Экспериментальная коррекция прооксидантно-антиоксидантного равновесия в условиях гипоксии и токсической метгемоглобинемии

Актуальность темы

В последние годы развивается представление о многогранности патогенетических звеньев в развитии гипоксического синдрома (Лукьянчук В.Д. и др. 1998; Лукьянова Л. Д., 1999,2000; Оковитый С.В.и др.2001). Активация перекисного окисления липидов (ПОЛ) и мембраноповре-ждающее действие свободных радикалов рассматриваются в качестве важных или даже ведущих звеньев патогенеза гипоксических состояний. Это положение подтверждается результатами экспериментальных исследований, в которых показана эффективность применения антиоксидантов в качестве средств коррекции патологических состояний, сопровождающихся развитием гипоксического синдрома (Лукьянова Л.Д. и др., 1990, 2000; Мышкин В.А.и др.1991; Воронина Т. А. 2001; Косолапов В.А.1995; Куценко С.А.и др.2004; Срубилин Д.В.и др.2004). Именно с антиокислительными свойствами связывается анти-гипоксическое (противоишемическое) действие ионола (Биленко М.В., 1989), цистамина (Воробьева Н.Д.и др., 1993), некоторых производных оксипиридина (Новиков В.С. и др., 1998) и других средств.

В то же время при некоторых видах гипоксических состояний, вызванных токсическими дозами нитросоединений развивается метгемоглобинемия и ге-мициркуляторная гипоксия, приводящая при определенной степени ее выраженности к вторичной тканевой гипоксии (Шугалей И.В.и др., 1991; 1992). Окислительное повреждение гемоглобина сопровождается увеличением количества свободных радикалов, активацией ПОЛ, комплексным подавлением систем антиоксидантной защиты, что нарушает прооксидантно-антиоксидантное равновесие и морфофункциональный статус эритроцитов (Шугалей И.В.и др., 1992; Дерягина В. Н., 2003; Новицкий В.В.и др., 2004). Установлено, что метгемоглобинемия в два раза сильнее, по сравнению с простым падением уровня функционально активного кислорода, подавляет дыхательную функцию крови (Курляндский Б.А., Филов В. А., 2002).

Токсическая метгемоглобинемия как отдельная нозология, так и в комплексе с различными патологическими состояниями, сопровождающимися острым или хроническим дефицитом кислорода, может длительное время существенно влиять на формирование и развитие основного патологического процесса, являясь причиной неэффективности терапии и увеличения сроков выздоровления (Новицкий В.В. и соавт., 2004).

С учетом актуальности изучения патофизиологической значимости нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия в условиях гипоксии и метгемоглобинемии, а также разработки эффективных методов их коррекции в настоящей работе предпринята попытка комплексного исследования активности процессов ПОЛ, состояния антиоксидантной системы при острой гемиче-ской гипоксии и метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией параллельно с оценкой эффективности их коррекции антиоксиданта-ми.

Цель исследования: Оценка патофизиологической значимости нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия в условиях острой гемиче-ской гипоксии и метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией и разработка рациональных путей их коррекции. Задачи:

1. Исследовать активность процессов перекисного окисления липидов в эритроцитах, головном мозге, печени, и состояние мембран при острой гемической гипоксии и метгемоглобинемии, вызванной длительногй нитритной интоксикацией.

2. Оценить состояние антиоксидантной системы и некоторых метаболических реакций в эритроцитах, головном мозге и печени.

3. Исследовать влияние мексидола, цистамина, тонарола на процессы сво-боднорадикального окисления в модельных системах и процессы перекисного окисления липидов в условиях острой гемической гипоксии и метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией.

4. Исследовать влияние мексидола на активность сукцинатдегидрогеназы и моноаминоксидазы в головном мозге в условиях острой гемической гипоксии, вызванной нитритом натрия;

5. Изучить защитную эффективность мексидола и его комбинаций? с мети-леновым синим, цистамином и тонаролом при острой гемической' гипоксии.

Научная новизна.

