4 курс / Медицина катастроф / Курашвили_Л_В_,_Васильков_В_Г_Липидный_обмен_при_неотложных_состояниях

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Вклетках головного мозга изменения физико - химического состава липидных компонентов при дефиците воды во все периоды включения компенсаторно - приспособительных механизмов носили однонаправленный характер. Как подтверждают результаты исследований, в условиях дегидратации содержание общего холестерина в тканях мозга возрастало за счет свободного ХЛ, а количество ФЛ уменьшилось за счет снижения легко окисляемых фракций моноглицерофосфатидов. Молярное соотношение ХЛ/ФЛ увеличилось почти в 6 раз, что отражало снижение текучести липидного бислоя и являлось важным патогенетическим фактором нарушения регуляторной функции клеток головного мозга.

В.Ф.Антонов, (1982); А.И.Кубарко (1984) установили, что модуляторами фазовых свойств липидов мембранных структур ЦНС при изменении температурного фактора, служат холестерин и жирные кислоты и что интенсификация обмена холестерина в мозге, несомненно, имеет отношение к сдвигам функциональной активности ЦНС.

Обнаруженные выраженные изменения соотношения холестерина и фосфолипидов в гомогенате тканей мозга предопределили дальнейшее изучение их липидных структурных компонентов.

Вусловиях дегидратации снижение ОЦК у крыс на 20 %, затем на 32 % и 38% характеризовалось снижением количества легко окисляемых фракций фосфолипидов (сфингомиелина, фосфатидилхолина, фосфатидилэталонамина) и только фосфатидилсерин и лизофосфатидилхолин нарастали в тканях мозга.

Структура клеточных мембран является одним из факторов, определяющих скорость свободно - радикального окисления липидов (Барабай В.А., 1989; Мареева Т.Е. и соавт, 1990). При усилении ПОЛ индивидуальный спектр фосфолипидов обедняется легко окисляемыми фракциями, что имело место в эксперименте.

Биологическая роль супероксидных радикалов характеризуется, с одной стороны, их защитной функцией, связанной с активацией фагоцитирующих клеток, с другой - токсическим действием, ведущим к клеточному повреждению. Нарушение баланса между оксидазными реакциями и протективными механизмами, вероятно, является отправной точкой в инициации свободно радикальной патологии (Логинов А.С., Матюшин Б.Н., 1991).

По данным Е.Б.Бурлаковой (1977), свободный холестерин обладает высокой устойчивостью к окислительной дегидратации. Сфинголипиды весьма устойчивы к окислению за счет высокой насыщенности жирных кислот, входящих в их состав. Сфингозиновый остаток проявляет антиоксидантное действие по отношению к перекисным

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

радикалам. При окислении холестерина также образуются вещества, являющиеся антиоксидантами.

Видимо, поэтому на самых ранних стадиях развития стресса в результате гиповолемии в клетках головного мозга крыс накапливался свободный холестерин, который обеспечивал устойчивость клеточных мембран к окислению и фазовую стабильность, т.е. сохранению воды в ткани мозга. Холестерин и фосфолипиды осуществляли краткосрочную адаптацию клеток за счет изменения соотношения между ними и качественного состава моноглицерофосфатидов клеточных мембран.

Исследованиями М.А.Атаджанова и соавт. (1995) установлено при хроническом стрессе усиление перекисного окисления липидов. Спектр фосфолипидов клеточных мембран при этом обеднялся легко окисляемыми фракциями - фосфатидилсерином, фосфатидилэтаноламином и обогащался фосфатидилхолином, сфингомиелином.

Следует отметить, что при снижении ОЦК в условиях нашего эксперимента имело место уменьшение фракции полиглицерофосфатидов в клетках головного мозга. В работах Е.М.Крепса (1981) фракция полиглицерофосфатидов содержит в своем составе кардиолипин, участвующий в активации ферментов переноса электронов на ряде этапов дыхательной цепи. А так как в ткани мозга, легком и почках идет постоянное уменьшение полиглицерофосфатидов, то это также подтверждает, что дегидратация сопровождается нарушением тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.

