УДК 616-001.8:615.35

МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРЕКОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫМИ ГИПОКСИЧЕСКИМИ ТРЕНИРОВКАМИ

Шабанов П.Д., Кожурин М.В

Институт экспериментальной медицины, Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, Россия

pdshabanov@mail.ru, ssrkog@mail.ru

Аннотация: Целью исследования было изучение влияния интервальной гипобарической гипоксической гипоксии, или прекондиционирования, на метаболические процессы (энергетический обмен и перекисное окисление липидов) в головном мозге крыс с разной индивидуальной чувствительностью к гипоксии. Острую гипоксическую гипобарическую гипоксию вызывали в проточной барокамере, поднимая их на высоту 11000 м со скоростью 50 м/с и экспозицией на высоте до возникновения агонального дыхания. Режим интервальной гипоксической тренировки составлял 3 дня. Однодневный цикл тренировки состоял из 6-кратного подъема крыс со скоростью 15 м/с на высоту 5 000 м и экспозицией на высоте в течение 30 мин. Интервал между подъемами – 20 мин. В головном мозге определяли креатинфосфат, свободные адениннуклеотиды (АТФ, АДФ и АМФ), рассчитывали величину энергетического заряда адениловой системы, оценивали показатели перекисного окисления липидов (диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид) и активность антиокислительных систем (восстановленный глутатион, супероксиддисмутаза, каталаза). Острая гипоксия снижала на 60-80% содержание креатинфосфата и АТФ в мозге с небольшими различиями между группами высоко и низкоустойчивых к гипоксии крыс. Гипоксическая тренировка оказывала сходное, но менее выраженное снижение уровня макроэргов до показателей -37-47%, при этом пропорционально возрастали концентрации АДФ и АМФ, что приводило к снижению величины энергетического заряда. Кроме того, острая гипоксия способствовала значимому накоплению в головном мозге крыс первичных и вторичных продуктов липопероксидации, тогда как гипоксические тренировки этот процесс либо нивелировали (диеновые конъюгаты), либо уменьшали вдвое (малоновый диальдегид). Сделан вывод, что разработанный режим интервальной гипобарической гипоксической тренировки формирует в тканях головного мозга крыс адекватный условиям воздействия метаболический ответ, заключающийся в предупреждении снижения содержания креатинфосфата, адениннуклеотидов, пирувата, восстановленного глутатиона и активности супероксиддисмутазы, а также накоплению лактата, диеновых конъюгатов и малонового диальдегида.

Ключевые слова: высотная гипоксия, адаптация, интервальная тренировка, энергетический обмен, липидная пероксидация, крысы

ПУЛЬСТУН ГИПОКСИЯЛЫК МАШЫГУУСУ МЕНЕН АЛДЫН АЛА КОНДИЦИЯЛООНУН МЕТАБОЛИКАЛЫК ЭФФЕКТТЕРИ

Шабанов П.Д., Кожурин М.В.