Впервые в комплексе изучены процессы перекисного окисления липидов, функционирование антиокислительной: системы, состояние эритроцитарных мембран и некоторые метаболические реакции в эритроцитах, головном мозге и" печени в условиях острой гемической гипоксии-и метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией, эффективность их коррекции цистамином, мексидолом и тонаролом. Это позволило констатировать, что нарушение процесса перекисного окисления липидов представляет собой наиболее общее звено патогенеза в цепи: повреждение мембран — нарушение метаболических, биоэнергетических процессов и требует соответствующейкоррекции антиоксидантным действием. Патогенетическое значение имеет активация перекисного окисления липидов. Максимальному усилению активности перекисного окисления липидов в мозге при острой гемической гипоксии предшествует нарушение функционирования сукцинатдегидрогеназы и моноаминоксидазы.

Впервые установлено, что мексидол потенциирует защитный эффект мети-ленового синего и цистамина в условиях острой гемической гипоксии, а комбинация мексидола и цистамина проявляет более высокую по сравнению с индивидуальными препаратами, антиоксидантную активность в постгипоксическом периоде острой гемической гипоксии. Установлено, что в механизме защитного действия мексидола имеют значение антиоксидантная и антигипоксическая активность, положительное влияние препарата на ферменты — супероксиддисму-тазу, а также каталазу, сукцинатдегидрогеназу, моноаминоксидазу и на состояние эритроцитарных мембран.

Научно — практическое значение.

Разработан рациональный метод снижения тяжести патологического состояния, вызванного токсическими дозами нитрита натрия, основанный на профилактической коррекции мексидолом и сочетанием мексидола и цистамина ведущего звена патогенеза — чрезмерной активации перекисного окисления липидов, а также повреждения мембран и ферментов. Предложена, схема участия процесса перекисного окисления липидов в патогенезе гемической гипоксии, путей его профилактики и коррекции.

Способность мексидола потенцировать защитный эффект цистамина при острой гемической гипоксии имеет важное теоретическое и практическое значение для разработки новых подходов к комбинированной профилактике и коррекции гипоксического синдрома с использованием лекарственных средств.

Положения, выносимые на защиту.

1. Острая гемическая гипоксия и метгемоглобинемия, вызванная длительной нитритной интоксикацией сопровождается нарушением прооксидантно-антиоксидантного равновесия, важнейшим звеном которого является активация перекисного окисления липидов и подавление активности антиокси-дантных ферментов.

2. В условиях острой гемической гипоксии максимальному усилению активности перекисного окисления липидов в полушариях головного мозга предшествует нарушение функционирования сукцинатдегидрогеназы и моноаминоксидазы.

3. Применение мексидола и цистамина, имеющих различный механизм анти-оксидантного действия — перспективный метод коррекции нарушений про-оксидантно-антиоксидантного равновесия в условиях острой гемической гипоксии и метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией.

Апробация работы.

Результаты работы и основных положений диссертации доложены: Всероссийская научно-практическая конф., июнь 2004 г., г. ПензаМежрегиональная научно-практ. конф., посвящ. 70-летию кафедры патанатомии и патофизиологии БГМУ «Актуальные вопросы патологии», 5−6 октября 2004 г., г. УфаIX Международная научная конференция «Здоровье семьи — XXI век», 28 апреля — 8 мая 2005 г., г. Далянь, Китай- 4-я Всероссийская конф. с междунар. участием, 12−14 окт. 2005 г., г. МоскваНаучно-практ. конф. — науч. труды «Федерального научного центра им. Э. Р. Эрисмана, вып. 14, под ред. Акад. РАМН А.Н. Потапова»), Нижний Новгород, 2004; юбилейная научн. конф. КГМУ и сессия Центрально-Черноземного науч. центра РАМН, посвящ. 70-летию КГМУ. Курск: КГМУ, 2005; Межрегиональная научно-практич. конф. с междунар. участием, поев. 100-летию основателя кафедры патофизиологии БГМУ проф. В. А. Самцова, Уфа, 2005.

По теме диссертации опубликовано 13 научных работ.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 164 страницах машинописного текста, иллюстрирована 38 рисунками, содержит 8 таблиц, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, заключения, выводов, списка литературы. Библиографический указатель включает 282 отечественных и 105 зарубежных источника литературы.

Выводы.

1. Острая гемическая гипоксия вызванная нитритом натрия сопровождается усилением активности процессов перекисного окисления липидов в эритроцитах, головном мозге и печени, подавлением активности супероксид-дисмутазы, каталазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах, уменьшением активности сукцинатдегидрогеназы и моноаминоксидазы в головном мозге. Применение мексидола в комбинации с цистаминомэффективный метод коррекции нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия, активности сукцинатдегидрогеназы и моноаминоксидазы.

