Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс

Группа из 20 лабораторных крыс была подвергнута длительной принудительной алкоголизации (вынужденное потребление в течение 90 дней 10 %-ного водного раствора этанола – РЭ). Каждый день в 17.00 у животных регистрировали количество выпитого за сутки РЭ и, используя полуколичественный экспресс-метод,...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2016
Автори:	Панова, Т.И., Бортникова, А.К.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України 2016
Назва видання:	Нейрофизиология
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148330
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс / Т.И. Панова, А.К. Бортникова // Нейрофизиология. — 2016. — Т. 48, № 4. — С. 279-285. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-148330
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1483302019-02-19T01:29:32Z Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс Панова, Т.И. Бортникова, А.К. Группа из 20 лабораторных крыс была подвергнута длительной принудительной алкоголизации (вынужденное потребление в течение 90 дней 10 %-ного водного раствора этанола – РЭ). Каждый день в 17.00 у животных регистрировали количество выпитого за сутки РЭ и, используя полуколичественный экспресс-метод, оценивали в баллах уровень кетоновых тел в моче. После этого крысы были разделены на две эквивалентные группы – экспериментальную и контрольную (n = 10 в каждой). В 17.00 каждого из трех дней второго (основного) этапа опытов животным экспериментальной группы перорально вводили 1 мл 4 %-ного раствора унитиола – препарата, нейтрализующего кетоновые тела. В интервале 9.00–17.00 каждого из этих дней у крыс каждый час определяли степень кетонурии; на протяжении данного периода крысы пользовались свободой выбора жидкости для питья (РЭ или воды). Было установлено, что крысы экспериментальной группы потребляли более трети дневной нормы РЭ всего за один утренний час наблюдений, т. е. в интервале, когда уровень кетонурии был минимальным (в среднем 0.17 балла). После этого количество потребленного РЭ снижалось, а уровень кетонурии существенно повышался. Почасовое потребление РЭ и уровень кетонурии у контрольных крыс на протяжении периода наблюдения не демонстрировали каких-либо существенных вариаций. Высказано предположение, что между двумя процессами – изменениями уровня алкогольного кетоза и поведенческой реакцией потребления алкоголя – существует причинно-следственная связь. В качестве энергетического субстрата в головном мозгу начинают использоваться кетоновые тела, и мозг становится в существенной степени зависимым от уровня кетонемии. Этот уровень является важнейшим детерминантом алкогольнуй аддикции, а непосредственным фактором, инициирующим ситуативное влечение к алкоголю, служат эпизоды гипокетонемии. Група із 20 лабораторних щурів була піддана тривалій примусовій алкоголізації (вимушене споживання протягом 90 днів 10 %-вого водного розчину етанолу – РЕ). Щоденно в 17.00 у тварин реєстрували кількість випитого за добу РЕ та, використовуючи напівкількісний експрес-метод, оцінювали в балах рівень кетонових тіл у сечі. Після цього щури були поділені на дві еквівалентні групи – експериментальну та контрольну (n = 10 у кожній). В 17.00 кожного із трьох днів другого (основного) етапу дослідів тваринам експериментальної групи перорально вводили 1 мл 4 %-вого розчину унітіолу – препарату, який нейтралізує кетонові тіла. В інтервалі 9.00–17.00 кожного з цих днів у щурів кожну годину визначали ступінь кетонурії; протягом даного періоду щури користувалися свободою вибору рідини для пиття (РЕ або води). Було встановлено, що щури експериментальної групи споживали більше третини денної нормі РЕ тільки за одну ранішню годину спостережень, тобто в інтервалі, коли рівень кетонурії був мінімальним (у середньому 0.17 бала). Після цього кількість спожитого РЕ знижувалась, а рівень кетонурії істотно підвищувався. Погодинне споживання РЕ та рівень кетонурії у контрольних щурів протягом періоду спостереження не демонстрували будь-яких істотних варіацій. Висловлено припущення, що між двома процесами – змінами рівня алкогольного кетозу та поведінковою реакцією споживання алкоголю – існує причинно-наслідковий зв’язок. В умовах алкоголізації як енергетичний субстрат у головному мозку починають використовуватись кетонові тіла. Цей рівень є найважливішим детермінантом алкогольної аддикції, а безпосереднім фактором, ініціюючим ситуативний потяг до алкоголю, слугують епізоди гіпокетонемії. 2016 Article Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс / Т.И. Панова, А.К. Бортникова // Нейрофизиология. — 2016. — Т. 48, № 4. — С. 279-285. — Бібліогр.: 22 назв. — рос. 0028-2561 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148330 616.831:613.816:612.6-05 ru Нейрофизиология Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Группа из 20 лабораторных крыс была подвергнута длительной принудительной алкоголизации (вынужденное потребление в течение 90 дней 10 %-ного водного раствора этанола – РЭ). Каждый день в 17.00 у животных регистрировали количество выпитого за сутки РЭ и, используя полуколичественный экспресс-метод, оценивали в баллах уровень кетоновых тел в моче. После этого крысы были разделены на две эквивалентные группы – экспериментальную и контрольную (n = 10 в каждой). В 17.00 каждого из трех дней второго (основного) этапа опытов животным экспериментальной группы перорально вводили 1 мл 4 %-ного раствора унитиола – препарата, нейтрализующего кетоновые тела. В интервале 9.00–17.00 каждого из этих дней у крыс каждый час определяли степень кетонурии; на протяжении данного периода крысы пользовались свободой выбора жидкости для питья (РЭ или воды). Было установлено, что крысы экспериментальной группы потребляли более трети дневной нормы РЭ всего за один утренний час наблюдений, т. е. в интервале, когда уровень кетонурии был минимальным (в среднем 0.17 балла). После этого количество потребленного РЭ снижалось, а уровень кетонурии существенно повышался. Почасовое потребление РЭ и уровень кетонурии у контрольных крыс на протяжении периода наблюдения не демонстрировали каких-либо существенных вариаций. Высказано предположение, что между двумя процессами – изменениями уровня алкогольного кетоза и поведенческой реакцией потребления алкоголя – существует причинно-следственная связь. В качестве энергетического субстрата в головном мозгу начинают использоваться кетоновые тела, и мозг становится в существенной степени зависимым от уровня кетонемии. Этот уровень является важнейшим детерминантом алкогольнуй аддикции, а непосредственным фактором, инициирующим ситуативное влечение к алкоголю, служат эпизоды гипокетонемии.
