Введение к работе
Актуальность проблемы.
Состояние гипокинезии, а в крайних случаях - полная иммобилизация, являются одной из моделей невесомости. При различных вариантах гипокинезии, моделью которой служит иммобилизация [Газенко О.Г., 1980; Григорьев А.И., 1997; Григорьев А.И., Егоров АД, 1988; Коваленко ЕА, 1980; Коваленко Е.А., Туровский Н.Н., -1980; Тизул А.Я., 1999], большинство современных авторов [Меерсон Ф.З., 1978; Куликова О.Н.. 1986; Парин В.В. и др., 1970; Португалов В.В., 1979; Смирнов К.М., 1972; Тараканов А.В., 1994; Тизул А.Я., 1997; Тизул А.Я. и др. 1972; Федоров Б.М., 1991] полагают, что длительная гипокинезия вызывает перестройку функционирования многих адаптивных систем организма и развитие полиморфных, в том числе клинически значимых, нарушений, снижающих адаптивный потенциал организма.
Многими исследователями в экспериментах с моделированием гипокинезии и гиподинамии обнаружены значительные изменения различных физиологических показателей, а также разнообразных биохимических параметров обмена веществ [Атьков О.Ю., Бедненко В. С, 1989; Воложин А.И. и др., 1988; Григорьев А.И. и др., 1994; Макаров Т.С, 1974; Газенко О.Г., М.Кальвин, 1975; Ступаков ГЛ., Воложин А.И. 1989; Газенко О.Г., И.И.Касьян, 1990; Haruna Y., Suwki Y. et al. 1995; Lowton R. W. 1962].
Микрогравитация (невесомость), воздействие которой представляет собой наиболее важный фактор, вызывает развитие изменений в организме человека в орбитальном космическом полете [Атьков О.Ю., Бедненко В. С, 1989; Васильев П.В., Г.Д.Глод, 1999; Григорьев А.И., Егоров АД, 1997; Григорьев А-И. и др., 2000]. Поэтому адаптивное значение для микрогравитации имеет уменьшение фоновой продукции оксида азота, приводящее к некоторому повышению тонуса сосудов, компенсируемому изменением активности других систем, поэтому исходно повышенный уровень оксида азота создает дополнительный резерв для развития процессов адаптации.
В связи с этим использование различных фармакологических средств для снижения отрицательных эффектов гиподинамии и иммобилизации весьма актуально [Шашков В.С и др., 1999, 2000] разработали и обобщили результаты многолетних исследований по применению лекарственных средств профилактики болезни
4 движения из разных классов биологически активных веществ (холиноблокаторов. симпатомиметиков, антигистаминных веществ и тд) при их раздельном и рациональном комбинированном применении
Поэтому следует отметить несомненную актуальность поиска наиболее эффективных средств профилактики и лечения патологических процессов, вызываемых стрессовыми воздействиями и фармакологических препаратов, которые используются для профилактики последствий гипокинезии и вестибулярного воздействия так как возможность фармакологической коррекции функциональных сдвигов по-прежнему ограничивается весьма низкой эффективностью применяемых средств, а также обилием побочных явлений, развивающихся при их использовании (Janowsky D.S. et al., 1984; Налетов СВ. и соавт., 1998), в связи с чем весьма актуальными являются исследования средств, влияющих на адренергические системы (клофелин), ГАМК-эргические системы (фенибут), пиримидинзависимые системы (оротат калия, уридин), различные пептидные факторы, например протимозин альфа, проявившего протекторный эффект при некоторых формах стрессового воздействия, что выявлено на основе физиологических методов тестирования (Ходякова А.В, 2000)
Таким образом, исходя из вышеизложенного,
Цель работы заключается:
Оценить функционально-структурные перестройки на различных уровнях деятельности организма и выявить информативные параметры этих изменений,
Разработать способы фармакологической коррекции этих изменений с целью восстановления утраченного гомеостаза и осуществления полноценного адаптогенеза.
Для достижения указанной цели нами были поставлены следующие задачи.
В экспериментальной части работы:
1. Изучить показатели уровней сывороточного альбумина в норме, при
гипокинетическом и комбинированном стрессовых воздействиях, а также на
фоне введения сывороточного альбумина, нитроглицерина, протимозинаа;
2. Изучить спектр цистеин-содержащих белков, общебелковый спектр сыворотки
крови (зона альбумина) при гипокинетическом и комбинированном
5 (гипокинезия+укачивание) стрессовых воздействиях, а также при введении экзогенного альбумина, нитроглицерина, протимозина-а;
Изучить влияние введения сывороточного альбумина, нитроглицерина, протичозина а на динамику выбранных биохимических показателей сыворотки крови и тканей лабораторных животных на фоне гипокинетического и комбинированного (гипокинезия+укачивание) стрессовых воздействий.
