Адаптационные реакции организма: связь с функциональной активностью комплемента, возможности коррекции. (29.03.2010)

Автор: Кузнецова Лариса Николаевна

Изменения концентрации компонентов комплемента, содержания гемоглобина в эритроцитах и количества эритроцитов в организме человека при «подъеме на высоту 8 км» на фоне приема препарата пробукол

Компоненты комплемента Показатели концентрации белков в титрационных единицах

До начала воздействия Через 20 минут после воздействия Через 3 часа после воздействия Через 24 часа после воздействия

С1 4,75±2,496 10,0±2,582* 5,5±2,723 10,75±7,157

С2 3,5±1,658 3,75±0,8539 3,25±1,109 4,25±1,436

С3 5,0±1,291 5,5±0,9574 4,75±1,493 5,25±1,702

С4 5,0±1,0 6,0±2,0 4,0±1,472 4,25±1,436

С5 4,25±1,315 6,25±2,016 4,25±1,436 4,0±1,78

СНобщ 6,5±0,9574 7,0±3,0 4,25±1,436 4,5±2,598

Примечание. Значимость различий при сравнении показателей: *Р<0,05; ** Р<0,01; *** Р<0,001

Через 20 минут после «подъема на высоту 8 км» на фоне яктона мы обнаружили увеличение содержания в крови иммуноглобулина G от 30,0 ± 2,933 до 41,6 ± 3,124 (P = 0,013), которое на 2 часа 40 минут опережало проявление клинических симптомов: снижение количества эритроцитов в крови и гемоглобина. Вероятно, повышение концентрации иммуноглобулина G отражает увеличение белковых комплексов в крови и отягощение ими клеток крови, в том числе и эритроцитов, что в дальнейшем ведет к их разрушению. Проявлением этого было выявленное нами через 3 часа после воздействия снижение концентрации С3 компонента от 8,6 ± 2,441 до 4,6 ± 1,327 титрационных единиц (Р = 0,034) (вместо его повышения на фоне плацебо) и снижение общей гемолитической активности комплемента от 10,4 ± 2,315 до 4,6±0,9798 титрационных единиц (Р = 0,032), что сопровождалось снижением эритроцитов от 4,82 ± 0,1625 до 4,54 ± 0,103 млн/мм3 (Р = 0,045) и уменьшением гемоглобина в них от 156,0 ± 2,191 до 152,0 ± 2,191 г/л (Р = 0,034). Вряд ли перераспределение крови началось спустя 3 часа после воздействия гипоксии и продолжилось в течение 24 часов, когда отмечали снижение числа эритроцитов до 4,48 ± 0,1393 млн/мм3 (Р = 0,048) и гемоглобина в них до 149,6 ± 1,6 г/л (Р = 0,016), в сравнении с фоном. Рост гемолитической активности комплемента через 24 часа после «подъема на высоту 8 км» на фоне яктона был достоверным относительно 3-х часового измерения (P = 0,032). Нельзя исключить лизис эритроцитов при этом.

С одной стороны, яктон стимулирует антиоксидантную стресс-лимитирующую систему, в процессе реализации которой за выделением и истощением аскорбиновой кислоты следует структурная перестройка организации липидов в биологических мембранах (Бышевский А.Ш., Терсенов О.А., 1994). С другой стороны, под действием яктона проявилась гемолитическая активность комплемента. Выявленная реакция указывает на напряжение процессов в области клеточных мембран. Способность яктона активировать антиоксидантную защиту оказалась в данной ситуации чрезмерной. Способность С3 связываться с аскорбиновой кислотой может обусловливать выведение этого белка из организма и снижение его концентрации в крови параллельно с ее истощением. В исследованиях на животных, показано, что профилактическое введение препарата яктон способствовало увеличению креатинфосфата и снижению концентрации жирных кислот в плазме крови (Энциклопедия лекарств, 2003). Образование креатинфосфата катализируется креатинкиназой (Меньшиков В.В., 1987). Нельзя исключить, что способность яктона увеличивать креатинфосфат и снижать концентрацию С3 компонента комплемента отражает общую точку напряжения в биохимических реакциях, связанных с креатинкиназой (рисунок 3).

Рис. 3. Биохимические реакции на уровне креатинфосфата

Таким образом, снижение концентрации С3 компонента комплемента в организме человека после «подъема на высоту 8 км» на фоне яктона указывает на напряжение антиоксидантных систем и возможную связь с креатинфосфатом, креатинкиназой и истощением аскорбиновой кислоты in vivo.

В большинстве полученных нами результатов ответная реакция комплемента после «подъема на высоту 8 км» касалась активности С3 компонента комплемента. Однако исследования свидетельствуют, что в коррекции следует ориентироваться на средства, позволяющие ограничивать комплементарный каскад его первыми белками. Мы получили необходимую коррекцию с помощью препарата пробукол, и близко к нему был эффект гидазепама.

