдег-пш, и при гопкческс:" гипо;:сии, вызванной введеккец нитрита натрия;

- введение зкзогенккх ганглиозидов оказывает адаптоген-ккй зо-Гект, которой проявляется в увеличении продолжительности зизни крыс при гемической гипоксии, а при норьхбарическо!': гипоксии - з нормализации историю! и частоты дыхания.

Теоретическое и птактичест;ое значение работы. Работа относится к числу фундаментальные теоретических разработок. Результаты, изложенные в диссертации жет научнс-тесретическое значение, поскольку раасирявт нааи представления об участии ганглиозидов з адаптационной перестройке организма пр1|цвух &орлах гипоксии: е:-тзванне.": когшлекеннм действием изненекксн газовой среда и охлаждения и введением нитрита натрия.

Данные по изучению влияния экзогенно введенных ганглис-згщов т,:огут служить основанием для использования их в качестве возможных адаптогенов и лечебных средств при патологии кервно? системы.

Осковнне положения выносимые на згациту.

1. При первом и повторном воздействии измененной газовой средь: и охлаждения, а так:::е при гемической гипоксии происходит увеличение общего содер..г\..г пглиоз; :дов головного мозга крыс. В спектре индивидуальных ганглиозидов увеличивается содержание полисиалоганглиозидов и уменьшается содержание

!Л0НССИ8ДСГаНГЛИ03ИД0В.

2. Выявлены различия в составе глрных кислот ганглиозидов при гипоксии, гиперкапнии и охлаждении и при гемической гипоксии. В первом случае происходит уменьшение содержания ненасыщенных и длинноцепочечннх ;;шрных кислот, а во второй им увеличение.

При действии на оргаккзк гязотк»: г::пс.-с:ш, пжергйп-

нии при схде^енки я без него содергание и состав гактлиоз:;-доз головного ч'озга изменяются однопаправяекко: увеличивается общее содержание ганглиозкдов с увеличением в кх составе полксиалогакглкозидов.

4. Зкзогенныз ганглиосиды оказывают выраженный адапто-генный еффект при гемической гипоксии, который проявлялся з увеличении продолжительности жизни гивоткнх, при нормобари-ческоп гипоксии - в нормализации моторики и частоты дыхания.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на научно-практической конференции "Пробле;,ш непрерывного экологического образования в Ленинграде", /Ленинград, TÇ9-T/» на 2-ой Всероссийской учебно-методической и научно-практической конференции, посвященной проблеме экологического обучения и воспитания студентов медицинских и фармацевтических вузов российской Федерации, /Нсеква - Барнаул, К?2/, на научно-практической конференции "Центрально!' каучкс-исследоЕатель-ской лаборатории СПбГГПА - ГО лет работы", /Санкт-Петербург, ТС£4/. Часть данных была представлена на СосЫоп /LeStc/icA. Сол/егелсе. on Сёусо/эго1е/п$ от/ СвумРур/Ж fa/ifoia, Caùfoiria-, ¿/SJ , feé-гиагр _ *-/г , /993J.

Основное содержание диссертации изложено в 8 научных работах.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на -/¿<3 листах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, изложения собственны:; результатов и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы. Работа содержит таблиц, рисунков. Список литературы содержит работ, в том числе ^ зарубезнкх источников .

- 5 -

MATEFIIAXL: И ГЗГГОДЗ ЖСЩОБАВШ

Опыты выполнены на белых крысах-са1дцах naccoil Ï5C-200 г. Охлаждение в условию: измененной газовоГ; среды проводили следующим образом. После измерения ректальной температуры животных помещали в гермокалеру объемом 2,4 л в холодильник при +2- ч-3°С до утраты ими рефлекса позы, которая наступала у mix в среднем через 2,05±0,2 часа. Обследованы следующие группы :лИеотных : I - штактнке; 2,3 - подвергнутне однократному сочетанному воздействию гипер:-:апнии, гипоксии и охлаждения; 4 - подвергнутые повторному аналогичному Еоздействиб через 48 часов после первого. Животных 3 группы подвергали самосогреванию в условиях вивария, головной мозг для исследования у них брали через 48 часов /восстановительный период/, а во 2 и 4 группах - через 2-3 минуты после окончания воздействия. В ряде случаев исследования проводились также через 15,30,60,Ç0 минут от начала первого и повторного воздействия исследуемых факторов.

Для решения поставленных задач такяе были обследованы крысы с острой гемической гипоксией, вызванной введением нитрита натрия в дозе 150 мг/кг массы тела /LD ^q - Ç6 мг на кг/, с изучением биохимического состава тканей головного мозга через 10 и 20 минут после введения соли,-а такие нивотные, подвергнутые сочетанному воздействию измененной газовой среды, но без внвэ-него охлаждения, при температуре окружающего воздуха +18- +20°С. Смесь экзогенных ганглиозидов вводили с физиологическим раствором внутрибрюнинно в течении 4 дней /I раз в сутки/ в дозе 30 мг/кг.

Модель нормсбарической гипоксии. Животных /самцов линии C57CL /б/J весом 1£-22г/ помещали в камеру объемом 15 л, содержащий системы вентиляции, терморегуляции и адсорбции выдыхаемого С0о и газового анализа. рОр снижалось с 20,Ç?» до I,СРА,

- Б -

рСОр 0,1;о, температура 22°С. Екзогенкые ганглиозпды вводили внутрибрюшинно по 2 раза в течении 2 дней в количестве 50 мг/кг в 100 шел физиологического раствора.

Ганглиозиды выделяли из ткани мозга по методу болча с соавторами / е41557/ с дополнительно:) экстракцией по Сузуки / , 1965/. Количественное определение ганглио-зидов проводили с резорциновым реактивом по методу Свеннерхолма / Яче-ппегкоРт ,1957/. Разделение смеси ганглиозидов осуществляли в стеклянной хроыатографической камере в системе растворителей хлороформ: метанол;0,25Й К{£ - 50:40:10 /по объему/, используя стандартные пластинки силикагеля ИРПС фирмы " Мегс'к " /Дармштадт, Герлания/. Определение содержания фракций ганглиозидов проводили декситоыетрически. Жирные кислоты ганглиозидов анализировали в виде их метиловых эфиров /Аврова Н.ё.,1982/.

Определение углекислого газа и кислорода в камере проводили с помощью газового хроматографа.

Полученные цифровые результаты обработаны статистически /Снедекор Да., Г96Г/.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОВЖДЕНИЕ

После окончания первого сочетанного воздействия нарастающих концентраций углекислого газа, снтсающихся концентраций кислорода и внешнего охлаждения содержание ганглиозидов по отношению к исходные данным увеличилось на а после окончания повторного воздействия в сравнении с результатами, полученными в 1-й и 3-й группах, существенно не изменилось. В процессе воздействий изменение общего содержания ганглиозидов в мозгу крыс было однотипным /рис. I/. В первые 15 минут происходило увеличение содержания ганглиозидов на 25,6^ и на 20,952 /р 4 0,05/ при первом и повторном воздействии соответственно. В дальней-

1!.ен содержанке гангяиозедов при первом воздействии снижалось, но оставалось зыже контрольных величин, выявленных у интактнкх животных, а з ходе повторного воздействия оно снижалось до значений, характерных для :;;пеоткых, обследованкьк в конце восстановительного периода - через 48 часов после первого воздействия.

773"

тг$ 675-бг5

гЬ

1

гЬ

гИ

гЬ

гЬ

50' 60

гЬ

й

гЬ

гЬ

гЪ

Л

9Р по- 4ее. /т' Iо' 60' да' его'

Рис. I. Содер:цанке ганглиозидов головного мозга кркс. По оси абсцисс - время обследования в мин. По оси ординат - содержанке ганглиозидов в нкг нейрамкново:': кислоты на г ткани.

Увеличение ганглиозидов в ткани иозга могло быть следствием как активации процессов ж: синтеза из кпек^лхся преджест-венников, что может происходить в довольно короткие сроки времени, так и снижение скорости их деградации. Чтобы ответить на зтот вопрос было проведено изучение состава индивидуальных ганглиозидов головного мозга крыс, подвергнутых сочетанному воздействию гипоксии, гиперкашки и охлаждения. К концу воздействия в мозговой ткани снижалось количество монссиалогакглио-зида С М1 и дисиалоганглиозкда С01 а , а содержание дисиалс-ганглиозида Со1Ь и полиспалоганглиозидов СПЬ и CQ увеличилось. Анализ полученных результатов позволил предположить, что снижение содержания монссиалоганглиозида явилось следствием синтеза дисиалоганглиозида С01Ь , котсры": при дальне "-жем сиалировании может превратиться в трискалоганглисзид .

Значительно меньжее снижение уровня содержания п0 сравне-

mns с уроипеи увеличения содержания СШ> и СПЬ позволило га"-:::е предположить, что активность ферментов приводящих к синтезу самого CHI превньжет активность ферыентоЕ, принимающих участке в деградации этого ганглиозида. О повышении активности ферментов катаболизма См при устранении неблагоприятных факторов также свидетельствует появление в составе ганглиозидов тех фракций, которые являются продуктами распада • С другой стороны, моносмалоганглиозиды с короткой углеводной цепью в мозге крыс являются предшественниками СМ1 и их обнаружение через 4G часов после окончания периого воздействия могло быть следствием их синтеза de novo. Тенденция к уменьшению ¡юно-QHt и дисиалоганглнозида С^СХ , увеличению дк- С01Ь и пслисиало-ганглиозкдов СПЬ и G& сохранялась с незначительными колебаниями на протяжении всего первого воздействия, то есть через 15,сО,60,СО и 120 минут от начала опыта.

Повторное сочетанкое воздействие гипоксии, гиперкапнии и охлаждения начиналозь на фоне высокого содержания моно~С^2, Смз t ДИ- Göib, и полксиалоганглиозидов Спь и CQ , а также низких количеств СМ1 и С^О • В процессе повторного воздействия происходило увеличение содержания Cmi

С Dia ,

хотя эти показатели оставались ниже величин, обнаруженных у интактыых животных. Это увеличение, вероятно, связано с тем обстоятельством, что повторное воздействие начиналось на фоне высокого содержания моносиалоганглиозидов, которые в цепи синтеза являются предшественниками других ганглиозидов:

G t_,GT) /Cahuito/9>

лактозилцерамид^ -n Г

^tüm—. GCDU— GTI i«

Синтез по цепи "б", идущий с образованием £01Ь и С Tib sat,се; лялся, что явилось причиной отсу"тствз-;я изменений содержания О

_ о _

и уменьшения содержания О Г/4 и . Таким образом, состав ганглиозидов существенно не отличался как после окончания первого, так и после окончания повторного воздействия гипоксии, гиперкапнии и охлаждения, однако динамика содержания основных видов ганглиозидов головного мозга в ходе этих воздействий имела существенные отличия /табл. I/. Полученные результаты дают основание ситать, что более высокий уровень полисиалоганглиозидов, возможно, обеспечивает широкие адаптационные изменения, которые способствуют последующему перенесению животными острой практически тотальной ишемии тканей головного мозга.

После первого и позторкого сочетанкого воздействия гипоксии, гиперкапнии и гипотермии происходило уменьшение количества ненасыщенных жирных кислот в среднем в 2,2 раза по отношению к исходным значениям, полученным у интактных животных и через 48 часов после первого воздействия, соответственно /табл. 2/. Количество длинноцепочечных мирных кислот также уменьшалось. В процессе обоих сочетанных воздействий гипоксии, гиперкапнии и охлаждения происходило увеличение содержания пальмитиновой кислоты - В 1,9 раз при первом, в 1,4 раза при повторном, и стеариновой кислоты - в 1,1 раза при первом и повторном воздействии соответственно. Снижение количества длинноцепочечных жирных кислот могло происходить за счет замедления их синтеза, в котором пальмитиновая и стеариновая кислоты являются их предшественниками. Уменьшение содержания насыщенных жирных кислот, вероятнее всего, связало с использованием их в качестве источников энергии, так как они быстрее подвергаются окислению. Можно допустить, что уменьшение количества ненасыщенных жирных кислот и незначительное, но постоянное проявляющееся снижение длинно-цепочечных жирных кислот есть проявление их участия в качестве субстратов окисления. 3 аналогичных условиях показано отсутст-

Таблица I

Содержание индивидуальных ганглиозидов голоеного мозга крыс при сочетанием воздействии гипоксии, гиперкапнии и охлаждения / Я от сумыз НейАц/.

груп- фракции ганглиозидов

ПЙ1 Крыс." Снь № № СЫа. С па Срг С01Ь Сх Спь СО

ПЕРВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

1-я сл. - +15,0 4 0,5 с с 4ь:! +11,8 ,14,7 1 о;о СЛ.

2-я сл. - ■3 А г0'Л 2 8 *0|1 лед 4 0,8 + 1,8 0,8 ОЦ о * о;ё О с *б*2

3-я сл. - .12,6 * р к; Л о -т:б С ~+0|9 т^ с; 1 1,0 г- с •о!! Л,5 -о',1

4-я с т7 СО Ч'Л +4,1 -0,4 86,2 0,9 то о .-Л 4 0^6 +0,9 0*1

С Г, о сл. - .103 1 0,8 О О 4 > ** 0,4 ¿т о *0|б .5,2 -0,9 +12,7 * 1,0 р ^ ос с +0,7 0,8

б-я сл. - ¿9,8 1,4 + 1,6 0,2 п * т'о 1, .с О 0 ^ тс п •+ - ~ > ^ - 0,8 ■+ А»~ "0,2 9А А 0 ? 15 т О "сГт

ПОВТОРНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

1-Я -и 1,0 +4 0,5 "0 С 6 Р ,2 0,6 "0,8 оо й ± П К V , и Р 7 -л гч и ,1 тр т т г\ Г^ о т о

2-я - ~ . Ю,4 1 0,5 2 ° "0,2 - + 4,2 -0,4 * 1,2 о т СР. О *2,С 0,8

с-я сл. - ,8,9 "0,8 86,7 * т р - 1 ~ /1 А +16,5 4 0,4 О Л •£-> - 0,2 ок о 4 0,7 9 Р

4-я сл. ос Ч\2 -0,8 .40,0 4 0,8 + 8,7 -0,2 +16,5 4 0,4 О £ 1 - -С,8 .27,8 * 0,5 ¿1,9 0,1

5-Я сл. .0 -о С ТТ о ;б2го;б1 -од 88,1 - о;9 СЛ. от 7 +■ „' и ' 0,5 .22,4 * 1,0 0,8

6-я сл. - 1 С,4 "0,8 "0,8 40,1 * 0,7 ■з. О -тс ^»>- ? Т ° %2

Примечание. Группы гшвстнкх: 1-я - кнтакткке для первого воз действия гипоксии, гиперкапнии и охлаждения, и обследованные через 48 часов после первого воздействия - для повторного; 2,Г,4,5,б - обследованные через 15,80,60,90 и Т20 минут от начала воздействии. "61" следовые количества, "-" показатель из выявлялся.

Таблица 2

Содержание жирных кислот ганглиозидов при разных '.Iорлах гипоксии /еЛ от суммы/.

Изученный показатель грутк ;ы животных

I 2 о 4 5 6

С Х:0 81,5 С9 Д 81,5 52,4 78,8 £3,2

С Х:1 15,4 7,6 18,6 7,5 21,7 16,8

С 14-21 £0,9 86,1 8е С' 89,4 77,8 ' £2,6

С 22-27 19,1 15,9 16,1 10,6 22.2 17,4

Примечание: Группы животных I - интактные; 2,4 - через 120 минут после первого и повторного комплексного воздействия гипоксии, гиперкапнии при температуре +2- -Hi С; 3 -через 48 часов после окончания первого воздействия; 5 - обследованные через 10 минут после п/к введения нитрита натрия; 6 - через 120 минут после начала комплексного воздействия гипоксии, гиперкалнии при комнатной температуре. С Х:0, С Х:1, С 14-21, С 2227 - суммарное содержание насыщенных, ненасыщенных, коротко- и длинкоцепсчечных жирных кислот.

вие интенсификации свободно-радикальных процессов /БаевВ.Е., Львов С.Н., Шугалей И.З., 1954/. Поэтому утилизация жирных кислот ганглиозидов шла, очевидно, по пути использования их в качестве потенциально высокоэргических источников. Зто особенно важно для ткани мозга, в которой запас ненасыщенных жирных кислот мал, а их прохождение из крови через геыатоэнцефасический барьер практически отсутствует. Кроме того, неэстериищированные жирные кислоты, кроме растущих организмов, почти не используются мозгом на энергетическое субстратное окисление, сто делает еще более вероятным участие именно жирных кислот ганглиозидов в энергетическом обмене мозговой ткани.

Таким образом, исследуемые комплексные воздействия гипоксии, гиперкапнии и охлаждения приводят не только к изменению углеводной, ко и церамидной части молекул гликслипидов тканей головного мозга.

Поскольку эти результаты получены у животных, находящихся

б состоянии тканевой гипоксии, гиперкапнии и глубокой гипотермии /Баев В.П., К£0/ рис. 2 в дальне ¡'¡тем были проведены исследования состава ганглиозидов и их жирных кислот при развитии у крыс тканевой гипоксии и гипокапнии /гемкческая гипоксия/, а также в состоянии гипоксии, гиперкапнии и умеренной гипотермии /при сочетанном действии гипоксии, гиперкапнии при комнатной температуре - ректальная температура у крыс была 24,1+0,5°С/.

■гео 10 £0 40

.1

5

150

90 Я

Т

52,4

г. з

27 -

31-

го гг го

К.

<234 г е т 8

Рис. 2. Изменения рС09 в венозной крови /А/, ректальная~температура /Е/, артерио-венозная разница рОо /В/ при первом и повторном воздействии измененной газовой среды и охлаждения. По вертикали: на А -

на В - рОо, ш рт. ст.: на Б - ректальная температура, С. По горизинтали на А и Б: I - инта-ктные крысы, 2,3,4,5 - соответственно через 15,90,120 мин и через 48 часов от начала первого воздействия; 6,7,8 - через 15,50,120 мин от начала второго воздействия. На В: I -интактные животные; 2,3 - через 2 и 4 мин- после окончания первого воздействия; 4 - через 3 мин после повторного воздействия.

В этой серии экспериментов было обнаружено, что содержание ганглиозидов головного мозга при гемической гипоксии увеличивается до 675,0+26,0 против 625,0+10,5 у интактных животных. В спектре индивидуальных ганглиозидов наблюдается уменьшение моно' сиалоганглиозида СМ1 и дисиалоганглиозида С01&, а также увели' чекие полисиалоганглиозидов /табл.3/. Кзме-

некие состава жирных кислот ганглиозидов головного мозга представлены в табл. 4. При гемической гипоксии происходит увеличение суммарного содержания ненасыщенных жирных кислот, что скорее всего связано с резким возрастанием свободно-радикальных процессов /Баев В.И., Львов С.Н., 1991/, и увелиение"количества длинноцепочечнвх жирных кислот.

Таблица 3.

Содержание индивидуальных ганглиозидов головного мозга крыс при острой гемической и гиперкапкическо-гипоксической гипоксии /% от сутш/

Группы животных Ганглиозиды

Ст Снг О С^ Со!а. Спя "сог. Сон> Сх Спь С<3

1-я следы - +15,0 ~0,1 1 1,1 .7,8 "1,3 .11,8 4 0,9 .3,2 ,14,7 "0,8 1 0,9 сл,

2-я - - 0,2 4 I .с/7 -0,4 1,7 *0,3 "0,9 • т р •0,4

3-я .0,7 +С -0,2 * и5 6,1 ,8»6 *0,7 ^1,0 39,0 - ,19,0 ' 1,2 ..28,2 .3,0 " 0,9 "0,5

Примечание: Группы животных - 1-я интакгные; 2-я после п/к введения нитрита натрия; 3-я после окончания сочетан-ного воздействия гиперкапнии, гипоксии при 20°С. "-" данными методами не определялось.

При сочетанном де;":ствии нат организм гипоксии, гиперкапнии при комнатной температуре содержание ганглиозидов увеличивалось до 701,6+25,1 против 625,0+10,5 мкг нейрамиковой кислоты на г ткани /р^0,05/ у интактных яивотных. Состав индивидуальных ганглиозидов мозга при этом воздействии представлен в табл. 3. При анализе жирных кислот ганглиозидов мозга крыс этой группы было обнаружено снижение степени ненасыщенности и уменьшение количества жирных кислот с длинной углеродной- цепью /табл.2/.

Таким образом, при всех исследованных нами форда:.: гипок-

/, —

сии происходило достоверное увеличение содержания ганглиозидов в ткани головного мозга, причем в спектре индивидуальных ганглиозидов повышался удельный вес полисиалоганглиозидов /табл.1, 3/. При анализе состава жирных кислот ганглиозидов были выявлены различия при сочетанием действии на организм гипоксии с гиперкапкией и гипоксии с гипокапкией. В первом случае происходило-" снижение ненасыщенных и длинноцепочечных жирных кислот, а во втором их увеличение /табл. 2/.

Исходя из полученных результатов, представляло важным определить, оказывают ли экзогенные ганглиозиды благоприятный эффект на функциональное состояние и биохимический статус организма при острой гипоксии. Выявлено, что введение ганглиозидов увеличивало почти з 2 раза /р<0,05/ сроки впаивания крыс при острой гемической гипоксии, вызванной введением нитрита натрия.

При этом общее содержание ганглиозидов у животных с гемической гипоксией на фоне предварительного введения экзогенных ганглиозидов увеличивалось незначительно, в составе ганглиозидов происходило увеличение содержания полисиалоганглиозидов и уменьшение моно сиало ганглио зидов.

Анализ жирных кислот ганглиозидов головного мозга при введении экзогенных ганглиозидов показал, что содержание ненасыщенных и длинноцепочечных жирных кислот достоверно не отличалось от значений, характерных для животных, не получавших инъекции ганглиозидов. При введении нитрита натрия ингактным квотным

50-

4о~ -Jo ' го-

Рис. 3. 3£>1ект з кз о генных ганглиозидов на время выживания гсркс после введения нитрита натрия. По оси ордикат - продолжительность жизни в минутах после введения нитрита натрия;

1 - контрольные животные,

2 - предварительно инъецированные ганглиозидами.

о

/ £

и хазогяш инъецированным экзогенными ганглзсзадаш прослеживались изменения, представленные в таблице 4.

Таблица 4.

Состав ::мрных кислот ганглиозидов головного мозга крыс при гемической гипоксии.

исследуе!.!ый группы животных

показатель I 2 о 4

С Х:0 90,1 ее, е 92,- 84,9

п v.т л. « X с о ^ , ~ 10,2 7,6 15,1

С 14-21 £9,1 93,6 91,6 90,6

С 22-27 10,9 6,^ л и 8,9

Примечание. Группы крыс: I - интактные; 2 - животные обследованные через 20 минут после п/к введения нитрита натрия;

3 - животные после введения экзогенных ганглиозидов;

4 - животные, исследованные после п/к введения нитрита натрия, которым вводили экзогенные ганглиозиды. Обозначения см. табл. 2.

У крыс 4 группы отмечалось двукратное повышение количества ненасыщенных жирных кислот, а количество коротко- и длинкоцепо-чечных жирных кислот не изменялось. Накопление ненасыщенных -жирных кислот, очевидно, есть одно из проявлений их субстратной роли. С другой стороны, М01Ш0 допустить, что это следствие изменений в соотношении ганглиозидов различной структуры с возрастанием тех форм, которые имеют отношение к защите мембран от резкого гипоксичеикого воздействия и, в частности, от повреждения за счет интенсификации, например, перекисного окисления липидов. I Можно предположить, что способность ганглиозидов ингибиро-вать процессы перекисного окисления липидов в существенной мере определяет механизм их защитного эсЖекта, так как активация свободно-радикальных реакций, как известно, кокет служить причиной гибели клеток при повреждающих воздействиях /Аврова Н.£., 1?94/.

- 16 -

Действие газовой среды с пониженны« содержанием кислорода на организм приводит к резкому увеличению частоты дыхания, затем снижению общей двигательной активности, сокращению числа дыхательных актов и в итоге - к гибели.

В проведенных нами исследованиях при снижении содержания кислорода в газовой среде с 20^ до у мыле«, инъецированных ганглиозидами, происходило увеличение числа дыхательных движений со 180_гЗ до 300+4, а у контрольных до 340+5 / мин. Через I час после достижения 55^-ной концентрации кислорода частота дыхания у контрольных животных снижается почти вдвое /до 56+8/, а у получавших гакглиозиды она остается на уровне 160+4, близком к частоте дыхания интакткых г,алией /рис. 4/. При дальнейшем снижении содержания кислорода в камере до 3,5$ частота дыхания у контрольных мышей снижается до 20+8 и через 5 минут наступает гибель животных. В экспериментальной группе мышей частота дыха-

Рис. 4. Влияние ганглиозидов на частоту дыхания мышей при нор-мобарической гипоксии. По оси ординат - частота дыхания в мин.; по оси абсцисс - содержание кислорода в камере в I - контрольные животные, 2 - получавшие инъекции экзогенных ганглиозидов.

ния снижается при этих условиях до 26+6/ мин через 20 мин, а гибель животных наступала на 25 - 30 мет позже. Кроме того, получавшие экзогенные гачглиозиды животные были способны к более длительному со времени начала эксперимента сохранению способ-

поста к зорлалькоцу перекегцекию по камере и сохранении позк. Так, контрольные ж.-'ивстше пратдически полностью прекращали движения при достижении р09 54, в то время как инъецированные ганглиозидами были способны к перемещению по камере. Их обездвиживание наступало при р09 3,555.

Полученные результаты свидетельствуют, что в условиях измененной газово'; среды у животных предварительно, получавших инъекции ганглиозидов, отмечается более высокая сопротивляемость организма действию вредных факторов. Перечисленные факты позволяют надеяться, что ганглиозиды могут рассматриваться как возможные адаптогены.

Таким образом, приведенные результаты свидетельствуют о существенных изменениях количества и качества одного из важнейших компонентов мембран клеток головного мозга - гликолипидов, при адаптации к острой гипоксии в условиях измененной газовой среды и охлаждения. Зти изменения носят адаптационный характер. В их основе шеит полифутциональный характер действия: регуля-торное влияние на работу рецепторов, субстратное /за счет жирных кислот ганглиозидов/, анткоксидантное /за счет СН - групп полисиалоганглиозидов/, изменений самой структуры мембраны за счет перераспределения фракций ганглиозидов. Адаптаы,ионное цействие оказывают и экзогенно введенные ганглиозиды.

ВЫВОДЫ.

1. Установлено увеличение общего содержания ганглиозидов головного мозга крыс через 15 минут от начала первого и повторного сочетанного воздействия гипоксии, гиперкапнии и охлаждения . Одлее при обоих воздействиях содержание общих ганглиозидов снижается, но после первого воздействия оно остается выше, поста повторного - равным исходным значениям.

2. При первом и повторна; сочетанием воздействии гипоксии,

_ то __

гкперкапнии и охлаждения происходит увеличение суммы полисиало-ганглиозидов и одновременное снижение монссиапоганглиозидов.

S. Содержание длинкоцепочечных и ненасыщенных нирных кислот ганглиозидов уменьшается при обоих сочетанных воздействиях по отношению к величина!.: у интактннх животных и у :швотных через 48 часов после первого воздействия соответственно.

4. В результате действия на организм гемкческой гипоксии

I

/гипоксия с гипокапнией/ происходит увеличение содержания общих ганглиозидов головного мозга, при этом суша ненасыщенных и длинноцепочечных жирных кислот ганглиозидов выше по сравнению с контрольными животными.

5. Перитонеальные шлье:сции экзогенных ганглиозидов улучшают функциональное состояние животных при разных воздействиях^ связанных с измененной газовой средой:

- при гекической гипоксии оказывают защитное действие, которое проявляется в увеличении продолжительности жизни кркс

в 1,9 раза;

- при нормобарической гипоксии у мышей они нормализуют моторику и частоту дыхания.

6. Выявленные количественные и качественные изменения ганглиозидов в ткани головного мозга крыс при повыиении устойчивости к острой гипоксии в условиях постепенно нарастающих концентраций углекислоты, снижающихся концентраций кислорода и внешнего охлаждения расцениваются в качестве адаптационных сдвигов в обмене веществ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТВ® ДИССЕРТАЦИИ

I. Баев В.И., Антонов A.A., Львов С.Н., Васильева И.В. О ново:', физиологической роли углекислоты в реакциях адаптации организма к измененной газовой среде. //Проблемы непрерывного

_ т г _

экологического образования в Ленинграде. -Л. ,1ГП. -С.79.

2. Еаев В.И., Васильева И.В., Антонов A.A., Львов С..В. Влияние сочетанных факторов внешней среды на адаптацию теплокровного организма к изменяющимся экологическим условиям. // Материалы 2-й Всесоюзной учебно-методической и научно-практической конференции посвященной проблеме экологического обучения и воспитания студентов медицинских и фармацевтических Вузов РФ. -Москва, Барнаул, 1^92. -С. 100-101.

8. Аврова И.г., Наливаева H.H., Тюрин В.А., Тюрина Г.Г., Баев В.И., Васильева К.В., Ветош А.Н. О способности ганглисзи-доз улучшать функциональное состояние организма и нормализовать биохимическую организацию мембран при гипоксии. //Физиология человека. -Н., 1998. -19 , ^6. -С. 109-120.

4. Ваев В.И., Васильева К. В., Наливаева H.H. Ганглиозиды головного мозга крыс при гипоксии. //Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. -И., 1994, -188, ¡?7, -С. 19-21.

5. Баев В.И., Льеов С.Н., Васильева И. В., Наливаева H.H. Характеристика ганглиозидов головного мозга крыс при адаптации организма к острой гипоксии. //Украинский биохимический журнал. -К., I9S4, -66, Р-4. -С. 89-94.

6. Новые факты о физиологической роли углекислоты в организме теплокровного организма. Баев В.И., Васильева П.В., Антонов A.A., Львов С.Н., Куправа М.В., В'угалей И.В. // Тезисы докладов научно-практической конференции. Центральной научно-исследовательской лаборатории СПбГПлА £0 лет работы. Сентябрь 1994. -СПб., 1994. -С. 8-9.

7. Баев В.И., Львов С.К., Васильева л.В., Е'угалей И.В.

О неизвестной физиологической роли углекислоты. // Физиологически": журнал. -СПб., 1995, -81, :"2. -С. 47-52.

8. A/ACitftttif*. , И?Н/ Cjcifa. J. f fcci-yeJ к.

C&tZ-Hf&S СЛ con /е» / ало/ о/ ta /

tft&iJi g a/?^ ^''oi/c/es Usf?¿Sez А^/юг/с сÛ^(///,'onî. У/

£«iopeQ/7 J. j/екхозс'' f S99&'/ Su/>/>¿. /í

т.