Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Сравнительное изучение функционального состояния печени у жителей тропиков и средних широт при адаптации к условиям Заполярья

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РЕГИОНАЛЬНОЙ ПАТОЛОГИИ И ПАТОМОРФОЛОГИИ

,Гб 0 Д На правах рукописи

1 ГУСЕВА

Элина Олеговна

СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПЕЧЕНИ У ЖИТЕЛЕЙ ТРОПИКОВ

И СРЕДНИХ ШИРОТ ПРИ АДАПТАЦИИ К УСЛОВИЯМ ЗАПОЛЯРЬЯ

14.00.16 — патологическая физиология 14.00.05 — внутренние болезни

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

НОВОСИБИРСК 1996

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте региональной патологии и патоморфологии СО РАМН и в Новосибирском медицинском институте МЗМП РФ

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор ю.п. гичеб доктор медицинских наук, профессор в.и. Шарапов

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор т.м. сухаревская кандидат медицинских наук Ю.П. шорин

Ведущая организация: Институт терапии СО РАМН

Защита диссертации состоится " & ^СУгл^У_ 1996 г.

в фО часов на заседании Диссертационного совета Д 001.40.01 в НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН (630117, Новосибирск, ул. Академика Тимакова, 2; тел. 8-383-2-32-31-56, факс 8-383-2-32-43-39)

С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке НИИ региональной патологии и патоморфологии СО РАМН

Автореферат диссертации разослан "

1996 г.

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 001.40.01

доктор биологических наук Е.л. лушникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время вопросы адаптации человека к экстремальным условиям среды, находящиеся на стыке патофизиологических и медицинских дисциплин, являются проблемой, возрастающая актуальность которой связана с географическим статусом России, как северной державы, что определяет и геополитические приоритеты. Ранее было показано, что экологические факторы Севера вызывают перестройки в функционировании организма, которые, являясь переходными и обратимыми с одной стороны, с другой — моделируют развитие преморбвдных состояний и экологически обусловленных заболеваний (Казначеев В.П., 1980; Куликов В.Ю., 1988). Распространение вахтовых методов труда, подразумевающих краткосрочные миграции и ремшрации тысяч людей, объясняет необходимость разработки научных принципов управления здоровьем человека, находящегося в экстремальных условиях среды. При этом обсуждается концепция об "экологическом портрете" и резервах управления функциями организма (Судаков К.В., 1987; Агаджанян Н.А., 1994) с учетом специфики гено-фенотипических различий во внешних конституциональных и антропологических особенностях, в особенностях обмена веществ, ферментативно-гормональном статусе, биотрансформационной активности (Ляхович В.В., 1978; Пузырев В.П., 1994; Fraser H., 1977; Kalow W., 1982), и с учётом степени контрастности климато-географических условий (Семенюк А.В., 1984; Карпищенко А.И., 1994).

Значимость исследования основных барьерно-метаболичес-ких функций печени при адаптации к условиям высоких широт связана с центральной её ролью в осуществлении основных звеньев межуточного обмена, в обезвреживании токсических и метаболизме лекарственных веществ (Гичев Ю.П., 1987, 1994; Куликов В.Ю., 1988). Поскольку на фоне структурных повреждении паренхимы печени активность микросомальных ферментов гепатоцитов падает (Sotaniemi Е.А., 1978), что ведет к снижению клиренса поступающих в организм ксенобиотиков, неполному их обезвреживанию и накоплению в тканях организма, возможно развитие токсических и аллергических

поражений (Семенюк A.B., 1988; Patel S.R., 1986), о чём свидетельствует тенденция к увеличению случаев болезней печени при действии климатических факторов (Хаснулин В.И., 1994), химических агентов (Подымова С.Д., 1993; Rotmensch Y.Y., 1981), интоксикаций (Курилович С.А., 1993).

Вопросы изучения функций печени при адаптации человека в условиях Крайнего Севера исследованы недостаточно полно с учетом возможных индивидуальных различий экологических типов людей, поскольку подобные исследования проводились, в основном, при обследовании жителей средних климатических поясов (Семенюк A.B., 1984; Гичев Ю.П., 1988), когда полученные результаты демонстрировали реакции переадаптированных людей, в процессе своей жизни подвергавшихся воздействиям более или менее экстремального климата. Выполненное нами исследование явилось одной из частей уникального совместного советско-индийского эксперимента в рамках программы "Химдом", в котором предусматривалось комплексное всестороннее обследование индийских военнослужащих и советских специалистов при их адаптации в районах Крайнего Севера и дальнейшей реадаптации в тропиках, включающее исследование многих функциональных систем, психофизиологических, метеопатических реакций (Хаснулин В.И., Хаснули-на A.B., 1994), особенностей функционирования сердечно-сосудистой (Давиденко В.И., 1994), дыхательной (Bandopadhyay Р., Selvamurthy W., 1994), эндокринной системы (Селятицкая В.Г., Шорин Ю.П., 1994), биоритмологические аспекты адаптации (Хаснулин В.И., 1994), а также исследования некоторых иммуно-биохимических реакций (Пономарбнко В.А., Бобров-ницкий И.П., СытникС.И., 1994), процессов перекисного окисления липидов (Куликов В.Ю., Сафронов И.Д., 1994). Проведенное нами изучение функционального состояния печени у жителей тропиков при адаптации в Заполярье явилось одной из частей этого большого совместного исследования, проведенного в Сибирском отделении АМН. Учитывая, что индийские добровольцы в нескольких поколениях и в течение своей жизни не подвергались экстремальным воздействиям факторов Крайнего Севера, картина адаптивных перестроек, полученная при их обследовании, может рассматриваться как универсаль-