C. M. Киров атындагы аскердик-медициналык академиянын эксперименталдык медицина институту, Санкт-Петербург, Россия

pdshabanov@mail.ru, ssrkog@mail.ru

Аннотация: Изилдөөнүн максаты интервалдык гипобарикалык гипоксиялык гипоксиянын же алдын ала шартташтыруунун гипоксияга жеке сезгичтиги ар кандай келемиштердин мээсинде зат алмашуу процесстерине (энергиянын алмашуусу жана липиддердин пероксидациясы) таасирин изилдөө болгон. Курч гипоксиялык гипобарикалык гипоксия агып өтүүчү басым камерасында аларды 50 м/сек ылдамдык менен 11 000 м бийиктикке көтөрүү жана агоналдык дем алуу пайда болгонго чейин бийиктикте ачыкка чыгаруу аркылуу пайда болгон. Аралык гипоксиялык машыгуу режими 3 күн болгон. Бир күндүк машыгуу цикли келемиштерди 6 жолу 15 м/сек ылдамдыкта 5000 м бийиктикке көтөрүп, 30 мүнөт бийиктикке чыгаруудан турган. Лифттердин ортосундагы интервал 20 мүнөт. Мээде креатинфосфат жана бош аденин нуклеотиддери (АТФ, АДФ жана АМФ) аныкталды, аденил системасынын энергетикалык заряды эсептелди, липиддердин пероксидациясынын индикаторлору (диен конъюгаты, малондиальдегид) жана антиоксиданттык системалардын активдүүлүгү (кыскартылган глутатион, супероксид) аныкталды. дисмутаза, каталаза) бааланган. Курч гипоксия мээдеги креатин фосфатынын жана ATP деңгээлин 60-80% га төмөндөтүп, гипоксияга толеранттуулуктун жогорку жана төмөн келемиштеринин топторунун ортосунда бир аз айырмачылыкты жараткан. Гипоксиялык машыгууда макроэргдердин деңгээлинин -37-47%ке чейин төмөндөшү окшош, бирок азыраак байкалган, ал эми ADP жана AMP концентрациясы пропорционалдуу түрдө жогорулаган, бул энергия зарядынын чоңдугунун азайышына алып келген. Мындан тышкары, курч гипоксия келемиштердин мээсинде негизги жана экинчилик липиддердин кычкылдануу продуктуларынын олуттуу топтолушуна өбөлгө түздү, ал эми гипоксиялык машыгуу бул процессти нейтралдаштырат (диен конъюгаты) же аны эки эсеге (малондиальдегид). Интервалдык гипобарикалык гипоксиялык машыгуунун иштелип чыккан режими келемиштердин мээ кыртыштарында экспозиция шарттарына адекваттуу метаболизмдик жоопту калыптандырат, ал креатинфосфаттын, аденин нуклеотиддеринин, пируваттын, кыскартылган глутатиондун жана супероксиддин азайышын алдын алуудан турат деген тыянак чыгарылды. дисмутаза активдүүлүгү, ошондой эле лактаттын, диен конъюгаттарынын жана малондиальдегиддин топтолушу.

Негизги сөздөр: бийик тоолуу гипоксия, адаптация, интервалдык машыгуу, энергетикалык метаболизм, липиддердин пероксидациясы, келемиштер.

METABOLIC EFFECTS OF PRECONDITIONING WITH PULSE HYPOXIC TRAININGS

Shabanov P.D., Kozhurin M.V.

Institute of Experimental Medicine, Military Medical Academy named after. CM. Kirov, St. Petersburg, Russia

pdshabanov@mail.ru, ssrkog@mail.ru

Abstract: The aim of the study was to investigate the effect of interval hypobaric hypoxic hypoxia, or preconditioning, on metabolic processes (energy metabolism and lipid peroxidation) in the brain of rats with different individual sensitivity to hypoxia. Acute hypoxic hypobaric hypoxia was induced in a flow-through pressure chamber by lifting the rats to an altitude of 11,000 m at a speed of 50 m/s and exposing them at the altitude until agonal breathing occurred. The interval hypoxic training regimen was 3 days. A one-day training cycle consisted of lifting the rats 6 times at a speed of 15 m/s to an altitude of 5,000 m and exposing them at the altitude for 30 min. The interval between lifts was 20 min. Creatine phosphate, free adenine nucleotides (ATP, ADP and AMP) were determined in the brain, the energy charge of the adenylic system was calculated, lipid peroxidation indices (diene conjugates, malonic dialdehyde) and the activity of antioxidant systems (reduced glutathione, superoxide dismutase, catalase) were assessed. Acute hypoxia reduced the content of creatine phosphate and ATP in the brain by 60-80% with minor differences between the groups of high- and low-resistant to hypoxia rats. Hypoxic training had a similar, but less pronounced decrease in the level of macroergs to -37-47%, while the concentrations of ADP and AMP increased proportionally, which led to a decrease in the energy charge. In addition, acute hypoxia contributed to a significant accumulation of primary and secondary lipid peroxidation products in the rat brain, while hypoxic training either leveled this process (diene conjugates) or halved it (malonic dialdehyde). It was concluded that the developed regimen of interval hypobaric hypoxic training forms a metabolic response in the rat brain tissues that is adequate to the conditions of exposure, consisting in preventing a decrease in the content of creatine phosphate, adenine nucleotides, pyruvate, reduced glutathione and superoxide dismutase activity, as well as the accumulation of lactate, diene conjugates and malonic dialdehyde.

