Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Состояние системы перекисного окисления липидов у пришлого населения Крайнего Севера при адаптации и хронических неспецифических заболеваниях легких

РГб о

российская академия медицинских наук 2 1 МЛР сибирское отделение

институт региональной патологии и патологической морфологии

На правах рукописи

САФРОНОВ ИГОРЬ ДМИТРИЕВИЧ

СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ а ПРИШЛОГО НАСЕЛЕНИЯ КРАЙНЕГО СЕВЕРА ПРИ АДАПТАЦИИ И ХРОНИЧЕСКИХ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ЛЕГКИХ

14.00.18. - патологическая физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

НОВОСИБИРСК 1994

Работа выполнена в Институте обвей патологии и экологии человека Сибирского отделения РАМН

Научный руководитель:

доктор медицинских наук В.В.Куликов

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук Ю.П. Гичев

кандидат медицинских наук В. А. Вавилин

Ведущее учреждение: Новосибирский ордена Трудового Красного Знамени медицинский институт ( Кафедра патологической физиологии )

часов на заседании Специализированного совета Д 001.40.01 при Институте региональной патологии и патологической морфологии Сибирского отделения РАМН ( 630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 2; тел. 32-31-56 )

С диссертацией мо1но ознакомиться в библиотеке Института региональной патологии и патологической морфологии СО РАМН

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь

Специализированного совета

кандидат биол. наук Е.Л.Лушникова

Защита состоится

0Б1ЙЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕКУ: Хронические неспецифическив заболевания легких ( ХНЗЛ ) является важной медицинской и социальной проблемой во многих развитых странах мира ( Палеев Н.Р.,1989: Чи-чалин А.Г..1992: Hleelns М.Н.,1989 ). Они встречается g 18-^82 взрослого населения и занимают гретье-четвертое место среди причин инвалидности и смертности лиц трудоспособного возраста ( Богданов Н.А. с соавт.,1990; Hoo'cock А.3.,1989 ).

Особую ванность ХНЗЛ представляют для регионов Крайнего Севера, в связи с их более высокой распространенность!) и могут рассматриваться как географическая патология, обусловленная - особенностями низнедеятельности человека в экстремальных условиях среды (Авцын А.П., 1985;Луценко li.T.,1990:Reljula К.,1990) Многие авторы отнечавт, что характерной чертой патогенеза ХНЗЛ у приилого населения Крайнего Севера является их развитие на Фоне адаптивных перестроек в системах регуляции кислородного ревиыа организма (Авцын А.П. с соавт.,1985; Куликов В.О., Ким Л.Б.,1987; Целуйко С.С..1990 ), вклачащих в себя процессы микроциркуляции и тканевой трофики, функцию вневнего дыхания и краской крови и т.д.

Согласно современным представлениям, данные о кислородном ремиме организма будут далеко не полными, если не учитывапт состояние целого ряда кислородзависимых процессов, связанных с появлением в тканях / активированных кислородных метаболитов (АКМ ) и продуктов перекисного окисления липидов ( ПОЛ ) (Владимиров В.А. с соавт.,1991; Das O.K. et al.,1990 ). Обладая способностью модифицировать структуру и функции биологических мембран, они активно участвуют в регуляции меяклезочных и мев-органных взаимоотновений. Об этом свидетельствуют многочисленные результаты, подтвервдающие непосредственное участие реакций ПОЛ и АНН в метаболизме ксенобиотиков и арахидоновой кислоты ( Арчаков А.И.,1988; Fornan Н.3.,1991), в иммунном ответе и клеточной пролиферации ( Афонина Г.В.,1990: Allen R.,1989 ), в регуляции сосудистой проницаемости и рецепторной чувствительности (Schlake I. et al.,1989: Rubany- С.И.,1988), в развитии воспалительных гтосцессов ( Маянский Д.Н.,1991 ).

Однако в условиях адаптивного напряяения, испытываемого человеком на Крайнем Севере наблюдается нарушение равновесия

между содержанием антноксидантов и активность! реакций ПОЛ, в сторону последних, что может рассматриваться в качестве ведущего патофизиологического механизма, лимитирующего не только течение адаптивных перестроек, но и предраспологаювего к развитии хронических заболеваний внутренних органов и в первую очередь органов дыхания как у пришлого, так и коренного населения этих регионов.

В этой связи актуальным является исследование состояния реакций ПОЛ и систем регуляции их активности у пришлого населения Крайнего Севера при адаптации,что позволит подойти к'пониманию одного из общих патогенетических механизмов формирования ХНЗЛ у человека в северных ойротах и исходя из этих данных и представлений предложить новые подходы к их патогенети- . ческой терапии.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Изучить состояние реакций ПОЛ и содержание основных жиро- и водорастворимых антноксидантов у пришлого населения Крайнего Севера при адаптации и ХНЗЛ и на их основе разработать дополнительные критерии адаптивного реагирования и новые подходы к патогенетической терапии.

Для достижения ЦЕЛИ были поставлены следующие ЗАДАЧИ:

1. Изучить состояние реакций ПОЛ и содержание жиро- и водорастворимых антноксидантов у жителей тропиков и средних ви-рот при переезде на Крайний Север и последующем возвращении обратно.

2. Оценить состояние системных механизмов регуляции переписных реакций у человека при адаптации на Крайнем Севере и ре адаптации в тропиках с целью разработки критериев, отражающих различные варианты адаптивного и реадаптивного реагирозания.

3. Оценить активность систем генерации АКМ ( на примере системы ксантин/ксантиноксидаза ) у пришлого населения в разные сроки проживания на Крайнем Севере и при ХНЗЛ.

4. Исследовать характер транскапиллярного обмена основных жиро- и водорастворимых антноксидантов у пришлого населения в разные сроки проживания на Крайнем Севере и при ХНЗЛ.

