Метаболические и функциональные характеристики мозга под влиянием силистронга
На правах рукописи
КИЗИРОВА ОЛЬГА АНАТОЛЬЕВНА
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ И
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МОЗГА
ПОД ВЛИЯНИЕМ СИЛИСТРОНГА
03.00.04 – Биохимия
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Уфа 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
| Научный руководитель: | доктор медицинских наук, профессор Радомская Виктория Марковна |
| Официальные оппоненты: | доктор медицинских наук, профессор Гильманов Александр Жанович |
| доктор медицинских наук, профессор Высокогорский Валерий Евгеньевич |
Ведущая организация – ГОУ ВПО «Красноярский государственный медицинская университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации»
Защита состоится «___»_______________2009 г. в _____часов на заседании диссертационного совета Д 208.006.03 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.
Автореферат разослан «____»________________2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор медицинских наук, профессор Г.Х. Мирсаева
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Поддержание динамического равновесия обмена веществ, обеспечивающего нейрофизиологические процессы при характерной высокой пластичности нервной системы – важная задача. Её решение способствует стабильной функциональной активности в ответ на естественные эндогенные и экзогенные стимулы в норме, а также повышает резерв возможностей в условиях патологии. Оптимально, на наш взгляд, применение с этой целью средств из растительного сырья. Биологически активные компоненты из растений привычно поступают энтерально в качестве микронутриентов и оказывают регуляторное влияние на процессы жизнеобеспечения (Макаров В.Г. с соавт., 1999; Поспелова М.Л., Барнаулов О.Д., 2000; Максимов А.Ю., Ремезовская Н.Б., Демаков В.А., 2003; Потапович А.И., Костюк В.А., 2003; Тутельян В.А. с соавт., 2003, 2004; Тутельян В.А., 2008, 2009).
Установлено позитивное влияние на процессы жизнеобеспечения расторопши пятнистой (Silybum marianum (L) Gaerth), действующим началом которой является комплекс флаволигнанов, обладающих мембраностабилизирующим, противовоспалительным, кардиопротекторным, антиагрегантным, иммуномодулирующим, антиоксидантным действием (Гильмиярова Ф.Н., Радомская В.М., 1997; Михайлов И.Б., 2001; Яковлева Г.П., Блинова К.Ф., 2004; Шульпекова Е.И., 2004; Петров В.И., Спасов А.А., 2007; Cazarolli L.H. et al., 2008; Gharagozlo M. et al., 2009). Известно, что усиление свободнорадикальных процессов является признаком и патогенетическим фактором повреждения при более чем ста патологических процессов, в том числе связанных и с работой нервной системы (Зенков Н.К. с соавт., 2007). Учитывая кардинальную роль центральной нервной системы в жизнедеятельности организма, оправдан поиск средств, обладающих нейропротекторным нормализующим влиянием на функции мозга.
Силистронг, препарат расторопши, относится к фармакологической группе метаболических средств, оказывающих стимулирующее влияние на метаболические процессы, повышает устойчивость к гипоксии, способствует увеличению физической работоспособности (Гильмиярова Ф.Н., Радомская В.М., 1997; Гильмиярова Ф.Н. с соавт., 1998, 2001).
Цель нашего исследования заключается в изучении молекулярных механизмов действия силистронга на метаболические и функциональные показатели центральной нервной системы.
Задачи:
- Изучить действие силистронга и его компонента - этанола на полисубстратно - полиферментную систему ткани мозга in vitro.
- Определить степень выраженности индивидуальной чувствительности к действию препарата силистронг и его компонента этанола на ферментативную систему эритроцита с учетом групповой принадлежности крови по системе АВО.
- Выяснить характер и степень влияния силистронга и его компонента этанола на пейсмекерную активность дыхательного центра продолговатого мозга новорожденных крыс in vitro.
- Оценить действие силистронга на показатели центральной нервной системы в условиях острой ишемии in vivo, определив состояние неврологического статуса и когнитивных функций.
- Дать оценку протекторным свойствам силистронга по степени выраженности постишемического апоптоза.
Научная новизна. Получены новые данные, раскрывающие нейропротекторный характер действия силистронга. Определено активирующее действие силистронга на глицеральдегид -3- фосфатдегидрогеназу, малатдегидрогеназу, аспартатаминотрансферазу, глутамиламинотрансферазу, ацетилхолинэстеразу и некоторое ингибиторное на лактатдегидрогеназу, креатинфосфаткиназу, создающее оптимальные условия для работы мозга, подтвержденные снижением интенсивности апоптоза в условиях ишемии. Установлен активирующий и стабилизирующий эффект силистронга в отношении пейсмекерной активности дыхательного центра продолговатого мозга, выражающийся в увеличении амплитуды разряда и продолжительности дыхательного цикла, уменьшении частоты и вариабельность генерации спонтанных разрядов. Впервые установлен цитонейропротекторный эффект силистронга на фоне острой ишемии, характеризующийся выраженным антиапоптическим действием, функционально позволяющим сохранить и улучшить неврологические и когнитивные показатели.
