Вплив інтервального гіпоксичного тренування на етаноліндуковані порушення пероксидних та антиоксидантних процесів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Інститут фізіології імені О.О. Богомольця

УДК: 612.22-06: (612.015.11:547.262)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Вплив інтервального гіпоксичного тренування на етаноліндуковані порушення пероксидних та антиоксидантних процесів

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

Козак Лілія Петрівна

Київ 2003

Загальна характеристика роботи

Cпіввідношення про- і антиоксидантних процесів у тканинах тварин з різною резистентністю до етанолу на ранніх етапах його впливу. Для визначення резистентності щурів до етанолу використали тест на тривалість етаноліндукованого сну. З цією метою щурам вводили 25 %-ний розчин етанолу (4 г/кг маси, доочеревно), реєстрували час перебування тварин у боковому положенні, на основі тривалості якого тварин поділили на короткосплячих (КСп) (тривалість сну - 15±5 хв) і довгосплячих (ДСп) (тривалість сну - 155±15 хв). Виявлено, що 70 % щурів даної популяції є довгосплячими. Через тиждень після етаноліндукованого сну виявляли індивідуальну стійкість тварин до гіпоксії. Встановлено, що ДСп тварини характеризуються зниженою резистентністю до гіпоксичного навантаження. Час перебування ДСп на “висоті” був у межах від 40±5 сек до 180±10 сек, а у короткосплячих - від 420±15 сек до 660±15 cек. Через два дні після поділу щурів на групи КСп і ДСп, вони як єдине джерело пиття отримували 15 % -ний розчин етанолу впродовж 30 днів. У експериментах для вивчення впливу ІГТ використовували ДСп тварин. Десятиденне ІГТ ДСп щурів супроводжувалося зростанням резистентності до гіпоксії. Це виявлялося у збільшенні часу перебування на “висоті” (480±20 сек після ІГТ порівняно із 120±30 сек до сеансів ІГТ). При цьому достовірно зменшувалася тривалість етаноліндукованого сну до 25±5 хв. Нами встановлено зворотню кореляцію між резистентністю до гіпоксії і тривалістю етаноліндукованого сну (r= - 0,609, р<0,05).

Досліджено, що 30-ти денне вживання етанолу короткосплячими щурами призводить до зниження вмісту МДА у сироватці крові на 30,5 %, а концентрація ДК зростає на 37 % відносно контролю, що може бути пов'язане з розбалансуванням у різних ланках системи ліпопероксидації. Спостерігається зменшення вмісту в-ліпопротеїнів вдвічі, а також зменшення відсотку пероксидного гемолізу еритроцитів (ПГЕ). Наші спостереження співпадають з даними інших авторів, які відмічають зменшення вмісту МДА у крові, зниження ПГЕ у хворих хронічним алкоголізмом, і пояснюють це змінами складу ліпідів у мембранах еритроцитів, збільшенням вмісту холестерину та зменшенням ступеня ненасиченості жирних кислот фосфоліпідів у мембранах клітин (Лапинский А.Г. и соавт., 1989). Такі зміни в складі ліпідів мембран, на думку авторів, зменшують здатність ліпідів до радикалоутворення та компенсують розріджуючу дію етанолу на мембрани клітин (Сторожок С.А. і співавт., 2001). Інші дослідники пов'язують феномен зниження вмісту ТБК-активних продуктів з потенційною роллю етанолу як скавенджера вільних радикалів кисню (Inоmata Т. et al, 1987). За даних умов активність СОД зростає на 42 %. Концентрація загальних SH-груп у крові КСп залишалася незмінною щодо контролю, кількість небілкових SH-груп зростала у 2 рази.

У ДСп щурів дія 15 %-ного розчину етанолу впродовж 30 днів призводить до зниження в крові активності ферментів антиоксидантного захисту - СОД, КАТ, ГПО, відповідно, на 55 %, 18 %, 51 %. При цьому не відмічено істотних змін вмісту МДА та зафіксовано достовірне зниження (на 43 %) рівня ДК, що можна пов'язувати із залученням їх у обмінні процеси ліпідної пероксидації. Зростає вміст в-ЛП, очевидно, внаслідок мобілізації ліпідвмісних субстратів для енергозабезпечення.