ная модель, позволяющая глубже оценивать теоретические и практические аспекты адаптации и расширяющая возможности прогнозирования исходов взаимодействия организма человека не только с факторами Крайнего Севера, но и в целом с воздействием экстремальных агентов различной природы, а также разработки методов коррекции процессов адаптации в зависимости от особенностей их генеза. Предварительная оценка полученных результатов обследования сравниваемых групп испытуемых людей выявила значительную вариантность адаптивного реагирования микросомальной окислительной системы печени в период краткосрочного процесса адаптации. Этот факт позволил высказать предположение о возможной причине этих различий, связанной с различной программой кислород-зависимых процессов, поэтому актуальным остается вопрос об особенностях сдвигов биотрансформационной активности и фар-макокинетических показателей печени при адаптации к холоду у индивидуумов, различающихся по степени устойчивости к гипоксии. Установлено, что ключевым звеном возникновения нарушений при адаптации и в том числе холодовой являются изменения кислородного режима организма и характер окислительных процессов, предрасполагающие к развитию гипоксии (Хочачка П., 1977; Грек О.Р., 1988; Антонов И.И., 1989; Ткачев A.B., 1994). Такого рода данные представляют интерес как для уточнения представлений о механизмах перекрестной адаптации, так и для оптимизации и коррекции процессов метаболизма фармакологических и токсических веществ при адаптации человека в условиях Заполярья с учетом экспериментальных данных, полученных на животных.

Цель и задачи исследования. Цель работы — комплексное сравнительное изучение изменений функционального состояния печени, и особенностей ее биотрансформационной активности у постоянных жителей тропических и средних широт при краткосрочной адаптации их в Заполярье и последующей реадаптации.

Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Комплексное изучение особенностей функционального состояния печени у жителей тропиков по сравнению с жителями средних широт в процессе адаптации после быстрого пере-

мещения в высокие широты.

2. Изучить особенности биотрансформационной активности печени у жителей тропиков по сравнению с жителями средних широт в процессе адаптации к условиям высоких широт.

3. Оценить влияние различных схем профилактической коррекции адаптивных процессов у жителей тропических широт в условиях действия экстремальных факторов Заполярья.

4. Изучить особенности биотрансформационной активности печени в эксперименте у животных разного типа устойчивости к гипоксии в условиях холодовой адаптации.

Научная новизна. Впервые проведено систематизированное комплексное сравнительное исследование изменения показателей функционального состояния печени у жителей средних и тропических широт в процессе адаптации к условиям Заполярья, что позволило выявить определяющую роль популяцион-ных особенностей организма в формировании типа динамики, фазовости и внутренней структуры адаптивных перестроек, детерменирующих степень вероятности и выраженности последующих дизадаптивных процессов и подходы к повышению устойчивости организма к экстремальным влияниям, основанные на принципе регуляции активности адаптивных процессов посредством различных тренирующих режимов: физических упражнений и упражнений йоги.

Впервые установлены значительные различия клинических показателей функционального состояния печени у жителей средних и тропических широт в процессе адаптации в условиях Заполярья, проявляющиеся в повышении у последних уровня холестерина, снижении концентрации триглицеридов в первые сутки после перемещения, и их восстановление ко второму месяцу адаптации, в то время, как у жителей средних широт достоверные изменения вышеуказанных показателей регистрировались спустя месяц после перемещения.

Впервые установлено снижение активности микросомаль-ной окислительной системы печени у жителей тропиков при адаптации в Заполярье, в отличие от жителей средних широт, которые показали ускорение процессов лекарственного метаболизма.

Впервые установлены отличия спектра метаболитов анти-

пирина, проявляющиеся в преобладании у жителей тропиков количества норантипирина, а у жителей средних широт — 4-гидроксиантипирина, и выравнивание спектров в обеих труппах в течение адаптационного периода.

Впервые установлена зависимость активности микросомаль-ной окислительной системы печени от конституционального типа организма, связанного со степенью устойчивости к гипоксии, при стрессирующем влиянии холода: у высокоустойчивых к гипоксии животных наблюдалось замедление скорости и снижение интенсивности метаболизма при сохраняющемся количестве цитохромов в период холодовой экспозиции и быстрое восстановление всех показателей по её окончании; у низкоустойчивых животных начальная стимуляция метаболизма сменялась выраженной его депрессией, сопровождаясь снижением количества цитохромов, и медленным наступлением восстановительных процессов. Показано, что ферментные системы лекарственного метаболизма являются важным фактором формирования адекватного адаптивного ответа, поскольку, наблюдаемое у высокоустойчивых животных снижение активности лекарственного метаболизма в ответ на холодовое воздействие, является адаптивной реакцией, способствующей переключению потока кислорода на процессы температурного гомеостаза.

Практическая значимость. Полученные факты, свидетельствующие об изменении ряда показателей функционального состояния печени и различии биотрансформационой активности печени в процессе адаптации в условиях Заполярья позволяют ставить вопрос об их практическом использовании в системе показателей для отбора лиц с повышенным риском развития дизадаптивных состоянии в экстремальных условиях среды.

Различия биотрансформационной функции печени и основных фармакокинетических параметров, зарегистрированные в процессе адаптивных перестроек у жителей тропиков по сравнению с жителями средних широт, обосновывают необходимость дифференцированных подходов к применению лекарственных препаратов у пришлых жителей Заполярья.

Результаты оценки эффективности применения коррешру-ющих воздействий с применением стандартных схем физической тренировки и упражнений йоги позволяют рекомендовать

их практическое использование с целью профилактики срыва адаптации.

Результаты работы имеют фундаментальное значение в плане выяснения механизмов адаптации микросомальной системы гепатоцитов в условиях холода.

Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на совместном семинаре лаборатории клинических проблем адаптации ИКЭМ СО РАМН, лаборатории патофизиологии института физиологии СО РАМН и кафедры фармакологии Новосибирского медицинского института, а также на' 53-й и 54-й итоговых конференциях студентов и молодых ученых в 1992 и 1993 г.г, представлены на научной конференции молодых ученых России "Здоровье и болезни человека на рубеже 21 века", посвященной 50-летию академии медицинских наук, Москва, 1994.

