Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Гепатический метаболизм кортикостероидов в системе регуляции кортикостероидного гомеостаза

РГБ ОЛ

- д щ 1396

На правах рукописи

¿¡ШШ1Ч Лариса Андреевна

ГШ'ШЕОЪШ 1КГАЫШШ К0РМ<0С1'ЬР0»1Д0о В СИСТШВ РЕИВДДО КОРГ.КОСТЕРОЛДЯГО ГОМЗОСТАЗА

14.00.17 - нормальная физиология 14.00.16 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискаяив ученой степени кандидата биологических наук

Томск 19Э6

Габота выполнена в Научно-исследовательском институте биологии и биофизики при '¡омском государственном университете

Ьаучные руководители:

доктор биологических наук Г.А. Докиина

кандидат биологических наук Н.Я. Косгсиа

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор д.А. Казин

доктор медицинских наук, старший научный сотрудник

Г). А. Козлов

Ведуцал организация - Институт Сиохимии СО PA.il, 1'овосисирск

Задита диссертации состоится "_"_ П>36 г.

в _час. на заседании диссертационного совета Д (Х-4.2с.0й

Сибирского государственного медицинского университета ЮЗ^ОиО, Гом;к, .Московский тракт, 2)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Сибирского государственного медицинского университете (¿омск, пр. Ленина, 107)

Автореферат разослан "_"_ МХ> г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинсхих наук, профессор

.'Л

И, А. 1:ра'*"яикова

оьуд ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБО'Щ

Актуальность проблемы. Гормоны кори надпочечников, относящиеся к группе глюкокортикоидов, участвуют в ответа организма на экстремальные воздействия внешней среди. В цепи реакций, обеспечивающих неспецифическув срочную адаптации (стресс-синдром), эти гормоны играют ключевую роль в перераспределении энергетических и пластических ресурсов между различными системами организма. Глю-кокортикоиды инициируют деструктивные изменения в некоторых тканях, а продукты распада - аминокислоты и пептиды - нспользуится в качестве субстратов, необходимых в процессах адаптационных перестроек. В некоторых ситуациях, при чрезмерных требованиях внешней среды, адаптационные реакции становятся опасными для организма. Чрезмерно интенсивный и длительный стресс-синдром приводит к длительному возбуждению гипофиз-адреналовой системы, что является причиной значительных искажений обмена веществ. Высокие концентрации кортикостероидов и катехоламинов могут вызывать многообразные стрессорные повреждения: язвенную болезнь желудка, тяжелые поражения сепдечной мышцы и поджелудочной железы, блаетоматозный рост. Стресс-синдром, таким образом, из общего неспецкфического звена адаптации превращается в общез неспецифическое звено патогенеза различных заболеваний (Ф.З. 1еерсон, 1965*.

Проблема компенсации чрезмерно интенсивного и длительного гиперкортицизма предопределяет необходимость изучения всех механизмов регуляции кортикостероидного гомеостаза. Наименее изученным в условиях длительного стресс-синдрома является состояние систем, предназначенных уравновешивать гиперсекрэц'.ш кортикостерои-дов путем их инактивации, метаболизма и экскреции.

Биотрансформация кортикостерондов и подготовка их к экскреции происходит, главным образом, в печени. Б настоящее время известны основные ферментные системы, осуществляющие перестройку стероидной молекулы, их локализация в клетке, кофакторы реакций стероидного обмена, факторы, контролирующие активность ферментов ( а.Л. х'отЫпз, З.Ь. ВегИпаг, г.Л ЛоигЬег^, 1961 Ког-

пе1,3. ¡-1аЬо,1975; Н.Д. Тронько, 1932). В норме секреция кортико-ствроидов надпочечниками и их гепатический метаболизм взаиморегу-лируемы и синергичнь» (С.Г. Генес, 1977). Данные *а об изменениях кортикостероидного обмена в состоянии нескомпенсированного гиперкортицизма, вызванного длительным стрессорным напряжением, крайне немногочисленны и противоречивы. Лежду тем, исследования в итом направлении могли бы предоставить новые данные о причинах нарушения кортикостероидного гомеостаза при тяжелых стрессовых ситуациях.

Одним ил состояний организма, отличающихся периодами осо-бРнно длительного и резко выраженного гиперкоргицизма, является острый лучевой синдром, выл ванный летальными досиди, ионизирующего излучения. При лучевой болезни адекватное регулирование кор-тико стероидно го статуса организма имеет особенно больше значение, так как гиперкортицизм усугубляет повреждающее воздействие радиации на радиочувствительные системы организма. Особенно страдает от кортикостороидной интоксикации тимико-лим}<атическая система (А.Г. Свердлов, I'JGÜ; Б.Б. Мороз, H.H. Кендыш, 1У7Ь'. Радиационный стресс-синдром является особенно ярким примером патологи-зации адаптивного процесса. Изучение причин возникновения радиационного гилеркортициэма, возможно, позволило бы отыскать не только новые пути коррекции кортикостероидногсг гомеостаза, но и способы модификации лучевых поражений организма. В связи с этим, изучение состояния стероиметаболизирущей функции печени при радиационном гиперкортициэые, а также роли печени, как одной из составляющих система кортикостероидного гомеостаза, в возникновении ги-перкортикоидного напряжения при облучении представляется весьма актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы било исследование метаболизма кортикостероидов в печени, а также исследование взаимоотношений процессов секреции и метаболизма кортико-стероидов в норме и при возникновении длительного и интенсивного гиперкортицизма, вшиваемого воздействием на организм летальных доз рентгеновского излучения.