У тканині печінки КСп під впливом етанолу інтенсивність ПОЛ достовірно підвищується, що відбувається на тлі зниження активності СОД (на 32 %), зростання активності КАТ (на 14 %) та І_АОА (на 17,5 %), стосовно контролю. За цих умов зафіксоване зниження концентрації небілкових SH-груп та незначне збільшення білкових -- з 20,88±0,15 у контролі до 22,16±0,17 (мкмоль/мл) у досліді (р<0,05). Це може свідчити, по-перше, про активне використання для інактивації вільнорадикальних процесів низькомолекулярних SH-вмісних компонентів цитоплазми (в першу чергу, глутатіону), а, по друге, про їх залучення до ресинтезу білкових молекул. У тканині печінки ДСп, після 30-ти денної алкоголізації, відмічено зростання концентрації як початкових (ДК), так і проміжних продуктів ПОЛ (МДА) на 80 % та 42 %, відповідно, щодо контролю. При цьому зафіксовано зменшення активності КАТ та ГПО на 15 % та 37 %, відповідно, активності СОД - на 19 %, І_АОА - на 27 %, відносно контрольних значень. Посилення процесів ліпопероксидації за умов дії етанолу в печінці - органі, в якому відбувається окиснення основної маси алкоголю, що надходить в організм, - може бути опосередковане зростанням кількості відновлених еквівалентів, які утворюються під час метаболізму етанолу або ж продукту його окиснення - оцтового альдегіду, в результаті метаболізму якого утворюється гідроксильний радикал - основний індуктор ПОЛ (Пронько П.С. та ін., 1999).

У тканині мозку КСп тварин спостерігається збільшення рівня МДА на 29% (менш виражене, ніж у тканині печінки). Відмічено зменшення активності СОД на 24 %. На відміну від печінки, в гомогенатах мозку зафіксоване достовірне зниження каталазної активності, яка становить 63 % від контролю. Концентрація небілкових SH-груп вірогідно зросла з 2,9±0,15 до 4,5±0,63 (мкмоль/г) (р<0,05). Підвищення концентрації небілкових сульфгідрильних груп у крові та гомогенатах мозку КСп тварин, 95 % яких, судячи з даних літератури, представлено SH-групами глутатіону, є, на наш погляд, опосередкованим свідченням мобілізації антиоксидантної системи за рахунок активації системи глутатіону. У тканині мозку ДСп тварин, які зазнали впливу етанолу, дані майже аналогічні до результатів, отриманих нами для гомогенатів печінки щурів цієї групи. Зокрема, спостерігається збільшення вмісту МДА та ДК (на 50 % та 55 %, відповідно), І_АОА зменшений на 34 %. Проте, на відміну від печінки, в гомогенатах мозку фіксується суттєве зниження активності КАТ (на 48 %) та незначне зменшення активності СОД і ГПО. Значна чутливість мозку до пероксидних процесів може бути зумовлена високим споживанням кисню, великою кількістю субстратів, які легко підлягають окисненню (поліненасичені жирні кислоти, біогенні аміни), низькою активністю деяких антиоксидантних ферментів, особливо, каталази. Тридцятиденне вживання довгосплячими щурами етилового спирту супроводжується достовірним зменшенням у крові щурів величини коефіцієнтів СОД/МДА і КАТЧСОД/МДА на 54 % і 62 % відповідно. У короткосплячих тварин відношення СОД/МДА у крові зростає у 2 рази відносно контролю. Також спостерігається збільшення коефіцієнта КАТЧСОД/МДА на 83 %.

Отже, хронічна алкоголізація тварин з різною резистентністю до етанолу зумовлює активацію вільнорадикальних пероксидних процесів у тканинах печінки та мозку щурів обох груп та зниження ТБК-активних продуктів у крові, більш виражене у короткосплячих. Тварини різних груп відрізняються потужністю та специфікою антиоксидантного захисту в досліджуваних тканинах, яка виявляється в крові КСп у переважному функціонуванні СОД і неферментативної антиоксидантної системи (І_АОА, небілкові SН-групи) і вищому рівні КАТ та І_АОА у тканині печінки КСп щурів. Виходячи з перебігу метаболічних перетворень при формуванні пристосувальних реакцій до впливу алкоголю і враховуючи адаптаційний резерв досліджуваних систем, більш сприятливою у відношенні розвитку компенсаторних процесів є група короткосплячих тварин.