Клинические разделы работы были представлены на 7-м Всероссийском симпозиуме "Эколого-физиолошческие проблемы адаптации", Москва, 26-28 апреля 1994 год, на 3-м мировом конгрессе международного общества по адаптивной медицине "Adaptation", Токио, 26-28 апреля, 1993 год, на межреспубликанском симпозиуме "Печень, стресс, экология", Иркутск, 23-24 мая, 1994 года.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

Объём и структура диссертаций. Диссертация состоит из введения, 3 глав, общего заключения и выводов, списка литературы. Работа изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 27 таблиц и 11 рисунков. Список литературы содержит 240 источников отечественных и зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛВДОВАНИЯ

В основу настоящего исследования были положены результаты многократного комплексного обследования 26 добровольцев — представителей резко отличающихся климато-гсо1рафи-ческих зон: Индии и России. В 1-ю группу вошли 15 жителей тропиков (10 солдат и 5 офицеров), во 2-ю — 4 представителя средней полосы России (солдаты испытатели), в 3-ю — 7 жите-

лей Заполярья. Представители 1-й группы были обследованы б раз: в Дели, затем на 7-й, 32-й, и 56-й дни пребывания в За- ' полярье (69 с.ш.), а также в конце второй и четвертой недели после возвращения в Дели. Представители 2-й группы обследованы 5 раз: до вылета на Север, на 7-й, 32-й, 56-й дни пребывания на Севере и в конце второй недели после возвращения в исходную зону (56 с.ш.). Добровольцы 3-й группы обследованы дважды в начале декабря и через месяц, в разгаре полярной ночи. Во время пребывания на Севере характер трудовой деятельности, социальный ритм, питание и условия проживания испытуемых 1-й и 2-й групп оставались аналогичными. Возрастной состав обследуемых был практически одинаковым.

При обследовании использовались хорошо апробированные в клинике показатели функциональной активности печени:ас-партатаминотрансфсра'за (АсАТ), аланинаминотрансфераза (АлАТ), гаммаглютамилтранспептидаза (у-ГТП), билирубин (БИЛ), глюкоза (ГЛЮ), мочевина, мочевая кислота (МК), холестерин (ХОЛ), триглицериды (ТГ). Определение всех показателей проводилось одномоментно в одной порции венозной крови на автоматизированном биохимическом анализаторе "Рефлотрон".

Дезинтоксикационную функцию печени оценивали, используя антипириновый (АП) тест. Обследование добровольцев 1-й . и 2-й групп проводили четырехкратно: до перелета в Заполярье, на 32-е и 56-е сутки пребывания на Севере и после возвращения в исходную зону. Фармакокинетические показатели определяли по измерению концентрации, предварительно принятого рег ов в дозе 18 мг/кг веса АП в пробах слюны. Скорость метаболизма АП изучали по изменению концентрации его метаболитов в суточной моче: норантипирина (НорАП), гвд-роксиантипирина (4-ОНАП), гидроксиметилантипирина (НМАП), определяемых методом газожидкостной хроматографии на приборе "Милихром — 4".

Экспериментальные исследования проводили на 50 крысах-самцах линии Вистар. Устойчивость крыс к гипоксии определяли по методу, описанному В.А Березовским (1985). Острый холодовой стресс вызывался у крыс при постоянном охлаждении, исключая время кормления при Т -1 — 0°С. Исследования

проводили на 3-й и на 5-е сутки от начала охлаждения, а также спустя 3-е суток после возвращения в исходное помещение. Контрольная группа содержалась при Т 19°С.

Активность микросомальной окислительной системы (МОС) в условиях in vivo оценивали по изменению концентрации АП, предварительно введенного внутрибрюшинно в дозе 18 мг/кг массы, в пробах крови из хвостовой вены методом обращенно-фазовой ВЭЖХ на приборе "Милихром 1". Фармакокинети-ческие параметры рассчитывались по общепринятым формулам с использованием калибровочных графиков.

Для оценки активности цитохрома Р-450 в условиях in vivo использовалось определение метаболитов АП в моче крыс, собираемой в метаболических клетках за 12 ч. Рассчитывалась концентрация метаболита в 1 мл мочи и профиль метаболитов (процентное содержание метаболита АП от их общего количества, принятого за 100%).

Активность МОС печени in vitro определяли по концентрации основных ферментов системы цитохрома Р-450 и В-5 в микросомальной фракции печени. Количественное содержание микросомальных цитохромов Р-450 и Ь-5 регистрировали в соответствии с методом, описанным T.Omura, R.Sato (1964). Оценивалась гидроксилазная активность цитохрома Р-450 по отношению к субстратам: анилину (Ingelman-Sundberg, 1980), и амидопирину (Spina, 1986).

Экспериментальные данные подвергали статистической обработке на микрокалькуляторе "Электроника МК-бГ'с использованием пакета npoipaMM (Иванов Ю.И., Погорелюк И.И., 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛВДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Изменение основных биохимических показателей функционального состояния печени. Сравнительный анализ динамики биохимических показателей в сводной ipynne индусов позволил зарегистрировать наиболее значительные сдвиги со стороны углеводного и жирового обменов. Отмечалось увеличение средних значений концентраций глюкозы, наиболее выраженное к 32-му и 56-му дням пребывания на Севере по сравнению с

исходными и с полной нормализацией ее концентрации после возвращения в Дели (табл. 1).

Возможно, указанное расхождение связано с особенностями адаптивных перестроек метаболизма у жителей тропиков. Сходная динамика отмечена в отношении показателей ХОЛ, концентрация которого увеличивалась к 7-му дню адаптации на Севере, достигая наибольших значений к 56-му дню. После возвращения в Дели показатели ХОЛ у добровольцев определялись на уровне исходных средних значений. Содержание ТГ в крови снижалось у жителей тропиков дважды за период обследования: к 7-му дню и, затем, после возвращения в Дели (см. табл. 1).