5. Разработать научно-обоснованные подходы дифференцированного управления антиоксидантным статусом у больных ХНЗЛ с помощью использования токоферол-ацетата и сеансов аутотранс-фуэии НФ-облучвнной С АНФОК ) крови.

НАНЧНАЯ НОВИЗНА: Впервые показано, что в отличии от жителей средних вирот у жителей тропиков, ранее никогда не

встречавшихся с действием экстремальных факторов северных вирот, процесс адаптации сопровоядается существенным изменением состояния системы ПОЛ в организме, что проявляется в достоверном уменьвении содержания продуктов ПО/1, антиоксидантов в крови. После возвращения в тропики происходит относительно быстрое восстановление указанных показателей до величин,достоверно превышавших исходные данные.

Показано.что адаптивные перестройки системы ПОЛ у человека на Крайнем Севере характеризуются установлением новых взаимо-отновений в системных механизмах регуляции перекисных реакций в организме. Рассмотрение этих перестроек с позиции переходных процессов позволило разработать ряд критериев.наглядно от-рававцих.с одной стороны, различные варианты адаптивного и ре-адаптивного реагирования,с другой -течение и прогноз адаптации

Впервые установлено,что про»ивание человека на Крайнем Севере сопрововдается перестройкой транскапиллярного обмена яиро и водорастворимых антиоксидантов и ростом активности систем, генерирующих АКМ в организме. Показано.что увеличение капилля-ро-венозной разницы в содергании антиоксидантов и высокий уровень активности системы ксантин/ксантиноксидаэа являются одним из ведущих механизмов нарушения тканевой трофики в организме ,что имеет вааное значение в патогенезе ХНЗЛ у человека на Крайнем Севере.

В зависимости от исходного состояния активности ПОЛ разработаны и апробированы два методических подхода дифференцированной регуляции антиоксидантного стелуса у больных ХНЗЛ при проведении комплексной терапии. Первый основан на использовании экзогенных антиоксидантов. Второй - на стимуляции эндогенных антиоксидантных систем с помощью сеансов АЙФОК.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ: Проведенная работа является частью комплексных исследований по программам: "Адаптация человека на Крайнем Севере" ( тема 001 "Разработать методы управления адаптивными реакциями и течением острых и хоонических заболеваний легких с помощью направленной регуляции антиоксидантного статуса организма", К гос.регист. 01 .8(5.0020.489 ) и "Общегосударственная комплексная программа исследования Мирового океана на 1991-1995 годы и основные направления этих работ до 2005 года".

Полученные результаты, во-первых, позволяют .выявить специфику изменения активности реакций ПОЛ при адаптации человека

на Крайнем Севере, в зависимости от региона его постоянного проживания. Во-вторых, они открывает переспективы комплексного изучения системы ЛОЛ как метода оценки состояния организма человека в условиях Крайнего Севера, с помощьв которого moiho прогнозировать течение и исход адаптации. В третьих, они подтверждает патофизиологическую значимость системы ПОЛ в патогенезе ХНЗЛ у человека на Крайнем Севере, что позволяет подойти к дифференцированной коррекции антиоксидантного статуса организма путем экзогенного введения антноксидантов или стимуляции эндогенных антноксидантов с помощь» методов квантовой терапии.

Используемый в работе комплекс микрометодов высокоэффективной »(дкостной хроматографии для определении содержания токоферола и мочевой кислоты в капиллярной крови навел широкое применение в практической работе клиники Института общей патологии и экологии человека СО РАМН с целью диагностики и контроля эффективности проводимой терапии.

НА ЗЙ1ИТЫ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУВЦИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. 3 жителей тропиков при переезде на Крайний Север в отличии от жителей средних вирот отмечается достоверное снижение активности реакций ПОЛ и содержания антноксидантов в крови. После возвращения в тропики происходит'относительно быстрое восстанавление указанных показателей до величин, достоверно превыжавщих исходные данные.

2. Рассмотрение системных механизмов регуляции перекисных реакций с позиции переходных процессов позволило разработать ряд критериев, отражапцих, с одной стороны, различные варианты адаптивного и реадаптивного реагирования, с другой - течение и прогноз адаптации.

3. Увеличение капилляро-венозной разницы в содержании жиро и водорастворимых антиоксидантов и рост активности ксантинок-сидазн в организме человека с увеличением срока проживания на Крайнем Севере является важным механизмом наруиения тканевой трофики, способствувщим формирование ХНЗЛ.

4. Показана эффективность направленной регуляции антиоксидантного - статуса у больных ХНЗЛ с помочью приема токоферол-ацетата и сеансов АУФОК,активно влияющих на состояние эндогенных антиоксидантнкх систем.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы были представлены на III Всесовзном симпозиуме " Проблемы оценки и прогнозирования функционального состояния организма в прикладной физиологии "

(Фрунзе,1S88); на IU Всесоюзном съезде патофизиологов ( Киаи-нев,1989 ); на Всесоюзной конференции " Экстремальная физиология, гигиена и средства индивидуальной защиты человека" (Москва, 1990 ); на Всесоюзной конференции "Актуальные проблемы применения электромагнитных полей в медицине'ЧЛенинград,1990); на Olli Кеадународном конгрессе по приполярной медицине (Икон, Канада,1990 ); на II Международном конгрессе физиологов Азии и Океании ( Дели,1990 ).

ПУБЛИКАЦИИ- По теме диссертации опубликовано 11 работ. ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа представлена на 169 страницах машинописи, содераит 18 таблиц и 7 рисунков, состоит из введения,обзора литературы, материалов и методов исследования, собственных результатов и их обсуждения, выводов и списка литературы С 176 отечественных и 122 иностранных источников ).

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В основу настоящей работы положены результаты обследований лиц, пропивающих на Крайней Севере ( Кольский полуостров, Тай-ныр ) от нескольких недель, месяцев до 10 лет и более. Всего в условиях высоких широт было обследовано 124 человека в возрасте от 18 до 50 лет. Из них: 72 человек - практически здоровые лица и 52 - больные ХНЗЛ.