Key words: high-altitude hypoxia, adaptation, interval training, energy metabolism, lipid peroxidation, rats

Введение

Среди разных аспектов проблемы адаптации к гипоксии в последние годы большое внимание стали уделять прекондиционированию [4]. Сам феномен прекондиционирования (предвоздействия) известен давно и во многих клинических случаях применяется с явно положительным результатом. Чаще других вариантов в клинике используется ишемическое прекондиционирование, суть которого состоит во временном повторном снижении кровотока в какой-либо области, например, перед операцией, с целью дальнейшего благоприятного ее исхода (повторяющиеся непродолжительные ишемические эпизоды по типу ишемия-реперфузия). Для профилактики инфаркта миокарда широко адаптирована технология посткондиционирования, направленная на уменьшение реперфузионных повреждений миокарда после или на фоне ишемического прекондиционирования [13]. По сути, гипоксическое посткондиционирование стало новым способом реабилитации функционального состояния органов (мозга, сердца) после тяжелых повреждающих воздействий гипоксического генеза. Например, в работе [9] предъявление гипоксического посткондиционирования с применением 3-кратной умеренной гипобарической гипоксии крысам, перенесшим тяжелую гипоксию, предотвращало дегенерацию пирамидных нейронов гиппокампа и неокортекса животных, оказывало противотревожный эффект и нормализовало активность гипофизарно-надпочечниковой системы. Распространено и дистантное прекондиционирование, которое представляет собой создание временной ишемии в анатомически удаленных органах. Так, пережатие бедренной артерии у крыс в течение 10 мин с последующей 30-минутной реперфузией улучшало микроциркуляцию в мышце голени при последующей критической ишемии конечности за счет активации процессов ангиогенеза [7]. Используют наложение жгута на проксимальную часть задней конечности на 5-10 мин с последующей 15-20-минутной реперфузией с целью уменьшения ишемических повреждений миокарда, вызванного перевязкой левой коронарной артерии [2].

В настоящей статье основное внимание уделено интервальным гипоксическим тренировкам как методу общего прекондиционирования и адаптации к гипоксическим воздействиям, а также молекулярным событиям, лежащим в их основе.  

Цель исследования: изучение влияния интервальной гипобарической гипоксической гипоксии, или прекондиционирования, на метаболические процессы (энергетический обмен и перекисное окисление липидов) в головном мозге крыс с разной индивидуальной чувствительностью к гипоксии.

Материалы и методы исследования

Выбор животных. Опыты выполнены на 94 половозрелых белых крысах-самцах Вистар массой 160-180 г, полученных из питомника Рапполово (Ленинградская область). Животных содержали в условиях вивария в стандартных условиях освещения и питания при свободном доступе к воде и пище.

Моделирование острой гипоксической гипобарической гипоксии. Острую гипоксическую гипобарическую гипоксию вызывали, создавая в проточной барокамере для лабораторных животных условия, имитирующие пребывание на высоте. Животных разделяли по устойчивости к острой гипоксии, поднимая их в барокамере на высоту 11000 м со скоростью 50 м/с и экспозицией на высоте до возникновения агонального дыхания. Крысы, выдерживающие воздействие гипоксии в течение 5-10 мин, считались низкоустойчивыми (НУ), более 10 мин – высокоустойчивыми (ВУ).

Моделирование импульсного режима тренировки к гипоксии. Адаптацию к гипоксической гипоксии вырабатывали у крыс в течение 3 дней интервальной тренировкой животных в проточной барокамере. Однодневный цикл тренировки состоял из 6-кратного подъема крыс со скоростью 15 м/с на высоту 5000 м и экспозицией на высоте в течение 30 мин. Интервал между подъемами составлял 20 мин.

Методы изучения энергетического обмена. Все исследования проводили в замороженных в жидком азоте больших полушариях мозга крыс. В 10% гомогенате ткани мозга, приготовленном на 6N хлорной кислоте, определяли содержание молочной и пировиноградной кислот, а также креатинфосфата энзиматическим методом, свободные адениннуклеотиды (АТФ, АДФ и АМФ) с помощью восходящей тонкослойной хроматографии на пластинах «силуфол» и последующим сканированием на спектрофлуориметре MPF-4 «Hitachi» [14]. Величину энергетического заряда адениловой системы рассчитывали по формуле: АТФ+0,5АДФ/ АТФ+АДФ+АМФ.