Сопоставление результатов анализа изменений исследуемых показателей в группе индусов и группе российских добровольцев позволило отметить, что изменения концентрации ГЛЮ, ХОЛ и ТГ имели, в целом, сходную динамику, с той разницей, что в российской группе уровень глюкозы не возвращался к исходным цифрам по возвращении в Москву, а содержание ТГ определялось сниженным в течение всего срока адаптации, исключая 7-е сутки, в то время, как в индийской группе ТГ снижались только на 7-е сутки пребывания в Заполярье и на этапе возвращения.

Во-вторых, зарегистрировано повышение (на 40%) содержания билирубина в группе российских добровольцев на 7-е сутки адаптации при тенденции к понижению в индийской группе в указанный срок.

В-третьих, показатели активности исследуемых трансфераз в российской группе снижались, а в индийской группе — повышались.

В-четвертых, уровни активности амилазы во все этапы обследования были достоверно ниже, чем у обследованных индусов, хотя условия питания у первых и вторых были абсолютно адекватны, содержание МК в крови жителей средней полосы на 7-е сутки на Севере значительно возрастало (см. табл. 1).

Полученные результаты в отношении испытуемых — жителей средней полосы, в целом, соответствовали ранее описанным синдромам функциональной гиперфункции печени и снижения ее экскреторной активности при исследовании особен-

Таблица 1. Достоверность разницы показателей биохимического исследования крови между группами индусов и москвичей (М ± т)

Показатели 1 этап 2 этап 3 этап 4 этап 5 этап 6 этап

ТГ (мг/л) И 1.5710.15 1.07 ±0.08 1.50 ±0.20 1.36 ±0.21 1.1510.10 1.2310.15

М 1.62 ±0.23 1.33 ±0.21 1.18 ±0.13 1.25 ±0.11 1.1810.06 -

ХОЛ (ммоль/л) И 3.89 ± 0.20 3.99 ±0.15 4.83 ± 0.20 4.72 ± 0.20 3.7510.23 3.9510.23

м 4.84 1 0.06* 5.51 ±0.45* 5.03 ± 0.30 5.49 ± 0.43* 4.39 10.23* -

ГЛЮ (ммоль/л) и 4.35 ±0.15 4.97 ± 0.21 5.48 ±0.14 5.06 ± 0.72 4.5010.10 4.7210.11

м 4.87 ±0.21 4.70 ± 0.21 5.76 ± 0.44 5.26 ±0.20 5.3010.07 -

БИЛ (мкмоль/л) и 13.84 ±0.60 12.01 ± 0.61 11.69 ±0.81 13.05 ±1.05 11.5210.61 13.3710.61

м 12.31 ± 1.06 17.15 ±0.71* 10.40 ±1.14 12.32 ± 0.50 12.3210.51 -

АМИ (мг/ч х л) и 89.33 ±5.41 84.08 ± 8.40 - 72.14 ± 8.30 67.48 15.33 66.90 13.43

м 58.95 ± 0.69* 49.50 ±2.40* - 54.84 ±2.60* 59.08 10.53* -

МК (U х моль/л) и 390.7 ±23.1 338.7 ± 14.8 385.6 ±20.1 361.7119.7 361.6128.9 380.8 117.5

м 359.5 ±28.9 416.7 ±30.9* 367.2 ±23.0 379.7 ±27.2 324.9113.2 -

ACT (мкмоль/ и 0.22 ± 0.01 0.18 ±0.01 0.23 ± 0.03 0.20 ±0.01 0.1610.05 0.2310.02

ч х мл) м 0.42 ±0.13 0.18 ±0.02 0.1910.03 0.2210.04 0.3110.04* -

Примечание. И — индусы, п = 10, М — москвичи, п = 4; * — достоверность различий между группами (Р < 0.05); 1 этап — Дели, Москва, 2 этап — Кировск, 7-е сутки адаптации, 3 этап — Кировск, 32-е сутки адаптации, 4 этап — 56-е сутки адаптации, 5 этап — возвращение в Дели, Москву, 30-е сутки, 6 этап — 2-й месяц по возвращении в Дели.

Т1/2АП,ч

14 -

1 2 3 4 этапы

Рис. 1. Динамика средних значений Т1/2 АП у жителей средней полосы (И) И жителей тропиков (В) иа этапах адаптации; обозначение этапов соответствует таковым в табл. 2.

ностей краткосрочной адаптации у добровольцев при перелете из района средних широт в Заполярье (Гичев Ю.П., 1987). Обнаруженное нами и в данном исследовании параллельное увеличение XOJI и БИЛ с учетом имеющихся в литературе единичных сообщений, согласно которым сходная динамика этих показателей наблюдалась при адаптации организма к другим факторам среды (Сапов ИА., 1980), позволяет предполагать, что в процессе происходящих в организме адаптивных перестроек, параллельно с повышением концентрации ХОЛ происходит уплотнение и снижение проницаемости мембран гепато-цитов, свидетельством чего является одновременное снижение активности индикаторных ферментов АсАТ и АлАТ, и временное повышение в крови концентрации общего билирубина.

