Иммунометаболические эффекты, вызываемые регуляторами энергетического обмена при температурном нарушении гомеостаза

В оптимальных условиях существования получение и расход энергии строго сбалансированы действием механизмов регуляции и потребления пищи, процессов окислительного фосфорилирования, переноса энергии макроэргических связей на функциональные структуры клеток, выделения энергии в виде тепла. Нарушение энергетического баланса приводит к изменению интенсивности и направленности биохимических процессов и угнетению физиологических функций на всех уровнях иерархии живого организма. Выраженный энергетический дисбаланс имеет место при избыточном потреблении пищевых энергоносителей (углеводов и липидов), недостаточном поступлении с пищей энергоносителей, интенсивной мышечной работе, различных формах анемии (Теппермен Дж., Теппермен X., 1989).

Причинами нарушения энергообеспечения клеток могут быть: дефицит метаболитов, передающих электроны на окислительную цепь, особенно часто возникающий при замедлении биохимических процессов на этапе сопряжения гликолиза и (3-окисления жирных кислот с лимоннокислым цикломснижение активности ферментов цикла трикарбоновых кислот и окислительной цепи, обусловленное дефицитом их коферментных структургипоксия рассматривается как один из универсальных регуляторов энергетических процессов, а вместе с тем является одной из основных причин нарушения метаболизма клеток при многих патологических состояниях (Кургалюк Н.Н., 2002).

Гипоксия определяется сложной динамикой взаимосвязей большого числа функциональных метаболических систем и множеством лимитирующих этот процесс факторов (GodaN.et al., 1996; Marsall J., Davies N., 1999; Zahiri S. et al, 2000). В основе характерных для гипоксии нарушений лежит снижение интенсивности процессов окислительного фосфорилирования (Mehrotro S. et al., 1997).

Следствием снижения интенсивности окислительного фосфорилирования является усиление генерации активных метаболитов кислорода (АМК), которые инициируют образование продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) клеточных мембран. Нарушение структуры и функций мембран митохондрий увеличивает дезорганизацию процессов энергопродукции и приводит к дальнейшему снижению функции клеток.

Следует подчеркнуть сложность взаимосвязей между нарушением энергообеспечения и антиоксидантного статуса клеток. Вероятно, при одних формах стресса первичным является нарушение энергообеспечения клеток, а при другихснижение активности их антиоксидантных систем.

При различных формах энергетического дисбаланса снижается функциональная активность гепатоцитов, иммуноцитов и миоцитов (Лазарева Г. А. и др., 2006). Взаимосвязанная коррекция функций этих клеток должна быть основана на применении средств, направленно корригирующих поврежденные звенья энергообеспечения и антиоксидантной защиты клеток.

Сравнительное изучение протекторной эффективности различных средств коррекции энергетического и окислительного гомеостаза представляет большой научный и практический интерес для выяснения метаболических нарушений в наибольшей степени определяющих снижение функциональной активности клеток и для выявления препаратов, эффективно корригирующих функции клеток при стрессе и в условиях патологии.

Высокая внешняя температура является экстремальным фактором воздействия на организм. Человек подвергается перегреванию при незащищенности от высокой температуры либо в естественной обстановке, либо в условиях специфического производства (Соловьев А.С., 1994). Общая экзогенная гипертермия широко используется в клинической практике в частности для лечения онкологических больных (Аполихин О.Н., 1996; Поздеев Н. М. и др., 1999). Частое воздействие высокой температуры на организм человека обосновывает актуальность изучения нарушений функциональных систем при перегревании и изыскания эффективных средств повышения устойчивости организма в этих условиях. Важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма при высокой температуре играют печень и иммунная система (Быстрова Н.А., 2002), однако, сведения о возможности взаимосвязанной коррекции их функций при перегревании организма в доступной литературе не выявлена.

Цель работы: изучение иммунометаболических эффектов, вызываемых фармакологическими препаратами — регуляторами энергетического обмена при тепловых поражениях.