Выявлена индивидуальная вариабельность активности ферментов эритроцитов с учетом групповой принадлежности крови по системе АВО под действием силистронга.
Научно-практическая значимость. Получены фундаментальные данные о молекулярных механизмах нейропротекторного действия силистронга, способного оказывать нормализующее влияние на метаболические и электрохимические процессы мозга, что допускает расширение его использования в клинической практике с профилактической и лечебно-реабилитационной целью.
Положительный характер действия силистронга на показатели центральной нервной системы в условиях острой ишемии позволит использовать препарат для лечения и профилактики цереброваскулярных нарушений, оптимизации работы нервной системы в условиях высоких психо - эмоциональных нагрузок, адаптации человека к условиям дефицита кислорода и создаст предпосылки для разработки новых препаратов на основе биофлавоноидов. Установлен активирующий и стабилизирующий эффект силистронга в отношении пейсмекерной активности дыхательного центра, служащий основой применения силистронга для сохранения жизненноважных функций организма.
Определена различная степень выраженности метаболической реакции от генетически-детерминированного критерия – групповой принадлежности крови по системе АВО на действие силистронга, что дает возможность использовать эритроциты в качестве модельной системы для биотестирования фармакопрепаратов с целью индивидуализации терапии.
Исследование проведено в рамках федеральной программы научно-исследовательских работ: «Взаимодействие биологически активных веществ растительного и животного происхождения с системами жизнеобеспечения организма с учетом биологической вариабельности метаболизма, ассоциированной с групповой принадлежностью крови» (№ госрегистрации – 0120.0 809698).
Основные положения, выносимые на защиту:
- Оптимизация метаболических процессов под влиянием силистронга за счет активирующего влияния на ключевые ферменты гликолиза, обмена аминокислот и нейромедиаторов, антиоксидантной защиты.
- Активирующий и стабилизирующий эффект силистронга на пейсмекерную дыхательную активность.
- Нейропротекторное действие силистронга, заключающееся в снижения выраженности апоптоза и коррекции постишемических нарушений сенсомоторной и когнитивной функций.
- Зависимость характера влияния силистронга на ферментативные системы эритроцитов от групповой принадлежности крови по системе АВО.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на VI Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2005);Научно-практическом симпозиуме по проблеме «Объём, организация и экономика лабораторного обеспечения медицинской помощи в условиях модернизации здравоохранения» (Москва, 2006); X Международной научной конференции «Здоровье семьи – XXI век» (Бангкок – Патайя, Таиланд, 2006); VII международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке» (Москва, 2006);ХI Международной научной конференции «Здоровье семьи – XXI век» (Амстердам-Страсбург, 2007); IV Съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, 2008), совместном заседании кафедры общей, бионеорганической и биоорганической химии и кафедры фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой ГОУ ВПО «Самарского государственного медицинского университета Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» (Самара, 2009).
Внедрение результатов в практику. Результаты диссертационного исследования используются в работе кафедр фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой ГОУ ВПО «Самарского государственного медицинского университета Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», биохимии ГОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию», биологической химии ГОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, 3 работы – в ведущих рецензируемых журналах ВАК, получен патент № 2310238 от 10.11.2007 «Способ модуляции функциональной активности пейсмекеров мозга».
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной описанию объектов и методов исследования, трех глав собственных данных, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы.
Диссертация изложена на 168 страницах, иллюстрирована 17 рисунками, содержит 32 таблицы. В работе использовано 317 источников, из них 182 отечественных и 135 зарубежных авторов.
Материалы и методы исследования. При исследовании влияния силистронга на молекулярном уровне in vitro определялась активность ферментов ткани мозга кролика В эксперименте использовался гомогенат мозга 14 беспородных кроликов, содержащихся в однотипных стандартных условиях вивария, весом 2,5-3 кг. Было проведено определение активности ферментов на спектрофотометре Lambda 20 (Perkin Elmer, Швейцария) с использованием общепринятых референтных методик (Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф., Меньшиков В.В., 1998; Карпищенко А.И. с соавт., 1999; Камышников В.С., 2004). Для исследования группоспецифических особенностей ферментативной активностибыли использованы образцы капиллярной крови (гемолизат), полученные натощак у 67 практически здоровых человек в возрасте от 18 до 35 лет с учетом групповой принадлежности по системе АВО.
В условиях in vivo на 36 белых беспородных крысах, массой 220-240г., определялось действие силистронга на фоне ишемии. Определение степени неврологической дисфункции в результате острой ишемии с применением силистронга проводилось на нескольких группах животных: через 24 часа, 48 и 168 часов после окклюзии правой сонной артерии по стандартной международной шкале NSS для лабораторных животных (крыс), в опытных группах интраперитонеально вводился силистронг (100 мкл/кг массы).
Регистрация когнитивной дисфункции у лабораторных животных осуществлялась с использованием стандартного теста – водного лабиринта Морриса (Morris R.J., 1981,1984; Yoneoka Y. at all., 1999; Hattori K. at all., 2000).