Методы изучения продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Об интенсивности свободнорадикальных процессов в мозге судили по концентрации первичных (диеновые конъюгаты ненасыщенных жирных кислот) и вторичных (малоновый диальдегид) продуктов ПОЛ. Содержание ТБК-связывающих продуктов в пересчете на концентрацию малонового диальдегида определяли после приготовления 10% гомогенатов больших полушарий в 25 мМ трис-НСl с 175 мМ КСl буфере (рН 7,4) и осаждения в них белка. Диеновые конъюгаты экстрагировали из навески ткани мозга массой 100 мг смесью гептана и изопропанола в соотношении 1:1 в объеме 2 мл и определяли по методу И.Д. Стальной [4].

Методы определения активности антиоксидантных ферментов. О состоянии антиоксидантной системы мозга судили по активности ферментов каталазы и супероксиддисмутазы (СОД), предотвращающих соответственно избыточное образование перекиси водорода и супероксидных радикалов. Активность каталазы определяли в реакции разложения перекиси водорода. Активность СОД оценивали по степени ингибирования восстановления нитросинего тетразолия в присутствии феназинметасульфата [4, 14]. Состояние глутатионовой антиоксидантной системы мозга оценивали по содержанию восстановленного глутатиона. Активности всех изучаемых ферментов относили к содержанию белка в пробах, определенного методом O.H. Lowry и соавторов [4].

Статистическая обработка результатов исследования. Выборка для каждой группы животных составила не менее 10 крыс. Математическую обработку результатов исследования проводили с использованием стандартного пакета программ STATSTICA for Windows 6.0 с оценкой статистической значимости показателей и различий рассматриваемых выборок по t-критерию Стьюдента при уровне значимости 95% (р<0,05).

Результаты исследования и их обсуждение

В работе апробирован способ гипоксической тренировки, в основу которого положен принцип кратковременного импульсного неповреждающего гипоксического гипобарического воздействия средней интенсивности. В опытах крысы предварительно были разделены по устойчивости к острой гипоксии на 2 подгруппы высокоустойчивых (ВУ) и низкоустойчивых (НУ). ВУ особи выдерживали высоту в 11000 м в среднем в течение 12,2±0,3 мин, а НУ – в течение только 5,1±0,4 мин. После курса интервальной тренировки продолжительность жизни крыс на высоте 11000 м возрастала у ВУ до 14,6±0,2 мин, у НУ – до 6,8±0,3 мин (p<0,05). Следовательно, выбранный режим интервальной гипоксической тренировки повышал общую и индивидуальную устойчивость к гипоксии, несколько приближая НУ к гипоксии особей к разряду ВУ.

При изучении метаболических изменений в головном мозге крыс выявлено, что острая гипоксия сопровождается глубокими нарушениями энергетического обмена в головном мозге ВУ и НУ крыс, что выражается лактатемией на фоне снижения содержания в тканях мозга содержания пирувата, снижением уровня макроэргических фосфатов (креатинфосфата и АТФ) при увеличении содержания АДФ и АМФ, активацией процессов ПОЛ липидов и угнетением активности антиоксидантных систем. Изменения показателей энергетического обмена в мозге были более выражены в группе НУ к гипоксии животных.

Так, при острой гипоксии содержание лактата в головном мозге достоверно возрастало у ВУ животных на 185%, у НУ – на 147% в течение 5-10 мин. При этом снижалось содержание пирувата в головном мозге животных обеих групп на 50% и 250% соответственно. Эти изменения приводили к резкому увеличению отношения лактата к пирувату в 4,5-4,63 раза, что свидетельствовало о развитии в тканях мозга глубокого лактацидоза (табл. 1).

