Владимир Кованов - Эксперимент в хирургии

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.

Таким образом, показано, что препараты с антиоксидантной активностью оказывают выраженный противоишемический эффект, что делает перспективным дальнейшую работу по поиску препаратов, защищающих органы от ишемических и реперфузионных повреждений среди антиоксидантов.

Перспективность второго нового направления исследований, а именно поиск путей «экономии» энергии в ишемизированном органе, станет понятным, если вспомнить роль, которую играет энергия в функционировании клетки. Эту энергию клетка производит из поступающих с пищей субстратов окисления; жиров, белков и углеводов - в специализированных субклеточных частицах - митохондриях, и запасает в виде химического соединения - АТФ, легко и по первому требованию отдающего ее органу. Для образования в митохондриях АТФ нужен кислород, поэтому при резком снижении поступления кислорода этот более чувствительный к дефициту кислорода, чем перекисное окисление, путь синтеза энергии резко снижается или даже прекращается. Ему на смену приходит запасной бескислородный путь синтеза АТФ с помощью гликолиза. Однако такой путь малопродуктивен (в 18 раз слабее, чем кислородное окисление) и поэтому не может обеспечить клетку энергией. Не хватает и ранее запасенного АТФ, в клетке возникает резкий «энергетический кризис».

Несмотря на прекращение во время ишемии функции (почка перестает продуцировать мочу, мышечные волокна сердца - сокращаться, печень - проводить детоксикацию ядов и синтез различных субстратов), органу не хватает энергии на сохранение в клетках стабильного содержания электролитов (калия, натрия, кальция и других), на необходимое и постоянно текущее замещение «постаревших» белковых и жировых молекул, входящих в структуру клетки, новыми молекулами.

Если учесть, что при полной остановке кровообращения прекращается доставка в орган не только кислорода, но и субстратов окисления, а также тот факт, что гликолиз - процесс временный и быстро затухает в результате накопления в ткани образующихся при этом кислых продуктов, то станет очевидным, что орган к концу ишемии испытывает острую потребность в энергии.

Ранее предпринимались попытки «подкормить» оставшийся на резко редуцированном кровообращении орган введением в него субстратов гликолиза, готовой («коммерческой») АТФ, проводилось введение данных веществ в перфузат во время изолированного хранения готовящегося к пересадке органа, однако этот путь был лишь частично успешным. Более успешно создание в таком органе гипотермии, что снижает его потребность в энергии, что, однако, не всегда возможно и недостаточно для сохранения органа.

При восстановлении кровотока в органе (после его пересадки, окончания операции на сосудах или полостях «сухого» органа, в условиях реанимации и др.) возобновляется приток в него кислорода и субстратов, а из органа вымываются накопившиеся там кислые продукты. Однако, несмотря на это, синтез энергии АТФ в первые часы или даже дни постишемического периода восстанавливается резко поврежденными ишемией митохондриями крайне медленно и неполноценно. Вместе с тем приток крови заставляет бездействующий во время ишемии орган включиться в работу - сердце начинает сокращаться, почка - выделять мочу, печень стремится выполнить свою детоксшсационную и синтетическую функции. Энергии снова не хватает, что может привести к дальнейшим структурным повреждениям, декомпенсации органа, его гибели уже в постишемическом периоде.