Проводилась оценка апоптоза в нервной ткани методом TUNEL (Apoptag Direct Detection kit, Immunotech, France) согласно протоколу производителя, на фоне острой ишемии головного мозга экспериментальных животных.
Для определения влияния силистронга на системном уровне in vitro были выполнены эксперименты на 19 препаратах ствола мозга 0–3 суточных беспородных белых крысах обоего пола. В опытах отводили электрическую активность в С3–С5 вентральных корешков спинного мозга с помощью всасывающеего электрода через усилитель биопотенциалов, сигналы подавали на вход компьютера и записывали в формате wave (Suzue T., 1984; Пятин В.Ф., Никитин О.Л., 1998).
В экспериментальных исследованиях использовался препарат силистронг, разработанный сотрудниками кафедры фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой Самарского государственного медицинского университета под руководством заслуженного деятеля науки РФ, доктора медицинских наук, профессора Ф.Н. Гильмияровой (Патент РФ № 2112020; ФСП 42-0211-0703-01), зарегистрирован Министерством здравоохранения Российской Федерации (регистрационное удостоверение Р № 000605/01 от 23.08.2001).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета прикладных программ STATISTICA v. 7.0 (StatSoft-Russia, 1999), Microsoft Excel. Анализ включал методы статистического описания и проверки статистических гипотез (Стентон А. Гланц, 1999; Платонов А.Е., 2000; Мидлтон М.Р., 2005).
Результаты собственных исследований и их обсуждение. Нами проведена оценка действия препарата силистронг, а также изучено влияние малых доз этанола на функцию ключевых ферментов метаболизма мозга (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние силистронга и этанола на активность ферментов мозга, Е/мг
| Показатель | Контроль, M±m, (Е\мг) | Этанол, M±m, (Е\мг) | Силистронг, M±m, (Е\мг) |
| Глицеральдегид -3-фосфатдегидрогеназа | 0,15±0,005 | 0,28±0,01** | 0,49±0,02** |
| Лактатдегидрогеназа | 0,97 ±0,03 | 0,6±0,03* | 0,96±0,02 |
| Малатдегидрогеназа | 0,82 ±0,03 | 0,88 ±0,05 | 1,43 ± 0,04** |
| Креатинфосфокиназа | 32,1±0,21 | 31,0±0,32 | 29,2±0,52 |
| Аспартатаминотрансфераза | 2,6 ±0,03 | 2,76 ±0,03 ** | 2,91 ±0,06 ** |
| Аланинаминотрансфераза | 0,125±0,003 | 0,121±0,004 | 0,125±0,003 |
| -глутамилтрансфераза | 0,04 ±0,006 | 0,1 ±0,01** | 0,06 ±0,005* |
| Ацетилхолинэстераза | 3,51±0,22 | 4,52±0,32* | 7,45±0,52** |
р<0,05; р< 0,01
Установлено, что этанол в концентрации 0,3 мМ обладает активирующим действием на глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу, увеличивая активность фермента на 86 %. Для силистронга характерен более выраженный активирующий эффект.
Складывается впечатление, что происходит суммация влияний этанола и флаволигнанов, возможно, обусловленная электронодонорными свойствами изучаемых компонентов, образующих продуктивную редокс – систему с SH-группами активного центра фермента, что способствует регистрируемой активации.Повышение активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы при сохранении функции лактатдегидрогеназы в пределах фоновых значений характеризует позитивный эффект силистронга, повышающий метаболический ресурс нервной ткани.
Подтверждением этого положения служат данные, характеризующие влияние силистронга на активность малатдегидрогеназы. Если этанол не вызывает изменения активности фермента, то силистронг обладает отчетливым активирующим действием на малатдегидрогеназу. Фоновые значения отношения активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа/ малатдегидрогеназа составляет 0,18, после инкубации с силистронгом – 0, 34, т.е. увеличивается практически в два раза. Следовательно, моделируются условия, при которых цитоплазма не будет перегружена метаболитами, восстановленными коферментами. Активация малатдегидрогеназы силистронгом обеспечивает усиление челночного транспорта восстановленных эквивалентов НАДН в митохондрии для последующего окисления в электронтранспортной цепи. Таким образом, под влиянием силистронга очевидно усиление субстратного фосфорилирования и создание метаболических предпосылок для активации окислительного фосфорилирования Результирующим эффектом действия силистронга на активность дегидрогеназ является смещение углеводного обмена в сторону аэробного окисления глюкозы, основного поставщика макроэргов в мозге, что позволяет повысить энергетический потенциал мозга и создать платформу для оптимальной реализации его функции.
По полученным нами данным силистронг характеризуется энергосберегающим действием. Нами установлено, что и этанол и силистронг практически не меняют активность креатинфосфокиназы (табл. 1). Известно, что содержание креатина и его фосфорилированного производного более чем в два раза превышает сумму адениновых нуклеотидов, и при увеличении энергозатрат в мозге сначала уменьшается уровень креатинфосфата и гликогена, и только после исчерпания этих источников начинает быстро снижаться уровень АТФ (Исаев Н.К., Стельмашук Е.В., Зоров Д.Б., 2007). Креатинфосфокиназа в данном случае является достаточно мощным механизмом регуляции обеспечения энергозависимых процессов макроэргическими соединениями, выполняя роль энергетического буфера, оптимально сохраняя энергетический резерв, что также повышает ресурс мозговой ткани (Липская Т.Ю., 2001).