В группу практически здоровых лиц вопли 15 мужчин, аителей Индии в возрасте от 22 до 49 лет и 57 мужчин, аителей средних широт России, в возрасте от 18 до 34 лет.

В группу лиц, страдающих ХНЗЛ вошли 31 муячина и 21 яенщи-на (средний возраст 40,4±1,45 лет, полярный стая 16,5+1,81 лет, длительность заболевания ?,5±1,25 лет ).

В качестве групп сравнения были обследованы 87 доноров и 85 больных ХНЗЛ, постоянно проживающих в г.Новосибирске.

Для выполнения поставленных задач проведены следующие специальные исследования:

1.Определение содержания продуктов ПОЛ в крови: первичных-диеновых коньюгатов ( Колосова Н.Г. с соавт.,1988 ) и промену-точных - малонового диальдегида ( Staucliff R.S. et al.,1969 ) 2.Определение в сыворотке крови активности ксантиноксидазы (Дячина Е.Г.,1973) - показателя состояния кислородгенерирующей системы ксантин-ксантиноксидаза и лактатдегидрогеназы (Цеклик Э.,1966) - маркера тканевой деструкции.

3.Исследование показателей антиоксидантной защиты в крови:

общая антиокислительная активность ( flOfl ) по индуцированной IL Огбиохемилвминисценции сыворотки (Серкиэ Я.И. с соавт.,1984) восстановленный глутатион ( Kay H.H., Murfit К.С.,1960 ); НАДФН зависимая глутатионредуктаэа ( Horn К., Bruns F..1958 ); сульфгидрильные ( SH ) группы ( Hayner D.M..1987 ); мочевая кислота С Ванаг И.Г. с соавт.,1988 ); токоферол ( Микичур H.H.. Сафронов И.Д..1988 ).

4.Исследование проницаемости кровеносных капилляров для жидкости и белка ( Казначеев В.П.,1975 ).

Полученные данные подвергались математической обработке на ЭВМ методом вариационной статистики с использованием критерия Стьвдента и расчета парных корреляций между исследуемыми параметрами.

РЕЗУЛЬТАТУ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

На первом этапе работы в рамках международного арктического эксперимента (проект"Химдом" ), на примере жителей тропиков (15 мужчин) и средних жирот (8 мужчин), исследовались системные механизмы регуляции ПОЛ у человека при адаптации на Крайнем Севере и реадаптации в тропиках.

Из данных приведенных в таблицах 1 и 2 видно , что в отличии от жителей средних вирот у жителей тропиков после переезда на Крайний Север отмечается достоверное снижение продуктов ПОЛ в крови. Однако при возврацении на родину уровень НДА в плазме крови вновь повивается, достоверно превышая исходные результаты. Аналогичная картина отмечается и в содермнии SH-rpynn, концентрация которых в плазме крови у индусов в условиях адап-тиного напряжения снижается , а в период реадаптации возрастает. В тоже время уровень токоферола в крови не претерпевает существенных изменений ( за исключением 4 этапа, когда отмечается достоверное снижение его содержания относительно данных 3 этапа ). Хотя у жителей средних жирот после переезда в северные регионы отмечается четкая тенденция снижения содержания токоферола в крови. Наличие таких изменений в содержании анти-оксидантов жиро- и водорастворимой природы у человека при переезде на Крайний Север может свидетельствовать о значительных адаптивных перестройках в системных механизмах регуляции ПОЛ в организме. Причем характерной чертой этих перестроек является Формирование новых внутрисистемных взаимоотновений, "структуру" которых более наглядно выявляется при проведении корреля-

Таблица 1. содержание продуктов ПОЛ и антиоксидантов в крови у жителей Индии при адаптации на Крайней севере и реадаптации в тропиках.

ПОКАЗАТЕЛИ

( сроки НДА бн-группы Токоферол

проживания ) нмоль/нл нкноль/л мкмоль/л

1. (Исходный) 4, 2910, 298 3, 57±0, 100 24.5+2,95

Адаптация

2. <7 дней) 3, 97+0,252 2, 84±0. 257 24, 8 + 3,32

3. (1 несяц) 2, 95±0, 201 2, 83+0, 178 29, 5+2,64

4. (2 несяпа) 3, 10±0, 175 4,01+0, 202 17, 8+2.63

Реадаптация

5. (7 дней) 3. 18+0, 135 4, 53+0, 173 23,4+2,44

в. (14 дней) 5.92+0. 189 3,69+0. 171 23, 2+1, Т2

Р < 0,05 1-4. 1-6,2-6 1-3, 1-4, 1-5 3-4

Р < 0,001 1-3, 3-6. 5-6 2-4,2-5,2-6

3-4,3-5,3-6

Таблица 2. Содержание продуктов ПОЛ и антиоксидантов в крови у жителей средних широт при адаптации на Кр. севере

этапы: ( сроки проживания ) ПОКАЗАТЕЛИ

НДА нмоль/мл бн-группы мкмоль/л Токоферол нкмоль/л

1. Исходный Адаптация г. (7 дней) 3. (1 месяц) 4. (2 месяца) 2, 57+0, 187 2. 98+0, 218 3, 82±0, 422 2, 84+0, 266 2,72+0.098 2. 68±0. 120 3, 03±0. 496 3,60+0,428 30,4+3, 06 23, 4+3, 78 25. 7 + 3,48 20, 4±3, 38

Р < 0.05 1-3 1-4

ционного анализа. Так, иве через недели после переезда индусов на Крайний Север отмечается установление половительной корреляционной связи мевду уровнем МДА и 5Н-групп ( г= + 0,56 ), ИДА и токоферолом ( г- + 0,51 ) в крови, которая с увеличением срока пребывания на Крайнем Севере ( 3 и 4 этапы ) становится отрицательной (г=- 0,33 к г= - 0,78). Однако после возвращения в тропики ( 5 И: в этапы ) она вновь принимает положительный характер Сг= +0,55 и г= + 0,63).