В связи с этим были поставлены следухцие задачи:

1. Разработать экспериментальную модель для изучения стеро-идметаболизирутцей функции печени в норме и при радиационной патологии.

2. Изучить метаболизм кортикостероидов в печени интактн^х и тотально облученных крыс: а) исследовать интенсивность метаболизма кортикостероидов в норме, при различных дозах облучения и в различные сроки после облучения; 6) исследовать качественный и количественный состав кортикостероидных метаболитов, образуемых печенью интактных и тотально облученных крыс, при различных дозах облучения.

3. Сопоставить изменения стероидметаболизирукцей активности печени с изменениями стероидсекретирующей активности надпочечников и уровня кортикоидеыии в процессе развития радиационного гиперкортицизма.

4. Исследовать состояние путей экскреции кортикостероидов у кнтахтнкх и тотально облученных крыс.

Научная новизна, ¿первые для исследования метаболизма кортикостероидов в печени животных, находящихся а состоянии длительного гиперкортицизма, вызываемого воздействием на организм летальных доз рентгеновского излучения, применен метод перфузии изолированной печени, .«¡етаболические превращения гидрокортизона, одного из гормонов группы глюкокортикоидов, внесенного в пер|узион-нук среду, служили моделью процессов кортикостероидного обмена в организме. Такой подход, помимо упрощения методических задач, позволял выделить определенное йвено - гепатическиЯ метаболизм кор-тикостероидов - из цепи взаимосвязанных процессов и исключить го-меостазируюцее влияние других систем организма. Также впервые исследование стероидметаболиз1фующей функции печени проведено в комплексе с исследованием стероидсекретирущей функции надпочечников и уровня кортикостероидов в крови подопытных животных. Это позволило получить наглядную картину состояния кортикостероидно го гомеостаза и оценить роль каждой из систем в его нарушении при развитии радиационного гиперкортицизма.

Впервые показано, что в процессе развития радиационного гиперкортицизма активация надпочечников сопровождается значительные снижением стероидметаболиаиругсщей активности печени. Ингибирова-ние кортикостероидного метаболизма связано с задержкой превращения менее полярных интермедиатов кортикостероидного обмена в более полярные соединения, ¡¡ри этом нарушаются нормальные количественные соотношения продуктов кортикостероидного обмена. Нарушение поляризации стероидной молекулы приводит к замедлению экскреции кортикостероидов из организма, их задержке в крови и печени, [¡оказано также, что стероидметаболизируьщая активность печени при облучении ингибируется обратимо, по крайней меро, в диапазоне доз до 14 Гр и может восстанавливаться, несмотря на крайне тяжелое состояние подопытных згивотных.

Впервые показано также, что гиперсекреция кортикостероидов корой надпочечников при летальном лучевом воздействии на организм является лишь частью процесса формирования радиационного гиперкортицизма. Сопоставление степени возрастания стероидсекретирув-цей ахтивности надпочечников л уровня кортикостероидов в кровн показало, что рост кортикоидемии значительно превосходит степень увеличения активности надпочечников. Избыточный рост кортикоидеиии хорошо коррелирует со снижением стероидыетаболизируищей активности печени. Это свидетельствует о том, что радиационный ги-перкортицизм обусловлен на только гиперфункционированиеы надпочечников, но, в значительной степени, ингибированием »¡етоболиэма и зкекреции кортикостероидов.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные дают более полное представление о причинах нарушения баланса кортикостероидов при радиационном воздействии на организм. Основной смысл сделанных на основе зтих данных заключений состоит в том, что радиационный гиперкортициом возникает не только из-за увеличения активности надпочечников, но и из-за нарушения синергизма между секрецией и метаболизмом кортикостероидов. Полученные данные позволяют также предполагать, что ингибирование метаболизма кортикостероидов не является результатом прямого повреждающего действия радиации на печень, а опосредуется изменением состояния центральных регуляторных систем организма. Анализ литературных данных даат основание предполагать, что выявленные закономерности является характерными не только для лучевого синдрома, но могут быть более общим явлением, характерным для тяжелых стрессовых ситуаций.

Практический смысл работы заключается в том, что полученные датшо могут Сыть использованы при разработке профилактических и терапевтических воздействий на организм при тяжелых стресс-синдромах. Использование этих данных может также облегчить поиск путей модификации лучевых поражений организма.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Всесоюзном симпозиуме "Радиочувствительность и процессы восстановления у животных и растений" (Ташкент, 1979), на Региональной научно-практической конференции "..Ьлодые ученые и специалисты в развитии производительных сил Томской области (Томск, 19ь0), на I Всесоюзном радиобиологическом съезде (Москва, 1^9), на научно-практических конференциях НИИ биологии и биофизики при Томском университете.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на НО страницах машинописного текста и состоит из обзора литературы, описания материалов и методов исследования, экспериментальной части, обсуждения полученных результатов, выводов и списка литературы, включающего 116 работ отечественных и 37 работ иностранных авторов. Работа иллюстрирована 17"рисунками и 2 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ и аггоды ИСОЩОВАНИЯ

В экспериментах использовали белых крыс, самцов, массой 160 — 180 г. Общее число животных около1450. Облучение животшх проводили в установке РУ^-17 при напряжении 200 кВ, силе тока 15 мА, фильтрах 0,5 ш Си +1 мм АЛ., фокусном расстоянии 60 см. Использовали дозы облучения от 2 до 14 гр. Дозиметрию.проводили с помо-

цью дозиметра v,.j - 18.