Стан кисеньзалежного метаболізму у хворих з алкогольною інтоксикацією. Нами було проведене комплексне дослідження крові та слини хворих алкоголізмом. Обстежених розділили на дві групи залежно від рівня малонового діальдегіду при алкогольній інтоксикації. Першій групі хворих властивий підвищений рівень МДА (на 44 % щодо норми) на тлі вірогідно вираженого зростання активності СОД (на 75 %) та ГПО (на 46 %). Активація ферментів антиоксидантного захисту в крові є, очевидно, компенсаторною реакцією, спрямованою на підтримання гомеостазу організму. З цими змінами корелюють показники молочної та сечової кислот, незначне зниження вмісту яких щодо норми є, в комплексі з попередньо описаними змінами, свідченням активного залучення оксидазних реакцій до адаптаційно-компенсаторних процесів організму. У хворих цієї групи спостерігали зниження вмісту одного з основних компонентів неферментативного антиокиснювального захисту - аскорбінової кислоти в слині, що може бути наслідком активного залучення її у відновні процеси або порушення її обміну. Останнє корелює з даними Шугалей Ю.С. та ін. (1986), згідно з якими хронічна алкогольна інтоксикація, підвищуючи вміст аскорбінової кислоти в тканинах (нирки, головний мозок), різко знижує його концентрацію в плазмі крові.

У другій групі хворих зафіксоване істотне зниження вмісту МДА у крові порівняно з нормою, причому на тлі виснаження ферментативних антиокиснювальних систем - зниження СОД в 2,7 разу, а ГПО - в 1,6 разу. Пригнічення активності антиоксидантних ферметів у ІІ групі хворих свідчить про можливий зрив адаптивно-компенсаторних процесів на метаболічному рівні. Водночас вміст аскорбінової кислоти в слині хворих достовірно знижений. Підвищення вмісту молочної та сечової кислот (у 1,5 разу і на 58 %, відповідно) може бути свідченням пригнічення аеробних реакцій енергетичного забезпечення за цих умов. Отримані нами дані підтверджують виявлені раніше низкою авторів значні порушення метаболізму молочної та сечової кислот у крові при алкогольному ураженні печінки (Lieber C.S., 1997; Mitchell D.J. et al. , 1989). На наш погляд, більш прогностично несприятливою є друга група хворих, оскільки тривале пригнічення оксидазних реакцій енергетичного обміну не створює умов для утилізації різних недоокиснених метаболітів і продуктів їх реакцій і цим самим виснажує енергокомпенсаторні процеси, які забезпечують стабілізацію клітинних мембран та індукцію ферментів антиокиснювального захисту. Така метаболічна ситуація схожа з виявленими нами змінами обмінних процесів у групі довгосплячих тварин після 30-ти денного споживання алкоголю (рис 1, 2). Отримані результати обгрунтовують доцільність включення у комплексну корекцію етаноліндукованих змін, окрім специфічних засобів, методів, спрямованих на нормалізацію кисеньзалежного метаболізму.

Роль окисного метаболізму в формуванні адаптаційного ефекту за умов впливу етанолу та коригуючої дії інтервального гіпоксичного тренування. Встановлено, що адаптація до десятиденного курсу ІГТ у контрольних щурів призвела до збільшення в крові активності СОД на 18,5 %, ГПО - на 57,8 %, КАТ - на 37 %, зростання загальної АОА на 14,9 % відносно контролю при зменшеному вмісті продуктів ПОЛ (табл.). Підвищення потужності антиоксидантного потенціалу виявляється також у істотному збільшенні в крові коефіцієнтів СОД/МДА, КАТЧСОД/МДА, які відображають динамічну рівновагу в системі про- та антиоксидантних процесів. Таку спрямованість метаболічних процесів ми розглядаємо як прояв мобілізаційного ефекту всіх ланок ферментативного компоненту антиоксидантного захисту на короткотривалі гіпоксичні впливи.

Використання ІГТ у алкоголізованих тварин призводить до зменшення в крові МДА як щодо контролю, так і по відношенню до тварин, які споживали етанол. При цьому зафіксовано збільшення активності СОД майже у 2 рази та зростання каталазної активності на 42 % відносно алкоголізованих тварин. Зниження вмісту ТБК-активних продуктів, ймовірно, обумовлене як зростанням активності, так й індукцією систезу ферментів АОЗ. Застосування гіпокситерапії в групі тварин з хронічною алкоголізацією супроводжується зростанням величини коефіцієнтів СОД/МДА, КАТЧСОД/МДА у 2,8 разу та 3,8 разу, відповідно. При цьому активність ГПО знаходиться на рівні показників алкоголізованих щурів, хоча ІГТ контрольних щурів призводило до зростання активності цього ферменту. Враховуючи корпоративні зв'язки між активністю основних ферментів АОЗ, можна припустити, що малий ступінь відновлення активності ГПО компенсується зростанням активності каталази і СОД.

