НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА БИОМЕТАЛЛОВ ПРИ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ И ИХ КОРРЕКЦИЯ

На правах рукописи
ВОГРАЛИК ПАВЕЛ МИХАЙЛОВИЧ
НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА БИОМЕТАЛЛОВ
ПРИ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
И ИХ КОРРЕКЦИЯ
03.00.13 – Физиология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
НОВОСИБИРСК - 2009
1
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Новосибирский государственный
медицинский университет Росздрава».
Научный руководитель:
доктор медицинских наук, профессор
Начаров Юрий Владимирович
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор
Незавитин Анатолий Григорьевич
доктор биологических наук, профессор
Айзман Роман Иделевич
Ведущая организация: ГОУ ВПО «Новосибирский государственный
университет», г.Новосибирск.
Защита диссертации состоится «24» декабря 2009 г. в 10 часов на
заседании диссертационного совета Д 220.048.04 при Новосибирском
государственном аграрном университете по адресу: 630039, г. Новосибирск, ул.
Добролюбова, 160.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского
государственного аграрного университета (www.nsau.edu.ru).
Автореферат разослан «___» _______2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Князев С.П.
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Производственные вибрации различных параметров
относятся к числу наиболее распространенных экстремальных факторов эколого-производственной среды, а вибрационная патология занимает лидирующее положение среди отдельных нозологических форм хронических профессиональных заболеваний (Измеров Н.Ф., 2007; Гребеньков С.В. и др, 2007; Лихачева Е.И. и др., 2007; Потеряева Е.Л. и др., 2007; Онищенко Г.Г., 2008). Клиническая картина вибрационной болезни в настоящее время
характеризуется полиморфностью симптоматики с вовлечением в
патологический процесс различных звеньев гомеостаза, многих органов и систем, который при прогрессировании имеет тенденцию к генерализации (Боброва С.В., 2002; Несина И.А. и др, 2005; Кирьяков В.А. и др., 2005; Бодиенкова
Г.М. и др., 2005; Любченко П.Н. и др., 2007; Жулев С.Н. и др., 2007; Картапольцева Н.В. и др., 2007; Пономарева В.В., Королева Е.Н., 2007; Третьяков
С.В., Шпагина Л.А., 2007; Михеев А.А., Вороницкий Н.Е., 2007; Панков В.А.,
Кулешова М.В., 2008; Рукавишников В.С. и др., 2008; Лизарев А.В., 2008;
Starck Y., Farkkila M., 1983; Dasgupta A.K., Harrison J., 1996). На современном
этапе исследований вибрационная патология рассматривается как вариант мембранопатологического процесса, характеризующегося нарушением морфофункциональных свойств клеточных мембран, приводящих к нарушению фосфолипидного состава и активности мембраносвязанных ферментов,
внутриклеточных органелл. Известно, что активация процессов
липопероксидации при вибрационной патологии с «обеднением» мембран непредельными фосфолипидами не может обеспечить их достаточной
функционально активной конфигурации (Болотнова Т.В., 1997; Оганесян К.Р. и
др., 2003; Несина И.А. и др., 2004; Ибраев С.А. и др., 2006; Лазарашвили Н.А.,
2007; Яппаров Р.Н. и др., 2007; Ибатуллина Р.Б. и др., 2008; Карабалин С.К. и
др., 2008; Оганесян К.Р. и др., 2008). Восполнение разрушенных структурных
элементов мембраны эссенциальными фосфолипидами тем или иным способом
3
способствует восстановлению поврежденных мембранных структур (Гуревич
В.С. и др., 1999; Бабак О.Я., 2001; Калинин А.В., 2001; Подымова С.Д., 2001;
Боброва С.В., 2002; Топорков А.С., 2003; Лазарева Г.А., Бровкина И.Л., 2006),
что способствует коррекции нарушений гомеостаза. Показана взаимосвязь нарушений обмена биометаллов с мембранопатологическими нарушениями, в частности, с процессами перекисного окисления липидов, деструктуризацией сосудистой стенки, что приводит к поражению микроциркуляторного русла и нарушению его на уровне обменно-транспортных процессов, обусловленных
фундаментальной ролью системы микроциркуляции в трофическом обеспечении тканей организма (Сухаревская Т.М., и др., 1991; Комкова Е.Ю., 1999; Сухаревская Т.М. и др., 2000). В то же время имеется ограниченное число работ,
посвященных обмену биометаллов у животных при воздействии вибрации (Коломиец В.В., 1985; Коломиец В.В., Меерзон А.К., 1985; Вербовой А.Ф., Цейтлин О.Я., 2000; Вербовой А.Ф., 2001; Костюк И.Ф., Капустник В.А., 2004).
Практически отсутствуют сведения, касающиеся роли лимфатической системы
– важнейшего звена гомеостаза (Пупышев Л.В., 1989; Хугаева В.К., Ардасенов
А.В., 1995; Бородин Ю.И. и др., 1997; Ефремов А.В. и др., 1999; Остапенко В.А.