format	Article
author	Панова, Т.И. Бортникова, А.К.
spellingShingle	Панова, Т.И. Бортникова, А.К. Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс Нейрофизиология
author_facet	Панова, Т.И. Бортникова, А.К.
author_sort	Панова, Т.И.
title	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс
title_short	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс
title_full	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс
title_fullStr	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс
title_full_unstemmed	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс
title_sort	уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс
publisher	Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
publishDate	2016
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/148330
citation_txt	Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс / Т.И. Панова, А.К. Бортникова // Нейрофизиология. — 2016. — Т. 48, № 4. — С. 279-285. — Бібліогр.: 22 назв. — рос.
series	Нейрофизиология
work_keys_str_mv	AT panovati urovenʹketonemiikakfaktoropredelâûŝijaddiktivnoepovedeniealkogolizirovannyhkrys AT bortnikovaak urovenʹketonemiikakfaktoropredelâûŝijaddiktivnoepovedeniealkogolizirovannyhkrys
first_indexed	2025-07-12T19:09:45Z
last_indexed	2025-07-12T19:09:45Z
_version_	1837469419428642816
fulltext	NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4 279 УДК 616.831:613.816:612.6-05 Т. И. ПАНОВА1, А. К. БОРТНИКОВА2 УРОВЕНЬ КЕТОНЕМИИ КАК ФАКТОР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ АДДИКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ АЛКОГОЛИЗИРОВАННЫХ КРЫС Поступила 14.05.15 Группа из 20 лабораторных крыс была подвергнута длительной принудительной алко- голизации (вынужденное потребление в течение 90 дней 10 %-ного водного раствора этанола – РЭ). Каждый день в 17.00 у животных регистрировали количество выпито- го за сутки РЭ и, используя полуколичественный экспресс-метод, оценивали в баллах уровень кетоновых тел в моче. После этого крысы были разделены на две эквивалент- ные группы – экспериментальную и контрольную (n = 10 в каждой). В 17.00 каждого из трех дней второго (основного) этапа опытов животным экспериментальной группы перорально вводили 1 мл 4 %-ного раствора унитиола – препарата, нейтрализующего кетоновые тела. В интервале 9.00–17.00 каждого из этих дней у крыс каждый час опре- деляли степень кетонурии; на протяжении данного периода крысы пользовались сво- бодой выбора жидкости для питья (РЭ или воды). Было установлено, что крысы экспе- риментальной группы потребляли более трети дневной нормы РЭ всего за один утрен- ний час наблюдений, т. е. в интервале, когда уровень кетонурии был минимальным (в среднем 0.17 балла). После этого количество потребленного РЭ снижалось, а уровень кетонурии существенно повышался. Почасовое потребление РЭ и уровень кетонурии у контрольных крыс на протяжении периода наблюдения не демонстрировали каких-либо существенных вариаций. Высказано предположение, что между двумя процессами – из- менениями уровня алкогольного кетоза и поведенческой реакцией потребления алкого- ля – существует причинно-следственная связь. В качестве энергетического субстрата в головном мозгу начинают использоваться кетоновые тела, и мозг становится в суще- ственной степени зависимым от уровня кетонемии. Этот уровень является важнейшим детерминантом алкогольнуй аддикции, а непосредственным фактором, инициирующим ситуативное влечение к алкоголю, служат эпизоды гипокетонемии. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: алькогольная аддикция, кетоновые тела, кетоацидоз, энер- гетические субстраты, энергоснабжение мозга, унитиол. 1 Киевский национальный медицинский университет им. А. А. Бого- мольца МЗ Украины (Украина). 2 Донецкий национальный медицинский университет МЗ Украины (Украина). Эл. почта: panova-tatyana@mail.ru (Т. И. Панова) ВВЕДЕНИЕ Как известно, влечение к алкоголю при хрониче- ском алкоголизме крайне плохо поддается купиро- ванию. Согласно разным оценкам, после терапев- тических воздействий различного рода у 74–91 % пациентов наблюдались рецидивы запоев, даже если периоды воздержания были достаточно про- должительными (от полугода до 10 лет) [1]. В конце ХХ столетия была сформирована кон- цепция, рассматривающая алкоголизм как хро- ническую рецидивирующую болезнь, основным патогенетическим фактором которой являются пре- имущественно негативные воздействия на важней- шие нейромедиаторные системы; такие влияния ведут к существенным изменениям поведения (воз- никновению аддикции) [2]. Соответственно, на- чал формироваться подход к купированию влече- ния к алкоголю, основанный на нейрохимической коррекции. Возникли представления, что основны- ми потенциальными мишенями для лекарственных агентов при лечении алкоголизма должны быть раз- личные звенья медиаторных систем мозга – рецеп- торы, системы обратного захвата