В стадии декомпенсации клеточные мембраны тканей мозга продолжали уплотняться, снижалась жидкостность клеточных мембран, усиливалось разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования. Развивалась гипоксия, что явилось основанием перехода клеток головного мозга на анаэробный путь получения энергии. Гипоксия и ишемия тканей мозга ведут к деполяризации нейрональных мембран, нарушению ионного гомеостаза в клетках и изменениям энергетического метаболизма, способствуя увеличению энергетического дефицита.

Исследования молекулярных повреждений мозга при экстремальных состояниях позволили выделить комплекс патохимических процессов, среди которых ведущими являются изменения образования макроэргов и нарушения в структуре клеточных мембран.

Особенно интересно, что в клетках головного мозга экспериментальных животных в 2,5 раза снижалось содержание фосфатидной кислоты, являющейся вторичным мессенджером в регуляции активности сигнальных молекул (аденилатциклазы, протеинкиназы, фосфатидилинозитолкиназ и других) (Spiegel S., et al., 2002). Снижение регу-

152 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

ляторных функций клеток головного мозга явилось причиной срыва механизмов адаптации.

Фосфатидилхолин (ФХ) является ингибитором перекисного окисления липидов (Журавлев А.Н., 1976). Снижение количества ФХ позволило предположить истощение антиоксидантной защиты в клетках ткани мозга, сердечной мышце, ткани легкого и почек уже на 3-й день эксперимента.

Г.Н. Крыжановский и соавт. (1996) при геморрагическом шоке у кошек обнаружили снижение уровня ФЛ за счет освобождения холина из ФЛ в клетках центральной нервной системы, что является необходимым для синтеза ацетилхолина, приводящего к повреждению клеточных мембран, нарушению функции клеток головного мозга и их гибели.

В тканях почек в I фазу адаптации отметили снижение концентрации общего холестерина за счет эфиров холестерина. Эфиры холестерина использовались на синтез альдостерона в надпочечниках. Суммарные фосфолипиды не менялись, но соотношение индивидуальных фосфолипидов значительно колебалось.

Установлено, что наиболее выраженным изменениям в почках подвергалась фракция фосфатидилсерина. На 3-й день дегидратации её уровень снижался в 4 раза, а в последующие - 6-е, 9-е дни эта фракция вообще не определялась.

В фазу резистентности в почечной ткани концентрация холестерина увеличивалась, а фосфолипиды снижались за счет фосфатидилсерина. Снижение полиненасыщенных моноглицерофосфатидов свидетельствовало об изменении структуры клеточных мембран за счет усиления окислительных процессов.

Поддержание водного баланса в организме связано с такими механизмами, как фильтрация и реабсорбция воды и электролитов в почечной ткани. Величина коллоидно-осмотического давления крови относится к жестким биологическим параметрам, обеспечивающим процессы микроциркуляции, обмена воды и ее перемещение между водными бассейнами.

Существенная роль в этом отводится составу липидов клеточных мембран. В наших экспериментах у крыс по данным Т.Г. Мысляевой, Н.Г. Шабановой (1978) имело место снижение фильтрации и увеличение реабсорбции воды и электролитов. Активация синтеза гормона альдостерона, участвующего в регуляторных механизмах компенсации дефицита воды в организме крыс, связана с использованием эфиров холестерина в качестве пластического материала. Отсутствие в гомогенате почечной ткани фосфатидилсерина, увеличение сфинго-

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

миелина, снижение фосфатидилэтаноламина, полиглицерофосфатидов является дополнительным фактором модификации клеточных мембран почечного эпителия.

Воснове обнаруженных структурных изменений эпителиоцитов, помимо усиления окисления липидов, лежат процессы нарушения синтеза ФЛ. Определенную роль в снижении концентрации ФЛ играет уменьшение содержания фракции ЛПВП, так как фосфолипиды ЛПВП являются основным субстратом для их синтеза (Jackson R., Gotto A., 1974).

Вподдержании водного баланса принимает участие ткань легкого. От величины дыхательной поверхности и частоты дыхания зависит участие его в адаптационных механизмах. Немаловажную роль играют липиды в этих процессах.

