4 курс / Медицина катастроф / Курашвили_Л_В_,_Васильков_В_Г_Липидный_обмен_при_неотложных_состояниях

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

сердечной мышце и легочной ткани. Так на 3-й день эксперимента в ткани мозга уровень холестерина возрос на 21 % и составил 1090± 9,9 мг/дл на сырой вес (Р.< 0,05). На 6-й день холестерин составил уже 1258±111 мг/дл, что на 39,7 % (Р.<0,05) выше уровня его у интактных животных и на 9-й день - 1409±133 мг/дл, т.е. выше на 56,5 % (Р.< 0,001).

Накопление липидов в ткани мозга происходило за счет свободной формы холестерина. На 3-й день дегидратации свободный холестерин был равен 745±33,1 мг/дл - выше исходного уровня на 34 % (Р.< 0,001), на 6-й день составил 610±74 мг/дл - выше на 10 % (Р.< 0,001), на 9-й день эксперимента составил 1045±57 мг/дл, т.е. на 88,2

%(Р.<0,001) превышал исходную величину (Табл.6).

Всердечной мышце на 3-й день дегидратации общий холестерин

составил 144,5 мг/дл (повысился всего на 4,3 % (Р.<0,001), на 6-й день соответствовал контролю и на 9-й день – 190±18 мг/дл (увеличился на 37,6 %; Р.<0,001).

Свободный холестерин на 3-и сутки составлял 104,0±1,4 мг/дл (повысился на 36 %; Р.<0,001), на 6-й день обезвоживания составил 90±10 мг/дл (увеличился на 18,4 %). Тенденция к увеличению концентрации свободного холестерина сохранялась и на 9-е сутки - составила

131±7,7 мг/дл, т.е. на 76,2 % (Р.<0,001).

Эфиры ХЛ составили 40±1,4 мг/дл на 3-й день, т.е. ниже исходного уровня на 36,8 % (Р.<0,001), на 6-й день - 49±10 мг/дл, на 18,4

%ниже и на 9-й день – 59±7,6 мг/дл на 5 %.

Вткани легкого общий холестерин был повышен на 6-й и 9-й

дни обезвоживания и составил 458±58 мг/дл и 495±63 мг/дл соответственно.

Повышение общего холестерина на 6-й и 9-й дни дегидратации было за счет его свободной формы (325±63 мг/дл, 387±18 мг/дл) на 51 % (Р.<0,001) и 80,8 % (Р.< 0,001).

На 6-й и 9-й дни содержание общего холестерина в почках не изменялось, но соотношение между эфирами и свободным холестерином было направлено в сторону снижения свободного и увеличения эфиров.

Таким образом, в результате нашего эксперимента на крысах с длительным обезвоживанием установлено, что в сердечной мышце, легочной ткани и в ткани мозга происходило накопление общего холестерина за счет его свободной формы. А так как свободный холестерин является гидрофобным соединением, то можно предполагать, что

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

клеточные мембраны этих органов уплотнялись и сохраняли в клетках эндогенную воду.

Изменение содержания липидов в органах (в мг/дл) на сырую массу) крыс при дегидратации

Свободный холестерин относится к антиоксидантам, а это значит, что в клеточных мембранах этих органов уменьшилось количество полиеновых жирных кислот и угнетались процессы ПОЛ.

Накопление эфиров ХЛ в почечной ткани связано, скорее всего, с использованием их для синтеза альдостерона и других стероидных гормонов.

82 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Полученные данные о накоплении холестерина в ткани сердца крыс при дегидратации совпадают с результатами, полученными А.Д.Соболевой (1975) при стрессе у животных. Накопление свободного холестерина и снижение фосфолипидов в клеточных мембранах ведут к снижению текучести плазмолемы и способствуют нарушению функций (Антонов В.Ф.,1982), одновременно свидетельствуют об активации антиоксидантной системы в ней.

В печени у крыс снижение ОЦК не приводило к колебаниям количества общего холестерина во все периоды наблюдения. При этом содержание свободного холестерина в печени крыс постепенно снижалось, достигая минимума к 9 дню. Эфиры холестерина изменялись недостоверно с тенденцией к накоплению к 9 дню эксперимента. Следовательно, структурные нарушения в гепатоцитах, если и формировались, то только к 9 дню дефицита воды в организме крыс.