Изменение дезинтоксикационной активности печени и фарма-кокинетических параметров. Анализ полученных данных позволил установить, что если исходные показатели периода полувыведения антипирина (Т1/2 АП) в группах индийских и российских добровольцев были практически одинаковыми, то в процессе адаптации в условиях Заполярья они претерпевали противоположную динамику (табл. 2; рис. 1). У жителей тропиков значения Т1/2АП достоверно возрастали, а у представи-

Таблица 2. Сравнительный анализ показателей кинетики АП в группах индийских и московских добровольцев в период адаптации (М + ш)

Ы

Показатели 1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

Т 1/2 <ч) М 8.3212.92 7.09 ±2.01 3.94 ±1.37* 12.7 ± 5.5

И 8.24 ±0.89 13.50 ±3.31 15.34 ±4.42*" 8.34 ± 1.51

Уй (л) м 601.9 ±338.30 8163.9 ±3117.5* 7506.5 ±4270.8* 4135.3 ±2068.2*

и 1046.6 + 142.32 1340.5 ±346.11" 2286.9 ±956.7 228.8 ± 43.42*"

С1 (мл/мин) м 42.21 ±32.04 1627.4 ±1149.6* 2279.4 ± 1837.1* 214.9 ±30.01*

и 79.61 ±10.18 163.08 ±78.63 296.4 ± 159.71 15.1 ±3.04*"

Ке1 <1/ч) м 0.061 ±0.03 0.083 ±0.02 0.273 ±0.09* 0.07 ±0.01

и 0.085 ±0.01 0.017 ±0.009 0.012 ±0.002 1.06 ±0.51

Примечание. И — индусы, п =■ 16, М — москвичи, п = 4; * — достоверность различий с контрольным этапом, # — достоверность различий между группами (Р < 0.05); 1 этап — Дели, Москва, 2 этап — Кировск, 32-е сутки адаптации, 3 этап — 5б-е сутки адаптации, 4 этап — возвращение в Дели, Москву.

телей средней полосы — снижались. Существенно различались показатели константы элиминации (Кс1) и клиренса (С1), что указывало на замедление биотрансформационной активности у жителей тропиков в процессе адаптации. Динамика объёма распределения (Ус1) была однонаправленной в обеих группах, но величина Ус! в московской группе в 10 раз превышала таковую в группе индусов, что может указывать на различный риск токсичности в исследуемых группах. Характерно, что указанные показатели не претерпевали заметной динамики у постоянных жителей Севера. При двукратном обследовании показатели Т1/2 АП составили у них 7,3 ±1,8 и 7,8 ±1,8, С1 — 486,7 ±112,2 и 1034,5 ±689,0 соответственно. Дифференцированный анализ различных метаболитов в сравниваемых группах также показал значительные различия между ними в исходном содержании, которое составило в среднем: в индийской группе НорАП — 54%, в московской — НорАП — 33%, 4-ОНАП — 31% и — 39% соответственно, а НМАП — 16% и — 28% соответственно. В московской группе содержание НорАП увеличивалось на 88% в 1-ый месяц, а 4-ОНАП и НМАП достоверно снижались уже на 2-ом месяце (табл. 3). В индийской группе концентрация НорАП на 2-м месяце двукратно снижалась. Концентрации 4-ОНАП и НМАП возрастали в течение 2-го месяца адаптации на 73% и на 35% соответственно. Таким образом, противоположный характер изменений в сравниваемых группах зарегистрирован в отношении концентрации НорАП и 4-ОНАП, что может свидетельствовать о различной активности изоформ цитохрома Р-450 при адаптации. Увеличение содержания 4-ОНАП и НМАП в индийской группе, отражает возрастающую активность изоформ цитохрома Р-450 1А и 1А-2, участвующих, предположительно, в биотрансформации промугагенных и проканцерогенных соединений (Кат;Паку I., 1983, РЫШряоп С.Е., 1983) при наличии замедленного метаболизма, о котором свидетельствуют данные изучения фармако-кинетики и суммарного содержания метаболитов АП в суточной моче, которое показало увеличение суммы метаболитов в индийской группе — в 1,2 раза, а в группе москвичей — в 5 раз, что демонстрирует резкое усиление биотрансформационной активности печени у жителей средних широт по сравнению с

Таблица 3. Показатели концентрации и суммы метаболитов АП в моче в группах индийских и московских добровольцев в период адаптации (М ± ш)

Показатели 1 этап 2 этап 3 этап 4 этап

Норантипирин (96) М 32.62 ±6.92 61.4111.41* 43.34 1 2.37 -

И 53.62 1 6.72* 62.5111.51 26.3413.37* 29.62 1 5.21*

4-Гидроксиангипирин м 39.1912.80 25.8913.67* 36.4511.60 -

(%) и 30.1315.82 26.0911.07 51.95 1 3.29** 40.3114.62

3-ГидроксиметилАП м 28.07 1 4.46 12.6412.19* 21.1411.54 -

(%) и „16.1112.64 11.24 1 0.84* 21.6411.44* 30.62 1 7.22*

Антипирин (%) м 12.41 ±2.73 22.3312.92 28.6310.89 -

и 9.2112.03 17.9311.65* 19.63 12.12* 9.4310.98

Сумма метаболитов м 201.83 117.65 1061.9160.6* 691.2158.03 -

(мкг/мл) и 335.75129.47* 514.09121.9* 332.211160.11 160.24110.25

Примечание. И — индусы, п = 16, М — москвичи, п = 4; * — достоверность различий с контрольньш этапом, # — достоверность различий между группами (Р < 0.05); 1 этап — Дели, Москва, 2 этап — Кировск, 32-е сутки адаптации, 3 этап — 56-е сутки адаптации, 4 этап — возвращение в Дели, Москву.

жителями тропиков (см. табл. 3).

Сравнительный анализ изменения функционального состояния печени в группах жителей тропиков^ процессе различных режимов коррегирующей тренировки: йоги (ЙТ) и физических (ФТ) упражнений. При сравнительном анализе основных биохимических показателей (табл. 4) наиболее заметные отличия между сравниваемыми подгруппами были зафиксированы в отношении показателей энергетического обмена (ГЛЮ, ХОЛ, ТГ). Так, в ЙТ-группе регистрировались более высокие цифры содержания ГЛЮ и более низкие показатели ХОЛ и ТГ во все сроки обследования в Заполярье, что указывает на сохранение преобладающей роли углеводов в энергообеспечении адаптационных реакций в этой группе обследованных. Достоверное снижение активности АлАТ определялось только в ЙТ-группе, подобные изменения наблюдали ранее только у добровольцев русского происхождения в процессе кратковременной адаптации в Заполярье. В ФТ-1руппе обнаруживалось увеличение активности АсАТ и у-ГТП на этапах адаптации. При исследовании влияния режима тренировок на показатели фармакокине-тики и метаболизма АП наиболее выраженные отличия были обнаружены в отношении кажущейся начальной концентрации Со, которая в ЙТ-группе во все сроки обследования была выше (рис. 2). Заметные отличия были найдены также в динамике показателей Т1/2 АП (рис3) на этапе 2-го месяца адаптации.