медиаторов, си- стемы их синтеза и катаболизма [3]. Однако успехи попыток нейромедиаторной коррекции алкоголизма пока относительно невелики (по крайней мере, со- NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4280 Т. И. ПАНОВА, А. К. БОРТНИКОВА ответствующие методы не стали рутинными). Изменения, связанные с развитием алкоголизма, естественно, затрагивают не только нейромедиа- торные системы мозга, но и основные звенья про- цессов углеводного и липидного метаболизма во всем организме. Обмен веществ при алкоголизме существенно нарушается, что проявляется в разви- тии гипогликемии, кетоацидоза, жировой дистро- фии и других патологических феноменов [4–6]. На- рушения метаболизма неизбежно влекут за собой изменения энергетических и пластических функций клеток, в том числе клеток мозга (причем – в пер- вую очередь), и общую их альтерацию. Очевидно, что анормальное функционирование поврежденных клеток церебральных систем порождает отклоняю- щиеся формы поведения, в том числе патологиче- ское влечение к тому или иному агенту (в данном случае к этанолу). Поскольку, как уже упоминалось, важнейшими биохимическими сдвигами при алкоголизме явля- ются гипогликемия и кетоацитоз, мы в своих пред- ыдущих экспериментах тестировали два варианта коррекции подобных метаболических проявлений – коррекцию уровня глюкозы и коррекцию уровня ке- тоновых тел [7, 8]. Первый вариант основывался на принудительном длительном (30-дневном) повыше- нии уровня глюкозы в крови. При этом мы исхо- дили из того, что весьма интенсивная стабильная гипогликемия, связанная с хроническим алкоголиз- мом, неизбежно оказывает на мозг деструктивное влияние. Нейроны, находящиеся в условиях недо- статочного энергоснабжения, подвергаются суще- ственным патологическим изменениям, прежде все- го апоптозу [5, 9, 10], что приводит к деградации церебральных механизмов [11, 12]. Состояние кетоза мы пытались корректировать путем фармакологической нейтрализации кетоно- вых тел. Известно, что хронический алкоголизм со- провождается стойкой кетонемией и снижением pH крови (кетоацидозом) [4, 6]. Токсическое действие на мозг оказывают оба эти фактора – и ацидоз, и повышение содержания кетоновых тел (особен- но ацетона). Симптомами, связанными с кетоаци- дозом, являются тошнота, рвота, жажда, голов- ная боль, потеря сознания [4, 13–15]; при высоком уровне соответствующих сдвигов возможен даже летальный исход [16, 17]. Упомянутые проявления связаны с повреждениями фосфолипидных клеточ- ных мембран, изменениями третичной структуры белков, нарушениями процесса связывания гемо- глобина с кислородом и т. д. В наших опытах мы обнаружили, что коррекция уровня гликемии дает лучшие результаты в отно- шении подавления алкогольной аддикции, чем кор- рекция кетоза. Количество потребления раствора этанола алкоголизированными крысами в условиях свободного выбора уменьшалось при повышении уровня глюкозы в крови. Длительное же (в течение 30 дней) фармакологическое подавление кетоза не только не уменьшало, но даже увеличивало потреб- ление этанола в конце тест-периода [8]. Такой ре- зультат не согласуется с рекомендациями проводить лечение кетоацидоза в клинике в курсовом режи- ме (например, в течение месяца с использованием трех семидневных курсов и трехдневных переры- вов [16, 18]). Упомянутые противоречия указывали на целесо- образность более детального исследования связи между уровнем кетоацидоза и степенью влечения к алкоголю. Мы полагали, что для этого следовало выполнить дробный (например, с шагом1 ч) мони- торинг уровня кетоновых тел и потребления этано- ла алкоголизированными крысами в условиях ис- кусственной фармакологической модуляции первого из указанных показателей. Очевидно, что при про- ведении подобных исследований измерения уров- ня кетонемии связаны с заметными методическими трудностями (учитывая неизбежную травматич- ность процедуры забора образцов крови). Поэтому мы сочли возможным определять уровень кетоно- вых тел не в крови, а в моче (что методически су- щественно проще). Упомянутые показатели связаны весьма жестко, а их изменения происходят с относи- тельно небольшим временны́м сдвигом (см. ниже). МЕТОДИКА Эксперименты были выполнены на 20 лаборатор- ных крысах-самцах (возраст 12 месяцев, масса тела порядка 200 г). Исследования проводились в зимне-весенний период; животные содержались в стандартных условиях вивария, по одной осо- би в клетке в условиях свободного доступа к пище (стандартизированный сбалансированный корм для крыс). Температура в помещении поддержива- лась на уровне 17–22 °C, что исключало возмож- ность развития избыточной жажды. Предварительный этап экспериментов продол- жался 90 дней. В течение этого времени животные подвергались принудительной алкоголизации, вы- нужденно потребляя в качестве жидкости для питья NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4 281 УРОВЕНЬ КЕТОНЕМИИ КАК