Нами виявлено зниження вмісту -ліпопротеїнів у контрольній та дослідній групах за умов впливу ІГТ. Оскільки -ЛП є основною транспортною формою жирів ендогенного походження та містять у своєму складі важливі енергетичні (поліненасичені жирні кислоти) та пластичні речовини (холестерин, фосфоліпіди), можна зробити висновок, що вищеописана метаболічна перебудова свідчить про збільшення внеску ліпідів у енергетику організму і спрямована на збереження гомеостазу за умов гіпоксії (Стрелков Р.Д., Чижов А.Я., 2002).

Таблиця. Зміни біохімічних показників у крові довгосплячих щурів за умов дії інтервального гіпоксичного тренування (10 сеансів) після 30-денного вживання етанолу (M±m, n=10)

Примітка: * - вірогідність (р<0,05) стосовно контролю;

- вірогідність (р<0,05) стосовно групи тварин за умов впливу етанолу;

- вірогідність (р<0,05) стосовно групи тварин за умов дії ІГТ

При застосуванні ІГТ у печінці алкоголізованих тварин відстежені достовірні зміни активності ферментів - збільшення активності КАТ на 27 % порівняно з контролем та на 50 % порівняно з алкоголізованими тваринами, підвищення активності ГПО на 24 % відносно контролю і майже у 2 рази відносно щурів з 30-тиденним впливом етанолу. Значна інтенсифікація активності ГПО за даних умов пов'язана з тим, що у тканині печінки ГПО функціонує не лише як фактор антиоксидантного і антиперекисного захисту, але і як компонент системи детоксикації.

У алкоголізованих тварин після сеансів ІГТ значною мірою посилюється виведення з сечею 4-аміноантипірину в порівнянні з контрольною групою та групою з тривалою дією етанолу (у 1,9 разу та 1,2 разу, відповідно). Посилення екскреції амінопохідного метаболіту амідопірину вказує на мобілізуючий ефект ІГТ по відношенню до ферментів монооксигеназної системи печінки. Активність специфічного ферменту печінки - гамаглутамілтранспептидази (ГГТП) за умов хронічної алкогольної інтоксикації зростала у 2,4 разу в порівнянні з контролем, що ми пов'язуємо як із звільненням мембранозв'язаної ГГТП, так і з індукцією синтезу ферменту алкоголем. Застосування у контрольних щурів ІГТ супроводжується зниженням активності ГГТП стосовно контролю, а ІГТ після 30-тиденного вживання алкоголю призводить до зниження активності ГГТП відносно групи алкоголізованих тварин.

Встановлено, що ІГТ контрольних щурів у гомогенатах мозку призводить до зменшення вмісту ДК удвічі порівняно з контролем. Поряд з цим спостерігається тенденція до зниження МДА. Зафіксовано достовірне підвищення І_АОА - на 24 % відносно контрольних значень. Застосування ІГТ у алкоголізованих тварин супроводжувалося зменшенням вмісту МДА у гомогенатах мозку на 25 %, ДК - на 46,5 % порівняно з тваринами з хронічним впливом етанолу. Встановлено підвищення І_АОА як відносно контролю, так і стосовно алкоголізованих тварин, а також збільшення активності СОД, ГПО та КАТ на 27 %, 66 %, 52 %, відповідно, відносно щурів за умов впливу етанолу. Підвищення активності КАТ у гомогенаті печінки та мозку алкоголізованих тварин з використанням ІГТ на фоні відсутності збільшення концентрації продуктів ПОЛ може мати захисний ефект. Відомо, що впродовж кожного сеансу гіпоксії спостерігається збільшення ступеня відновленості носіїв мітохондріального дихального ланцюга, а поява достатньо високих концентрацій кисню в оточуючому середовищі при наступній реоксигенації (в період “спуску” в барокамері) створює сприятливі умови для утворення вільних радикалів. Найбільше значення в цьому процесі має пероксид водню, тому каталаза, яка стимулює його розклад, володіє антигіпоксичним ефектом (Лукьянова Л.Д., 1982). Кооперативно з нею функціонують супероксиддисмутаза та глутатіонпероксидаза, тому збільшення активності цих ферментів має компенсаторний характер.

