Анализ чувствительности энергетического обмена тканей сердца, печени, почки и лимфоцитов крови крыс к воздействию локальной вибрации и фармакологической защите сукцинатсодержащим антигипоксантом

Введение. Современные технологические процессы, генерирующие ультра- и инфразвуковое, электромагнитное, вибрационно-шумовое излучение, значительно превосходят фоновые воздействия и неизбежно создают неблагоприятную техногенную нагрузку на человеческий организм. Особое место занимает вибрация, с которой соприкасаются прежде всего такие профессиональные группы, как рабочие горнодобывающих предприятий, золото- и алмазообогатительных фабрик, авиационных заводов, ТЭЦ и ГЭС, предприятий алюминиевой промышленности. Вибрационное воздействие ведёт к целому ряду биохимических нарушений в системе гомеостаза. Митохондриальные дисфункции представляются одними из ведущих элементов в иерархии звеньев патогенеза многих патологических синдромов и заболеваний.

Цель исследования — экспериментальное изучение тканеспецифических особенностей активности системы энергопродукции миокарда, почек, печени и ферментного статуса лимфоцитов крыс по активности сукцинатдегидрогеназы (СДГ) на фоне действия 7 сеансов локальной вибрации с частотой 27–30 Гц по 90 мин ежедневно до и после защиты сукцинатсодержащим антигипоксантом «Янтарь-кардио» в дозе 100 мг/кг/сут.

Материалы и методы. Изучение энергозависимых реакций нативных митохондрий органов проводили полярографическим методом с помощью закрытого мембранного электрода типа Кларка. Активность СДГ лимфоцитов крови крыс исследовали модифицированным методом количественного цитохимического анализа.

Результаты. Функциональная перестройка в дыхательной цепи (ДЦ) митохондрий тканей свидетельствовала о торможении NAD-зависимого звена и активации системы окисления эндогенной янтарной кислоты, наиболее выраженные в ткани миокарда. На фоне вибрации удельная СДГ-активность лимфоцитов (Q ) достоверно возрастала на 52%, вариабельность (V) — в 3 раза. Применение препарата «Янтарь-кардио» ограничивало прирост скорости эндогенного дыхания наиболее значимо в сердце (70%, р<0,05), восстанавливало окислительную и сопрягающую активность NАD-зависимого участка ДЦ, улучшало структуру и состояние клеточной популяции лимфоцитов по их энергетическому статусу и предупреждало рассогласованность ведущих параметров популяционной изменчивости клеточного пула лимфоцитов крови экспериментальных животных.

Заключение. Выявлено, что выраженность вибрационно-опосредованной биоэнергетической гипоксии в виде торможения NAD-зависимого звена дыхательной цепи и активации системы окисления эндогенной янтарной кислоты носит тканеспецифический характер и наиболее ярко проявляется в ткани миокарда. Система окисления янтарной кислоты не только высоко чувствительна к вибрационному воздействию, но и к фармакологическому препарату, поддерживающему функцию ДЦ в условиях напряжения гомеостатических функций тканей, вовлечённых в патологический процесс.

1. Дымочка М.А., Чикинова Л.Н., Запарий Н.С. Инвалидность вследствие профессиональной заболеваемости в Российской Федерации в 2012-2016 гг. Мед. труда и пром. экология. 2018; (4): 10-3.

2. Воробьева В.В., Шабанов П.Д. Воздействие общей вибрации нарушает функциональную активность системы энергопродукции миокарда кроликов. Биофизика. 2019; 64 (2): 337-42.

3. Мелентьев А.В., Серебряков П.В., Жеглова А.В. Влияние шума и вибрации на нервную регуляцию сердца. Мед. труда и пром. экология. 2018; (9): 19-23.

4. Кирьяков В.А., Павловская Н.А., Сухова А.В. Критерии выбора информативных лабораторных биомаркеров в медицине труда (аналитический обзор литературы). Мед. труда и пром. экология. 2010; (12): 22-7.

5. Ильин И.И., Насибуллин Б.А., Жеребицкий В.А. Изменения структуры нейронов и активности некоторых окислительно-восстановительных ферментов в мозжечке при непрерывном длительном действии общей низкочастотной вибрации. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1991; (2): 9-15.

