Изучение метаболических нарушений, вызванных гипоксией, представляет собой важную область медицины и биохимии, так как подобные состояния могут стать ключевыми факторами в развитии серьезных клинических заболеваний. Одним из основных последствий гипоксии является развитие гипоэнергетических состояний, при которых происходит усиленный гидролиз липидов. При этом наблюдается и активный синтез жирных кислот, что приводит к их повышенной концентрации в крови и тканях. Множественность патофизиологических изменений в организме при гипоксии требует поиска эффективных антигипоксантов. Перспективными антигипоксантами являются экстракты смородины черной и малины лекарственной. Цель исследования – изучить особенности обмена жирных кислот в тканях сердца и мозга крыс на фоне острой гемической гипоксии и нагрузке антигипоксантами. Исследования произведены на 180 белых беспородных крысах. Животные были разделены поровну на 6 групп. Согласно групповой принадлежности, животные в течение 15 суток получали внутрижелудочно экстракты смородины чёрной, малины лекарственной, смесь этих экстрактов в соотношении 1:1 и цитохром С, который вводили внутримышечно. Использовали модель гемической гипоксии. В тканях мозга и сердца крыс определяли абcолютную и отноcительную концентрацию жирных кислот (ЖК). Установлено возрастание концентрации жирных кислот во всех изучаемых тканях при острой гемической гипоксии, что является показателем нарушений липидного и углеводного обменов, что может способствовать срыву механизмов адаптации. Введение на фоне острой гипоксии антигипоксантов способствовало снижению концентрации ЖК в тканях, что свидетельствует о наличии у изучаемых препаратов высокого липидопротекторного и антиоксидантного эффекта. Самую высокую эффективность демонстрирует смесь экстрактов малины лекарственной и смородины черной в соотношении 1:1.
1. Введение
Изучение метаболических нарушений, вызванных гипоксией, представляет собой важную область медицины и биохимии, так как подобные состояния могут стать ключевыми факторами в развитии серьезных клинических заболеваний. Гипоксия провоцирует развитие различных патофизиологических процессов, что приводит к значительным изменениям гомеостаза, прямо влияющим на морфологию и физиологию клеток и тканей [1], [2].
Одним из основных последствий гипоксии является развитие гипоэнергетических состояний, при которых происходит усиленный гидролиз липидов. При этом наблюдается и активный синтез жирных кислот, что приводит к их повышенной концентрации в крови и тканях. Жирные кислоты, находящиеся в избытке, образуют мицеллярные структуры, что дестабилизирует клеточные мембраны и увеличивает их проницаемость. В результате такие изменения приводят к нарушению физиологической функции клеток [3], [4].
Для борьбы с негативными последствиями гипоксии необходимо искать эффективные фармакологические средства, которые могут существенно улучшить состояние организма. К таким средствам относятся регуляторы гемодинамики, блокаторы кальциевых каналов, препараты центрального действия, стабилизаторы мембран и антиоксиданты и все они являются антигипоксантами. В последнее время наблюдается растущий интерес к растительным антигипоксантам, которые благодаря широкому спектру действия и минимальным побочным эффектам могут служить надежными средствами метаболической терапии [5].
Среди современных исследований особое внимание уделяется экстрактам черной смородины и лекарственной малины, обладающим разнообразными биологически активными веществами, такими как биофлавоноиды и алкалоиды. Эти экстракты проявляют антигипоксический эффект за счет увеличения кислородной отдачи тканям, снижения сродства гемоглобина к кислороду и предотвращения разобщения окислительных процессов в клетках. Они также могут повышать эффективность цикла трикарбоновых кислот и улучшать процессы, связанные с транспортом электронов в дыхательной цепи, что имеет ключевое значение для восстановления энергетического метаболизма [5], [6].
Таким образом, дальнейшее изучение метаболических нарушений при гипоксии, а также поиск новых средств для их коррекции остаются актуальными задачами в области медицины и фармакологии.
Цель исследования – изучить особенности обмена жирных кислот в тканях сердца и мозга крыс на фоне острой гемической гипоксии и нагрузке антигипоксантами.