ФАКТОР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ АДДИКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ 10 %-ный водный раствор этанола (РЭ). Каждый день в 17.00 регистрировали количество выпитого за сутки РЭ и определяли уровень кетоновых тел в моче. Для сбора проб мочи каждую крысу выса- живали в пластиковый контейнер с перфорирован- ным дном. У интактных крыс частота мочеискуска- ний составляет 1–2 ч–1 [19]. Однако, оказавшись в непривычной среде (контейнере), крысы, как пра- вило, уринируют в течение 2–3 мин. Такой при- ем позволял получать пробы мочи с минимальной травматизацией и стрессированием животного. Второй (основной) этап продолжался три дня. Животные были разделены на две группы – экс- периментальную и контрольную (n = 10 в каж- дой). В 17.00 каждого из данных дней у всех крыс оценивали количество кетоновых тел в моче. По- сле этого животным экспериментальной группы пер орально с помощью шприца без иглы вводили 1.0 мл 4.2 %-ного раствора унитиола – фармако- логического препарата, нейтрализующего кетоно- вые тела. Животным контрольной группы вводи- ли 1.0 мл физиологического раствора NaCl. После этого из клеток поилки с РЭ убирали, заменяя их поилками с чистой питьевой водой. На следующий день в 9.00 у крыс сначала снова определяли сте- пень кетонурии, а затем в клетку возвращали поил- ку с РЭ. Поилка с чистой водой также оставалась в клетке, т. е. животные в течение дня пользовались свободой выбора жидкости для питья. Степень ке- тонурии и количество выпитого РЭ регистрировали каждый час – с 9.00 до 17.00. Унитиол вводился в виде стандартизированно- го фармакологического препарата Зорекс («Фар- ма Старт», Украина). В молекуле унитиола (натрия димеркаптопропансульфоната) присутствуют две сульфгидрильные (тиоловые) группы, и этот агент активно связывается с кислородом кетогрупп (C=O) кетоновых тел в периферической крови, превращая их в нетоксичные соединения. Унитиол использу- ется в качестве антидота для подавления алкоголь- ного (похмельного, абстинентного) кетоацидоза, устранения тошноты, головной боли и пр. [18]. Для крыс экспериментальной группы использовали до- зировку данного препарата, рекомендованную про- изводителем для человека (10.5 мг/кг в сутки). Для оценки уровня кетоновых тел в моче ис- пользовали полуколичественный экспресс-метод (тест-полоски Citolab, «Фармаско», Украина). Дан- ные полоски пропитаны раствором нитропруссида натрия, при взаимодействии с которым кетоновые тела дают красно-фиолетовое окрашивание. Интен- сивность окрашивания зависит от концентрации ке- тоновых тел в тестируемой жидкости. В соответ- ствии со шкалой, предлагаемой производителем (–, ±, +, ++ и +++), упомянутый показатель оцени- вался соответственно следующей балльной шкале: нуль баллов – отсутствие кетоновых тел, один – концентрация последних на уровне чувствитель- ности метода (до 0.5 мМ), два – заметная концен- трация кетонов (0.6–1.5 мМ), три – существенная концентрация (1.6–4.0 мМ) и четыре балла – высо- кая концентрация кетонов (4.1–10.0 мМ). При обработке численных результатов экспери- ментов использовали пакет MedStat [20]. Поскольку распределения значений объема потребленного РЭ не соответствовали требованиям нормальности, для них были использованы непараметрические крите- рии межгруппового сравнения (сравнение центров связанных выборок с использованием двусторон- него T-критерия Вилкоксона и ранговый однофак- торный дисперсионный анализ Краскела–Уолли- са). В случаях выявления статистически значимых межгрупповых различий дополнительно проводи- лось попарное сравнение с использованием крите- рия Данна. Для объемов потребленных жидкостей (воды и РЭ) ниже приводятся значения медианы со- ответствующих распределений и ошибки медианы (M ± m, мл/кг); в квадратных скобках указаны пре- делы доверительного интервала. Для балльных оце- нок концентрации кетоновых тел в моче приведены значения средних арифметических. РЕЗУЛЬТАТЫ По окончании первого этапа работы, т. е. прину- дительной алкоголизации, каждое животное по- требляло за сутки в среднем 63 ± 2 мл/кг РЭ [60–67 мл/кг]. Оценки степени кетонурии по окон- чании периода алкоголизации у четырех животных соответствовали четырем баллам, у 14 – трем, а у двух – двум. Таким образом, средняя оценка уров- ня кетонурии в данной общей группе из 20 живот- ных составляла 3.1 ± 0.12 балла. Перед вторым этапом все животные были распре- делены в две максимально эквивалентные группы – экспериментальную и контрольную. В обе эти груп- пы (n = 10 в каждой) вошли по две крысы с оценкой степени кетонурии четыре балла, по семь – с оцен- кой три балла и по одной – с оценкой два балла, и средние величины данного показателя в указанных группах были идентичными. NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4282 Т. И. ПАНОВА, А. К. БОРТНИКОВА На втором этапе крысы экспериментальной груп- пы, находящиеся в