На правах рукописи Аккизов Азамат Юсуфович ДЕЙСТВИЕ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ

На правах рукописи
Аккизов Азамат Юсуфович
ДЕЙСТВИЕ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ
АНТИОКСИДАНТОВ
НА ПЕРИФЕРИЧЕСКОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ
ЧЕЛОВЕКА
Специальность 03.00.13 – физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Майкоп – 2008
2
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный
университет им. Х.М.Бербекова»
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор
Шаов Мухаммед Талибович
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор
Бутова Ольга Алексеевна
кандидат биологических наук, профессор
Думбай Виталий Николаевич
Ведущая организация:
Пятигорская государственная фармацевтическая
академия
Защита диссертации состоится 24 декабря 2008 года в 13-00 часов
на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 по защите диссертаций на
соискание ученой степени доктора и кандидата биологических наук при
Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика
Адыгея, г. Майкоп, ул. Университетская, 208, конференц-зал.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Адыгейского
государственного университета
Автореферат разослан «23» ноября 2008 г.
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В связи с научно-техническим прогрессом
человек оказался в среде обитания, в значительной степени сформированной им
самим. Это привело к напряжению и изменению нормального функционирования адаптационных механизмов его организма (О.А. Бутова, 2005). В современных экологических условиях, вероятность возникновения в человеческом
организме острого или хронического истощения антиоксидантной системы, достаточно велика (В.А. Дадали, В.Г. Макаров, 1999; Н.А. Агаджанян, В.И. Торшин, 1994; А.В. Шабров и соавт.; 2003; П.А. Калиман, 2005).
Окислительный стресс является причиной возникновения и развития подавляющего большинства заболеваний, в том числе и сердечно-сосудистых патологий (Р.Г. Биктемирова, А.Р. Мухамедиева, 2005; Л.Е. Назарова и др., 2005).
Активные формы кислорода (АФК) и перекисное окисление липидов (ПОЛ), на
фоне истощения антиоксидантной системы, рассматриваются как основной
фактор, повреждающий биологические мембраны при окислительном стрессе.
Поддержание динамического равновесия между прооксидантной и антиоксидантой системами организма человека, в условиях напряжения его адаптационных механизмов, во многом зависит от функционирования сердечнососудистой системы (ССС). Важную роль в поддержании гомеостаза играет регионарная гемодинамика: активные реакции периферических артериальных сосудов вносят существенный вклад в формирование величины суммарного сопротивления ССС (С.В. Куприянов, В.С. Куприянов, Л.М. Семенова, 2005).
Реакции периферического звена ССС являются информативными гемодинамическими показателями, позволяющими оценивать протекающие в организме
адаптационные процессы. С помощью системы пульсометрических датчиков и
компьютера можно исследовать работу не только ССС, но и других органов.
Периферическая пульсовая волна (ПВ) является источником большого объема
информации не только о работе ССС, но и организма в целом (В.С. Сокольский,
2001; В.П. Нестеров, 2005).
4
Исследования в области адаптационной физиологии установили важную
роль некоторых неспецифических метаболитов (О2, СО2, неорганические ионы)
в регуляции периферического кровообращения. Показателем интенсивности
метаболизма клеток и тканей является напряжение кислорода (рО2), которое во
многом определяет реакцию регионарной гемодинамики, т.к. О2 через «сенсоры
О2» непосредственно регулирует просвет артериол. Величина внутриклеточного и тканевого рО2 зависит от многих факторов, в том числе от обеспеченности
организма природными и синтетическими антиоксидантами (Недогода и др.,
2002; Лопатин и др., 2004; Илюхин и др., 2005). Остается малоизученным вопрос о роли антиоксидантов (АО) в метаболической регуляции периферического кровообращения.
Анализ изложенных выше фактов позволил выявить научное противоречие
между высоким уровнем разработанности общей теории нервно-гуморальной
регуляции ССС и низким уровнем разработанности теории метаболической регуляции периферического кровообращения с помощью АО.
Цель работы: определить закономерности формирования реакции регионарной гемодинамики человека на прием природных и синтетических антиоксидантов, по изменению частоты сердечных сокращений (ЧСС) и параметров
периферической пульсовой волны.
Задачи исследования:
1. Установить действие приема природной комбинации АО – плодов облепихи крушиновидной, на ЧСС и параметры периферической ПВ.
2. Определить влияние приема синтетических АО – основных компонентов
плодов облепихи крушиновидной: β-каротина, α-токоферола и аскорбиновой
кислоты, на параметры гемодинамики.
3. Выявить воздействие приема искусственной комбинации синтетических
АО – препарата «АЕВИТ», на исследуемые параметры гемодинамики человека.
