Տանականի նյարդապաշտպանիչ ազդեցությունները սակավաշարժության պայմաններում

Տանականի նյարդապաշտպանիչ ազդեցությունները սակավաշարժության պայմաններում

Բանալի բառեր. սակավաշարժություն, գլխուղեղի կեղև, ճարպերի գերօքսիդացում

Բջջում ազատ ռադիկալների և օքսիդիչների գերառաջացումը բերում է թաղանթների ամբողջության խախտմանը, բջջակմախքի վնասմանը և ԴՆԹ-ի մասնատումների ու մուտացիաների առաջացմանը: Սակայն ԴՆԹ վերանորոգող համակարգերի շնորհիվ ազատ ռադիկալների առաջացրած վնասները համուղղվում են, վնասված սպիտակուցները և ճարպաթթուները քայքայվում, իսկ նրանց փոխարեն սինթեզվում են նորերը: Այս ամենի արդյունքում բջիջը վերականգնում է իր գործունեությունը [14]: 

Հյուսվածքներում ազատ ռադիկալներն ու նրանց ածանցյալները ցածր կոնցենտրացիաներով առաջանում են նաև նորմալ պայմաններում և մասնակցում են անոթային տոնուսի, թթվածնի խտության ընկալման և նրա միջոցով հսկվող գործընթացների, տարբեր թաղանթային ընկալիչներից ազդանշանների հաղորդման, բջջի օքսիդավերականգնիչ հոմեոստազի կարգավորման կարևորագույն ֆիզիոլոգիական պրոցեսներին [27]: Սակայն այն դեպքում, երբ ազատ ռադիկալների առաջացումը գերազանցում է բջջի հակաօքսիդանտային պաշտպանությունը, առաջանում են անդարձելի վնասումներ, որոնք բերում են բջջի մահվան [5, 11]: 

Ինչպես հայտնի է, ազատ ռադիկալների գերառաջացումն ու ճարպերի գերօքսիդացման (ՃԳՕ) պրոցեսների խթանումը համարվում է ցանկացած սթրեսային հիվանդության պարտադիր օղակներից մեկը [4]: Ընդ որում, հարկ է նշել, որ օրգանիզմում օքսիդացիոն գործընթացների հանդեպ առավել մեծ զգայունություն է դրսևորում նյարդային հյուսվածքը, հատկապես` գլխուղեղի  կեղևը: Այս առումով, առանձնահատուկ ուշադրության կարող են արժանանալ հիպոկինետիկ սթրեսը (քաղաքակիրթ երկրներում համարվում է ժամանակակից կենսակերպի հատուկ դրսևորում) և նրա պայմաններում ՃԳՕ գործընթացների ինտենսիվության տեղաշարժերը գլխուղեղի կեղևում: Հարկ է նշել, որ գլխուղեղի կեղևում ազատ ռադիկալների առաջացման և ՃԳՕ ռեակցիաների տեղաշարժերի զարգացմանը կարող են նպաստել նաև սակավաշարժության (ՍՇ) պայմաններում դիտվող ուղեղային արյան շրջանառության խանգարումները [10]:

Ներկայումս սթրեսային ազդեցությունների հզոր աճի պայմաններում առողջության պահպանման նպատակով լայնորեն կիրառում են սննդային հավելումներ և բուսական ծագում ունեցող դեղանյութեր: Վերջիններից հատուկ ուշադրության կարող է արժանանալ գինկգո բիլոբայի մզվածք Egb 761-ը (տանական): Այն հանդիսանում է խիստ ստանդարտացված, կենսաֆլավոնոիդներով հարուստ դեղանյութ, որն օժտված է արտահայտված հակաօքսիդանտային և ուղեղային արյան շրջանառությունը բարելավող ազդեցություններով [6, 8, 9, 16, 23, 29]: 

Ելնելով վերը նշվածից` տվյալ հետազոտության նպատակն է հանդիսացել ուսումնասիրել ՍՇ պայմաններում ՃԳՕ պրոցեսները գլխուղեղի կեղևում և պարզաբանել դրանց, ինչպես նաև տեղային ուղեղային արյունահոսքի (ՏՈՒԱ) տեղաշարժերի վրա տանականի թողած հնարավոր համուղղիչ ազդեցությունները: 

