Биохимия кислородного отравления. Влияние метаболизма на чувствительность к кислороду
Несмотря на то что эти исследования выявили возможность значительного снижения потребления кислорода в препаратах ткани in vitro под воздействием гипероксии, они не выяснили механизм развития кислородного отравления у интактных животных. Дыхание срезов мозга и гомогенатов значительно подавлялось только после экспозиции, намного превышающей необходимую для развития судорог у интактных животных, дышащих кислородом при этом же давлении.
Это противоречие стало еще значительнее после выявления, что среднее Ро2 в ткани мозга in vivo намного ниже, чем Ро2 во вдыхаемом газе. Кроме того, интактивация ферментов, наблюдаемая in vitro, была необратимой, тогда как состояние интактных животных быстро нормализовалось после начальных гиперок-сических судорог, когда Ро2 вдыхаемого газа снижали до нормальной величины.
Kovachich (1980) описал разнообразные условия, повышающие чувствительность срезов головного мозга крыс к кислородному отравлению и приближающие ее к обнаруженной у интактных животных. К этим условиям относятся: повышенная концентрация калия в инкубационной среде, дополнительное введение в среду деполяризующего агента — вератридина, разобщение окислительного фосфорилирования путем добавления динитрофенола, исключение ионов кальция из среды.
Каждое из условий имеет свой механизм действия, но все они повышают скорость дыхания ткани мозга и делают ее более чувствительной к кислородному отравлению. Такие условия, как добавление трис-буфера, увеличение концентрации кальция в инкубационной среде и снижение температуры этой среды с 37 до 32 °С, наоборот, уменьшают скорость дыхания и снижают чувствительность ткани мозга к токсичности кислорода.
Прямую корреляцию между чувствительностью к кислородному отравлению и скоростью метаболизма также наблюдали и у интактных животных. Пойкилотермные организмы обычно относительно устойчивы к токсичности кислорода, но при согревании устойчивость их снижается. Определенные виды насекомых (чешуекрылые) наиболее чувствительны к кислородному отравлению во время раннего развития личинки и куколки, когда активность биосинтеза и метаболизма у них более интенсивна, чем во время остальных стадий развития.
Изменения уровня метаболизма, вызванные гипотермией, гибернацией, нарушениями активности щитовидной железы, параллельно связаны с изменениями чувствительности к гипероксической экспозиции. Вероятно также, что повышение предрасположенности к кислородным судорожным припадкам, выявленное рядом исследователей у работающих испытуемых, может быть обусловлено возросшей активностью нейронов.