При оценке корреляционных взаимоотношений мевду содервани-ем антиоксидантов в крови такве наблюдаются свои особенности. Так, если в исходном состоянии связь между содержанием токоферола и БН-групп имеет отрицательное значение ( г= - 0,69 ). то в процессе адаптации ( 4 этап, г= + 0,30 ) и особенно в период реадаптации С 5 и 6 этапы ) она становится положительной (г= + 0,88 и г= + 0,78 ). Этот факт, вероятно, отражает основной принцип системных механизмов регуляции активности перекисных реакций в организме человека, когда в норме существует взаимозаменяемость. дублирование мевду различными классами антиоксидантов, то в условиях адаптивного напрявения для них становится характерным синхронное реагирование. В тоже время известно, что для определенного стационарного состояния организма отношение количества антиоксидантов к концентрации продуктов ПОЛ является физиологической константой, отражающей не только состояние внутрисистемных механизмов регуляции перекисных реакций, но и метаболических процессов на уровне целостного организма. Изменение константы в ту или иную сторону может характеризовать развитие патологии.

Впервые такой подход в оценке состояния организма был использован Е.Б.Бурлаковой С 1968 ) при разработке интегральных критериев, описывающих механизмы клеточной пролиферации в процессе лучевого поражения. Поэтому с целью выявления критериев, отражающих различные варианты адаптивного реагирования организма человека на воздействие экстремальных факторов Крайнего Севера, нами ( Куликов В.В., Сафронов И.Д. ) были предложены два условных коэффициента ( К1 и К2 ). Так, К1= А0/П0Л (где АО- концентрация БН-групп.а ПОЛ - содержание ИДА в крови) характеризует количественные взаимоотношения, а К2= АО х ПОЛ, наоборот,отражает связь между скоростью синтеза антиоксидантов и активностью перекисных реакций в организме.

'Для более наглядного представления состояния сопряженности

Рисунок N 1 Соотношение коэффициентов К1 и К2 у пришлого населения Крайнего Севера при адаптации, реадаптации и патологии: ( О ) - яители тропиков С при переезде на Крайний Север - 2,3,4 и возвращении обратно - 5,5 ). ( А ) - яители средних широт.

прямых и обратных контуров регуляции перекисных реакций у человека в динамике адаптационного процесса,нами в системе двух координат были оценены взаимоотношения между К1 и К2 С Рис. 1)

Из полученных данных видно, что состояние адаптивного напряжения, испытываемое жителями тропиков при переезде на Крайний Север С точки 2,3,4 - соответствуй этапам обследований ) по своему расположении в системе двух координат довольно существенно отличается как от исходного ( точка 1 ), так и от реадаптивного состояния организма. При этом важно отметить, что кривая отражающая процесс реадаптивного восстановления не повторяет в обратном порядке кривую адаптации. В целом, полученная кривая напоминает классическую кривую гистерезиса, описывающую применительно к биологии, наиболее интегральные, термодинамические процессы и закономерности открытых, живых систем, в которых восстановление измененных параметров происходит через стадию избыточного анаболизма ( Пригожин И.,1985 Арвавский И.А.,1982,1991 ).

Что касается особенностей изменения К1 и К2 у жителей сред них вирот, то они распологаются в другой области координат ( пунктирный элипс ),не совпадающей с данными жителей тропиков и больных ХНЗЛ. Такое расположение, по всей вероятности, отражает особый, северный тип адаптивного реагирования, в основе которого лежит "синдром полярного напряжения" (Казначеев В.П., Куликов В.В.,1981 ), что в конечном итоге может влиять на течение и исход адаптации.

Следующий этап работы был посвящен проведению сравнительных исследований и соответствующего анализа степени корреляции мешду напряженностью адаптивных процессов, тявестью ХНЗЛ и активностью ПОЛ у прищлого населения северных регионов и жителей средних вирот, включая оценку капилляротоксического действия продуктов ПОЛ и внутрисосудистой генерации АКМ.

В зависимости от полярного стажа обследуемые (49 мужчин, в возрасте от 18 до 25 лет ) были разделены на три группы: 1 (20 человека ) - полярный стаж от 0 до В месяцев, 2 ( 14 человек ) - от 6 до 12 месяцев и 3 ( 14 человек ) - более 12 месяцев. Контролем служила группа из 21 мужчины, постоянно проживающих в г.Новосибирске.

Проведенные исследования показали ( Таблица 3 ), что содержание ИДА в плазме крови достоверно выве в 1 и 2 группах по сравнению с контролем. Аналогичная закономерность отмечается и

Таблица 3. Содержание продуктов пол. аитиоксидантов и актизность ксантиноксидазы в крови у пришлого населения в разные сроки проживания на Крайней Севере.

ГРУППЫ: (ПОЛЯРНЫЙ стаз) ПОКАЗАТЕЛИ

НДА нИоль/ил БН-ГРУППЫ нкМоль/л глутатион-редуктаза нН/нин нл АОА уел ед X 10

1. (0-6 нес) 2. (6-12 нес) 3. ( >12 нес) 4. (КОНТРОЛЬ) 3. 42+0, 091 3. 45+0, 127 3, 11+0, 095 3, 08+0, 048 3. 18+0, 275 3, 28+0, 153 2, 88+0, 075 2,43+0, 161 0. 60+0, 027 0, 54+0, 026 0, 48+0, 031 1. 00+0, 040 2. 19+0.137 2.29+0.229 1,85+0.148 1, 63+0, 177

Р < 0, 05 Р < 0,001 1-3, 1-4, 2-3 2-4 1-4,2-3,3-4 2-4- 1-4 1-3,2-4.3-4 2-4 1-4

Таблица 4. Содержание токоферола и ночевой кислоты в плазне капиллярной и венозной крови у приилого населения в разные сроки проживания на Крайнем севере.