Նյութերը և մեթոդները

Փորձերը կատարվել են 130-150գ զանգվածով 180 արու առնետների վրա: Առնետները բաժանվել են 3 խմբի, որոնք գտնվել են համապատասխանաբար 15-, 30- և 45-օրյա ՍՇ պայմաններում: Յուրաքանչյուր խումբն իր հերթին բաժանվել է 3 ենթախմբի: Առաջին ենթախմբի առնետները գտնվել են նորմալ վիվարիումի պայմաններում: Երկրորդ ենթախմբի առնետները գտնվել են ՍՇ պայմաններում: Երրորդ ենթախմբի առնետներին, որոնք գտնվել են ՍՇ պայմաններում, ամեն օր ենթաորովայնային ուղիով ներարկվել է տանական 15մգ/կգ/օրական դեղաչափով:

ՏՈՒԱ-ը որոշվել է նեմբուտալային անզգայացման տակ (40 մգ/կգ)` լազերային դոպլեր ֆլոումետրի օգնությամբ: ՍՇ յուրաքանչյուր շրջանից հետո առնետները ենթարկվել են գլխատման, անջատվել է գլխուղեղի կեղևը և անմիջապես սառեցվել հեղուկ ազոտում: Հյուսվածքներից պատրաստվել են 5%-անոց հոմոգենատներ, որոնք այնուհետև ցենտրիֆուգվել են 0-4⁰C-ի պայմաններում: Ստացված վերնստվածքային հեղուկները օգտագործվել են հետագա կենսաքիմիական ցուցանիշների որոշման նպատակով: Առնետների գլխուղեղի կեղևում NADPH-կախյալ (ՆԿԳ) և ասկորբատ-կախյալ (ԱԿԳ) օքսիդացման ինտենսիվությունը որոշվել է ըստ Ա.Լ. Արչակովի և համահեղինակների [2]: Մալոնային երկալդեհիդի (ՄԵԱ) և ընդհանուր թիոլային խմբերի (ԸԹԽ) մակարդակը որոշվել է համապատասխանաբար ըստ Տ. Իոշիոկայի [28] և Լինդսեյ Ա. Սեդլակի [25]: ՍՕԴ-ի, կատալազի և գլուտաթիոն ռեդուկտազի (ԳՌ) ակտիվությունները համապատասխանաբար որոշվել են համաձայն Մ. Նիշիկիմիի [18], Տ.Տ. Բերեզովի [1] և Ռ.Ե. Պինտոյի [22]: Սպիտակուցի մակարդակը որոշվել է ըստ Լոուրիի [15]:

Բոլոր տվյալները բերված են M±SD տեսքով: Խմբերի միջև վիճակագրորեն հավաստի փոփոխությունների առկայությունը որոշվել է ըստ Man–Whitney U և ըստ Wilcoxon թեսթերի, p‹0.05-ի դեպքում խմբերի միջև փոփոխությունը ընդունվել է որպես վիճակագրորեն հավաստի:

Արդյունքները և դրանց քննարկումը

Ինչպես հայտնի է, ԿՆՀ-ը խաղում է վճռորոշ դեր սթրեսային ռեակցիաների դրսևորման և կարգավորման մեջ: Ընդ որում, սթրեսային ազդեցությունների առաջնային ազդանշանի դերում հանդես է գալիս ճարպերի գերօքսիդացման ռեակցիաների խթանումը [4]: Սակայն հարկ է նշել, որ յուրաքանչյուր սթրեսային ազդակ բնութագրվում է ԿՆՀ-ի վրա թողած ազդեցության  իր առանձնահատկություններով: Տվյալ հետազոտության արդյունքում պարզվեց, որ հիպոկինետիկ սթրեսը ՍՇ 15-, 30- և 45-րդ օրերին, համեմատած ազատ հսկիչ խմբի հետ, բերում է ՆԿԳ զգալի խթանմանը համապատասխանաբար 81,55, 45,85 և 70,76%-ով (աղ. 1): ԱԿԳ ինտենսիվությունը փոփոխության է ենթարկվում և նվազում է ՍՇ 30- և 45-րդ օրերին համապատասխանաբար 35,85 և 38,59%-ով: Ազատ ռադիկալների առաջացմանը բերող նշված համակարգերի ակտիվության փոփոխությունները կարելի է բացատրել գլխուղեղի կեղևի ֆունկցիոնալ ակտիվության և հիպոկինետիկ սթրեսի նյարդահումորալ տեղաշարժերով: Այսպես. ՍՇ առավելապես սոմատոսենսոր բաղադրիչի հետևանքով զգալիորեն ընկնում է գլխուղեղի զգայաշարժիչ կեղևի ֆունկցիոնալ ակտիվությունը, որն էլ իր հերթին կբերի նրանում նյութափոխանակության մակարդակի և ԱԵՖ-ի սինթեզի նվազմանը: Վերջինիս հետևանքով ՍՇ ընթացքում աստիճանաբար կխախտվի միտոքոնդրիումների թաղանթների կառուցվածքային ամբողջականությունը, որն էլ կանդրադառնա ԱԿԳ պրոցեսների վրա: Մյուս կողմից, միտոքոնդրիումների ֆունկցիոնալ ակտիվության նվազման հետևանքով կդիտվի NADH/NAD+ և NADPH/NADP+ հարաբերությունների մեծացում, որն էլ կբերի ՆԿԳ-ն խթանմանը [24]: ՆԿԳ պրոցեսների ինտենսիվացումը կարող է պայմանավորված լինել նաև ՍՇ պայմաններում արյան մեջ ստերոիդ հորմոնների մակարդակի տատանումներով: Դա կարելի է բացատրել գլյուկոկորտիկոիդների` ցիտոքրոմ P450-ի էքսպրեսիան խթանող ազդեցությամբ [26]:

Քանի որ ՆԿԳ խթանման պատճառ կարող է լինել նաև օջախային իշեմիայի հետևանքով իշեմիկ օջախ ներթափանցած նեյտրոֆիլների ակտիվացումն ու նրանցում շնչական ՙպայթյունի՚ զարգացումը [20], մեր հաջորդ քայլը եղավ ՍՇ պայմաններում գլխուղեղի կեղևում տեղային ուղեղային արյունահոսքի ուսումնասիրումը: 

Աղյուսակ 1

ՍՇ պայմաններում ՆԿԳ և ԱԿԳ ինտենսիվությանը և ՄԵԱ-ի մակարդակի փոփոխությունները գլխուղեղի կեղևում (M±SD)

* - P‹0.05 համեմատած ազատ հսկիչ խմբի հետ

* - P‹0.05 համեմատած համապատասխան ՍՇ -ն հսկիչ խմբի հետ

Կատարված հետազոտությունների արդյունքում պարզվեց (Նկար), որ 15-, 30- և 45-օրյա ՍՇ պայմաններում դիտվում է գլխուղեղի կեղևի ՏՈՒԱ-ի զգալի նվազում համապատասխանաբար 45,44, 31,25 և 24,25%-ով: Կեղևային ուղեղային արյունահոսքի նվազումը նշված պայմաններում կարելի է բացատրել հիպոկինետիկ սթրեսի բաղադրիչներով: Ընդ որում, քանի որ հուզական բաղադրիչը հատկապես ցայտուն է դրսևորվում ՍՇ սկզբնական շրջանում, դրանով էլ հենց պայմանավորվում է այս փուլում օջախային արյունահոսքի առավել արտահայտված նվազումը: Հաշվի առնելով ՍՇ պայմաններում ՆԿԳ գործընթացների և ՏՈՒԱ-ի տեղաշարժերի դինամիկան` կարելի է ենթադրել, որ վերջիններս կարող են լինել ֆերմենտատիվ ուղիով ՃԳՕ խթանման հնարավոր մեխանիզմներից միայն մեկը, բայց` ոչ վճռորոշը: Ընդ որում, ազատ ռադիկալային և ՏՈՒԱ-ի տեղաշարժերը կարող են փոխպայմանավորել միմյանց` ստեղծելով արատավոր օղակ [17]:

Նկար: ՏՈՒԱ-ի փոփոխությունները (%) ՍՇ պայմաններում և տանականի ազդեցության տակ 

Այսպիով, ՍՇ-ը բերում է ՆԿԳ համակարգի ֆունկցիոնալ ակտիվության զգալի մեծացմանը, ՏՈՒԱ-ի նվազմանը` ստեղծելով բարենպաստ պայմաններ ՃԳՕ գործընթացների խթանման համար: Սակայն ազատ ռադիկալները ներգրավվում են ախտաբանական գործընթացների մեջ այն դեպքում, երբ նրանց առաջացումը գերազանցում է հակաօքսիդանտային համակարգի պաշտպանական հնարավորությունները: 

ՍՕԴ-ը պաշտպանում է ազատ ռադիկալներից` դիսմուտացնելով թաղանթները և կենսաբանական կառույցները վնասող սուպերօքսիդ անիոն ռադիկալը: Մեր կողմից կատարված հետազոտությունների արդյունքում պարզվեց, որ 15-, 30- և 45-օրյա ՍՇ-ը, ազատ հսկիչ խմբի հետ համեմատած, բերում է ՍՕԴ-ի ակտիվության նվազմանը համապատասխանաբար 8,78, 29,73 և 42,57%-ով: ՍՕԴ-ի ակտիվության նման նվազումը կարող է ունենալ հարմարվողական նշանակություն և պայմանավորված լինել ԱԿԳ ինտենսիվության նվազմամբ: Բացի այդ, այստեղ կարևոր դեր կարող է խաղալ նաև  NADPH-կախյալ ուղիով ազատ ռադիկալների գերառաջացման հետևանքով ՍՕԴ-ի ակտիվազերծումը կամ քայքայումը [13]: 

Կատալազը հակաօքսիդանտային ֆերմենտ է, որը պատասխանատու է ջրածնի գերօքսիդի զգալի քանակների վնասազերծման համար: Կատալազի ոչ ակտիվ վիճակից ակտիվ վիճակի անցնելու համար պահանջվում է NADPH: Քանի որ կատալազը հիմնականում տեղակայված է և գործում է պերօքսիսոմներում [12], ՍՇ պայմաններում նրա ակտիվության բարձրացումը (77,78, 16,67 և 55,56%-ով  համապատասխանաբար ՍՇ 15-, 30- և 45-րդ օրերին` համեմատած ազատ հսկիչ խմբի հետ) կարող է բացատրվել ՆԿԳ խթանմամբ, ինչպես նաև վերականգնված ադենինդինուկլեոտիդների մակարդակի բարձրացմամբ:

Թիոլային խմբերը խաղում են առանցքային դեր բջջի` գերօքսիդացման դեմ տարվող պաշտպանությունում [4]: Ուսումնասիրությունները ցույց տվեցին, որ 15-, 30- և 45-օրյա ՍՇ պայմաններում գլխուղեղի կեղևում դիտվում է ԸԹԽ-ի մակարդակի զգալի բարձրացում համապատասխանաբար 10,1, 18,18 և 19,19%-ով` ազատ հսկիչ խմբի հետ համեմատած: ԸԹԽ-ի մակարդակի նշված բարձրացումը ՍՇ պայմաններում կարելի է բացատրել գլխուղեղի կեղևում ՃԳՕ ընկճմամբ:

ԳՌ-ը համարվում է ներբջջային վերականգնված գլուտաթիոնի մակարդակի պահպանմանը մասնակցող կարևորագույն ֆերմենտը: Այն հիմնականում գտնվում և գործում է NADPH-կախյալ ուղիով ազատ ռադիկալների առաջացման համար պատասխանատու կենտրոնների մոտ: Կատարված հետազոտությունների արդյունքում հայտնաբերվեց, որ ՍՇ 15-, 30- և 45-րդ օրերին, ազատ հսկիչ խմբի հետ համեմատած, տեղի է ունենում ԳՌ-ի ակտիվության զգալի նվազում համապատասխանաբար 20,51, 44,87 և 26,92%-ով: ԳՌ-ի ակտիվության նշված տեղաշարժերը կարելի է բացատրել ՍՇ պայմաններում դիտվող ԸԹԽ-ի մակարդակի և ՆԿԳ ինտենսիվության տեղաշարժերով (աղ. 2):

