Метаболизм глутамата в структурах головного мозга при экспериментальном геморрагическом шоке

Цель исследования — изучить особенности метаболизм глутамата в филогенетически различных отде% лах головного мозга млекопитающих при геморрагическом шоке (ГШ).
Материал и методы. В опытах на 76 кошках исследовали филогенетически различные отделы головного мозга (кора, лимбический, промежуточный и продолговатый мозг) при ГШ, вызванным дробным кровопусканием из бедренной артерии со скоростью 10мл/кг•10 мин в среднем объеме 24±0,8 мл/кг, которое прекращали при снижении артериального давления до уровня 60,0±1,5 мм рт. ст. Исследовали содержание аммиака, глутамата (Гт), αкетоглутарата (α-КГ), активность глутаминсинтетазы (ГС), глутаминазы, глута% матдегидрогеназы (ГДГ).
Результаты. У интактных животных максимальную активность ГДГ обнаружили в продолговатом мозге (филогенетический самый древний отдел), ГС — в сенсомоторной коре (филогенетически самый моло% дой отдел), активность глутаминазы не зависела от степени филогенетической зрелости структур головного мозга. При ГШ изменения метаболизма Гт начинались в сенсомоторной коре и проявлялись снижением активности ГС, которое прогрессировало к 70-й минуте постгеморрагического периода (ПГП) на фоне отсроченного увеличения активности ГДГ, глутаминазы и накопления Гт. В лимбическом и промежуточном
мозге изменения метаболизма Гт (нарушение его вовлечения в синтез глутамина, стимуляция образования Гт при дезамидировании глутамина и аминировании α-КГ) развивались на 70-й минуте ПГП и, как в сенсо% моторной коре, сопровождались накоплением Гт. При агонии во всех исследуемых отделах головного мозга развивался дефицит α-КГ из-за его повышенного вовлечения в образование Гт. Одновременно с этим в сен% сомоторной коре, лимбическом и промежуточном мозге стимулировалось образование Гт из глутамина, но снижалось вовлечение Гт в образование глутамина. Накопление аммиака независимо от стадии ГШ обнаружили только в сенсомоторной коре, лимбическом и промежуточном мозге; в продолговатом мозге — только при агонии.
Заключение. Геморрагический шок, нарушая метаболизм глутамата в структурах головного мозга, создает условия для его накопления в нервных клетках. Характер и направленность этих нарушений зависят как от интенсивности метаболизма глутамата в филогенетически различных структурах головного мозга на момент острой кровопотери, так и от стадии развития геморрагического шока.

геморрагический шок, головной мозг, глутамат, азотистый обмен, глутаминсинтетаза, глутаминаза

1. Аврущенко М.Ш., Острова И.В., Волков А.В. Постреанимационные изменения экспрессии глиального нейротрофического фактора (GDNF): взаимосвязь с повреждением клеток Пуркинье мозжечка (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2014; 10 (5): 59—68. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2014-5-59-68

2. Заржецкий Ю.В., Мороз В.В., Волков А.В. Влияния иммуноактивных препаратов на функциональное восстановление мозга и стероидные гормоны в постреанимационном периоде. Общая реаниматология. 2014; 10 (1): 5—11. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2014-1-5-11

3. Сергеев А.В., Степанов С.С., Акулинин В.А., Мыцик А.В. Естественные механизмы защиты головного мозга человека при хронической ишемии. Общая реаниматология. 2015; 11 (1): 22—32.http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-1-22-32

4. Острова И.В., Аврущенко М.Ш. Экспрессия мозгового нейротрофического фактора (BDNF) повышает устойчивость нейронов к гибели в постреанимационном периоде. Общая реаниматология. 2015;11 (3): 45—53. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-1-22-32

5. Острова И.В., Аврущенко М.Ш. Нейропротективная роль основного фактора роста фибробластов BFGF при ишемическом повреждении головного мозга (обзор). Общая реаниматология. 2015; 11 (6): 48—60. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-1-22-32