Оценивая влияние этанола и силистронга на активность аспартатаминотрансферазы, следует отметить однонаправленную тенденцию их действия – некоторое активирующее влияние (табл. 1). Посредством данного фермента сохраняется высокая интенсивность малат-аспартатного челночного механизма, обмена аминокислот, переаминирование глутамата, который тесно связан с циклом трикарбоновых кислот и является промежуточным продуктом энергетического метаболизма, может служить субстратом при глюконеогенезе и является наиболее распространенным возбуждающим медиатором нервной системы, а также источником – аминомасляной кислоты. Полагают, что в нейронах данный фермент является компонентом преобладающего механизма переноса восстановленных эквивалентов в митохондрии (Ашмарин И.П., Стукалов П.В., 2001).
Обращает на себя внимание нормализующий эффект силистронга. Его визуализирует характер активности гамма-глутамилтрансферазы. Установлено, что под влиянием этанола активность фермента возрастает в 2,5 раза. Такое увеличение активности фермента приводит к активному поглощению тканью мозга свободных аминокислот, а так как этот процесс довольно энергоемкий, то действие этанола вызывает энергодефицит и сдвиг в нейромедиаторной системе. Инкубация с силистронгом оказывает нормализующее влияние, снижая активность гамма-глутамилтрансферазы на 40 %, относительно величины, обусловленной действием этанола.
Помимо непосредственного влияния силистронга и его компонента этанола на активность оксидоредуктаз и трансфераз, установлено, что они биологически активны по отношению к нейротрансмиттерному обмену. Как известно, ацетилхолинэстераза имеет непосредственное отношение к проведению нервного импульса, являясь неотъемлемой частью ацетилхолинэстеразной нейротрансмиттерной системы. Повышение активности ацетилхолинэстеразы под действием силистронга, очевидно, позволит увеличить мобильность процессов в нервной ткани и её эффективность. Таким образом, силистронг, являясь многокомпонентой системой, оказывает разностороннее действие на нервную ткань, влияя на активность ферментов энергетического, аминокислотного, углеводного и медиаторного обмена.
Исследованиями, проводимыми на кафедре фундаментальной и клинической биохимии с лабораторной диагностикой (Зав. кафедрой з.д.н.РФ, д.м.н., профессор Ф.Н. Гильмиярова) создана база данных, раскрывающая взаимосвязь групповой принадлежности крови по системе АВО, генетически детерминированного признака, ассоциированного с биологической вариабельностью метаболизма. В нервной ткани, из-за интенсивного аэробного катаболизма углеводов и высокого содержания липидов, активность антиоксидантных компонентов, также как и в эритроците, определяет функциональную состоятельность системы.
Наши исследования выявили следующие группоспецифические особенности (табл. 2). Под влиянием силистронга в гемолизате О(I) группы крови наибольшее увеличение активности установлено для лактатдегидрогеназы, среднее - глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы и каталазы и умеренное снижение активности у глутатион-редуктазы.
Таблица 2 - Влияние силистронга и этанола на активность ферментов гемолизата с учетом групповой принадлежности крови
| 0 (I) группа крови | A (II) группа крови | B (III) группа крови | AB (IV) группа крови | |
| Показатель | Лактатдегидрогеназа, (M±m), Е/мг | |||
| Контроль, (M±m) | 1,18±0,34 | 1,47±0,4* | 0,67±0,11* | 0,85±0,42 |
| Силистронг, (M±m) | 2,58 ±1,19 | 2,33 ±0,52 | 1,96 ±0,33* | 1,63 ±0,12 |
| % | +119 | +59 | +193 | +92 |
| Этанол,(M±m) | 1,25±0,74 | 1,67±0,47 | 0,85±0,31 | 0,71±033 |
| % | +6 | +14 | +27 | –16 |
| Показатель | Глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа, (M±m), Е/мг | |||
| Контроль, (M±m) | 0,77±0,38 | 0,58±0,16 | 0,49±0,15 | 0,16±0,06 |
| Силистронг, (M±m) | 1,24 ±0,45 | 1,07 ±0,22 | 1,77±0,51* | 1,38±0,6 |
| % | +61 | +84 | +261 | +763 |
| Этанол,(M±m) | 0,43±0,27 | 0,39±0,04 | 0,23±0,08 | 0,30±0,23 |
| , % | –44 | –33 | –53 | +88 |
| Показатель | Глутатион-редуктаза, (M±m), Е/мг | |||
| Контроль, (M±m) | 0,21±0,1 | 0,23±0,03 | 0,13±0,03 | 0,28±0,15 |
| Силистронг, (M±m) | 0,11±0,03 | 0,12±0,02 | 0,2±0,06 | 0,14±0,02 |
| , % | –48 | –48 | +54 | –50 |
| Этанол,(M±m) | 0,16±0,03 | 0,09±0,02 | 0,11±0,04 | 0,23±0,09 |
| , % | –24 | –61 | –15 | –18 |