Вфазу тревоги в ткани легкого уровень общего холестерина менялся незначительно, фосфолипиды снижались на 33 % (Р.<0,01). При этом очень наглядно менялась концентрация фракций фосфолипидов: так на 29 % (Р.<0,01) снижался фосфатидилхолин, фосфатидилсерин снижался на 70 % (Р.<0,01%), полиглицерофосфатиды - на 64 % (Р.<0,01), фосфатидилэтаноламин - на 30 % (Р.<0,01) и фосфатидовые кислоты - на 50 % (Р.<0,01). Так как фосфатидилхолин составляет основу сурфактанта, то это дало основание считать, что дыхательная поверхность легких значительно уменьшалась. А так как с выдыхаемым воздухом удаляется из организма и вода, то этот факт относится к компенсаторным, необходимым для снижения дефицита воды.

Вфазу резистентности в ткани легкого на 35 %, в фазу истощения на 45 % (Р.<0,05) повышался уровень общего холестерина, а фосфолипиды продолжали снижаться, при этом в отношении индивидуальных фосфолипидов сохранялась та же тенденция.

Таким образом, изменение функциональной способности легких связано с уменьшением дыхательной поверхности легочной ткани, развившейся в результате дефицита воды, и является защитной реакцией организма, направленной на сохранение воды. Этот эффект дополнялся еще и уплотнением клеточных мембран за счет накопления холестерина и снижения фосфолипидов с преобладанием в них насыщенных моноглицерофосфатидов. Нарушения проницаемости клеток легочной ткани связано с тромбозами кровеносных сосудов, мелкоочаговыми кровоизлияниями, ателектазами и были описаны С.А.Георгиевой и соавт.(1993) при травматической болезни головного

испинного мозга.

Полученные результаты позволили утверждать, что нарушения функциональной активности почек и легких при экстремальных со-

154 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

стояниях возможны только после изменения соотношения в клетках холестерина и фосфолипидов. В связи с этим повышалась каталитическая активность мембранных белков. Углубление нарушений в липидных компонентах клеток этих органов приводят к функциональной дезинтеграции, а затем к их гибели, если фактор агрессии не устранить.

Что касается сердечной мышцы, то структурные изменения в ней были выражены на 3-й и 6-й дни дегидратации. Они характеризовались снижением фосфолипидов на 27 % (Р.<0,01) за счет резкого уменьшения количества фосфатидилсерина (следы) и фосфатидилхолина на 27 %, (Р.<0,001) на 3-й день, а на 6-й день уровень фосфатидилэтаноламина и полиглицерофосфатидов падал на 50 %. На 9-й день эксперимента фракция фосфатидилсерина увеличивалась на 116 % (Р.<0,01), восстанавливались фосфатидилхолин и полиглицерофосфатиды. По данным Е.Б. Бурлаковой это способствует (1977) росту активности антиоксидантной защиты и ферментов переноса электронов в цитохром-С - оксидазной системе.

Совсем иная роль отводится печени в адаптационных реакциях. Согласно полученным данным, печень сохраняла свои функции поставщика пластического и структурного материала в виде свободного холестерина, эфиров ХЛ, НЭЖК и метаболического топлива (ацетона и β- оксибутирата) в органы и ткани. Общий ХЛ и фосфолипиды в печени не изменялись, выявлено лишь снижение фосфатидилхолина на 23% (Р.<0,01) на 3-й день и к 9-му дню обезвоживания – исчезновение фосфатидилсерина.

Накопление избыточного количества жирных кислот в клетках печени в первую фазу адаптационных механизмов является причиной образования эндогенных триглицеридов, которые из печени поступают в кровь в составе фракции ЛПОНП.

В сыворотке крови у крыс в этот период практически вдвое повышался уровень наиболее легко окисляемой фракции фосфатидилэтаноламина, видимо, за счет вымывания этой фракции из тканей и значительное снижение фракция фосфатидилхолина, что характеризует активацию фосфолипазного гидролиза, являющегося дополнительным фактором модификации клеточных мембран (Крепс Е.М., 1981).