Изучить в эксперименте влияние вестибулярного и комбинированного стресса на динамику гормонов стресса кортикостерона и АКТГ.
Изучить в эксперименте влияние вестибулярного и комбинированного стресса на изменения уровня нейроаминокислот и пиримидиновых нуклеозидов в структурах головного мозга крыс.
В опытах in vitro исследовать предполагаемые механизмы действия нитроглицерина, протимозина альфа в модельных условиях.
Изучить влияние различных лекарственных препаратов (клофелина, фенибута, нитроглицерина, уридина, тимидина) на уровень некоторых нейроаминокислот и пиримидиновых нуклеозидов в структурах головного мозга крыс.
Изучить фармакокинетику используемых для коррекции стресса лекарственных препаратов (клофелина, фенибута, нитроглицерина, уридина, тимидина) и оценить возможности использования фармакокинетических параметров для прогноза к адаптации в изучаемых, состояниях.
В клинической части работы:
Изучить влияние различных лекарственных препаратов на общую статокинетическую устойчивость добровольцев и дифференцированно на отдельные симптомы вестибуловегетативного синдрома
Оценить влияние вестибулярного и комбинированного стресса на гемодинамические сдвиги у добровольцев в условиях фармакологической коррекции, перечисленными выше лекарственными средствами.
Провести корреляционный анализ параметров вестибулярного и комбинированного стресса на содержание стресс-гормонов (кортизола и пролактина) с основными вестибуловегетативными симптомами у добровольцев.
Научная новизна работы.
Впервые на ранних этапах формирования ответной реакции организма животных в условиях гипокинезии, а также при вестибулярном и комбинированном стрессе показан комплексный характер изменений, включающих следующие параметры:
Изменения структурно-функциональных особенностей молекул альбумина как на фоне стрессорных воздействий, так и при фармакологической коррекции этих состояний, клофелином, фенибутом, уридином, нитроглицерином и протиМ03ИН0М-а.
Изменения общебелкового спектра и спектра цистеин-содержащих белков на ранних этапах формирования адаптивных реакций организма при гипокинетическом и вестибулярном стрессовых воздействиях, а также их коррекции нитроглицерином.
Показано, что комбинация клофелина с уридином вызывает стабилизацию содержания кортизола, однако не влияет на уровень пролактина в крови добровольцев во время моделирования укачивания.
Впервые установлено, что при остром вестибулярном и комбинированном стрессовом воздействии наблюдается отчетливая динамика изменений содержания основных нейромедиаторных аминокислот в структурах головного мозга крыс
Установлено, что клофелин обладает более выраженным вестибулопротектив-ным эффектом по сравнению с плацебо и скополамином, а его комбинация с уридином способствует гемодинамической стабилизации во время укачивания и ведет более быстрому угнетению вегетативной симптоматики.
Кроме того:
Впервые продемонстрирована способность протимозина-а самостоятельно ингибировать свободнорадикальные реакции, что проявлялось в снижении продуктов перекисоного окисления липидов.
Установлена способность нитроглицерина и протимозина-а изменять структурно-функциональное состояние молекул сывороточного альбумина, что сопровождается изменением количества определяемых сульфгидрильных групп, перераспределением связывающих центров белка, что приводит к нормализации биохимических сдвигов, вызванных стрессорными воздействиями.
7 Практическая значимость.
Проведенные исследования позволили доказать необходимость контроля
сывороточного альбумина при оценке комбинированного стресса и составляющих его
гипокинетического, иммобилизационного и вестибулярного стрессор ных
воздействий. Чрезвычайно важными параметрами нарастания дистресса, наряду со стресс-гормонами (картизол и пролаптил). являются основные нейромедиаторные аминокислоты и реакции оксидантно-прооксидантных систем. Предложена схема коррекции этих состояний с помощью нитроглицерина, клофелина, фенибута. Разработан и внедрен в практику отбора вестибулочувствительньгх добровольцев фармакологический тест с использованием указанных препаратов. Подготовлены рекомендации по коррекции дистрессорных состояний с помощью производных пиримидинов тимидина и уридина (утэплекс). Предложены методы фармакологического тестирования вестибулозависимых пациентов в неврологии и клинической медицине. Разработаны и внедрены в практику методы расчета фармакокинетических параметров пиримидинов и цитокинов, а также принципы экстраполяции с животных на человека.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. На ранних этапах развития гипокинезии, а также вестибулярного и комбинированного стресса выявлены выраженные сдвиги, выражающиеся в изменении биохимических показателей крови и тканей, которые связаны в изменении белкового обмена, интенсивности свободнорадикальных реакций, активности антиоксидантной системы, а также в нарушении структурно-функциональной целостности молекул сывороточного альбумина.
