Особенности влияния тонуса мышечной системы на нарушение энергетического баланса и способы  его коррекции.

Настоящая работа является обзором литературы, посвященной изучению влияния вегетативной нервной системы  на метаболические  процессы в органах  и тканях и обратную связь возникающих изменений в деятельности внутренних органов, желёз внутренней и внешней секреции, кровеносных и лимфатических сосудов на неврологические заболевания. В частности,  изменение тонуса мышечной системы организма влияет на скорость диффузии компонентов  плазмы крови в органы.  А  уменьшение активности   пируватдегидрогеназы может быть причиной увеличения концентрации лактатов и снижения скорости синтеза Аденозинтрифосфата  (АТФ). Недостаток энергетических ресурсов организма может приводить к развитию неврологических заболеваний.

Features of influence of muscle tone of a violation of the energy balance and how to correct it.
Gitlin I.G.

This paper is a review of the literature devoted to the study of the influence of the autonomic nervous system in the metabolic processes in organs and tissues, and the feedback resulting changes in the internal organs, glands, internal and external secretion, blood and lymph vessels in the neurological disease. In particular, changes in muscle tone of the body affects the speed of diffusion of the components in blood plasma organs. A reduction in the activity of pyruvate can be the cause of increase in lactate concentrations and reduce the rate of synthesis of adenosine triphosphate (ATP). Lack of energy resources of the organism can lead to neurological disorders.

Введение

Вопрос обеспечения организма кислородом, оценки его эффективности приобретает сегодня значение одного из наиболее значимых факторов в оценки вероятности развития многих заболеваний. Уже начиная с  B. И. Вернадского, который считал, что основным критерием здоровья следует считать величину максимального потребления кислорода (МПК данного индивида) [1], исследователи до настоящего времени, с учетом развития знаний о механизмах преобразования кислорода в универсальный энергетический субстрат  Аденозинтрифосфата  (АТФ), развивают представления о роли дефицита энергии на развитие тех или иных патологий. 

Организм, согласно B. И. Вернадскому,  представляет собой открытую термодинамическую систему, устойчивость которой (жизнеспособность) определяется ее энергопотенциалом. И нормальное существование организма человека начиная с момента его зачатия может существовать только в условиях избытка энергии и первичности процессов возбуждения.
Пригожин показал, что если стационарное состояние открытой системы близко к равновесному, то функция диссипации имеет минимум, т. е. по мере приближения к стационарному состоянию она убывает d /d <0, а в стационарном состоянии d /d =0 . Иными словами, рост молодого организма (мощный метаболизм, повышенный обмен веществ) в приведенных терминах запишется

dS(к) = diS(к) + deS < 0,

а старение, напротив, сопровождается возрастанием энтропии, нет ее компенсации из-за оттока наружу

dS(к) = diS(к) + deS > 0,

и смерть наступает при S = Smax  [2]. 

Связь между аэробными возможностями организма и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером (1970). Он доказал, что люди, имеющие уровень МПК 42 мл/мин/кг и выше, не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Более того, была установлена тесная взаимосвязь величины МПК и факторов риска ИБС: чем выше уровень аэробных возможностей, тем лучше показатели артериального давления, холестеринового обмена и массы тела. [3]

Имеются данные, что величина аэробных возможностей может служить весьма информативным критерием прогнозирования смерти не только от сердечно-сосудистых заболеваний, но и в результате злокачественных новообразований [4].

1.  В каждый момент времени в организме человека реализуется баланс между общим количеством (АТФ) синтезированным в  клетках и израсходованным на различные нужды. Синтез АТФ, как известно, происходит внутриклеточно, в митохондриях. И в этом смысле каждая клетка отдельного органа работает на собственные нужды, расходуя кислород и глюкозу. Органы человека характеризуются различным удельным потреблением кислорода – пропорциональным энергетическому потреблению:   Сердце = 440 кал/кг;  Почки = 440 кал/кг;  Мозг = 243 кал/кг;  Печень = 198 кал/кг;  Мышцы = 13 кал/кг;  Жировая ткань = 4 кал/кг;  Костная ткань = 2 кал/кг [5]. Для более наглядного представления об использовании энергетического ресурса организма полезно принять во внимание массу органа.

На первый взгляд на вершине иерархии гомеостазов находится мозг. Однако данное распределение энергопотребления относится к стабильному нормальному состоянию здорового организма.   Конкурентное расходование органами растворенного в плазме кислорода осуществляется в результате различной скорости диффузии кислорода из плазмы крови к клеткам  органов. Основными параметрами в уравнении диффузии Фика являются: градиент концентрации кислорода, коэффициент диффузии, площадь системы питающих сосудов и капилляров.  Возникновение в организме воспалительных процессов приводит к усилению потребления кислорода  главным потребителем энергоресурса – иммунной системой. Развитие воспалительных процессов в результате острых инфекций и /или аутоиммунных реакций иммунной системы, а также хронических воспалительных процессов может существенным образом изменить баланс потребителей энергоресурса.  Развивающийся дефицит энергии, точнее дефицит кислорода, приводит к развитию анаэробных процессов, увеличению выработки активных форм кислорода (АФК)    и как следствие повышению Ред/окс потенциала. Повышение Ред/окс потенциала  приводит к существенному снижению транспортных возможностей эритроцитов и снижению парциального давлению кислорода в плазме крови [6]. Расходование кислорода происходит в соответствии с иерархией гомеостазов организма [7].

Недостаток кислорода по цепи обратной связи может привести к возбуждению (увеличение выброса возбуждающих нейротрансмиттеров) как средству увеличения дыхательной активности. Происходит смещение баланса глутамат – ГАМК эргических процессов в сторону возбуждения. Возбуждение вегетативной нервной системы  может привести  к гипертонусу мышц   внутренних органов, желёз внутренней и внешней секреции, кровеносных и лимфатических сосудов.  Происходит затруднение в циркуляции крови и возникающий дефицит кофакторов приводит к снижению  ферментативной активности, нарушению процессов внутренних органов, желёз внутренней и внешней секреции, кровеносных и лимфатических сосудов, что ведет к дальнейшему нарастанию дефицита кислорода и что приводит к еще большему выбросу глутамата. Эксайтотоксичность  наблюдается при заболеваниях: боковой амиотрофический склероз, аутизм, болезнь Альцгеймера. Эксайтотоксичность, вызванная  повышенным высвобождением глутамата,  может возникать при ишемическом каскаде, и ассоциирована с инсультом.

2. Активность фермента пируватдегидрогеназы (ПДГ) является  одним из определяющих факторов в цепи процессов синтеза АТФ. Пируватдегидрогеназный комплекс включает в себя три кофактора: Е1— пируватдегидрогеназа декарбоксилирующая. Кофактором является активная форма витамина В1 . Е2 — дигидролипоилацетилтрансфераза.  Кофактором является витаминоподобное вещество — липоевая кислота, Коферментом является активная форма пантотеновой кислоты. Е3 — дигидролипоилдегидрогеназа . Кофактором является флавинадениндинуклеотид (ФАД) — активная форма витамина В2. Коферментом является активная форма витамина РР никотинамидадениндинуклеотид  (НАД+).

Использование различных форм витаминных препаратов, как правило, в состоянии создать достаточную концентрацию витаминов в плазме крови. Однако, эффективность работы ферментов в органах и мышцах как бы не реагирует на большие и сверх большие дозы витаминов. Отсюда и распространённое заблуждение: «витамины не попадают в кровь». На этом посыле создаются специальные формы витаминов для достижения сверх концентраций в плазме крови.

Любопытные данные были опубликованы в "Ланцете",  результаты очень большого исследования Heart Protection Study. В нем участвовали более 20 тысяч человек с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний. У них изучались защитные эффекты все тех же антиоксидантов - бета-каротина и витаминов С и Е. В течение пятилетнего наблюдения препараты ничуть не препятствовали развитию сердечных приступов, инсультов и различных раковых заболеваний. При этом содержание самих витаминов в крови возрастало.

Результаты, полученные  при изучении влияния комбинированного  действия витаминов группы В и синтетического агониста ГАМК – ергических центров никотиноил-гамма-аминомасляной кислоты проливают свет на истинные причины возможного недостатка витаминов группы В в тканях и органах [8]. 

Основной задачей проведенного исследования явилось изучение возможности применения препарата никотиноил-гамма-аминомасляной кислоты для изменения активности пируватдегидрогеназы (ПДГ).

Влияние различных витаминных препаратов и их сочетаний с пиканоилом по сравнении с кавинтоном на скорость окисления пирувата гомогенатами органов мышей (мкмоль восстановленного феррицианида/г тканиза 30 минут инкубации) (мкмоль НАДН на 1мг белка) n=6

Из приведенных выше данных видно увеличение активности   ПДГ при использовании агониста тормозных рецепторов. Влияние тормозных (расслабляющих) эффектов наиболее выражено  для паренхиматозных органов.  Превалирование процессов возбуждения в вегетативной нервной системе над процессами торможения приводит к более вероятного состояния гипертонуса гладкой мускулатуры стромы паренхиматозных органов.                 Поскольку строма, помимо опорной функций,  выполняет    трофическую функцию, гипертонус приводит к затруднению проводимости расположенных в ней кровеносных, лимфатических сосудов и нервов.               

Наблюдаемый синергизм действия никотиноил-гамма-аминомасляной кислоты и витаминов группы В может быть объяснён тормозным влиянием на вегетативную нервную систему.

Строма предстательной железы составляет 60% гиперплазированной простаты. Снятие  гипертонуса гладкой мускулатуры стромы устраняется динамический компонент инфравезикальной обструкции. С другой стороны, экспериментально доказанное улучшение кровоснабжения мочевого пузыря на фоне лечения альфа-адреноблокаторами приводит к улучшению биоэнергетики детрузора и восстановлению его сократительной способности [9]. 

Изменение соотношения лактат/пируват , определяющееся актиностью ПДГ, считается маркером оксидантного стресса и гипоксии. Данное соотношение отражает равновесие между продуктом и субстратом реакции, катализируемой лактатдегидрогеназой (ЛДГ). Оно коррелирует с цитоплазматическим уровнем NADH:NAD+ и может быть использовано как мера окислительно-восстановительного потенциала клетки. [10]

3. Препарат «Гитагамп» зарегистрирован на территории РФ (Р №001526/01).

Гитагамп (капсулы) – оригинальный отечественный препарат. В его состав входят : тиамина хлорид – 0,025 г; рибофлавин – 0,025 г; пиридоксин – 0,025 г; никотиновая кислота – 0,025 г; кальция пантотенат – 0,025 г; кислота фолиевая – 0,00005г; цианкобаламин – 0,000025 г; никотиноил-гамма-аминомасляной кислоты 0,05г.

Первый уникальный препарат, разработанный для «терапии прикрытия» - снижения нежелательных побочных эффектов, возникающих при приеме сильнодействующих средств. В России побочные действия лекарственных средств или последствия от их неправильного приема становятся причиной госпитализации в 17-18% случаев от общего числа больных. Этот же фактор в развитых странах мира стоит на 4-6-м месте в ряду основных причин смертности населения. Необходимость учитывать возможность таких осложнений привела к возникновению в фармакологии относительно нового понятия – «терапия прикрытия» (add-back therapy). Такой метод борьбы с побочными реакциями лекарственных средств предусматривает назначение препаратов, снимающих нежелательные симптомы заранее, до начала курсового назначения основных препаратов. Сегодня в России появился первый препарат, специально разработанный для использования в терапии прикрытия. Этим препаратом является Гитагамп, эффективность которого в неврологической, психиатрической и наркологической практике была доказана в ходе нескольких клинических испытаний на территории Российской Федерации в 2003-2005 годах. Применение Гитагампа основывалось на предположении, что препарат сможет снижать побочные эффекты и приводить к более быстрому снижению симптомов основного заболевания. Эти предположения получили блестящие клинические подтверждения. Было показано, что на фоне Гитагампа быстрее происходит купирование компонентов субдепрессий, возникающих, например, при лечении хронического алкоголизма галоперидолом и циклодолом или амитриптилином. Аналогично было показано, что аффективные, психические и соматические компоненты субдепрессий у больных в основных группах проходят быстрее и чаще, по сравнению с контрольной группой, также при использовании Гитагампа вместе с блокаторами опиатных рецепторов при лечении больных героиновой наркоманией. Терапия прикрытия должна применяться для предупреждения субдепрессивных состояний, возникающих при длительном курсовом приеме других сильнодействующих средств, например, при лечении туберкулеза, при лечении гепатита С интерфероном или при использовании такого известного антибиотика как кларитромицин, прием которого часто сопровождается депрессивными явлениями.

Заключение.

Эффективность препарата Гитагамп заключается в сочетании синтетического  агониста ГАМК – ергических центров и витаминов группы В. За счет расслабления мускулатуры (стромы) достигается насыщение органов и тканей коферментами. Возрастает ферментативная активность витамин зависимых ферментов. Происходит, в частности,  увеличение активности   пируватдегидрогеназы, увеличение скорости синтеза Аденозинтрифосфата  (АТФ),  что может препятствовать развитию неврологических заболеваний.

1. Т.М. Брук, Е.Г. Мильнер. Наркомания: современные методы профилактики и

реабилитации: учебно-методическое пособие – Смоленск: СГАФКСТ, 2008. – 78 с./

1. Функция диссипации - Электронный учебник de.ifmo.ru/bk_netra/page.php?tutindex=13&index=11&layer=4/
2.  СОЛДАТЕНКО С.А. ОСНОВЫ СОЦИАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЫ Учебно-методическое пособие Кемерово – 2011/
3. Б. М. Липовецкий, . /Липовецкий Б.М. Возраст и функция сердечно-сосудистой системы человека / Б.М. Липовецкий, С.И.Плавинская, Г.Н. Ильина. Л.: Наука,1988.-91 с../

1. In:Kinney JM, TuckerHN, eds. «Energy metabolism: tissue determinants and cellular corollaries.» New York, NY: Raven Press, 1992:61–80.
2. И.Г. Гитлин, Е.З. Гольдберг «Неврология, психиатрия и оксидативный стресс. Защитные свойства Гитагамп — Рутин Железо». Журнал международной медицины.  Неврология. Психиатрия / 2013 / Номер 2 (3), стр101-106.
3. Кукес В.Г., Гитлин И.Г. «Персонализированная медицина и окислительно восстановительный гомеостаз.», Лекарственные препараты и рациональная фармакотерапия, №2, 2014, стр 23-25
4. Л .М . Карпов , В .Г .Савчук , А .В .Запорожченко , Т .В . Бахтогареева , О .В . Сторчило , Л .А . Медаковская. «Изучение действия препарата никотиноил гамма-амино-масляной кислоты и витаминов группы В на некоторые биохимические и физиологические процессы в организме экспериментальных животных». УДК 615.214.31.03:616-008.93-092.9 Одесский госуниверситет им. И.И. Мечникова.
5. /Лоран О.Б„ Пушкарь Д.Ю.,   Раснер П.И. Патогенетические основы медикаментозной терапии симптоматической доброкачественной гиперплазии простаты альфа-адреноблокаторамн. И Лечащий врач. №9. 2001.
6. CHRISTINE B. and all «Pyruvate dehydrogenase complex deficiency: four neurological phenotypes with differing pathogenesis». Developmental Medicine & Child Neurology Volume 52, Issue 2, Article first published online: 1 DEC 2009