и др., 2006; Абраматец Е.А. и др., 2007), в регуляции обмена биометаллов, а
также о распределении биометаллов в системе «плазма-лимфа» при воздействии вибрации на организм животного. Данные обстоятельства определили цели
и задачи настоящего исследования.
Цель исследования: изучение физиологических особенностей обмена
биометаллов в организме животных в системе «плазма-лимфа» при экспериментальном моделировании воздействия вибрации (на модели крысы) и возможности его коррекции.
Задачи исследования:
1. Изучить содержание биометаллов (кальция, магния, меди, железа, цинка) в
плазме крови у крыс в динамике воздействия вибрации, в ранний и поздний
восстановительный периоды.
4
2. Изучить содержание биометаллов (кальция, магния, меди, железа, цинка) в
центральной лимфе у крыс в динамике воздействия вибрации, в ранний и поздний восстановительный периоды.
3. Исследовать содержание изучаемых биометаллов в динамике воздействия
вибрации на фоне применения эссенциальных фосфолипидов и на этапах
восстановительного периода.
4. Выявить особенности соотношений изучаемых биометаллов в системе
«плазма-лимфа» в условиях экспериментального моделирования вибрации, в
поствибрационный период и на фоне коррекции эссенциальными фосфолипидами.
Научная новизна. В настоящей работе впервые выявлены физиологические особенности обмена биометаллов в организме животных в системе
«плазма-лимфа» при экспериментальном моделировании воздействия вибрации
(на модели крысы) и показаны возможности его коррекции с помощью препарата эссенциальных фосфолипидов.
Нами было установлено, что при воздействии вибрации происходит увеличение в плазме крови содержания кальция, магния и цинка, а содержание
меди и железа уменьшается, тогда как в лимфе отмечается противоположный
характер изменений содержания биометаллов, что свидетельствует о системном
характере нарушений обмена биометаллов при воздействиях вибрации.
В период восстановления, напротив, наблюдается снижение в плазме
крови содержания кальция, магния, цинка и увеличение содержания меди и
железа. В лимфе в данный период содержание кальция, магния, цинка увеличивается, а содержание меди и железа уменьшается, что может свидетельствовать
о компенсирующей роли лимфатической системы в поддержании системного
гомеостаза биометаллов.
Впервые показано, что при воздействии вибрации происходит развитие
системного дисбаланса биометаллов в системе «плазма-лимфа».
5
Впервые установлено, что применение эссенциальных фосфолипидов во
время вибрационных нагрузок приводит к нормализации отношений
биометаллов в системе «плазма-лимфа», способствуя сохранению и восстановлению гомеостаза биометаллов, что может быть связано с протективными и
коррегирующими эффектами эссенциальных фосфолипидов на поврежденные
мембранные структуры.
Практическая значимость работы. Полученные данные позволяют говорить о глубоких системных нарушениях обмена биометаллов у животных при
воздействии вибрации и вносят новые элементы в понимание роли лимфатической системы в регуляции обмена биометаллов.
Показано, что эссенциальные фосфолипиды оказывают коррегирующий
эффект на обмен биометаллов в системе «плазма-лимфа» при воздействиях
вибрации. Изучение коррегирующих эффектов эссенциальных фосфолипидов
вносит вклад в обоснование эффективности использования эссенциальных
фосфолипидов как препаратов цитопротекторного ряда, в комплексной терапии
и профилактике вибрационной болезни и других заболеваний, сопровождающихся повреждением мембранных структур клеток.
Реализация результатов исследований. Материалы исследований включены в учебный процесс и научно-исследовательскую работу кафедры внутренних болезней лечебного факультета, профпатологии и медицинской экологии ФПК и ППВ Новосибирского государственного медицинского университета МЗ и СР РФ (г. Новосибирск); кафедры физиологии и биохимии Новосибирского государственного аграрного университета (г. Новосибирск).
Апробация работы. Материалы диссертации изложены на: Международном симпозиуме «Проблемы лимфологии и эндоэкологии» (г. Новосибирск,
1998), 62-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых
НГМА (г. Новосибирск, 2001), Ежегодной конкурс-конференции студентов и
молодых ученых НГМА «Авиценна-2003» (г. Новосибирск, 2003), на 3-м Российском научном форуме Реа Спо Мед 2003 (г. Москва, 2003), на V Конгрессе с
6
международным участием «Паллиативная медицина и реабилитация в здравоохранении» (г. Москва, 2003), на совместном заседании кафедры патофизиологии, проблемной комиссии «Функциональные основы гомеостаза» НГМА МЗ
РФ (г. Новосибирск, 2003), на Ежегодной конкурс-конференции студентов и
молодых ученых НГМА «Авиценна-2004 (г. Новосибирск, 2004), на V международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI
веке» (г. Москва. 2004), на XII Российском национальном конгрессе «Человек и
лекарство» (г. Москва, 2005).
