Показатели энергетического метаболизма на разных уровнях реактивности

Большой интерес представляет изучение энергетичес­кого обмена, так как знание энергетической цены при разви­тии адаптационных реакций на разных уровнях позволяет избрать оптимальный из возможных (в зависимости от чувст­вительности) уровень, а также необходимое биохимическое сопровождение для оптимизации энергетического обмена (Кондрашова М.Н., 1975).

Исследования, проведенные совместно с М.Н.Кондра-шовой, Е.И. Маевским, Е.А. Косенко и Ю.Г. Каминским (1978-1987), показали, что энергетические траты на уровне малых доз значительно меньше, чем на уровне больших доз. Энергетический обмен при одноименных реакциях разных уровней реактивности сохраняет, в той или иной степени, присущие данной реакции черты. Так, при реакции актива­ции фонд адениловых нуклеотидов (АДФ+АТФ) и концен­трация фосфоенолпирувата (ФЕП), отражающего вклад энергетического обмена в биосинтез высокомолекулярных соединений в ткани печени, наиболее высоки. Реакции ды­хательной цепи митохонд{*ий свидетельствуют об интенси­фикации энергодающего окисления и воспроизводства эндо­генного сукцината (Косенко Е.А., Каминский Ю.Г., Кон­драшова М.Н., Маевский Е.И., Окон Е.Б., Тарасьянц Ф.М., Котляревская Е.С., Барсукова Л.П., 1978). При увеличении абсолютной величины действующего фактора, т.е. на низких уровнях реактивности, появляется регуляторное ограничение гиперактивного окисления, обусловленное щавелево-уксус-ной кислотой (Григоренко Е.В., Кондрашова М.Н., 1986;

Барсукова Л.П., Котляревская Е.С., Марьяновская Г.Я., 1987). Иногда наблюдаются признаки нерезко выраженного низко­энергетического сдвига. Следовательно, реакция активации, названная М. Н. Кондрашовой (1979), «золотой серединой» (по энергетическим характеристикам), является такой лишь на высоких уровнях реактивности при влиянии малых по абсолютной величине действующих факторов.

Состояние митохондрий, характерное для реакции акти­вации, по классификации М. Н. Кондрашовой и др. (1987, 1991), можно обозначить как гиперактивное. При переакти­вации, которая встречается на низких уровнях реактивности (высоких этажах) в отличие от физиологической активации, скорость дыхания «после работы» существенно превышает начальную скорость дыхания - признак низкоэнергетичес­кого сдвига.

При реакции тренировки, которая отличается наиболь­шим фондом ЯК, в ответ на повышение величины дейст­вующего фактора (увеличение этажа, снижение уровня реак­тивности) отмечается лишь увеличение скорости фосфори-лирующего дыхания. ЩО гиперактивной СДГ и признаки низкоэнергетического сдвига почти отсутствуют. По-види­мому, преобладание накопительных процессов при этой реакции позволяет на какое-то время на высоких этажах не иметь признаков гиперактивного напряженного состояния.

Стресс, как уже отмечалось, характеризуется снижением фонда ЭЯК и его воспроизводства, наличием четырех сте­пеней ЩО и высоких скоростей окисления субстратов, что укладывается в картину «гиперактивного напряженного сос­тояния» (Кондрашова М.Н., 1987). Со снижением уровня реактивности появляется более глубокое торможение: пато­логическое ингибирование гиперактивной СДГ продуктами окисления адреналина и серотонина (Григоренко Е.В., Кон­драшова М.Н., 1987), которое способствует существенному снижению скорости окисления субстратов и созданию неис­пользуемого фонда ЭЯК. В этом случае возможно «аварийное» переключение с углеводного на липидный источник энергии (Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Барсукова Л.П., Котляревская Е.С., Марьяновская Г.Я., 1983, 1984; Барсукова Л.П., Котля-

ревская Е.С., Марьяновская Г.Я., 1987). При стрессе низких уровней реактивности (высоких этажей) повышается началь­ная скорость дыхания при сниженных скоростях фосфорили-рования, резко увеличенном времени фосфорилирования, при отсутствии возвращения скорости после фосфорилирования к уровню начальной скорости, наличии всех четырех степеней ЩО, т.е. проявлении глубокого низкоэнергетического сдвига, что приводит к накоплению элементов «полома» в цепи энергетических превращений. Необходимо отметить, что митохондрии стрессорных животных, особенно на низких уровнях реактивности, могут поддерживать интенсивное дыха­ние менее продолжительное время, чем митохондрии живот­ных, находящихся в реакциях активации и тренировки (Барсукова Л.П., Котляревская Е.С., Марьяновская Г.Я., 1987).