4. Установить особенности формирования реакции регионарной гемодинамики на прием природной и искусственной комбинации АО.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней впервые:
5
- изучены закономерности действия природной комбинации АО − плодов
облепихи крушиновидной на периферическое кровообращение человека по
комплексу гемодинамических показателей: ЧСС и 11 параметров периферической ПВ; показано, что при 10-дневном приеме плодов облепихи крушиновидной происходит заметное усиление периферического кровообращения человека;
- получены результаты влияния синтетических АО – основных компонентов
плодов облепихи крушиновидной (β-каротина, α-токоферола, аскорбиновой
кислоты) на регионарную гемодинамику; установлено, что 10-дневный прием
α-токоферола и аскорбиновой кислоты усиливает периферическое кровообращение, а 10-дневный прием β-каротина, наоборот, ослабляет интенсивность регионарной гемодинамики;
- установлены закономерности действия на регионарную гемодинамику человека искусственной комбинации синтетических АО − препарата «АЕВИТ»;
показано, что 10-дневный прием препарата «АЕВИТ» снижает интенсивность
периферического кровообращения;
- выявлены особенности формирования реакций периферической гемодинамики на прием природной и искусственной комбинации АО; установлено, что
плоды облепихи и препарат «АЕВИТ» проявляют регуляторные свойства быстрее, чем их синтетические компоненты (β-каротин, α-токоферол, аскорбиновая
кислота) отдельно; действие плодов облепихи на периферическое кровообращение, определяется преимущественно влиянием α-токоферола и аскорбиновой
кислоты, причем прием α-токоферола ведет к изменению картины периферической ПВ.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Десятидневный прием плодов облепихи крушиновидной в дозе 3 г/кг сопряжен с быстрым и продолжительным усилением интенсивности периферического кровообращения.
2. Десятидневный прием α-токоферола и аскорбиновой кислоты, в дозах, соответствующих их содержанию в плодах облепихи крушиновидной, сопровож-
6
дается быстрым и продолжительным усилением интенсивности регионарной
гемодинамики. Десятидневный прием β-каротина, наоборот, сопряжен с медленным ослаблением периферического кровообращения.
3. Прием в течение 10 дней искусственной комбинации синтетических АО в
виде препарата «АЕВИТ», сопровождается быстрым и продолжительным снижением интенсивности периферического кровообращения.
4. Комбинации АО (как природные, так и искусственные) проявляют свое
действие на регионарную гемодинамику быстрее, чем их синтетические компоненты отдельно. Действие приема плодов облепихи крушиновидной на периферическое кровообращение преимущественно определяется антиоксидантными
свойствами α-токоферола и аскорбиновой кислоты.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты позволяют сформировать представление о характере регионарных гемодинамических реакций в ответ на воздействие природных и синтетических
АО представленных как индивидуально, так и в комплексе.
Результаты, полученные в ходе данного диссертационного исследования,
раскрывают механизмы, обеспечивающие метаболическую регуляцию регионарной гемодинамики, посредством природных и синтетических АО. Ранее, в
опытах на крысах, было доказано, что исследованные АО значительно меняют
рО2 в нервной и мышечной ткани, стабилизируя флуктуации этого параметра
(О.В. Пшикова, 1996, 1999, 2000). В развитие этих идей, доказано, что 10дневный прием исследованных природных и синтетических АО заметно меняет
показатели периферического кровообращения человека. Исследованные АО,
прямо регулируют периферическое кровообращение человека, приспосабливая
регионарный кровоток к функциональным потребностям ткани или органа. Вегетативное равновесие при этом не нарушается. При приеме данных АО, регулятором кровотока является непосредственно уровень метаболизма клетки, а не
нервно-гуморальная регуляция. Результаты настоящей диссертации подтверждают, расширяют и углубляют положения метаболической теории регуляции
периферического кровообращения.
7
Практическая значимость работы. Исследованные природные и синтетические АО могут быть предложены как регуляторы регионарного кровообращения, что актуально для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний, сопровождающихся гипоксией различного происхождения. Так как прием данных
АО, в указанных дозах и режиме не сопряжен с нарушением вегетативного равновесия, то эти АО могут быть рекомендованы для включения в фармакотерапию пациентов с нарушениями нервной и гуморальной регуляции. Плоды облепихи крушиновидной, α-токоферол и аскорбиновая кислота рекомендуются
как биологически активные вещества, усиливающие периферическое кровообращение, а β-каротин и препарат «АЕВИТ», как вещества с выраженными антигипоксантными свойствами. Все исследованные АО являются безопасными, нетоксичными для организма веществами, которые стабилизируют и нормализуют показатели периферического кровообращения.
Апробация диссертационной работы. Материалы диссертации были доложены на XIX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова (Екатеринбург, 2004), XII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005» (Москва, 2005), Всероссийской конференции
молодых исследователей «Физиология и медицина» (Санкт-Петербург, 2005), I
Съезде физиологов СНГ (Сочи, Дагомыс, 2005), VIII Международной конференции «Биологическое разнообразие Кавказа» (Нальчик, 2006), Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива – 2007»
(Нальчик, 2007), XX съезде Физиологического общества им. И.П.Павлова
(Москва, 2007). Также, полученные в ходе данного исследования результаты
были представлены и обсуждены на факультетских и кафедральных научных
семинарах Кабардино-Балкарского государственного университета (2003-2006
гг.).