Это подтверждается патоморфологическими исследованиями А.Д.Соболевой (1975). Автор изучала изменения во внутренних органах песчанок при длительном обезвоживании и обнаружила в печени таких животных очаги метаболической воды за счет аутолиза, а отдельные группы клеток содержали липидные вакуоли. Очевидно, в условиях дегидратации печень, образуя кетоновые тела, триглицериды, синтезируя белки, вырабатывает недостающую организму воду. А в результате накопления свободных радикалов и активации процессов ПОЛ, высвобождения протеолитических ферментов из гепатоцитов в ткани печени появляются очаги аутолиза.

Об этом пишут в своих работах Г.Г.Жданов и соавт.(1989), Х.М.Насыров, Р.М.Кондратенко (1992). В тканях имеется определенный уровень активности процессов ПОЛ, который зависит от выраженности метаболизма в органах, необходимого для существования. Как только процессы катаболизма превысят возможности антиоксидантной защиты, модифицируется интенсивность ПОЛ, развивается деструкция в тканях.

Фосфолипиды являются преобладающим компонентом клеток человека, и представлены они фосфатидной кислотой, фосфатидилхолином, лизофосфатидилхолином, фосфатидилэтаноламином, фосфатидилсерином, полиглицерофосфатидами (Рис.10).

Фосфатидная кислота является основным источником для образования других фосфолипидов, ее количество от общих фосфолипидов клетки составляет 1-5 %.

Фосфатидилхолин широко распространен в тканях животных и человека, его количество от общих фосфолипидов достигает 55 %. В его составе содержатся насыщенная и полиеновая жирные кислоты.

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Фосфатидилэтаноламин также является важным компонентом клеточных мембран. Его уровень в липидном бислое достигает 15-30 % от общего количества фосфолипидов, характеризуется высоким содержанием жирных ненасыщенных кислот.

400

300

200

100

Динамика изменений суммарных фосфолипидов в тканях крыс при дегидратации

Лизофосфатидилхолин в клетках содержится в малых концентрациях, обладает способностью активировать тромбоциты, может изменять их агрегацию и морфологию.

Фосфатидилсерин входит в состав клеточных мембран, наибольшее количество его в клетках головного мозга. В сердце, легких, печени и почках его уровень составляет менее 10 %. Фосфатидилсерин играет важную роль в жизнедеятельности клеток, являясь регулятором целого ряда мембраносвязывающих ферментов, может быть предшественником синтеза фосфатидилэтаноламина.

Полиглицерофосфатид обнаружен во всех клетках, но больше всего его содержится в нервной ткани, и составляет 5-10 % от общих фосфолипидов, локализуется в основном в митохондриях.

84 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Дифосфатидилглицерин, или кардиолипин, локализуется в тканях, преимущественно в митохондриях. В сердечной мышце его содержится до 10 %.

Сфингомиелин встречается в почках и других тканях от 4 до 10 % от общего количества фосфолипидов, располагается преимущественно в плазматической мембране. В его состав входят насыщенные и моноеновые кислоты.

При проведении эксперимента в ткани мозга общие фосфолипиды составили 278±24; 256±18; 222±15,9 ммоль/Р. кг, т.е. снижались на

11,5 %, 18,5 % (Р.< 0,001) и 30 % (Р.<0,001) на 3-й, 6-й и 9-й дни экс-

перимента соответственно.

Всердечной мышце снижение фосфолипидов было на 3-и и 6-е сутки эксперимента на 26-27 % (Р.<0,01).

Вткани легкого у крыс общие фосфолипиды составили 122±4,6; 97,1±4,8; 131±5,3 ммоль/ P./кг, снизились на 33 % (Р.<0,05), 47 % (Р.< 0,01) и на 29 % (Р.<0,01) на 3-й, 6-й и 9-е дни эксперимента соответственно.

Впочках общие фосфолипиды были равны 134±5; 160±14 и 161±10 ммоль Р./ кг, т.е. снижались на 28 % (Р.<0,05), 24 % (Р.<0,05) и

на 23 % (Р.<0,01) на 3-й, 6-й и 9-е дни эксперимента соответственно. Направленность динамики изменений суммарных фосфолипидов

втканях печени у крыс при обезвоживании была с тенденцией к снижению.

Для подтверждения наличия взаимосвязей между анализируемым спектром холестерина и фосфолипидов и предполагаемыми структурно-морфологическими изменениями в тканях, активации ПОЛ С.Н. Петриной и Л.В. Юшиной (1988) были исследованы состав индивидуальных фракций фосфолипидов в тканях мозга, сердце, легких, печени и почках при обезвоживании крыс на 3-и , 6-е и 9- е сутки.