условиях свободного выбора чи- стой воды и РЭ для питья, продолжали в течение трех дней потреблять РЭ примерно в таких же ко- личествах, как и после окончания первого этапа, – 61 ± 3 мл/кг в сутки. Различие среднегрупповых значений объемов РЭ, потребляемых на первом и втором этапах, было недостоверным (P = 0.135). С учетом потребления воды общий объем жидко- сти, потребляемой в сутки одним животным дан- ной группы, составлял 71 ± 3 мл/кг [64–78 мл/кг] в сутки. Было установлено, что в ходе второго этапа экс- периментов животные экспериментальной группы потребляли больше всего РЭ – более трети днев- ной нормы (в среднем 22 ± 2 мл/кг [21–25 мл/кг]) – всего за один утренний час наблюдений (с 9.00 до 10.00). Напомним, что это происходило в преде- лах первого часа после возвращения поилки с РЭ в клетку. В течение последующих 7 ч, с 10.00 до 17.00, количество потребленного за 1 ч наблюде- ний РЭ варьировало от 7 ± 1 до 4 ± 1 мл/кг. Таким образом, потребление РЭ крысами эксперименталь- ной группы в границах периода наблюдения (9.00– 17.00) было крайне неравномерным. Это резко от- личало животных экспериментальной группы от контрольных крыс, у которых среднее количество РЭ, потребляемого в 1 ч, на протяжении периода наблюдения варьировало весьма незначительно – от 8 ± 1 до 9 ± 1 мл/кг. При этом суммарное потребле- ние РЭ крысами экспериментальной и контрольной групп в пределах упомянутого выше периода было фактически идентичным (61 ± 3 и 61 ± 1 мл/кг). Описанная выше динамика потребления РЭ кры- сами экспериментальной группы отчетливо корре- лировала с оценками уровня кетонурии у данных животных. Как уже поминалось (см. Методику), указанным крысам в 17.00 предыдущих суток вво- дили 1.0 мл 4.2 %-ного раствора унитиола. В свя- зи с этим у животных экспериментальной группы в течение всего трехдневного второго этапа экспери- ментов оценки уровня кетонурии в 9.00 были мини- мальными. В 25 случаях из 30 измерений, выпол- ненных в данной группе на протяжении трех суток второго этапа экспериментов, кетоновых тел в моче вообще не обнаруживалось (нуль баллов), а в пяти случаях концентрация была минимальной – до 0.5 мМ (один балл). Таким образом, средняя оценка уровня кетонурии у крыс экспериментальной груп- пы в начале периодов наблюдения во время второго этапа опытов составляла всего 0.17 балла. Сниже- ние оценки степени кетонурии по сравнению с на- блюдаемой в пределах первого этапа у разных жи- вотных было различным – чаще всего на три балла (с трех до нуля), иногда на два балла (с четырех до двух или с двух до нуля), и один раз было зафикси- ровано снижение данного индекса на четыре балла (с четырех до нуля). После получения возможности потреблять РЭ (помещения поилки с этим раствором в клетку при сохранении поилки с чистой водой) и массирован- ного потребления этанола уровень кетоновых тел в моче у животных экспериментальной группы воз- растал. Максимальное увеличение данного показа- теля наблюдалось в период 10.00–11.00. С 9.00 до 10.00 оценка уровня кетоновых тел в моче возрас- тала на один балл в 23 случаях измерений этого по- казателя в пределах трех суток второго этапа экс- перимента, а на два пункта – в семи случаях. Таким образом, средний инкремент в течение первого часа наблюдений равнялся 1.23 балла. Прирост в интер- вале от 10.00 до 11.00, т. е. после максимального потребления этанола, был несколько более значи- тельным (на один балл в 20 измерениях и на два балла – в 10); средний инкремент в этом временнóм интервале составлял 1.33 балла. Далее, с 11.00 до 12.00, инкремент уровня кетонурии был незначи- тельным – в среднем всего 0.33 балла (в 10 изме- рениях на один балл, а в 10 случаях прироста не наблюдалось). Затем в течение последующей части периода наблюдений степень кетонурии не обнару- живала существенной динамики. У контрольных крыс уровень кетонурии в тече- ние дня был практически постоянным, не демон- стрируя каких-либо значительных вариаций. ОБСУЖДЕНИЕ Есть веские основания полагать, что содержание кетоновых тел в моче (уровень кетонурии) у крыс весьма строго коррелирует с содержанием этих тел в крови. Задержка между изменениями степени ке- тонемии и степени кетонурии у крыс относительно невелика. У указанных животных скорость клубоч- ковой фильтрации в почках весьма высока (в сред- нем 185.7 ± 4.8 мл/кг в 1 ч; у человека данный пока- затель приблизительно вдвое ниже – 94–107 мл/кг в 1 ч [1]). Поэтому у крысы весь объем плазмы кро- ви (порядка 8 мл) должен подвергаться фильтрации в почечных клубочках всего примерно за 13 мин, причем объем мочевого пузыря у них относительно NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4 283 УРОВЕНЬ КЕТОНЕМИИ КАК ФАКТОР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ АДДИКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ невелик – 0.2 мл [21]. Иными словами, объем мо- чевого пузыря у данных животных