4 курс / Медицина катастроф / Курашвили_Л_В_,_Васильков_В_Г_Липидный_обмен_при_неотложных_состояниях

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

увеличенным только холестерин, который нужен органам и тканям в качестве структурного и пластического материала (синтез стероидных гормонов и восстановление структуры клеточных мембран).

Необходимо отметить, что на 9-й день эксперимента в крови у подопытных животных оставалось избыточное содержание энергетического, структурного и пластического материалов, а животные при этом погибали из-за формирования порочных кругов, приводящих к дезорганизации процессов в основных системах жизнеобеспечения.

Участие холестерина в регуляции водноэлектролитного обмена

Концентрация общего холестерина в крови у контрольных животных была равна 69±2,96 мг/дл. На 3-й день обезвоживания общий холестерин составил 79±2,8 мг/дл (повысился на 14 %; Р.< 0,001), на

6-й день – 88±3,4 мг/дл (возрос на 27 %; Р.<0,001), на 9-й день – 85±4,3

мг/дл (увеличился на 23 %; Р.<0,001).

Обезвоживание животных, приведшее к гиперхолестеринемии, сопровождалось увеличением свободного холестерина на 3-и сутки до

43 мг/дл (на 26%; Р.<0,001), на 6-е сутки до 52 мг/дл (на 53 %; Р.<0,001) и на 9-е сутки до 59 мг/дл (на 73 %; Р.<0,001).

Концентрация эфиров холестерина при дефиците воды у животных не изменялась на 3-и сутки, а на 6-е составила 27 мг/дл (было на 27 % ниже исходного уровня, Р.<0,001) и на 9-е сутки - 26 мг/дл (на 26 % ниже исходного уровня; Р.<0,001).

Установлена определенная зависимость между увеличением общего холестерина в крови и уменьшением ОЦК у белых нелинейных крыс. В процессе эксперимента ОЦК на 3-й день обезвоживания снижался на 23 % (Р.<0,001) от исходного, а общий холестерин нарастал на 14 % (Р.<0,05). На 6-й день эксперимента ОЦК снизился на 42 % (Р.< 0,001), а общий холестерин повысился на 27,5 % (Р.<0,001), на 9- й день - общий холестерин в крови превышал контрольные значения на 23 % (Р.<0,05), а ОЦК оставался ниже исходного на 42 %.

Холестерин используется в организме в качестве структурного и пластического материала. Его может синтезировать любая клетка, но самым основным местом синтеза является печень. Поступает холестерин в организм вместе с пищевыми продуктами. Уровень холестерина в организме зависит от многих факторов (Лопухин Ю.М. и соавт.1983; Климов А.Н, Никульчева Н.Г. 1984; Никитин Ю.П. и соавт.,1985; Гу-

рин В.Н., 1986).

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

В условиях нашего эксперимента повышение общего холестерина у крыс было относительным и обусловлено снижением объема циркулирующей плазмы, а также за счет включения компенсаторноприспособительных механизмов, модификацией метаболизма липидов, необходимой для изменения структуры клеточных мембран.

Основной путь превращения холестерина в организме - это его эстерификация. В эфиры превращаются около 10 % общего количества холестерина, причем больше всего эфиров холестерина находится в сыворотке крови и клетках, синтезирующих стероидные гормоны. На биосинтез стероидных гормонов используется около 3 % холестерина. Основная часть холестерина (90%) выводится из организма путем превращения его в печени в желчные кислоты. Желчные кислоты необходимы для поглощения энтероцитами кишечника эсенциальных полиеновых жирных кислот (Эс-поли-ЖК) в виде мицелл.

Мицеллы - это комплекс жирной кислоты с желчной кислотой. Снижение синтеза желчных кислот приводит к алиментарному дефициту в клетках Эс-поли-ЖК. Но так как крысы на 6-е и 9-е сутки отказывались от приема пищи, то у них естественно был дефицит в клетках Эс-поли-ЖК.

Полученные величины содержания холестерина и его эфиров в контрольной серии животных соответствовали литературным данным (Гурин В.Н., 1986; Зубарева Е.В., Сеферова Р.И., 1992).

