В основе энергетического обмена мозга лежит биологическое окисление с участием кислорода. Любое ухудшение доставки кислорода в ткани мозга приводит не только к нарушению функциональной активности мозга, но и к нарушению поддержания гомеостаза всего организма. Головной мозг почти не располагает запасами кислорода, достаточными для сохранения нормальной деятельности, и чрезвычайно уязвим к гипоксии. После прекращения доставки кислорода уже через 10 секунд возникают первые нарушения энергозависимых нейромедиаторов, которые влекут за собой нарушения передачи рецепторной функции клеток, регулирующиеся циклическими нуклеотидами. Дальнейшая ишемия приводит к стойкой гипоксии с нарушением процессов фосфорилирования мембранных белков и липидов, нарушении целостности мембран. Поиск эффективных фармакологических веществ, повышающих доставку кислорода к тканям мозга или уменьшающих чувствительность тканей к нехватке кислорода, помогающих пережить гипоксическое состояние, является одной из актуальных проблем современной медицины. К регуляторам, обладающим выраженными антигипоксическими свойствами, относятся антиоксиданты с цитопротекторным действием. К основным требованиям, предъявляемым к лекарственным препаратам этого класса, относится способность оптимизировать энергообмен миокарда в условиях выраженной ишемии и нивелировать последствия окислительного стресса [4].
Непосредственное измерение напряжения кислорода в полушариях головного мозга является важной задачей при изучении кислородного обеспечения головного мозга. Результаты многочисленных исследований [2, 3] показывают, что комплекс действующих веществ обладает более выраженным действием, чем изолированные соединения.
Цель исследования
Целью настоящего исследования явилось изучение влияния растительного антиоксиданта «Сосудистый доктор» на показатели напряжения кислорода в мозговой ткани у наркотизированных животных в условиях эксперимента. При исследовании препарата мы руководствовались практическими рекомендациями по технике измерения напряжения кислорода в биологических объектах отдела физиологии дыхания института физиологии [1].
Материалы и методы исследования
Эксперименты были проведены на крысах самцах (линия Вистар) с массой тела 200-220 г. Измерения напряжения кислорода в мозговой ткани в условиях нормы проводили у наркотизированных животных (Уретан 0,5 г/кг с хлоралозой 0,05 г/кг). В этой I группе вводили физиологический раствор. Вторую группу составили животные, которым вводили антиоксидант «Сосудистый доктор» в дозе 500 мг на 1 кг массы тела.
Измерение напряжения кислорода (рО2) в ткани мозга проводили полярографическим методом с помощью тонкого открытого электрода с толщиной катода около 0,2 мм, изготовленного из платины (ПЛ-1; 99,99 %).
Изготовление и калибровку электрода выполняли в соответствии с методическими рекомендациями [3]. В качестве вспомогательного электрода служил хлорсеребряный электрод, изготовленный из серебряной пластины. Для регистрации рО2 использовали высокочувствительный прибор «Физи-облок-01» и стандартный самописец Н 338/4.
Для введения электрода делали соответствующую препаровку головы животного. Голова животного жестко фиксировалась, по сагиттальному шву делали разрез и освобождали череп от мышц и надкостницы в теменной области, начиная от брегмы и кончая бугром затылочной кости. Затем производили разметку координат и трепанацию черепа. Электрод, закрепленный в держателе, вводили в трепанационное отверстие.
Системное артериальное давление (САД) измеряли ртутным манометром в бедренной артерии. Поскольку установлено, что на величину рО2 оказывают влияние температура окружающей среды, рН и рСО2 крови, вязкость крови, то исследование рО2 проводили в стандартных условиях (t37 °С) при искусственной вентиляции легких.
Результаты исследования
Первым этапом исследования явилось изучение динамики изменения рО2 в ткани мозга в контрольных опытах (табл. 1). В наших опытах исходная величина рО2 колебалась от 60 до 100 мм рт. ст., а в среднем составляла 73,9 мм рт. ст.