2. Методы и принципы исследования
Исследования произведены на 180 белых беспородных крысах, массой 240-260 г. Животные были разделены поровну на 6 групп. Одна группа – интактные крысы (нулевая группа). Животные 1 группы получали в течение недели до моделирования гипоксии экстракт смородины черной в дозе 100 мг/кг массы; животные 2 группы получали в аналогичный период и той же дозе экстракт малины лекарственной; животные 3 группы – цитохром С (в качестве эталонного антигипоксанта) в рекомендуемой дозе; животные 4 группы – получали смесь экстрактов смородины черной и малины лекарственной в соотношении 1:1 в дозе 200 мг/кг массы, а животные 5 группы – контроль, получавшие дистиллированную воду по аналогичной схеме в эквивалентном объеме. Антигипоксанты вводили в течение 15 дней внутрижелудочно до моделирования гипоксии [7].
Цитохром С разводили физиологическим раствором и вводили крысам внутримышечно также в течение 15 суток в дозе 0,1 мг/кг живой массы активного вещества.
Антигипоксическое действие растительных экстрактов исследовали на модели гемической гипоксии, которую воспроизводили путем однократного внутрибрюшинного введения нитрита натрия в дозе DL100 (200 мг/кг) [9].
Для анализа мозг и сердце каждого животного были извлечены и помещены в предварительно охлажденную фарфоровую ступку, в которую добавляли жидкий азот и тщательно растирали ткань пестиком. Полученный материал взвешивали и хранили при температуре –70 °С. Затем навеску гомогената (30–40 мг) в 0,9%-м растворе NaCl, содержащем 0,5% ионола (2,6-ди-тpет-4-метилфенола), высушивали в pотационно-вакуумном концентраторе SpeedVac (Savant Instruments, CША). Метиловые эфиры высших жирных кислот (ЖК) получали классическим методом. ЖК определяли на аналитическом газовом xpоматогpафе GC 3900 (Varian, CША) c пламенно-ионизационным детектором (температура детектора 260°C). Для pазделения использовали кварцевую капиллярную колонку (15 м × 0,25 мм × 0,3 мкм) c привитой неподвижной фазой (Supelco, CША). Температурная программа анализа составляла: 90°C (0,5 мин) – 240°C (5 мин) cо скоростью 6°C в мин. Анализ данные проводили c помощью программного обеспечения мультиxpом-1.5x (ЗАО «Ампеpcед», Россия). Концентрацию ЖК определяли c использованием внутреннего стандарта c предварительным вычислением соответствующих калибровочных коэффициентов из xpоматогpамм смеси определяемых ЖК c маpгаpиновой кислотой (C17:0). Для каждого образца pаccчитывали абсолютное и относительное содержание индивидуальных ЖК [8], [9].
Цифровой материал экспериментов подвергали статистической обработке с помощью пакета программ STATISTICA Application 10.0.1011.0. (США). В работе использовались описательная статистика, параметрические и непараметрические методы анализа.
3. Основные результаты
На фоне гемической гипоксии и ее коррекции антигипоксанатами произведено исследование изменений концентрации жирных кислот в тканях головного мозга и сердца крыс, подвергавшихся острой гемической гипоксии и ее коррекции растительными экстрактами и его результаты представлены в таблицах 1 и 2.