По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, из них 1 − в
ведущем рецензируемом научном журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Внедрение результатов исследования. Результаты данной диссертационной работы включены в научно-исследовательский цикл кафедры технологии
8
продуктов общественного питания Кабардино-Балкарской государственной
сельскохозяйственной академии. Ряд заключений и выводов работы включены
в цикл лекций и лабораторно-практических занятий, проводимых в КабардиноБалкарском государственном университете для студентов, специализирующихся в области физиологии человека и животных.
Ряд государственных учреждений здравоохранения Кабардино-Балкарской
республики (Республиканская клиническая больница, Республиканский геронтологический реабилитационный центр) включили в курс лечения пациентов с
сердечно-сосудистыми заболеваниями исследованные АО, в дозах и режиме
рекомендованных в настоящей диссертации.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), организации и методов исследования (глава
2), результатов исследования и их обсуждения (главы 3-5), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы (224 источника, из них
50 на иностранном языке). Работа включает 12 таблиц и 19 рисунков. Общий
объем диссертации – 141 страница.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проводилось на добровольцах в возрасте 20-22 лет. Всего было обследовано 102 практически здоровых человека (48 мужчин, 54 женщины).
Критериями отбора испытуемых были следующие условия: 1) отсутствие жалоб на функционирование ССС; 2) нормальное для данного возраста артериальное давление (мужчины: АДсист.= 119±0,98 мм рт.ст., АДдиаст.= 75,5±0,47 мм
рт.ст.; женщины: АДсист.= 115,5±0,53 мм рт.ст., АДдиаст.= 76,5±1,51 мм рт.ст.); 3)
отсутствие патологических изменений в электрокардиограмме (ЭКГ) и других
уловимых признаков патологии ССС.
Испытуемые были разделены на шесть групп. В течение 10 дней, испытуемые пяти групп под контролем принимали следующие АО: плоды облепихи
крушиновидной (3 г/кг), β-каротин, α-токоферол, аскорбиновую кислоту (в дозах, соответствующих их содержанию в плодах облепихи), а также витаминный
9
препарат «АЕВИТ» (1 капс., в которой ретинола пальмитат – 1мг, α-токоферола
ацетат – 100 мг). Плоды облепихи были собраны в районе Приэльбрусья (между с. Верхний Баксан и лабораторией нейтрино) в конце ноября. Содержание
исследуемых АО в плодах облепихи было следующим: β-каротин – 250 мг%, αтокоферол – 160 мг%, аскорбиновая кислота – 300 мг% (И.И. Матафонов, 1983;
А. Эйдельнант, 1998; А.М. Носов, 2005).
Параллельно, исследуемые параметры регистрировались у группы добровольцев, которые не принимали ни один из вышеперечисленных АО (контроль). В ходе обследования контролировался рацион испытуемых, а также режим их питания. Суточное потребление энергии в соответствии с возрастом
добровольцев составляло: мужчины – 2700-3000 ккал; женщины – 2200-2500
ккал. Во время исследования, добровольцы не употребляли алкогольных
напитков, лекарственных препаратов, биологически активных добавок и т.п.
Регистрация исследуемых показателей производилась с помощью пульсоксиметра «ЭЛОКС – 01» и принтера «EPSON FX – 1000». Перед каждым измерением проверялась исправность «ЭЛОКС – 01», а также производилась его калибровка. Фотоплетизмограмма (ФПГ) регистрировалась в следующем режиме:
фон, на 3, 5, 7, 10-й день приема, а также на 7, 14, 21-й день последействия. Таким образом, продолжительность эксперимента составляла 31 день. Всего было
получено, обработано и проанализировано 816 ФПГ.
Исследуемые параметры регистрировались в изолированном помещении
(лаборатории) с приглушенным, рассеянным освещением. Во время регистрации параметров были исключены возможности возникновения световых, звуковых, а также других раздражителей. Температура воздуха в помещении была в
пределах 19-230С, а относительная влажность – 50-60%. Для снижения влияния
ориентировочного рефлекса регистрация исследуемых параметров начиналась
через 20-25 минут после прихода испытуемого в лабораторию. Регистрация
ФПГ длилась 5 мин, в течение которых испытуемый не совершал произвольных
движений, а также не имел возможности видеть дисплей «ЭЛОКС – 01» с показаниями. Положение тела испытуемого во время регистрации ФПГ было сле-
10
дующим: доброволец сидел за столом, откинувшись на спинку стула; ноги были согнуты в коленях под прямым углом; правая рука, на которой был укреплен
датчик «ЭЛОКС – 01», была вытянута вперед, и лежала на столе, на уровне
груди. Датчик «ЭЛОКС – 01» был неподвижно укреплен на ногтевой фаланге
указательного пальца правой руки.
Рис.1. Исследуемые параметры объемной волны периферического пульса.
