СОДЕРЖАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ФРАКЦИЙ ВОДЫ В КРОВИ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ СТЕПЕНИ ПОВРЕЖДЕНИЯ И АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА

© 1997г. Н. Ф. Фаращук

Вода является не только средой, в которой протекают биологические процессы, но и активным компонентом живой системы, от состояния которого зависит её нормальное функционирование. Уникальную роль воды известный биохимик А. Сент-Дьердьи выразил фразой: "Вода не только мать, но и матрица жизни". Вода в тканях находится в 2-х фазовых состояниях: свободном и связанном с биомакромолекулами. Пространственная ориентация молекул воды на поверхности белковых молекул приводит к возникновению защитной водной оболочки, по структуре напоминающей лёд. Но не только макромолекула способствует упорядочиванию структуры воды, но и вода играет существенную роль в стабилизации структуры молекул белков.

Мы разработали способ количественного определения свободной и связанной воды в жидких тканях и более 10 лет изучали содержание структурных фракций воды в крови человека и экспериментальных животных. Этот показатель в здоровом организме оказался очень стабильным, практически не изменяющимся в зависимости от пола и возраста в пределах 19-50 лет, что позволило отнести его к ряду базисных параметров здоровья человека.

Изучена динамика процессов гидратации в компонентах крови животных при перегревании, ионизирующем облучении, интоксикации, травме головного мозга, сильном шумовом воздействии. Степень гидратации биоколлоидов явилась объективным критерием оценки тяжести поражения организма при воздействии этих внешних факторов. В частности, она отражает картину развития теплового удара у животных при остром перегревании, повышение их устойчивости к высокой температуре при длительной тепловой тренировке и протекторное действие в этих условиях фармакологических средств.

Установлена связь между содержанием фракций воды в крови, особенно в форменных элементах, и стадиями развития адаптационного синдрома. Применение адаптогенов увеличивало содержание связанной воды и с этим можно связать их способность повышать неспецифическую сопротивляемость организма.

Наши опыты позволяют также полагать, что влияние низко-интенсивного лазерного излучения на систему макромолекула - растворитель является одним из механизмов его биологического действия и подтверждают представления, что оно является не средством лечения отдельных заболеваний, а инструментом общей стимуляции.

Состояние процессов гидратации в крови наряду с клиническими методами исследования использовалось нами также для уточнения ведущего клинического синдрома и дифференциальной диагностики у больных при черепно-мозговой травме, нарушениях мозгового кровообращения, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Оно позволяет прогнозировать течение и исход заболевания и является объективным критерием эффективности проводившегося лечения и степени реабилитации больных.

В качестве иллюстрации общих выводов приведём таблицу, в которой представлены данные по содержанию фракций воды в форменных элементах крови белых крыс при ионизирующем облучении.

* Достоверное отличие от контроля.

Из таблицы следует, что при дозе 8 Гр содержание связанной воды достоверно снижалось в течение первых суток и было еще более низким на 3 сутки. В последующие дни практически все животные погибали. При дозе 6 Гр содержание связанной воды к концу первых суток увеличивалось, что говорит о том, что при этой дозе облучения организм смог отреагировать стимуляцией своих адаптационных механизмов. Однако эта стадия оказалась кратковременной, и на 3 сутки отмечается снижение уровня связанной воды, которое прогрессировало в последующие дни. При дозе облучения 4 Гр период адаптации, судя по степени гидратации клеточных элементов, был более выражен и продолжителен. Содержание связанной воды было максимальным на 3 сутки, выше исходного на 7 сутки и не отличалось от контроля через 2 недели. При этой дозе облучения у животных в рамках времени наблюдения не происходит истощения приспособительных механизмов, и белки клеток не теряют способности связывать воду в оптимальном количестве. Эти данные говорят о том, что состояние процессов гидратации в крови может служить количественным критерием оценки состояния организма при острой лучевой травме.

В 1989-90 гг. был открыт феномен адаптационной стабилизации структур (ФАСС), который состоит в том, что при адаптации организма к повреждающим факторам возрастает устойчивость не только целого организма, но также изолированных органов и внутриклеточных структур. В развитии ФАСС на уровне органов и тканей важную роль играют стресс-белки из семейства белков теплового шока.

Динамика процессов гидратации в крови при воздействии на организм факторов внешней среды соответствует фазовым биохимическим изменениям в тканях в этих условиях. Поэтому мы выдвигаем гипотезу, согласно которой адаптационная стабилизация тканевых структур заключается не только в количественных изменениях, в частности, в накоплении стресс-белков, но одновременно и в таком структурном изменении важнейших биополимеров, которое соответствует наибольшей степени их гидратации. Степень гидратации биоколлоидов является неспецифическим показателем как в отношении различных органов, так и в отношении различных воздействий на организм и всегда изменяется в крови как в интегрирующей среде. Это не только соответствует представлениям о том, что ФААС является не локальным, а генерализованным явлением, которое охватывает организм в целом, но и раскрывает один из механизмов этого процесса на молекулярном уровне. Содержание связанной воды в крови и тканях в таком случае является отражением структурно закрепившихся изменений, происшедших в мембранах, клеточных популяциях и межклеточных средах в процессе адаптации.

Кафедра неорганической химии

Смоленская государственная медицинская академия

Поступила в редакцию 12.02.97.