В нормальных физиологических условиях активность перекисного окисления липидов (сокращенно его называют ПОЛ) контролируется целым набором средств: специальными «антиокислительными» ферментами, витаминами Е, А, В, обладающими способностью «тушить» эти процессы. При ряде болезней - облучении, раке, Е-авитаминозе, кислородной интоксикации, перекисный процесс становится неуправляемым и приводит к повреждению мембран.
Основной принципиальный вопрос заключается в том, возможно ли такое протекание или даже усиление такого кислородзависимого процесса, как перекисное окисление липидов, в условиях ишемии, при которой содержание кислорода, доставляемого кровью в орган, значительно снижено. Очень долго возможность участия перекисных процессов в повреждении мембран при ишемии либо казалась сомнительной, либо вообще отрицалась, что существенно задержало исследования в данной области.
М. Биленко и ее сотрудники впервые показали, что перекисный процесс может усиливаться не только в условиях избыточного, но и в условиях сниженного содержания кислорода, возникающего в органах при ишемии, я доказали, что именно усиление переокисления мембран является одной из существенных причин их повреждения во время и после реоксигенации.
О результатах исследований впервые доложила Биленко в ноябре 1973 года на Всесоюзной конференции по острой ишемии органов и мерам борьбы с постишемическими расстройствами. Впоследствии данные были значительно расширены и дополнены.
Предпосылкой для проведения, казалось бы, бесперспективных и парадоксальных, по существовавшим ранее представлениям, исследований явились собственные наблюдения авторов, говорящие о том, что даже при полной и длительной ишемии в органах сохраняется некоторое количество кислорода, которое может оказаться достаточным для перекисных процессов, особенно если одновременно снижается активность антиокислительных систем и накапливаются метаболиты, стимулирующие этот процесс.
Смелое предположение и кропотливая работа были вознаграждены сполна.
Было доказано, что после наложения зажимов на сосуды почек крыс (как делают при обширных операциях на почечных сосудах или самих почках) или полного иссечения и хранения в консерванте изолированных почек собак (как это делают при пересадке почки) в почечной ткани уже через 1 час в 5 раз возрастало содержание перекисей липидов, а также резко падала антиокислительная способность липидов. Восстановление кровотока в таких почках путем снятия зажима с почечных сосудов или пересадки почки донору не приводило к нормализации содержания перекисей и не восстанавливало антиокислительную способность ткани, причем выживаемость животных после разных сроков ишемии почек коррелировала со степенью интенсификации перекисных процессов и возрастала после интибирования перекисных процессов искусственными антиокислителями.
Таким образом, впервые было экспериментально доказано, что процессы перекисного окисления усиливаются во время ишемии органа и продолжают активно протекать после восстановления в нем кровотока и что эти процессы оказывают повреждающее действие на ишемизированный орган.
Полученные результаты послужили началом дальнейшей многолетней работы. Аспирантами Л. Дудник, Д. Велихановой и старшим научным сотрудником П. Комаровым было показано, что аналогичное усиление процессов ПОЛ происходит при ишемии и реоксигенации печени; Л. Шеленковой и Т. Чураковой - при ишемии конечностей; В. Булгаковым - при ишемии и пересадке сердца. Недавно совместно с сотрудником академической группы В. Тельпуховым этот факт с помощью микрохирургической модели ишемии мозга был подтвержден и для головного мозга.
Сопоставление интенсивности протекания перекисных процессов при ишемии различных органов показало, что она соответствует чувствительности органов к ишемии и резче всего выражена в головном мозге, затем в печени, сердце и почках, позже всего - в мышцах конечностей. Помимо доказательства самого факта интенсификации ПОЛ при ишемии и реоксигенации, была проведена серия работ на изолированных из различных органов мембранах, и было показано, что накопление в них липидных перекисей коррелирует со снижением специфических мембранных функций.