На ФПГ было выделено 11 параметров, которые были объединены в три
группы (рис.1):
А. Временные параметры:
1) τА – продолжительность анакроты;
2) τК1 – продолжительность катакроты основной волны;
3) τД – продолжительность дикроты;
4) τК2 – продолжительность катакроты вторичной волны;
5) τ0 – продолжительность пульсовой паузы.
Б. Угловые параметры:
1) А − угол наклона анакроты;
2) К1 − угол наклона катакроты основной волны;
3) К2 − угол наклона катакроты вторичной волны.
В. Параметры давления:
1) РА – анакротическое давление;
2) РК – катакротическое давление;
3) РД – дикротическое давление.
11
В ходе статистической обработки полученных результатов определялись
среднее арифметическое значение (М), ошибка средней арифметической величины (m). Для определения достоверности результатов вычислялся t – критерий, который сопоставлялся со стандартным значением критерия tСт (коэффициентом Стьюдента) для уровня вероятности безошибочных прогнозов 0,95.
При проведении статистической обработки результатов исследования были использованы средства пакета статистических программ Microsoft Excel 2002.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Динамика ЧСС при приеме природных и синтетических АО. Достоверно
установлено, что при приеме плодов облепихи, витаминов Е и С к 17-му дню
исследования ЧСС возросла относительно фона на 7,2, 8,7 и 9,6%, соответственно (табл. 1). Достаточно скоро этот эффект проявился при приеме плодов
облепихи: к 3-му дню исследования было зафиксировано достоверное возрастание ЧСС на 13,2% относительно фона. Эффект был пролонгированным, т.к.
значение ЧСС к концу исследования (21-й день последействия) превышало фоновое значение на 15,8% (р<0,05).
Таблица 1
Динамика ЧСС (уд/мин) при приеме исследуемых антиоксидантов
Дни
Антиоксиданты,
контроль
Облепиха
β-каротин
Витамин Е
Витамин С
"АЕВИТ"
Контроль
приема
Фон
3
5
7
80,3 ±
2,12
82,5 ±
3,40
81,8 ±
2,33
82,2 ±
2,98
81,9 ±
2,01
82,3 ±
3,18
90,9 ±
3,56*
92,8 ±
4,89
83,0 ±
1,69
86,6 ±
3,05
89,3 ±
5,33
85,8 ±
1,41
80,9 ±
2,03
88,9 ±
5,00
76,3 ±
2,51
79,0 ±
3,56
76,1 ±
3,19
85,9 ±
2,66
81,2 ±
2,59
79,5 ± 4,40
85,1 ± 3,24
80,8 ± 2,42
76,0 ±
1,85*
81,2 ± 1,35
последействия
14
21
10
7
88,0 ± 4,54
86,1 ±
1,09*
92,1 ±
3,20*
93,0 ±
5,40*
73,3 ±
2,09*
79,4 ± 3,65
80,4 ± 2,20
85,3 ± 3,92
86,5 ± 7,19
89,5 ± 4,77
86,3 ± 7,67
87,8 ± 6,82
81,5 ± 3,78
86,4 ± 2,16
88,9 ±
2,09*
90,1 ±
2,33*
77,1 ±
1,48*
84,0 ± 2,24
82,1 ± 3,22
81,2 ± 2,41
80,9 ± 1,77
80,7 ± 1,87
81,4 ± 3,16
82,5 ± 4,23
*Примечание: изменения параметров достоверны относительно фона (р<0,05)
Достоверно установлено, что при приеме β-каротина и препарата «АЕВИТ»
к 10-му дню исследования ЧСС снизилась относительно фона на 11,2 и 5,9%,
соответственно. Быстрее всего данный эффект проявился при приеме препарата
12
«АЕВИТ»: к 3-му дню исследования было зарегистрировано достоверное снижение ЧСС на 7,2% относительно фона.
Возрастание ЧСС является фактором увеличения минутного объема (МО) и
сопровождается уменьшением периферического сопротивления ССС. Снижение ЧСС, наоборот, ведет к уменьшению МО и сопряжено с увеличением периферического сопротивления ССС (Н.Н. Савицкий, 1963; В.Я. Изаков, В.С.
Мархасин, 1980; К. Каро с соавт., 1981). Из данных табл. 1 следует: прием плодов облепихи, витаминов Е и С сопряжен с понижением периферического сопротивления ССС, а прием β-каротина и препарата «АЕВИТ», наоборот, сопровождается повышением данного параметра гемодинамики.
Прием плодов облепихи, витаминов Е и С сопровождается усилением периферического кровообращения, а прием β-каротина и препарата «АЕВИТ» ослаблением регионарной гемодинамики. Плоды облепихи, витамины Е и С
снижают химическую агрессивность О2 как окислителя, и ведут к повышению
коэффициента использования О2 крови, протекающей через капилляры. Это повышает интенсивность метаболизма, о чем свидетельствует увеличение ЧСС.