ГРУППЫ: ( полярный стаж ) ПОКАЗАТЕЛИ

ТОКОФЕРОЛ нкмоль/л капилляр вена КОЧЕВАЯ КИСЛОТА мкмоль/л капилляр вена

1. (0-6 нес) 2. (6-12 иес) 3. ( >12 нес) 4. (контроль) 25, 7+0, 83 28, 1 + 1. 53 23, 7+0, 95 27, 3 + 0,94 17,6+1,11«« 22. 3±1,60» 15, 5 + 1, 14«« 24, 1+0, 69« 523,4+32, 18 576.4+43, 78 494. 9+41, 81 369, 9+13, 26 £92,6+21. 11»« 328,9+20,76«« 385.4+28,43«« 277,2 + 12,91««

Р < 0, 05 Р < 0,001 2-3,3-4 1-2,2-3 1-4,3-4 3-4 1-4.2-4 2-4 1-3.3-4

Примечание: отличие от соответствуюиего показателя в капил лярной крови достоверно: « - ( Р< 0.05 ), »* ■» ( Р< 0,001 )

при анализе общей ftOft крови, повышение которой монет зависить как от увеличения субстрата окисления, так и от изменения концентрации антиоксидантов.

Действительно, при оценке уровня антиоксидантов в крови было обнаружено,что содержание SH-групп в плазме имеет тенденцию к увеличению:рост в 1 и 2 группах по сравнению с контролем В тоже время активность НЙДФН зависимой глутатионредуктазы, наоборот снижена во всех трех группах.

Использование в работе нового методического подхода, основанного на анализе содержания киро- и водорастворимых антиоксидантов как в капиллярном, так и венозной русле организма, позволило нам оценить характер транскапиллрного обмена этих соединений у человека в условиях Крайнего Севера.

Из полученных данных следует отметить ( Таблица 4 ), что уровень токоферола в плазме крови достоверно снижен у 1 и 3 групп в венозном и у 3 группы в капиллярном русле по сравнению с. контролем. Причем содержание токоферола у представителей 3 группы как в капиллярной крови,так и в венозной было достовер-нр ниже чем во 2 группе. В тоже время концентрация мочевой кислоты- было повышена в капиллярном русле во всех трех группах а в венозном только во 2 и 3 группах по отношению к контролю.

Более наглядно динамику изменения транскапилляного обмена антиоксидантов у человека при адаптации на Крайнем Севере можно проследить при расчете капилляро-венозной разницы по содержанию токоферола и мочевой кислоты. Так, если величина капилляро-венозной разницы по содержанию токоферола и мочевой кислоты в контроле составляет соответственно 5,10+0,696 мкмоль/л и 113,01+18.00 мкмоль/л, то в 1 группе 7,88+1,483 мкмоль/л и 250,4+36,40 мкмоль/л ( Р < 0,001 во 2 группе 7,65+1,739 мк моль/л и 267,11+34,50 мкмоль/л С Р < 0.001 ) и в 3 группе 8.12+1.345 мкмоль/л ( Р < 0,05 ) и 186,6+43,84 мкмоль/л.

Таким образом, основываясь на полученных данных можно говорить о том, что изменения транскапиллярного обмена антиоксидантов, происходящие в организме северян, отражают не только состояние адаптивного напряжения, но и является благоприятствующим фактором для активации ПОЛ в микроциркуляторном русле.

Среди известных систем, генерирующих ЙКМ и иницииируюцих ПОЛ в сосудистом русле особое место занимают окислительные реакции с участием ксантиноксидазы,фермента локализованного боль аей часты в эндотелии капилляров ( Zweier 3.L..1988 ).

При анализе активности этого фермента у обследуемых лиц было обнаружено, что уровень активности ксантиноксидазы в сыворотке крови в 1 и 3 группах ( соответственно 4,21+0,317 ыкмоль мин/л и 5,35+0,488 мкмоль мин/л ) достоверно превыжает ( Р < 0,001 ) аналогичные результаты в контроле С 2,30+0,283 ыкыоль нин/л ). При этом между активностью ксантиноксидазы и содержанием НДА в крови отмечается тесная корреляционная зависимость ( г= + 0,86 ).

Для оценки патофизиологической значимости выявленных особенностей состояния системы ПОЛ в сосудистом русле у северян,-нами С совместно с Л.Б.Ким ) дополнительно были проведены исследования по изучению проницаемости кровеносных капилляров. В ходе исследований было обнаруаено С Рисунок 2 ), что величина проницаемости кровеносных капилляров как для жидкости, так и для белка во всех трех груцпах достоверно превыиает ( Р< 0,001 ) аналогичные показатели в контрольной группе.

Расчет коэффициентов корреляции между изучаемыми параметрами выявил сильную положительную связь между проницаемостью кровеносных капилляров для жидкости и уровнем МДА (г= + 0,92), умеренную положительную связь между проницаемостью для белка и уровнем МДА с г= + 0,51 ), между проницаемостью для белка и концентрацией мочевой кислоты в капиллярном русле (г= + 0,63) и отрицательнув между содержанием токоферола в капиллярном русле и проницаемостью для белка ( г= - 0,48 ).

Таким образом, на основе полученных данных можно утверждать, что происходящие в процессе адаптации изменения функционального состояния системы ПОЛ у человека на Крайнем Севере оказывают существенное влияние на проницаемость кровеносных капилляров в организме. Причем длительное наруиение функции кровеносных капилляров может способствовать развитию такого явления как " синдром капилляро-трофической недостаточности " ( Казначеев В.П.,1975 ), являющегося одним из ведущих звеньев патогенеза хронических заболеваний внутренних органов, в частности органов дыхания.

