Статья посвящена сравнительному анализу состояния гомеостаза и энтропии показателейсвободно радикального окисления (СРО) в миокарде и в крови при сочетанном действии катехоламиновой нагрузки и высокогорной гипоксии.

Ключевые слова: гомеостаз, энтропия, горы, катехоламины, миокард, кровь, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система защиты.

Если гомеостаз определяет динамическое постоянство внутренней среды, ее упорядоченность, то энтропия – это мера нарушения упорядоченности системы.

Под действием изменений среды обитания перестраиваются физиологические механизмы, поддерживающие состояния гомеостаза, что создает условия, приводящие к энтропии. Из этого можно было предположить, что в результате сложной формы адаптации организма к гиперкатехоламинемии и высокогорью, возникнут нарушения с увеличением проявлений энтропии.

Таким образом, о характере адаптации организма к изменениям окружающей среды можно судить не только по степени нарушения гомеостаза, но и проявлениям энтропии как в организме в целом, так и в отдельно взятой системе (в нашем случае свободно- радикальное окисление)[4].

Целью настоящей работы явилось сравнениестепени изменения гомеостаза и энтропии СРО крови и миокарда, чтобы выяснить механизмы адаптации организма к сочетанному действию катехоламиновой нагрузки и высокогорной гипоксии.

Материалы и методы исследования. Работа выполнена на крысах линии Вистар, массой от 140 до 210 г, которые составили две серии исследований: низкогорную и высокогорную. Каждая серия состояла из основной и контрольной групп.

В основной группе катехоламиновый кардионекроз воспроизводился по В.И. Капелько и М.И. Попович (1990) путем 14 дневного внутрибрюшинного введения норадреналина (НА) в возрастающих дозах по следующей схеме: 3 дня по 1 мг/кг веса, в последующем – 4 дня по 2 мг/кг веса, затем 4 дня – по 3 мг/кг веса и 3 дня – по 4 мг/кг веса. Общая кумулятивная доза за 14 дней введения составила 35 мг/кг массы. Животные контрольной группы оставались интактными.

Заборкровии тканей миокарда проводили на 14 день эксперимента под эфиром. Состояние ПОЛ оценивали по концентрации диеновых коньюгатов (ДК) и оснований Шиффа (ШО)втканях миокарда и в крови,а АОЗ - по активности ферментов СОД и каталазы.

Статистическую обработку материала провели с помощью пакета компьютерных математических программ Statistica 5.5. MCExcel 2004.

Полученные данные (табл.1, 3) послужили основой для вычисления скорости свободно радикальных процессов в миокарде и в крови(табл. 2, 4) по формуле: СФП = , где Q1 и Q2 – показатели физиологического процесса, Т – интервал времени между Q1 и Q2.

 Результаты и обсуждение.

 Реакция организма на экзогенное введение катехоламинов в горах отличается от данных, полученных в низкогорье. Предварительная адаптация к средне- и высокогорью оказывает антистрессорный и саногенный эффект в том числе повышает резистентность к катехоламиновойнагрузке, снижает степень повреждения миокарда [3], увеличивает антиоксидантный резерв крови [1].

   Таблица 1

Показатели ПОЛ и активности ферментов АОЗ в миокарде при 14-дневной катехоламиновой нагрузке (КАН) у неадаптированных к высокогорью крыс (М ± м)

Исследованные группы	Диеновые коньюгаты, нмоль/мг (ДК)	Шиффовые основания, усл.ед. (ШО)	Супероксид- дисмутаза, усл.ед. (СОД)	Каталаза, усл.ед.
Контроль, низкогорье	0,26±0,03	2,1±0,1	662±61	27,4±1,3
КАН в низкогорье	0,39±0,04*	2,1±0,1	567±54	20,4±1,3**
КАН в высокогорье	0,92±0,08**	3,9±0,6*	562±52	18,9±2,3**

 

Таблица 2

Показатели ПОЛ и активности ферментов АОЗ в крови при 14-дневной катехоламиновойнагрузке (КАН) у крыс в условиях низко- и высокогорья

   

 

Таблица 3 Скорость изменения показателей ПОЛ и ферментов АОЗ в крови и миокарде при 14-дневной катехоламиновой нагрузке (КАН) у крыс в условиях низко- и высокогорья (М ± м)

 

Исследованные группы	Орган	СФП ДК нмоль/мг	СФП ШО усл.ед.	СФП СОД усл.ед.	СФП каталазы усл.ед.
КАН в низкогорье	Кровь	0	-0,028	0,214	0,9
КАН в высокогорье		0,064	-0,007	23,9	1,3
КАН в низкогорье	Миокард	0,009	-0,028	6,78	-0,5
КАН в высокогорье		0,047	-0,007	7,14	-0,6