| Показатель | Каталаза, (M±m), Е/мг | |||
| Контроль, (M±m) | 0,26±0,05 | 0,42±0,07 | 0,82±0,23 | 0,33±0,12 |
| Силистронг, (M±m) | 2,55±0,27** | 3,2±0,25** | 2,2±0,15** | 2,34±0,08** |
| % | +880 | +662 | +168 | +609 |
| Этанол,(M±m) | 1,81±0,01** | 1,62±0,09** | 1,68±0,1** | 1,8±0,02** |
| % | +596 | +286 | +105 | +445 |
р<0,05; р< 0,01
В данном случае силистронг максимально активировал анаэробный метаболизм эритроцитов и умеренно повысил активность антиоксидантной системы. У представителей А(II) группы крови силистронг оказал наиболее выраженное активирующее влияние на каталазу, среднее значение активности глутатион-редуктазы, а минимальное на активность глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы. Максимальной активности достигает система антиоксидантной защиты. Для лиц с В(III) группой крови было характерно индуцированная силистронгом максимальная активация глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы и среднее значение активности лактатдегидрогеназы, что является компенсаторным механизмом относительно низких фоновых значений данных ферментов. Средней степени интенсивности положительное влияние на ферменты антиоксидантной защиты и минимальное значение активности каталазы и глутатион-редуктазы. Силистронг оказывает среднее активирующее влияние на активность ферментов эритроцитов АВ(IV) группы крови: глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, каталазу, минимально активирует лактатдегидрогеназу, незначительно ингибирует активность глутатион-редуктазу. Полученные результаты позволяют дифференцированно подойти к применению силистронга лицам с различной групповой принадлежностью. В целом они создают базу для индивидуализации фармакотерапии.
Охарактеризовав потенциал метаболической активности силистронга, мы поставили задачу оценить его влияние на функцию дыхательного центра, рассматривая её как результирующую целого комплекса процессов в мозге.
Спонтанная генерация дыхательного ритма осуществляется нейронными структурами, расположенными в ростральной и каудальной части продолговатого мозга – проприобульбарными инспираторными пейсмекерными нейронами вентральной дыхательной группы. Характер влияния силистронга и его компонента этанола на генерацию пейсмекерной активности представлен в серии наблюдений, которые были выполнены на понтобульбоспинальном и бульбоспинальном препаратах (табл. 3). Видны существенные различия показателей спонтанного дыхательном ритмогенеза в зависимости от действия этанола и силистронга относительно фоновых значений, что подтверждает специфический нормализующий эффект препарата.
Таблица 3 - Показатели спонтанной дыхательной активности препаратов мозга при действии этанола и силистронга
| объект | бульбоспинальный препарат, М±m (Ме) | понтобульбоспинальный препарат, М±m (Ме) | ||||||
| показатель | фон | этанол | фон | силис- тронг | фон | этанол | фон | силис-тронг |
| Амплитуда разряда, отн. ед. | 166,7 ±6,9 (175,2) | 167,1 ±5,3 (161) | 149,9 ±9,4,0 (195) | 147,4 ±8,1,3 (195) | 141,11 ±1,8 (189) | 142,6 ±1,89 (187,8) | 166,4± 1,14 (165) | 179,4±1,89* (192) |
| Длительность разряда, с | 0,64 ±0,004 (0,52) | 0,67 ±0,009 (0,65) | 1,13 ±0,02 (1,03) | 1,21 ±0,03 (1,0) | 1,004 ±0,025 (0,85) | 1,10 ±0,028 (0,95) | 0,68± 0,006 (0,71) | 0,65± 0,004 (0,64) |
| Продол-ть цикла, с | 12,3 ±0,49 (10,2) | 14,3 ±0,52* (14,34) | 13,3 ±1,70 (11,11) | 10,7 ±1,38 (7,17) | 12,57 ±0,15 (7,1) | 13,6 ±0,18 (8,05) | 11,3± 0,05 (9,88) | 13,3± 0,07 (11,48) |
| Частота генерации разрядов, мин-1 | 5,34 ±0,014 (5,88) | 4,18 ±0,013* (4,18) | 5,6 ±0,16 (5,4) | 7,13 ±0,32* (8,36) | 6,884 ±0,31 (8,4) | 6,46 ±0,22 (7,45) | 5,50± 0,057 (6,07) | 4,75± 0,056 (5,22) |
| Вариабельность ритма, ед. | 0,63 ±0,004 (0,78) | 0,34 ±0,002 (0,11) | 0,18 ±0,007 (0,12) | 0,11± 0,006* (0,1) | 0,148 ±0,005 (0,09) | 0,12 ±0,004 (0,08) | 0,55± 0,026 (0,44) | 0,09± 0,001* (0,091) |
р<0,05; р< 0,01
Спонтанная электрическая активность понтобульбоспинального препарата под действием силистронга приобретает большую амплитуду разряда и продолжительность цикла, в то же время снижается частота генерации разрядов, в 5,8 раз снижается вариабельность ритма. Суммарно действие силистронга в данном случае носит стабилизирующий характер и позволяет сохранить максимальную эффективность системы (рис. 1).
