Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

Функциональные и метаболические эффекты симпато-адреналовой системы и стресс

Тапбергенов С. О., Тапбергенов Т. С., Советов Б. С.,

12.1. Иммуный статус, система антиоксидантной защиты и ферменты метаболизма пуриновых нуклеотидов при симпатической гиперактивации

Симпатическая гиперактивация, наблюдаемая при тахиаритмиях, при ишемии миокарда сопровождается усиленным образованием продуктов не ферментативного окисления адреналина, в частности образованием адренохрома и Н2О2, способствующие усилению перекисного окисления липидов (ПОЛ). Механизмы прооксидантного действия катехоламинов в условиях ишемии миокарда на сегодняшний день изучены еще недостаточно. Однако анализ литературы дает основание выделить несколько возможных путей интенсификации ПОЛ под влиянием избытка адреналина (Ольбинская Л.И., Литвицкий П.Ф., 1986).

Во-первых, окисление адреналина в адренохром в норме проходит при участии супероксидного анион-радикала, а скорость этого процесса в существенной мере зависит от содержания продуктов ПОЛ, в частности гидроперекисей липидов.

Во-вторых, при ишемии миокарда, когда содержание адреналина в нем повышено, должно увеличиться образование продуктов ферментативного и неферментативного окисления адреналина, в частности О–2, адренохрома, Н2О2, ОН–, обусловливающих в свою очередь интенсификацию ПОЛ.

В-третьих, накопление адреналина в сердце при его ишемии совпадает со снижением активности антиоксидантных ферментов. Причем динамика обоих процессов имеет сходный характер.

Таким образом, имеет место противоречивость данных о действии адреналина: накопление адреналина в сердце, с одной стороны, потенцирует процесс ПОЛ, а с другой – может подавлять активность антиоксидантных ферментов. Кроме того, катехоламины могут способствовать усилению ПОЛ в связи с увеличением под их влиянием расхода АТФ, что ведет к накоплению продукта его гидролиза – ксантина. Метаболизм последнего также сопровождается образованием активных форм кислорода. Адреналин, ускоряя использование клетками АТР, способствует его метаболизму и увеличению уровня аденозинмонофосфата (АМР) и аденозина (AD).

На уровне клеток как регуляторная, действует система пуриновых нуклеотидов и их производных (АТФ, АДФ, АМФ, аденозин, инозин, цАМФ), компоненты которых выступают в роли модуляторов или служат универсальными внутриклеточными регуляторами не только нервно-мышечной, секреторной и других физиологических функций, регуляторами энергетического обмена и иммунной системы.

Уровень специфических внутриклеточных модуляторов, таких как АМР, АD и инозина контролируется ферментами цикла пуриновых нуклеотидов: АМР-дезаминазой (AMPD), аденозиндезаминазой (AD), 5’-нуклеотидазой (5’H), изменения активности, которых, может служить показателем функциональной активности клеток иммунной системы и отражать состояния адаптационных процессов в ответ на стрессорные воздействия (Тапбергенов С.О., Тапбергенов Т.С., 2005; Тапбергенов С.О., Тапбергенов Т.С., 2009).

К настоящему времени накоплено достаточно большое количество данных о воздействии нейроэндокринной системы на функциональные свойства иммунной системы (Девойно Л.В.: Наука, 1993; Харкевич Д.Д., 1987).

Катехоламины могут изменять дифференцировку и пролиферацию лимфоцитов, их реактивность на иммунизацию (Гонсалес Е.В., 2006; Захарова Л.А., Василенко А.М., 1984). Могут влиять на продукцию лимфокинов (Захарова Л.А., Петров Р.В., 1990) и на миграцию клеток, функцию специфических рецепторов. Однако, данные, представленные в этом плане в литературе, достаточно противоречивы (Wilder R.L., 1995).

Изучая влияние катехоламинов на функционирование иммунокомпетентных клеток, В.П. Репина установила (Репина В.П., 2008) следующее:

– Дофамин и норадреналин стимулируют лимфопролиферацию иммунокомпетентных клеток. При повышении концентраций в периферической крови катехоламинов наблюдается повышение продукции IL-6. IL-6.

– Дофамин и адреналин ингибируют продукцию противовоспалительного цитокина IL-10. Катехоламины влияют на формирование Т-хелперов, стимулируя их функциональную активность.

– Повышенные концентрации катехоламинов ассоциируются с повышением содержания реагинов на фоне низких уровней IgA; дофамин и адреналин повышают содержание IgМ.

