Спосіб профілактики порушень, що виникають під впливом на організм гіпоксичної гіпоксії на фоні перегріву

Изобретение относится к медицине, в частности к решению вопросов профилактики заболеваний, вызванных воздействием на организм гипоксической гипоксии на фойе гилертермии, что имеет место у рабочих глубоких угольных шахт горноспасателей. Условия труда горнорабочих угольной промышленности характеризуются комплексом производственных факторов, которые оказывают неблагоприятное воздействие на организм работающих. В шахтах при углублений горных выработок с переходом на горизонт 800 метров и более, люди работают в условиях микроклимата с температурой воздуха порядка 30 - 40°C, относительной влажностью 80 - 90% и низким содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе. Эти факторы представляют собой опасность в аварийных ситуациях, возникающих в глубоких угольных ша хтах и приводящих к длительной утрате трудоспособности, а нередко и к летальным исходам. В качестве прототипа нами использовались рекомендации по оптимизации функционального состояния организма рабочих шахт, которые включают в себя комплекс восстановительных мероприятий; меры, направленные на повышение защитных функций организма и улучшение адаптации, а также мероприятия по улучшению функционального состояния сердечно-сосудистой системы, гемодинамики и дыхания [5]. Однако, предлагаемые в прототипе средства терапии и профилактики патологических состояний, возникающих у горнорабочих, являются симптоматическими, что не позволяет достичь желаемого эффекта. В рекомендациях не учтены новые данные о молекулярных механизмах патогенеза гипоксического синдрома, что безусловно снижает эффективность мероприятий, направленных на профилактику развития возникающих патологических нарушений. Таким образом, предлагаемый в прототипе способ улучшения функционального состояния организма рабочих ша хт является недостаточно эффективным и обоснованным, в чем и заключается недостаток прототипа. В исследованиях последних лет [3, 6, 7, 15] показано, что одним из основных звеньев патогенеза гипоксического синдрома, развивающегося на фоне перегрева, является активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ): увеличение концентрации продуктов ПОЛ в тканях организма и одновременное снижение при этом количества и активности компонентов антиоксидантной системы. В непосредственной связи с активацией ПОЛ при гипоксии, по мнению Hass W.K. [12], находятся процессы угнетения митохондриального дыхания, уменьшения пула макроэргов, лактацидоз, накопление свободных жирных кислот, активация фосфолипаз, нарушение ионного и, что особенно важно, кальциевого гомеостаза клетки. Индукция ПОЛ при гипоксии в мембранах саркоплазматического ретикулума приводит к нарушению функционирования кальциевого насоса, в результате чего повышается пассивная проницаемость везикул для Ca2+, снижается активность Ca2+-АТФазы, происходит разобщение транспорта Ca2+ и гидролиза АТФ [10]. Имеются данные [9, 13], согласно которым, кальций, не поглощенный митохондриями и находящийся в цитоплазме, является активатором деструктивных процессов в мембранах митохондрий, действующим опосредованно, через стимуляцию фермента фосфолипазы A2, которая катализирует гидролиз митохондриальных фосфолипидов. Развитие гипоксического синдрома, имеющего место при шахтной травме, сопровождается также значительным накоплением в тканях продуктов липоксигеназного пути превращения арахидоновой кислоты - лейкотриенов, которые облегчают вход внеклеточного Ca2+ [1]. Кроме того, обнаружено образование избыточного количества вторичного посредника аденилатциклазного пути передачи внеклеточного сигнала - цАМФ, что естественно будет приводить к ускорению фосфорилирования белков, которые открывают внутреннее отверстие кальциевых, каналов и, как следствие, усиливают вход в цитозоль ионов Ca2+ [4], Резкое увеличение содержания в клетке Ca2+ приводит к активации системы, продуцирующей перекиси, т.е. резко активируются процессы ПОЛ [14]. Таким образом, при гипоксии развивается, так называемый "кальциевый парадокс", приводящий к накоплению Ca2+ внутри клетки и развитию тяжелых нарушений ее функционирования вплоть до гибели. Кроме того, при гипоксическом синдроме происходит истощение системы биоантиоксидантов, тогда как их потребление ускорено, а дополнительное поступление замедленно из-за нарушений микроциркуляции и проницаемости клеточных мембран [2, 11, 15, 16]. В связи со сложностью динамики рушений, возникающих при воздействии гипоксии на фоне гипертермии, понятна необходимость разработки принципов фармакологической коррекции гипоксических состояний с учетом молекулярных механизмов повреждений, возникающих под влиянием данных экстремальных факторов. Патогенетически оправданным при этом является введение экзогенных антиоксидантов и препаратов мембраностабилизирующего действия. Учитывая немаловажную роль нарушения кальциевого гомеостаза в развитии гипоксических повреждений, возникает необходимость фармакокоррекции клеточного дисбаланса кальция. Применение в эти х условиях блокаторов кальциевых каналов, являющихся кроме того ингибиторами фосфодиэстеразы цАМФ, повидимому, приводит к резкому замедлению процесса фосфорилирования белков и уменьшению вхождения Ca2+ внутрь клетки. Известно, что эффекты цАМФ и цГМФ чаще противоположны и уменьшение содержания цАМФ по механизму отрицательной обратной связи, приведет соответственно к увеличению содержания цГМФ, который закрывает кальциевые каналы и уменьшает вход Ca2+ в клетку. Вместе с тем, блокаторы кальциевых каналов ослабляют эффекты лейкотриенов, уменьшая тем самым вход Ca2+ в клетку и образование перекисей липидов [8]. Препараты данной группы могут выступать и в роли истинных антиоксидантов, улавливая свободные радикалы, запускающие цепной механизм процесса липидпереокисления, в том числе и при гипоксии [17]. Однако, в приведенных работах [14, 16] гипоксическое повреждение носило локальный характер и изучалось лишь в отдельных органах и тканях, препараты из группы блокаторов кальциевых каналов назначались по лечебной схеме. Нами предлагается использовать блокаторы кальциевых каналов, в частности верапамил, в качестве потенциального антиоксиданта с профилактической целью в условиях, когда механизмы антиоксидантной защиты не способны предупредить возникновение дисбаланса окислительного гомеостаза как в клетке, так и в организме в целом, что наблюдается при сочетанном воздействии на организм острой гипоксической гипоксии и гипертермии. Приводим экспериментальные данные, демонстрирующие эффективность верапамила как антиоксиданта при гипоксии на фоне перегрева. Опыты выполнены на 180 половозрелых крысах линии Вистар, массой 160 200г. Экспериментальной моделью служил патологический процесс, развивающийся при воздействии на организм острой гипоксической гипоксии (6об.%) и гипертермии (43°C), моделирование которого проводили в специально разработанной нами камере. Исследование проводили на 3 группах животных. I группа состояла из интактных крыс. Животные II группы подвергались острому воздействию гипоксии и гипертермии в течение 15 минут однократно и служили контролем. Животные III группы за 2 часа до посадки в камеру получали верапамил в виде 1,6% водного раствора внутрижелудочно в дозе 120мг/кг, которая оказалась наиболее эффективной, согласно ранее полученным нами данным. Определение исследуемых показателей проводили в динамике; через 6 часов, 1, 3 и 5 суток после воздействия гипоксической гипоксии и гипертермии. Проведенные исследования по изучению содержания в крови и тканях организма продуктов перекисного окисления липидов позволили установить, что применение с профилактической целью верапамила в значительной степени предупреждает образование и накопление первичных продуктов ПОЛ - диеновых коньюгатов (ДК), промежуточных - гидроперекисей липидов (ГП), конечных продуктов, реагирующи х с 2тиобарбитуровой кислотой (ТБК-продукты) во все сроки исследования. В связи с тем, что состояние окислительного гомеостаза организма определяется с одной стороны интенсивностью протекания реакций липидпереокисления, а с другой - состоянием антиоксидантной системы организма, нами изучены и отдельные показатели антиоксидантного статуса организма в