Публикации результатов исследований. Автором опубликовано 37 печатных работ, из них по результатам настоящего исследования – 16 печатных
работ, отражающих основное содержание диссертационной работы, и в том
числе 1 – в изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК РФ.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Системный дисбаланс биометаллов является одним из звеньев патогенеза
вибрационной патологии.
2. Лимфатическое русло принимает участие в перераспределении биометаллов
в системе «плазма-лимфа» при воздействии вибрации, в раннем и позднем восстановительном периоде.
3. Применение эссенциалных фосфолипидов способствует нормализации
гомеостаза биометаллов при вибрационной патологии.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 135 страницах
компьютерного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных
исследований, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 323 источника, в том числе 232 отечественных и 91 иностранный источник. Работа иллюстрирована 15 таблицами.
Диссертационная работа выполнена лично автором при технической помощи сотрудников кафедры патофизиологии с курсом клинической патофизиологии и Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Новосибирский государственный медицинский университет».
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. Материалы и методы исследований
Объект исследования. В эксперименте в качестве модельного объекта
для изучения физиологических особенностей обмена биометаллов в организме
7
животных при воздействии вибрации использованы 168 самцов крыс линии
Вистар, полученные из вивария Института цитологии и генетики СО РАН, массой 180-220 г. Животные находились на стандартном общелабораторном сбалансированном пищевом рационе (Лоскутова З.Ф., 1980) со световым режимом:
12 часов – день, 12 часов – ночь. Экспериментальные исследования выполнены
в осенне-зимний период.
Экспериментальное моделирование вибрационной патологии. Животные подвергались воздействию общей вертикальной вибрации (частотой 32
Гц при ускорении 50 м/с2) в специальной клетке, установленной на площадке
вибратора от вибростенда ВЭДС-100Б, ежедневно по 1 ч в течение 30 суток.
Воздействие на животных оказывалось в двух режимах: 1) острое однократное
и 2) многократно повторяющееся в течение 10, 30 суток. Для оценки восстановительного периода были использованы крысы после предварительного 30дневного вибрационного воздействия.
Для фармакологической коррекции вибрационных нарушений использовали эссенциальные фосфолипиды (препарат эссенциале Н, «Aventis», Франция-Германия, раствор). Введение раствора эссенциальных фосфолипидов крысам осуществляли per os с помощью зонда в дозе 20 мг на 1 кг массы тела ежедневно на протяжении всего периода воздействия вибрации. В восстановительный период введение препарата не проводилось (Боброва С.В., 2002).
Животных первой экспериментальной группы подвергали воздействию
вибрации ежедневно в течение 1, 10, 30 суток (по 1 ч ежедневно) без фармакологической коррекции. Животных второй экспериментальной группы подвергали вибрационным воздействиям на фоне введения препарата эссенциальных
фосфолипидов. Животных выводили из эксперимента на 1-е, 10-е, 30-е сутки
воздействия вибрации и на 20-е, 30-е (ранний восстановительный период) и 60е сутки (поздний восстановительный период) после прекращения действия вибрации (Боброва С.В., 2002).
Плазма крови и центральная лимфа забирались на 1-е, 10-е и 30-е сутки
воздействия вибрации и на 20-е, 30-е и 60-е сутки восстановительного периода.
Забор биологического материала у животных проводили натощак в одно и то
же время суток с 10 до 11 часов утра.
Забор биологического материала. Лимфа. Под внутрибрюшинным
гексеналовым наркозом производился кожный разрез в месте пересечения
реберной дуги с m. еrector spinae параллельно последней и длинной 1 см. После
рассечения наружной косой мышцы живота забрюшинная клетчатка тупо
8
расслаивалась до визуализации цистерны Хили грудного протока, которая
пунктировалась и с помощью аспирационного насоса производился забор
лимфы. Данный метод позволяет забрать до 1 мл лимфы у взрослой крысы
(Бородин Ю.И. и др., 1995; Бородин Ю.И. и др., 1997; Ефремов А.В. и др., 1999).
Кровь. Кровь экспериментальных животных после мнгновенной декапитации под гексеналовым наркозом забиралась в сухие центрифужные пробирки
и немедленно центрифугировалась при 900 g (3000 об/мин) в течение 10 минут.
До момента определения биометаллов плазма крови и лимфа хранились при 20 0
С в морозильной камере (Бородин Ю.И. и др., 1997; Ефремов А.В. и др., 1999).
Определение содержания биометаллов в плазме крови и лимфе. Раствор пробы распыляли в виде аэрозоля в пламени ацетиленовой горелки (длина
пламени 110 мм), через которое проходил свет резонансной линии определяемого биометалла от лампы полого катода. В пламени происходила диссоциация
солей на свободные атомы, которые поглощают излучение резонансной линии.
Содержание биометаллов в плазме крови и центральной лимфе определяли на
атомно-абсорбционном спектрофотометре «Unicam-939» (Великобритания),
чувствительность которого по изучаемым параметрам составляет 10 -5 мг/л. Содержание кальция и магния в плазме крови и лимфе выражалось в г/л, а меди,
железа и цинка – в мг/л (Лабораторные…, 1987; Бородин Ю.И. и др, 1997; Ефремов А.В. и др., 1999; Павловская Н.А. и др., 2000).