Задачи исследования.

1. Выявить иммунометаболические эффекты регуляторов углеводного и ли-пидного обменов при тепловых поражениях.

2. Установить фармакологические эффекты активаторов тканевого дыхания в условиях повышенной температуры.

3. Изучить эффекты сочетанного применения регуляторов обмена глюкозы и жирных кислот с активаторами тканевого дыхания при тепловых воздействиях.

4. Выяснить роль эритроцитов в реализации иммунометаболических эффектов регуляторов энергетического обмена в условиях теплового стресса и шока.

5. Установить роль механизма инверсной иммуномодуляции в реализации эффектов препаратов — энергизаторов, опосредованных эритроцитами, при действии высокой температуры.

6. Изучить иммунокорригирующие эффекты совместного применения регуляторов энергетического обмена с гликозаминогликанами, гликозидазами и фосфоли-пидами при тепловом поражении.

Научная новизна.

Выявлены особенности иммунокорригирующего и гепатопротекторного действия регуляторов энергетического обмена при тепловом воздействии. Установлена высокая эффективность сочетанного применения рибоксина с кудесаном и милдро-ната с гипоксеном иммунокорригирующего и гепатопротекторного действия. Показана роль тяжелых эритроцитов в реализации иммунокорригирующего действия сочетанного применения рибоксина с кудесаном и милдроната с гипоксеном. Установлено образование антител к эритроцитам после длительного совместного введения милдроната с гипоксеном и адыовантное влияние этих антител на иммунокорригирующие и гепатопротекторные эффекты препаратов. Выявлена высокая имму-нокорригирующая активность совместного применения милдроната и гипоксена с лизоцимом и эссенциале.

Практическая значимость.

Экспериментально обоснована целесообразность совместного применения рибоксина с кудесаном и милдроната с гипоксеном для достижения иммунокорриги-рующего и гепатопротекторного эффектов при тепловом стрессе и тепловом шоке.

Установлена нежелательность сочетанного применения рибоксина и элькара для иммунокоррекции при тепловом поражении.

Доказана возможность усиления антиоксидантного эффекта при комбинированном применении регуляторов энергетического обмена с активаторами окислительных процессов в условиях теплового прогревания.

Установлено индуцирующее влияние различных препаратов и их сочетаний на повышение иммуногенных свойств эритроцитов, а также выявлена иммуномоду-лирующая активность антител к таким эритроцитам.

Материалы диссертации включены в учебные рабочие программы и используются в лекционных курсах и на практических занятиях кафедр Курского, Российского, Воронежского и Орловского государственных медицинских университетов и академий и медицинского факультета Белгородского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту.

Выводы.

1. Рибоксин (2 мг/кг) уменьшал выраженность изменений биохимических параметров эритроцитов, а элькар (2 мг/кг) — параметров плазмы крови, характеризующих состояние гепатоцитов при тепловом поражении. Рибоксин повышал фагоцитарно-метаболическую активность нейтрофилов и иммунологическую реактивность прогретых животных. Элькар после действия высокой внешней температуры не вызывал иммуномодулирующего эффекта.

2. Милдронат (5 мг/кг) усиливал, но не нормализовал выраженность изменений показателей, характеризующих фагоцитарно-метаболическую функцию, иммунологическую реактивность, энергетический и антиоксидантный потенциал эритроцитов, состояние мембраны гепатоцитов три тепловом поражении. Сочетание рибоксина (1 мг/кг) с милдронатом (2,5 мг/кг) нормализовало, а в сочетании с элькаром (1 мг/кг) не влияло на показатели иммунологических функций. Комбинация милдронат (2,5 мг/кг) + рибоксин (1 мг/кг) или элькар (1 мг/кг) уменьшала выраженность изменений биохимических параметров эритроцитов и плазмы крови прогретых животных.