Воздействие высокой температуры внешней среды на организм человека является многофакторным: происходят перегревание, дегидратация организма, нарушения теплового или водно-солевого обмена. Определить ведущий фактор, вызывающий тот или иной сдвиг гомеостаза при воздействии высокой температуры, и связанные с ним биохимические, иммунологические и других реакций значительно труднее, чем при изучении мономодели стресса, даже если наблюдения продолжались в течение нескольких часов. В нашей работе воздействие высокой температуры было длительным: тренировки в термокамере проводились по 2 часа ежедневно, в течение пяти дней. Однако полученные нами при моделировании отдельных экстремальных воздействий результаты позволяют оценить состояние врожденной резистентности на примере системы комплемента и в условиях действия высокой температуры внешней среды. Для лучшего понимания происходящих процессов удобнее рассматривать отклик системы комплемента по дням.

В первый день воздействия температуры 50°С достоверных изменений в системе комплемента выявлено не было.

На второй день отмечали повышение концентрации С1 компонента комплемента от 27,55 ± 6,558 до 33,55 ± 7,473 титрационных единиц (P = 0,043) и снижение концентрации С3 компонента комплемента от 20,09 ± 4,214 до 17,82 ± 4,123 титрационных единиц (P = 0,040), что указывает на напряжение в области углеводного обмена и антиоксидантных стресс-лимитирующих систем организма. Подобные изменения мы наблюдали при углеводной нагрузке на фоне физической активности человека, после «подъема на высоту 8 км» на фоне препаратов пробукол и яктон.

На третьи сутки действия температуры 50°С обнаружили дальнейшее снижение С3 компонента комплемента до 12,55 ± 2,791 (Р = 0,019), снижение С2 белка от 10 ± 1,784 до 8,364 ± 1,527 (Р = 0,031) и снижение общей гемолитической активности комплемента от 19,55 ± 3,711 до 11,55 ± 1,397 (Р = 0,008). Повышение обмена веществ при действии высокой температуры увеличивает долю участия белка в общем энергетическом балансе от 15-20% (пределы нормы) до 30% и выше (Бугров С.А. и др., 1993). Непропорциональное расходование белка относительно жиров и углеводов приводит к нарушению его обмена и выведению белков с мочой. Мы полагаем, что последнее играет роль в снижении концентрации С2 и С3 компонентов комплемента и его общей гемолитической активности в 3 день тренировки в термокамере.

На четвертый день исследования мы обнаружили повышение концентрации С1 компонента комплемента от 27,55 ± 6,558 до 53,27 ± 11,65 титрационных единиц (Р = 0,004), повышение концентрации С3 компонента комплемента до 29,36 ± 7,181 титрационных единиц (Р = 0,019) и рост общей гемолитической активности. Нельзя исключить мобилизацию системы комплемента в качестве некоторой компенсации потерянных белков в предыдущий третий день тренировки в термокамере. Однако повышение концентрации С3 компонента комплемента в 2,34 раза относительно третьего дня, напоминает «гипоксический» отклик после «подъема на высоту 8 км». Но это не удивительно. В условиях перегрева может иметь место несоответствие между количеством поглощенного организмом кислорода и окислительными процессами, что приводит к накоплению недоокисленных продуктов обмена и как следствие снижается дыхательный коэффициент. Другими словами, после действия температуры 50°С появляется предпосылка для развития гипоксического состояния в организме. Настораживает повышение общей гемолитической активности, которая, по нашим данным, проявляется через 3 суток вне зависимости от состояния адренорецепторов, что может привести к неблагоприятным результатам.

Через два дня отдыха (7-е сутки исследования) отмечали резкое снижение концентрации всех белков системы комплемента (рисунок 4).

Рис. 4. Изменения концентрации компонентов комплемента под влиянием высокой температуры внешней среды на 4-е сутки исследования и после двух дней отдыха (7-е сутки исследования) в сравнении с фоновыми данными

Полученные результаты интересны с нескольких точек зрения и могут быть объяснены следующими процессами:

Снижение может быть следствием высокого расхода белков в процессе реализации комплементарного каскада на 4-е сутки исследования.

Резкое снижение концентрации компонентов комплемента указывает на неудовлетворительное состояние врожденной резистентности после воздействия высокой температуры внешней среды.

Компоненты комплемента нуждаются в восстановлении с помощью синтеза.

Возможно, подобное истощение белков в дальнейшем является основой формирования структурного следа в механизме адаптации организма к неблагоприятным факторам внешней среды.

Таким образом, различные периоды адаптации при действии высокой температуры среды определяются не только этиологическим фактором, но и состоянием организма, его реактивностью, обменом веществ и интенсивностью окислительных процессов.