Изменение концентрации (в мкг/мг ткани) жирных кислот в тканях головного мозга крыс, подвергавшихся острой гемической гипоксии и ее коррекции
| Жирная кислота | Группы животных | |||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Миpиcтиновая (C14:0) | 0,475±0,017 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1,2 | 1 |
| Пентадекановая (C15:0) | 0,375±0,013 | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Пальмитиновая (C16:0) | 20,234±0,748 | 1 | 1 | 1 | 21,674±0,758 | 1 |
| Пальмитолеиновая (C16:1, ω-7) | 0,811±0,029 | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Cтеаpиновая (C18:0) | 15,121±0,559 | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Олеиновая (C18:1, ω-9) | 12,785±0,447 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Вакценовая (C18:1, ω-11) | 1,545±0,054 | 1 | 1 | 1 | 2 | 1 |
| Линолевая (C18:2, ω-6) | 2,291±0,073 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| γ-Линоленовая (C18:3, ω-6) | 1,437±0,051 | 1 | 1,2 | 1 | 2 | 1 |
| α-Линоленовая (C18:3, ω-3) | 1,921±0,069 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Эйкозадиеновая (C20:2, ω-6) | 1,273±0,046 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Дигомо-γ-линоленовая (C20:3, ω-6) | 1,341±0,047 | 1 | 1 | 1 | 1.2 | 1 |
| Аpаxидоновая (C20:4, ω-6) | 12,453±0,448 | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Эйкозапентаеновая (C20:5, ω-3) | 0,065±0,002 | 0,061±0,002 | 0,062±0,003 | 0,063±0,002 | 0,066±0,002 | 0,064±0,002 |
| Адpеновая (C22:4, ω-6) (докозатетpаеновая) | 4,235±0,161 | 1,2 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Докозапентаеновая (C22:5, ω-6) | 0,542±0,018 | 1 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Докозапентаеновая (C22:5, ω-3) | 0,561±0,020 | 1 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Докозагекcаеновая (C22:6, ω-3) | 13,558±0,475 | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Сумма насыщенных ЖК | 36,205±1,303 | 1 | 1 | 1 | 1,2 | 1 |
| Сумма ненасыщенных ЖК | 54,818±1,864 | 52,074±1,874 | 52,222±1,828 | 52,184±1,826 | 52,781±1,795 | 51,108±1,789 |
| Общая сумма ЖК | 91,023±3,186 | 92,580±2,962 | 93,084±3,351 | 92,934±3,438 | 92,163±2,949 | 94,183±3,296 |
На фоне гемической гипоксии у животных установлено возрастание концентрации C14:0 в тканях мозга: у крыс 1 группы концентрация была больше, чем у интактных животных на 23,8%, у крыс 2 группы – на 25,1%, у крыс 3 группы – 27,8%, у крыс 4 группы – на 15,2%, а у крыс 5 группы – на 37,7%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрации C14:0 в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 10,1%, в 2 группе – на 9,2%, в 3 группе – на 7,2%, а в 4 группе – на 16,4%. У крыс в тканях мозга также установлено возрастание концентрации C15:0: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 20,3%, в 2 группе – на 22,7%, в 3 группе – 21,3%, в 4 группе – на 13,1%, а в 5 группе – на 28,5%; при этом только у животных 4 группы концентрация C15:0 в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы на 12,0%.
В тканях мозга крыс также установлено возрастание концентрации C16:0: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 9,0%, в 2 группе – на 9,6%, в 3 группе – 9,5%, в 4 группе – на 7,1%, а в 5 группе – на 16,6%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрации C16:0 в тканях мозга незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы. У крыс в тканях мозга также установлено возрастание концентрации C16:1, ω-7: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 33,8 %, в 2 группе – на 32,9 %, в 3 группе – 34,9%, в 4 группе – на 18,0%, а в 5 группе – на 42,3%; при этом только у животных 4 группы на фоне гемической гипоксии концентрации C16:1, ω-7 в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы на 17,1%.
У крыс в тканях мозга также установлено возрастание концентрации C18:0: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 15,3%, в 2 группе – на 16,7%, в 3 группе – 16,0%, в 4 группе – на 10,7%, а в 5 группе – на 21,3%; при этом только у животных 4 группы на фоне гемической гипоксии концентрации C18:0 в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы на 8,8%. У крыс также установлено снижение концентрации C18:1 ω-9: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 17,4%, в 2 группе – на 16,5%, в 3 группе – 18,0%, в 4 группе – на 11,9%, а в 5 группе – на 26,6%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C18:1 ω-9 в тканях мозга была достоверно выше, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – выше на 12,5%, в 2 группе – на 13,8%, в 3 группе – на 11,8%, а в 4 группе – на 20,0%.
У крыс также установлено снижение концентрации C18:1 ω-11: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 12,5%, в 2 группе – на 11,5%, в 3 группе – 13,1%, в 4 группе – на 8,6%, а в 5 группе – на 17,3%; при этом только у животных 4 на фоне гемической гипоксии концентрация C18:1 ω-11 в тканях мозга была достоверно выше, чем у крыс контрольной группы на 10,5%. У крыс также установлено возрастание концентрации C18:2 ω-6: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 11,2%, в 2 группе – на 10,2%, в 3 группе – 11,9%, в 4 группе – на 8,7%, а в 5 группе – на 16,6%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C18:2 ω-6 в тканях мозга была незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы.
