И.Г. Шиленок, И.В. Мухина, И.В. Садовникова, Н.А. Панина

Нижегородская государственная медицинская академия; ЦНИЛ, Нижний Новгород

Анаболические эффекты минорных концентраций кортикостероидов, содержащихся в экстрактах коры надпочечников

Открытие и внедрение в медицинскую практику кортикостероидных гормонов имело эпохальное значение, сравнимое разве только с применением антибиотиков. Успехи в синтезе многочисленных кортикостероидных препаратов обеспечили широкое использование их как противовоспалительных, антиаллергических и цитостатических средств, что сопровождалось резким спадом интереса к физиологическим эффектам гормонов коры надпочечников.

Авторами проведено исследование анаболических эффектов минорных концентраций кортикостероидов, содержащихся в экстрактах коры фетальных, свиных и надпочечников взрослых лиц, влияние их на регенерацию и энергетические процессы в тканях организма.

Исследования выполнялись на беспородных крысах (самцах). Фетальные надпочечники брались при вскрытии умерших в родах детей, свиные — во время забоя животных, надпочечники взрослых лиц — при вскрытии внезапно погибших от несчастных случаев людей в возрасте до 40 лет. Спиртовые экстракты надпочечников получали по технологии приготовления галеновых препаратов. Из 3 г ткани получали 1 мл экстракта.

Эксперименты проводились в 4 этапа.

Первую группу составили растущие животные, которым экстракты коры надпочечников вводились в объеме 0,5 мл подкожно через день в течение 5 нед. Измерение длины тела и взвешивание осуществлялись в начале, середине и в конце опыта. В последующем животные забивались и проводились морфометрические исследования ткани мозга, печени и сердца, включая электронную микроскопию. Животным второй группы вводились экстракты надпочечников двукратно, за сутки и за 30 мин до проведения гипобарической гипоксии. Затем животным в барокамере создавали давление, соответствующее подъему на высоту 9000 м со скоростью 1000 м в минуту с последующим пребыванием в ней в течение 40 мин, медленно опускали его с той же скоростью. После забоя у животных брали органы для определения морфометрических показателей, макроэргических соединений (АТФ, АДФ и АМФ) и активности прямой и обратной реакции лактатдегидрогеназы (ЛДГ). У части животных была выполнена резекция печени. У третьей группы животных вызывали токсический гепатит введением четыреххлористого углерода (ССl4 ) или депакина и в дальнейшем проводилось лечение экстрактами коры надпочечников. В четвертой группе животным вводили различные концентрации гидрокортизона и других гормонов с целью влияния на энергетические процессы в ткани печени в условиях гипобарической гипоксии. При всех исследованиях контрольную группу составляли животные, получавшие вместо экстрактов полусинтетические кортикостероидные препараты (гидрокортизон в дозе 10 мг/кг массы тела, или преднизолон 1 мг/­кг), приготовленные на той же спиртовой основе (10% раствор этилового спирта на физиологическом растворе) и в том же объеме. Полученные данные были обработаны на компьютере с помощью пакетов прикладных программ Stadia 6,0 для Windows 95.

Анализ результатов введения растущим крысам в течение 5 нед кортикостероидных препаратов показал, что прирост животных был максимальным в группе получавших экстракт коры фетальных (2,45±0,04 см, р<0,02) и свиных (2,0±0,05 см ) надпочечников (в контроле — 1,26± 0,04 см), при введении гидрокортизона он составил 1,4±0,04 см. При морфометрических исследованиях ткани печени у этих животных отмечено самое высокое содержание двуядерных гепатоцитов после введения экстрактов фетальных надпочечников — 38,5±1,16‰, в то время как после введения гидрокортизона эти клетки составляли 12,39±1,42‰; р<0,001.

В ткани печени у животных, получавших экстракты коры фетальных надпочечников, больше, чем после введения гидрокортизона, было нормальных гепатоцитов (14,8±0,58 у.е. против 8,33±0,83 у.е.) и коэффициент нормализации паренхимы печени (отношение нормальных гепатоцитов к дегенерированным) был в 3,5 раза выше (3,53±0,25 против 1,04±0,1; р<0,01). Аналогичные результаты получены и при резекции печени.

