Метаболические эффекты антигипоксантов

 

ГБОУ ВПО «ТИХООКЕАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ  МИНЗДРАВА РОССИИ»

 

Кафедра биологической химии, клинической лабораторной диагноcтики,

общей и клинической иммунологии

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

Тема: «МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

АНТИГИПОКСАНТОВ»

 

 

 

 

 

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Факторы формирования гипоксии в организме 4

1.1. Определение гипоксии 4

1.2.История формирования представлений о гипоксии 4

Глава 2. Тканевой тип гипоксии 9

2.1. Определение тканевой гипоксии 9

2.2Классификация тканевой гипоксии 9

2.3.Причины формирования тканевой гипоксии 9

Глава 3. Метаболические нарушения при гипоксии 11

Глава 4. Подходы для улучшения энергетического статуса клетки 16

4.1.1.Антигипоксанты  с поливалентным действием 17

4.1.2.Ингибиторы  окисления жирных кислот 18

4.1.2.1.Прямые  ингибиторы карнитин-пальмитоил- трансферазы-I 19

4.1.2.2.Парциальные  ингибиторы окисления жирных  кислот 20

4.1.2. Сукцинатсодаржащие  и сукцинатобразующие средства 24

4.1.3.Сукцинатобразующие  средства 27

§5.1.4. Естественные структурные компоненты дыхательной  цепи 30

§5.1.5. Искусственные  редокс-системы 33

4.1.6. Макроэргические  соединения 35

Заключение 37

Приложение 38

Литература 49

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Гипоксия наблюдается  весьма часто в повседневной жизни  и служит основой разнообразных патологических процессов. Согласно современным представлениям, кратковременная гипоксия может возникать и без наличия в организме каких-либо патологических процессов, нарушающих транспорт кислорода или поглощение его тканями. Это может быть в тех случаях, когда резко возникает потребность в кислороде в связи с физической активностью. Еще нельзя исключить тот факт, что в эпоху технологического прогресса человек каждый день обременяет себя воздействию различными факторами, которые приводят к гипоксии.

Гипоксия приносит огромный урон организму, поэтому с позиции  фармакологии важно понимать механизмы  формирования данного процесса в  организме для создания эффективных  препаратов антигипоксантного действия.

Цель: дать характеристику современным представлениям, подходам к фармакологической коррекции гипоксии; рассмотреть молекулярные механизмы действия современных антигипоксантов.

Задачи: составить исторический экскурс формирования теоретических  представлений о гипоксических состояний; составить классификацию гипоксии по данным современной литературы; представить теоретический материал механизмов формирования тканевой гипоксии; дать характеристику действия антигипоксантным препаратам.

 

Глава 1. Факторы формирования гипоксии в организме

    1. Определение гипоксии

Гипоксия или  кислородное голодание – типовой патологический процесс, возникающий в результате снижения содержания или использования кислорода в тканях, а также чрезмерной нагрузки (когда возросшего количества кислорода не хватает для обеспечения еще более возросших потребностей тканей организма).

 В наиболее общем  виде гипоксию можно определить  как несоответствие энергопотребности клетки энергопродукции в системе митохондриального окислительного фосфорилирования.

Гипоксическое состояние  развивается при различных факторах:

  • расстройства внешнего дыхания и  кровообращения в легких;
  • расстройства  кислородтранспортной функции крови;
  • нарушения системного, регионарного кровообращения и микроциркуляции;
  • эндотоксемия;

 

1.2.История формирования представлений о гипоксии

Интенсивное изучение роли дефицита кислорода в развитии различных  патологических состояний началось еще в начале прошлого века.

Начальник  кафедры  общей  и  экспериментальной  патологии  Медико-хирургической академии академик В.В. Пашутин ещё в конце XIX в. предложил  выделял два типа кислородного голодания  – экзогенное и эндогенное (рис.1).

Рис.1.Классификация гипоксии по Пашутину

Ученик и преемник В.В. Пашутина профессор П.М. Альбицкий  в 1905 г. причиной развития кислородного голодания наряду со снижением доставки О2 тканям назвал ещё нарушение процессов утилизации О2  тканями (рис.2).

 

Рис 2. Классификация кислородного голодания по П.М. Альбицкому

Классификация гипоксии Дж. Баркрофта, предложенной в 1922 г., базируется на изменении количества и качества гемоглобина (Нb), служащего основным переносчиком О2 (рис. 3).