У крыс также установлено снижение концентрации C18:3 ω-6: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 12,7%, в 2 группе – на 11,3%, в 3 группе – 12,2%, в 4 группе – на 7,7%, а в 5 группе – на 18,6%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C18:3 ω-6 в тканях мозга была выше, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – выше на 7,4%, в 2 группе – на 9,1%, в 3 группе – на 7,9%, а в 4 группе – на 13,5%. У крыс также установлено возрастание концентрации C18:3 ω-3: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 14,4%, в 2 группе – на 14,8%, в 3 группе – 14,6%, в 4 группе – на 12,3%, а в 5 группе – на 19,6%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C18:3 ω-3 в тканях сердца была незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы.
У крыс также установлено снижение концентрации C20:2 ω-6: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 14,5%, в 2 группе – на 13,8%, в 3 группе – 16,0%, в 4 группе – на 9,1%, а в 5 группе – на 26,2%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C20:2 ω-6 в тканях мозга была выше, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – выше на 16,5%, в 2 группе – на 17,5%, в 3 группе – на 14,5%, а в 4 группе – на 23,9%. У крыс также установлено возрастание концентрации C20:3 ω-6: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 24,6%, в 2 группе – на 22,2%, в 3 группе – 24,3%, в 4 группе – на 12,9%, а в 5 группе – на 29,3%; при этом только у животных 4 группы в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы на 12,7%. У крыс также установлено снижение концентрации C22:4 ω-6: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 23,3%, в 2 группе – на 22,3%, в 3 группе – 23,0%, в 4 группе – на 16,7%, а в 5 группе – на 28,0%; при этом только у животных 4 группы концентрация C22:4 ω-6 в тканях сердца была достоверно выше, чем у крыс контрольной группы на 15,7%. На концентрацию C20:5 ω-3 в тканях мозга крыс острая гемическая гипоксия и прием антигипоксантов влияние не оказывали, во всех изучаемых группах животных ее уровень был примерно одинаков (различия не превышали 2,0%).
У крыс также установлено снижение концентрации C22:4 ω-6: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 11,2%, в 2 группе – на 12,1%, в 3 группе – 13,9%, в 4 группе – на 9,3%, а в 5 группе – на 18,6%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C22:4 ω-6 в тканях мозга была выше, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – выше на 9,1%, в 2 группе – на 7,9%, в 3 группе – на 5,7%, а в 4 группе – на 11,4%. У крыс также установлено возрастание концентрации C22:5 ω-6: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 25,7%, в 2 группе – на 22,1%, в 3 группе – 18,3%, в 4 группе – на 10,1%, а в 5 группе – на 34,3%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C22:5, ω-3 в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 6,5%, в 2 группе – на 9,1%, в 3 группе – на 12,0%, а в 4 группе – на 18,0%. У крыс также установлено возрастание концентрации C22:6, ω-3: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 14,6%, в 2 группе – на 14,3%, в 3 группе – 16,5%, в 4 группе – на 10,5%, а в 5 группе – на 21,2%; при этом только у животных 4 группы концентрация C22:6, ω-3 в тканях мозга была ниже на 8,8%, чем у крыс контрольной группы.
Установлено возрастание суммы насыщенных жирных кислот в тканях мозга крыс на фоне гемической гипоксии и ее коррекции: в 1 группе их концентрация была больше, чем у интактных животных на 11,9%, в 2 группе – на 13,1%, в 3 группе – 12,6%, в 4 группе – на 8,8%, а в 5 группе – на 19,0%; при этом только у животных 4 группы общая концентрация насыщенных жирных кислот в тканях мозга была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы на 8,6%. Также установлена тенденция к снижению суммы ненасыщенных жирных кислот и возрастанию общей суммы жирных кислот в тканях мозга крыс на фоне острой гемической гипоксии.