Согласно данным Владимирова Ю.А., Арчакова А.И. (1972), Бурлаковой Е.Б. (1981) при экстремальных состояниях сохранена жидкостность мембран гепатоцитов вплоть до истощения компенсаторных механизмов за счет стабильности соотношения ХЛ/ФЛ, сфингомиелина, фосфатидилхолина в составе печеночного гомогената.

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Гепатоциты на протяжении всего периода гиповолемии в эксперименте на крысах осуществляли повышенный синтез триглицеридов и секрецию их в кровоток в составе фракции ЛПОНП. Очень интересные данные получены А.С.Логиновым и соавт.(1985) при обследовании больных хроническим гепатитом и циррозом печени вирусной этиологии. Ими установлено, что при жировой дистрофии гепатоцитов увеличивается активность ПОЛ. При прогрессировании процесса и трансформации жировой дистрофии в цирроз активность свободно радикального ПОЛ угасает и одновременно в крови значительное повышается содержание триглицеридов. Отсюда следует, что высокий уровень триглицеридов в крови ассоциируется со срывом компенсаторных механизмов в ткани печени за счет угнетения активности антиоксидантной системы.

Вусловиях нашего эксперимента при длительной некомпенсированной гиповолемии печень, синтезируя кетоновые тела (ацетон, β- оксибутират), ХЛ,ФЛ, ЛПОНП, ЛПВП, накапливает липиды и воду в клетках.

Вэксперименте А.Д.Соболевой (1975) на песчанках, подвергнутых дегидратации, автор обнаружила в печени при проведении патоморфологических исследований очаги аутолиза, заполненные водой, и жировую дистрофию гепатоцитов.

Экспериментальные данные на крысах показали, что гиповолемия различной степени сопровождалась изменениями функциональной активности легочной, почечной и сердечной тканей. Интенсификация или снижение функции органов проявлялась сдвигами в них биохимических и фазовых свойств липидов. Полученный экспериментальный материал указывает на особую роль печени, которая, сохраняя физико-химический состав структурных липидных компонентов во все периоды, вплоть до гибели животного, обеспечивала органы и ткани водой, энергетическим, структурным и пластическим материалами.

Печень, являясь основной физико-химической лабораторией организма, поддерживала компенсаторно-приспособительные механизмы на уровне клеток органов и систем в ответ на развивающийся дефицит воды.

На 6-ые сутки дегидратации было зарегистрировано прекращение снижения ОЦП за счет повышения активности фермента ЛХАТ, увеличения эфиров холестерина в крови и активации синтеза гормона альдостерона в надпочечниках. Изменение проницаемости клеточных мембран в почечных канальцах было направлено на увеличение ОЦК.

156 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

На 9-е сутки эксперимента при дефиците ОЦК в 42% произошел срыв механизмов компенсации и полная дезорганизация регуляторных систем и функций органов.

Гиповолемия и, как следствие, гипоксия и дефицит энергии в органах и тканях сопровождались разнонаправленными метаболическими и структурными изменениями:

-в тканях мозга уплотнение клеточных мембран начиналось уже с первых дней развития водного дефицита;

-в сердечной мышце и легочной ткани уплотнение клеточных мембран происходило только к 9-ому дню обезвоживания;

-в печени и почках, наоборот, установлено увеличение жидкостности клеточных мембран на протяжении всего периода наблюдения; Таким образом, установлена прямая зависимость между дефицитом воды и метаболизмом липидов, использованием липидов в компенсации энергетического дефицита, в качестве структурного и пла-

стического материала.

Изучая липидный обмен на группе доноров, мы столкнулись с нарушениями этих показателей у 44 % обследуемых и пришли к заключению, что "физиологическая" потеря крови может рассматриваться как нагрузочный тест, позволила выявить высокий процент людей, уязвимых по риск факторам развития ИБС и атеросклероза.

По всей вероятности, на основании результатов наших исследований в развитии ишемической болезни сердца гипертриглицеридемия (гипер-пре- β - липопротеидемия) в большей степени способствует развитию ИБС, нежели гиперхолестеринемия (гипер-β - липопротеидемия). Так, при нестабильной стенокардии гипертриглицеридемия встретилась в 44 % случаев, а в постинфарктном кардиосклерозе в 27

%случаев.