Вычисление плазменно-лимфатического индекса. Для оценки перераспределения изучаемых биометаллов в системе «плазма-лимфа» был использован плазменно-лимфатический индекс (ПЛИ), рассчитанный как отношение
концентраций изучаемых биометаллов в плазме к таковым в лимфе (Бородин
Ю.И. и др., Ефремов А.В. и др., 1999).
Статистическая обработка материала. Цифровой материал обрабатывали с использованием методов вариационной статистики. Расчеты проводили с
помощью табличного процессора Excel 5.0 на компьютере IBM PC/AT Pentium.
В таблицах приведены значения M  m, указана достоверность различий между
исследованными показателями по t-критерию Стьюдента. Различия сравниваемых показателей принимались за достоверные при p < 0.05 (Кошникович В.И.,
1991; Гончаров А., 1996; Додж М., Кайнет К., 1996).
2. Результаты исследований
В период воздействия и ранний восстановительный период (до 20-х суток восстановления) наблюдалось повышение плазменного пула кальция на 60% выше
9
контрольного значения, на фоне снижения его в лимфе. Избыток кальция, как
известно, поддерживает активность ПОЛ. В свою очередь, некомпенсированная активация ПОЛ при вибрационной патологии сопровождается изменением
ультраструктурной организации липидного бислоя клеточных мембран (сосудистого эндотелия, эритроцитов, тромбоцитов и др.) и мембран субклеточных
структур, изменением функциональной активности мембрансвязанных ферментов, функции рецепторов, системы ионного транспорта с накоплением ионов кальция в цитоплазме гладкомышечных клеток сосудов, приводящим к затруднению процессов расслабления сосудистой стенки, способствуя сосудистому спазму, повреждению эндотелия, гипоксии и ишемии тканей, активации
гемостаза (Розен В.Б., 1984; Веренинов А.А., Марахова И.И., 1986; Баскаков
М.Б., Медведев М.А., 1987; Постнов Ю.В., 1993; Основы…, 1994; Щербавская
Э.А., Кочеткова Е.А., Гельцер Б.И., 2001; Стукс И.Ю., 2002; Костюк И.Ф., Капустник В.А., 2004; Шахламова М.Н., Стрижакова М.А., Буданов П.В., 2006;
Бирюкова Е.В., 2006, 2007; Любченко П.Н., Дмитрук Л.И., Фонин О.П., Николаева В.В., Саратцева В.М., 2007; Rasmussen H., Barret P.Q., 1984; Elin R.J.,
1994; Mallet R.T., Bunger R., 1994; Gunter T., Vorman Y., 1994; Saglam K., 2002;
Karadag F. et al., 2004). Кроме поддержания активности ПОЛ, избыток Ca++ обладает самостоятельным повреждающим действием («кальциевая триада» по
Ф.З. Меерсону, 1984), слагающимся из контрактуры миофибрилл, нарушения
функции митохондрий, повреждения ДНК кардиомиоцитов и гибели клеток
(Вербовой А.Ф., Цейтлин О.Я., 2000; Вербовой А.Ф., 2001; Шестерикова Н.В.
и др.. 2003; Саламатина Л.В. и др., 2003; Бородин Ю.И. и др., 2006; Топорцова
Н.В. и др., 2007; Nystron-Rosanele K. et al., 2004). В связи с системным характером альтерации клеточных мембран при вибрационной патологии мембранный
дефект в гладкомышечных клетках артерий может быть основой для повышения их контрактильности вследствие накопления в цитоплазме свободного
кальция и приводить к развитию специфического для вибрационной болезни
периферического ангиодистонического синдрома, влияя на сосудистый тонус,
10
реологические свойства крови, микроциркуляцию, региональный кровоток
(Дзизинский А.А. и др., 1969; Костюк И.Ф., 1976, 1977; Костюк И.Ф. и др..
1985; Мазур Л.И., 2003; Вебер В.Р., Мазур Л.И., 2003; Костюк И.Ф., Капустник
В.А., 2004; Saito N. et al., 1995). Увеличение содержания кальция в плазме
крови сопровождалось уменьшением его содержания в лимфе: на 1-е сутки
воздействия содержание кальция уменьшалось на 26%, а на 10-е сутки – на
54% по сравнению с контрольным значением. Начиная с 30-х суток воздействия и в период восстановления наблюдалось постепенное увеличение содержания кальция в лимфе. На 60-е сутки восстановительного периода концентрация
кальция в лимфе практически достигала контрольного значения, что может
быть связано с компенсаторной реакцией лимфатической системы, выводящей
избыток кальция из тканей (Ефремов А.В. и др., 1999). У животных, получавших препарат эссенциале Н динамика содержания кальция в плазме крови и
лимфе носила менее выраженный характер: в плазме крови на протяжении
всего периода исследования она существенно не отличалась от контрольного
значения; в лимфе же отмечалось его уменьшение лишь на 1-е и 10-е сутки
воздействия соответственно на 18% и 26% по сравнению с контрольным значением. При коррекции эссенциале Н значения ПЛИ кальция были выше контрольного значения на 1-е сутки воздействия на 30%, на 10-е – на 50%. К 60-м
суткам восстановительного периода ПЛИ кальция снижался практически до
контрольного значения, что свидетельствует о нормализации межсистемных
соотношений кальция к концу восстановительного периода (рис. 1).