Изменение концентрации (в мкг/мг ткани) жирных кислот в тканях сердца крыс, подвергавшихся острой гемической гипоксии и ее коррекции
| Жирная кислота | Группы животных | |||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Миpиcтиновая (C14:0) | 0,131±0,005 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| Пентадекановая (C15:0) | 0,009±0,001 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
| Пальмитиновая (C16:0) | 2,345±0,084 | 1 | 1 | 1 | 2,467±0,062 | 1 |
| Пальмитолеиновая (C16:1, ω-7) | 0,052±0,002 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1,2 | 1 |
| Cтеаpиновая (C18:0) | 3,836±0,134 | 3,942±0,155 | 3,947±0,147 | 3,951±0,167 | 3,901±0,139 | 3,984±0,149 |
| Олеиновая (C18:1, ω-9) | 2,744±0,098 | 2,601±0,084 | 2,584±0,093 | 2,569±0,081 | 2,678±0,078 | 1 |
| Вакценовая (C18:1, ω-11) | 2,663±0,093 | 2,517±0,078 | 2,497±0,063 | 2,509±0,081 | 2,546±0,079 | 2,461±0,065 |
| Линолевая (C18:2, ω-6) | 0,007±0,001 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| γ-Линоленовая (C18:3, ω-6) | 0,015±0,001 | 2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1 |
| α-Линоленовая (C18:3, ω-3) | 0,021±0,001 | 0,031±0,002 | 0,035±0,002 | 0,033±0,001 | 0,027±0,001 | 0,039±0,002 |
| Эйкозадиеновая (C20:2, ω-6) | 0,046±0,002 | 0,043±0,001 | 0,044±0,002 | 0,047±0,002 | 0,045±0,001 | 0,042±0,002 |
| Дигомо-γ-линоленовая (C20:3, ω-6) | 0,061±0,002 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1,2 | 1 |
| Аpаxидоновая (C20:4, ω-6) | 3,897±0,141 | 3,745±0,132 | 3,729±0,149 | 3,711±0,155 | 3,789±0,136 | 3,621±0,137 |
| Эйкозапентаеновая (C20:5, ω-3) | 0,003±0,001 | 0,004±0,001 | 0,003±0,001 | 0,003±0,001 | 0,004±0,001 | 0,003±0,001 |
| Адpеновая (C22:4, ω-6) (докозатетpаеновая) | 0,264±0,008 | 1 | 0,245±0,005 | 1 | 2 | 1 |
| Докозапентаеновая (C22:5, ω-6) | 0,897±0,032 | 1,2 | 1,2 | 1 | 1,2 | 1 |
| Докозапентаеновая (C22:5, ω-3) | 0,122±0,004 | 1,2 | 1 | 1 | 2 | 1 |
| Докозагекcаеновая (C22:6, ω-3) | 1,043±0,038 | 1,110±0,042 | 1,106±0,047 | 1,115±0,035 | 1,065±0,054 | 1 |
| Сумма насыщенных ЖК | 6,321±0,221 | 6,692±0,234 | 6,686±0,241 | 6,724±0,248 | 6,530±0,235 | 1 |
| Сумма ненасыщенных ЖК | 11,835±0,426 | 11,752±0,364 | 11,679±0,408 | 11,738±0,422 | 11,724±0,455 | 11,656±0,407 |
| Общая сумма ЖК | 18,156±0,617 | 18,444±0,663 | 18,365±0,642 | 18,462±0,651 | 18,254±0,657 | 18,515±0,592 |
На фоне гемической гипоксии у животных установлено возрастание концентрации C14:0 в тканях сердца: у крыс 1 группы концентрация была больше, чем у интактных животных на 28,2%, у крыс 2 группы – на 33,6%, у крыс 3 группы – 30,5%, у крыс 4 группы – на 13,7%, а у крыс 5 группы – на 50,4%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрации C14:0 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 14,7%, в 2 группе – на 11,2%, в 3 группе – на 13,2%, а в 4 группе – на 24,4%. У крыс в тканях сердца также установлено возрастание концентрации C15:0: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 133,3%, в 2 группе – на 111,1%, в 3 группе – 155,6%, в 4 группе – на 44,4%, а в 5 группе – на 244,4%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C15:0 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 32,3%, в 2 группе – на 38,7%, в 3 группе – на 25,8%, а в 4 группе – на 58,1%.