Про участь у перебігу вільнорадикальних реакцій метаболітів NO свідчить зростання концентрації нітрит-іонів у гомогенатах мозку щурів з алкогольною інтоксикацією, оскільки цим сполукам властива здатність у відповідних концентраціях впливати на функцію мембранозалежних ферментних систем (Реутов В.П., 1997). З літератури відомо, що адаптація до ІГТ супроводжується посиленням синтезу NO та вивільненням додаткового NO з депо (Манухина Е.Б. и соавт., 2000). В наших дослідженнях спостерігається збільшення концентрації нітритів на 32 % відносно контролю. Застосування ІГТ у алкоголізованих тварин супроводжується зростанням вмісту метаболітів оксиду азоту як по відношенню до контролю (на 25 %), так і по відношенню до тварин з хронічною алкогольною інтоксикацією (на 20 %).

Відомо, що структурні зміни в організмі залежать від стану енергетичного і пластичного обміну, а адекватна регуляція енергетичного обміну визначає стійкість організму до екстремальних умов (Тимочко М.Ф. 1998; Березовський В.Я., 2000; Лебкова Н.П., 2000). Однією з важливих характеристик інтенсивності окисного метаболізму є концентрація лактату та пірувату в крові та тканинах. Це і спонукало нас до визначення вмісту метаболітів окисно-відновних реакцій за умов впливу етанолу та при застосуванні ІГТ. Нами виявлено достовірне збільшення концентрації лактату та пірувату в крові та тканинах печінки алкоголізованих тварин, що може вказувати на пригнічення окисних процесів у циклі Кребса та активацію гліколітичних реакцій. ІГТ нормалізує вміст молочної та піровиноградної кислот як у крові, так і в тканинах печінки. Отже, головним ефектом коригуючого впливу ІГТ у алкоголізованих тварин, виходячи з результатів наших досліджень, є активація антиокиснювальних ферментів і залучення в метаболічні перетворення недоокиснених продуктів вуглеводної та ліпідної природи, що сприяє нормалізації ПОЛ та вмісту продуктів гліколізу.

Зміни ультраструктури гепатоцитів та синусоїдних гемокапілярів печінки щурів за умов хронічного впливу етанолу та застосування інтервальної гіпоксії. Досліджено, що споживання 15 % розчину етанолу впродовж 30 днів призводить до пошкоджень ультраструктур синусоїдних гемокапілярів, жовчних капілярів та гепатоцитів тканин печінки довгосплячих щурів. Цитоплазма біліарного полюса гепатоцитів вміщує гіпертрофований комплекс Гольджі, дрібні мітохондрії, що мають дезорганізовані кристи, матрикс та частково розпушену зовнішню та внутрішню мембрани, що згідно з даними літератури може свідчити про деенергізацію мітохондрій (Кондрашова М.Н., 2000). Ендоплазматичний ретикулум, що прилягає до таких мітохондрій, представлений видовженими каналами, що в більшості випадків мають розпушені мембрани. Глікоген, який оточує комплекс Гольджі та прилеглі до нього мітохондрії, не має чітко вираженої гранулярної будови. Описані ультраструктурні зміни можуть характеризувати певні стадії апоптозу, які розвиваються за умов дії екстремальних факторів з метою запобігання неконтрольованого поширення деструктивних змін і можуть бути структурно-метаболічною основою для підтримання компенсаторних процесів у сусідніх ділянках цілісної тканини (Скулачев В.П., 2000).

У тканинах печінки щурів, тренованих методом інтервальної гіпоксії, збережені печінкові балки та синусоїдні гемокапіляри. Поміж мітохондрій в безпосередній близькості до розширених каналів агранулярного ендоплазматичного ретикулуму знаходиться велика кількість пероксисом та скупчень глікогену. Мітохондрії, зазвичай, мають дрібнозернистий матрикс та чітко виражені кристи, внутрішню та зовнішню мембрани. При цьому просвіти синусоїдних гемокапілярів майже не відрізнялись від інтактних, хіба що більшою кількістю еритроцитів. Ультраструктура тканин печінки контрольних тварин за умов ІГТ вказує на компенсаторно-функціональне забезпечення органел клітин, індуковане короткотривалими змінами режимів кисневого постачання. У першу чергу, це стосується кисеньутилізуючих та продукуючих органел - мітохондрій та пероксисом, які знаходяться у тісному функціональному взаємозв'язку зі синтезуючими системами ендоплазматичного ретикулуму. Судячи з представлених результатів, обраний режим тренування не має уражуючого впливу, свідченням чого є підтримання структурно-функціональної цілісності клітинних та субклітинних компонентів печінки.