Таблица 1
Изменение рО2 в ткани мозга в контрольных опытах
|
Номер опыта |
Исходное значение рО2, мм рт. ст. |
Изменение рО2 (в % от исходного уровня) в ткани мозга, мин |
|||||
|
5 |
15 |
30 |
60 |
90 |
120 |
||
|
1 |
75 |
+4 |
+20 |
+4 |
-60 |
-73 |
-80 |
|
2 |
70 |
-29 |
-36 |
-57 |
-78 |
-78 |
-78 |
|
3 |
70 |
0 |
-14 |
-57 |
-64 |
-78 |
-64 |
|
4 |
72 |
+67 |
+67 |
-30 |
-58 |
-58 |
-58 |
|
5 |
70 |
-14 |
-57 |
-57 |
-43 |
-57 |
-71 |
|
6 |
60 |
-25 |
-67 |
-67 |
-67 |
-67 |
-67 |
|
М ± m |
69,5 ± 2,3 |
+0,5 ± 14,4 |
-14,5 ± 20,1 |
-44,0 ± 10,7 |
-61,7 ± 5,3 |
-68,5 ± 3,2 |
-69,7 ± 3,3 |
Известно, что величина исходного тканевого рО2 зависит от гистологического типа ткани и мозговой структуры и характеризуется значением от нескольких мм рт. ст. до 100 мм рт. ст. в зависимости от положения измеряемой точки по отношению к сосудисто-капиллярной
сети [6].
В первые 30 минут эксперимента в контрольных опытах наблюдались неоднозначные изменения рО2 в ткани мозга. В одних опытах рО2 повышалось, а в других снижалось, но в среднем к 30-й минуте снижение рО2 в ткани мозга составляло 44,0 % от исходной величины. В дальнейшем происходило постепенное снижение рО2 в ткани мозга во всех без исключения опытах и к концу наблюдения (120-я минута) величина рО2 в ткани мозга составляла не более 40 % от исходной величины. САД также снижалось, но снижение составляло не более 30 % от исходного (табл. 2).
Таблица 2
Изменение системного артериального давления (САД) в контрольных опытах
|
Номер опыта |
Исходное значение САД, мм рт. ст. |
Изменение САД (в % от исходного уровня), мин |
|||||
|
5 |
15 |
30 |
60 |
90 |
120 |
||
|
1 |
105 |
-5 |
-14 |
-19 |
-33 |
-33 |
-33 |
|
2 |
100 |
0 |
-10 |
-15 |
-15 |
-25 |
-25 |
|
3 |
100 |
-10 |
-10 |
-20 |
-40 |
-40 |
-40 |
|
4 |
ПО |
-32 |
-32 |
-18 |
-9 |
-23 |
-32 |
|
5 |
120 |
0 |
-4 |
-13 |
-21 |
-38 |
-38 |
|
6 |
115 |
0 |
0 |
-4 |
-13 |
-22 |
-15 |
|
М ± m |
108,3 ± 3,0 |
-7,8 ± 4,8 |
-11,7 ± 4,8 |
-14,8 ± 2,4 |
-21,8 ± 4,7 |
-30,2 ± 2,6 |
-28,2 ± 3,8 |
При введении препарата «Сосудистый доктор» рО2 в ткани мозга в течение 60 минут существенно не изменялось (табл. 3). Лишь на 30-й минуте наблюдалось достоверное снижение рО2 по сравнению с исходным уровнем, но к 60-й минуте наблюдения рО2 существенно не отличалось от исходного уровня. К 120-й минуте эксперимента рО2 в ткани мозга в пяти опытах незначительно снижалось (13-19 % от исходного уровня), а в одном опыте возвращалось к исходному уровню. САД при введении препарата «Сосудистый доктор» снижалось так же, как и в контрольных опытах, и было ниже исходного уровня примерно на 30 % (табл. 4).
Таблица 3
Влияние препарата «Сосудистый доктор» на рO2 в ткани мозга
|
Номер опыта |
Исходное значение рО2 мм рт. ст. |
Изменение рО2 (в % от исходного уровня) в ткани мозга |
|||||
|
5 |
15 |
30 |
60 |
90 |
120 |
||
|
1 |
70 |
+7 |
0 |
+7 |
+14 |
-7 |
-14 |
|
2 |
70 |
-14 |
-29 |
-29 |
-14 |
-14 « |
0 |
|
3 |
80 |
+13 |
0 |
-25 |
-6 |
-19 |
-19 |
|
4 |
70 |
+3 |
-14 |
-21 |
-14 |
-14 |
-14 |
|
5 |
72 |
+11 |
+11 |
-3 |
-3 |
-10 |
-10 |
|
6 |
75 |
+7 |
-7 |
-13 |
-7 |
-13 |
-13 |
|
М ± m |
72,8 ± 1,5 |
+4,5 ± 4,1 |
-6,5 ± 6,0 |
-14,0 ± 6,5* |
-5,0 ± 5,0*# |
-12,8 ± 1,8*# |
-11,7 ± 2,9*# |
* - обозначены статистически достоверные (Р<0,05) сдвиги параметров по сравнению с контролем;