6. Воробьева В.В., Шабанов П.Д. Тканеспецифические особенности вибрационно-опосредованной гипоксии сердца, печени и почки кролика. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2016; 14 (1): 46-62.

7. Лукьянова Л.Д. Сигнальная функция митохондрий при гипоксии и адаптации. Патогенез. 2008; 6 (3): 4-12.

8. Кондрашова М.Н., Сирота Т.В., Темнов А.В., Белоусова Ж.В., Петруняка В.В. Обратимая организация митохондрий в ассоциаты как фактор регуляции дыхания. Биохимия. 1997; 62 (2): 154-163.

9. Франк Г.М., Кондрашова М.Н. (ред.) Руководство по изучению биологического окисления полярографическим методом. Наука; М.; 1973.

10. Никольс Д. Биоэнергетика. Введение в хемиосмотическую теорию. Мир; М.; 1985.

11. Chance B., Williams G. Respiratory enzymes in oxidative phosphorylation. J. Biol Chem. 1955; 217 (1): 324-7.

12. Chance B., Hollunger G. The interaction of energy and electron transfer reactions in mitochondria. J. Biol Chem. 1961; 236 (5): 1534-84.

13. Воробьева В.В., Шабанов П.Д. Влияние вибрации на функции дыхательной цепи митохондрий почки кроликов в эксперименте. Мед. труда и пром. экология. 2020; 60 (5): 344-8.

14. Goa J. A micro biuret method for protein determination; determination of total protein in cerebrospinal fluid. Scand. J. Clin. Lab. Invest. 1953; 5 (3): 218-22.

15. Нарциссов Р.П. Применение n-нитротетразолия фиолетового для количественной цитохимии дегидрогеназ лимфоцитов человека. Архив анатомии, гистологии и эмбриологии. 1969; 56(5): 85-91

16. Лойда З., Госсрау Р., Шиблер Т. Гистохимия ферментов: лабораторные методы. Мир; М.; 1982.

17. Хундерякова Н.В., Захарченко А.В., Захарченко М.В., Мюллер Х., Федотчева Н.И., Кондрашова М.Н. Влияние светового излучения близкого инфракрасного диапазона на крыс, оцениваемое по активности сукцинатдегидрогеназы в лимфоцитах на мазке крови. Биофизика. 2015; 60 (6): 1104-08.

18. Дудылина А.Л., Иванова М.В., Калатанова А.В., Каленикова Е.И., Макаpов В.Г., Макаpова М.Н., Шумаев К.Б., Pууге Э.К. Генерация супероксидных радикалов митохондриями сердца и антиоксидантное действие водорастворимой формы убихинона-10. Биофизика. 2019; 64 (2): 282-90.

19. Ленинджер А.Л. Основы биохимии: пер. с англ. в 3-х тт. Мир; М.; 1985.

20. Сахаров Д.А., Шкурников М.Ю., Тоневицкий А.Г. Кратковременный высокоинтенсивный физиологический стресс вызывает увеличение экспрессии белка теплового шока в лейкоцитах человека. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009; 147 (3): 335-40.

21. Semenza G.L. Expression of hypoxia-inducible factor 1: mechanisms and consequences. Biochem. Pharmacol. 2000; 59: 47-53.

22. Stroka D.M., Burkhardt T., Desballerts I. HIF-1 is expressed in normoxia tissue and displays an organ - specific regulation under systemic hypoxia. FASEB J. 2001; 15, 2445-53.

23. Ben-Dov C., Hartmann B., Lungren J., Valcarcel J. Genome-wide analysis of alternative pre-mRNA splicing. J. Biol. Chem. 2008; 283 (5): 1229-33.

24. Маевский Е.И., Розенфельд А.С., Гришина Е.В., Кондрашова М.Н. Коррекция метаболического ацидоза путем поддержания функций митохондрий. Митохондрии в патологии. Наука, Пущино; 2001.

25. Correa P.R., Kruglov E.A., Thompon M. Succinate is a paracrine signal for liver damage. J. Нepatology. 2007; 47 (2): 262-9.

26. Levchenkova O.S., Novikov V.E., Abramova E.S., Feoktistova Zh.A. Signal Mechanism of the Protective Effect of Combined Preconditioning by Amtizole and Moderate Hypoxia. Bull. Exp. Biol. Med. 2018; 164 (3): 320-23.