Бета-каротин и «АЕВИТ», как признанные антигипоксанты, при потреблении ведут к снижению коэффициента использования О2 и интенсивности метаболизма. Этот факт подтверждается достоверным снижением ЧСС при приеме
данных АО. Приведенные факты согласуются с современными представлениями о β-каротине как регуляторе скорости поступления О2 к клеткам, путем его
депонирования с помощью 11 двойных связей (Ю.Б. Белоусов, Б.С. Моисеев,
В.К. Лепахин, 1993; В.А. Барабой, Д.А. Сутковой, 1997; О.В. Пшикова, 1999).
Не только по наличию анигипоксантных свойств, но и по оказываемым гемодинамическим эффектам, β-каротин и «АЕВИТ» сходны между собой.
Динамика временных показателей периферической ПВ при приеме природных и синтетических АО. Достоверно установлено возрастание к 7-му
дню исследования временных параметров ПВ при приеме плодов облепихи и
витамина Е (рис.2). В группе принимавшей плоды облепихи было зарегистрировано возрастание τК1 на 14,3% относительно фона (с 0,14±0,005 до 0,16±0,006
13
сек). В группе принимавшей витамин Е был зафиксирован рост τА на 16,7% относительно фона (с 0,12±0,006 до 0,14±0,005 сек). При приеме плодов облепихи, достоверно было установлено возрастание к 17-му дню исследования τК2 с
0,23±0,031 до 0,33±0,026 сек, т.е. на 43,5%. относительно
фона (р<0,05). При
*
приеме витамина С была отмечена тенденция к возрастанию временных показателей периферической ПВ.
*
Возрастание временных показателей периферической ПВ свидетельствует об
уменьшении ригидности стенок периферических сосудов. То есть, прием плодов облепихи, витаминов Е и С сопровождался снижением периферического
сопротивления ССС, и усилением регионарной гемодинамики.
Достоверно установлено уменьшение временных параметров ПВ при приеме
β-каротина и препарата «АЕВИТ» (рис.3). При приеме β-каротина, к 10-му дню
исследования, было отмечено снижение τД с 0,08±0,004 до 0,06±0,004 сек, т.е.
на 25% относительно фона (р<0,05). Учитывая, что значение τК1 в данной группе оставалось неизменным, то уменьшение τД обусловило сокращение интервала τК1 + τД. Сокращение τК1 + τД наблюдается при гипертонии (В.С. Мошкевич,
1970). Исходя из этого, можно заключить, что прием β-каротина был сопряжен
с повышением ригидности стенок периферических сосудов, т.е. с увеличением
периферического сопротивления ССС. К 7-му дню исследования, в группе принимавшей препарат «АЕВИТ», было зафиксировано уменьшение значения τК2 с
0,26±0,013 до 0,22±0,012 сек, т.е. на 15,4% относительно фона (р<0,05). Таким
образом прием «АЕВИТ», также как и прием β-каротина, сопровождался повышением ригидности стенок кровеносных сосудов, т.е. периферического сопротивления ССС. Анализ динамики временных параметров периферической
ПВ выявил, что прием плодов облепихи, витаминов Е и С сопровождается усилением периферического кровообращения, а прием β-каротина и препарата
«АЕВИТ» - ослаблением регионарной гемодинамики.
Витамин Е
Облепиха
Антиоксиданты
Витамин С
14
17 день
0,11
0,15
7 день
0,11
0,14
фон
0,12
0,14
17 день
0,12
0,13
7 день
0,14
фон
0,12
17 день
0,11
7 день
0,13
фон
0,12
0,08
0,19
0,08
0,14
0,26
0,09
0,2
0,21
0,17
τа
*
0
0,08
0,14
0,07
0,16
*
0,07
0,14
0,08
0,2
0,3
τк1
0,33
0,08
0,14
0,1
0,08
0,14
0,1
0,24
0,29
0,1
0,33
0,05
*
0,22
τк2
τ0
0,09
0,23
0,4
τд
0,07
0,18
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
Длительность пульсовой волны, сек
*Примечание: изменения параметров достоверны относительно фона (р<0,05)
Рис.2. Динамика временных показателей периферической ПВ при приеме
"АЕВИТ"
Бета-каротин
Антиоксиданты
плодов облепихи, витаминов Е и С.
10 день
0,13
7 день
0,12
0,13
фон
0,12
0,14
10 день
0,12
0,14
7 день
0,11
фон
0,12
0
0,1
0,13
0,14
0,08
0,08
0,26
0,22
0,08
0,25
*
0,24
0,08
0,2
0,3
τа
τк1
0,13
τд
*
0,14
0,15
0,26
0,06
0,07
*
0,18
0,25
τ0
0,23
0,25
0,4
τк2
0,5
0,13
0,6
0,7
0,8
0,9
Длительность пульсовой волны, сек
*Примечание: изменения параметров достоверны относительно фона (р<0,05)
Рис.3. Динамика временных показателей периферической ПВ при приеме βкаротина и препарата «АЕВИТ».
