Введение к работе
Актуальность темы. В современной картине этиопатогенеза большинства заболеваний и патологических состояний ведущую роль занимает гипоксия (Лукьянова Л.Д.., 1989; Тишкин B.C. и др., 1994; Hochachka P.W., 1982, 1988), что позволяет рассматривать ее как основной, универсальный повреждающий фактор, воздействующий на организм (Меерсон Ф.З., 1981, 1988; ГрекО.Р., 1981, 1986; Биленко М.В., 1989; Романова В.Е., 1988; Anundi L et al., 1989; Costa L. et al., 1993 ). Популяционные, линейные и видовые исследования на животных показали, что индивиды обладают различной резистентностью к гипоксическому воздействию: от низкой до высокой (Березовский В.А., 1978, 1981; Горчакова Л.А., 1987; Данияров СБ. и др., 1994; Хачатурьян М.Л. и др., 1994; Козин СВ. и др., 1994), идентифицируемой как на клеточном уровне (Дудченко A.M. и др., 1990, 1994; Власова И.Г., Лукьянова Л.Д., 1990; Уголев А.Т. и др., 1991), так и на уровне функциональных параметров систем жизнеобеспечения и их регуляции (Лукьянова Л.Д., 1994; Крапивин СВ. и др., 1994; Пермяков И.А. и др., 1994; Ярыгин В.Н. и др., 1994; Агаджанян НА и др., 1995; Малышев А.Ю. и др., 1996) Индивидуальная резистентность животных к гипоксии, обусловленная комплексом ге-но- и фенотипических признаков (Березозский В.А., 1978; Галанцев В.П. и др., 1988, 1994; Власова И.Г. и др., 1990; Шарапов В.Н., 1993, 1996; Hochachka Р., 1986; Perramon A. et al., 1983), предопределяет индивидуальный характер протекания кислород-зависимых процессов, включая микросо-мальный метаболизм ксенобиотиков в печени (Березовский В.А., 1981; Горчакова Л.А., 1987; Лукьянова Л.Д. и др., 1982; Дудченко A.M., 1988; Шарапов В.И., Колпаков М.А. и др., 1993).
Экспериментально показано, что для животных с различной резистентностью к гипоксии характерны индивидуальные особенности лекарственного метаболизма з печени при воздействии острой, хронической гипоба-рической гипоксии, острого инфаркта миокарда (Попова О.А., 1984; Корниц-кая А.И., 1990; Горчакова Л.А., 1987; Шарапов В.И., 1993; Колпаков М.А., 1995), обратимой ишемии печени (Рыбакова Т.А. и др., 1994); выявлены ре-ципрокные взаимоотношения процессов окисления и ацетилирования лекарственных веществ (Колпаков М.А., 1995).
Вместе с тем в работах зарубежных и отечественных исследователей убедительно доказано, что межиндивидуальные различия в способности метаболизировать ксенобиотики, в том числе и лекарственные вещества, главным образом обусловлены полиморфизмом экспрессии и каталитической активности отдельных изоформ Р450 (Гуляева Л.Ф. и др., 1994; Festing
M.F., 1990; Lou Y.S., 1990; Gonzales F.J., 1990, 1991; Kalow W., 1991; Meyer U.A., 1992; Guengerich F.P., 1992,1994; Daly A.K. etal., 1993).
Однако в субпопуляциях низко- и высокоустойчивых к гипоксии животных до сих пор не определялась и не подвергалась сравнительному анализу изоферментная активность Р450 в условиях нормоксии и при воздействии различных возмущающих факторов окружающей среды, в том числе и гипоксии. Выявление индивидуальных особенностей активности отдельных изоформ Р450 у особей с различной резистентностью к гипоксическому воздействию позволит разрабатывать индивидуальные рациональные фарма-копрофилактические и фармакокоррекционные схемы, прогнозировать и предупреждать ранние и отдаленные последствия экспозиции ксенобиотиками в остром и реабилитационном периодах после гипоксического воздействия.
Диссертация выполнена в соответствии с планом научно-исследовательской работы Новосибирского медицинского института по теме: " Разработать и внедрить новые методы прогнозирования, профилактики и лечения на основе фундаментальных исследований общих патогенетических механизмов хронических заболеваний - гипоксии, ишемии, воспаления " в рамках государственной проблемы 10.07 -" Фармакологическая коррекция гипоксических состояний ". Определение изоферментной активности Р450 осуществлялось на базе Института молекулярной патологии и экологической биохимии СО РАМН (директор - Академик РАМН Ляхович В.В.).
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. У крыс с различным фенотипом резистентности к гипоксии изучить изоферментную активность Р450 и выявить закономерности ее изменения при различных режимах острого гипоксического воздействия, индукции ФБ.
-
Изучить каталитическую активность Р450 1А1, 1А2 и 2В1 печени в условиях нормоксии у крыс с различной резистентностью к гипоксии.
-
Изучить динамику срочной адаптивной реакции изоферментной системы Р450 печени после воздействия острой гипобарической гипоксии в зависимости от индивидуальной резистентности к гипоксии.
-
Изучить метаболическую активность Р450 1А1, 1А2 и 2В1 в восстановительном периоде после тотальной ишемии печени у крыс с различной устойчивостью к гипоксии.