В условиях действия на организм человека высокой температуры может возникать значительное нервно-эмоциональное напряжение (Рудный Н.М., 1984), что определило выбор препаратов активирующих нервно-психическую деятельность и регулирующих обмен в нервной клетке (ацефен в сочетании с аскорбиновой кислотой). На фоне фармакологической коррекции неблагоприятного состояния, вызываемого высокой температурой внешней среды, наблюдали повышение концентрации С1 (от 5,5 ± 1,82 до 10,83 ± 3,27 титрационных единиц; P = 0,038) и С4 (от 3,67± 0,84 до 6,33 ± 1,58 титрационных единиц; P = 0,038) компонентов комплемента между первыми и вторыми сутками исследования. С одной стороны, выявленные изменения могут быть связаны с умеренной активацией (- адренорецепторов влияющих на углеводы – С1 и жиры – С4. С другой стороны, имеет значение фармакодинамика использованных для коррекции препаратов.

Полученные нами результаты имеют как общие закономерности, так и различия в ответных реакциях системы комплемента на возмущающее действие в процессе срочной и переходной адаптационных реакций организма. Анализ проведенных исследований позволяет представить некоторые точки соприкосновения реакций обмена веществ и проявления функциональной активности системы комплемента. Кроме связи с обменом веществ, четко прослеживается последовательность проявления изменений концентрации компонентов комплемента в зависимости от состоятельности врожденной резистентности и лимитирующих ее систем. В результате проведенных нами исследований были выявлены наиболее значимые ответные реакции белков системы комплемента.

1. Повышение концентрации С1 компонента комплемента. Реагирует на углеводную нагрузку, на действие препаратов пробукол и ацефен в сочетании с аскорбиновой кислотой. Сопутствующая реакция иммуноглобулинов не выявлена. Причина, вызывающая ответную реакцию комплемента in vivo: умеренная активация адренореактивных систем. – Отражает достаточные адаптационные реакции: состояние равновесия между активирующими и лимитирующими системами

2. Параллельное изменение концентрации С4 и С2 компонентов комплемента, может сочетаться с изменением концентрации иммуноглобулина М. Причина, вызывающая ответную реакцию комплемента in vivo: гиперактивация адренореактивных систем. – Является признаком напряженной симпатической регуляции процессов врожденной резистентности организма.

3. Высокая концентрация С3 компонента комплемента, может сочетаться с увеличением содержания иммуноглобулина А. Причина, вызывающая ответную реакцию комплемента in vivo: гипоксическая гипоксия. – Отражает низкий уровень регуляции со стороны стресс- лимитирующих систем врожденной резистентности организма.

4. Повышение концентрации С5 компонента комплемента, может сочетаться с увеличением содержания иммуноглобулина G. Причина, вызывающая ответную реакцию комплемента in vivo: встраивание белка в мембрану, формирование белковых комплексов, в том числе циркулирующих и мембраноатакующих. Отражает несостоятельность стресс- лимитирующих систем врожденной резистентности организма.

5. Реализация гемолитической активности комплемента. Сопутствующая реакция иммуноглобулинов не выявлена. Причина, вызывающая ответную реакцию комплемента in vivo: деструкция клеточных мембран, лизис клеток. – Свидетельствует о стресс-повреждающем эффекте.

Ценность настоящей работы заключается в раскрытии принципа действия in vivo универсальной врожденной защиты и в определении места компонентов комплемента в реализации адаптационных реакций организма к острому стрессу и в условиях фармакологической коррекции его неблагоприятного действия. Выявлены иммунологические маркеры идентификации высокого содержания адреналина в крови, выраженного действия гипоксии на организм и стимуляции обмена глюкозы и липидов in vivo. Проведенные в данной работе исследования показали, что компоненты комплемента реагируют на стресс изменением концентрации и позволяют оценивать адаптационные реакции организма и эффективность фармакологической коррекции неблагоприятных и патологических факторов, отражая состояние врожденной резистентности in vivo. Все проведенные нами исследования взаимосвязаны и дополняют друг друга, что важно для практической медицинской деятельности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Способность всех клеток организма синтезировать компоненты комплемента обусловливает быструю реакцию данной системы в организме в ответ на любое воздействие. Высокая концентрация белков комплемента в крови (>4%) позволяет использовать микрометод (при взятии крови из пальца) для исследования состояния врожденной резистентности организма.

В ранее проведенных научных работах были изучены гемолитическая активность комплемента и роль терминальных белков каскада in vitro под влиянием ряда природных и фармакологических веществ, установлена сложная структура компонентов комплемента. Однако за рамками внимания исследователей оставались основные патофизиологические процессы, протекающие в организме с участием компонентов комплемента.

Мы предположили, что при столь высокой разнородности влияний на систему комплемента и его быстрой реакции in vitro различия между фоновой активностью белков и ее значением после воздействия должны быть значимыми и in vivo. Исследовали в основном первые пять компонентов комплемента для более полного изучения начального этапа активации каскада in vivo при остром стрессе и, что особенно важно, нами изучались процессы, протекающие в организме человека.


загрузка...