.
Рис.1. Действие этанола и силистронга на дыхательную пейсмекерную активность понтобульбоспинального (п\б) препарата мозга.
Исследование влияния силистронга на бульбоспинальный перпарат мозга лишенный координирующих влияний варолиева моста, выявило следующие закономерности. Установлено, что влияние силистронга и этанола на пейсмекерную активность бульбоспинального препарата характеризуется в большей степени разнонаправленностью действия на продолжительность циклов и частоту генерации разрядов в отличие от эффектов понтобульбоспинального препарата. Силистронг в большей степени увеличивает длительность и частоту разрядов, а также сохраняет стабилизирующее действие на вариабельность ритма (рис. 2). Таким образом, нами показана специфичность и избирательность действия силистронга и этанола на нейроны продолговатого мозга и моста. Установленное нами активирующее влияние силистронга на активность окислительно- восстановительных ферментов углеводного, азотистого обменов, систему антиоксидантной защиты свидетельствует, что этот препарат создает метаболическую базу для более высокой функциональной способности мозга.
Рис. 2. Действие этанола и силистронга на дыхательную пейсмекерную активность бульбоспинального препарата
Нами получены данные, характеризующие влияние силистронга на метаболизм, функциональные характеристики жизненноважных структур мозга. Представляет интерес оценка регуляторного потенциала препарата на процессы апоптоза в мозге, индуцированного острой ишемией. Как известно, апоптоз – один из вариантов реализации ишемии на уровне нервной клетки, обуславливающий степень нарушения и прогноз деятельности нервной системы (Квитницкий-Рыжов Ю.Н., 1991;Ваизов В.Х. с соавт., 1994; Ерин А.Н., Гуляева Н.В., Никушкин Е.В., 1994; Белова Е.И., 2006; Тул Д. Ф., 2007).
При различной продолжительности ишемии отмечается прогрессирование апоптоза: наблюдалось нарастание количества TUNEL-позитивных клеток через 24 часа после операции - 3,4±0,46% (р<0,05), 48 часов после операции - 6,5±0,51% (р<0,05), 168 часов после операции - 8,1±0,73% (табл. 4).
Таблица 4 - Структурно-функциональные показатели центральной нервной системы в постишемический период на фоне введения силистронга
| Время | NSS тест, М±m,(баллы) | Тест Морриса, M±m,(сек) | Апоптоз (TUNEL), M±m,(%) | |||
| Контрольная группа | Группа, получившая иньекцию силистронга | Контрольная группа | Группа, получившая иньекцию силистронга | Контрольная группа | Группа, получившая иньекцию силистронга | |
| 24 ч | 4,0±1,76** | 2,8±0,92* | 8,2±1,88 | 7,2±1,2 | 3,4±0,46* | 2,0±0,053* |
| 48 ч | 4,8±0,95* | 2,0±0,84* | 21,4±3,77** | 6,8±1,39** | 6,5±0,51* | 1,0±0,034* |
| 168 ч | 5,1±1,19* | 3,6±0,75* | 32,4±4,56** | 16,6±5,83** | 8,1±0,73 | 2,6±0,081 |
* р<0,05; ** р<0,01
В группах получивших силистронг достоверно меньший уровень апоптоза, через 24 часа после операции - 2,0±0,053 % (р<0,05), через 48 часов после операции - 1,0±0,034 % (р<0,05), через 168 часов после операции - 2,6±0,08 %. В данной ситуации отчетливо проявляется экранирующие свойства силистронга, флаволигнаны которого обуславливают антиоксидантную активность. Учитывая нормализующий характер воздействия силистронга на ферменты аэробного и анаэробного обменов, антиоксидантное, мембраностабилизирующее и цитопротекторное действие, существует возможность развития событий в очаге ишемии по максимально щадящему сценарию.
Интегральную роль в оценке состояния центральной нервной системы играет сенсомоторная функция. Нами изучены показатели неврологического статуса экспериментальных животных в динамике развития постишемического синдрома. Установлено, что силистронг продемонстрировал нейропротекторную активность при его однократном введении в отдаленном периоде – 24, 48 и 168 часов после ишемии по результатам NSS теста (табл. 4). Его положительное действие, вероятно, связано с возможностью корригировать сразу несколько участков ишемического каскада: неэффективность энергетических процессов, недостаточность аминокислотного и белкового обменов, повышение мембранной проницаемости, активация проапоптотических факторов, образование активных форм кислорода.