6. Meldrum B.S. Glutamate as a neurotransmitter in the brain: review of physiology and pathology. J. Nutr. 2000; 130 (4S Suppl): 1007S—1015S. PMID: 10736372

7. McEntee W.J., Crook T.H. Glutamate: its role in learning, memory, and the aging brain. Psychopharmacology. 1993; 111 (4): 391—401. http://dx.doi.org/10.1007/ BF02253527. PMID: 7870979

8. Okubo Y., Sekiya H., Namiki S., Sakamoto H., Iinuma S., Yamasaki M., Watanabe M., Hirose K., Iino M. Imaging extrasynaptic glutamate dynamics in the brain. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2010; 107 (14): 6526—6531. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0913154107. PMID: 20308566

9. Ашмарин И.П., Ещенко Н.Д., Каразеева Е.П. Нейрохимия в таблицах и схемах. М.: Экзамен; 144: 2010.

10. Косенко Е.А., Каминский Ю.Г. Клеточные механизмы токсичности аммиака. М.: ЛКИ; 2008: 288.

11. Решетняк В.И. Печёночно%клеточная недостаточность. Общая реаниматология. 2005; 1 (3): 68—79. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-1-22-32

12. Савилов П.Н. Роль и место гипербарической оксигенации при печёночной недостаточности. Общая реаниматология. 2009; 5 (5): 72—79. http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-1-22-32

13. Hynd M., Scott H.L., Dodd P.R. Glutamate%mediated excitotoxicity and neurodegeneration in Alzheimer’s disease. Neurochem. Int. 2004; 45 (5): 583—595. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuint.2004.03.007.PMID: 15234100

14. Савилов П.Н., Яковлев В.Н., Малютин В.Э. Особенности метаболизма глутамина в головном мозге и печени при критических состояниях. Анестезиология и реаниматология. 2002; 6: 66—70. PMID: 12611164

15. Неговский В.А. (ред.). Основы реаниматологии. 3%е изд. Ташкент: Медицина; 1977: 600.

16. Николс Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу. М.: ЛИБРОКОМ; 2012: 672.

17. Силакова А.И., Труш Г.П., Явилякова А.И. Микрометод определения аммиака и глутамина в тканевых трихлоруксусных экстрактах. Вопросы мед. химии. 1962; 8 (5): 538—544. PMID: 13992815

18. Bernd E., Bergmeyer H.U. L%glutamatbestimmungmit GDH und NAD In: Bergmeyer H.U. Metoden der enzym. Analyse-Herausg. Weincheim/Bergs Verlag. Chemie. 1974; 2: 1749—1752.

19. Schmidt E., Schmidt F.W. Glutamate dehydrogenase In: Bergmeyer H.U. Metoden der enzym. Analyse%Herausg. Weincheim/Bergs Verlag. Chemie. 1983; 3: 216—227.

20. Beaton J.R., Ozava G. Activity of liver glutaminases in vitamin B6dificient rats. J. Biol. Chem. 1955; 214 (2): 685—691. PMID: 14381406

21. Пушкин А.В., Евстигнеева З.Г., Кретович В.Л. Определение активности глутаминсинтетазы в экстрактах из семян гороха по образованию ортофосфата. Прикл. биохим. микробиол. 1972; 3 (1): 96—90.

22. Jonson D., Lardy I. Method in enzimology. New York: Acad. Press; 1972: 10, 94—102.

23. Hartree E.F. Determination of protein: a modification of the Lowry method that gives a linear photometric response. Anal. Biochem. 1972; 48 (2): 422— 427. http://dx.doi.org/10.1016/0003-2697(72)90094-2. PMID: 4115981

24. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В., Силаева С.А. Биологическая химия. М.: МИА; 368: 2008.

25. Леонов А.Н. Гипероксия. Адаптация. Саногенез. Воронеж: ВГМА; 2006: 190.

26. Савилов П.Н., Молчанов Д.В., Яковлев В.Н. Влияние гипербарической оксигенации на кинетику глутамина в организме при печёночной недостаточности. Общая реаниматология. 2012; 8 (2): 20—27.http://dx.doi.org/10.15360/1813-9779-2015-1-22-32