15
Динамика угловых показателей периферической ПВ при приеме природных и синтетических АО. Достоверно установлено, что каждый из исследованных АО вызвал в соответствующей группе рост всех угловых показателей
периферической ПВ, относительно фона (р<0,05). Различия заключаются во
времени проявления данного гемодинамического эффекта:
а) прием плодов облепихи вызвал возрастание углов А, К1 и К2 к 7-му дню исследования, на 6,9, 19,5 и 77,3%, соответственно;
б) прием β-каротина вызвал возрастание углов А, К1 и К2 к 17-му дню исследования, на 4,0, 25,6 и 13,9%, соответственно;
в) прием витамина Е вызвал возрастание углов А и К1 к 17-му дню исследования на 5,6 и 29,5%, соответственно, а угла К2 к 7-му дню исследования – на
37,1%;
г) прием витамина С вызвал возрастание углов А, К1 и К2 к 5-му дню исследования, на 4,2, 22,9 и 20,0%, соответственно;
д) прием препарата «АЕВИТ» вызвал возрастание углов А, К1 и К2 к 3-му дню
исследования, на 5,5, 45,1 и 27,0%, соответственно.
Под действием исследованных АО, угловые показатели периферической ПВ
повысились в разной степени: угол А – на 4-6,9%, угол К1 – на 19,5-45,1%, угол
К2 – на 13,9-77,3%. На основании этих фактов было сделано следующее заключение: при приеме исследованных АО произошло повышение скорости кровенаполнения периферических сосудов.
Динамика параметров давления периферической пульсовой волны при
приеме природных и синтетических АО. При приеме β-каротина РА, РК и РД к
5-му дню исследования увеличились в 2,2, а к 10-му – в 2,9 раз относительно
фона (р<0,05). В период последействия наблюдалось непрерывное увеличение
параметров давления периферической ПВ. К концу исследования, РА, РК и РД
превышали (р<0,05) свои фоновые значения в 5,2 раза (рис.4). При приеме αтокоферола параметры давления к 7-му дню исследования возросли относительно фона (р<0,05): РА – в 5 раз, а РК и РД – в 3,9 раза. На 14-й день последействия был зафиксирован рост (р<0,05) всех параметров давления: РА – в 7,2 ра-
16
за, а РК и РД – в 5,6 раз относительно фона. К концу исследования они снизились на 17%, но остались достоверно (р<0,05) выше фона: РА – в 5,8 раз, а РК и
РД – в 4,7 раз (рис.5, а). Скорость изменения амплитуды основной волны периферического пульса выше, чем скорость динамики амплитуды вторичной волны. При приеме витамина С, на 5-й день отмечено (р<0,05) повышение РА, РК и
РД в 2 раза относительно фона (рис.5, б).
Увеличение параметров давления периферической ПВ не всегда является
признаком возрастания периферического сопротивления. Динамика параметров
давления периферической ПВ позволяет оценивать степень кровенаполнения
кровеносных сосудов (В.С. Мошкевич, 1970; К. Каро и соавт., 1981). Из исследования параметров давления периферической ПВ, достоверно стало известно,
что при приеме исследованных АО повышается скорость кровенаполнения периферических сосудов.
Параметры давления, у.е.
30
25
*
*
20
**
15
*
10
*
**
*
**
**
10
7
РА
РК
**
РД
5
0
Фон
3
5
7
приема
14
21
последействия
Дни
*Примечание: изменения параметров достоверны относительно фона (р<0,05)
Рис.4. Динамика показателей давления периферической ПВ при приеме βкаротина.
17
Параметры давления, у.е.
30
25
*
20
15
*
*
10
**
*
**
**
**
7
10
РА
*
**
*
РК
РД
**
5
0
Фон
3
5
7
приема
14
21
последействия
Дни
а
Параметры давления, у.е.
30
25
20
РА
*
15
РК
РД
**
10
5
0
Фон
3
5
7
10
приема
7
14
21
последействия
Дни
б
*Примечание: изменения параметров достоверны относительно фона (р<0,05)
Рис.5. Динамика показателей давления периферической ПВ:
а – при приеме α-токоферола;
б – при приеме аскорбиновой кислоты.
18
Данный факт согласуется с установленным выше фактом возрастания угловых показателей периферической ПВ. Это расценивается как увеличение степени кровенаполнения периферических кровеносных сосудов при приеме исследуемых природных и синтетических АО.
Динамика ЧСС и временных параметров ПВ при десятидневном приеме
плодов облепихи крушиновидной характеризуется усилением периферического
кровообращения. Альфа-токоферол и аскорбиновая кислота, в свою очередь,
при 10-дневном приеме в дозах, соответствующих их содержанию в плодах облепихи крушиновидной, также, привели к усилению периферического кровообращения. Как и при потреблении плодов облепихи, данный эффект проявился
относительно быстро и имел пролонгированный характер. Прием β-каротина,
препарата «АЕВИТ», наоборот, был сопряжен с ослаблением интенсивности
периферического кровообращения.
Можно заключить, что прием плодов облепихи, α-токоферола и аскорбиновой кислоты сопряжен со снижением ригидности стенок периферических сосудов, а потребление β-каротина и препарата «АЕВИТ», наоборот, с возрастанием
сопротивления стенок сосудов.