При исследовании состояния когнитивных функций в контрольных группах наблюдалось значимое нарастание постишемической дисфункции относительно временного фактора с тенденцией к утяжелению степени дисфункции. В опытной группе, наряду с ишемией получившей инъекцию силистронга, показатели теста Морриса значительно лучше контрольной группы, положительный эффект силистронга наиболее выражен спустя 48 часов с момента ишемии (табл. 4). По видимому силистронг, обладая противовоспалительным, антиаллергическим и в то же время иммуномодулирующем действием может оказывать позитивное влияние на функционирование спинальных центров, ограничивая действие пептидных факторов «позной» асимметрии в отсроченном периоде.
Таким образом, проведенные исследования показали, что силистронг, обладая нейротропным, нейропротекторным действием, активирует окислительно-восстановительные процессы, способствует повышению энергетического потенциала, оптимизирует фонд аминокислот, карбоновых кислот в мозге, влияет на функцию ацетилхолиновой нейротрансмиттерной системы. Препарат стимулирует спонтанный ритмогенез, повышая ресурс активности пейсмекеров дыхательного центра, проявляет антиапоптическую активность, локализуя повреждающий эффект окклюзионной ишемии, способствует восстановлению неврологических и когнитивных функций мозга в постишемический период.
В Ы В О Д Ы
- Установлено, что силистронг оказывает активирующее влияние на метаболизм мозга, усиливая аэробные и анаэробные окислительные реакции, системы транспорта аминокислот и карбоновых кислот, что служит предпосылкой обеспечения энергетических и нейротрансмиттерных процессов. Характерное тканесберегающее действие обеспечивается снижением интенсивности апоптоза.
- Выявлено преимущественно однонаправленное влияние этанола и силистронга на активность глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, малатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, аспартатаминотрансферазы, -глутамилтрансферазы, аланинаминотрансферазы, креатинфосфокиназы, ацетилхолинэстеразы. Определено активирующее влияние силистронга и его компонента этанола на окислительный распад углеводов вследствие повышения активности глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, усиление обмена аминокислот за счет активации аспартатаминотрансферазы и -глутамилтрансферазы, увеличение энергетического резерва мозга при снижении активности креатинфосфокиназы, обеспечение оптимальных условий для синаптической передачи из-за активации ацетилхолинэстеназы.
- Получены данные, раскрывающие механизмы индивидуальной чувствительности к силистронгу, обусловленные генетически детерминированными особенностями метаболизма связанные с групповой принадлежностью крови по системе АВО. Установлено, что силистронг вызывает более значимое изменение интенсивности гликолитических процессов у носителей В антигена эритроцитов: силистронг вызывает выраженную активацию глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы эритроцитов. К действию препарата наиболее чувствительны ферменты антиоксидантной защиты представителей О(I) группы крови.
- Силистронг усиливает ферментативную антиоксидантную защиту эритроцитов в О(I) – АВ(IV) группах крови, наиболее значимо активируя каталазу – ключевой фермент защиты от активных форм кислорода. Снижение глутатион-редуктазной активности вероятно связано с изменением окислительных процессов под влиянием силистронга и этанола, являющихся донорами восстановленных эквивалентов.
- Выявлено позитивное влияние силистронга на нервную систему в условиях острой ишемии, проявляющееся в снижении степени апоптоза и коррекции сенсорномоторных нарушений. Определено положительное адаптивное действие силистронга на высшую нервную деятельность в условиях острой ишемии, заключающееся в сохранении, а в ряде случаев и улучшении когнитивных функций.
- Установленное усиление и гармонизация окислительно-восстановительных, транспортных, защитных процессов в нервной ткани под влиянием силистронга служит метаболической основой для оптимизации электрохимических процессов в мозге. Выявлена активирующая и стабилизирующая способность силистронга в отношении пейсмекерной активности дыхательного центра.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- Рекомендуется использовать препарат расторопши пятнистой силистронг с профилактической и лечебной целью при заболеваниях нервной системы, в частности гипоксических состояниях, для повышения адаптивных возможностей, коррекции метаболических процессов в организме.
