Приведенные данные свидетельствуют о том, что длительное (до 3 мес) отсутствие в атмосфере РАВ сопряжено с достоверным снижением резистентности мембран эритроцитов. Постоянная биогенизация атмосферы сопровождается восстановлением резистентности мембран до нормы.
Ионы калия и состояние трансмембранного потенциала. Большинство энергетических и электрофизиологических процессов в организме протекают с изменением концентрации электролита внутри и вне клеток. Калий является важнейшим внутриклеточным катионом. Наблюдаемый сдвиг в балансе калия обусловлен изменением его содержания в клетках. Калий принимает участие в аккумуляции и в освобождении энергии в организме.
Натрий — главный ион внеклеточной жидкости. Содержание К + в клетках в 20 раз выше, чем концентрация Na + (Na/K — 1:20), а содержание внеклеточного К + в 28 раз меньше концентрации внеклеточного Na + (Na/K — 28:1). Ионы натрия и калия стремятся уйти туда, где их концентрация меньше: ионы калия — из клетки, ионы натрия — в клетку.
Функцию по транспортировке ионов калия и натрия через биологические мембраны выполняет Na-K-зависимая АТФаза-фермент. Ка +-АТФаза восстанавливает исходные градиенты, откачивая наружу и закачивая К + внутрь нейрона. При снижении мембранного потенциала открываются Na-каналы. При этом в нейрон-клетку поступают положительные ионы, что приводит к перемене знака потенциала (минус — снаружи, плюс — внутри). Возбуждение распространяется по нейрону и аксону. К + каналы открываются позднее.
Градиент К + противоположен градиенту Na +, в связи с чем ионы К + перемещаются наружу, при этом мембранный потенциал возвращается к исходному состоянию.
Итак, поток Na + внутрь клетки приводит к переразрядке мембран, противоположно направленный поток К + — к восстановлению исходного потенциала покоя.
Нами исследовано влияние РАВ на проницаемость мембран клеток для ионов калия и состояние трансмембранного потенциала. В ЕА проницаемость мембран для калия составляла 0,37. При длительном отсутствии РАВ в атмосфере гермообъема проницаемость мембран для ионов калия повысилась до 0,6. В БИА показатели проницаемости мембран для ионов калия достоверно не изменялись.
Трансмембранный потенциал в ЕА составил 0,55, в ИА — снизился до 0,35, а в БИА — нормализовался (0,53).
Таким образом, при отсутствии РАВ в атмосфере происходит снижение проницаемости мембран для ионов калия, трансмембранного потенциала. Биогенизация сопровождается нормализацией показателей трансмембранного потенциала и достоверно не влияет на проницаемость мембран для ионов калия.
Потребление кислорода клетками организма. Кислород жизненно необходим для осуществления всех функций организма, поскольку он участвует в нормальных окислительных реакциях. Более того, считают, что внутриклеточная активность кислорода может рассматриваться как необходимая стадия биоэнергетического обмена. Однако это явление рассматривается как универсальный механизм повреждения клетки. В биологических системах кислород обычно восстанавливается с помощью ферментов, что ведет к образованию его активных форм. Получены данные, что активные формы кислорода могут участвовать в формировании хронического процесса, например патологии печени [Логинов А.С. и др., 1994], т.е. избыточная концентрация кислорода в клетках создает опасность его токсического действия. В то же время радиозащитный эффект связан со снижением кислорода в тканях на 20—30%. Этот эффект универсален и занимает определенное место в механизме радиозащитного действия.
Поскольку кислород хорошо растворим в жирах, он легко проникает через липидный слой мембран и при этом может стать причиной образования свободных радикалов, активации ПОЛ. Определяющим фактором токсического действия кислорода является гидроксильный радикал ОН -, самый сильный окислитель, который образуется в реакциях радиолиза воды. Он и обусловливает повреждение ферментов, мембран, нуклеиновых кислот, полисахаридов, в результате чего нарушаются метаболизм тканей и клеточное дыхание.
В настоящее время проблеме активных форм кислорода придается большое значение. Знания о свободных кислородных радикалах важны не только для фундаментальных биологических исследований, но и для практических медицинских целей.
Кроме участия в обычных окислительных реакциях, кислород может окислять вещества в результате неферментных (боковых) реакций с молекулами клетки. В этих случаях кислород также способен повреждать клеточные структуры [Абрамова Ж.И. и др., 1985].
Противовесом кислороду служит постоянно функционирующая в организме противоокислительная биологическая защита, ведущую роль в которой играют природные противоокислительные соединения. Они регулируют потребление кислорода клетками организма, снимая тем самым опасность его токсического действия при избыточной концентрации. К ним относятся и РАВ. Однако вопрос влиянии РАВ на утилизацию кислорода клетками организма не изучен. Мы провели исследование этого вопроса. Опыты поставлены на трех группах крыс линии Wistar. Животных первой группы содержали в ЕА, второй — в ИА, третьей — в БИА. Длительность эксперимента — 3 мес. Кислород определяли в бедренных мышцах методом полярографии.
Установлено, что у крыс, находящихся в обычной атмосфере, концентрация кислорода в бедренных мышцах составила 206,73 нг • атом/мл. В искусственной атмосфере эти показатели были выше, чем в естественной, — 309,86 нг • атом/мл (Р<0,001). Можно предположить, что в искусственной атмосфере нарушен процесс реализации кислорода в тканях и повышенное содержание кислорода в организме может способствовать неспецифическим окислительно-восстановительным процессам. Ежедневная биогенизация искусственной атмосферы РАВ приводила к снижению концентрации кислорода в тканях до 86 нг • атом/мл (Р<0,001 по отношению к показателям в искусственной атмосфере).
Приведенные данные свидетельствуют о том, что РАВ регулируют потребление кислорода клетками, снимая тем самым опасность его токсического действия при избыточной концентрации.
Были изучены изменения иммунологической системы экспериментальных животных, длительное время находящихся в искусственной атмосфере гермообъема, и возможность патогенетической профилактики этих расстройств с помощью растительных ароматических веществ.
На 30-е сутки от начала эксперимента у части животных исследовали цитолитическую активность лимфоцитов и гуморальный иммунный ответ на эритроциты барана. Остальных животных забивали на 90-е сутки. У них определяли массу тела и уровень кортикостерона в сыворотке крови.
Длительное пребывание в ИА сопровождалось развитием дисбаланса со стороны иммунологической системы. Нарушалась как Т-, так и В-система иммунного ответа. Так, на 30-е сутки повышалась функция Т-лимфоцитов, опосредующих ГЗТ на стимуляцию корпус-кулярным антигеном, высокой оставалась активность Т-клеток в реакции на растворимый антиген. Одновременно снижалась цитолитическая активность NK-клеток (табл. 3). Со стороны гуморального иммунного ответа на 30-е сутки наблюдались депрессия антителообразующей функции В-клеток и снижение титра гемагглютининов (табл. 4).
Таблица 3. Цитолитическая активность спленоцитов крыс на 30-е сутки пребывания в искусственной газовой среде гермообъема
Группа животных
Число животных
Цитолитическая активность спленоцитов, мм
Интенсивность реакции ГЗТ , мм
на эритроциты барана
на ФГА
Контрольные (ИА)
10
38±2
0,39±0,03
0,37±0,04
Опытные
10
20±3*
0,63±0,19*
0,6510,09*
* Здесь и далее достоверность различий при Р<0,05.
Таблица 4. Гуморальный иммунный ответ на эритроциты барана крыс на 30-е сутки пребывания в искусственной газовой среде гермообъема