2. Установлено повреждение мембран эритроцитов и нарушение проокси-дантно-антиоксидантного равновесия в условиях метгемоглобинемии вызванной длительной нитритной интоксикацией, лидирующим механизмом которого является усиление активности перекисного окисления в эритроцитах при снижении активности ферментов антиоксидантной защиты. Применение мексидола, цистамина и тонарола оказывает отчетливый корригирующий эффект. Наиболее эффективен мексидол.

3. В модельных системах различной сложности выявлены определенные различия в механизмах антиоксидантного действия препаратов. Наиболее активным ингибитором свободнорадикального окисления является тона-рол (ионол). Мексидол активнее цистамина по отношению к супероксидному анион-радикалу, а цистамин в отличие от мексидола и тонарола, является активным ингибитором окисления оксигемоглобина в метгемогло-бин в витральной системе и в условиях организма. Препараты угнетают хемилюминесценцию в суспензии митохондрий печени крыс, наиболее активен мексидол.

4. Мексидол потенцирует защитный эффект цистамина и метиленового синего при острой гемической гипоксии. Комбинация мексидола и тонарола неэффективна.

5. Разработана принципиальная схема нарушения прооксидантно-антиокси-дантного равновесия, путей его профилактики и коррекции при экспериментальной нитритной интоксикации.

5.7.

Заключение

.

Проведенные исследования показали, что, в условиях метгемоглобинемии вызванной длительной нитритной интоксикацией наблюдается накопление диеновых конъюгатов и оснований Шиффа в полушариях головного мозга, печени и эритроцитах крыс, а также снижение активности ферментов антиокси-дантной защиты говорят о сдвигах в системе регуляции свободнорадикального окисления липидов. Изменения кислотной резистентности эритроцитов, глюко-зо-6-фосфатдегидрогеназы могут указывать, в том числе и на повреждение эритроцитарных мембран.

Лечение крыс мексидолом в дозах 50 и 100 мг/кг, цистамином (50 мг/кг), то-наролом (50 мг/кг) в определенной мере нормализует ферментативную активность, свободнорадикальное окисление липидов, восстанавливает рефлекторную активность, причем эффективность мексидола в обоих исследованных дозах значительно выше. Мексидол обладает отчетливым мембраностабилизи-рующим эффектом.

Глава 6. Обсуждение полученных результатов.

В ряде работ показано, что окисление гемоглобина нитритом натрия является радикалгенерирующим процессом, в результате чего образуется целый ряд радикальных метаболитов НО^, О*, ОН*, N0, являющихся активными окислителями биологических субстратов, оказывающих выраженное цитоток-сическое действие, инициирующих процессы ПОЛ [272, 273, 274, 275, 276, 277]. Указанные активные формы кислорода продуцируют токсичную для живого организма перекись водорода, также участвующую в реакции окисления оксигемоглобина.

Активация ПОЛ (токсический синдром пероксидации), определяемая по накоплению гидроперекисей, диеновых конъюгатов (первичных продуктов ПОЛ), ТБК-активных продуктов, пентана, оснований Шиффа (вторичных продуктов ПОЛ), а также по резкому снижению уровня токоферолов и тиолов, в свою очередь, характерна для многих далеко зашедших патологических состояний [60, 72, 151, 268].

Установление цепного радикального механизма окисления гемоглобина нитритом натрия предполагает применение препаратов, обладающих антирадикальной и антиоксидантной активностью, для коррекции различных последствий метгемоглобинемии.

Результаты проведенной нами работы свидетельствуют о высокой антиоксидантной активности и мембраностабилизирующем действии мексидола в условиях гемической гипоксии, вызванной острой и длительной нитритной интоксикацией. Наш опыт применения мексидола показывает, что препарат достоверно увеличивает продолжительность жизни животных и потенцирует защитный эффект метиленового синего и цистамина, оказывающих деметгемог-лобинизирующее действие в условиях острой гемической гипоксии. Препарат достоверно увеличивает продолжительность жизни животных при острой гемической гипоксии, что обосновывает перспективу включения мексидола в состав комплексной терапии постгипоксических нарушений метаболизма в ближайшие часы острой гемической гипоксии:

В токсическом действии солей азотистой кислоты при попадании их в живой организм присутствуют два момента: во-первых, метгемоглобинообра-зование и, во-вторых, изменение стационарной концентрации физиологических радикальных метаболитов: О*, ОН", ОН*.