Таблица 1

Влияние острой гипоксии и интервальной тренировки на показатели энергетического обмена в головном мозге крыс (М ± m, n = 10)

Показатели	Группы крыс	ВУ к гипоксии	Процент изменений	НУ к гипоксии	Процент изменений
Лактат, мкмоль/г	Интактные	2,7 ± 0,2	0	3,6 ± 0,1	0
	Гипоксия	7,7 ± 0,2^*	+185^*	8,9 ± 0,2^*	+147^*
	Тренировка	6,1 ± 0,2^*#	+126^*#	7,1 ± 0,2^*#	+97^*#
Пируват, мкмоль/г	Интактные	0,4 ± 0,1	0	0,4 ± 0,02	0
	Гипоксия	0,2 ± 0,01^*	-50^*	0,1 ± 0,01^*	-250^*
	Тренировка	0,2 ± 0,02^*#	-50^*#	0,2 ± 0,02^*#	-50^*#
Лактат/пируват	Интактные	9,0 ± 0,3	0	13,9 ± 0,3	0
	Гипоксия	49,5 ± 0,3^*	+450^*	78,4 ± 0,2^*	+464^*
	Тренировка	20,1 ± 0,4^*#	+123^*#	35,4 ± 0,2^*#	+155^*#
Креатинфосфат, мкмоль/г	Интактные	5,2 ± 0,2	0	4,3 ± 0,1	0
	Гипоксия	2,1 ± 0,2^*	-60^*	1,2 ± 0,1^*	-71^*
	Тренировка	3,1 ± 0,2^*#	-41^*#	2,7 ± 0,1^*#	-37
АТФ, мкмоль/г	Интактные	4,0± 0,1	0	3,8 ± 0,1	0
	Гипоксия	1,1 ± 0,1^*	-82^*	1,2 ± 0,1^*	-68^*
	Тренировка	2,4 ± 0,1^*#	-40^*#	2,0 ± 0,1^*#	-47^*#
АДФ, мкмоль/г	Интактные	0,7 ± 0,02	0	0,7 ± 0,1	0
	Гипоксия	1,0 ± 0,03^*	+43^*	1,2 ± 0,04^*	+71^*
	Тренировка	0,9 ± 0,03^*#	+29^*#	1,0 ± 0,1^*#	+43^*#
АМФ, мкмоль/г	Интактные	0,4 ± 0,02	0	0,6 ± 0,1	0
	Гипоксия	0,9 ± 0,03^*	+125^*	0,9 ± 0,1^*	+50^*
	Тренировка	0,7 ± 0,02^*#	+75^*#	0,8 ± 0,02^*#	+33^*#
Энергетический заряд	Интактные	0,82 ± 0,01	0	0,78 ± 0,003	0
	Гипоксия	0,67 ± 0,01^*	-19^*	0,54 ± 0,002^*	-31^*
	Тренировка	0,78 ± 0,01^*#	-5^*#	0,69 ± 0,005^*#	-14^*#

Примечание: * - р < 0,05 к группе интактных крыс, # - p<0,05 к группе крыс с острой гипоксией.

Интервальная гипоксическая тренировка оказывала однонаправленные, но менее глубокие изменения в отношении лактата и пирувата. Так, содержание лактата в мозге тренированных ВУ крыс на 59%, а в мозге НУ на 50% было меньше, чем у животных при острой гипоксии. Содержание пирувата по сравнению с действием острой гипоксии достоверно вдвое увеличивалось в мозге только НУ животных, не меняясь в мозге ВУ крыс. Вследствие этого почти в 3 раза уменьшалось концентрационное отношение лактата к пирувату, что указывало на уменьшении лактатного ацидоза.

Острая гипоксия вызывала снижение на 60-80% содержания креатинфосфата и АТФ с небольшими различиями между группами ВУ и НУ крыс. Гипоксическая тренировка оказывала сходное, но менее выраженное снижение уровня макроэргов до показателей –37-47%, также существенно не отличаясь между группами ВУ и НУ животных. При этом пропорционально возрастали концентрации АДФ и АМФ (в большей степени у ВУ крыс), что приводило к снижению величины энергетического заряда, рассматриваемого как интегральный показатель состояния энергетики клетки: при гипоксии у ВУ животных на 19%, у НУ крыс – на 31%. Это, безусловно, свидетельствовало о развитии глубокого энергодефицита в тканях головного мозга. В то же время гипоксическая тренировка по данному показателю не вызывала выраженного энергодефицита: у ВУ крыс он оценивался как –5%, у НУ крыс – как –14%.