Известно, что на степень сокращения мускулатуры сосудов оказывают прямое влияние некоторые вещества, необходимые для клеточного метаболизма,
либо вырабатывающиеся в процессе метаболизма. Например, содержание в
тканях кислорода непосредственно определяет величину сосудистого тонуса
(А.К. Гайтон, 1969). Это влияние оказывается за счет различных механизмов,
многие из которых еще не раскрыты. Все они в совокупности обеспечивают метаболическую ауторегуляцию периферического кровообращения. Важное
функциональное значение метаболической ауторегуляции состоит в том, что
она приспосабливает местный кровоток к функциональным потребностям органа. При этом метаболические сосудорасширяющие влияния доминируют над
нервными сосудосуживающими эффектами, а в некоторых случаях полностью
подавляют их (Р. Шмидт, Г. Тевс, 1986).
19
Поддержание оптимального градиента рО2 на участке «капилляр – клетка»
обеспечивается за счет локализованной в стенках артериол сенсорной системы
для молекул О2. В качестве «сенсоров О2» выступает система хеморецепторов
кровеносного русла, которая непосредственно реагирует на содержание О2 в
окружающей среде без участия нервных элементов и обеспечивает формирование компенсаторной реакции. Вне кровеносной системы также функционируют
клеточные механизмы – «молекулярные сенсоры О2», регистрирующие сигнал
об изменении рО2 и активирующие цепь связанных с этим реакций (А.М. Герасимов, Н.В. Деленян, М.Т. Шаов, 1996; F.F. Jöbsis, 1977; Т. Ancker, 2004).
рО2, мм рт. ст.
гипероксия
100
95
артерии
87
80
75
артериолы, венулы,
капилляры
нормоксия
50
гипоксия
Гипероксический
режим тканей при
приеме β-каротина и
препарата «АЕВИТ»
ткани
25
20
клетка
5
0
митохондрия
«критический уровень»
рО2
Клеточные механизмы
рецепции уровня рО 2 –
молекулярные
«сенсоры » О 2 (Jöbsis
F.F., 1977; Ancker T.,
Ancker H.J., 2004)
Стабилизация
диапазона значений
тканевого рО 2 при
приеме плодов
облепихи,
витаминов Е и С
Рис. 6. Динамика тканевого рО2 при приеме исследованных антиоксидантов
Каждый из исследованных АО играет важную роль в морфологии и физиологии сосудистой системы. Влияя на структуру сосудистой стенки, изменяя состав крови и клеточных мембран, данные вещества определенным образом меняют условия протекания гемодинамических эффектов. Изменение рО2 в крови
определяет тонус сосудов преимущественно через эндотелий (Л.Б. Буравкова,
С.В. Гальчук, 2004). То есть уровень рО2 выступает в качестве непосредственного регулятора периферического кровообращения, а исследованные нами АО
20
способны регулировать кислородный режим клетки, изменяя величину рО2
(рис. 6).
Ранее в опытах на крысах О.В. Пшиковой (1996, 1999, 2000) было доказано,
что 10-дневный прием плодов облепихи, витаминов Е и С стабилизирует диапазон значений тканевого рО2 с 25-50 до 37-38 мм рт.ст. Это объясняется повышением внутриклеточного рО2 (23-25 мм рт.ст.) и снижением межклеточного
рО2. Непрерывное поступление О2 в клетку осуществляется за счет разности
рО2 между интерстициальной средой и цитоплазмой. Уменьшение этой разности (сужение диапазона значений тканевого рО2) говорит о повышенном потреблении О2 клеткой вследствие усилившихся обменных процессов, что в
свою очередь ведет к интенсификации периферического кровообращения. Следует отметить, что рО2 в межклеточной среде определяет достаточность, интенсивность и непрерывность протекания реакции биологического окисления в
клетках организма, т.е. характеризует функциональное состояние клетки (Е.А.
Коваленко, 1986, 1990).
Прием β-каротина, препарата «АЕВИТ» приводит к установлению гипероксического режима (тканевое рО2 = 75-87 мм рт. ст.) за счет создания систем
внутриклеточного депонирования О2 (В.Н. Карнаухов, 1969, 1971; Н.Ф. Стародуб, В.Н. Коробов, В.И. Назаренко, 1992). Это в свою очередь ведет к снижению интенсивности периферического кровообращения, как реакции, направленной на защиту от токсического действия О2. Удерживаемый в «депо» О2
расходуется клетками организма по мере необходимости. Этим и объясняются
антигипоксические свойства β-каротина и препарата «АЕВИТ».
При оценке вклада каждого из исследованных компонентов плодов облепихи в антиоксидантную мощь последней, необходимо учитывать особенности их
фармакокинетики и фармакодинамики. Можно заключить, что влияние плодов
облепихи крушиновидной на периферический кровоток, в основном определяется действием α-токоферола и аскорбиновой кислоты. Это приводит к «маскировке» эффекта β-каротина, так как два других антиоксиданта превышают по
21
суммарному содержанию (300 + 160 = 460 мг%) концентрацию β-каротина (250
мг%) почти вдвое.