Печень, взятую у интактных и облученных животных, nepfyanpo-вали в рециркулирукщзй пер^узионной установке в течение 1-2 часов при 37^С. В качестве перфузионных сред использовали фосфатный буферный раствор Кребса-Рингера, раствор Хенкса или среду 199 для культуры тканей. 3 среду добавляли бычий сывороточный альбумин (3 г на 100 мл средыЧ Объем перфузата - 100 ил, pH 7,4. Среда насыщалась смесью Og и СО2 (95 : 5>. Скорость протекания перфузион-ной среды через печень задавалась перистальтическим насосом и равнялась 10 мл/пин. Гидрокортизон вносили в пер^узионнуи среду до начала перфузии, в количествах от 100 до ЬОООмкг/ЮО мл среды. Количество гормона колебалось в зависимости от цели эксперимента.

Стероидметаболизируичую активность печени оценивали по количеству гидрокортизона, утилизируемого за время пер{узии. Количество гормона в перфузате определяли либо флуориметрическим методом (В.Г. Кол*, С.С. Камышников, I9761, либо выделяя с помощьв тонкослойной хроматографии на силуфоле в системах растворителей хлороформ-метанол (95:51 и зфир-Сензол-ацетон (50:30:20) (.'¿.Д. Тронько, á. Л. Горбань, 1975). Гидрокортизон и его производные обнаруживали на хроматограмме с помощью ультрафиолетового освещения, окраски тетразоловым синим и динитробензолом. Стероиды идентифицировали, сравнивая их свойства со свойствами стандартных соединений (H.A. Юдаев, 1961). Количественные определения стероидов проводили, используя зависимость между площадью пятна на хроматограмме и количеством вещества в пятне (Ü. Шаршунова и др., 1930).

Разнополярныа фракции стероидов выделяли из перфузионной среды с поиощьс избирательной экстракции по методу Корнела (А.Г. Резников, I9d0). "ля этого в перфузат кроме немеченного гидрокортизона добавляли 1-гидрокортизон (2 мкКи). После перфузии пробу перфузионной среды обрабатывали последовательно хлористым метиленом, этилацетатом и смесью диэтилового эфира и зтанола. Радиоактивность цельного перфузата, экстрактов и водной фазы, остающейся после экстракции, измеряли в гаыма-счетчшсе са-4ООО.

Стероидсекретируюцую активность надпочечников определяли после их инкубации в аэрируемой питательной среде (раствор Хенкса) в течение часа при 37°С (Д. Фекете, С. Сусбереньи, 1967). Посла инкубации надпочечники гомогенизировали вместе с инкубационной средой, и в пробах гомогената определяли содержание П-оксикортикосте-роидов флуориметрическим методом. Этим же методом определяли сод-держание 11-оксикортикостероидов в плазме крови крыс.

При исследовании зксрреции кортикостероидов, крысам под тио-пенталовьш наркозом вводили 0,5 икКи *^1-гидрокортизона в отпре-

парированную бедренную вену. Через 16 кинут после введения измеряли радиоактивность крови и органов, участвующих в экскреции ко-ртикостероидов - печени, почек , желудка, кипечника и мочевого пузыря.

Статистическую обработку результатов проводили по критерию Стьвдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУ^^^Е '

Функциональное состояние печени в условиях рециркулирувчей перфузии. Внешних изменений печени в процессе перфузии отмечено не было. На поверхности органа не возникало участков высыхания и сморщивания, не отмечалось сглаживания острого края печени и вы-потевания жидкости на ее поверхность. ..Ыкроскопические исследования клеток печени, окрашенных после окончания перфузии трипановым синим, показали, что 9Ь% гепатоцитов не поглощали краситель, что свидетельствовало о целостности мембран и жизнеспособности клеток. Поглощение кислорода печеночной тканью составляло 1,У5 - 2,5 мкмоль/мин/ мг печени. Ьелчеотделение в процессе перфузии колебалось от 0,02 до 0,4 мкл/мин/г печени. Основываясь на утих данных, можно полагать, что условия перфузии были достаточно адекватны для обеспечения жизнеспособности органа и выполнения присущих ему функций.

.'■(етаболизм гидрокортизона в изолированной перфузируемой печени крыс. Гидрокортизон, внесенный г перфузконную среду, быстро утилизируется печенью. Временная зависимость элиминации гидрокортизона близка к экспоненте, однако при полулогарифмическом преобразовании экспериментальной кривой становится очевидным, что она состой', из двух экспоненциальных участков (при логарифмировании -- линейных), характеризующихся различной скоростью убыли гормона: в первые 15 минут исчезновение гидрокортизона происходит быстрее, затем элиминация замедляется (рис. I).

Более быстрое исчезновение гидрокортизона из перфузата в начальной фазе объясняется, по-видимому, проникновением его во вне-и внутриклеточное пространство печени и связыванием структурами, имеющими сродство к гормону. Для подтверждения этого предположения печень перфузировали при 4®С. При такой температуре, в условиях сниженной до минимума активности ферментов, изменение концентрации гидрокортизона в среде будет обусловлено только его проникновением в водное пространство печени и насыщением аффинных структур, которое не зависит от температурного режима. Как и ожидалось, снижение концентрации гидрокортизона при 4 С происходило только в первые 15 минут - именно этот временной промежуток

- J

ыкг%

Рис. I. Элиминация гидрокортизона изолированной пер}узируе-ыой печенью интактных крыс при начальной концентрации его в пер£узиокной среда 100 мкг% (—о— , вжала А) и 1000 мкг% ( —в— , шкала Б). Кривые элиминации представлены в полулогарифмическом преобразовании.