11
контроль
1 сутки воз.
10 суток воз.
30 суток воз.
20 суток восст. 30 суток восст. 60 суток восст.
Рис. 1. Динамика содержания кальция в плазме крови, лимфе и ПЛИ
при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний восстановительный периоды и на фоне коррекции
Восполнение разрушенных структурных элементов мембраны эссенциальными фосфолипидами способствует восстановлению поврежденных мембранных структур, стабилизации мембран и кальциевых каналов и восстановлению нарушенного баланса кальция (Постнов Ю.В., 1993; Mallet R.T., Bunger
R., 1994).
Увеличение содержания магния в плазме крови до 10-х суток воздействия
в 2.4 раза в сочетании с увеличением содержания кальция до 20-х суток восстановительного периода отражает процессы мобилизации магния из тканей
как кофактора многочисленных энзимных реакций (Бородин Ю.И. и др., 2004;
Громова О.А., 2004; Мозговая Е.А., Кошелева Н.Г., 2007; Межевитинова Е.А.,
Акопян А.Н., 2007; Elin R.L.,1994; Gunter T., Vormann Y., 1994), необходимых
для активации энергетического и пластического обмена. Известно, что усиление процессов липидпероксидации с депрессией антиоксидантной системы
(АОС) при вибрационной болезни сопровождаются системными поражениями
12
мембран клеток и субклеточных структур, сдвигами нейрогормональной регуляции по типу ранней инволютивной перестройки, расстройствами микроциркуляции со снижением пластического и энергетического обеспечения органов
и тканей, хронической гипоксией (Шейбак М.П., 2003; Vigorito C. et al, 1995).
Кроме того, изменение концентрации внеклеточного магния приводит к спазму
сосудов, повышению их чувствительности к прессорным агентам (Шилов А.М.
и др., 2001; Saito N. et al., 1995). Содержание магния в лимфе уменьшалось, и
на 10-е сутки периода воздействия составляло 50% от контрольного значения,
затем наблюдалось его постепенное увеличение (рис. 2).
контроль
1 сутки воз.
10 суток воз.
30 суток воз.
20 суток восст. 30 суток восст. 60 суток восст.
Рис. 2. Динамика содержания магния в плазме крови, лимфе и ПЛИ
при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний
восстановительный период и на фоне коррекции
Значение ПЛИ магния увеличивалось и на 10-е сутки вибрационного воздействия превышало контрольное значение в 4.8 раза, далее наблюдалось его
снижение к 30-м суткам восстановления в 2 раза выше контрольного значения.
Наблюдаемое снижение показателей гемолимфатических соотношений
магния на 60-е сутки периода восстановления приобретает тенденцию к нормализации, тем самым подтверждая возможность депонирования магния в лимфа-
13
тической системе для последующего его использования по мере необходимости
(«recycling») (Ефремов А.В., Антонов А.Р., Бородин Ю.И., Якобсон Г.С., Берген
В., Рейхерт В., Якобсон М., 1999). У животных, получавших препарат эссенциале Н, на протяжении всего периода исследования изменения содержания
магния были существенно меньшими, чем у животных 1-й группы. В то же
время концентрации магния в лимфе у животных, получавших препарат, были
существенно выше таковых, чем у животных 1-й группы в течение всего периода исследования. На фоне коррекции значения ПЛИ магния на протяжении
всего периода исследования были ниже таковых, чем у животных 1-й группы.
На 60-е сутки восстановительного периода ПЛИ магния практически достигал
контрольного значения, что может свидетельствовать о нормализации межсистемных отношений магния между кровеносным и лимфатическим руслом.
Обнаруженное повышение содержания цинка в плазме крови на 1-е сутки
вибрационного воздействия в 5.6 раза, вероятно, обусловлено поступлением
этого биометалла из тканевого «депо» под действием глюкокортикоидов в ответ на вибрационный стресс (Пикуза О.И., 2002; Шилина Н.М., 2007;
Kirchgessner M. et al., 1982; Kondo H. et al., 1992; Dreno B., 1993; Alonso L. et al.,
2004), а также как возможный вариант антиоксидантной защиты (Санникова
Н.Е. и др., 2007; Dubick M.A. et al., 1993). Начиная с 10-х суток воздействия
вибрации и в течение всего восстановительного периода содержание цинка в
плазме крови постепенно уменьшалось, к 60-м суткам периода восстановления
достигая контрольного значения. Увеличение содержания цинка в плазме крови
сопровождалось уменьшением его содержания в лимфе. При этом наблюдалось
увеличение значений ПЛИ цинка в течение всего периода воздействия вибрации, что можно объяснить как естественную реакцию на вибрационное повреждение, учитывая мощный репаративный эффект цинка. У животных, получавших препарат эссенциале Н, к 60-м суткам периода восстановления концентрации цинка в обеих средах достигали контрольных значений.