- Целесообразно проводить биотестирование фармакопрепаратов в модельной системе при использовании эритроцитов с различными антигенными детерминантами, определяющими групповую принадлежность к О(I)-АВ(IV) группам крови.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:
| Гильмиярова, Ф.Н. Перспективность единства фундаментальной и клинической медицины в обеспечении эффективной работы клинико-лабораторной службы/ Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, О.А. Карташова, Н.И. Гергель, О.Ю. Кузнецова, О.А.Кизирова [Текст] //Клиническая лабораторная диагностика. – 2005. – № 10. – С. 31-32. | |
| Гильмиярова, Ф.Н. Биологическая вариабельность аналитов при различной групповой принадлежности крови/ Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, Ю.В. Мякишева, А.В.Бабичев, Л.Н. Виноградова, О.А.Кизирова [Текст] // Клиническая лабораторная диагностика. – 2007. - № 9. – С. 44. | |
| Тороповский, А.Н. Молекулярно-генетические методы в практике здравоохранения/ А.Н. Тороповский, Ю.В.Мякишева, О.В.Сазонова, О.А.Кизирова [Текст] // Клиническая лабораторная диагностика. – 2008. - № 9. – С. 41. | |
| Павлова, И.О. Информативность изучения ротовой жидкости для оценки метаболических эффектов масла расторопши / И.О.Павлова, Ю.В.Мякишева, О.А.Кизирова [Текст] // Материалы VI Международной научно-практической конференции «Здоровье и Образование в XXI веке». – Москва, 2005. – С. 370-371. | |
| Гильмиярова, Ф.Н. Продуктивные подходы к неинвазивной диагностике исследований ротовой жидкости / Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, И.Ф. Сидорова, Ю.В. Мякишева, О.А.Кизирова [Текст] //Материалы X Международной научной конференции «Здоровье семьи – 21 век». – Бангкок – Паттайя, 2006. – С. 86-92. | |
| Мякишева, Ю.В.Влияние силистронга на функциональную активность пейсмекеров мозга/ Ю.В. Мякишева, О.А.Кизирова, О.А.Карташова Е.Н. Глазкова, Г.М. Баишева [Текст] //Материалы VII Международная научно-практическая конференции «Здоровье и Образование в XXI веке». – Москва, РУДН, 2006. – С. 356-357. | |
| Зубова, И.А.Биологическая вариабельность показателей азотистого обмена в крови и ротовой жидкости в связи с групповой принадлежностью крови / И.А.Зубова, И.Ф.Сидорова, С.Р. Нуретдинова, Ю.В. Мякишева, О.А.Кизирова [Текст] //Материалы XI Международной научной конференции «Здоровье семьи – XXI век». – Амстердам-Страстбург, 2007. – С. 113-117. | |
| Карслян, Л.С. Вирусоносительство гепатитами В и С: выявляемость, специфика метаболизма, связь с групповой принадлежностью крови/ Л.С.Карслян, О.Ю.Кузнецова, И.А. Зубова, И.Ф. Сидорова, О.А.Кизирова, Ю.В. Мякишева [Текст] //Материалы XI Международной научной конференции «Здоровье семьи – XXI век». – Амстердам-Страстбург, 2007. – С.140-144. | |
| Радомская, В.М.Диагностика и сравнительная оценка метаболических процессов при вирусных гепатитах В и С/ В.М.Радомская, О.Ю. Кузнецова, О.А.Кизирова [Текст] //Научно-практический семинар по проблемам пожилых «Самарские лекции». – Самара, 2004. – С.87-89. | |
| Радомская, В.М.Группы крови в прогнозировании и донозологической диагностике заболеваний/В.М.Радомская, О.Ю.Кузнецова, Е.В. Дукович, А.В. Бабичев, О.А.Кизирова [Текст] //Вятский медицинский вестник. – 2007. - №4. – С.66 | |
| Гусякова, О.А. Влияние пероксида водорода на процессы межмолекулярного взаимодействия, лежащие в основе лигандных технологий лабораторной диагностики/ О.А.Гусякова, О.А.Кизирова, А.А.Мингачева, А.Н. Тороповский, Т.Ю. Евсеева, О.М. Родькина [Текст] //Материалы конференции, посвященной 25-летию ИПО СамГМУ«Актуальные вопросы последипломного образования и здравоохранения». – 2008. – С.206-207. | |
| Гильмиярова, Ф.Н. Гиперферментэмия, индуцированная введением экзогенных дегидрогеназ: первичные и вторичные изменения в метаболизме/ Ф.Н.Гильмиярова, В.М.Радомская, Ю.В. Мякишева, И.Ф.Сидорова, О.А. Гусякова, Г.М. Баишева, О.А.Кизирова [Текст] //Материалы IV съезда Российского общества биохимиков и молекулярных биологов. – Новосибирск, 2008. – С.425. | |
| Гильмиярова, Ф.Н. Особенности метаболического и клеточного состава крови, ассоциированные с групповой принадлежностью в системе АВО, в норме и патологии/ Ф.Н.Гильмиярова, Ю.В.Мякишева, О.А.Кизирова, О.А. Гусякова, В.М. Радомская, О.В. Сазонова, И.А. Зубова, И.Ф. Сидорова [Текст] //Астраханский медицинский журнал. – 2008. – Т. 3, №3. – С.76-79. |
ПАТЕНТЫ И ИЗОБРЕТЕНИЯ:
| 1. | Гильмиярова, Ф.Н. Способ модуляции функциональной активности пейсмекеров мозга / Ф.Н.Гильмиярова, В.М. Радомская, В.Ф. Пятин, А.Б. Салмина, Ю.В.Мякишева, Е.Н. Глазкова, О.А.Кизирова. Патент № 2310238 от 10.11.2007 |
КИЗИРОВА ОЛЬГА АНАТОЛЬЕВНА
Автореферат диссертации
на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Подписано в печать ……..
Отпечатано на ризографе. Формат 60х85/16
Заказ № …. Объем 1,6 услов.печ.л. Уч.-изд.л. 1,7
Тираж 100 экз.
Отпечатано в типографии Клиник Самарского государственного медицинского
университета по адресу: 443079, г. Самара, пр. Карла Маркса 165-б