соответствует примерно 1/11 суточного диуреза (2.5 мл [22]). Ча- стота уринаций у крысы достаточно высока (один- два раза в 1 ч). Таким образом, следует заключить, что уровень кетоновых тел в моче изменяется после сдвига уровня этих тел в крови с задержкой всего порядка 30 мин (во всяком случае не более 1 ч). Посколь- ку кетоновые тела не задерживаются в перифери- ческой крови надолго (они циркулируют в течение нескольких минут, а затем быстро поглощаются тканями либо выводятся почками в мочу) и не де- понируются нигде в организме, становится понят- ным, что резкие быстрые колебания данного пока- зателя в течение суток обусловлены изменениями в скорости их продукции. Кетоновые тела продуцируются в тканях и орга- нах (прежде всего в печени) двумя путями. Один из них – это неполное окисление свободных жир- ных кислот в ходе энергетического метаболизма. В данном случае происходит образование больших количеств свободных протонов, и тогда кетоз со- провождается выраженным ацидозом (сдвигом pH в кислую сторону). Вторым путем является продук- ция кетоновых тел из наиболее распространенно- го в организме кофермента – ацетил-КоА, если по- следний образуется в избытке и не утилизируется полностью в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса). Оба этих пути интенсивно функциониру- ют в условиях сдвигов метаболизма, обусловлен- ных поступлением этанола в организм. Функцио- нирование первого пути инициируется нехваткой в организме молекул глюкозы, задействованных в продукцию энергии в ходе аэробного окисления. Если в нормальных условиях энергетический мета- болизм в мозгу использует в качестве «топливного субстрата» исключительно молекулы глюкозы, то в условиях алкоголизации и соответствующей гипо- гликемии в качестве такого субстрата начинают ис- пользоваться и кетоновые тела, причем их исполь- зование будет тем более интенсивным, чем более выраженной является гипогликемия. Продукция кетоновых тел из свободных жирных кислот представляет собой относительно инерт- ный процесс; утилизация триглицеридов из жиро- вого депо с расщеплением их до свободных жирных кислот инициируется дефицитом глюкозы и реали- зуется с определенной задержкой. Энергетическая метаболизация кетоновых тел менее выгодна, чем таковая глюкозы. При полном окислении молекула бета-оксибутирата дает 26 молекул АТФ, а молеку- лы глюкозы – 36 молекул. Второй путь продукции кетоновых тел из аце- тил-КоА является гораздо более лабильным и зави- сит только от количеств этой формы кофермента. Избыток ацетил-КоА после поступления в орга- низм этанола создается в гепатоцитах по двум при- чинам. Во-первых, сама молекула этанола метабо- лизируется сначала до ацетальдегида, а потом до ацетил-КоА. Во-вторых, алкогольдегидрогеназа (первый фермент, метаболизирующий этанол) в ка- честве кофермента использует НАД; поэтому соот- ношение окисленной и восстановленной форм НАД (НАД/НАД-H) смещается в сторону НАД-H. Дефи- цит же НАД приводит к снижению активности ряда ферментов, использующих НАД в качестве кофер- мента, а именно ферментов цикла трикарбоновых кислот. Поэтому ацетил-КоА перестает полностью утилизироваться в цикле Кребса и служит субстра- том для построения кетоновых тел. С учетом вышесказанного следует полагать, что наблюдаемое нами быстрое повышение уровня ке- тоновых тел в моче (отражающее такое же быстрое повышение данного показателя в крови) находится в прямой связи именно с массированным потреб- лением РЭ в начале дневного периода наблюдения на втором этапе наших опытов. Поскольку фено- мен гипогликемии при алкоголизме является доста- точно стабильным (как это мы выяснили в наших предыдущих работах [7, 8]), гипогликемия вряд ли ответственна за столь быстрые сдвиги уровня ке- тоновых тел. Сильно сниженное содержание кетоновых тел в моче крыс экспериментальной группы в начале пе- риода наблюдения (9.00–10.00) обусловлено вли- янием унитиола, введенного в 17.00 предыдущих суток. Очевидно, период влияния унитиола на кон- центрацию упомянутых тел является более дли- тельным, чем объявленный производителем (поряд- ка 8 ч [18]); он продолжается не менее 16 ч после введения. Резкое усиление степени кетонемии на- чиналось сразу после 9.00, т. е. после приема боль- ших доз РЭ. Снова подчеркнем, что такое потребле- ние РЭ происходило в условиях свободного выбора между ним и чистой водой (поилка с последней продолжала находиться в клетке). Подобная дина- мика свидетельствует о том, что пусковым стиму- лом для быстрой интенсивной продукции кетоно- вых тел служило поступление в организм больших количеств этанола, и это происходило на фоне рез- ко сниженной концентрации упомянутых тел в на- NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4284 Т. И. ПАНОВА, А. К. БОРТНИКОВА чале периода наблюдения. Таким образом, есть веские основания полагать, что между двумя процессами – изменением уровня алкогольного