Впервые показано, что экзогенный сывороточный альбумин способен положительно влиять на организм в условиях гипокинетического и вестибулярного воздействий, нормализуя протекание биохимических процессов. Механизм подобного влияния связан с структурно-функциональными особенностями белка, с его антиоксилдантными свойствами.
Выявлено положительное влияние клофелина, фенибута, уридина, а также нитроглицерина и протимозина альфа на ряд биохимические показателей в
условиях гипокинетизии, а также вестибулярного и комбинированного
стресса, одним из механизмов которого являлась регуляциея структурно-
функциональной целостности молекул альбумина
4. Установлено, что нитроглицерин и пр0ТИМ03ИН-а, взаимодействуя с
молекулами сывороточного альбумина, приводят к изменению его структурно-
функциональных свойств, увеличению количества свободных
сульфгидрильных групп и выделению в среду прежде связанных с альбумином
низкомолекулярных серусодержащих продуктов, оказывающих определенное
влияние на интенсивность биохимических реакций.
Теоретическая и практическая значимость работы.
Впервые предложена и сформулирована концепция адаптоеенеза - как процесса-регулятора, противопоставленного воздействию стресса (гипокинезия, иммобилизационный, вестибулярный и стрессы и их комбинация).
Установлено, что процесс адаптогенеза усиливается на фоне введения ряда лекарственных препаратов влияющих на медиаторные процессы в ЦНС, а также на процессы адаптации организма к экстремальным и стрессорным воздействиям.
Получены экспериментальные и теоретические данные о предполагаемых биохимических механизмах протекторного действия сывороточного альбумина, нитроглицерина и протимозина-а при стрессорных воздействиях. Представляет особый интерес данные о структурно-функциональном состоянии альбумина, его изменении на фоне воздействия, а также значение в реализации эффекта нитроглицерина и прОТИМОЗИНа-а.
Значительно расширены представления о роли белков, а также
нейромедиаторных аминокислот и пиримидинов при гипокинезии, вестибулярном и
комбинированном стрессе. Получено подтверждение возможности адаптации к
изученным видам стресса с помощью сбалансированных фармакокинетических
технологий, включающих в свой арсенал методы современного
фармакокинетического моделирования.
Подтверждено, что роль неспецифических ответных реакций организма лежащая в рамках адренопозитивных, а также ГАМК-эргических механизмов что позволяет использовать адреностимулирующий препарат клофелин и аналог ГАМК -
9 фенибут для коррекции указанных состояний. В то же время комбинации этих препаратов с пиримидиновым нуклеозидом уридином. являющимся эндогенным адаптопротектором, позволяет существенно снизить симптоматику укачивания.
Полученные в настоящей работе результаты расширили представления о «адаптивной» среде, формирующейся на ранних этапах ответной реакции организма на стрессорное воздействие. На основе полученных данных сформулирована концепция адаптогенеза, которая позволяет осуществить комплексный подход не только к анализу, представленных в диссертации материалов, но и открывает возможность для дальнейшего совершенствования фармакологических подходов к коррекции изученных состояний.
Апробация работы, внедрение, публикации.
Диссертация выполнена в соответствии с планами научных исследований Института новых технологий РАМН и была апробирована на совместном заседании кафедры клинической фармакологии и пропедевтике внутренних болезней ММА им. И.М.Сеченова, Проблемной лаборатории по разработке, изучению, внедрению, и производству лекарственных средств РАМН и Института новых технологий РАМН.
Результаты диссертационной работы успешно используются Институте новых технологий РАМН, Ростовском государственном медицинском университете. Различные аспекты диссертационной работы явились основанием для планирования новых научных тем, продолжающих данное научное направление.
Основные положения были представлены и обсуждены на: 1-ом съезде российского общества фармакологов, Волгоград, 1995; Ш-ем Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, апрель 1996; Международной конференции «25 лет клинической фармакологии», Москва, июнь 1997; ГУ-ом Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, апрель 1997; V-ом РОССИЙСКОМ национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, апрель 1998; VI-ом Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, апрель 1999; The III International Conference On Tularemia, Umea, Sweden. August 2000; VIII-ом РОССИЙСКОМ национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, апрель 2001; Ш-ей Международной конференции «Биологические основы индивидуальной чувствительности к психотропным средствам». Суздаль, май 2001; VII Iternational symposium of pro-tection, Stockholm, Sweden, 15-19 June 2001; IX-
ом Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство». Москва, апрель 2002: Х-ом Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство», Москва, апрель 2003; VI-ой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности», - С- Петербург, февраль 2003; Biological medical defense conference, Munich, Germany. October 2004.
По теме диссертации опубликовано 40 печатных работ, результаты диссертации включены в монографии: «Фармакокинетика», 23 п.л., изд. «Феникс», Ростов-на-Дону, 2001 и «Лекарственная профилактика», 5,5 п.л. изд. «Воентехлит», Москва, 2002 г.
Объем и структура диссертации.