Содержание меди в плазме крови при вибрационном воздействии уменьшалось и на 30-е сутки было на 38% ниже контрольного значения. К 60-м суткам периода восстановления оно было на 33% ниже контрольного значения.
Наблюдаемое уменьшение содержания меди в плазме крови может быть связано со снижением синтеза транспортных белков в печени на фоне вибрационно обусловленной гепатопатии и усугубляет метаболические нарушения, гипоксию и ишемию тканей (Васильев И.В., 1994; Сухаревская Т.М. и др., 2000;
14
Ференси П., 2001; Agget P.J., 1985; Alonso L. et al., 2004). Как известно, медь
может в определенной степени влиять на интенсивность процессов ПОЛ через
образование супероксиддисмутазы (СОД) (Авцын А.П. и др., 1991; Feng G.M. et
al., 1994; Bui L.M. et al., 1995). Некоторые авторы приводят факты двухкратного
усиления процессов ПОЛ в митохондриях и микросомах печени крыс при одновременном снижении активности СОД, каталазы и глутатионпероксидазы на
фоне купродефицита (Ференси П., 2001; Saglam K. et al., 2002; Karadag F.,
2004). Снижение содержания меди в плазме крови может быть также связано со
снижением синтеза транспортных белков в печени (Agget P.J., 1985) на фоне
вибрационно обусловленной гепатопатии (Сухаревская Т.М. и др., 2000). Увеличение содержания меди в лимфе до 10-х суток при одновременном уменьшении ее содержания в плазме крови сопровождалось резким снижением ПЛИ
этого биометалла, что может свидетельствовать о компенсирующей роли лимфатической системы в поддержании системного баланса данного биометалла. У
животных, получавших препарат эссенциале Н, содержание меди в плазме
крови на 30-е сутки воздействия было ниже контрольного значения уже на 17%.
Концентрации меди в лимфе у животных, получавших препарат, были ниже таковых, а ПЛИ были существенно выше таковых, чем у животных 1-й группы,
определенных в эти же временные интервалы.
Содержание железа в плазме крови уменьшалось при вибрационных воздействиях и было существенно ниже контрольного значения на 1-е и 10-е сутки. Это может быть связано с нарушением усвоения железа вследствие вибрационного поражения кишечника, что является проявлением полиорганной недостаточности (Петров В.Н., 1982; Зюбина Л.Ю. и др., 2001; Левина А.А. и др.,
2001; Мурашко А.В., 2002; Соболева М.К., Кольцов О.В., 2002; Насолдин В.В.
и др., 2003; Piasek M. et al., 2004), тем самым усугубляя возникающие обменнотрофические нарушения. Наблюдаемое увеличение содержания сывороточного
железа на 30-е сутки периода воздействия может способствовать адекватному
усилению функционирования системы микросомального окисления на фоне
15
массивного выброса глюкокортикоидов в ответ на вибрационный стресс. По
данным литературы, имеется определенная закономерность между содержанием железа и количеством цитохромов в печени (Берген В.О., 1997; Якобсон
М.Г. и др., 2001; Горохова С.Г., 2004; Rabinoff M., 1994; Alonso L. et al., 2004).
Последующее снижение содержания железа в плазме крови на 20-е и 30-е сутки
периода восстановления, возможно, связано со снижением уровня транспортных и функциональных белков в печени (Бородин Ю.И. и др., 1997; Ференси
П., 2001; Agget P.J., 1985). Уменьшение содержания железа в плазме крови сопровождалось резким увеличением его содержания в лимфе. Уменьшение содержания железа в плазме крови сопровождалось резким увеличением его содержания в лимфе. ПЛИ железа на 1-е и 10-е сутки воздействия уменьшались и
были на 90% ниже контрольного значения. К 60-м суткам периода восстановления ПЛИ железа практически не отличался от контрольного значения, что
может говорить о компенсирующей роли лимфатической системы в регуляции
межсистемных отношений данного биометалла. У животных, получавших препарат эссенциале Н, концентрации железа в плазме крови на протяжении всего
периода исследования были выше таковых, в лимфе – ниже таковых, чем у животных 1-й группы. К 60-м суткам восстановления ПЛИ достигал контрольного
значения, что свидетельствует о нормализации отношений железа в системе
«плазма-лимфа».
В процессе анализа и последующей интерпретации собственных результатов исследования мы использовали концепцию А.П. Авцына (1991) о микроэлементозах как объединяющем понятии для всех патологических процессов,
вызванных дефицитом, избытком или дисбалансом микроэлементов в организме. Выявленные нарушения обмена биометаллов свидетельствуют о наличии в структуре вибрационной патологии такого патогенетического звена, как
системный дисбаланс биометаллов, который является одним из звеньев ее патогенеза, в совокупности приводящих к развитию полиорганной недостаточности.
16
Выявленные нарушения межсистемных соотношений изучаемых биометаллов при воздействии вибрации позволяют сделать вывод как о компенсирующей роли лимфатической системы, так и об определенном патогенетическом вкладе ее в развитие нарушений обмена биометаллов. С другой стороны,
роль лимфатической системы в гомеостазе биометаллов не ограничивается
только «сточным резервуаром», куда сбрасываются излишки или «метаболические отходы», а напротив, приобретает новое значение – активного регулятора
межсистемных соотношений биометаллов, что проявляется «выравниванием»
измененных соотношений и возможным селективным их накоплением для последующего использования (Бородин Ю.И. и др., 1997; Ефремов А.В. и др.,
1999).
Применение фармакологического препарата эссенциальных фосфолипидов (эссенциале Н) при вибрационных нагрузках, по-видимому, оказывает протективный и коррегирующий эффект на поврежденные мембранные структуры
и инициирует субклеточные компенсаторно-приспособительные механизмы
(Боброва С.В., 2002), приводя к нормализации межсистемных отношений биометаллов в системе «плазма-лимфа». Терапевтические эффекты эссенциале Н
максимально проявлялись в поздний восстановительный период. Таким образом, восполнение разрушенных структурных элементов мембраны во время
вибрационных нагрузок эссенциальными фосфолипидами способствует сохранению и восстановлению гомеостаза биометаллов.
ВЫВОДЫ
1. Воздействие вибрационного фактора приводит к увеличению в плазме
крови содержания кальция, магния, цинка и уменьшению содержания меди, железа. В лимфе в период воздействия отмечается противоположный характер изменений содержания биометаллов, что свидетельствует о системных нарушениях обмена биометаллов.
17
2. Наблюдаемое в период восстановления снижение в плазме крови содержания кальция, магния и цинка сопровождалось увеличением их содержания в лимфе, что связано с их компенсаторным перераспределением в лимфатическое русло. Увеличение содержания меди и железа в плазме крови к концу
периода восстановления, напротив, сопровождается снижением их лимфатического пула.
3. Применение препарата эссенциале Н в период воздействия вибрации
значительно снижает выраженность изменений содержания биометаллов в
плазме крови и лимфе по сравнению с таковой у животных, не получавших
данный препарат. Коррегирующие эффекты эссенциале Н на обмен биометаллов максимально проявлялись в поздний восстановительный период, приводя к
нормализации нарушенных параметров обмена биометалов.
4. Увеличение значений ПЛИ кальция, магния, цинка в период воздействия свидетельствуют о преобладании плазматического пула данных биометаллов, а снижение при этом значений ПЛИ меди и железа отражает компенсаторное перераспределение данных биометаллов в лимфатическое русло. Однако в
восстановительном периоде полного восстановления нарушенных межсистемных соотношений биометалов не происходит, несмотря на устранение вибрации как этиологического фактора. На фоне применения эссенциале Н отмечается восстановление значений ПЛИ изучаемых биометаллов, приводя к нормализации их межсистемных соотношений к концу периода восстановления.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. Экспериментальное изучение физиологических особенностей обмена
биометаллов в организме животных при воздействии вибрации является теоретической базой для прикладных исследований влияния экстремальных факторов эколого-производственной среды на организм животных и человека, повышения его адаптивных возможностей к стрессовым факторам.
2. В комплексной терапии и профилактике вибрационной болезни и других заболеваний, сопровождающихся повреждением мембранных структур клеток, целесообразно использование препаратов цитопротекторного ряда, в част-
18
ности, эссенциальных фосфолипидов, в общепринятых терапевтических дозировках.
3. Результаты исследований могут использоваться в учебном процессе в
высших учебных заведениях медицинского, сельскохозяйственного и биологического профиля при изучении соответствующих разделов в курсах физиологии, биохимии и фармакологии.
СПИСОК РАБОТ,
ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рецензируемых ВАК:
1. Вогралик П.М. Системный дисбаланс биометаллов при вибрационных воздействиях и его коррекция / П.М. Вогралик, Ю.В. Начаров,
Е.Ю. Баталова // Вестник новых медицинских технологий. – 2008. –
Т. XV, № 4. – С. 21-23.
Публикации в других периодических изданиях:
2. Вогралик П.М. Изменения гемолимфатических соотношений биометаллов (кальций, магний, медь, железо, цинк) при вибрационных воздействиях и пути их коррекции / П.М. Вогралик, Ю.В. Начаров // Медицина и
образование в Сибири: электронный журнал. – 2008. - № 3. –
(http://ngmu.ru/coso/mos/article/text_full.php?id=278).
3. Вогралик П.М. Динамика содержания биометаллов (кальций, магний,
медь, железо, цинк) в системе «плазма-лимфа» при вибрационных воздействиях и на этапах реабилитационного периода / П.М. Вогралик,
Ю.В. Начаров // Медицина и образование в Сибири: электронный журнал. – 2008. - № 3. – (http://ngmu.ru/coso/mos/article/text_full.php?id=279).
4. Вогралик П.М. О роли лимфатической системы в регуляции межсистемных соотношений биометаллов в системе «плазма-лимфа» при вибрационных воздействиях и на фоне коррекции / П.М. Вогралик, Ю.В. Начаров // Медицина и образование в Сибири: электронный журнал. – 2008. № 5. – (http://ngmu.ru/coso/mos/article/text_full.php?id=300).
19
5. Вогралик П.М. Исследование нарушений обмена биометаллов (кальций,
магний, медь, железо, цинк) в системе «плазма-лимфа» при вибрационных воздействиях и на фоне фармакологической коррекции эссенциальными фосфолипидами / П.М. Вогралик, Ю.В. Начаров //
Медицина и образование в Сибири: электронный журнал. – 2008. - № 5. –
(http://ngmu.ru/coso/mos/article/text_full.php?id=301).
6. Вогралик П.М. К вопросу о нарушениях обмена биометаллов (кальций,
магний, медь, железо, цинк) в системе «плазма-лимфа» при
вибрационных воздействиях и способах их коррекции / П.М. Вогралик,
Ю.В. Начаров // Медицина и образование в Сибири: электронный
журнал. – 2008. - № 5. –
(http://ngmu.ru/coso/mos/article/text_full.php?id=302).
Публикации в тезисах конференций:
7. Вогралик П.М. Лимфатическая система и органы иммуногенеза / П.М.
Вогралик // Проблемы лимфологии и эндоэкологии. Мат-лы
международного симпозиума 19-20 ноября 1998 года. Труды
НИИКиЭЛ СО РАМН. Под ред. Ю.И. Бородина и В.Н. Горчакова. –
Новосибирск, 1998. – Т. 7. – С. 306 – 310.
8.
Вогралик П.М. О путях лимфотока на отрезке афферентный
лимфатический сосуд – краевой синус в лимфатическом узле / П.М.
Вогралик // Вопросы теоретической и прикладной морфологии: Сб. науч.
работ. Вып. III. – Барнаул, 2000. – С. 25 – 28.
9.
Динамика некоторых показателей липидного обмена на фоне шумового и
вибрационного воздействий у животных с аллоксановым диабетом / Н.А.
Галузо, А.А. Зибарев, А.В. Юркин, П.М. Вогралик // Тезисы докладов
62-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых 10
апреля 2001 г. – НГМА, Новосибирск, 2001. – С. 69.
10.
Вогралик П.М. Дисмикроэлементозы при вибрационных воздействиях и
на этапах реабилитационного периода / П.М. Вогралик // Ежегодная
20
конкурс-конференция студентов и молодых ученых «Авиценна-2003». –
НГМА, Новосибирск, 2003. – С. 98 – 99.
11.
Вогралик П.М. Возможности фармакологической коррекции нарушений
микроэлементного обмена при экспериментальной вибропатологии / П.М.
Вогралик // Ежегодная конкурс-конференция студентов и молодых
ученых «Авиценна-2003». – НГМА, Новосибирск, 2003. – С. 97 – 98.
12.
Обмен микроэлементов при вибрационном стрессе и возможности его
фармакологической коррекции / П.М. Вогралик, С.В. Боброва, А.В.
Ефремов, А.Р. Антонов // В мат-лах 3-го Российского научного форума
Реа Спо Мед 2003. – Москва, 2003. – С. 29 – 30.
13.
Дисмикроэлементозы при вибропатологии и их коррекция / С.В. Боброва,
А.В. Ефремов, А.Р. Антонов, П.М. Вогралик // Паллиативная медицина
и реабилитация. – 2003. - № 2. – С. 111.
14. Регуляция гомеостаза и обмена микроэлементов путем оптимизации
функционирования лимфатической системы в условиях вибрационного
прессинга / С.В. Боброва, А.В. Ефремов, А.Р. Антонов, П.М. Вогралик //
Реабилитология: Сб. науч. трудов. – Москва, 2003. – С. 450 – 453.
15.Вогралик П.М. Использование эссенциальных фосфолипидов для коррекции нарушений обмена биометаллов при вибрационных воздействиях
/ П.М. Вогралик // В мат-лах ежегодной конкурс-конференции студентов
и молодых ученых «Авиценна-2004»: Тезисы докладов. – Новосибирск,
2004. – С. 57 – 58.
16.Использование эссенциальных фосфолипидов для коррекции системного
дисбаланса биометаллов при вибрационных воздействиях / С.В. Боброва,
А.Р. Антонов, Ю.В. Начаров, П.М. Вогралик // Тез. докл. XII
Российского национального конгресса «Человек и лекарство» 18-22
апреля 2005. – М., 2005. – С. 65-66.
Соискатель
Вогралик П.М.
21
Печ. л. 1.0. 40 тыс. знаков. Тираж 100 экз.
22
23
24