Принимая во внимание особенности надклеточных и противоречивость сведений о метаболических эффектах катехоламинов, данные о взаимосвязи системы антиоксидантной системы с активностью ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов и иммунным статусом, в наших исследованиях была поставлена цель:

В комплексном плане при симпатической гиперактивации, вызванной введением адреналина экспериментальным животным, изучить состояние иммунного статуса, активность ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов – АМР-дезаминазы (AMPD), аденозиндезаминазы (AD), 5’-нуклеотидазы (5’H), ферментов антиоксидантной защиты – каталазы, глутатионредуктазы (ГР) и глутатионпероксидазы (ГПО) и уровень МДА и ДК в крови, в сердце и печени.

Было установлено, что симпатическая гиперактивация, вызванная введением адреналина в дозе 4 мг/кг за 60 минут исследования (табл. 20), сопровождается увеличением общего числа лейкоцитов до уровня 9,35 ± 0,12 (109/л), лимфоцитов до 3,77 ± 0,14 и снижением числа Т-супрессоров до 0,55 ± 0,08. Гиперадреналинемия приводит к снижению РТМЛ до 15,47 ± 1,87 и НСТ до 4,40 ± 1,62.

Таблица 20

Состояние иммунного статуса при введении адреналина

Примечание: * – р < 0,035 в сравнении с контролем.

Одновременно, введение адреналина вызывает активацию ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов AMPD, AD, 5’H и фермента антиоксидантной защиты ГПО в сыворотке крови, увеличение уровня ДК как интегрированного показателя перекисного окисления липидов (табл. 21). Введение адреналина вызывает увеличение до 2,34 ± 0,40 коэффициента «В» (соотношение активности AD/АМPD).

Таблица 21

Изменения активности ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов и антиоксидантной системы в сыворотке крови при введении адреналина

Примечание: * – р = 0,035 в сравнении с контролем.

Ранее нами было установлено, что изменения активности 5’-нуклеотидазы, аденозиндезаминазы и АМФ-дезаминазы отражаются на функциональном состоянии клеток иммунной системы. Был предложен способ для более полноценной характеристики иммунного статуса использовать, не просто показатели активности ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов, а соотношения их активности, выражаемые через коэффициенты «А» и «В» (Тапбергенов С.О., Тапбергенов Т.С., 2005).

Увеличение коэффициента В, обнаруженного нами при симпатичекой гиперактивиции, свидетельствует об активации функциональной взаимосвязи клеточного и гуморального звеньев иммунитета.

В сердце (табл. 22) гиперадреналемия, сопровождается активацией ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов AD, AMPD снижением активности 5’H и увеличением соотношения активностей ферментов АD + АМPD/5’Н.

Таблица 22

Изменения активности ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов и антиоксидантной системы в сердце при введении адреналина

Примечание: * – р = 0,045 в сравнении с контролем.

Увеличение соотношения активностей ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов АD + АМPD/5’Н направлено в сторону усиления дезаминирования аденозина и АМФ с образованием инозина и ИМФ. При этом за счет появления токсичных форм кислорода при окислении инозина до мочевой кислоты происходит увеличение уровня МДА и активация ферментов антиоксидантной защиты каталазы и ГПО.

В печени введение адреналина (табл. 23) как и в сердце, приводит к активации ферментов метаболизма пуринов АD, АМPD и 5’H. Одновременно, гиперадреналинемия сопровождается активацией ферментов антиоксидантной защиты ГПО и каталазы, увеличением уровня продуктов перекисного окисления липидов МДА и ДК.

Таким образом, проведенными исследованиями установлено, что при симпатической гиперактивации, вызванной введением адреналина в дозе 4 мг/кг за 60 минут до исследования, усиливается функциональная взаимосвязь Т- и В-звеньев иммунитета и имеет место активация процессов пероксидации.

В сердце гиперадреналинемия сопровождается усилением дезаминирования аденозина и АМФ, активацией ферментов антиоксидантной защиты ГПО и каталазы. Известно, что катаболизм аденозина и АМР в ксантиоксидазной реакции сопровождается появлением токсичных форм кислорода, это и приводит к активации ферментов антиоксидантной защиты ГПО и каталазы, что и было обнаружено нами в сердце при введении адреналина.

Таблица 23

Изменения активности ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов и антиоксидантной системы в печени при введении адреналина

Примечание: * – р = 0,045 в сравнении с контролем.

В печени, как и в сердце, симпатическая гиперактивация вызывает активацию ферментов антиоксидантной защиты ГПО, каталазы и ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов АD, АМPD и 5’H. Но при этом происходит увеличение уровня показателей перекисного окисления липидов – МДА и ДК. Эти данные свидетельствуют о том, что и в печени животных, как и в сердце при гиперадреналинемии происходят сдвиги, приближенные к состоянию окислительного стресса.

Таким образом, при симпатической гиперактивации усиливается функциональная взаимосвязь Т- и В-звеньев иммунитета, происходят сдвиги приближенные к состоянию окислительного стресса, что проявляется активацией ГПО, каталазы и ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов АD, АМPD, 5’H, увеличением уровня продуктов перекисного окисления липидов.