Другим аспектом оценки метаболических расстройств при острой гипоксии и гипоксической тренировке могут рассматриваться процессы липопероксидации и состояние антиоксидантных систем. В наших опытах острая гипоксия сопровождалась накоплением в тканях головного мозга ВУ и НУ крыс продуктов ПОЛ – диеновых конъюгатов (ДК) и МДА (табл. 2).

Таблица 2

Влияние острой гипоксии и интервальной тренировки на процессы ПОЛ и активность антиоксидантных систем в головном мозге крыс (М ± m, n = 10)

Показатели	Группы крыс	ВУ к гипоксии	Процент изменений	НУ к гипоксии	Процент изменений
ДК, мкмоль/г	Интактные	20,4 ± 0,5	0	25,2 ± 0,2	0
	Гипоксия	26,5 ± 0,6^*	+30^*	37,6 ± 0,3^*	+49^*
	Тренировка	23,6 ± 0,4^*	+16	28,5 ± 0,2^*#	+13^*#
МДА, мкмоль/г	Интактные	7,7 ± 0,2	0	8,8 ± 0,2	0
	Гипоксия	18,7 ± 0,2^*	+143^*	22,9 ± 0,2^*	+160^*
	Тренировка	12,2 ± 0,2^*#	+58	15,1 ± 0,2^*#	+72^*#
Восстановленный глутатион, мкмоль/г	Интактные	42,1 ± 0,3	0	37,4 ± 0,2	0
	Гипоксия	25,2 ± 0,3^*	-40^*	18,1 ± 0,2^*	-52^*
	Тренировка	35,2 ± 0,2^*#	-16	29,1 ± 0,2^*#	-22^*#
СОД, А/мг белка	Интактные	2,7 ± 0,1	0	2,4 ± 0,1	0
	Гипоксия	1,3 ± 0,1^*	-52^*	1,2 ± 0,1^*	-50^*
	Тренировка	2,2 ± 0,1^*#	-19	1,9 ± 0,1^*#	-21^*#
Каталаза, мкмоль Н2О2 / мин ^. мг белка	Интактные	5,9 ± 0,5	0	3,2 ± 0,3	0
	Гипоксия	12,4 ± 0,6^*	+110^*	1,5 ± 0,2^*	-53^*
	Тренировка	8,3 ± 0,2^*#	+41	2,1 ± 0,2^*#	-34^*#

Примечание: * - р < 0,05 к группе интактных крыс, # - p<0,05 – к группе крыс с острой гипоксией.

При этом содержание ДК возрастало в мозге ВУ животных на 30%, НУ – на 49% (р<0,05), концентрация МДА увеличивалось в большей степени – у ВУ на 143%, у НУ – на 160%. Гипоксические тренировки оказывали аналогичное, но менее выраженное действие. Уровень ДК в мозге ВУ и НУ крыс увеличивался лишь на 13-16%, МДА – на 58% (ВУ) и 72% (НУ). Следовательно, острая гипоксия способствует значимому накоплению в головном мозге крыс первичных и вторичных продуктов ПОЛ, тогда как гипоксические тренировки этот процесс либо нивелируют (ДК), либо уменьшают вдвое (МДА). Важно отметить, что в мозге животных обеих групп (ВУ и НУ), тренированных к гипоксической гипоксии в импульсном режиме, содержание продуктов липопероксидации оставалось достоверно выше, чем у интактных животных, то есть полной компенсации не происходило.

Активность антиоксидантных систем также менялась при острой гипоксии и импульсных гипоксических тренировках. Острая гипоксия приводила почти 2-кратному снижению уровня восстановленного глутатиона, степень снижения которого была существенно ниже при гипоксических тренировках (–16-22%). Аналогично этому снижалась активность СОД: при гипоксии вдвое, после гипоксических тренировок – на 19-21%, без значимых различий между группами ВУ и НУ крыс. Напротив, активность каталазы вдвое возрастала у ВУ животных и вдвое снижалась у НУ крыс. Направленность этих изменений сохранилась и при гипоксических тренировках, хотя изменения были выражены менее существенно: +41% у ВУ и –34% у НУ крыс. Следовательно, антиоксидантные системы мозга остро реагируют на гипоксию и менее значимо на гипоксические тренировки. При этом интервальная тренировка, в отличие от острой гипоксии, ограничивала накопление продуктов ПОЛ и угнетение антиоксидантных систем у ВУ и НУ крыс. В то же время, по сравнению с интактными крысами, в мозге тренированных крыс на фоне активации каталазы и снижения СОД содержание ДК и МДА оставалось достоверно выше, а содержание восстановленного глутатиона ниже. Эти изменения более выражены у НУ особей, что можно расценивать как «группу риска».