За умов впливу інтервальної гіпоксії у тварин з хронічною дією етанолу печінкові балки та синусоїди збережені. Просвіти синусоїдів є розширеними, а їх стінка утворена ендотеліальними клітинами з дещо зниженою електронною щільністю цитоплазми. Цитоплазма наповнена значною кількістю структурованих мітохондрій, гранулярним ендоплазматичним ретикулумом, пероксисомами, розширеними цистернами комплексу Гольджі, що вказує на їх посилене функціонування. Все вище сказане може бути свідченням активного перебігу компенсаторних процесів, спрямованих на забезпечення енергетичного та пластичного гомеостазу клітин печінки.

Біохімічні особливості етанольної інтоксикації щурів при застосуванні інтервального гіпоксичного тренування на початку алкоголізації. Детальний аналіз результатів досліджень не виявив істотної різниці між показниками ТБК-активних продуктів у крові, гомогенатах печінки і мозку тварин у групі з дією ІГТ на початку алкоголізації стосовно тварин з впливом гіпокситерапії після 30-ти денного споживання етилового спирту. Відмінності виявлені щодо активності ферментів антиоксидантного захисту. Проведення ІГТ на початку алкоголізації супроводжується збільшенням активності СОД на 72 %, активності ГПО вдвічі відносно щурів, що споживали етанол впродовж 30-ти днів. Міра активаціії ГПО у крові за умов впливу ІГТ на початку алкоголізації є у 2 рази більшою, ніж у групі з впливом ІГТ після алкоголізації. Відносно активності ферментів антиоксидантного захисту в гомогенатах печінки, то і активність каталази, і СОД зростала відносно контролю у двох групах, з переважанням активації КАТ у групі за умов впливу ІГТ на початку 30-ти денної алкоголізації відносно групи тварин з ІГТ після алкоголізації. Активність ГПО була більшою на 25 % у групі щурів з впливом ІГТ після 30-ти денної алкоголізації відносно групи порівняння. Аналіз стану антиоксидантної системи тканин мозку показав, що активність ферментів КАТ, СОД, ГПО у щурів з гіпокситерапією після алкогольної інтоксикації була більшою на 55 %, на 33 %, на 45 %, відповідно, порівняно з щурами з впливом ІГТ на початку алкоголізації. Вміст нітрит-іонів у мозку тварин за умов дії ІГТ на початку алкоголізації не відрізнявся від тварин з ІГТ після хронічного впливу етанолу.

При співставленні результатів досліджень вмісту молочної та піровиноградної кислот у крові виявлено деякі особливості в залежності від досліджуваної групи. За умов впливу ІГТ після 30-ти денної алкоголізації спостерігається збільшення концентрації молочної та піровиноградної кислот на 10 % та у 2 рази, відповідно, відносно групи з впливом ІГТ на початку алкоголізації. Отримані результати свідчать про компенсаторне енергозабезпечення за рахунок активації гліколітичних реакцій у групі з дією ІГТ вкінці алкоголізації. Аналіз перебігу компенсаторно-пристосувальних змін у досліджуваних тканинах щурів груп порівняння виявив позитивний ефект ІГТ, застосованого у різні періоди споживання етилового спирту тваринами. Встановлено нормалізацію порушених, внаслідок впливу етанолу, процесів ліпопероксидації, яке забезпечується активацією різних ланок антиоксидантного захисту досліджуваних тканин обох груп щурів.

Як видно з рисунку 1, динаміка споживання тваринами 15 %-ного розчину етанолу як єдиного джерела пиття мала двофазний характер. Перший максимум споживання етанолу спостерігається на 5-тий день, другий, більш виражений - на 15-ий день експерименту.

Рис. 1. Динаміка споживання 15 %-ного розчину етанолу щурами, які підлягали впливу інтервального гіпоксичного тренування на початку алкоголізації.