Проведенные исследования показали ( Таблица 5 ), что содержание продуктов ПОЛ как начальных ( диеновые коньюгаты ), так и промежуточных ( МДА ) в крови.у больных ХНЗЛ значительно превыиает контрольные результаты.При этом у больных на Крайнем Севере уровень НДА в крови достоверно выие, чем у больных в г. Новосибирске, что может свидетельствовать о более тяжелом те-

Рисунок N 2 Проницаемость кровеносных капилляров: й - для жидкости ( ВФ ), Б - для белка ( Р ) у пришлого населения в разные сроки проживания на Крайнем Севере. К - контроль ( г.Новосибирск ).

таблица 5. содержание продуктов пол, активность ксаяткнокскдазы и дактатдегидрогеназы в крови у бол кии ХНЗЛ па Крайнем Севере и в г. Новосибирске.

ГРУППЫ вольных ПОКАЗАТЕЛИ

ИДА пноль/мл диепосые коньюгаты Е(КМ)/нглип ксантин-окскдаза нхИ/нии л лактатде-гкдрогэиаза нкн/мкн нл

1. нр. Север 2. Новосибирск 3. Контроль 4,2610,091 < 3, 81+0, 081 3, 16+0, 043 2. 2010.094 2.0010,057 1. 53Ю, 140 7, 13+0,712 5,48+0,230 2, 50+0. 170 437, 5+39. 56 333.7+24, 99

Р < 0, 03 Р < 0,001 1-2. 2-3 1-3 1-3 2-3 1-3,2-3 1-2 1-3

Таблица 6. содержание токоферола и мочевой кислоты в плазме капиллярной и венозной крови у больннз хнз/1 на Крайней севере и в г. Новосибирскэ.

ГРУППЫ БОЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛИ

ТОКОФЕРОЛ икноль/л капилляр вена КОЧЕВАЯ ЕПСЛОТА мкмоль/л капилляр вена

1. кр. север 2. Новосибирск 3. Контроль 19. 9+1. 18 <18. 1 + 1. 18 28, 1+0, 99 21, 8+0.97 25, 5+0, 86« 24, 6+0,63« 303, 4+26, 17 350. 9+15,47 386, 6 + 11, 89 532. 9+29, 74"» 424, 7+1.6, 06« 291.4+16,06»«

Р < 0. 05 Р < 0.001 1-3,2-3 1-3 1-3 1-2 1-3. 2-3

примечание: отличие от соответствующего показателя в капиллярной крови достоверно: « - Р< 0,05, ««* - Р< 0,001.

чении ХНЗЛ у жителей северных регионов.

При оценке активности ксантиноксидазы также отмечается ее достоверный рост у больных в 2-3 раза по сравнении с контроле» Аналогичная картина наблюдается и при анализе активности лак-татдегидрогеназы. являющейся маркером нарушения тканевой трофики в организме. Причем между активностью ксантиноксидазы и лактатдегидрогеназы существует тесная корреляционных связь Сг=+ 0.49 Р < 0.05).

При анализе содержания антиоксидантов у больных ХНЗЛ были получены следующие результаты: установлено достоверное снижение содержания восстановленного глутатиона и активности глута-тионредуктазы. у больных ХНЗЛ на Крайнем Севере ( 19,07+1,085 мг%, Р < 0,001 и 0,67+0.045 нмоль мин/мл, Р < 0,001 ) и в г.Новосибирске ( 21.40+0,454 мгг, Р < 0.05 и 0,65+0,023 нмоль мин/мл, Р < 0,001 ) по сравнению с контролем ( 25,96±0,303 мгИ и 1,03+0,039 нмоль мин/мл ). Сходная закономерность прослеживается и для токоферола С Таблица 6 ), уровень которого у больных ХНЗЛ достоверно ниже как в венозном, так и капиллярном русле относительно контрольных результатов. В тоже время концентрация мочевой кислоты С Таблица 6 ) у больных ХНЗЛ на Крайнем Севере увеличена на 832 в венозном русле и снижена на 221 в капиллярном по сравнению с контролем.

При расчете капилляро-венозной разницы по содержанию токоферола и мочевой кислоты отмечается повыпение этого показателя у больных ХНЗЛ. Так, если в контроле величина капилляро-венозной разницы по токоферолу и мочевой кислоте составляет соответственно 5,10+0,696 мкмоль/л и 113,0+18^14 мкмоль/л. то у больных ХНЗЛ, проживающих на Крайнем Севере 6,73+1,191 мкмоль/л и 254,6+64,54 мкмоль/л С Р < 0,05 ), а г.Новосибирске 10,9+1,183 мкмоль/л ( Р < 0,05 ) и 138,6+16,95 мкмоль/л. Причем величина капилляро-венозной разницы по содержанию токоферола у больных ХНЗЛ на Крайнем Севере в зависимости от полярного стажа имеет стойкую тенденцию к увеличению. Так, если у больных с полярным стажем до 5 лет она равняется 4,87+1,135 мкмоль/л, то у больных с полярным стажем до 10 и более лет соответственно 7,42+2,365 мкмоль/л и 7,65+1.090 мкмоль/л ( Р < 0,05 ). Оценка корреляционных взаимоотношений между содержанием антиоксидантов в капиллярном и венозном русле также имеет свои особенности. Так, если в контроле коэффициент корреляции между уровнем мочевой кислоты в капиллярной и венозной крови

имеет положительное значение С г- + 0,43 ), то у больных ХНЗЛ отрицательное ( г= - 0,45 ).

Следовательно, анализируя полученные данные можно говорить о стойкой наруиении транскапиллярного обмена антиоксидантов у больных ХНЗЛ.что является благоприятствующим фактором для акти вации ПОЛ и свободнорадикального повреждения капиллярных струк тур организма.

Исследование такой важной функции кровеносных капилляров как проницаемость показало, что у больных ХНЗЛ величина проницаемости кровеносных капилляров как для жидкости, так и белка достоверно превыаает С Р < 0,001 ) аналогичные показатели в контроле С Рисунок 3 ).

Расчет коэффициентов корреляции между изучаемыми параметрами выявил наличие значимых ( Р < 0,05 ) взаимоотновений между содержанием диеновых коныогатов и проницаемость» кровеносных капилляров для жидкости С г=+ 0.47 ), белка (г=+ 0,44), а также между уровнем токоферола и проницаемостьо для белка ( г= - 0,50 ).