-
Изучить индуктивный эффект фенобарбитала на некоторые изо-формы Р450, амидопириндеметилазу и анилингидроксипазу в субпопуляциях низко- и высокорезистентных к гипоксии крыс.
-
Изучить скорость метаболизма амидопирина, анилина и специфичных для Р450 1А1,1А2 и 2В1субстратов при комбинированном воздействии индукции фенобарбиталом с острой гипобарической гипоксией, ишемией печени в зависимости от исходной резистентности крыс к гипоксии.
-
Определить целесообразность предварительной индукции фенобарбиталом монооксигеказной системы печени перед острым гипоксическим, ишемическим воздействием, с учетом индивидуальной резистентности к гипоксии.
-
Показано, что динамика срочной адаптивной реакции организма на острое гипоксическое воздействие, ишемическое повреждение печени включает в себя изменение каталитической активности изоформ Р450 1А1, 1А2 и 2В1 печени, а значит и скорости метаболизма специфичных для них ксенобиотиков.
-
У особей с конституционально различной резистентностью к гипоксии впервые выявлены межиндивидуальные различия метаболической активности Р450 1А1,1А2 и 2В1 в условиях нормоксии, острой гипобарической гипоксии, обратимой ишемии печени.
-
Впервые выявлены межиндивидуапьные различия индуцибельности фенобарбиталом некоторых изоформ Р450 печени крыс с различной устойчивостью к гипоксии.
-
Впервые показан дифференцированный подход в фармакопрофи-лактике фенобарбиталом изменения активности изоформ Р450 1А1, 1А2 и 2В1 в восстановительном периоде после воздействия острой гипоксии и ишемии печени, с учетом индивидуального фенотипа резистентности к гипоксии.
-
Впервые установлены межиндивидуальные различия реактивности изоформ Р450 1А1, 1А2 и 2В1 печени низко- и высокоустойчивых к гипоксии крыс на комбинированное воздействие индукции фенобарбиталом с острой гипобарической гипоксией, обратимой ишемией печени.
6. Теоретически обоснована роль некоторых структурно-
функциональных параметров и средовых факторов в формировании межин
дивидуальных различий активности изоформ Р450 1А1, 1А2 и 2В1 как в нор
мальных, так и в условиях различных воздействий.
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ:
1. Разработана концепция сопряженности индивидуальной резистентности к гипоксии с индивидуальным профилем изоферментной активности Р450 печени.
2.Полученные данные позволяют рассматривать гипоксию как фактор, принимающий участие в регуляции активности изоформ Р450 1А1, 1А2 и 2В1.
-
Выявленные данные позволяют рассматривать различные режимы острого гипоксического воздействия, индукцию фенобарбиталом и их комбинацию как факторы, усиливающие различия изоферментнои активности Р450 между высоко- и низкоустойчивыми животными.
-
Экспериментально обоснована нецелесообразность предварительного использования фенобарбитала для коррекции активности Р450 1А1, 1А2 и 2В1 в восстановительном периоде после воздействия острой гипоба-рической гипоксии у крыс.
-
Экспериментально обоснована целесообразность профилактического применения фенобарбитала для коррекции активности Р450 1А2 и 2В1 после ишемического воздействия на печень у высокоустойчивых - и нецелесообразность - у низкоустойчивых к гипоксии крыс.
-
Полученные данные служат предпосылкой для разработки индивидуальных фармакотерапевтических схем коррекции гипоксических состояний с учетом индивидуальной активности изоформ Р450 у особей с различной резистентностью к гипоксии.
-
Выявленные данные позволяют с большой вероятностью предполагать и предупреждать ранние и отдаленные последствия от воздействия ксенобиотиками в постгипоксическом и после печения фенобарбиталом периодах у низко- и высокорезистентных к гипоксии индивидов.
-
Особи с различной резистентностью к гипоксии обладают индивидуальным характером метаболизма ксенобиотиков в печени, обусловленным различием изоферментных активностей Р450.
-
Под воздействием возмущающих факторов внешней и внутренней среды метаболизм субстратов, специфичных для Р450 1А1.1А2 и 2В1 изменяется неоднозначно, в зависимости от индивидуальной резистентности к гипоксии.
-
Острая гипобарическая гипоксия, индукция ФБ усиливает исходные различия изоферментнои активности Р450 между животными с различной резистентностью к гипоксии.
4. Целесообразность фармакопрофилактики фенобарбиталом изме
нений изоферментнои активности Р450 в восстановительном периоде после
острой гипоксии, ишемии печени определяется индивидуально, с учетом ре
зистентности особи к гипоксии.
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ : Результаты исследования используются на кафедре фармакологии Новосибирского медицинского института на практических семинарах и в лекционных курсах "Общая фармакология ", "Основы фармакокинетики", "Снотворные и противоэпилептические средства".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы диссертации докладывались на I Съезде Российского Научного общества фармакологов, Волгоград, 1995, на итоговых научных конференциях молодых ученых, Новосибирск, 1995, 1996, на Научной сессии сотрудников Новосибирского медицинского института, Новосибирск, 1995
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 4 работы, 6 - на стадии опубликования в центральной печати.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация изложена на 100 страницах машинописного текста. Состоит из введения и 4-х глав, включающих обзор литературы, материалы и методы исследования, обсуждение полученных результатов и выводы. Список литературы включает 108 отечественных и 200 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 6 таблицами и 10 рисунками.