характеризовался более быстрым исчезновением гидрокортизона из перфузата при физиологическом температурном режима. Следовательно, это ускорение било обусловлено вмешательством процессов связывания и перераспределения гидрокортизона. Дальнейшая, более медленная убыль гормона была, видимо, связана лишь с его метаболизмом.

Интенсивность метаболической утилизации гидрокортизона зависела от его концентрации в среде. Как видно из рис. I, увеличение начальной концентрами гидрокортизона приводило к ускорению его утилизации печенью.

После перфузии печени с гидрокортизоном, из перфуэионной среды с помощью тонкослойной хроматографии удавалось выделить кроме

остатка неметаболиэированного гидрокортизона еще восемь стероидных соединений. Добавление к перфузионной среде меченого гидрокортизона приводило к появлению метри во всех обнаруженных соединениях, что подтверждало их происхождение из гидрокортизона. Свойства этих соединений представлены в таблице. На основании этих свойств соединение, представленное в таблице под номером 1,было идентифицировано как соединение Е Рейхштейна, соединение 2 - ках тет-рагидрокортизол, соединение 4 - гидрокортизон, соединение 6 - кортизон. Соединения 3,5,7 - 9 не идентифицированы. Основными в количественном отношении продуктами обмена гидрокортизона были соединение ¿ Рейхптейна и тотрагидрокортизол; остальные соединения присутствовали в перфуэате в незначительных количествах, что существенно затрудняло их идентификацию. Обнаруженные соединения, безусловно, не исчерпывают всего спектра производных гидрокортизона, образующихся в печени. Расчеты показали, что количество утилизируемого печенье гидрохортизона в несколько раз превышает сумму метаболитов, обнаруживаема на хроматограмме.

Перфузия печени интактных крыс с 1-гидрокортизоном и последующее измерение радиоактивности печеночной ткани к перфузата показали, что около 20£ введенной радиоактивности задерживалось в печени, 7с$ метки оставалось в перфузате. Неконтролируемые потери радиоактивности не превышали 5?.

¡Меченые стероида, находящееся в перфузионной среде, разделяли на фракции разной полярности. Ках и: вестно, болылинство реакций биотрансформации стероидов ьаправлены на' поляризацию стероидной молекулы, что облегчает выведение продуктов обмена из организма. Степень поляризации, таким образом, может свидетельствовать о степени . реобразования молекулы гормона. Последовательно извлекая из перфузионной среду груша: все более полярных стероидных соединений, мазшо получить более обаув картину преобразования гидрохортизона печенью, низводящего кативный горюн до конечных экскреторных продуктов.

С помочью избирательной эхстрахции по методу Корн еда, из смеси стероидов, образумился прж перфузии печени с -гидрокортизоном, изагехали последовательно мааопоаярные соединения (фракция I, содэржачая, предположительно, гидрокортизон, кортизон и их тетрагцдрофериы). высохополярные метаболиты (фрахция 2, включакцая Ы.- и С^-огсхпроизводяае гидрокортизона и кортизона, тетрагидро- и аллотвтрагэдфохортязм) я кмсдоттае вошжгаты стероидов (фракция 3). 3 вода (фрдгцзя 4) оставалась соединения, не переходящие в органические растворители.

Радиоактивность. содержащаяся в лерфузаге,р&Ьяределяяась слэ-

Таблица

Свойства стероидных соединений, выделенных из перфузиокной среды после перфузии печени крыс с гидрокортизоном

№ соединения «3 Лккс. ПОГЛОЩ. при 240 нм. Реакция с ТС Реакция с дав Спектры погл^цения сернокислых хромогенов

С1 СИ } какс., км , ^ мин., нм

I 0,40 0,24 + _ _ 240, 270,417,454, 229,252,357,440,

500 485

2 0,56 0,81 - + - 330,410,520 363,477

3 0,76 0,85 + - - 286,345,410,514 317,363,485

4 1.00 1,00 + + - 237,286,390,492 252,357,440

5 1,20 1,19 - + -

б 1,51 1,08 + + - 221,270,345 232,322

7 2,96 1,34 - - +

8 2,89 1,45 + - -

9 2,90 1,54 + - -

Примечание. » = ^соединения/^гидрокортизона. - система растворителей хлороформ - метанол (95 : 5г, С^ - эфир-бензол-ацетон 150 : 30 : 20). ТС - тетразоловый синий, ДНЕ - дини-тробензол.

дущим образом: около 1Ь% содержала фракция малополярных стероидов, фракции полярных стероидов и кислотных конт-кгатов содержали 10 и соответственно, и '.олее £0% радиоактивнос-ч оставалось во фракции водорастворимых соединений (рис. 5, контроль'.

Таким образом, за время перфузии большая часть введенного в среду гидрокортизона метаболизируется до водорастворимых продуктов. Соединения же, обнаруживаемые на хроматограмме, очевидно, являются продуктами первых этапов многоступенчатого процесса биотрансформации гидрокортизона в печени.

Изменения стероидметаболизирук/дей функции печени в различные сроки после облучения в дозе 10 Гр. доза 10 Гр является абсолютно летальной для крыс. У всех животных развивалась типичная кишечная форма лучевой болезни, приводящая их к гибели на 3 - 5 сутки после облучения. Стероидметаболизирующуь активность печени исследовали на протяжении всего этого периода; одновременно определяли стероидсекретирукдцух активность надпочечников и уровень П-окси-кортикостероидов в крови животных-доноров. Для того, чтобы можно бьгло сравнить изменения этих показателей друг с другом, их величины выражали в процентах от соответствующих контрольных значений (рис. 2).

Развитии желудочно-кишечного синдрома сопутствовал типичный резкий всплеск активности надпочечников с максимумом на 3 сутки и последующим снижением на 4 - 5 сутки. Содержание П-ОКС в крови в общих чертах отражало колебания активности надпочечников,' однако только на I сутки после облучения уровень П-ОКС возрастал соответственно возрастанию активности надпочечников; в последующие сроки увеличение кортикоидемии превышало рост активности надпочечников. Например, в точке максимального гиперкортицизма (3 сутки) активность надпочечников превышала контрольный уровень в 4 раза, в то время как уровень 11-СКС увеличивался по сравнению с контролем в ? раз.

Стероидметаболизирущая активность печени в I сутки после облучения практически не изменялась. В последующие сроки изменения активности печени представляли собой почти полное отражение колебаний активности надпочечников, но с обратным знаком: снижение с минимумом на 3 сутки и последующее возрастание на 4-5 сутки. Однако, к 5 суткам активность печени оставалась все же ниже исходной величины.

Зависимость стероирметаболизирующей активности печени от дозы облучения. Период наиболее выраженных изменений функции печени (3 сутки после облучения) был выбран в качестве фиксированной временной точки при исследовании зависимости этой функции от дозы облу-

Рис. 2. Изменение стеро-идсекретирук/цей активности надпочечников (I), стероидметаболизирущ'ЭЙ активности пзчени (2) и уровня кортикостероидов (3) у крыс при облучении в доза 10 Гр. По оси абсцисс - время посла облучения, сутки; по оси ординат - значения иссле-дуекш! показателей, в процентах от соответствующих контрольных значений. * - значения, достоверно отличающиеся от контроля (здесь и далее'.

чения. Испытывали дозовыЯ диапазон от 2 До 14 Гр. Как и в предыдущей серии экспериментов, параллельно определяли изменения сте-роидсекретирук^ей активности надпочечников и кортикоидемии. Било показано, что облучение в сублетальных дозах не вызывает заметных изменений функций надпочечников и печени. При летальких дозах, как и в предыдущей серии экспериментов, наблюдаюсь противонаправленное изменение этих функц й: возрастание активности надпочечников сопровождалось снижением стероидметаболизирукгззй активности печени. Такие изменения происходили в диапазоне доз в - 12 Гр. Однако, увеличение дозы до 14 Гр приводило к инверсии - резкому возрастанию стероидиетаболизируюцей активности печени почти до нормального уровня, которое сопровождалось резким снижением содержания П-ОКС в крови. Стэроидсекретирух/дая активность надпочечников пси этом оставалась на уровне дозы 12 Гр (рис. 3).

%

аоо

400

зоо 200 100

Рис. 3. Изменение стероидсак-ретируюцей активности надпочечников (I), сте^оидмагаЬолизи-рущей активности печени (2) и уровня кортикоидемии (3) у крыс при облучении в диапазоне доз Ь - 14 Гр. По оси абсцисс - доза облучения, Гр; по оси ординат - значения исследуемых показателей, в процентах от соответствующих контрольных значений.

Следует выделить четыре важных обстоятельства, выявленных в приведенных сериях экспериментов:

противонаправленность изменений стероидсекретирущей активности надпочечников и стероидметаболизируицэй активности печена при летальном лучевом воздействии на организм;

тесную сопряженность противонаправленных изменений функций надпочечников и печени;

нарушение этой сопряженности при достижении определенного долевого порога;

обратимость нарушения стероидметаболизируюцей функции печени. То, что печень способна практически нормально метаболизиро-в&ть кортикостэроиды в терминальный период лучевой болезни, пред-вествущий гибели животных, или при супралатальных дозах облучения (14 Гр\ свидетельствует о сохранности стероидыатаболиэирую-

- -

дих ферментных систем. Ложно полагать, что подавление стероидме-таболизирующей активности вызвано не радиационным повреждением гепатических структур, а каким-то регуляторным воздействием. Сопряженность же изменений стероидметаболизирусщай активности печени с изменениями активности надпочечников позволяет полагать, что это воздействие является общим для надпочечников и печени; иными словами, при развитии острого лучевого синдрома надпочечники и печень подчиняется одному и тому же регуляторному приказу, заставляющему их функции изменяться противонаправленно.

При анализе возможных причин соподчиненных изменений функций надпочечников и печени внимание прежде всего привлекает общий регулятор секреции и метаболизма кортикостероидов - адренокортико-тропный гормон гипофиза. АКТГ, стимулируя секреции гормонов коры надпочечников, одновременно тормозит процессы их катаболизма, увеличивает период их полувыведения из организма ( '.Ь. Вег11пег,1.?. Ооидаег^у , 1961; Н.Д. Тронько, 1962). Одновременным противонаправленным воздействием на синтез и метаболизм кортикостероидов, видимо, осуществляется регуляция их уровня, направленная на сохранение кортикостероидов в крови в периоды адаптационных перестроек для обеспечения повышенной потребности тканей в этих гормонах. Известно, что при развитии лучевого синдрома колебания секреторной активности надпочечников отражают динамику секреции АКГГ (0.0. Ромашко, В.Г. Лебедев, 1975). Предположение о том, что АКТГ является также и причиной изменения стероидметаболизирукщей активности печени, позволяет объяснить и противонаправленный характер изменений этих функций и сопряженность этих изменений.

Вернемся к обнаруженному нами феномену парадоксального увеличения стероидметаболизирутядей активности печени при дозе 14 Гр. ¿ели принять предположение о кортикотропиновой блокаде гепатичес-кого метаболизма кортикостероидов, то восстановление этой функции можно объяснить ее деблокированием вследствие нарушения кортико-тропинсекротиругщэй Функции гипофиза при больших дозах облучения. В литературе имеются данные о том, что по мере увеличения дозы от 3 до 12 Гр признаки начальной гипертрофии гипофиза сменяются дистрофическими изменениями и атрофией (В.И. Кяндрор, 1965; А.гЛ. Станков, С.Я. Арбузов, 1978).

Независимо от того, какие механизмы лежат в основе нарушения стероидметаболиэирующей функции печени, роль этого нарушения в возникновении радиационного гиперкортицизма достаточно эамэтна. Как уже отмечалось, при летальных дозах облучения возрастание уровня П-ОКС в крови значительно превосходит рост активности надпочечников. За избыточный рост кортикоидемии, очевидно, ответствен-

- к.

но угнетение метаболизма кортикостероидов. Содержание кортикосте-роидов в крови может быть повышено и при нормальной активности надпочечников, если снижена стероидыетаболиаируьщая активность печени, как это наблюдалось при облучении в дозе 10 Гр на Ь сутки после облучения (рис. 2). Напротив, уровень II-0KJ может резко ст жаться при активации стероидметаболизирумей функции печени, несмотря на высокув активность надпочечников, что наблюдалось при дозе 14 Гр 1рис. 3). Все ото говорит о том, что колебания корти-коидемии при облучении нельзя объяснить лишь состоянием стероид-секретирующей функции надпочечников, и что в некоторых случаях уровень кортицизма в большей степени коррелирует с изменениями стероидметаболизнру^'цей активности печени.

Изменения состава кортикостероидных метаболитов, оспазуемых печенье, при разных дозах облучения. На рис. 4 представлены коли-честЕЧнные изменения метаболитов гидрокортизона при облучении в диапазоне доз 2 - 12 Гр-

При дозах 2 и 4 Гр утилизация гидрокортизона печены облученных животных, как уже упоминалось, на отличалась от норыы. Не изменялась достоверно и продукция большинства его метаболитов. При летальных дозах Ь, 10 и 12 Гр, несмотря на последовательное снижение утилизации гидрокортизона, содержание большинства его метаболитов в перфузионной среде увеличивалось. Исключением являлось соединение ¿Í рейхютейна (соединение 1), его содержание в среде уменьшалось с возрастанием дозы и только при дозе 12 ¡'"р проявляло тенденции к возрастание. При отой же дозе существенно снижался выход соединения 2 (тетрагидрокортизол).

Анализируя полученные данные, можно в первую очередь предположить, что облучение, угнэтая обмен гидрокортизона в целом, сги-мулирует, в то же время, образование некоторых его метаболитов. Общее снижение метаболизма обьяснялось бы в этом случае превалированием реакций обмена, ингибируеыых при облучении, здинственным метаболитом, выход которого снижался при облучении, являлось соединение I, однако, такие соединения могли существовать и среди продуктов обмена, не обнаруживаемых ислользуемыми методами анализа.

То, что облучение может стимулировать образование некоторых метаболитов кортикостероидов, может быть подтверждено литературными данными,свидетельствующими об увеличении активности ферментов, восстанавливающих кортикостероиды (Н.Д. Тронько), Ьто подт-. верудаетея также нашим данными о влиянии облучения на активность Пр-оксистероиддзгидрогеназы печени крыс. Ai обнаружили, что при

6С 4t.

ЗС-20-I(.

о

2С К

20 10

20 10 О

! i

№ /1

M

К 2 4 à 10 12

ЪУ//,

К 2 4 а 10 12

к *

К 2 4 d 10 12

r=TWhT'

К 2 4 Ь 10 12

6!fi ï

К 2 4 И 10 12

9 X

К 2 4 a 10 12

mi

К 2 4 ti 10 12 Го

ис. 4. Образование метаболитов' гидрокорт из of ia перфузируемой па-еньп крыс при различных дозах облучения. Но оси абсцисс - доза Злучения, Гр; по оси ординат - количества образовавшееся за вре-s перфузии соединений, икг/ г сырой массы печени. Нумерация сое-инений та хе, что в таблице.

ачма-нейтроином облучении (3,5 Гр) колебания активности этого ерионта, преобразующего гидрокортизон в коргизон, почти пояио-отрахают колебания уровня кортикостероидсв в крови (Л.А.