кетоза и поведенческой реакции по- требления алкоголя – существует причинно-след- ственная связь. При этом соответствующие индек- сы находятся в обратном отношении – чем ниже уровень кетоза, тем сильнее влечение к алкоголю. Полученные в наших экспериментах факты мож- но суммировать следующим образом. Искусствен- ное фармакологическое снижение количества кето- новых тел под влиянием потребленного унитиола после обеспечения доступа к РЭ приводило к рез- кому увеличению потребления последнего (экс- периментальные крысы в течение первого часа наблюдения выпивали в среднем 22 мл/кг РЭ, а кон- трольные – всего 8 мл/кг). Таким образом, экспери- ментальные животные потребляли более трети су- точной «нормы» этанола на фоне самого низкого уровня кетоза. Потребление большого количества этанола в течение упомянутого временнóго интер- вала приводило (с задержкой не более 1 ч) к суще- ственному возрастанию уровня кетонурии. После возрастания уровня кетоза (примерно в 11.00) по- требление РЭ уменьшалось. В случае стабильного уровня кетонурии выраженной динамики потребле- ния алкоголя практически не наблюдалось. Известно, что при хроническом алкоголизме ре- ализуется такая цепь событий: развитие хрониче- ской выраженной гипогликемии → энергетическое «голодание» головного мозга → стимуляция обра- зования кетоновых тел → частичный переход го- ловного мозга от исключительного использования глюкозы в качестве энергетического субстрата на аналогичное использование кетоновых тел. Види- мо, в данных условиях головной мозг становится в существенной степени зависимым от уровня этих тел в крови, т. е. от степени кетонемии, и со сни- жением данного показателя возникает биологиче- ская потребность пополнить количество указанных соединений. Поскольку быстрый синтез кетоновых тел инициируется введением в организм этанола, то у организма возникает желание реализовать со- ответствующую поведенческую реакцию, т. е. по- требить алкоголь. Иными словами, энергоснабжение алкоголизи- рованного мозга в значительной степени зависит от уровня кетоновых тел точно так же, как энер- госнабжение здорового мозга в норме зависит от уровня глюкозы в крови. «Питание» кетоновыми телами становится витальной потребностью. Голо- дание, обусловливающее падение уровня глюкозы в крови, запускает через соответствующие цере- бральные механизмы поведенческую реакцию, на- правленную на поиск и прием пищи. Дефицит же энергетических субстратов в алкоголизированном мозгу запускает витальную поведенческую реак- цию, направленную на поиск и прием алкоголя, ко- торый инициирует синтез кетоновых тел. Таким образом, важнейшим фактором, обуслов- ливающим алкогольную аддикцию, является уро- вень кетонемии; непосредственным же фактором, индуцирующим ситуативное влечение к этанолу у алкоголизированного организма, является гипоке- тонемия. Все стадии исследования соответствовали Европейской Конвенции о защите животных, используемых для исследо- вательских и иных научных целей (86/609/ЕЕС, 1986, Страс- бург), нормативам Комитетов по биоэтике Киевского нацио- нального медицинского университета им. А. А. Богомольца МЗ Украины и Донецкого национального медицинского уни- верситета МЗ Украины. Авторы настоящей работы – Т. И. Панова и А. К. Бортни- кова – подтверждают отсутствие конфликтов любого рода, касающихся коммерческих или финансовых отношений, от- ношений с организациями или лицами, которые каким-либо образом могли быть связаны с исследованием, а также вза- имоотношений соавторов статьи. Т. І. Панова1, А. К. Бортникова2 РІВЕНЬ КЕТОНЕМІЇ ЯК ФАКТОР, ЩО ВИЗНАЧАЄ АДИКТИВНУ ПОВЕДІНКУ АЛКОГОЛІЗОВАНИХ ЩУРІВ 1 Київський національний медичний університет ім. О. О. Богомольця МОЗ України (Україна). 2 Донецький національний медичний університет МОЗ України (Україна). Р е з ю м е Група із 20 лабораторних щурів була піддана тривалій при- мусовій алкоголізації (вимушене споживання протягом 90 днів 10 %-вого водного розчину етанолу – РЕ). Щоденно в 17.00 у тварин реєстрували кількість випитого за добу РЕ та, використовуючи напівкількісний експрес-метод, оціню- вали в балах рівень кетонових тіл у сечі. Після цього щури були поділені на дві еквівалентні групи – експерименталь- ну та контрольну (n = 10 у кожній). В 17.00 кожного із трьох днів другого (основного) етапу дослідів тваринам експери- ментальної групи перорально вводили 1 мл 4 %-вого розчи- ну унітіолу – препарату, який нейтралізує кетонові тіла. В інтервалі 9.00–17.00 кожного з цих днів у щурів кожну го- дину визначали ступінь кетонурії; протягом даного періоду щури користувалися свободою вибору рідини для пиття (РЕ NEUROPHYSIOLOGY / НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ.—2016.