изучаемых условиях эксперимента. Установлено, что применение верапамила при воздействии острой гипоксической гипоксии и гипертермии предупреждает снижение активности одного из основных компонентов антиоксидантной системы - каталазы во все сроки исследования. Кроме того, содержание в крови общего количества сульфгидрильных групп у животных, получавши х с профилактической целью верапамил достоверно выше, чем у контрольных животных. Обнаружено также благоприятное влияние препарата на перекисную устойчивость мембран эритроцитов при гипоксическом синдроме. Таким образом, результаты исследования влияния блокатора кальциевых каналов верапамила на состояние антиоксидантнопрооксидантного равновесия при воздействии на организм острой гипоксической гипоксии в сочетании с гипертермией свидетельствуют, что изучаемый препарат обладает выраженными антиоксидантними свойствами и способен предупреждать нарушения окислительного гомеостаза организма. Полученные экспериментальные данные, демонстрирующие высокую эффективность верапамила как антигипоксанта с выраженными антиоксидантними свойствами, могут быть использованы в клинических исследованиях по оптимизации профилактики и фармакотерапии патологических состояний, возникающих при воздействии на организм гипоксической гипоксии на фоне перегрева. Источники информации 1. Бекетов А.И., Громова Т.М. Кальций, антагонисты кальция и мозговое кровообращение // Фармакол. и токсикол. - 1988. - №2. - С.103 - 107. 2. Журавлев А.К., Мурашко В.В., Камчатнов П.Р. Влияние коринфара ифиноптина на перекисное окисление липидов // Клинич. медицина. - 1988. - №4. - С.35 - 37. 3. Зоценко Д.М., Олейник С.А., Хмельницкий Ю.В. N ADH как субстрат ферментативного перекисного окисления липидов // Укр. биохим. журнал. - 1992. - №4. - С.78 - 82. 4. Левицкий Д.О. Кальций и биологические мембраны. - М.: Высш. шк., 1990. - 124с. 5. Мероприятия по оптимизации функционального состояния организма подземных рабочих железорудных шахт: Метод. рекомендации / В.И. Антоник, И.П. Антоник, Н.Г. Карнаух, Б.С. Науменко. - Кривой Рог, 1989. - 30с. 6. Осинская Л.Ф. Митохондриальные и микросомальные системы ферментативной продукции и детоксикации перекисей липидов при гипоксии и применении антиоксидантов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - К., 1983. - С.22. 7. Савченкова Л.В. Фармакологическая регуляция метаболических процессов при сочетанном воздействии на организм гипоксии и гипертермии: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. - К., 1991. - 25с. 8. Чернов Ю.Н., Бати щева Г.А., Васин М.В. Физиологическая роль и фармакологическая коррекция эффектов простаноидов и лейкотриенов // Фармакол. и токсикол. - 1990. №6. - С.64 - 71. 9. Brune B., Von Appen F., Ullrich V. Calcium homeostasis and eicosanoid formation in human platelets // Prostagland., Leucotriens and Essent. Fatty Acids. -1993. - 48, №4. - P.277 - 289. 10. Farber I.L. The role of calcium in lethal cell injury // Chem. Res. Toxicol. - 1990. - V.3. №6. P.503 - 508. 11. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals and antioxidants protection mechanisms and significance in toxicology and disease // Hum. Toxicol. - 1988. - №1. - P.7 - 13. 12. Mass W.K. The cerebral ishemic cascade // Neurologic Chinics. - 1983. - №1. - P.345 - 353. 13. Maish S.D., Smith T.S. Calcium overioad and ischemic myocardial injury // Circulation. - 1991. V.83, №2. - P.709 - 711. 14. Noscovic P., Fabianowa M. Protective effects of new 1,4-dihydropiridines on lipid peroxidation in the postishemic rat brain // Physiol. Res. - 1992. - 41, Suppl. - P.34. 15. Sinclair A.I., Barnett A.M., Lunes J. Free radicals and antioxidant systems in health and disease // Brit. J. Hosp. Med. - 1990. - №5. - P.334 335. 16. Vanella H., Sorrenti V., Castorina C. et al. Lipid peroxidation in rat cerebral cortex during postiscemic reperfusion: effect of exogenous antioxidants and Ca2+-antagonist drugs // Int. J. Dev. Neurosci. 1992. - №1. - P.75 - 80. 17. Weglicki W.B., MaK I.T., Simic M.G. Mechanism of cardiovascular drugs as antioxidants // J. Mol. and Cell. Cardiol. - 1990. - №10. - P.1199 1208.