2, '. '.

В свою очередь, нами выявлен антагонизм мексидола с гидроксильным: радикалом ОН-, липофильными радикалами типа Я и с супероксидным, анионрадикалом О^, который в реакции Габера-Вейса^ взаимодействуя с перекисью водородадает гидроксильный радикал. Это имеет для обсуждаемой ситуации принципиальное значение. По современным представлениям, имеется, всего 2 типа непосредственных радикалов-убийц: это гидроксильный радикал ОН* и один из липидных радикаловЬ", ЬО* или ЬО* (возможно все три) [45]- Механизм повреждающего действия гидроксильных радикаловсвязан, с модификацией белков, восстановленных форм коферментов [45, 198, 3511, а также с действием на полисахариды клеточной поверхности: Но главными мишенями гидроксильных радикалов служат нуклеиновые кислоты и липиды. мембран [288- 316, 327, 329]. Разрыв нитей ДНК лежит в основе канцерогенного действия радикалов, клеточного старения, аутоиммунных болезней и ионизирующей радиации [306, 329, 354]. Все это медленно развивающиеся-процессы. «Быстрые» цитотоксические эффекты ОН' связаны с их действием на мембранные липиды. Гидроксильные радикалы способны инициировать реакции ПОЛ, развивающиеся по цепному механизму [45, 201, 202, 351]. Образование липидных радикалов (типа Ь* или ЬО*) целиком определяется наличием в системе металлов переменной валентности, в первую очередь, Ре+2.

Процесс окисления гемоглобина в метгемоглобин при воздействии нитрита натрия осуществляется в основном через взаимодействие радикала N02* с двухвалентным железом гема. Второй путь, связанный с окислением оксигемоглобина непосредственно перекисью водорода, что имеет меньшее значение [272].

При метгемоглобинемии развивается комбинированная гемициркулятор-ная гипоксия, приводящая при определенной степени ее выраженности? к нарушению: утилизации кислорода, то есть ко вторичной тканевой (биоэнергетической) гипоксии. В свою очередь, токсическую метгемоглобинемию, гипоксию и нарушение клеточного метаболизмавызывающих дистрофические изменения^ относят к общим механизмам токсичности [72]. Исследования, проведенные в последние годы, позволяют выявить определенное сходство повреждающего действия ПОЛ и гипоксии на клеточные мембраны [44, 45, 72]:

В то же время имеются данныесогласно которым гипоксия может активировать ПОЛ [22, 24, 94, 168, 170]. Это запускает порочный «круг клеточной патологииведущий к утрате барьерных свойств мембран;

По результатам проведенных исследований установлено, что при введении животным нитрита натрия интенсифицируется процесс ПОЛ в эритроцитах, мозге и печени крыс, что подтверждается накоплением в них диеновых конъюгатов и оснований Шиффа. Усиление липопероксидации сопряжено с ин-гибированием ферментов антиоксидантной защиты, компонентами которой являются супероксиддисмутаза и каталазаЭто согласуется с работами ряда авторов [32, 33, 34, 277, 278], которые отмечают комплексное подавление систем антиоксидантной защиты при введении нитрита натрия.

СОД — ключевой фермент антиоксидантной системы клетки, обеспечивает дисмутацию образующегося при окислении гемоглобина в метгемоглобин супероксидного радикала, который играет важную роль в инициации свободно-радикального окисления [316- 317]. Каталаза, восстанавливая перекись водорода до воды, уменьшает дальнейшее разветвление цепей СРО с участием нитрит-иона. Рядом авторов предположен свободнорадикальныймеханизм повреждения антиоксидантных ферментов, в пользу которого свидетельствуют данные о менее выраженном снижении* количества антиоксидантных ферментов — СОД и глутатионпероксидазы при изолированном хранении при 37 °C печени крыс, взятой от животных, получавших антиоксиданты [87]- ингибирующее и зависимое от дозывлияние на активность СОД ионизирующей радиацииснижение активности СОД и АОА липидов на Ъ день после однократного введения кроликам адреналина [22] и снижение уровня СОД и глутатионпероксидазы в сердце ложнооперированных крыс [80]- а, также зависимое от дозы снижение-активности СОД при инкубации фермента с перекисью водорода [352]. Другим существенным механизмом снижения активности антиоксидантных ферментов? может быть развивающийся при гипоксии ацидоз [74].

Вероятно, поток свободных радикалов, вызывая активацию ПОЛведет также к снижению активности антиоксидантных ферментных систем, что, в свою очередь, усиливает процессы ПОЛто есть замыкает порочный круг.

Динамика активности каталазы и СОД в эритроцитах исследованнаяпри длительной интоксикации нитритом: натрия указывает на адаптационные процессы, направленные на защиту клетки от окислительного повреждения. Синхронность в изменениях активности СОД и каталазы, отмечаемая и другими авторами [91, 201, 317], объяснима, если учесть, что перекись водорода, разрушаемая каталазой, ингибирует СОД. Нами установлено, что при ОГеГ активность ПОЛ в эритроцитах выше, чем в мозге и печени. Это связано, вероятно, с тем, что эритроциты подвергаются прямой атаке свободнорадикальных метаболитов, возникающих при окислении гемоглобина*нитрит-ионом. В то время как в мозге И’печени усиление липопероксидации происходит, скорее всего, за счет другого патогенетического механизма: а именно — повреждение эритроцитар-ной системыдлительной метгемоглобинемии и токсического стресса нарушающих клеточный метаболизм. Более выраженное накопление диеновых конъюгатов и особенно оснований Шиффа в мозге и печени, а также снижение активности каталазы в них придлительной нитритной интоксикации, подтверждают данное положение.

Активация перекисных процессов сопровождается повреждением белковых молекул, встроенных в мембранные структуры, изменением активности мембраносвязанных ферментов. Поскольку мембраны эритроцитов отражают основные особенности клеточных мембран других тканей, изменение устойчивости эритроцитарных мембран можно рассматривать как проявление более широко распространенного дефекта мембран спрогнозировать их состояние.

Одним из типичных эритроцитарных ферментов" является глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, находящаяся на внутренней поверхности липидного би-слоя эритроцитов. Это ключевой фермент пентозофосфатнош пути превращения углеводов. Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназная реакция является основным механизмом генерирования НАДФНкоторый предохраняет ненасыщенные жирные кислоты, входящие в составклеточной: мембраны, от аномальных взаимодействий с кислородом, поддерживает нормальную степень окисления атомов железа гемоглобина, являетсясубстратом дляглутатионредуктазы, которая поддерживает в активном состоянии глутатионпероксидазу, разрушающую перекись водорода [148, 250].

В постгипоксическом периоде, после введения животным нитрита натрия отмечается падение активности фермента в эритроцитах, а при длительной нит-ритной интоксикации— также и в печени крыс. Наблюдаемая тенденция к повышению сниженной активности Г-6-ФДГ в эритроцитах крыс в данных условиях эксперимента объяснима, если учесть, что в, физиологических условиях активность фермента в молодых эритроцитах выше, чем в зрелых [213]. В то же время при длительной нитритнойинтоксикации наблюдается стимуляция эри-тропоэза. Понижение активности Г-6-ФДГ в эритроцитах, мозге и печени при отравлении нитратами и нитритами отмечалось и другими авторами [193, 380].

Усиление процессов ПОЛ иуменьшение активности глкжозо-6-фосфатдегидрогеназы вызывают повреждение биомембран при длительном воздействии нитрита натрия. Повреждение мембран обнаружено нами методом кислотных эритрограмм. При’длительной нитритной интоксикации уменьшается гемолитическая, стойкость эритроцитов крыс, зарегистрированная и другими авторами [83, 110, 318]. Диаграммы распределения эритроцитов по группам стойкости показывают значительное возрастание пониженностойких и низкостойких групп эритроцитов во все сроки интоксикации, с одновременным увеличением группы повышенностойких эритроцитов, что свидетельствует о стимуляции эритропоэза: Молодые формы эритроцитов обладают более высокой кислотной резистентностью [66, 67].

Таким образомв условиях ОГеГ и метгемоглобинемии, вызванной: отравлением крыс нитритом натрия интенсифицируется процесс перекисного окисления липидов в мозге и печениа: также в эритроцитах, что, в последнем случае, приводит к повреждению эритроцитарных мембран.