Работами отечественных ученых С.А.Георгиевой и соавт (1993), изучавших гомеостаз травматической болезни головного и спинного мозга, установлено повышение уровня холестерина и снижение лецитина в крови у этих больных.

Повышение уровня свободного холестерина в условиях нашего эксперимента произошло, скорее всего, за счет снижения способности печени превращать холестерин в желчные кислоты из-за дефицита АТФ. Во-первых, в печени, почках и ЖКТ дефицит энергии не может быть скомпенсирован анаэробным гликолизом и, во – вторых, отсутствие потребности организма в желчных кислотах – пища не поступает в ЖКТ.

Дефицит воды способствовал развитию в организме крыс гиповолемии и гипоксии, что привело к изменению ряда функциональных систем (почки, легкие) и регуляторных механизмов, ответственных за нормальное содержание в организме воды и электролитов.

В наших экспериментах для оценки регуляторной функции водно - электролитного обмена исследовали содержание гормона альдостерона на 3-й, 6-й и 9-й день дефицита воды. Исследования были проведены Т.Г. Мысляевой (1978).

62 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

У контрольных крыс концентрация альдостерона в сыворотке крови была равна 264±22,1 пг/мл, на 3-и сутки уровень альдостерона повысился в 2,5 раза и составил 667±58,3 пг/мл (Р.<0,001), на 6-й день обезвоживания – 703±57 пг/мл (Р.<0,001), выше в 2,6 раза.

На 9-е сутки концентрация альдостерона в крови превысила контрольный уровень в 3,9 раза (Р.<0,001) и составила 1031±67,1 пг/мл.

Динамика изменений ОЦК, концентрации альдостерона и холестерина в сыворотке крови у крыс при дегидратации

Напомним, что при обезвоживании содержание эфиров холестерина снижалось к 6-му дню на 27 % (Р.<0,001), а к 9-му дню - на 26 % (Р.< 0,001).

Альдостерон относится к минералокортикоидам, его действие направлено на регуляцию процессов обмена ионов натрий-калий и натрий-водород через все клеточные мембраны. Альдостерон усиливает реабсорцию ионов натрия из содержимого дистальных отделов почечных канальцев в обмен на ионы калия или водорода. В результате в организме задерживается натрий и повышается осмотическое давление. Повышение осмотического давления плазмы крови возбуждает осморецепторы, а от них импульсы передаются в ЦНС и воспринима-

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

ются гипоталамусом, где начинает синтезироваться антидиуретический гормон (АДГ), или его еще называют вазопрессином (Рис.2).

АДГ активирует фермент аденилатциклазу в клеточной мембране, под влиянием которой в клетке образуется циклическая АМФ (цАМФ), стимулирующая внутриклеточные процессы, результатом которых является повышение проницаемости клеточных мембран.

Динамика изменений эфиров холестерина и ЛХАТ в сыворотке крови у крыс при дегидратации

Важная роль отводится системе гиалуронидаза-гиалуроновой кислоты. При повышении содержания в крови ионов натрия активируется гиалуронидаза, которая деполимеризует гиалуроновую кислоту, повышая тем самым проницаемость стенок канальцев. Вода всасывается в основном в дистальном отделе почечных канальцев и возвращается в сосудистое русло. При этом уменьшается суточный диурез, что и регистрировалось у наших подопытных животных.

Так как альдостерон синтезируется в коре надпочечников из эфиров холестерина, то мы полагаем, что снижение концентрации эфиров холестерина связано с активацией процесса образования альдостерона.

Значительное повышение уровня альдостерона на 9-й день эксперимента, возможно, обусловлено еще снижением инактивации этого

64 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

гормона в печени, т.к. из-за дефицита энергии снижены основные ее функции.

С обменом холестерина и его эфиров тесно связана активность фермента лецитин - холестеринацилтрансферазы (ЛХАТ). Этот фермент переносит Эс-поли-ЖК на свободный холестерин, и образуются неполярные гидрофобные липиды (эфиры холестерина). Согласно данным литературы (Климов А.Н., Никульчева Н.Г., 1999; Титов В.Н., 1992, 1995, 2000), жирная кислота из В-положения лецитина ЛПВП переносится на гидроксил холестерина, т.е. осуществляет эстерификацию холестерина в кровотоке (Рис.3).