Вгруппе ожоговых больных нарушения липидного обмена были обусловлены увеличением уровня триглицеридов в 2,5 раза (Р.<0,001) в стадии ожогового шока, в 2 раза (Р.<0,001) в стадии септикотоксемии и реконвалесценции. Концентрация общего холестерина в крови во все периоды течения ожоговой болезни достоверно не изменялась, но во фракциях липопротеидов сыворотки крови были установлены изменения в соотношении липидных компонентов. Следует указать на то, что ХЛ ЛПВП в период ожогового шока не изменялся, в период острой токсемии снижался на 32 % (Р.<0,01), в стадии септикотоксемии уменьшался на 46 % (Р.<0,05) и на 53 % (Р.<0,01) снижался в стадии реконвалесценции. В то время как триглицериды увеличивались во фракции ЛПВП на 115 % (Р.<0,01) в стадии ожогового шока, на 83 % (Р.<0,01) в стадии септикотоксемии и на 116 % (Р.<0,05) в

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

стадии реконвалесценции. Далее обращаем внимание на то, что содержание холестерина во фракции ЛПНП и ЛПОНП было выше физиологических значений во все периоды ожоговой болезни.

В структуре ЛПВП снижение количества холестерина и повышение триглицеридов происходило последовательно и постепенно в результате глубоких нарушений метаболических процессов, начиная со стадии ожогового шока и до реконвалесценции.

Подобные изменения состава липидных компонентов транспортной формы ЛПВП обусловлены извращением внутрисосудистого липолиза ХМ и ЛПОНП за счет снижения активности ЛПЛ и нарушения выведения ХЛ из клеточных мембран органов и тканей. При торможении процессов липолиза в сосудистом русле снижался уровень ЛПВП и ЛПНП и увеличивался ЛПОНП. Накопление триглицеридов в составе ЛПВП позволило предположить, что ЛПВП стали их поставщиками. В гепатоцитах образовалось избыточное количество энергетического материала (триглицеридов и НЭЖК) и появилась аномальная фракция липопротеидов - ЛП-Х. Эти факты подтверждали развитие внутрипеченочного холестаза и снижение функциональной активности гепатоцитов. Метаболические процессы с участием триглицеридов непосредственно связаны с функцией гепатоцитов, адипоцитов жировой ткани, транспортными формами липопротеидов сыворотки крови, активностью липопротеидлипаз и ЛХАТ, инсулином, глюкагоном и другими контринсулярными гормонами.

В группе ожоговых больных от осложнений погибла больная. Смерть наступила в стадию септикотоксемии после первого этапа аутодермопластики. При проведении патоморфологических исследований в печени у больной обнаружены очаги аутолиза, заполненные водой, и жировая дистрофия гепатоцитов.

Следовательно, результаты данных экспериментальных исследований на крысах с обезвоживанием согласуются и подтверждаются проявлениями структурно - функциональной нестабильности клеточных мембран гепатоцитов у больных ожоговой болезнью.

Изучение липидного обмена у больных с абдоминальной хирургической патологией проводили на фоне алиментарной недостаточности, так как основной патологический процесс приводил к нарушению поступления пищи в организм, повышенным потерям белка и жидкости, нарушению усвояемости пищевых продуктов. Уже в дооперационном периоде у больных установлен дефицит воды и энергии. Увеличение концентрации НЭЖК в крови на 50 % (Р.< 0,05) свидетельствовало о переключении процесса получения клетками АТФ не за счет окисления глюкозы, а за счет превращений НЭЖК, что для организма

158 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

может закончиться накоплением кетоновых тел, а это усугубляло бы течение заболевания. Поэтому больным сразу же, то есть в предоперационном периоде начинали проводить дифференцированную инфузионную терапию с учетом алиментарной недостаточности, снижения ОЦК и метаболических нарушений.

Оценивая состояние липидного обмена у обследуемых пациентов, выявили незначительные колебания общего холестерина в сыворотке крови и отклонения в транспортных формах - липопротеидах: уровень ХЛ ЛПВП снижался в послеоперационном периоде через сутки, на 3, 7 день и восстанавливался ХЛ ЛПВП к 10 суткам после операции.

