Биологические науки/8. Физиология человека и животных
Пурсанов К.А., Лушникова О.В.
Нижегородская
государственная медицинская академия, Россия
Влияние гепарина на выживаемость крыс при действии змеиных ядов в
условиях гипертермии
Актуальной задачей современной физиологии
является выяснение роли эндогенных физиологически активных веществ в регуляции
вегетативных функций организма. Одним из важных биорегуляторов является
гепарин, синтезируемый тучными клетками печени, легких, соединительной ткани,
играющий особую роль в поддержании гомеостаза. Хорошо установленным фактом
является способность гепарина образовывать комплексы с широким спектром белков,
пептидов, ферментов, катионных соединений, при этом могут меняться как его
собственные свойства, так и свойства веществ, вступающих с ним во
взаимодействие [1-3].
Влияние высокой температуры окружающей
среды на организм человека и животных охватывает широкий круг вопросов
физиологического характера. Одним из вопросов этого влияния является тот факт,
что кратковременное действие тепла на организм или эпизодические случаи
перегревания не являются типичными в условиях жизнеобитания. Чаще всего
организм сталкивается с более или менее продолжительным влиянием высокой
внешней температуры, которое связано с климатогеографическими условиями или со спецификой процессов [4].
Рядом авторов в экспериментах на
лабораторных животных показано увеличение продолжительности жизни при
предварительном введении зоотоксинов по сравнению с использованием только
высокой внешней температуры. Установлен механизм защитно-компенсаторных
реакций, связанных с острым перегреванием. Однако практическое использование
зоотоксинов при высокой внешней температуре без учета эндогенных факторов, к
которым относится гепарин, невозможно, так как гепарин, обладая
полифункциональными свойствами, может изменить вектор действия зоотоксинов на
диаметрально противоположный [5].
В связи с этим целью настоящего
исследования явилось изучение термопротекторных свойств зоотоксинов в условиях
вызванной гипер- и гипогепаринемии.
Работа была выполнена на 180 белых
лабораторных крысах-самцах массой 200±10 г. В работе были использованы яды кобры среднеазиатской (Naja oxiana Eichw.), эфы песчаной (Echis carinatus Schneid), гюрзы среднеазиатской (Vipera lebetina L.), гадюки обыкновенной (Vipera berus L.), щитомордника восточного (Agkistrodon blomhoffi Boie).
Исследуемые зоотоксины в дозах 2ДЛ50
и гепарин применялись в виде внутрибрюшинной инъекции согласно условиям
эксперимента. Через 10 мин животные помещались в термокамеру при
стабилизированной температуре 50°С. Оценивалась
продолжительность жизни крыс при
предварительном введении исследуемых зоотоксинов в сочетании с гепарином. Во
втором блоке экспериментов оценивалось количество выживших (%) через 24 часа
крыс после 45-минутной тепловой
экспозиции при действии змеиных ядов в условиях гипо- и гипергепаринемии.
Полученные данные были подвергнуты
статистической обработке методом парных сравнений по критерию Стьюдента.
При введении змеиных ядов
продолжительность жизни лабораторных животных в условиях высокой внешней
температуры зависела от видовой принадлежности того или иного токсина. Так,
максимальная продолжительность жизни регистрировалась при введении яда
щитомордника и яда эфы и составляла 226±30,0 и 159±9,2 мин соответственно,
причем продолжительность жизни при инъекции физиологического раствора и
гипертермии не превышала 40–45 мин. Минимальным термопротекторным действием
характеризовался яд гадюки, при введении которого продолжительность жизни
составляла 55±1,1мин (табл. 1).
Таблица 1
Влияние гепарина на продолжительность жизни
белых крыс (мин)
при действии зоотоксинов в условиях тепловой экспозиции
(50°С)
|
Условия эксперимента |
Зоотоксины |
||||
|
Кобра (1 мг/кг) |
Гюрза (4 мг/кг) |
Гадюка (2 мг/кг) |
Эфа (6 мг/кг) |
Щитомордник (4 мг/кг) |
|
|
Зоотоксины (контроль) |
61±1,4 |
60±4,0 |
55±1,1 |
159±9,2 |
226±30,0 |
|
Гепарин
(0.05:1) |
18±2,4* |
20±3,2* |
28±2,0* |
102±9,6* |
231±34,0 |
|
Гепарин (5МЕ/кг) |
78±1,8* |
22±1,6* |
48±2,3 |
114±1,9* |
234±14,2 |
|
Гепарин (50 МЕ/кг) |
20±1,3* |
58±2,2 |
57±2,8 |
160±2,7 |
228±18,4 |
|
Гепарин (500 МЕ/кг) |
29±1,6* |
71±2,3* |
69±2,0* |
150±3,2 |
215±21,4 |
|
Гепарин (5000 МЕ/кг) |
46±1,3* |
81±2,9* |
72±1,9* |
158±4,3 |
220±18,6 |
|
Протамин (10 мг/кг) |
98±1,4* |
98±3,0* |
92±3,1* |
167±11,3 |
202±12,7 |
*
Различия между контрольными и экспериментальными группами
статистически значимы (р≤0,05)
Соответственно продолжительности жизни при
действии зоотоксинов в условиях гипертермии увеличивалась выживаемость крыс
после тепловой экспозиции (50°С) в течение 45 мин. В
данных условиях введение яда эфы и щитомордника сопровождалось 100%
выживаемостью, при введении яда кобры и гюрзы 60 и 50% соответственно, и только
инъекция яда гадюки сопровождалась тотальной
гибелью животных (табл. 2).