Установлено, что свыше 90% эфиров холестерина плазмы крови человека образуется в сосудистом русле с участием фермента ЛХАТ и всего лишь 10% в стенке кишечника (Glomiset J.. Wright J., 1964; Ло-

пухин Ю.М. и соавт.,1983; Чиркин А.А., Коневалова Н.Ю., 1987). Активность фермента ЛХАТ в сыворотке крови у контрольных

крыс составила 0,11±0,02 мг (мл/сутки).

Динамика изменения активности ферментов ЛХАТ (мг/мл 24 ч.) и липазы (мкмоль/мин. л) в сыворотке крови крыс при дефиците воды

При дегидратации на 3-й день активность ЛХАТ была равна 0,14± 0,01 мг (мл/сутки), несколько увеличена, на 6-й день - 0,17± 0,01 мг (мл/сутки) (возросла на 54 %; Р.<0,01), на 9-й день - 0,31 мг (мл/сутки) (активность повысилась на 181 %; Р.<0,001).

Полученное несоответствие между повышением активности ЛХАТ и снижением концентрации эфиров холестерина в сыворотке крови животных в условиях эксперимента мы склонны объяснить ис-

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

пользованием эфиров холестерина в качестве субстрата для синтеза гормона альдостерона в надпочечниках.

В ряде работ приводятся интересные данные, свидетельствующие о том, что наличие гиперхолестеринемии, особенно в сочетании с гипертриглицеридемией, значительно повышает активность фермента ЛХАТ (Т.Форте,1981; Neii G., Crouse J., Furberg G.,1988), что согласу-

ется с результатами наших исследований. В условиях дегидратации нами установлено именно увеличение общего холестерина за счет свободной формы, уровня триглицеридов и НЭЖК.

Кроме этого, на активность ЛХАТ оказывают слабый стимулирующий эффект ионы кальция (Thomson G., 1988) и альбумины (Чиркин А.А., Коневалова Н.Ю., 1987) (Табл.4).

Следует подчеркнуть, что в наших наблюдениях активация ЛХАТ-реакции сопровождалась нарастанием в крови гормона альдостерона и снижением концентрации эфиров холестерина в крови.

По мнению Eisenberg S., Oliveerona T.(1979), Ю.М. Лопухина,

А.Н.Арчакова и соавт. (1983), В.Н.Титова (1995, 2000), активация ЛХАТ способствует доставке синтезированного в тканях, органах холестерина в печень. Это происходит следующим образом: ЛХАТ, взаимодействуя с ЛПВП сыворотки, эстерифицирует в них свободный холестерин.

Эти липопротеиды пополняют свои потери, забирая с клеточных мембран холестерин, эстерифицируют его и переносят в печень, где он превращается в желчные кислоты.

Отсюда следует, что ЛХАТ-реакция имеет важное значение в образовании эфиров холестерина и обмене липопротеидов в сосудистом русле, главным образом ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП.

Имеются и такие литературные сведения, согласно которым экстремальные состояния сопровождаются повышением активности ЛХАТ с увеличением процента арахидоновой кислоты в липопротеидах, особенно ЛПВП (Кубарко А.И.,1984), а это значит, что нарушается транспорт арахидоновой кислоты и других Эс-поли-ЖК в клетки и тем самым уменьшается жидкостность клеточных мембран. Видимо, при экстремальных состояниях повышение активности ЛХАТ сопровождается перераспределением жирных кислот в клеточных мембранах, во фракциях липопротеидов и изменением их физико-химических свойств.

По данным Ф.З.Меерсон, М.Г.Пшенникова (1988), изучавших липидный статус после тяжелой физической нагрузки в условиях дегидратации, имело место активация ПОЛ мембран с повреждением мембранных механизмов, ответственных за активное связывание ио-

66 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

нов кальция и транспорт их против концентрационного градиента в окружающую среду.

Избыток кальция является самостоятельной причиной активации протеаз, фосфолипаз, нарушения электронно-транспортной системы митохондрий. Общая перекисная гипотеза повреждения "удовлетворительно" объясняет многие случаи гибели клеток (Бабич Л.Г. и соавт., 1994; Болдырев А.А., 1995; Дятловская Э.В, Безуглов В.В., 1998).