В тканях сердца крыс также установлено возрастание концентрации C16:0: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 9,2%, в 2 группе – на 8,5%, в 3 группе – 10,0%, в 4 группе – на 5,2%, а в 5 группе – на 12,9%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрации C16:0 в тканях сердца незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы. У крыс в тканях сердца также установлено возрастание концентрации C16:1, ω-7: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 36,5%, в 2 группе – на 38,5%, в 3 группе – 46,2%, в 4 группе – на 23,1%, а в 5 группе – на 55,8%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрации C16:1, ω-7 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 12,3%, в 2 группе – на 11,1%, в 3 группе – на 6,2%, а в 4 группе – на 21,0%.
В отношении C18:0 установлена тенденция к незначительному возрастанию концентрации на фоне гемической гипоксии без коррекции и при применении антигипоксантов по сравнению с интактными крысами, а концентрация C18:1, ω-9, C18:1, ω-11 и C20:4, ω-6 характеризовалась обратной тенденцией. У крыс также установлено возрастание концентрации C18:2, ω-6: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 42,9%, в 2 группе – на 28,6%, в 3 группе – 42,9%, в 4 группе – на 14,3%, а в 5 группе – на 57,1%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C18:2, ω-6 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 9,1%, в 2 группе – на 18,2%, в 3 группе – на 9,1%, а в 4 группе – на 27,3%. У крыс также установлено снижение концентрации C18:3, ω-6: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 6,7%, в 2 группе – на 20,0%, в 3 группе – 33,3 %, в 4 группе – на 13,3 %, а в 5 группе – на 40,0 %; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C18:3, ω-6 в тканях сердца была достоверно выше, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – выше на 55,6%, в 2 группе – на 33,3%, в 3 группе – на 11,1%, а в 4 группе – на 44,4%.
У крыс также установлено возрастание концентрации C18:3, ω-3: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 47,6%, в 2 группе – на 66,7%, в 3 группе – 57,1%, в 4 группе – на 28,6%, а в 5 группе – на 85,7%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии, концентрация C18:3, ω-3 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 20,5%, в 2 группе – на 10,3%, в 3 группе – на 15,4%, а в 4 группе – на 30,8%. На концентрацию C20:2, ω-6 и C20:5, ω-3 в тканях сердца крыс острая гемическая гипоксия и прием антигипоксантов влияние не оказывали, во всех изучаемых группах животных их уровень был примерно одинаков (различия не превышали 3,0%). У крыс также установлено возрастание концентрации C20:3, ω-6: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 37,7%, в 2 группе – на 32,8%, в 3 группе – 41,0%, в 4 группе – на 21,3%, а в 5 группе – на 52,5%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C20:3, ω-6 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 9,7%, в 2 группе – на 12,9%, в 3 группе – на 7,5%, а в 4 группе – на 20,4%.
У крыс также установлено снижение концентрации C22:4, ω-6: в 1 группе концентрация была меньше, чем у интактных животных на 9,5%, в 2 группе – на 7,2%, в 3 группе – 8,7%, в 4 группе – на 4,9 %, а в 5 группе – на 14,0%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C22:4, ω-6 в тканях сердца была достоверно выше, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – выше на 5,3%, в 2 группе – на 7,9%, в 3 группе – на 6,2%, а в 4 группе – на 10,6%. У крыс также установлено возрастание концентрации C22:5, ω-6: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 28,1%, в 2 группе – на 25,2%, в 3 группе – 32,3%, в 4 группе – на 14,7%, а в 5 группе – на 42,5%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C22:5, ω-6 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 10,1%, в 2 группе – на 12,1%, в 3 группе – на 7,1%, а в 4 группе – на 19,5%.