Подавление ориентировочных реакций, свидетельствующие о понижении функциональной активности нервной системы, а в условиях длительной нитритной интоксикации свидетельствует о выраженном повреждающем действии токсиканта на центральную нервную систему.

Любой вид гипоксии, вследствие снижения окислительного обмена ведет к нарушению процесса образования макроэргов, а, следовательно, к нарушению энергетического обеспеченияфункций и уменьшению интенсивности биологических синтезов [43].

Bi качестве препаратов сравнения тестировались цистамин — известный антидот ядов-метгемоглобинообразователей [141] и тонарол (дибунол) — известный антиоксидант [65, 103]. В профилактическом режиме мексидол отчетливо уменьшает накопление продуктов ПОЛ в эритроцитах, а также мозге и печени крыс, нормализует активность антиоксидантных и мембраносвязанных ферментов, повышает гемолитическую стойкость эритроцитов, восстанавливает ориентировочный рефлекс. Эти данные согласуютсяс результатами работ других авторов, полученными на модели отравления животных фосфорорганиче-скими соединениями 119, 184].

Цистамин и тонарол в этих условиях менее активны, причем тонарол наиболее эффективен в печеничто связано с преимущественным его накоплением в этом органе. Цистамин в недостаточной степени корригирует сниженную кислотную резистентность эритроцитов. Показаноповышение: проницаемости клеточных мембранпод влиянием цистамина [135]. Тонарол обладает прямым мембранодестабилизирующим действием в экспериментах in-vitro, вызывая увеличение проницаемости мембран [14]. В отличиеот них мексидол обладает мембранопротекторными свойствамиподтвержденными в работах [57, 58- 152]. Характерно, что мексидол оказывает стабильный эффект во все сроки нитритной интоксикации, в то же времяцистамин был наиболее активен в' начале эксперимента;

Таким образом, мексидол является эффективным средством коррекции перекисного окисления липидов, подавление активности СОД и каталазы, развивающихся: при: ОГеГ и превосходит в этом отношении цистамин и ио-нол (тонарол).

Характерной особенностью мембранопротекторного действия мексидола в условиях метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией является его нормализующее влияние не только на процессы ПОЛ, но и на активность некоторых липидзависимых ферментовв частности на активность Г-6-ФДГ.

Известно [132, 134], что одним из вариантов механизма при поражении метгемоглобинобразователями заключается в ингибировании химическими веществами ряда ферментных систем эритроцитов. Под их влиянием угнетается Г-6-ФДГ как первичное звено патологического процесса, что приводит к снижению уровня восстановленного глутатиона. Конкретный механизм этого явления заключается в том, что гемолитик, угнетая активность Г-6-ФДГ, тем самым угнетает образование НАДФ*Н, который в качестве кофактора необходим для восстановления окисленной формы глутатиона (Г-Б-Б-Н) в восстановленную Г-БН. Иными словами, гемолитик подавляет активность глютатионредук-тазы, за счет чего падает содержание Г-БН. Глубинный механизм гемолиза в случае блокады Г-6-ФДГ и как следствие падение уровня Г-БН заключается в следующем. Помимо того, что Г-БН поддерживает стабильность сульфгид-рильных структур гемоглобина и белков оболочки эритроцитов, он еще обеспечивает нормальное протекание реакции гликолиза, поскольку многие ферменты гликолиза содержат сульфгидрильные группы и поэтому нуждаются в Г-БН. Падение уровня Г-БН в эритроците может привести к торможению в нем гликолиза, падение содержания АТФ, что в свою очередь нарушает функционирование «натриевого насоса». Последнее приводит к потере внутриклеточного калия и проникновению в эритроцит натрия и воды. Такой сдвиг ионного равновесия вызывает набухание эритроцита, его разрушение и гемолиз. Еще один возможный механизм действия гемолитика может заключаться в образовании избыточного количества эндогенной перекиси водорода за счет угнетения активности каталазы, что влечет за собой снижение гемолитической стойкости эритроцитов, что и было нами установлено, наряду с подавлением активности Г-6-ФДГ и каталазы. Однако, учитывая совпадение максимального срока накопления диеновых конъюгатов и оснований Шиффа на 30 сутки отравления нитритом натрия — с одной стороны, и падение активности ферментов в эти срокис другой, можно предположить, что влияние нитрита натрия на активность ферментов может быть опосредовано через ПОЛ. На возможность такой связи указывается и в работах [168, 349].