Очевидно, до 5 днів проходить процес звикання до етилового спирту, а після 10 днів алкоголізації, ближче до 15-го дня, формується виражений потяг до алкоголю, що супроводжується збільшенням дози етанолу, який тварини споживають. Не дивлячись на плавне зниження кривої споживання етанолу після 15-того дня, кількість випитого спирту в цей період була більшою, ніж у період звикання. У групі тварин, які починали вживати етанол одночасно з сеансами ІГТ, рівень його споживання поступово підвищується, але в значно меншій мірі, ніж без ІГТ, і сягає максимуму на 10-тий день. Очевидно, це пояснюється тим, що внаслідок проведення сеансів ІГТ формується виражений потяг до алкоголю повільніше, на відміну від групи тварин, які лише вживали етанол. На 15-тий день експерименту зареєстровано другий пік споживання етилового спирту, після чого, починаючи з 17-того дня, спостерігається різке зменшення, а з 20-того - плавне наростання кількості випитого етанолу в групі алкоголізованих тварин, які піддавались дії ІГТ, яка значно менша, ніж відповідні показники у тварин з алкогольною інтоксикацією.

Аналізуючи процес споживання розчину етилового спирту тваринами, можна зробити висновок, що при даній моделі у тварин спостерігається виражений потяг до алкоголю. Процес двофазний, що, очевидно, відображає етапність алкоголізації, яку спостерігали також Буров Ю.В., Ведерникова Н.Н. (1985). Застосування на початку алкоголізації як протекторного засобу методу ІГТ відтерміновує фазу формування вираженого потягу до етанолу та зменшує кількість добового споживання спирту.

Отже, на основі результатів проведених досліджень у тварин з хронічною алкогольною інтоксикацією виявлені різні типи кисеньзалежного метаболізму з характерним співвідношенням оксидазних і оксигеназних реакцій, що може бути використано для метаболічної оцінки і розробки адекватних схем корекції. Позитивний ефект профілактичного та лікувального застосування ІГТ на ранніх стадіях алкогольної інтоксикації пов'язаний із мобілізацією систем антиоксидантного захисту, оптимізацією аеробного та анаеробного метаболізму, що забезпечує структурно-функціональну основу адаптивно-компенсаторних процесів.

Висновки

1. Хронічна алкогольна інтоксикація тварин з різною резистентністю до етанолу зумовлює активацію вільнорадикальних пероксидних процесів у тканинах печінки та мозку коротко- та довгосплячих щурів і зниження ТБК-активних продуктів у крові, більш виражене у короткосплячих тварин.

2. Коротко- та довгосплячі тварини з хронічною алкогольною інтоксикацією різняться потужністю та специфікою антиоксидантного захисту в досліджуваних тканинах. У крові короткосплячих щурів відмічено активацію супероксиддисмутази та мобілізацію неферментативної ланки антиоксидантного захисту, судячи з рівня небілкових SН-груп, на відміну від різкого зниження активності супероксиддисмутази та глутатіонпероксидази у довгосплячих. Для тканин печінки короткосплячих щурів властива підвищена активність каталази одночасно з вищим рівнем індексу антиокисної активності як в печінці, так і в мозку, що вказує на потужніший антиоксидантний потенціал тканин короткосплячих щурів.

3. Тридцятиденна алкогольна інтоксикація довгосплячих щурів призводить до зростання активності гамаглутамілтранспептидази у крові та вмісту нітрит-іонів у тканині мозку. Зафіксовано нагромадження продуктів анаеробного гліколізу - молочної та піровиноградної кислот, що свідчить про пригнічення процесів аеробного енергозабезпечення.

4. Морфологічні зміни тканин печінки довгосплячих щурів з алкогольною інтоксикацією полягають у частковій дезорганізації ультраструктури гепатоцитів, що виявляється у високій насиченості цитоплазми ліпопротеїновими краплями, деструктуризації внутрішньоклітинних органел, зокрема мітохондрій і пероксисом, а також порушенні мікроциркуляторних процесів у гемокапілярах та жовчних протоках печінки щурів.

5. У залежності від рівня малонового діальдегіду встановлено дві групи хворих алкоголізмом: перша група - з підвищеним рівнем малонового діальдегіду на тлі зростання активності супероксиддисмутази і глутатіонпероксидази, зниження вмісту сечової та молочної кислот; друга - зі зниженим вмістом малонового діальдегіду на тлі виснаження активності ферментативної антиоксидантної системи та підвищеного вмісту молочної і сечової кислот.

6. Встановлено, що довгосплячі тварини характеризуються низькою резистентністю до гіпоксії. Десятиденне інтервальне гіпоксичне тренування довгосплячих щурів супроводжувалося зростанням резистентності до гіпоксії та зменшенням тривалості етаноліндукованого сну.