Морфометрическими исследованиями двигательных клеток головного мозга после 5-недельного введения экстрактов коры фетальных надпочечников установлено при общем лучшем состоянии нейронов некоторое увеличение площади тела клеток (129,218±24,791 мкм2, а после введения гидрокортизона — 94,507±31,055 мкм2; р<0,0001), что рассматривалось нами как регуляторная гипертрофия. Аналогично были увеличены размеры ядра двигательных нейронов головного мозга после введения экстрактов фетальных надпочечников (32,202±10,712 мкм2, при введении гидрокортизона — 24,141±6,902 мкм2) , что отражает большую активацию нейронов головного мозга. В меньшей мере отмечена активация мотонейронов перед­них рогов спинного мозга. После введения экс­трактов фетальных надпочечников площадь двигательных нейронов спинного мозга в среднем составила 514,705±245,814 мкм2 и ядра — 68,479±29,470 мкм2, в то время как после введения гидрокортизона соответственно 440,533± 215,513 и 40,005±14,707 мкм2.

Соответствующие исследования, выполненные в условиях гипобарической гипоксии с предварительным введением кортикостероидных препаратов дали совпадающие результаты влияния на морфометрические показатели печени, головного и спинного мозга, как и после длительного их введения, но представлены в меньшей степени. Исследование энергетических процессов в тканях организма в условиях гипобарической гипоксии после предварительного введения кортикостероидных препаратов показало, что в ткани печени содержание АТФ было выше после введения экстрактов коры фетальных надпочечников (2,917±0,328 ммоль/г, при введении гидрокортизона — 2,312±0,142 ммоль/г; р<0,001), причем как концентрация АТФ, так и отношение АТФ/АМФ при введении гидрокортизона были самыми низкими из всех групп, включая контроль с гипоксией.

В ткани мозга содержание АТФ ниже, чем в печени (2,285±0,349 ммоль/г). В условиях гипобарической гипоксии в группе животных с предварительным введением экстракта фетальных надпочечников содержание АТФ было самым высоким (2,489±0,109 ммоль/г) и превышало нормативные показатели. А самая низкая концентрация АТФ наблюдалась у животных, получивших перед гипоксией гидрокортизон (1,848±0,138 ммоль/г; р< 0,001). Как в случаях с тканями печени, в этой группе был самый низкий коэффициент АТФ/АМФ (5,485± 0,899), а самый высокий — при введении экстрактов коры фетальных надпочечников (10,637±0,46; р<0,001).

При исследовании энергетических процессов в мышце сердца в условиях гипобарической гипоксии в целом были отмечены те же закономерности. После предварительного введения экстрактов коры надпочечников концентрация АТФ была выше, чем после гидрокортизона (2,505±0,098 ммоль/г против 1,848±0,138 ммоль/г) и коэффициент АТФ/АМФ был также почти в 2 раза выше.

Электронно-микроскопическое исследование мышцы сердца в эксперименте с гипобарической гипоксией подтвердило благоприятное действие на миокард экстрактов фетальных надпочечников, после введения которых были наименьшими изменения в мышце сердца, отсутствовал внутриклеточный отек, были малыми изменения саркоплазматического ретикулума, больше выявлялось цитоплазматических гранул и особенно обращало на себя внимание увеличение количества митохондрий, что указывало на возрастание метаболической активности кардиоцитов. Аналогичные сдвиги в содержании макроэргов в тканях наблюдались после введения экстрактов коры свиных надпочечников и взрослых лиц.

Проведены сравнительные исследования влияния экстрактов коры надпочечников и полусинтетических кортикостероидов (преднизолон) на эволюцию морфологических изменений и энергетические процессы при экспериментальном гепатите (вызванном четыреххлористым углеродом и — в другой серии — противосудорожным препаратом депакином).

В случаях токсического гепатита с резекцией печени число двуядерных гепатоцитов было выше (20,3±1,25‰) при введении экстрактов коры свиных надпочечников (10 инъекций), чем с применением преднизолона (6,83±2,13‰). Коэффициент нормализации паренхимы печени был соответственно 3,8±0,16 и 1,81±0,11, что указывает на стимуляцию регенераторных процессов в печени экстрактом коры свиных надпочечников. Исследование энергетического обмена у животных с токсическим гепатитом, вызванным депакином, подтвердило отрицательное влияние преднизолона на энергетические процессы в ткани печени. Содержание АТФ при введении преднизолона составило 1,61±0,36 ммоль/г, а при введении экстракта свиных надпочечников — 2,35±0,19 ммоль/г. Соотношение АТФ/АМФ при введении экстракта свиных надпочечников более чем в 2 раза выше, чем при введении преднизолона, что указывает на более благоприятное течение энергетических процессов при введении экстрактов надпочечников. Сравнительное исследование активности ЛДГ в ткани печени и мозга как при гипобарической гипоксии, так и при токсическом гепатите, вызванном ССl4, показало более высокую активность прямой реакции (связанной с потреблением кислорода) при введении экстрактов коры надпочечников, чем при применении гидрокортизона и преднизолона.

