Значение давление кислорода на его токсичность. Окисление пиридиннуклеотида при кислородном отравлении
Между давлением кислорода во вдыхаемом газе и продолжительностью экспозиции, необходимой для появления различных клинических признаков кислородного отравления, существует гиперболическая зависимость. Анализируя данные, полученные в различных лабораториях, Dickens в 1962 г. одним из первых установил эту зависимость для неврологических симптомов у интактных животных и человека.
Проводя измерения скорости дыхания на срезах мозга крыс in vitro в своей лаборатории и в двух других, он показал одинаковую зависимость между давлением кислорода и продолжительностью экспозиции для 50% снижения потребления кислорода. Однако, когда линейные формы этих зависимостей сравнивают в логарифмических координатах, их разные наклоны очевидны, словно неврологические симптомы возникают намного раньше, чем снижение потребления кислорода при одном и том же его давлении.
При первоначальных измерениях in vitro Dickens инкубировал срезы мозга в нормальной фосфатной среде Кребса — Рингера. В настоящее время известно, что эта среда поддерживает ткань мозга в спокойном состоянии с поляризованной плазматической мембраной и потреблением кислорода, составляющим половину количества, измеренного в интактном мозге [Kovachich, Haugaard, 2001].
Скорость метаболизма в срезах мозга in vitro может быть стимулирована и достигнуть уровня, который установлен in vivo в результате прогрессирующего возрастания концентрации калия или добавления к среде деполяризующего агента— вератридина [Kovachich, 2000]. В таких препаратах линейное выражение зависимости между давлением и продолжительностью экспозиции для гипероксической депрессии тканевого дыхания более тесно соответствует зависимости in vivo как относительно расположения, так и наклона кривой на графике.
Несмотря на то что различия между напряжением кислорода во вдыхаемой смеси и в мозге in vivo мешает прямому сравнению этих кривых, по-видимому, более точная имитация in vitro состояний, наблюдаемых in vivo, может быть достигнута при использовании соответствующих условий.
Окисление пиридиннуклеотида при кислородном отравлении
В течение двух последних десятилетий некоторые биохимические реакции на гипероксическое воздействие были продемонстрированы на интактных животных до появления у них очевидных клинических признаков интоксикации. Подобные изменения сами по себе не указывают на то, что происходящая реакция связана с кислородным отравлением, но они свидетельствуют о возможности этого. До тех пор пока окончательных доказательств, позволяющих исключить такое положение, не получено, каждое из этих ранних биохимических изменений должно быть проверено с целью возможного выявления механизма кислородного отравления.
Используя флюорометрический метод для измерения устойчивого состояния уровней окисления — восстановления пиридиннуклеотида у анестезированных крыс, дышащих кислородом под большим давлением, Chance и сотрудники в 1966 г. обнаружили усиление процесса окисления в печени, мозге и почках до начала развития судорог. В печени крыс воздействие кислорода при абсолютном давлении 2,7 кгс/см2 вызывает заметную активацию процесса окисления по сравнению с данными, полученными при дыхании воздухом.
Изменения в мозге у крыс были меньшими, но четкий сдвиг в направлении усиления процесса окисления возникал при абсолютном давлении кислорода 7,7 кгс/см2. В обоих случаях изменение уровня окисления прекращалось через 10—20 с после начала гипероксической экспозиции.
Применив последнюю модификацию этого метода исследования в сочетании с длительно вживленными световодами, Mayevsky и сотрудники в 1974 г. произвели флюорометрическое обследование поверхности коры головного мозга с одновременной регистрацией электроэнцефалограммы у крыс, находящихся в состоянии бодрствования и подвергнутых воздействию либо только кислорода под абсолютным давлением 6 кгс/см2, либо предварительно обработанных сукцинатом, тормозящим начало развития судорог, либо комбинированному воздействию сжатого кислорода и добавленной в газовую среду 1,5% СО2, ускоряющей наступление судорожных припадков.
Однако экспозиция, необходимая для достижения максимальной величины окисления пиридиннуклеотида, увеличивалась после введения сукцина-та и заметно сокращалась под влиянием СО2. При всех трех условиях экспериментов окисление пиридиннуклеотида предшествовало судорожной активности мозга.