Исследование профиля метаболитов в сравниваемых подгруппах выявило различия в концентрации Н-АП, которая в ЙТ-1руппе оставалась повышенной на 84% после возвращения в Индию, тоща как в ФТ-группе указанный показатель восстанавливался.

Исходя из того факта, что при стрессовых воздействиях холода важным является изменение кислородного режима тканей (Куликов В.Ю., 1988, НосЬасЬка РЖ, 1994) и опираясь на данные исследований последних лет, в которых показана зависимость протекания адаптивных метаболических реакций от индивидуального типа устойчивости к стрессирую-щим воздействиям, в частности, к Холодовым, гипоксичес-ким (ГрекО.Р., Шарапов В.И., 1993; Колпаков М.Ю., 1995), мы попытались объяснить обнаруженные нами значительные различия в метаболических процессах в печени у жителей тропи-

Таблица 4. Достоверность разницы показателей биохимического исследования крови между группами индусов по способу тренинга (Й — йога, Ф — физический; М + т; п = 5)

Показатели 1 этап 2 этап 3 этап 4 этап 5 этап 6 этап

ТГ (мг/л) Й 1.74 ±0.21 1.12 ±0.14 1.40 ±0.30 1.12 ±0.34 1.18 ±0.20 1.23 ±0.33

Ф 1.42 ±0.14 1.0? ±0.41 0.30 ±0.80* 1.62 ±0.31 1.13 ±0.08* 1.25 ±0.14

XOJI (ммоль/л) Й 3.92 ±0.20 4.03 ±0.23 4.79 ±0.18 4.62 ±0.30 3.86 ±0.33 3.96 + 0.32

Ф 3.85 ±0.20 3.95 ±0.19 5.03 ±0.41 4.84 ±0.40 3.65 ±0.19 3.95 ±0.31

ГЛЮ (ммоль/л) Й 4.52 ±0.14 5.42 ±0.21 5.64 ±0.04 5.21 ±0.62 4.65 ±0.17 4.91 ±0.15

Ф 4.17 ±0.21 4.53 ±0.18* 5.42 ±0.24 4.80 + 0.22 4.50 ±0.20 4.62 ±0.21

ACT (мкмоль/ й 0.19 ±0.007 0.18 ±0.03 0.25 ±0.06 0.17 + 0.04 0.16 ±0.007 0.18 ±0.06

ч х мл) ф 0.21 ±0.02 0.18 ±0.015 0.21 ±0.02 0.21 ±0.02 0.15 ±0.05 0.17 + 0.03

AJIT (мкмоль/ й - 0.21 ±0.04 0.18 ±0.02 0.19 + 0.03 0.17 ±0.02 0.21 ±0.02

ч х мл) ф - 0.21 ±0.02 0.28 ±0.05* 0.31 ±0.07* 0.18 ±0.02 0.25 ±0.02

ГПТ й 0.12 ±0.02 0.14 ±0.01 - 0.18+0.03 0.16 ±0.015 0.13 ±0.09

ф 0.14 ±0.03 0.17 ±0.02* — 0.31 ±0.07* 0.23 ±0.013* 0.22 ±0.04

Примечание. * — достоверность различий между группами (Р < 0.05); 1 этап — Дели, 2 этап — Кировск, 7-е сутки адаптации, 3 этап — Кировск, 32-е сутки адаптации, 4 этап — 56-е сутки адаптации, 5 этап — возвращение в Дели, 30-е сутки, 6 этап — 2-й месяц по возвращении в Дели.

СоАП мкг/мл

40 -г 35 -30 -25 -20 -• 15 -10 -• 5 -• 0 --

Т1/2АП мкг/мл

20 т

15 -10 --

5 --

1

этапы

1

Рис. 2. Динамика средних показа- Рис. 3. Динамика средних пока-телей Со АП в зависимости от вида зателей Т1/2 АП в зависимости тренировки. от вида тренировки.

ЙТ-группа И — Ф'Г-группа

ков и жителей средних широт возможными типологическими различиями. С этих позиций, мы запланировали исследование воздействия холодовой экспозиции на активность микросомаль-ного окисления в группах животных разного типа устойчивости к гипоксии.

Биотрансформационная активность печени у животных разного типа устойчивости к гипоксии при действии холода. Проведенное нами изучение активности монооксигеназ печени у животных разного типа устойчивости к гипоксии выявило различия в содержании и функциональной активности микросо-мальных ферментов. При изучении фармакокинетических параметров АП в динамике охлаждения обнаружилась диссоциация изменения Т1/2 АП: в НУ-группе наблюдалось укорочение Т1/2 на 3-й сутки, сопровождающееся снижением Ус1 и увеличением С1, а в ВУ-группе — удлинение Т1/2. На 5-е сутки холодовой экспозиции удлинение Т1/2 обнаруживалось в обеих группах, на 3-й сутки по возвращении в теплое помещение у ВУ животных наблюдалось восстановление всех фармакокине-