В последней серии исследований самые высокие значения АТФ (3,289±0,385 ммоль/г) в ткани печени наблюдались у животных, которым вводились экстракты коры свиных надпочечников, содержащих в одной дозе (0,5 мл) 65 нмоль гидрокортизона, 0,83 нмоль дегидроэпеандростерона и 1,1 нмоль прогестерона. Различия с гипоксическим контролем (2,496±0,576 ммоль/г) достоверны, р= 0,0179. После введения гидрокортизона в той же дозе (65 нмоль) в чистом виде (вне экстракта коры надпочечников) содержание АТФ в ткани печени возросло в сравнении с гипоксическим контролем (2,873±0,394 ммоль/г), но различия были не достоверны. Введение 0,9 нмоль нерабола повысило значения АТФ в ткани печени (2,927±0,147 ммоль/г), как и при введении гидрокортизона в дозе 65 нмоль. Добавление в экстракт коры свиных надпочечников 2,6 мкмоль гидрокортизона, что повышало его содержание в 40 раз, приводило к снижению АТФ в печеночной ткани до 2,708±0,894 ммоль/г. Прогестерон в дозе 0,1 нмоль в отличие от гидрокортизона и нерабола понизил содержание АТФ в ткани печени до 2,189±0,173 ммоль/г. Эти данные позволяют считать, что положительное влияние низких концентраций кортикостероидов, содержащихся в экстрактах коры надпочечников, на энергетические процессы ткани печени определяется физиологическим соотношением имеющихся в них гормонов.

Выявленные закономерности авторы объясняют следующими моментами: 1) фактом присутствия в клетках тканей специфических рецепторов с различным сродством с кортикостероидами; 2) сменой направленности челночных механизмов переноса восстановительных эквивалентов; 3) наличием в спиртовых экстрактах коры надпочечников ансамбля гормонов в физиологических соотношениях; 4) пермиссивными эффектами кортикостероидов, зависящими от их концентрации.

Специфические рецепторы с высоким сродством активируются при низких концентрациях гормонов, с ними сопряжена анаболическая направленность в обмене веществ, свободная энергия НАДФН используется без потерь в восстановительном синтезе (жирные кислоты, холестерин, сфингозин, стероиды и др.). При высоких концентрациях кортикостероидов активируются специфические рецепторы, имеющие низкое сродство с гормонами, экспрессируется катаболическая направленность в обмене веществ, свойственная стрессовым ситуациям. Адаптационные процессы обеспечиваются преимущественно энергией восстановительных эквивалентов НАДН и ФАДН2, 40% которой аккумулируется при синтезе АТФ. Остальная часть энергии восстановительных эквивалентов превращается в тепло, усиливающее ферментативный катализ, и избыточно расходуется АТФ.

Смена направленности челночных механизмов переноса цитозольного НАДН, образующегося в процессе гликолиза, может определяться концентрацией гормонов коры надпочечников. В условиях стресса с большим расходом АТФ и в отсутствие гипоксии цитозольный НАДН транспортируется при участии цитрата (в серии превращений) в митохондрии и далее в электронную цепь, что приводит к возрастанию синтеза АТФ. При снижении концентраций кортикостероидов, свойственном состоянию покоя, и достаточно высоком содержании АТФ синтез его может тормозиться и цитозольный НАДН при участии того же цитрата (в другой серии превращений) используется в синтезе НАДФН2.

Присутствие в экстрактах коры надпочечников других лиганд (гормонов) усиливает или ослабляет степень сродства специфических рецепторов к кортикостероидам и тем самым изменяет скорость синтеза специфических белков (ферментов). При низких концентрациях кортикостероидов пермиссивный эффект распространяется на инсулин: через его посредников активируются ферментные системы анаболической направленности (синтез гликогена, жирных кислот и др.). При высоких концентрациях кортикостероидов пермиссивные эффекты опосредуются адреналином и через посредников усиливается активность ферментов катаболической направленности (распад гликогена, липолиз и др.).