Одновременно в сыворотке крови белых крыс при дегидратации была изучена активность еще двух ферментов: липазы и холестеринэстеразы.

Липаза относится к ферментам эстеразам, которые катализируют реакции гидролиза сложных эфиров глицерина, особенно она активна при расщеплении триглицеридов.

У человека и животных в крови содержатся панкреатическая и слюнная липазы, а вырабатывается липаза во многих органах, поэтому удобнее говорить о липолитической активности сыворотки крови. Наиболее важной, с клинической точки зрения, является панкреатическая липаза, она увеличивается в крови при острых панкреатитах.

Наши данные позволяют говорить об увеличении уровня липолитической активности в сыворотке крови крыс во все периоды дегидратации, причем максимальный подъем активности наблюдался на 9-й день лишения животных воды. На 3-й день активность липазы была равна 133,8±26,15 мкмоль/ мин.л. (Р.<0,05), т.е. возросла в 2,9 раза.

На 6-й день обезвоживания липолитическая активность повысилась до 161±26 мкмоль/мин.л., что в 3,5 раза превышает контрольные цифры. На 9-й день эксперимента активность липазы составила 180±19,7 мкмоль/мин.л. (Р.<0,01),т.е. возросла в 3,9 раза.

Основные причины повышения липолитической активности в сыворотке крови у подопытных животных при дефиците воды обусловлены включением метаболической компенсации в органах, в том числе в поджелудочной и слюнных железах. Включение компенсаторных механизмов в ряде органов и систем в ответ на дегидратацию сопровождалось анаэробным гликолизом из-за нарушения микроциркуляции, приводило к накоплению ионов водорода и развитию ацидоза. Следствием чего явилось повышение проницаемости клеточных мембран и увеличение липолитической активности в крови.

Вторая причина повышения липолитической активности в крови связана с тем, что пища в организм крыс не поступала, и липаза оставалась невостребованной ни слюной, ни кишечником, избыточное количество ее оставалось в кровотоке.

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Следует также подчеркнуть, что повышение липолитической активности на 9-й день обезвоживания, могло быть обусловлено деструкцией панкреацитов и клеток подчелюстной железы, а возможно, и полным некрозом ткани за счет нарастающей эндогенной интоксикации и срыва компенсаторных механизмов.

Наряду с этим изучалась гидролитическая холестеринэстеразная активность в сыворотке крови крыс. Нами выявлено, что лишь у 11 из 29 подопытных животных активность холестеринэстеразы составила 0,09 ± 0,02 ммоль/ (л.ч.), т.е. практически при обезвоживании у крыс холестеринэстеразная активность в сыворотке крови не определялась.

Итак, необходимо отметить, что для снижения энергетического дефицита в организме крыс в условиях гиповолемии включились компенсаторно - приспособительные механизмы, при этом повысилась липолитическая активность сыворотки крови, возросла концентрация НЭЖК, а также увеличилась активность фермента ЛХАТ, необходимого для эстерификации холестерина. Большая часть эфиров холестерина использовалась в качестве субстрата для синтеза гормона альдостерона. Гормон альдостерон способствовал реабсорбции ионов Na+, за счет чего повышалось осмотическое давление в кровотоке и выделялся гормон АДГ клетками задней доли гипофиза.

АДГ усиливал обратное всасывание воды из почечных канальцев обезвоженных крыс и тем самым восстанавливал ОЦП.

Транспортные формы липидов у белых нелинейных крыс при некомпенсированном обезвоживании

Упаковав липиды (триглицериды, свободный холестерин, эфиры холестерина и НЭЖК) в белково-фосфолипидную оболочку, природа решила проблему транспорта жиров по всему организму, т.е. доставку энергетического и пластического материала ко всем органам и системам.

Основными транспортными формами в сосудистом русле являются липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) и липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП). Согласно устоявшимся представлениям, ЛПНП доставляют к клеткам холестерин, а ЛПВП выносят его, осуществляя реверсивный транспорт холестерина, ЛПОНП транспортируют в основном триглицериды.