Говоря о преимуществах мексидола, необходимо отметить такое важное его свойство, как стимуляция энергогенеза.

Известно, что при острой гипоксии угнетается дыхательная цепь, разобщается окисление и фосфорилирование, нарушается стабильность митохондрий [132, 134]. Вторичные продукты ПОЛ также способны подавлять дыхание митохондрий [22, 54]. Вполне вероятно, что нитритный гипоэргоз реализуется через альдегид — опосредованное угнетение тканевого дыхания. Другая возможность может заключаться в нарушении функционирования моноаминоксидазы, поскольку основная часть данного фермента локализована на наружной мембране митохондрий в непосредственной близости к ферментным комплексам, катализирующим реакции тканевого дыхания и окислительного фосфорилиро-вания [54, 148]. Полученные нами результаты позволяют высказать предположение о том, что в мозге крыс усиление ПОЛ происходит за счет нарушения функционирования сукцинат-зависимого транспорта электронов в митохондриях в результате возрастания генерации активных форм кислорода, но не продукции перекиси водорода. Это подтверждается практически одновременным угнетением активности сукцинат-дегидрогеназы и моноаминоксидазы, обнаруженных нами, на ранних этапах токсогенеза. С учетом известных данных о специфическом влиянии мексидола на энергетический обмен в условиях гипоксии, и, в частности, его способности окисляться по сукцинатоксидазному пути дыхательной цепи [58, 152] можно сделать вывод о том, что благоприятное действие препарата на процессы ПОЛ в мозге обусловлено не только его собственными антиоксидантными свойствами, но и входящим в его состав сукцинатом, который восстанавливает функционирование дыхательной цепи.

Заключая вышеизложенное, напомним известное положение о том, что каждый процесс повреждения клеточных структур встречается с определенной системой защиты, выработанной эволюцией. Это относится и к свободнорадикальному окислению. Проведенные исследования подтверждают его роль и значение в условиях воздействия ОГеГ и метгемоглобинемии, вызванной длительной нитритной интоксикацией. Одновременно они свидетельствуют о недостаточности собственных систем антиоксидантной защиты и целесообразности применения препаратов нового типа, сочетающих мембраностабилизирую-щую, антиоксидантную, деметгемоглобинизирующую и противогипоксическую активность для коррекции нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия.

Приводим принципиальную схему нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия при нитритной интоксикации, путей его профилактики и коррекции с указанием лечебно-профилактической роли метиленового синего, цистамина, мексидола и тонарола.

Патогенетическая цепь формирования гипоксического синдрома.

Образование нитрит-иона, возбуждение N0 рецепторов.

НЬОг М1НЬ I.

Расслабление сосудистой стен№

Нарушение активности СОД, каталазы.

— Г.

Нарушение активности Г-6-ФДГ.

Накопление продуктов ПОЛ, активация ПОЛ в эритроцитах.

Нарушение проницаемости мембраны эритроцитов I.

Свободный гемоглобин.

Гемоглобинемия I.

Увеличение ППОГ в крови.

Нарушение кислородно-транспортной функции крови т.

Гемициркуляторная гипоксия.

Нарушение функционирования МАО в головном мозге т.

Абсолютная или относительная недостаточность окислительногс фосфорилирования (нарушение активности СДГ).

Подавление энергозависимых процессов (синтез белка, ФЛ, работа ионных «помп») т.

Угнетение антиоксидантной системы (каталазы, СОД, Г-6-ФДГ) в органах т.

Усиление процессов ПОЛ в мозге и печени.

Усиление деструкции клеточных структур, метаболизма, функц. состояния органа.

Переход в хроническое заболевание.

Выздоровление.

Профилактика и коррекция повреждений.

Цистамин.

Метиленовый синий, цистамин.

Цистамин.

Мексидол.

Антигипоксанты, мексидол Антигипоксанты.

Мексидол, тонарол.

Тонарол, мексидол.

Мембранопротекторы, коэнзимы.

Рис. 32 Принципиальная схема нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия при нитритной интоксикации и путей его коррекции.