ВЫВОДЫ
1. Десятидневный прием плодов облепихи крушиновидной привел к быстрому
(на 3-й день исследования) и длительному (29 дней) усилению периферического кровообращения.
2. Десятидневный прием α-токоферола и аскорбиновой кислоты, в дозах, соответствующих их содержанию в плодах облепихи крушиновидной, привел к
усилению периферического кровообращения.
3. Прием β-каротина в течение десяти дней был сопряжен с ослаблением периферического кровообращения, которое проявилось к 10-му дню исследования, и длилось не более семи дней.
4. Прием препарата «АЕВИТ» в течение десяти дней, сопровождался быстрым
(на 3-й день исследования) и продолжительным (10 дней) снижением интенсивности периферического кровообращения.
5. Природные (плоды облепихи крушиновидной) и искусственные (препарат
«АЕВИТ») комбинации антиоксидантов проявляли свое действие быстрее,
чем их синтетические компоненты (β-каротин, витамины Е и С) отдельно.
6. Эффект действия плодов облепихи крушиновидной на периферическое кровообращение человека, определяется преимущественно действием αтокоферола и аскорбиновой кислоты.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1.
Аккизов, А.Ю. Влияние биологически активных веществ облепихи
крушиновидной на показатели сердечно-сосудистой системы человека / А.Ю.
Аккизов, О.В. Пшикова // Сборник научных трудов молодых ученых. – Нальчик: Изд-во КБГУ, 2003. – С. 137-142. (0,2 п/л., личный вклад 70%)
2.
Аккизов, А.Ю. Адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы
человека под влиянием природных антигипоксантов / А.Ю. Аккизов, О.В.
22
Пшикова, М.Т. Шаов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. Приложение. Тезисы докладов XIX съезда Физиологического общества им.
И.П. Павлова. – 2004. – Т. 90, № 8. – С. 260. (0,04 п/л., личный вклад 60%)
3.
Аккизов, А.Ю. Исследование воздействия витамина С на периферическое
кровоснабжение / А.Ю. Аккизов // Ломоносов – 2005: тез. докл. ХІІ Междунар.
конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. – М.: МАКС-ПРЕСС, 2005. –
С. 8. ( 0,04 п/л., личный вклад 100%)
4.
Аккизов, А.Ю. Сравнительный анализ действия синтетических антиокси-
дантов на периферический кровоток / А.Ю. Аккизов // Научные труды І Съезда
физиологов СНГ. – М.: Медицина-Здоровье, 2005 – Т. 2. – С. 20. (0,04 п/л., личный вклад 100%)
5.
Аккизов, А.Ю. Влияние β-каротина на периферический кровоток / А.Ю.
Аккизов // Физиология и медицина: материалы Всерос. конф. молодых исследователей. – СПб., 2005. – С. 4. (0,04 п/л., личный вклад 100%)
6.
Аккизов, А.Ю. Действие бета-каротина на биофизические показатели
сердечно-сосудистой системы человека / А.Ю. Аккизов // Вестник КБГУ. Сер.
Биологические науки. – Нальчик, 2005. – Вып. 7 – С. 63-65. (0,2 п/л., личный
вклад 100%)
7.
Аккизов, А.Ю. Облепиха крушиновидная – неисчерпаемый источник
биологически активных веществ / А.Ю. Аккизов // Биологическое разнообразие
Кавказа: материалы VIII Междунар. конф. – Нальчик: Кабардино-Балкарская
Государственная Сельскохозяйственная Академия, 2006. – С. 5-7. (0,21 п/л.,
личный вклад 100%)
8.
Аккизов, А.Ю. Природные и синтетические антиоксиданты – регуляторы
периферического кровообращения / А.Ю. Аккизов // Перспектива – 2007: материалы Междунар. конгресса студентов, аспирантов и молодых ученых. – Нальчик: Кабардино-Балкарский Государственный Университет, 2007. – Т. 4. – С.45. (0,17 п/л., личный вклад 100%)
9.
Аккизов, А.Ю. Сравнительный анализ действия природных и синтетиче-
ских антиоксидантов на периферический кровоток / А.Ю. Аккизов // Тезисы
23
докладов XX Съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова. – Москва:
Русский врач, 2007. – С.116. (0,04 п/л., личный вклад 100%)
10.
Аккизов, А.Ю. Облепиха крушиновидная – регулятор периферического
кровообращения / А.Ю. Аккизов // Проблемы региональной экологии. – Смоленск: Маджента, 2007. – № 5. – С. 91-94. (0,2 п/л., личный вклад 100%)
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АДсист. – систолическое артериальное давление
АДдиаст. – диастолическое артериальное давление
АО – антиоксиданты
МО – минутный объем
ПВ – пульсовая волна
ПОЛ – перекисное окисление липидов
СРО – свободнорадикальное окисление
ФПГ – фотоплетизмограмма
ЧСС – частота сердечных сокращений
ССС – сердечно-сосудистая система
ЭКГ - электрокардиограмма