7. Інтервальне гіпоксичне тренування у довгосплячих тварин з хронічною алкогольною інтоксикацією нормалізує інтенсивність ліпопероксидації в усіх досліджуваних середовищах, підвищує потужність антиоксидантного захисту, що проявляється в збільшенні активності каталази, супероксиддисмутази, глутатіонпероксидази у крові, гомогенатах печінки та мозку, зменшує вміст молочної кислоти, мобілізує систему оксиду азоту та монооксигеназну систему печінки.

8. Використання інтервального гіпоксичного тренування усуває етаноліндуковані пошкодження тканин печінки за рахунок стабілізації мембран і збільшення кількості задіяних у кисеньзалежний метаболізм органел - мітохондрій і пероксисом, що забезпечує спряженість оксидазних і оксигеназних процесів та підвищення ефективності утилізації етанолу.

9. Застосування на початку алкогольної інтоксикації, як протекторного засобу, інтервального гіпоксичного тренування відтерміновує фазу формування вираженого потягу до етанолу та зменшує кількість його добового споживання, а також забезпечує вищу потужність антиоксидантного захисту в крові відносно тварин, у яких ІГТ було застосовано після алкогольної інтоксикації.

Список опублікованих за темою дисертації робіт

1. Козак Л.П., Коник У.В., Кобилінська Л.І., Тимочко М.Ф. Особливості порушення метаболічних процесів при алкоголізмі // Експерим. та клін. фізіологія і біохімія. - 1997. - Т.2. - С. 205-208.

2. Козак Л.П., Терлецька О.І., Ковальчук С.М. Роль окисного метаболізму у формуванні адаптаційного ефекту за умов впливу етанолу та коригуючої дії імпульсного гіпоксичного тренування // Фізіол. журн. - 2002. - Т.48, №6. - С. 73-78.

3. Козак Л.П. Біохімічні особливості динаміки алкоголізації щурів за умов дії імпульсного гіпоксичного тренування // Експерим. та клін. фізіологія і біохімія. - 2002. - №2. - С. 35-38.

4. Козак Л.П., Коник У.В., Паніна Л.В., Ковальчук С.М., Терлецька О.І., Алексевич Я.І., Тимочко М.Ф. Зміни прооксидантно-антиоксидантної рівноваги на початкових етапах формування алкогольної залежності у експериментальних тварин // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини ім.С.З.Гжицького. - 2000. - Т.2, №2 (ч.2). - С. 126-129.

5. Козак Л.П., Коник У.В., Тимочко М.Ф., Алексевич Я.І., Данієль Де Агіар А.М., Сапожак М.А. Особливості порушення механізмів киснезалежних реакцій під час алкогольної інтоксикації // Експерим. та клін. фізіологія і біохімія. - 2000. - №1. - С. 43-47.

6. Кozak L.P., Aleksevich Ya.I., Terletskaya O.I., Kovalchuk S.M., Antoniv O.I., Kobylinskaya L.I., Kovalenko E.A. A system of pro- and antioxidant balance during adaptation to periodical hypoxia under alcohol intoxication // Hypoxia Medical J. - 2000. - №3-4. - Р. 34-36.

7. Кozak L.P., Aleksevich Ya.I. Oxygen-dependent metabolism in experimental animals with alcohol intoxication // Book of abstracts. The 43^rd International Institute on the Prevention and Treatment of Dependencies. - Bahrain, 2000. - P. 8.

8. Паніна Л.В., Козак Л.П., Коник У.В., Алексевич Я.І., Ковальчук С.М., Терлецька О.І. Роль киснезалежних реакцій у формуванні ранньої неспецифічної наркотичної та алкогольної інтоксикації // Фізіол. журн. - 2000. - Т. 46, №46. - С. 34.

9. Тимочко М.Ф., Терлецька О.І., Ковальчук С.М., Козак Л.П., Паніна Л.В. Інтегративні біохімічні тести в оцінці спрямованості патологічного процесу // VIII Конгрес Світової Федерації Українських лікарських товариств. Тези допов. - Львів, 2000. - С. 458-459.

10. Козак Л.П., Конык У.В., Алексевич Я.И. Влияние хронической алкогольной интоксикации на параметры липопероксидации и антиоксидантной защиты в различных тканях экспериментальных животных // Механизмы функционирования висцеральных систем. Тез. докл. междунар. конф. посвященная 75-летию со дня рождения А.М.Уголева. - Санкт-Петербург, 2001. - С. 178-179.