Анализируя показатели в динамике, отметили увеличение холестерина во фракции ЛПОНП и ЛПНП до оперативного вмешательства и через сутки после операции. Уже на 3 сутки установили восстановление уровня холестерина во всех транспортных формах. Концентрация триглицеридов была незначительно увеличена в дооперационном периоде и восстанавливалась до нормальных значений через сутки за счет коррекции ОЦК, энергетического, белкового обменов инфузион- но-трансфузионной терапией и неполного парентерального питания. На 7-е и 10-е сутки после отмены инфузионно-трансфузионной терапии уровень триглицеридов возрастал на 18 % (Р.<0,05) и 12 % (Р.<0,05) соответственно.

Объяснить увеличение уровня триглицеридов в крови у больных с хирургической абдоминальной патологией можно за счет нарушения клиренса триглицеридов сыворотки крови в результате ингибирования активности ЛПЛ, расщепляющей триглицериды в составе транспортной формы ЛПОНП. Ингибиторами сывороточной ЛПЛ являются при стрессе насыщенные жирные кислоты (Kissebah A.,1974), накопившиеся в гепатоцитах и снижением процессов ПОЛ.

Потребности в глюкозе у больных после отмены парентерального питания не снижались, с пищей ее еще поступало недостаточно изза нарушения функции тонкого кишечника. Поступление экзогенной глюкозы в организм, как источника энергии, уменьшало липолитическую активность в жировой ткани и снижало избыточное поступление жирных кислот в кровоток и печень. Повышение активности липолиза до определенного момента, скорее всего, являлось защитной, компенсаторной реакцией организма в экстремальной ситуации. Однако при чрезвычайной своей активации липолиз вреден, так как превращался в повреждающий фактор за счет накопления ацетоновых, кетоновых тел. Поэтому необходимо путем своевременного и правильного проведения парентерального питания снижать отрицательное влияние

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

процессов катаболизма и остановить приток жирных кислот из жировой ткани в печень.

При хирургической абдоминальной патологии за счет корригирования водно-минерального обмена, кислотно-щелочного равновесия, белкового и энергетического обменов к 10 суткам после операции восстанавливалось содержание липидов до физиологической нормы, устранялась перегрузка системы транспорта липидов.

Исследование липидного обмена у ожоговых больных и больных с абдоминальной патологией позволило предположить, что, как и при обезвоживании у животных, у этих больных липидные компоненты участвовали в адаптационных механизмах и использовались в качестве энергетического материала, транспортных форм, пластических и структурных компонентов.

Концентрация общего холестерина в сыворотке крови у больных с ожоговой болезнью и с абдоминальной патологией снижалась в зависимости тяжести течения заболевания. При этом отметили повышение содержание холестерина во фракции ЛПНП и снижение холестерина во фракции ЛПВП как у больных с ожоговой болезнью, так и у больных с абдоминальной патологией.

ЛПНП принимают участие в долгосрочной адаптации организма. Эти транспортные липопротеиды обеспечивают доставку в клетку полиеновых жирных кислот, необходимых для создания соответствующего состава моноглицерофосфатидов в липидном бислое клеточной мембраны.

Одновременно со снижением концентрации общего холестерина в сыворотке крови больных с ожоговой болезнью и абдоминальной патологией установили повышение концентрации триглицеридов. Рост содержания триглицеридов в крови у больных с абдоминальной патологией достоверно возрастал на 7 сутки и 10, а у ожоговых больных сохранялся высоким от стадии ожогового шока до реконвалесценции и через месяц после выписки из стационара.

Известно, что транспорт триглицеридов в клетки осуществляется по соответствующему рецепторному пути, как в свободном виде, так и в составе транспортной формы липопротеидов (ЛПОНП) (В.Н.Титов, 1995).

Согласно результатам наших исследований (ожоговые больные), транспорт жирных кислот осуществлялся ЛПВП, в их составе установлено повышенное содержание триглицеридов, т.е. произошла структурная модификация транспортной формы ЛПВП, видимо, за счет повышенной потребности органов и систем в макроэргах. Насыщенные жирные кислоты обеспечивают экстренные потребности в

160 "Липидный обмен при неотложных состояниях"