Для выявления механизма действия липидных перекисей был разработан оригинальный метод выделения и окисления фосфолипидов из яичных желтков. Эти фосфолипиды близки к мембранным фосфолипидам клеток животных и человека. Добавление таких липидных перекисей к мембранам, выделенным из клеток животных (крыс, кроликов, собак), вызвало существенный рост проницаемости мембран, причем выяснилось, что причиной является образование в мембране каналов, пропускающих ионы (каналов «утечки» ионов),
Важным и новым фактом является также получение данных о том, что липидные перекиси вызывают спазм периферических сосудов и сосудов сердца, а также ослабляют сократительную функцию сердца, то есть происходят изменения, сопутствующие ишемии.
В настоящее время данные об интенсификации перекисных процессов при ишемии различных органов подтверждены многими исследователями в Советском Союзе и за рубежом. Они явились серьезным стимулом для целенаправленного синтеза новых лекарственных препаратов и поиска эффективных средств среди старых препаратов, ранее применявшихся при других видах патологии.
Какими же средствами бороться с повреждениями, возникающими в клетке в результате усиления перекисного окисления мембран? Естественно предположить, что эффективными могут оказаться методы, прицельно действующие на мембраны. Среди лекарственных препаратов или природных веществ требуемым эффектом могут обладать стабилизаторы мембран, укрепляющие их структуру и механически затрудняющие протекание реакций ПОЛ, а также антиокислители, блокирующие процессы перекисного окисления в мембранах.
Таким антиокислительным (его называют антиоксидантным) действием обладают многие вещества, вырабатываемые самой клеткой, и вещества, поступающие в организм с пищей, из них наиболее активен витамин Е. Химики на основе природных антиоксидантов создают новые синтетические препараты, причем оказалось, что многие лекарственные средства, такие, как анальгин, производные пиразолина, фенотиазина, противовоспалительные средства, обладают также антиокислительными свойствами, вероятно частично обусловливающими их эффект. Испытание препаратов с антиоксидантными свойствами в качестве противоишемических средств проведено на моделях ишемии и реперфузии почек, печени, сердца, мозга и мышц конечности. Среди многих испытанных в лаборатории М. Биленко препаратов (α-токоферол, дибунол, дилудин, 6-меркураскан, фенозан, пэгинол) наиболее эффективными при ишемии оказались дибунол и дилудин - синтетические антиоксиданты.
Дибунол как антиоксидант известен уже давно, и возможности его использования при других патологиях широко изучаются. Но оказывается, что введение дибунола до появления ишемии оказывает мощный противоишемический эффект, увеличивая количество выживших животных на семьдесят процентов при ишемии печени и мышц конечности, на 32 процента - при ишемии почек и, как недавно показано В. Тельпуховым, на 40 процентов - при ишемии мозга. Введение дибунола способствует сохранению сократительной функции сердца, снижает тяжесть ишемического шока, сохраняет структурно-функциональную целостность мембранных структур клетки. В настоящее время дибунол апробирован в качестве противоишемического средства для лечения обширных острых инфарктов миокарда. Обнаружено, что при его применении снижаются показатели ишемического повреждения миокарда, уменьшается частота рецидивов болей и нарушений ритма сердца.
Особый интерес представляет использование в качестве антиоксиданта при ишемии α-токоферола (витамина Е), поскольку этот антиоксидант является природным и в организме присутствует во многих органах. Токоферол применяют в клинике при острых инфарктах миокарда: он улучшает параметры сердечной деятельности. При ишемии других органов применение α-токоферола только разрабатывается, но японскими учеными уже получены обнадеживающие результаты при экспериментальной ишемии мозга, когда профилактическое введение α-токоферола улучшало неврологический статус и ресинтез энергии.
К перспективным протекторам (защитникам) от ишемических и реперфузионных повреждений относятся также и соединения из группы убихинонов - природных соединений, близких по строению к токоферолам. Работа по изучению противоишемического эффекта этих соединений начата недавно и проводится в основном японскими исследователями на моделях ишемии миокарда; наличие защитного эффекта убихинонов при ишемии миокарда позволяет надеяться, что эффект будет проявляться и при ишемии других органов.