тических показателей, а у НУ оставался удлиненным Т1/2 (табл. 5). Обнаруженная активация монооксигеназ у НУ крыс на 3-й сутки охлаждения, возможно связана с конституитивно различной чувствительностью изоформ цитохрома Р-450 (БсИесЬ-шап, 1982), разных путях метаболической адаптации микросо-мальных ферментов (НосЬасИка, 1994). При изучении спектра метаболитов АП было обнаружено снижение количества всех метаболитов на 5-е сутки у ВУ крыс и восстановление в постадаптационном периоде. У ВУ к гипоксии животных на 5-е сутки холодовой экспозиции, несмотря на сохраняющиеся концентрации цитохромов на уровне, близком к контрольному (табл. 6), наблюдалось достоверное снижение окислительной: р-гидроксилазной, ]М-деметилазной активности (табл. 7). В группе НУ животных наблюдалось достоверное снижение количества цитохромов в период хоЛодового воздействия (см. табл. 6), однако это не сопровождалось снижением скорости метаболизма анилина и амидопирина (см. табл. 7). Напротив, активность р-гидроксилазы у' НУ крыс в период холодового стресса сохранялась на уровне интактных животных, а активность п-деметилазы.превышала на 120% аналогичную активность у ВУ крыс. Подобный характер ответной реакции у НУ животных в условиях холода создаёт условия для интенсивного расхода «кислорода на процессы метаболизма ксенобиотиков, что лимитирует сброс потока кислорода на поддержание температурного гамеостаза.

Таким образом, проведенный нами эксперимент по адаптации к холоду животных разного типа устойчивости к гипоксии проиллюстрировал два противоположных типа ответных реа-ций. МОС в процессе хоЛодового воздействия, детерминированных конституционально. Ферментные системы биотрансформации, лекарственных веществ являются важным звеном в формировании адаптивного' ответа на холодовое воздействие. При этом устойчивые к гипоксии животные продемонстрировали приспособительный механизм, обеспечивающий снижение скорости метаболизма при холодовой экспозиции, что, возможно, является фактором "экономии" кислорода и утилизации его на процессы химического термогенеза в процессе преимущественного переключения метаболизма на жировой в условиях холода.

Таблица 5. Фармакокинетические показатели антипирина в группах крыс разного типа устойчивости к гипоксии в динимике охлаждения (ВУ — высокоустойчивые, НУ — низкоустойчивые, М ± ш, П = 8)

Показатели контроль 3 сут. охлаждения 5 сут. охлаждения 3 сут. восстановления

Т1/2АП (ч) ВУ 2.361 ±0.123 2.981 ±0.184* 3.926 ±0.309* ¡2.115 ±0.243

НУ 1.774 ±0.118" 1.293 ±0.129*" 2.649 ± 0.412* 3.175 ±0.102*"

С1 (мл/ч/кг) ВУ 860.4 ±67.22 702.8 ± 59.7 854.11 ±146.3 721.1 ±96.91

НУ 489.6 ±60.31" 725.8 ±47.9* 743.34 ± 168.2 458.5 ±40.6

Уё (мл/кг) ВУ 2422.2 ±454.3 2072.3 ± 168.1 3813.24 ±102.6* 2894.3 ±335.6

НУ 914.7 ± 180.7* 859.4 ± 100.1 948.33 ± 123.3" 1089.4 ± 198.7

Примечание. * — достоверность различий по отношению к контролю, # — достоверность различий между группами (Р < 0.05)

Таблица 6. Изменение содержания цитохрома Р-450 в микросомах печени крыс при адаптации их к холоду (М ± т, п = 8)

Условия опыта НУ ВУ Р

Контроль 0.788 ±0.02 0.502 ±0.06 <0.05

5-е сутки 0.691 ±0.07* 0.491 ± 0.02 <0.05

3-й сутки восстановления 0.767 ±0.05 ;0.532 ± 0.03 <0.05

Примечание. Концентрация цитохрома выражена в нмолях на 1 мг белка. Р — достоверность различий между группами, * — достоверность различий с контролем (Р < 0.05)

Таблица 7. Изменение активности микросомальной анилин-р-гидрокси-лазы (1) и амидопирин-1Ч-деметилазы (2) при адаптации (М ± ш, п = 8)

Условия опыта НУ ВУ Р

Контроль 1 0.41 ±0.04 0.31 ±0.02 < 0.05

2 3.36 ±0.21 2.71 ±0.22 < 0.05

5-е сутки 1 0.39 ± 0.08 0.23 ± 0.03* < 0.05

2 4.64 ± 0.98 2.09 ±0.11* < 0.05

3-й сутки восстановления 1 0.29 ±0.04* 0.28 ± 0.04 > 0.05

2 3.02 ±0.3 2.78 ± 0.67 > 0.05

Примечание. Активность амидопирин-К-деметилазы (2) выражена в нмолях НСНО за 1 мин на 1 мг белка микросом, активность анилин-р-гидроксилазы (1) выражена в нмолях р-нитрофенола за 1 мин на 1 мг белка микросом. Р — достоверность различий между группами, * — достоверность различий с контролем (Р < 0.05).

ВЫВОДЫ

1. У жителей тропиков по сравнению с жителями средних широт в процессе адаптации к условиям Севера и последующей реадаптации выявлено: повышение в первые сутки после переброски в Заполярье уровня глюкозы и холестерина и снижение концентрации триглицеридов, которая имела тенденцию к восстановлению к 56-му дню адаптации, а в течение

реадаптационного периода, вновь определелялоеь повышение этих показателей. В группе жителей средних широт уровень глюкозы не возвращался к исходным цифрам после обратного перелёта.

2. У жителей средних широт по сравнению с жителями тропиков в первые сутки после перелёта зарегистрировано повышение концентрации билирубина и содержания мочевой кислоты, снижение показателей активности трансфераз, более низкий уровень активности амилазы, чем у обследованных индусов, на всех сроках эксперимента.

3. У жителей тропиков по сравнению с жителями средних широт при адаптации к Заполярью наблюдалась различная реакция микросомальной системы лекарственного метаболизма: при равных исходных скоростях элиминации антипирина в исследуемых группах, у жителей Индии в течение адаптации в Заполярье активность метаболизма антипирина снижалась, что проявилось в замедлении скорости элиминации антипирина и уменьшении суммы его метаболитов, а у жителей средних широт — напротив, наблюдается ускорение скорости элиминации антипирина и увеличение суммы его метаболитов.

4. У жителей тропиков исходный профиль метаболитов АП характеризуется преобладанием норантипирина, по сравнению с жителями средней полосы, у которых превалирует 4-гидрок-сиантипирин. При адаптации в Заполярье в индийской группе возрастало количество 4-гидроксиантипирина и 3-гидроксиме-тилантипирина, а в группе жителей средней полосы — увеличивалось содержание норантипирина и таким образом происходило сближение профилей метаболитов антипирина в обеих группах, что свидетельствует об адаптивной активности системы лекарственного метаболизма в обоих случаях, несмотря на возможную разность в типе ответа на стимуляцию климатическим фактором и в активности различных изоформ цитохрома, что определяет способности данной системы обеспечивать адекватные механизмы адаптации.

5. Применение профилактической коррекции адаптивных реакций, таких, как использование комплексов физических упражнений и комплекса упражнений йоги моделируе' различный тип реакции печени, касающийся:

- роли углеводов или жиров в энергообеспечении адаптационных реакций, что проявилось более высокими цифрами содержания глюкозы и более низкими — триглицеридов и холестерина в 1руппе, где применяли йогу, по сравнению с группой, использующей физические упражнения, в которой наблюдалась тенденция к гиперхолестеринемии.

- степени изменения проницаемости мембран гепатоцитов,

что демонстрируется снижением активности аланинаминот-

рансферазы в группе, использующей упражнения йоги, по сравнению с другой группой, где активность этого фермента возрастала.

6. В подгруппе жителей тропиков, применяющих комплекс упражнений йоги, наблюдалось значительное угнетение метаболизма антипирина, проявившееся в трехкратном замедлении скорости его элиминации и уменьшении суммы метаболитов на втором месяце адаптации, в то время как в параллельной подгруппе небольшое замедление метаболизма антипирина сменилось восстановлением показателей до уровня исходных ко второму месяцу адаптации.

7. При сравнении профилей метаболитов антипирина в исследуемых подгруппах достоверных различий между ними не выявлено, за исключением 4-гидроксиантипирина, содержание которого оставалось повышенным в 1руппе, использующей йогу, после возвращения в Индию, в параллельной группе, где применяли физические упражнения восстановление исходного профиля метаболитов антипирина наблюдалось ко второму месяцу адаптации.

8. Противоположные типы ответных реакций микросомаль-ной окислительной системы в процессе холодового воздействия детерменированы конституционально и связаны с типом индивидуальной устойчивости к гипоксии, проявляющиеся в замедлении скорости и снижении интенсивности метаболизма при сохраняющемся количестве цитохромов в период холодо-вой экспозиции и быстрое восстановление всех показателей по её окончании у высокоустойчивых к гипоксии животных по сравнению с низкоустойчивыми, у которых начальная стимуляция метаболизма сменялась депрессией, и сопровождалась медленным наступлением восстановительных процессов по

окончании холодового воздействия.

9. Ферментные системы лекарственного метаболизма печени являются важным звеном в формировании адаптивного ответа на климатоэкологические воздействия, что необходимо учитывать во врачебной практике при проведении фармакотерапии и интерпретации клинических и лабораторных исследований.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Гусева Э.О. Изменения метаболизма АП в печени при адаптации жителей тропиков к условиям Заполярья // Актуальные проблемы биологии и медицины: Тез. докладов 53-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых Новосибирского медицинского института. — Новосибирск, 1992. - С. 5.

2. Гусева Э.О. Динамика активности монооксигеназ печени в период адаптации // Новое в биологии и медицине: Тез. докладов 54-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых Новосибирского медицинского института. — Новосибирск, 1993. — С. 30.

3. Gichev U.P., Guseva Е.О., Sharapov V.l., Yakobson G.S. Antypyrine metabolism by Tropical Inhabitans in Arctic conditions adaptation // The 3 world congress of the International Society for Adaptive Medicine. — Tokyo, Japan, 1993. — P. 35.

4. Гичев Ю.П., Гусева Э.О. Метаболизм антипирина в печени при адаптации жителей тропиков к условиям Заполярья // Эколого-физиологические проблемы адаптации: Мат. VII Всероссийского симп. — Москва, 1994. — С. 73.

5. Гусева Э.О., Гичев Ю.П. Оценка дезинтоксикационной активности печени и основных фармакокинетических параметров у жителей тропиков и средних широт при адаптации на Севере // Печг—. стресс, экология. — Новосибирск-Иркутск, 1994. - С. 9 - 15

6. Гичев Ю.П., Гусева Э.О. Сравнительное изучение функционального состояния печени у жителей тропиков и средних широт при адаптации к условиям Заполярья // Медико-эколо-

гические аспекты адаптации жителей тропиков в арктике — Новосибирск: СО РАМН, 1994. - С. 179 - 208.

7. Gichev Yu. P., Guseva E.O., Sharapov V.T. Comparative study of pharmacokinetics and detoxication in liver of inhabitans of tropics and medium latitudes during adaptation in the North //Tenth International Congress on Circumpolar Health. — Ancorage, 1996.

Подписано в печать 29.03.96. Формат бумаги 60x84/16. Усл. печ. л. 1,0. Заказ N° 54. Тираж 100 экз. Оригинал-макет подготовлен в редакцион-но-издательском отделе НИИ региональной патологии и патоморфо-логии СО РАМН. Редактор-корректор М.Бакарев.

Типография СО РАМН, 1996 г.

630117 Новосибирск, ул. Акад. Тимакова, 2

-Р. 9.

Соискатель

Э.О.Гусева