 

 

Изменение гомеостаза и проявления энтропии под действием катехоламиновой нагрузкив крови в условиях предгорья более выражены со стороны показателей СФП каталазы, менее – со стороны СФП ШО (табл.3). Среднее положение занимают показатели СФП СОД. Более выраженную энтропийную направленность со стороны показателей СФП АОЗ (каталаза, СОД) в крови при катехоламиновой нагрузкев условиях предгорья, чем со стороны СФП свободных радикалов, можно объяснить образованием свободных радикалов в крови под действием катехоламиновой нагрузки с последующей активацией антиоксидантной системы.

В условиях высокогорья наибольшая энтропийная направленность отмечается со стороны СФП СОД, наименьшая – со стороны ШО (табл. 3). Промежуточное положение занимают проявления энтропии со стороны ДК и СФП каталазы.

При сочетании катехоламиновой нагрузки с высокогорной гипоксией антигомеостатическая и проэнтропийная направленность изменений СФП ДК, СФП СОД и СФП каталазы более, а СФП ШО – менее выражены, чем при катехоламиновой нагрузке в условиях предгорья.

Изменение гомеостаза и проявления энтропии под действием катехоламиновой нагрузки в миокарде в условиях предгорья более выражены со стороны показателей СФПСОД, менее – со стороны СФП ДК (табл.3).Среднее положение занимают показатели СФП каталазы.

СФП ДКв миокардев условиях высокогорья в 5,2 раза превышает значений в низкогорье, что свидетельствует о более значительном нарушении гомеостаза диеновых коньюгатов и более выраженной их энтропией в условиях высокогорья, по сравнению с данными полученными в низкогорье.

Показатель энтропии ШО у крыс высокогорной серии превышает данные полученные у крыс низкогорной серии в 0,13 раза. Это свидетельствует: 1) проэнтропийная и антигомеостатическая направленность ДК в 40 раз превышает соответствующие показатели ШО; 2) состояние гомеостаза ДК при моделировании катехоламинового кардионекроза нарушается значительно в большей степени, чем ШО. Отсюда априори можно ожидать о более выраженной адаптивной возможности системы ШО, по сравнению с ДК.

Скорость изменения СОД в высокогорье больше, чем в низкогорье, следовательно, энтропийнаянаправленность изменений системы увеличивается, а гомеостатическая - снижается в условиях высокогорья, по сравнению с данными в низкогорье в 0,3 раза. Иначе говоря, высокогорная среда обитания отражается на состоянии гомеостаза СОД более выражено, чем на уровне низкогорья. Проявление энтропии и нарушения гомеостаза СОД в 14 раз менее выражено, по сравнению с данными ДК и более 2,3 раза – чем ШО.

В целом гомеостатическая устойчивость при перекрестной адаптации к высокогорной гипоксии и катехоламиновой нагрузке более высокая у системы АОЗ и более низкая – у системы свободных радикалов.

Повышение энтропии показателей АОЗ крови и миокарда при гиперкатехоламинемии как в горах, так и в долине можно рассматривать как положительное явление. Ферменты АОЗ обеспечивают связывание, модификацию и разрушение активных форм кислорода, свободных радикалов и гидроперекисей липидов, предупреждают ихизлишнее образование, опасных для жизнедеятельности клетки [2]. Возможно поэтому в высокогорье энтропийная направленность ШО крови и миокарда при гиперкатехоламинемии изменялась меньше, чем в долине.

Более выраженное изменение гомеостаза и усиление энтропийной направленности показателей АОЗ в крови и миокарде в условиях высокогорья свидетельствует, что высокогорная гипоксия способствует активации защитных механизмов при гиперкатехоламинемии.

Список литературы

 

 

1.    Костюченко Л.С. Изменение перекисного окисления липидов и антиоксидантов при стрессовых состояниях в условиях среднегорья: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Бишкек, 1991. 21 с.

2.    Ожегова Д.С. АОЗ (СОД, каталаза) и ингибиторы протеолиза при гипоксическом поражении ЦНС. Томск, 2009.

3.    Убашева Ч.А. Влияние высокогорья на процессы перекисного окисления липидов и гемокоагуляцию при катехоламиновом кардионекрозе: Автореф. дис. … канд. мед. наук. Бишкек, 2006. 20 с.

4.    Шидаков Ю.Х-М., Жоробаева Н.М. Высокогорная биоэнтропия. Жалалабат, 2007. – 105 с.