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о высокой чувствительности эндотелия капилляров к повреждению ЙКИ и продуктами ПОЛ, что может являться одним из патогенетических механизмов формирования ХНЗЛ у человека на Крайнем Севере.В связи с этим логично возникает вопрос об использовании новых подходов в проведении лечебных мероприятий у больных ХНЗЛ, нап- . равленных на повыяение активности антиоксидантной защиты и стабилизацию ПОЛ в организме. Реиению данного вопроса и был посвящен следующий этап работы.

Для коррекции обнаруженных нарушений антиоксидантного статуса организма у больных ХНЗЛ было предложено использование двух методических подходов. Первый основывался на проведении заместительной терапии с помощью экзогенного -введения антиоксидантов. Второй - на использовании сеансов аутотрансфузии НФ-облученной крови ( АУФ0К ). проводимых с помощью отечественного аппарата "Изольда"73М по общепринятой лечебной схеме и направленных на стимуляцию эндогенных антиоксидантных систем.

Оценка эффективности антиоксидантной терапии осуществлялась у 11 больных ХНЗЛ, которым рег ой назначался токоферол-ацетат в дозе 300 иг/сут. По сравнению с пациентами, получав-вими традиционный курс терапии, у больных дополнительно прини-мавиих токоферол уже через неделю отмечалось достоверное сни-

Рисунок К 3 Проницаемость кровеносных капилляров: l I - для жидкости ( ВФ ). для белка ( Р ) у больных

ХНЗЛ ( А - Крайний Север, Б - г.Новосибирск ). К - контроль.

хение (Р< 0,05) продуктов ПОЛ в крови (МДА:с 3,97+0,388 нмоль/ мл до 3,09±0,151 нмоль/мл и диеновых коньюгатов: с 2,2010,09 Е(232)нм/мг лип до 1,75+0,132 Е(232)нм/мг лип ) и увеличение уровня токоферола (с 24,1+3,02 мкмоль/л до 31,8+1,23 мкмоль/л)

Оценка лечебных эффектов АЯФОК-терапии проводилась у 2В больных ХНЗЛ. После проведения курса АЫФ0К С 5 сеансов ) наб-лодается активация эндогенных антиоксидантных систем,проявляющаяся в достоверном увеличении ( Р < 0,05 ) содержания токоферола (с 17,4+1,48 мкмоль/л до 21,1+0,81 мкмоль/л ) в капиллярной крови и восстановленного глутатиона ( с 20,8+0,644 мг% до 26,3+0,890 ыг%) в венозной. При этом следует отметить, что ответная реакция организма на АНФОК-терапию у больных ХНЗЛ, характеризовалась индивидуальными особенностями.Так, по характеру реагирования на проводимую терапии пациенты разделились на две группы. Первую группу (10 человек) составляли больные ХНЗЛ с исходно низким содержанием ИДА ( 3,2010,156 нмоль/мл ) и высоким уровнем токоферола ( 30,1612,018 мкноль/л ) в крови по сравнению с аналогичными данными во всей группе больных, получавших сеансы АНФ0К С 3,74+0,156 нмоль/мл и 26.22+1,670 ык-моль/л). Н пациентов этой группы в динамике АНФОК-терапии, начиная с 3 сеанса, наблюдалось повышение содерхания МДА ( 3,71+ 0,132 нмоль/мл, при Р < 0,05) и снижение концентрации токоферола ( 24,13+1,809 мкмоль/л ) в крови. В тоже время содержание восстановленного глутатиона и активность НАДФН зависимой глута тионредуктазы увеличивалось соответственно с 20,610,978 ыгХ до 25,8+1,565 мгХ, при Р < 0,05 и с 0,5010,030 нмоль мин/мл до 0,73+0.090 нмоль мин/мл, при Р < 0,05.

Во второй группе ( 16 человек ), куда вопли пациенты с высоким исходным уровнем ИДИ ( 3,76+0,125 нмоль/мл ) и низким содержанием токоферола С 22,97+1,508 мкмоль/л ), организм больных практически не реагировал на проводимуи терапии ( за исключением повышения концентрации восстановленного глутатиона к 3 сеансу до 25,2+0,943 ыг%, которое к концу лечения возвращалось к исходному уровню ( 21,110,838 мг% ). Анализируя эти результаты можно предположить, что для данной группы больных более эффективной может являться антиоксидантная терапия.

Кроме того, если у пациентов 1 группы после проведения курса АЯФ0К отмечается снижение лейкоцитоза ( на 162 ) и величины С0Э Сна 28% ),то во 2 группе подобных изменений не происходило. Следовательно, выявление различных типологий реагиро-

вания организма на 9Ф-облучение может являться важным критерием дифференцированного подхода при назначении профилактических и лечебных УФО-процедур у яителей Крайнего Севера, испытывавших хроническув недостаточность в УФ-радиации.

Таким образом, полученные нами в ходе проведенных исследований данные свидетельствуют о том, что в условиях хронического адаптивного напряяения, испытываемого человеком на Крайнем Севере ( Казначеев В.П.,1980; Панин Л.Е.,1983 ) происходит существенное изменение функционального состояния системы ПОЛ в организме. Зти изменения, чаще всего, носят адаптивный характер и проявляется в установлении новых взаимоотношений в системных механизмах регуляции перекисных реакций. Однако, при нарушении динамического равновесия меяду механизмами анти-оксидантной защиты и перекисеобразования ,в сторону активации последних, происходит формирование нового, дизадаптивного состояния, получившего в научной литературе термин "окислительный стресс" ( Зенков Н.К. с соавт., 1993; Bast A., Бог is R., 1989; Chow С.К., 1991 ). В основе появления такого состояния у привлого населения Крайнего Севера леяат явления анти-оксидантной недостаточности в организме, которые могут быть связаны как с нарушением процессов всасывания, транспорта, синтеза антиоксидантов, так и с их повышенным расходываниеы в системах генерации к утилизации АКМ. Ведущим патофизиологическим механизмом "окислительного стресса" является свободно-радикальное повреждение клеточнотканевых структур организма.