Концентрация лизофосфатидилхолина в тканях мозга при обезвоживании достоверно снижалась на 3-и сутки на 54,15 % (Р.<0,01), на 6-е сутки на 49,7 % (Р.<0,01), на 9-е сутки возрастала на 118 % (Р.<0,01) по отношению к уровню исходных значений.

Концентрация сфингомиелина также была пониженной в динамике наблюдений по сравнению с исходными значениями: на 6-е су-

тки – на 37 % (Р.< 0,05), на 9-е сутки на 37,5 % (Р.< 0,05). Однако на 3

–и сутки наблюдений статистически достоверных отклонений не установлено.

Концентрация фосфатидилхолина в тканях мозга на 3-и сутки дегидратации статистически значимо от исходной величины не отли-

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

чалась, на 6-е сутки снижалось на 25 % (Р.< 0,001), на 9-е сутки также уменьшалась на 25 % (Р.< 0,001).

Концентрация фосфатидилэталонамина на 3-и сутки дегидратации снижалась, а на 6-е статически значимо не менялась, на 9-е сутки наблюдалось снижение на 48,7 % (Р.< 0,01) по сравнению с исходной величиной клеток головного мозга.

Концентрация фосфатидных кислот достоверно снижалась на 53,3 % (Р.< 0,01) только на 6-й день наблюдения. Статически значимых отклонений в концентрации полиглицерофосфатидов в ткани мозга крыс до гибели животного не выявили.

Анализ изменений фракционного состава фосфолипидов в динамике обезвоживания крыс в ткани печени был следующим.

Концентрация сфингомиелина в печени у крыс на 3-и и 6-е сутки статистически значимо не изменялась, на 9-е сутки возрастала на

20,9 %.

Количество лизофосфатидилхолина увеличивалось только на 3-й день обезвоживания на 81 %, в остальные дни дефицит воды не влиял на уровень этой фракции в печени.

Концентрация фосфатидилэталонамина у крыс в печени снижалась на 6-е сутки дегидратации на 24,1 % (Р.< 0,001), статистически значимо увеличивалась на 9-е сутки на 18,9 % (Р.< 0,01).

Содержание фосфатидилсерина в печени крыс на протяжении всего периода наблюдения снижалось, а на 9-е сутки определялось в виде следов.

Оценка спектра индивидуальных фосфолипидов в почечной ткани характеризовывалась динамическим изменением лишь фракции фосфатидилсерина: на 3-и сутки обезвоживания ее содержание составило 4,76±1,5 ммоль Р./кг (Р.<0,01), на 6-е и 9-е сутки фосфатидилсерин определялся в виде следов.

Анализируя результаты исследований индивидуальных моноглицерофосфатидов в органах у обезвоженных животных, особо хотелось остановиться на количественной оценке содержания индивидуальной фракции полиглицерофосфатидов в тканях мозга, сердечной мышце, легких и почках. В этих органах выявили достоверное снижение ее концентрации. Что касается ткани печени, то в ней содержание фракции полиглицерофосфатидов не изменялось в течение всего периода наблюдения.

Работами L.Krebs, E.Carafalild (1979) установлено, что фракция полиглицерофосфатидов содержит в своем составе кардиолипин, принимающий участие в активации ферментов переноса электронов на ряде этапов дыхательной цепи.

86 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Централизация гемодинамики в условиях гиповолемии необходима для того, чтобы создать для тканей мозга, легкого и сердца удовлетворительное кровоснабжение и сохранить регуляторные функции мозга.

Самая низкая величина кардиолипина установлена авторами в сердечной и легочной тканях уже на 3-и сутки, а в ткани мозга кардиолипин снижался только на 9-е сутки.

Фосфатидилэтаноламин снижался в тканях мозга, сердце, легких, почках и только в печени повышался к 9 дню обезвоживания.

Концентрация фосфатидилсерина нарастала в тканях мозга и сердечной мышце на 6-й и 9-й дни наблюдения. В почечной ткани, в печени и в легких его уровень снижался за счет активного участия в деятельности мембранных ферментов аденилатциклазы и гуанилатциклазы (Северина И.С.,1994; Ряпсова И.К. и соавт. 1994).