Введение смеси гепарина и
исследуемых токсинов в весовом
соотношении 0.05:1 продолжительность жизни крыс достоверно снижалась, кроме
инъекции раствора гепарин – яд щитомордника (табл. 1). При таком соотношении
животных ядов с гепарином в постгипертермическом периоде, через 24 часа после
инъкции, выживало 70% животных при введении яда эфы и 100% при введении яда
щитомордника (табл. 2).
При предварительном введении
гепарина в возрастающих дозах (5–5000 МЕ/кг)
с последующим введением яда щитомордника после 45-минутной тепловой
экспозиции продолжительность жизни достоверно не изменялась (табл. 1), а количество
выживших особей в постгипертермическом периоде равнялась 100% (табл. 2).
Таблица 2
Влияние гепарина на выживаемость белых
крыс (%) после тепловой экспозиции (50°С) в течение 45 мин при действии
зоотоксинов
|
Условия эксперимента |
Зоотоксины |
||||
|
Кобра (1 мг/кг) |
Гюрза (4 мг/кг) |
Гадюка (2 мг/кг) |
Эфа (6 мг/кг) |
Щитомордник (4 мг/кг) |
|
|
Зоотоксины |
60 |
50 |
0 |
100 |
100 |
|
Гепарин
(0.05:1) |
0 |
0 |
0 |
70 |
100 |
|
Гепарин (5МЕ/кг) |
40 |
0 |
0 |
80 |
100 |
|
Гепарин (50 МЕ/кг) |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
|
Гепарин (500 МЕ/кг) |
0 |
0 |
10 |
100 |
100 |
|
Гепарин (5000 МЕ/кг) |
0 |
30 |
30 |
100 |
100 |
|
Протамин (10 мг/кг) |
50 |
40 |
60 |
100 |
100 |
Введение змеиных ядов на фоне
возрастающих доз гепарина сопровождалось разнонаправленным действием на
продолжительность жизни в условиях гипертермии и в постгипертермический период.
При предварительном введении 5 МЕ/кг гепарина продолжительность жизни и
выживаемость увеличивались при инъекции яда кобры, при введении яда гюрзы,
гадюки и эфы продолжительность жизни достоверно снижалась (табл. 1), а
выживаемость через сутки после тепловой экспозиции равнялась 80% при введении
яда эфы. При введении яда гюрзы и гадюки все животные в течение суток погибали
(табл. 2).
Классическим блокатором
эндогенного гепарина, как известно, является протамина сульфат [6,7]. В наших экспериментах после введения протамина сульфата
в дозе 10 мг/кг количество эндогенного гепарина в течение 6 часов равнялось
нулю. На фоне гипогепаринемии, вызванной протамина сульфатом, вводили змеиные
яды с последующей тепловой экспозицией.
Полученные данные
свидетельствуют о том, что продолжительность жизни в условиях гипертермии при
действии зоотоксинов на фоне гипогепаринемии, увеличивается во всех случаях,
кроме серии опытов с введением яда щитомордника (табл. 1), а выживаемость крыс
увеличивается до 40–100% (табл. 2).
Таким образом, как в условиях
тепловой экспозиции, так и в постгипертермическом периоде экзогенный и
эндогенный гепарин влияют на продолжительность жизни и выживаемость
лабораторных животных. Следует заметить, что гепарин не влияет на исследуемые
показатели при введении яда щитомордника и незначительно влияет на
продолжительность жизни и выживаемость при инъекции яда эфы. Такое
разноплановое влияние гепарина на термопротекторные свойства разных
зоотоксинов, возможно, связано с тем, что гепарин не взаимодействует с ядом
щитомордника, слабо взаимодействует с ядом эфы, и активно взаимодействует с
ядом кобры, гюрзы и гадюки. При таком взаимодействии указанные яды теряют свои
термопротекторные свойства, причём этот феномен связан с дозой гепарина,
которая характерна для каждого индивидуального яда.
Литература
1. Хомутов А.Е. Гепарин и зоотоксины. Механизмы
действия зоотоксинов. Горький; 1987. С.13-30.
2. Ляпина Л.А. Физиологические функции
гепарина. Успехи современной биологии 1987; 103 (1): 66-80.
3. Prakesh S. Shah A. et al. A Randomized, Controlled Trial of Heparin
Versus Placebo Infusion to Prolong the Usability of Peripherally Placed
Percutaneous Central Venous Catheters (PCVCs) in Neonates: The HIP (Heparin
Infusion for PCVC) Study. Pediatrics. 2007; 119: 284-291.
4. Sharma H.S., Hoopes P.J. Hyperthermia induced pathophysiology of
central nervous system. Int. J. Hyperthermia. 2003; 19: 325-354.
5. Хомутов А.Е., Гиноян Р.В., Ягин В.В. Термоадаптивные свойства зоотоксинов. Н. Новгород; 2005.
6. Ляпина Л.А., Азиева Л.Д.
Ингибиторы гепарина и их физиологическое действие. Успехи современной биологии
1989; 107
(2): 224-234.
7. Racanelli
A., Ahsan A., Fareed J. Protamine neutralisation of bleeding induced by
heparins. FASEB J. 1989; 3 (3):
745-747.