У крыс также установлено возрастание концентрации C22:5, ω-3: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 9,8%, в 2 группе – на 13,9%, в 3 группе – 15,6%, в 4 группе – на 7,4%, а в 5 группе – на 20,5%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C22:5, ω-3 в тканях сердца была достоверно ниже, чем у крыс контрольной группы: в 1 группе – ниже на 8,8%, в 2 группе – на 5,4%, в 3 группе – на 4,1%, а в 4 группе – на 10,9%. У крыс также установлено возрастание концентрации C22:6, ω-3: в 1 группе концентрация была больше, чем у интактных животных на 6,4%, в 2 группе – на 6,0%, в 3 группе – 6,9%, в 4 группе – на 2,1%, а в 5 группе – на 9,4%; при этом у животных, получавших антигипоксанты на фоне гемической гипоксии концентрация C22:6, ω-3 в тканях сердца была незначительно ниже, чем у крыс контрольной группы.
На фоне гемической гипоксии у крыс установлено незначительное возрастание суммы насыщенных жирных кислот в тканях сердца, а на сумму ненасыщенных жирных кислот и общую сумму жирных кислот в тканях сердца данная гипоксия и ее способы коррекции влияния не оказывали.
4. Обсуждение
Установлено, что при гипоксии усиливается скорость включения ацетата в жирные кислоты и уменьшается его поток через цикл трикарбоновых кислот и это вызывает увеличение процентного содержания насыщенных жирных кислот в сыворотке крови и других тканях организма, нарушение жидкостных свойств мембран клеток, отражающееся нарушением механизма транспорта субстратов через мембраны.
Известно, что обменные процессы при кислородной недостаточности направлены на изменение потока кислорода и энергетических ресурсов в те органы, которые в условиях гипоксии, несут основную функциональную нагрузку. И поэтому при высоком содержании жирных кислот в крови их поглощение печенью увеличивается. В условиях гипоксии возрастает активность фосфолипаз, что вызвано действием высоких концентраций циклического АМФ, что характерно для этого состояния. Все это способствует увеличению концентрации жирных кислот в тканях мозга. В целом, избыточное содержание жирных кислот в тканях оказывает токсическое действие на организм, что отражается набуханием митохондрий и ингибирование в них активности мембраносвязанных ферментов дыхательной цепи. Повышение концентрации жирных кислот в тканях при острой гипоксии, по-видимому, создает условия для синтеза кетоновых тел, являющихся энергетическим субстратом для периферических органов.
Полученные нами результаты согласуются с работами [10], [11], в которых показано повышение концентрации насыщенных жирных кислот при кислородной недостаточности.
При экспериментальной гипоксии в работах М.З. Исраиловой установлено увеличение процентного содержания насыщенных жирных кислот, нарушение мембранных свойств жидкостности, которое отражалось нарушением механизма транспорта субстратов через мембрану [12].
Снижение общей концентрации полиненасыщенных жирных кислот в условиях хронической гипоксии отмечено в работе [13], это отразилось на изменении всей суммы ЖК, которое неблагоприятно сказывалось на активности других метаболических систем.
В мембране свободные жирные кислоты формируют локальные участки, в которых образуют ионные каналы, через которые происходит поток одно- и двухвалентных катионов по электрохимическому градиенту. Достаточно нескольких ионных каналов, чтобы начать неконтролируемый поток ионов. В цитозоль устремляются ионы натрия и кальция, а клетку покидают ионы калия и магния [13], [14]. Избыточное встраивание свободных жирных кислот нарушает структуру клеточных мембран и функции клеток, блокируя восприятие клетками сигналов, транспортные системы клеток, нарушает трансцитоз и потоцитоз через эндотелий, формирует состояние дисфункции эндотелия. Это влечет за собой, по сути, функциональное разобщение внутри- и внесосудистого пулов внеклеточной жидкости, нарушая гуморальную регуляцию многих клеток [14].
5. Заключение
Возрастание концентрации жирных кислот во всех изучаемых тканях при острой гипоксии является показателем нарушений липидного и углеводного обменов, что может способствовать срыву механизмов адаптации. Введение на фоне острой гипоксии антигипоксантов способствовало снижению концентрации ЖК в тканях, что свидетельствует о наличии у изучаемых препаратов высокого липидопротекторного и антиоксидантного эффекта. Самую высокую эффективность демонстрирует смесь экстрактов малины лекарственной и смородины черной в соотношении 1:1.
The additional file for this article can be found as follows:
Further description of analytic pipeline and patient demographic information. DOI: