Разработка экспериментальных моделей

Моделирование истощения пула интермедиатов цикла Кребса

Для проверки гипотезы об истощении пула интермедиатов ЦК как факторе, лимитирующем потребление кислорода при барбитуратной коме, моделировали состояние организма, характеризуемое уменьшенным содержанием интермедиатов ЦК в тканях. Это достигали введением животным соли аммония.

Избыток аммония может обращать протекающую в митохондриях глутаматдегидрогеназную реакцию [36]:

a-кетоглутарат 2- + NH4+ + NADPH + H+ ® Глутамат- +NADP+ + H2O (3)

Это подтверждается описанием гипераммониемии как причины дефицита a-кетоглутарата в митохондриях [172].

Сочетание реакций каталитического аминирования a-кетоглутарата и последующего трансаминирования глутамата с оксалоацетатом, катализируемого аспартатаминотрансферазой, может приводить к уменьшению содержания оксалоацетата в митохондриях [36].

Известно, что in vitro образование CO2 из пирувата в астроцитах угнетается аммонием. Образование CO2 из глутамата угнетается аммонием как в астроцитах, так и в нейронах [121]. Основной источник углекислоты в организме - реакции декарбоксилирования, две из которых - изоцитратдегидрогеназная и a-кетоглутаратдегидрогеназная - участвуют в цикле трикарбоновых кислот Кребса [36]. Следовательно, избыток аммония препятствует окислению пирувата и глутамата в ЦК.

Через 10-15 мин после введения крысам АА в абсолютно смертельной дозе (8 ммоль/кг) отмечалось угнетение газообмена: потребление организмом кислорода уменьшалось в 4-5 раз по сравнению с исходным уровнем, несмотря на развитие к этому времени судорог. Гибель животных наступала через 1,5-3 мин от начала судорог. Такое же течение интоксикации характерно для (1) ω-фторкарбоновых кислот и ω-фторалкоголей алифатического ряда с чётным числом атомов углерода, а также их соединений, продукт биотрансформации которых - фторцитрат - является специфическим ингибитором аконитатгидратазы, и (2) синильной кислоты и её соединений - ингибиторов цитохромоксидазы [34].

Это даёт основания полагать, что соли аммония обладают общеядовитым действием, нарушая тканевые биоэнергетические процессы. Возможно, существенную роль в проявлениях интоксикации солями аммония играет нарушение окисления в ЦК. Непосредственной причиной этого нарушения является дефицит интермедиатов ЦК, в первую очередь a-кетоглутарата и оксалоацетата, концентрации которых могут лимитировать скорость a-кетоглутаратдегидрогеназной и цитратсинтазной реакций ЦК, соответственно [36, 77].

Доза аммония, вводимая извне для влияния на пул интермедиатов ЦК, должна быть сопоставима с общим содержанием промежуточных продуктов ЦК в тканях организма. Как указано выше (раздел 3.1.6), суммарная концентрация семи интермедиатов ЦК составляет несколько ммоль/л. Поэтому казалось целесообразным вводить соль аммония в соответствующих дозах.

Важным критерием при выборе аниона в аммониевой соли, предназначенной для введения в организм лабораторных животных, была величина рН получаемого раствора для инъекции. Для обеспечения рН раствора, близкого к физиологическому диапазону, использовали уксуснокислую соль аммония. Близость констант ионизации уксусной кислоты и гидрата аммиака в водных растворах (Kb(nh4oh) =1,75´10-5 (при 25°С); Ka(ch3cooh) = 1,7´10-5 (при 25°С) [1]) обеспечивают рН растворов ацетата аммония чуть больше 7, причём на рН слабо влияет концентрация соли. При этом растворы, предназначенные для введения хлорида аммония в дозах 1 или 8 ммоль/кг, имеют рН 5,1 или 4,7, соответственно. Поэтому аммоний вводили животным в форме ацетата.