ՍՇ պայմաններում պրո- և հակաօքսիդանտային համակարգերի բաղադրիչների հետ տեղի ունեցող վերը նշված փոփոխությունների արդյունքում գլխուղեղի կեղևում ՃԳՕ ինտենսիվությունը պարզաբանելու նպատակով մեր կողմից նրանում որոշվել է ՄԵԱ-ի մակարդակը: Վերջինս հանդիսանում է ՃԳՕ երկրորդային արգասիք և բազմաթիվ գիտնականների կողմից ընդունվում է որպես ՃԳՕ ինտենսիվության ցուցանիշ: Մեր կողմից կատարված փորձերի արդյունքում պարզվեց, որ 15-, 30- և 45-օրյա ՍՇ-ը գլխուղեղի կեղևում բերում է, ազատ հսկիչ խմբի հետ համեմատած, ՄԵԱ-ի մակարդակի նվազմանը համապատասխանաբար 19,32,  67,05 և 67,05%-ով: Հավանաբար, ՍՇ պայմաններում գլխուղեղի կեղևում ստեղծվում է նոր օքսիդավերականգնիչ հավասարակշռություն, որն ուղղված է նյարդային հյուսվածքի օպտիմալ գործունեության և արյունամատակարարման պահպանմանը:  

ՍՇ հետևանքով զարգացող վերը նշված տեղաշարժերը կանխելու նպատակով մեր կողմից ուսումնասիրվել է սակավաշարժության հետ միաժամանակյա տանականի ամենօրյա ներմուծումների արդյունավետությունը:  

Տվյալ հետազոտության արդյունքում հայտնաբերվեց, որ նյարդապաշտպանիչ հատկություններով օժտված տանականի ամենօրյա կիրառումը ՍՇ պայմաններում զգալիորեն կանխում է ՏՈՒԱ-ի նվազումը (ՍՇ 15-րդ օրը ամբողջությամբ է կանխում, իսկ 45-րդ օրը` 33,48%-ով): Տանականի նշված ներգործությունը կարելի է բացատրել նրա հակասթրեսային, սիրտ-անոթային, հակաօքսիդանտային և սինապսային նյարդակարգավորիչ ազդեցություններով [19]: Պարզվեց նաև, որ նրա ազդեցության տակ ՆԿԳ պրոցեսները վիճակագրորեն հավաստի փոփոխության չեն ենթարկվում, սակայն ՍՇ 15-րդ օրը տանականը 28,4%-ով ընկճում է ԱԿԳ-ը, համեմատած ազատ հսկիչ խմբի, իսկ 30- և 45-րդ օրերին համապատասխանաբար 75,23 և 69,92%-ով  զգալիորեն կանխում է նրա նվազումը (աղ. 1): Ինչպես հայտնի է, ազատ ռադիկալային «սկավենջեր» հատկությամբ օժտված միացությունները հավասարաչափ ընկճում են խթանված և´ ԱԿԳ-ը, և´ ՆԿԳ-ը: Քանի որ ՆԿԳ պրոցեսներն այստեղ զգալի փոփոխության չեն ենթարկվում, ապա կարելի է եզրակացնել, որ տանականը նպաստում է ՆԿԳ համակարգի ֆունկցիոնալ ակտիվության մեծացմանը: Դա կարող է պայմանավորված լինել տանականի ազդեցության տակ ցիտոքրոմ P450-ի խթանմամբ և/կամ NADPH-կախյալ օքսիդառեդուկտազների ակտիվության բարձրացմամբ [7]: 

 Աղյուսակ 2 

ՍՇ պայմաններում հակաօքսիդանտային համակարգի ակտիվության փոփոխությունները գլխուղեղի կեղևում  (M±SD)

* - P‹0.05 համեմատած ազատ հսկիչ խմբի հետ

* - P‹0.05 համեմատած համապատասխան ՍՇ -ն հսկիչ խմբի հետ

ԱԿԳ վրա տանականի թողած ընկճող ազդեցությունը կարելի է բացատրել նրա հակաօքսիդանտային հատկություններով: Երկարատև ՍՇ պայմաններում տանականի ազդեցության տակ ԱԿԳ խթանումը կարող է պայմանավորված լինել միտոքոնդրիումների գործունեության և, ընդհանրապես, բջջի նյութափոխանակության վրա նրա թողած դրական ազդեցություններով: Բացի այդ, այստեղ կարող է տեղի ունենալ նաև ԱԿԳ համակարգում ազատ ռադիկալներ գոյացնող կենտրոնների խթանված էքսպրեսիա:

Ստացված տվյալներից պարզվեց, որ ՍՇ պայմաններում տանականը ՍՕԴ-ի ակտիվության վրա զգալիորեն ազդում է միայն ՍՇ 15-րդ օրը և բերում է 77,7%-ով նրա ակտիվության բարձրացմանը` համեմատած ազատ հսկիչ խմբի: Տանականի նշված ազդեցությունը կարելիէ բացատրել սեփական սուպերօքսիդդիսմուտազային հատկություններով [21], ինչպես նաև գենային համակարգի վրա նրա թողած ներգործություններով [29]: Հետագայում, ՍՇ 15-րդ օրից հետո, հավանաբար, տանականի նշված ազդեցության հանդեպ զարգանում է ֆարմակոկինետիկ տոլերանտություն:

Տանականի ամենօրյա ներմուծումները ՍՇ 15-րդ օրը ամբողջությամբ կանխում են կատալազի ակտիվացումը, սակայն ՍՇ 30-րդ օրը 27,78%-ով, համեմատած ազատ հսկիչ խմբի, բերում են նրա ակտիվացմանը: Դա կարող է պայմանավորված լինել ՆԿԳ համակարգի, ինչպես նաև գենային և/կամ սպիտակուցային մակարդակով կատալազի էքսպրեսիայի վրա նրա թողած ներգործություններով: 

Պարզվեց նաև, որ ՍՇ 30-րդ օրը տանականը 65,72%-ով վիճակագրորեն հավաստի կանխում է ԳՌ-ի ակտիվազերծումը: Սա կարելի է բացատրել ՃԳՕ և ԸԹԽ-ի մակարդակի, ինչպես նաև գենային մակարդակով ԳՌ-ի էքսպրեսիայի վրա տանականի թողած ազդեցություններով: Ինչ վերաբերում է ԸԹԽ-ի մակարդակին, ապա հայտնաբերվեց, որ ՍՇ 15-րդ օրը տանականը զգալիորեն` 34,34%-ով, իջեցնում է այն,  համեմատած ազատ հսկիչ խմբի հետ, սակայն շարունակվող ՍՇ պայմաններում կանխում է ԸԹԽ-ի մակարդակի տատանումները (աղ. 2):

ՍՇ պայմաններում պրո- և հակաօքսիդանտային համակարգերի ակտիվության վրա տանականի վերը նշված ներգործությունների հետևանքով ՃԳՕ ինտենսիվության փոփոխությունները պարզաբանելու նպատակով գլխուղեղի կեղևում որոշվել է նաև ՄԵԱ-ի մակարդակը: Ստացված արդյունքները ցույց տվեցին, որ ՍՇ15- և 45-րդ օրերին տանականը ամբողջությամբ, իսկ 30-րդ օրը 23.73%-ով կանխում է ՍՇ պայմաններում դիտվող ՄԵԱ-ի մակարդակի տատանումները (աղ. 1): 

Այսպիսով, սակավաշարժությունը գլխուղեղի կեղևում բերում է ճարպերի գերօքսիդացման գործընթացների զգալի ընկճմանը, ինչպես նաև օջախային արյունահոսքի արտահայտված նվազմանը: Այս պայմաններում տանականի ամենօրյա կիրառումը թողնում է հիմնականում կարգավորիչ ազդեցություն պրո- և հակաօքսիդանտային համակարգերի ակտիվության վրա և կարող է առաջարկվել սակավաշարժության պայմաններում գլխուղեղի կեղևում դիտվող ճարպերի գերօքսիդացման գործընթացների տեղաշարժերի և ուղեղային արյան շրջանառության խանգարումների համուղղման համար: 

Литература

1. Березов Т.Т., Буробина С.С., Волкова Л.В. и др. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. М.,1976.
2. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И.  Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.,1972.
3. Гусев Е.И., Скворцова В.И. Ишемия головного мозга. М., 2001.