Полученные данные показывают, что интервальная гипоксическая тренировка способствует формированию в тканях головного мозга ВУ и, особенно, НУ к гипоксии крыс адекватный условиям воздействия метаболический ответ, заключающийся в предупреждении снижения содержания креатинфосфата, адениннуклеотидов, пирувата, восстановленного глутатиона и активности СОД, а также накоплению лактата и первичных (ДК) и вторичных (МДА) продуктов ПОЛ. Важно отметить, что изученные метаболические показатели на фоне тренировки у животных остаются ниже, чем у интактных крыс с такой же чувствительностью к гипоксии.

          По сути, гипоксические тренировки оказывают эффект, аналогичный таковому при применении синтетических адаптогенов типа гипоксена, метапрота (2-этилтиобензимидазола), амтизола, этомерзола, мексидола (производное 3-оксипиридина), трекрезана (производное феноксиуксусной кислоты) и солей янтарной кислоты (например, амосукцината), которые традиционно рассматриваются как антигипоксанты [3, 5, 6, 8, 12]. Как правило, антигипоксанты проявляют свой адаптационный эффект при курсовом применении [10, 11], что также приближает их по эффектам к приспособительным гипоксическим тренировкам. Более того, совместное применение гипоксических тренировок с антигипоксантами усиливает адаптационные эффекты тренировок, что нашли применение в спорте высоких достижений, военной и экстремальной медицине [11, 12, 14].

          Полученные данные вполне укладываются в биоэнергетическую концепцию гипоксии. Согласно этой концепции, патогенетической основой гипоксии являются нарушения энергетического обмена, в зависимости от выраженности гипоксии в разной степени затрагивающие каскадную систему энергообеспечения. Гипоксическое воздействие формирует энергодефицит, заключающийся в недостаточности образования энергии макроэргов при ускоренном их распаде. Этот процесс обратимый при несильно выраженной гипоксии, и необратим при глубокой кислородной недостаточности. Гипоксические тренировки можно рассматривать как систематический вид неглубокого гипоксического воздействия, активирующий адаптивные механизмы сопротивляемости организма. Степень энергодефицита при этом, как правило, невелика и в значительной степени носит адаптивный характер. Именно эти феномены мы наблюдали при гипоксических тренировках, которые вызывали умеренные изменения энергетического обмена в сравнении с острой гипоксией. Таким же образом действуют и антигипоксанты, которые оптимизируют энергетический обмен, предупреждая повышенные энерготраты при гипоксическом состоянии [14]. Следовательно, в основе гипоксических тренировок и при действии антигипоксантов вовлекаются сходные механизмы, синергично оптимизирующие энергообразование и энерготраты организма. Поскольку головной мозг относится к органам с повышенными потребностями в кислороде, ткани мозга активно реагируют на его кислородную недостаточность, что мы видим из полученных данных. На этом фоне систематические гипоксические тренировки обеспечивают приспособление к развивающейся гипоксической ситуации в виде сохранения пула основных макроэргических фосфатов и энергетического заряда адениловой системы, что указывает на повышение адаптивных возможностей мозга и организма в целом.

Заключение:

            Разработанный режим тренировки в виде интервальной гипобарической гипоксии формирует в тканях головного мозга ВУ и, особенно, НУ к гипоксии крыс адекватный условиям воздействия метаболический ответ, заключающийся в препятствовании снижения содержания креатинфосфата, адениннуклеотидов, пирувата, восстановленного глутатиона и активности СОД, а также накоплению лактата, ДК и МДА. При этом изученные метаболические показатели на фоне тренировки у крыс остаются ниже, чем у интактных животных с такой же чувствительностью к гипоксии. Интервальные гипоксические тренировки следует рассматривать в качестве эффективного метода повышения индивидуальной устойчивости организма к метаболическим повреждениям головного мозга гипоксического генеза.