¡ш-

тыэ

евич и дрО' 1978). Поэтому увеличение образования печенью горти-она в период гипвркортицизыа не вызывает удивления. Гораздо труд-еа объяснить повышенный выход в перфузионну* среду тетрагидрокер-

- 1о -

тиэола (соединения 2). Тетрагидрокортизол является продуктом скс ростьлимитирующей реакции обмена гидрокортизона. Изменения скорс сти метаболизма кортикостероидов под влиянием различных фактороЕ в большинстве случаев совпадают с изменениями скорости образования их тетрагидроформ (Н.Д. Тронько, 19о2'. .¿шовероятно, поэтому, что угнетение обмена гидрокортизона происходит на фоне ускорения этой реакции. Более предпочтительно, на наш взгляд, предпс ложекие, что накопление тетрагидрокортизола и других метаболитов в пзрфузате печени облученных крыс вызвано не стимуляцией их обр зования, а, напротив, подавлением их последующих преобразований.

Это предположение наглядно подтверждается пои исследовании распределения метаболитов гидрокортизона, образующихся в печени интьйтных и.облученных крыс, по фракциям разной полярности, полученным избирательной экстракцией по методу Корнела. При перфузи* печени облученных крыс с 1 1-гидрокортизоном, распределение радиоактивности в разнополярных фракциях перфуэата существенно отличалось от необлученного контроля (рис. о).

ь -з—

60 1 •»к

60 • 4 4 —

40 3

1*

20 3 2

• 1

2 -IX

0 I I

Рис. Распределение радиоактивности меаду раънополяркши фракциями стероидов, образующихся при перфузии печени интактных и облученных (10 Гр, 3 сутки после ослу-Ч8ния> крыс с -гидрокортиаоной Общая радиоактивность перфузата принята за 100 %. I - радиоактивность метиленхлоридной, 2 - этил-ацетатной, 3 - эфир-этанольной, 4 - водной фракции. 6 - неконтролируемые потери радиоактивности.

контроль облучение

%

Содержание меченых соединений во всех фракциях, экстрагируе №х органическими растворителями, было выше при облучении, чем е контроле, а в водной, наиболее полярной фракции производных гидрокортизона, наоборот, заметно уменьшалось. Это свидетельствует о замедлении преобразования малополярных стероидов, в первую оче

- I-J -

едь, нативного гидрокортизона, в более полярные соединения, ко-орые, в своя очередь, в меньягай степени преобразуются в соедине-ия, нерастворимо в органических {азах. Полученные данные могут лужить подтверждением тому, что избыточное накопление некоторых родуктов обмена гидрокортизона в перфузионной среде облученной ечени является следствием задержки преобразования этих метаболи-ов на последующих стадиях обмена.

Таким образом, изменения, происходящие в печени при действии бдучения или опосредующих его факторов, приводят к тому, что на-опливаются избыточные по сравнении с нормой, количества метаболи-ов кортикостероидов, нарушаются нормальные количественные соотно-эния интермедиатов яортикостероидного обмена, что может cavo по ебе, помимо возрастания кортицизма, оказаться небезразличным длл эчения лучевой болезни.

Состояние путей экскреции кортикостероидов у облученных крыс.

Вызываемые облучением нарушения гепатического метаболизма кор. '.костероидов затрудняет выведение этих гормонов из организма. Об гом свидетельствует характер распределения меченого гидрокортияо-I, введенного в кровеносную систему крыс (рис. 6).

з. 6. Радиоактивность крови и органов кнтактных и облученных ) Гр, 3 сутки после облучения) крыс через 15 минут поел« внушенного введения -гидрокортизона. По оси ординат - радио-гивность, х 10^ кмп/мин. Светлые столбики - контроль, заптри-)Ш{ные - облучение.

Через 1Ь минут посла внутривенного введения -гидрокортизона, в крови интактных животных оставались лишь следу радиоактивности, а основная ее часть оказывалась ,в кишечнике. Заметное количество метки обнаруживалось в печени. Почки, моча и желудок содержали сравнительно небольшие количества меченых продуктов.

У облученных крыс наблюдалось резкое снижение поступления меченых продуктов в экскреторные органы, которое сопровождалось задержкой их в крови и печени. Так радиоактивность крови облученных животных почти в 5 раз превышала контрольный уровень, в то время как содержание ее в кишечнике Сыло значительно снижено. В моче облученных крыс присутствовали лишь следы радиоактивности. Напротив, радиоактивность печеночной ткани у ослученных животных была резко повышена по сравнению с контролем.

Повышенное содержание меченого гидрокортизона в печени облученных животных может быть вызвано тем, что сорбированный такой печенью гормон более длительное время остается в нативном, неме-таболизированном состоянии. Известно, что полярные метаболиты стероидов в меньшей степени сорбируются клеточными структурами и легче высвобождаются из мест абсорбции, чем нативные стероиды. Нарушение поляризации гидрокортизона при облучении может быть при чиной его задержки в печени. Подобная задержка мечено.о гидрокортизона в крови, печени, тимусе и почках была обнаружена у адренал эктомированных мыней при введении им АКТГ ЛегНаег, а'^.

ЭоиеЬег1у,19Ы ). Следовательно, полученные данные могут служить еще одним подтверждением предположения об участии АКТГ в ингиби-ровании стероидметаболизирующей функции печени при облучении.

Суммируя полученные данные, можно заключить, что воздействие радиации приводит к снижении стероидметаболизирующей активности печени. Степень ингибирования гепатического метаболизма кортико-стеромдов коррелирует с нарастанием гилеркортицизма и усилением лучевого поражения. Несмотря на то, что печень не относится к числу критических систем организма, степень поражения которых определяет тяжесть и исход лучевой болезни, ослабление гепатического метаболизма кортикостероидов вписывается в общую картину радиационного поражения организма, как усугубляющий его фактор.