3. Сочетание милдроната (2,5 мг/кг) с рибоксином (1 мг/кг) отменяло им-муносупрессирующие свойства эритроцитов прогретых крыс. Применение милдроната (2,5 мг/кг) с элькаром (1 мг/кг) не оказывало влияния на индуцированную прогреванием иммуносупрессирующую активность эритроцитов.

4.

Введение

мексидола (1 мг/кг), кудесана (0,5 мг/кг) или гипоксена (25 мг/кг) не оказывало влияния на фагоцитарно-метаболическую активность нейтрофилов и иммунологическую реактивность прогретых крыс. Сочетание мексидола (0,5 мг/кг) с кудесаном (0,25 мг/кг) уменьшало выраженность снижения показателей, характеризующих функциональную активность нейтрофилов и развитие гуморального иммунного ответа. Совместное применение мексидола (0,5 мг/кг) с гипоксеном (14,5 мг/кг) иммуномодулирующего эффекта не вызывало.

5. Сочетание рибоксина (1 мг/кг) с мексидолом (0,5 мг/кг) или гипоксеном (14,5 мг/кг) повышало (но не нормализовало) функциональную активность нейтрофилов, развитие гуморального иммунного ответа и гиперчувствительности замедленного типа. Совместное применение рибоксина (1 мг/кг) с кудесаном (0,25 мг/кг) нормализовало показатели фагоцитарно-метаболической активности нейтрофилов и иммунологической реактивности прогретых животных.

6. Рибоксин (2 мг/кг) снижал активность ферментов плазмы, характеризующих выраженность цитолитического синдрома гепатоцитов, кудесан (0,5 мг/кг) уменьшал содержание продуктов обмена липидов, совместное применение препаратов нормализовало величины определявшихся биохимических показателей прогретых животных. Комбинация рибоксин (1 мг/кг) + кудесан (0,5 мг/кг) отменяла иммуносупрессирующую активность легких эритроцитов и индуцировала появление иммуностимулирующих свойств у тяжелых эритроцитов прогретых животных.

7. Сочетание милдроната (2,5 мг/кг) с гипоксеном (14,5 мг/кг) усиливало, но не нормализовало фагоцитарно-метаболическую активность нейтрофилов и иммунологическую реактивность прогретых крыс. Препараты индуцировали появление иммуномодулиругощих свойств у тяжелых эритроцитов. Совместное введение милдроната (2,5 мг/кг) или гипоксена (5 мг/кг) с гиалуронидазой (1 ИЕ), лизоцимом (0,5 мг/кг) или эссенциале (2,5 мг/кг) вызывало после прогревания более выраженное повышение иммунологической реактивности, чем применение каждого препарата в отдельности.

8. Эритроциты прогретых крыс, получавших милдронат с гипоксеном, индуцируют образование у кроликов антител, которые при интракорпоральном введении нормализуют угнетенные прогреванием функционально-метаболическую активность нейтрофилов, а также развитие гуморального иммунного ответа, гиперчувствительности замедленного типа. Экстракорпоральная обработка такими антителами эритроцитов или стромы эритроцитов крыс, получавших милдронат и гипоксен, значительно увеличивают их иммуномоду-лирующее действие.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

Следует рекомендовать проведение клинической апробации иммуномо-дулирующей и гепатопротекторной эффективности сочетанного применения рибоксина и милдроната, рибоксина и кудесана, милдроната и гипоксена для фармакологической коррекции функций нейтрофилов, эритроцитов, тромбоцитов при тепловом нарушении гомеостаза.

Учитывая возможность синергичного действия рибоксина и кудесана, а также милдроната и гипоксена в отношении их иммунометаболических эффектов, целесообразно дальнейшее исследование комбинаций регуляторов энергетического обмена с антигипоксантами, превосходящих эффекты раздельного применения.

Принимая во внимание наличие иммунотропного, антиоксидантного, ан-тигипоксического и гепатопротекторного эффектов у регуляторов энергетического обмена, целесообразно дальнейшее изучение фармакологических эффектов других представителей этой группы при тепловых поражениях.