Фосфатидилхолин в тканях мозга, в сердечной мышце и в легких снижался, а в печени и в почках уменьшался только на 3-й день, а затем восстанавливался до нормальной величины.

Концентрация сфингомиелина также снижалась в клетках головного мозга, сердечной мышце и в легких. А уровень его в печени и в почках не менялся после 3-х и 6-х суток и увеличивался к 9-у дню наблюдения.

Фосфатидные кислоты снижались во всех тканях, только в ткани мозга уровень их увеличивался. Как описано выше, фосфатидные кислоты являются субстратом для индивидуальных фосфолипидов, а это значит, что только в клетках мозга новые фосфолипиды не синтезировались.

Таким образом, основные фосфолипидные компоненты плазматической мембраны, содержащие в своем составе полиеновые жирные кислоты (фосфатидилэтаноламин, фосфатидилхолин, сфингомиелин), снижались только в ткани мозга. В сердечной мышце и легочной ткани уменьшались фосфатидилэтаноламин и сфингомиелин, в почках и печени фракции фосфолипидов с полиеновыми жирными кислотами не изменялись.

Отсюда можно сделать вывод, что наибольшее уплотнение клеточных мембран было только в клетках головного мозга, менее выраженное - в кардиомиоцитах и клетках легочной ткани.

В ткани печени и почках проницаемость плазматических мембран не изменялась на протяжении всего периода обезвоживания, вплоть до гибели животного.

Обезвоживание организма, в результате которого развилась гиповолемия и гипоксия, явилось причиной повышенного потребления

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

энергии в органах жизнеобеспечения. Эта энергия была необходима: во-первых, для изменения физико-химических свойств клеточных мембран и сохранения функции органа, во-вторых - в объеме, необходимом для сохранения гомеостаза.

Функция органа зависит от фазового состояния липидного бислоя и системной регуляции. Это хорошо просматривается на выявленном в результате эксперимента соотношении липидных компонентов в тканях печени и почек. Клеточные мембраны этих органов сохраняют достаточное количество индивидуальных моноглицерофосфатидов

сполиеновыми жирными кислотами.

Врезультате обезвоживания произошло уплотнение структуры мембран клеток мозга, сердца и легких и сохранение водного баланса внутри клеток этих органов. В мембранах клеток печени и почек изменений физико - химических свойств не установлено и сохранена, даже несколько усилена, жидкостность липидного бислоя.

Подобные структурные перестройки на уровне клеточных мембран вышеперечисленных органов необходимы для сохранения постоянства гомеостаза организма или возможности существования в новых создавшихся условиях.

Впочечной ткани установлено снижение уровня кардиолипина. С нашей точки зрения подобный факт обусловлен необходимостью получения необходимого количества энергии для поддержания постоянства водно-электролитного обмена и КОС. В условиях дефицита воды возникла необходимость реабсорбировать воду и сохранить ее для организма, что подтверждено результатами нашего эксперимента

-снижение суточного диуреза у крыс. Это подтвердилось также данными, полученными при исследовании концентрации гормона альдостерона, уровень которого был высоким во все периоды наблюдения за обезвоженными животными.

Альдостерон реабсорбировал натрий в почечных канальцах, а вместе с ним и воду при участии антидиуретического гормона.

Централизация гемодинамики уже на 3-й день ухудшала кровоснабжение и способствовала включению в органах и тканях, в том числе и почках, метаболической компенсации, т.е. переключение на анаэробный путь получения энергии. Это приводило к накоплению молочной кислоты и сдвигу КОС в сторону ацидоза. Развивался порочный круг: задержка воды и натрия в организме сопровождалась накоплением токсических продуктов, что явилось дополнительной интоксикацией, причиной накопления в клетках органов и тканей активных форм кислорода и усиления процессов перекисного окисления липидов.

88 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

На 3-и сутки обезвоживания в тканях почек было выявлено снижение общего холестерина, при этом уровень фосфолипидов не менялся. Однако следует указать, что одна из фракций фосфолипидов, а именно - фосфатидилсерин снижался в 4 раза, а в последующие 6-й и 9-й дни фосфатидилсерин вообще не определялся.

На 6-е сутки холестерин увеличивался за счет эфиров, а фосфолипиды снижались за счет фракции фосфатидилсерина.

Функция почек связана с механизмом фильтрации и реабсорбции воды и электролитов. В наших экспериментах у крыс имело место снижение фильтрации и увеличение реабсорбции воды и ионов натрия.