—T. 48, № 4 285 УРОВЕНЬ КЕТОНЕМИИ КАК ФАКТОР, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ АДДИКТИВНОЕ ПОВЕДЕНИЕ або води). Було встановлено, що щури експериментальної групи споживали більше третини денної нормі РЕ тільки за одну ранішню годину спостережень, тобто в інтервалі, коли рівень кетонурії був мінімальним (у середньому 0.17 бала). Після цього кількість спожитого РЕ знижувалась, а рівень кетонурії істотно підвищувався. Погодинне споживання РЕ та рівень кетонурії у контрольних щурів протягом періоду спостереження не демонстрували будь-яких істотних варі- ацій. Висловлено припущення, що між двома процесами – змінами рівня алкогольного кетозу та поведінковою реак- цією споживання алкоголю – існує причинно-наслідковий зв’язок. В умовах алкоголізації як енергетичний субстрат у головному мозку починають використовуватись кетонові тіла. Цей рівень є найважливішим детермінантом алкоголь- ної аддикції, а безпосереднім фактором, ініціюючим ситуа- тивний потяг до алкоголю, слугують епізоди гіпокетонемії. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. J. R. Mertens, A. H. Kline-Simon, K. L. Delucchi, et al., “Ten-year stability of remission in private alcohol and drug outpatient treatment: non-problem users versus аbstainers,” Drug. Alcohol. Depend., 125, Nos. 1/2, 67-74 (2012). 2. N. D. Volkow, J. S. Fowler, and J. Logan, “Effects of modafinil on dopamine and dopamine transporters in the male human brain: clinical implications,” JAMA, 301, No. 11, 1148-1154 (2009). 3. B. Tabakoff and P. L. Hoffman, “The neurobiology of alcohol consumption and alcoholism: an integrative history,” Pharmacol. Biochem. Behav., No. 113, 20-37 (2013). 4. M. T. Fernández López, M. D. García Bargo, M. T. Rivero Luis, et al., “Alcoholic ketoacidosis and reversible neurological complications due to hypophosphataemia,” Nutr. Hosp., 27, No. 3, 936-939 (2012). 5. Z. Zhao, M. Yu, D. Crabb, et al., “Ethanol-induced alterations in fatty acid-related lipids in serum and tissues in mice,” Alcohol. Clin. Exp. Res., 35, No. 2, 229-234 (2011). 6. N. Paquot, J. De Flines, and A. J. Scheen, “Alcoholism, an addiction leading to multiple somatic complications,” Rev. Med. Liege, 68, Nos. 5/6, 272-280 (2013). 7. А. К. Бортникова, Т. И. Панова, “Особенности утилизации глюкозы тканями мозга алкогользависимых крыс”, Neuro- physiology / Нейрофизиология, 46, № 3, 229-235 (2014). 8. А. К. Бортникова, Т. И. Панова, “Влечение к этанолу у алкоголизированных крыс и уровень гликемии, выражен- ность кетоза”, Лаб. диагностика. Восточная Европа, № 1 (9), 52-61 (2014). 9. V. Droblenkov and N. R. Karelina, “Activation of programmed cell death and degenerative changes of neurons of mesocorticolimbic dopaminergic system as a possible cause of inherited alcohol addiction,” Morfologiia, 141, No. 1, 16-22 (2012). 10. W. A. Koss, R. N. Sadowski, L. K. Sherrill, et al., “Effects of ethanol during adolescence on the number of neurons and glia in the medial prefrontal cortex and basolateral amygdala of adult male and female rats,” Brain Res., No. 1466, 24-32 (2012). 11. M. H. Chen and C. A. Cheng, “Alcoholic ketoacidosis coincides with acute Marchiafava-Bignami disease,” Am. J. Emerg. Med., 30, No. 9, 7-8 (2012). 12. H. Jain, S. Beriwal, and S. Singh, “Alcohol induced ketoacidosis , severe hypoglycemia and i rreversible encephalopathy,” Med. Sci. Monit., 8, No. 11, 77-79 (2012). 13. C. Distel, S. Jacobson, and P. M. Tille, “Alcohol induced diabetic ketoacidosis exacerbated by an acute respiratory infection with Klebsiella pneumonia,” Clin. Lab. Sci., 26, No. 2, 68-71 (2013). 14. J. B. Dwyer and K. Tamama, “Ketoacidosis and trace amounts of isopropanol in a chronic alcoholic patient,” Clin. Chim. Acta., No. 415, 245-249 (2013). 15. H. Meier, S. Gschwend, S. Raimondi, et al., “Ethanol, sugar, acid and coma,” Praxis, 100, No. 13, 797-799 (2011). 16. О. К. Напрєєнко, Л. В. Животовська, Н. Ю. Петрина, Л. В. Рахман, Наркологія, Здоров’я, Київ (2011). 17. J. L. Parai, S. Kodikara, C. M. Milroy, et al., “Alcoholism and the Armanni-Ebstein lesion,” Foren. Sci. Med. Pathol., 8, No. 1, 19-22 (2012). 18. М. Д. Машковский, Лекарственные средства, Новая Волна, Москва (2005). 19. А. В. Гудков, Д. В. Титов, А. В. Царева и др., Способ моделирования гиперактивного мочевого пузыря, Патент РФ № 2496148, опубл. 20.10.2013. 20. Ю. Е. Лях, В. Г. Гурьянов, В. Н. Хоменко, О. А. Пан ченко, Основы компьютерной биостатистики: анализ информа- ции в биологии, медицине и фармации статистическим па- кетом MedStat, Издатель Е. К. Папакица, Донецк (2006). 21. И. П. Западнюк, В. И. Западнюк, Е. А. Захария, Б. В. Запад- нюк, Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте, Вища шк., Київ (1983). 22. В. О. Ахполова, Особенности развития почечных проявле- ний свинцовой интоксикации у крыс в условиях измененно- го кальциевого гомеостазиса, Автореф. … канд. мед. наук (2011), http://dis.podelise.ru/text/index-41893.html

Уровень кетонемии как фактор, определяющий аддиктивное поведение алкоголизированных крыс

Репозитарії

Схожі ресурси