На микроциркуляторном уровне, как показали нави исследования, причиной Формирования "внутрикапиллярного окислительного стресса" может являться нарувение транскапиллярного обмена основных водо- и жирорастворимых антиоксидантов и высокая активность зндотелиальной системы ксантин-ксантиноксидаза, явля-вщейся наравне с другими кислородгенирирунщими системами (гра-нулоцитов, эритроцитов, тромбоцитов ) мощным источником АКН в сосудистом русле. Вызываемое АКМ и продуктами ПОЛ нарушение целостности капиллярных структур в этих условиях является важным патогенетическим звеном формирования хронических заболеваний внутренних органов, что нами было показано на примере ХНЗЛ

ВЫВОДЫ

1.8 яителей тропиков в отличии от яителей средних широт от мечается достоверное снижение содержания продуктов ПОЛ и водо-

растворимйх антиоксидантов в крови во время адаптации в условиях высоких ойрот. После возвращения в тропики, в первые две недели, эти показатели восстанавливаются и достоверно превывавт исходные данные.

2.Разработаны удобные для практического применения показа-затели, отражавшие состояние системных механизмов регуляции перекисных реакций в организме у человека на Крайнем Севере CKi = АО / ПОЛ и К2- АО х ПОЛ). Оценка соотновения этих коэффициентов в системе двух координат позволяет графически представить варианты адаптивного и реадаптивного регирования организма,а также локализовать поля, отражавшие диэадаптивные и патологические состояния.

3.Длительное проживание ладей в условиях Крайнего Севера сопровождается прогрессирувжим увеличением в крови активности ксантиноксидази на фоне накопления перекисных продуктов, с которыми данный фермент находится в тесной корреляционной связи. ( г= +0,86 ).

4.Н привлого населения Крайнего Севера регистрируется увеличение капилляро-венозной разницы по содержанке' токоферола и мочевой кислоты в крови.При этом с ростом полярного става уровень токоферола снижается, а концентрация мочевой кислоты повивается как в капиллярном, так и венозном русле организма.

5.Н больных ХНЗЛ в условиях Крайнего Севера отмечается высокий уровень содержания продуктов ЛОЛ в крови, а также активности ксантиноксидазн и лактатдегидрогеназы, имеваих между собой теснув корреляционную связь С г= +0,49 ). .

6.9 больных ХНЗЛ в условиях Крайнего Севера регистрируется уменьвение концентрации восстановленного глутатиона, SH-rpynn и активности НАДФН зависимой глутатионредуктазн в крори и увеличение капилляро-венозной разницы по содержании токоферола и мочевой кислоты. Причем нарастание капилляро-венозной разницы коррелирует с увеличением полярного става.

7.Предложены два методических подхода регуляции антиокси-дантного статуса организма при лечении больных ХНЗЛ. Первый основан на экзогенном введении токоферол-ацетата. Второй направлен на стимуляции активности эндогенных антиоксидантов с поможьв сеансов аутотрансфузии 9Ф-облученной крови.

СПИСОК РАБОТ. ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ .ДИССЕРТАЦИИ

1. Кии Л.Б.. Зенков Н.К., Иикичур Н.И.\Сафронов И.Д.,

Меньшикова Е.Б., Куликов В.Ю. Комплекс методов для оценки эффективности терапии больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких // Структура и функция эритроцитов в норме и патологии.- Новосибирск. 1988.- С. 94-96.

2. Микичур Н.И.. Сафронов ИХ Микрометоды определения различных форм токоферола для оценки компенсаторных и патологических. состояний // Проблемы оценки и прогнозирования функциональных состояний организма в прикладной физиологии.- Фрунзе. 1988.- С.238-240.

3. Куликов В.В., Сафронов И.Д., Микичур Н.И., йзбель Д.И. Влияние ультрафиолетового облучения крови на показатели пере-кисного окисления липидов у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких // Тез. докл. IU Всесоюзного съезда патофизиологов.- Москва, 1989.- С. 539.

4. Сафронов И.Д., Микичур Н.И., Куликов В.В. Транскапиллярный метаболизм токоферола и мочевой кислоты у пришлого населения Крайнего Севера // Экстремальная физиология, гигиена и средства защита человека.- Москва, 199С,- С. 161-162.

5. Kulikov ü., Safronov I.. Kikichur N.. Zenkov N.. Menshikova E., Kim L. Transcapillar metabolism of lipid- and uatersoluble antioxidants as Darker of chronical stress in coming population of circumpolar regions // Cotmunity Health: Problems and Solutions in the North: 8 International congress on circuEpolar health.- Yukon, Canada. 1390.- P. 28.

6. Сафронов И.Д..Меньшикова Е.Б..йзбель Д.И., Куликов В.Ю. Влияние электромагнитного излучения на антиоксидантную систему у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких // Актуальные проблемы применения магнитных и электромагнитных полей в медицине.- Ленинград, 1990.- С. 120-121.

7. Kulikov U.Y., Safronov I.D., Kim L.B. Transcapillar Eetaboli5Ш of lipid- and uatersoluble antioxidants in иап during adaptation of polar regions // Scientific communication of the second congress of Asian and Oceanian physiological societies.- Neu Delhi, 1990.- P.56.

8. Ким Л.Б., Куликов Б.Ю., Сафронов И.Д. Внутрикапиллярный окислительный стресс и его значение при адаптации человека на Крайней Севере // Социально-экономические проблемы развития народного хозяйства Севера в условиях перехода к рыночной экономике.- Новосибирск,/1991.- С.53-54.

9. K.ulikov U., -Safronov I., Mikichur N.. Zenkov N..