# - обозначены статистически достоверные (Р<0,05) сдвиги параметров по сравнению с танаканом.
Таблица 4
Влияние препарата «Сосудистый доктор» на системное артериальное давление (САД)
|
Номер опыта |
Исходное значение САД, мм рт. ст. |
Изменение САД (в % от исходного уровня) |
|||||
|
5 |
15 |
30 |
60 |
90 |
120 |
||
|
1 |
125 |
-12 |
-12 |
-36 |
-24 |
-32 |
-32 |
|
2 |
100 |
-20 |
-25 |
-30 |
-30 |
-30 |
-30 |
|
3 |
120 |
+4 |
+4 |
+4 |
-4 |
-21 |
-38 |
|
4 |
120 |
-4 |
-4 |
-25 |
-25 |
-25 |
-33 |
|
5 |
ПО |
-9 |
-5 |
-9 |
-18 |
-14 |
-23 |
|
6 |
100 |
0 |
+5 |
-10 |
-10 |
-15 |
-15 |
|
М ± m |
112,5 ± 3,8 |
-6,8 ± 3,6 |
-6,2 ± 3,8 |
-17,7 ± 6,0 |
-18,5 ± 3,9 |
-22,8 ± 2,7 |
-28,5 ± 3,5 |
Полученные данные свидетельствуют, что растительный антиоксидант «Сосудистый доктор» способствует компенсации на 50-60 % рО2 мозговой ткани у наркотизированных животных. Поскольку головной мозг обладает наиболее выраженной окислительной способностью и не имеет запасов кислорода, то рО2 скажется на энергетическом метаболизме клетки, вызывая снижение скорости освобождения энергии и накопления ее в форме макроэргических соединений. Естественно при ишемии мозга нейроны имеют возможность использовать малоэффективный процесс гликолиза в роли резервного механизма, но только на короткий период способного обеспечить переживание в неблагоприятных условиях.
Учитывая вышеизложенное, можно предположить, что и при острой гипоксии и ишемии мозга препарат «Сосудистый доктор» будет способствовать сохранению аэробного метаболизма на определенный период. Это возможно поддержит оптимальный уровень энергетических веществ для осуществления перехода метаболизма в ткани мозга на пути, энергетически более выгодные, но менее чувствительные к недостатку кислорода.
Выводы
Проведенные экспериментальные исследования безусловно не позволяют в полной мере оценить кислородный обмен мозга в условиях церебральной ишемии, для этого необходим следующий этап исследований в условиях патологии. Однако настоящее исследование даёт возможность рассматривать «Сосудистый доктор» как средство, позволяющее достоверно увеличить сниженное напряжение кислорода в тканях мозга за счет увеличения мозгового кровотока в условиях вазоконстрикций церебральных сосудов. Вероятнее всего исследуемый препарат может быть эффективным средством в профилактике различных ишемических состояний мозговой ткани.
Список литературы
- Коваленко Е.А., Березовский В.А., Эпштейн И.М. Полярографическое определение кислорода в организме. - М.: Медицина, 1975. - 232 с.
- Лавренев В.К., Лавренева Г.В. Полная энциклопедия лекарственных растений. Том II. - СПб.: Издательский Дом «НЕВА»; М.: ОЛМА-ПРЕСС, 1999. - 816 с.
- Лесиовская Е.Е., Пастушенков Л.В., Фармакотерапия с основами фитотерапии: учебное пособие. - М.: ГОЭТАР-МЕД, 2003. - 592 с.
- Антиоксидантная цитопротективная терапия нестабильной стенокардии и гипертонического криза / В.Ю. Полумисков, А.П. Голиков, М.М. Лукьянов, П.П. Голиков, Б.В. Давыдов, Н.М. Беркович, В.П. Михин, С.А. Бойцов // Современные подходы диагностики и лечения острого коронарного синдрома: Материалы городской научно-практической конференции. - М.: НИИ СП им. Н.В.Склифосовского, 2003. - (Труды ин-та, Т. 175). - С. 13‒18.
Рецензенты:
Максимов Николай Иванович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой госпитальной терапии ИГМА, Ижевская государственная медицинская академия;
Чучков Виктор Михайлович, д.м.н., профессор, заместитель министра образования и науки Удмуртской Республики, Министерство образования и науки УР.