Изучение энергетики при разных реакциях на разных уровнях реактивности подтвердило особую роль ЯК, значе­ние которой показано многолетними исследованиями М.Н.Кондрашовой, в энергообеспечении адаптационной деятельности организма (Барсукова Л.П., Котляревская Е.С., Марьяновская Г.Я., 1993).

Так как реакция активации высоких уровней реактив­ности характеризуется быстрым расходованием и воспроиз­водством ЭЯК, то, по мнению Л.П.Барсуковой и Г.Я. Марья-новской, энергообеспечение реакции активации достигается выбором более быстрого маршрута генерации в митохонд­риях ЯК через сопряжение глутаматоксалоацетаттранса-миназы и а-кетоглютаратдегидрогеназы (Кондрашова М.Н., 1983). Этот путь позволяет реализовать преимущества высо­кой активности СДГ и мощности окисления ЭЯК, сущест­венно превышающей мощности окисления других субстратов цикла трикарбоновых кислот.

На примере двух показателей энергетического обмена ФЕП и глюкозо-6-фосфата были выявлены различия в зави­симости от относительной и абсолютной величины раздра­жителя, то есть, от характера реакции и уровня реактив­ности. Содержание и синтез ФЕП - ключевого соединения в реакциях глюконеогенеза — больше зависели от характера реакции, чем от уровня реактивности, повышаясь макси­мально на каждом уровне реактивности при развитии реак-

ции активации. При этом увеличение содержания ФЕП отмечается даже ранее, чем увеличение тимуса и процентн­ого содержания лимфоцитов периферической крови. Кон­центрация же глюкозо-6-фосфата больше связана с абсолют­ной величиной раздражителя, т.е. уровнем реактивности, и почти градуально отражало дозу воздействия (Маевский Е.И., Кондрашова М.Н., Каминский Ю.Г., Косенко Е.А., Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Шихлярова А.И., 1977).

Таким образом, среди огромного множества параметров, характеризующих работу подсистем организма, есть, по меньшей мере, три основных вида:

1) те, которые изменяются в зависимости от типа адап­тационной реакции, т.е. зависят от относительной величины воздействия. Это, прежде всего, сигнальный показатель реакции - процентное число лимфоцитов, а также некоторые биохимические показатели, например, ФЕП;

2) те, которые меняются, в основном, градуально при увеличении абсолютных значений величин воздействия, т.е. связаны не с реакцией, а с уровнем реактивности. Это не­которые биохимические показатели, например, глюкозо-6-фосфат;

3) те, которые связаны и с реакцией, и с уровнем реак­тивности, т.е. имеют весьма сложный, нелинейный характер изменения в широком диапазоне величины (силы, дозы) действующего фактора. Сюда относятся большинство гормо­нов, аутофлора кожных покровов, показатели различных видов метаболизма и, что очень важно, энергетического метаболизма. Очевидно, разных показателей реакций и уровней реактивности гораздо больше, но мы приводим лишь изучавшиеся нами.

В зависимости от уровня реактивности (этажа) проис­ходят и некоторые изменения активности дегидрогеназ лим­фоцитов. При увеличении абсолютной величины действую­щего фактора (снижение уровня реактивности, повышение этажа) активность дегидрогеназ лимфоцитов меняется фазно: вначале увеличивается, а затем уменьшается. Особенно рез­кое, избыточное увеличение, а затем резкое падение отме­чается при стрессе, а при реакции активации сохраняется

высокий уровень активности СДГ при постепенном нараста­нии ЛДГ. На этапе чрезмерного повышения активности ферментов увеличивается число жестких корреляционных связей между ними. Это свидетельствует об увеличении напряжения энергетических процессов. На этапе снижения активности, напротив, отмечается резкое ослабление коор­динации в действии ферментов, что может свидетельствовать об истощении энергетических ресурсов и снижении адапта­ционной возможности клеток.