В тканях печени у крыс в течение всего периода эксперимента дефицит воды не влиял на концентрацию общего холестерина и фосфолипидов. Но фракции холестерина изменялись следующим образом: свободный холестерин постепенно снижался и максимально уменьшился на 9-е сутки. Эфиры холестерина, наоборот, максимально повысились на 9-е сутки.

Концентрация фосфолипидов в гепатоцитах также не изменя-

лась.

Фракции фосфолипидов менялись за счет моноглицерофосфатидов устойчивых к окислению. В сердечной мышце на 3-и сутки дегидратации общий холестерин увеличивался за счет свободного холестерина, а фосфолипиды снижались за счет фосфатидилсерина, фосфатидилхолина и полиглицерофосфатидов.

Фосфолипиды оставались сниженными на 6-е и 9-е сутки, на 6-е сутки за счет фосфатидилхолина и фосфатидилэталонамина, на 9-е - за счет сфингомиелина, лизофосфатидилхолина, глицерофосфата.

Основная функция сердца связана с перекачиванием крови. Сердце работает ритмично, без остановки. Увеличение холестерина за счет свободной формы делает мембрану непроницаемой, что обеспечивает сохранение воды внутри миокардиоцитов.

Всосудистом русле осмотическое давление поддерживается ионами Nа+. Увеличение концентрации натрия приведет к повышению осмотического давления. Согласно закону изосмолярности вода должна выходить из клеток в интерстициальное пространство, а затем в сосудистое русло. Но мембраны кардиомиоцитов уплотнены, и вода не может выйти из них, вплоть до полной остановки сердца.

Влегочной ткани на 3-и сутки обезвоживания установлено, что общий холестерин не изменялся, но соотношение эфиров и свободного холестерина менялось в сторону увеличения последнего. Количество фосфолипидов снижалось за счет всех фракций, но больше всего

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

уменьшались фосфатидилсерин, лизофосфатидилхолин, фосфатидилэталонамина, полиглицерофосфатиды. На 6-е и 9-е сутки отмечено резкое увеличение общего холестерина за счет свободного и снижение уровня фосфолипидов, фосфатидилсерина, сфингомиелина, фосфатидилхолина, фосфатидилэталонамина и полиглицерофосфатидов.

Легкие, как и почки, участвуют в поддержании водного баланса. Вода покидает организм вместе с выдыхаемым воздухом, поэтому имеет значение величина дыхательной поверхности легочной ткани. Снижение сурфактанта уменьшает дыхательную поверхность, следовательно, уменьшается количество испаряемой воды.

В клетках головного мозга изменения физико - химического состава липидных компонентов носили однонаправленный характер. Это подтверждают результаты исследований. Так, на 3-й день водного дефицита общий холестерин повышался на 21 % (Р.< 0,05), на 6-й

день - на 39 % (Р.< 0,05), а на 9-й день – 56 % (Р.< 0,001). Что касается содержания фосфолипидов, то они снижались на 12 %, 19 % (Р.< 0,001) и на 30 % (Р.< 0,001) - на 3-и, 6-е и 9-е сутки эксперимента.

Объяснить снижение фосфолипидов в клетках головного мозга можно за счет активации перекисного окисления липидов (использование глицерофосфатидов и полиглицерофосфатидов в митохондриях при получении АТФ) или за счет образования медиаторов, что согласуется с данными литературы.

Согласно данным Е.Б. Бурлаковой (1981), М.А. Атаджанова и соавт. (1995), при усилении перекисного окисления липидов спектр фосфолипидов изменялся так, что мембраны обеднялись легко окисляемыми фракциями. Подобные изменения в соотношениях фосфолипидов были установлены и в условиях нашего эксперимента, но только в тканях мозга, сердца и легких.

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

На 3-и сутки дегидратации ОЦК у крыс снизился на 18-22 %. В сыворотке крови дефицит воды сопровождался увеличением концентрации общего холестерина на 12 % (Р.< 0,05), триглицеридов на 150 % (Р.< 0,01), НЭЖК возросли на 100 % (Р.< 0,001), фосфолипиды снизились на 20 % (Р.< 0,001). Повысилась активность фермента ЛХАТ на 25 %. Изменились соотношения кетоновых тел в крови. β-оксибутират повысился на 25 % (Р.< 0,05), а ацетон снизился на 39 % (Р.< 0,001).

90 "Липидный обмен при неотложных состояниях"