Однако эти представления не совсем согласуются с современной информацией (В.Н.Титов, 2000), согласно которой липопротеидам отводится в основном транспортная роль - доставка к органам и тка-

68 "Липидный обмен при неотложных состояниях"

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

ням полиеновых (Эс-поли-ЖК) и насыщенных жирных кислот (НЭЖК). ЛПОНП выполняют две последовательные функции: обеспечивают пассивное поглощение клетками жирных ненасыщенных кислот, активное – полиеновых жирных кислот.

Основная функция ЛПВП заключается в переносе к клеткам Эсполи - ЖК. При этом более ненасыщенная Эс-поли-ЖК переходит из фосфолипидов ЛПВП в фосфолипиды клеточной мембраны, а менее жирная ненасыщенная кислота - из фосфолипидов мембраны в фосфолипиды ЛПВП.

В результате переэстерификации содержание Эс-поли-ЖК в фосфолипидах ЛПВП уменьшается и в силу этого увеличивается их способность связывать холестерин, который сходит с мембран клеток в плазму крови.

Динамика изменения липопротеидов сыворотки крови крыс при дегидратации

Количество холестерина, которое могут связать ЛПВП, определяется соотношением в них ХЛ/ФЛ и качественным составом фосфолипидов.

В процессе эволюции у человека и высших приматов появилась еще одна транспортная форма Эс-поли-ЖК - это ЛПНП, которые могли уже доставлять клеткам эти кислоты путем апо-В-рецепторного эндоцитоза.

Л.В.Курашвили, В.Г.Васильков

Рецепторным путем клетки поглощают только неполярные липиды, т.е. эфиры холестерина, а затем экскретируют весь холестерин, который освобождается из неполярных эфиров холестерина.

Транспортные формы мы оценивали на основании определения суммарной фракции ЛПНП + ЛПОНП.

Вусловиях нашего эксперимента на протяжении 3, 6 и 9 дней дефицита воды у подопытных животных установили увеличение суммарной фракции ЛПНП + ЛПОНП за счет общего холестерина и триглицеридов (Табл.5).

Главным местом синтеза липопротеидов (ЛПВП и ЛПОНП) являются печень и кишечник. Отсюда основными транспортными формами, активно секретирующимися печенью, являются ЛПОНП и ЛПВП. В связи с развившимся в организме животных водным дефицитом, а с ним и энергетическим, в печени повысился синтез эндогенных триглицеридов из поступающих жирных кислот. Триглицериды упаковываются в подобные комплексы и экскретируются в сосудистое русло в виде транспортных форм ЛПОНП и ЛПНП.

Впоследнее время было доказано, что в образовании и катаболизме ЛПНП и ЛПОНП принимает участие фермент ЛХАТ (Лопухин Ю.М. и соавт., 1983; Чиркин А.А., Коневалова Н.Ю.,1987).

Повышение активности ЛХАТ в условиях дефицита воды сопровождалось значительным увеличением транспортных форм ЛПНП

иЛПОНП. Но в процесс трансэстерификации ЛПОНП почти не вступали, поскольку активность ЛХАТ проявляется только в присутствии АРО-А-1 (ЛПВП) (Janani M., Zasko A., 1981).

Видимо, из ЛПНП и ЛПОНП при обезвоживании организма крыс, ЛХАТ использует фракцию свободного холестерина для эстерификации на уровне сосудистого русла.

Вработе Т.Форте (1981) сообщается, что при состояниях, сопровождающихся дисфункцией печени, из плазмы крови выделяют ЛПВП необычной структуры. В них повышенное содержание апо-белка-Е и больше триглицеридов, чем в нормальных ЛПВП. О том, что ЛПВП могут играть роль во внутрисосудистом обмене триглицеридов сооб-

щает В.Shohet (1980), В.Н. Титов (2000).

Видимо, в процесс эстерификации в сосудистом русле включаются такие транспортные формы, как ЛПНП и ЛПОНП, используя w- 9-поли-ЖК. Более полиеновые w-6-поли-ЖК (линолевая и арахидоновая), и особенно w-3-поли-ЖК (α-линоленовая и эйкозопентаеновая) для всех организмов являются эссенциальными и могут поступать в

организм только с растительными маслами и рыбьим жиром

(В.Н.Титов, 2000).

70 "Липидный обмен при неотложных состояниях"