БЫйОДс!

I. Применяемые условия перфузии печени являются достаточно адекватными для жизнедеятельности и функционирования изолированного органа. Метод перфузии позволяет исследовать интенсивность мета?олиэыа кортикостероидов в печени, качественный и количественная состав их метаболитов.

2. Суслотальние доли рентгеновского облучения, не вызывающие развития лучевого желудочно-кишечного синдрома и сопровождающей его фалы гиперкортицизма, не вызывают изменений стероидмета-лолизирущей активности печени.

3. При развитии радиационного гиперкортицизма, вызываемого летальными дозами рентгеновского облучения, происходит значительное ингибирование кортикостероидного метаболизма в печени облученных крыс. Степень ингибирования стероидметаболизиругщей активности пэчони возрастает с увеличением дозы облучения.

4. Ингибирование кортикостероидного метаболизма связано с задержкой превращения менее полярных интермедиатов обмена в более полярные соединения. При этом нарушаются нормальные количественные соотнояения продуктов кортикостероидного обмена.

5. Нарушение стероидметаболизирующеЯ функции печени при развитии радиационного гиперкортицизма является обратимым и может восстанавливаться, по крайней мере, в диапазоне доз до 14 Гр.

G. При развитии радиационного гиперкортицизма степень возрастания уровня кортикостероидов в крови облученных крыс значительно превосходит степень увеличения стероидсекретирукщей активности надпочечников. Избыточный рост кортикоидемии хороио коррелирует с ослаблением стероидметаболизируюцей активности печени. Это свидетельствует о том, что радиационный гиперкортицизм обусловлен не только гиперфункционированием надпочечников, но и нарушением метаболизма кортикостероидов.

7. При летальном лучевом воздействии происходит нарушение процессов экскреции кортикостороидов из организма. Наблюдается задержка меченого гидрокортизона в крови и печени облученных животных и замедленное поступление метки в кияечних, желудок и мочу.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. Лицкевич Ji.A., Докшина Г.А., Коробейникова А.И. Изменение фовня П-оксикортйкостероидов и активности IIs-оксистероиддегкд-рогеназы у крыс при ¿'-нейтронном облучении // Радиобиология. 197в. Г. 18. В. 6. С. 687 - 890.

2. Дицкевич Л.А., Докаина Г.А., Коробейникова А.И. Стероид-летаболиэирующая функция печени облученных крыс. Тез. докл. сиип. 'Радиочувствительность и процессы восстановления у типотных и растений". Тапхент: "Фан", 1979. С. 97 - 98.

3. ЛиЦкович Л.А., Докиина Г.А. .Метаболизм гидрокортизона в «золированной печени облученных крыс // Радиобиология. Г/с2. Т. 12. Б. 4. С. 526 - ЬгЭ.

4. '.иикевич л.А., Докиина Г.А. Влияние облучения на образе-

ванне метаболигов гидрокортизона в перфорируемой печени крас // Радиобиология. 1986. Т. 2э. В. 2. С. 200 - 2Ü2.

5. Лицкевич Ji.A., Кувшинов H.H. Изучение метаболизма гидрокортизона в перфузируемой печени крыс, tí кн. 'Механизмы адаптации физиологических функций". Томск: Изд-во ТГУ, iJbb. С. 124 - 130.

С. Лицкевич Л.А. Утилизация гидрокортизона изолированной печенью в условиях рециркулируючей перфузии. Б кн. ".¿¿ханиэмы адаптационных реакций организма". Томск: Изд-во ТГУ, 1У37. С. IIo-I2I.

7, Лицкевич л.А., Лизина Т.Ю. О взаимоотношении функций надпочечников и печени крыс при рентгеновском облучении //audicuio-loßia. fiadioth-arapta. I9b0. » 3. С. ail - 2Ь4.

В. Лицкевич Л.А. О роли печени в возникновении лучевого ги-перкогтицизмр. Тез. докл. I Всесоюзного радиобиологического съезда '¿осква, 21 - 2. авг. 1УЬУ г. Пущино: Iydd. Т. I. С, 211 - 212.

9. Лицкевич Ji.A., Костеша ii.H. Состояние путей экскреции кор-тикостероидов у облученных крыс. В кн. "Лучевые поражения организма и пути их коррекции". Томск: Изд-во ТГУ, I^-Л. С. X - 79.

10. Лицкевич Л.А. Изменение стероидметабодиэирущай активности изолированной перфузируемой печени крыс в зависимости от дозы рентгеновского облучения. Там же. С. Ioü - lo-J,

11. Лицкевич Jl.Ji. Нарушение стероидыотаоолизирусцей функции печени при лучевой болезни и роль зтого нарушения в возникновении лучевого гиперкортицизма. Деп. ВИНИТИ. № 566-0 til от 0э.02.У1.

12. Лицкевич Л.А. Радиационные нарушения стероидметаболизи-ру1ицей функции печени// Проблемы эндокринологии. 1УУ1. Т. 37. ^ 5. С. 47 - 50.

13. Лицкевич A.A. Сопряженность противонаправленных изменений стероидсекретирующей активности надпочечников и стероидметабалкзи-русщей активности печени крыс при рентгеновском облучении // Радиобиология. Радиоэкология. 1995. Т. 35. В. 2. С. 274 - 2Ы.

■J

Зака< /35 . In; ¡t* ICO кз.

IV.0 ТГУ, Том-к, 2.', Никитина, 4.