Литература:

1. Воробьева В.В., Левченкова О.С., Ленская К.В. Роль биоэнергетической гипоксии в морфологической трансформации миокарда при вибрационной болезни // Психофармакол. и биол. наркология. – 2024. – Т. 15, № 1. – С. 69–78. DOI: 10.17816/phbn625963

2. Даниленко Л.М., Покровский М.В., Королев А.Е., Кочкаров В.И. Митохондриальные АТФ-зависимые калиевые каналы как точка приложения действия при дистантном прекондиционировании // Научн. ведомости Белгородского гос. ун-та. Серия «Медицина. Фармация» – 2010. – Вып. 12/2, № 22 (93). – С. 15–18.

3. Евсеев А.В., Мосин О.А., Евсеева М.А., Переверзев В.А., Правдивцев В.А., Степанов Д.В., Алексашкин С.В. Противогипоксический эффект алмидсодержащих металлокомплексных соединений в эксперименте // Психофармакол. и биол. наркология. – 2024. – Т.15, №1. – С. 53–60. DOI: 10.17816/phbn626030

4. Зарубина И.В., Шабанов П.Д. От идеи С.П. Боткина о «предвоздействии» до феномена прекондиционирования. Перспективы применения феноменов ишемического и фармакологического прекондиционирования // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2016. – Т.14, №1. – С.4-28. – Doi: 10.17816/RCF1414-28

5. Катунина Н.П., Рылеев А.Ю., Шабанов П.Д. Противогипоксическая активность новых производных пиридина и 3-оксипиридина // Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. – 2011. – Т.9, №1. – С.58-62.

6. Ким А.Е., Шустов Е.Б., Ганапольский В.П. Патогенетические и фармакодинамические особенности применения производных янтарной кислоты при различных заболеваниях сердечно-сосудистой и нервной систем // Психофармакол. и биол. наркология. – 2024. – Т.15, №1. – С.7–22. DOI: 10.17816/phbn626718

7. Колесник И.М., Покровский М.В., Гудырев О.С. Дистантное и фармакологическое прекондиционирование – новые возможности стимуляции неоваскулогенеза // Кубанский научн. мед. вестник. – 2010. – № 6. – С. 56 –58.

8. Марышева В.В., Шабанов П.Д. Повышение физической выносливости у животных препаратами с тиомочевинной группировкой (обзор литературы) // Обз. по клин. фармакол. и лек. терапии. – 2019. – Т.17, №1. – С.17-30. Doi: 10.7816/RCF17117-30.

9. Рыбникова Е.А., Самойлов М.О. Нейропротективные эффекты гипоксического посткондиционирования // Патогенез. – 2011. – № 3. – С. 56–57.

10. Шабанов П.Д. Истоки и предпосылки создания концепции ноотропов // Нейрохимия. – 2023. – Т.40, №2. – С.101-107. DOI: 10.31857/S1027813323020127

11. Шабанов П.Д. Создатель концепции антигипоксантов и актопротекторов (к 100-летию профессора В.М. Виноградова) // Психофармакол. и биол. наркология. – 2024. – Т.15, №1. – С. 79–90. DOI: 10.17816/phbn625959

12. Якушева Е.Н., Щулькин А.В., Абаленихина Ю.В. Оценка эффективности этилметилгидроксипиридина сукцината при алкогольной абстиненции // Психофармакол. и биол. наркология. – 2024. – Т.15, №1. – С. 61–68. DOI: 10.17816/phbn625395

13. Pasupathy S, Homer-Vanniasinkam S. Ischemic preconditioning protects against ischaemia/reperfusion injury: emerging concepts. Eur. J. Vasc. Endovasc. Surg. – 2005. – V.29, N2. – P.106-115. doi: 10.1016/j.ejvs.2004.11.005.

14. Shabanov P.D., Zarubina I.V. Hypoxia and antihypoxants, focus on brain injury // Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. – 2019. – Т.17, №1. – С.7-16. Doi: 10.7816/RCF1717-16