Рис 3. Классификация гипоксии по Дж. Баркрофту

Профессор Н.Н. Сиротинин  выделил циркуляторную, анемическую, как и Баркрофт, но кроме этого гипоксическую, респираторную и гемическую гипоксию (рис. 4).

Рис 4. Классификация гипоксии по Сиротинину

Согласно международной  классификации  отдельно выделяется застойная и гистотоксическая гипоксия, кроме того говорится также о гипоксической и анемической гипоксии. Данная классификация представлена на рис. 5.

Рис 5. Международная  классификация гипоксии

Начальник  кафедры  патологической физиологии  Военно-медицинской  академии профессор И.Р. Петров кроме выше перечисленных типов гипоксии впервые упомянул смешанный тип гипоксии.  Классификация гипоксии по Петрову наглядно представлена на рис. 6.

Рис.6. Классификация гипоксии по И.Р. Петрову

В настоящее время существует классификация, учитывающая  особенности  течения гипоксии, которая представлена в табл.1.

Несмотря на факторы, которые  вызывают развитие, в результате формируется тканевой или гистотоксический тип гипоксии. 

 

 

 

Табл. 1.Современная классификация гипоксии

Принцип классификации

Типы 

Характеристика 

По характеру развития:

скрытая

Бессимптомная, выявляется только при нагрузке

компенсированная

тканевой гипоксии в состоянии покоя нет за счет напряжения систем доставки кислорода

некомпенсированная

выраженные нарушения  обменных процессов с явлениями отравления

По скорости развития:

молниеносная

развивается за секунды

острая

развивается за минуты

подострая

развивается за часы, дни, недели

хроническая

развивается за месяцы, годы, десятилетия

По степени тяжести:

лёгкая 

при рО2=60–50 мм  рт.ст.

средней тяжести

при рО2=50–40 мм рт.ст.

тяжёлая

при рО2=40–20 мм рт.ст.

крайне тяжёлая

при рО2=↓20 мм рт.ст.

По распространённости:

локальная

в определенном участке ткани  или органе

генерализованная

охватывает весь организм


 

 

Глава 2. Тканевой тип гипоксии

2.1. Классификация тканевой гипоксии

 Тканевая или гистотоксическая  гипоксия  - тип гипоксии, возникающий  при нарушении ферментативных систем, ответственных за процессы окисления и окислительного фосфорилирования.

Термин гистотоксическая гипоксия (тканевая гипоксия) предложен  в 1922 г. М. Питерсом и Ван Слайком, а также П.М. Альбицким.

Классификация тканевой гипоксии представлена в табл. 3.

Табл.3. Классификация тканевой гипоксии

Тип тканевой гипоксии

Причины развития

Характеристика 

Первичная

Первичное повреждение аппарата клеточного дыхания на субклеточном (митохондрии), молекулярном (ферменты) уровне.  (Отравление  HCN, спиртами, уретаном, дефицит витамина В2 и витамина  РР.)

Инактивация  или  ↓  синтеза  дегидрогеназ, цитохромоксидазы, цитохрома С и др., коферментов, повреждение  системы  НАД-НАДФ,  избыток  НАДН, ↓ АТФ, ↑ АДФ, АМФ, цАМФ, активизируется анаэробный гликолиз, развитие  ацидоза, активизация фосфолипаза, ПОЛ, угнетение антиоксидантных систем.

Вторичная

Потребление  О2  тканями превышает способность дыхательной, сердечно-сосудистой  системы и системы крови обеспечивать их адекватным количеством кислорода.

↓ напряжение О2 в тканях, ↓ активности дыхательных ферментов,↓ антиокислительных процессов в тканях,↓ синтеза макроэргических соединений,↓ активности клеточно-тканевых структур, дефицит АДФ, КРФ и неорганического фосфора, цитохрома С.


 

2.3.Причины формирования тканевой гипоксии

Тканевая гипоксия возникает  вторично при различных типах  первичной гипоксии - дыхательной, циркуляторной, гемической, инициирующих развитие ацидоза, активацию процессов липопероксидации, дестабилизацию всех биологических мембран, в том числе и митохондриальных.

Причины формирования тканевой гипоксии изображены на рис. 7.

 

 

Рис.7. Причины формирования тканевой гипоксии

 

 

 

 

Глава 3. Метаболические нарушения при гипоксии

При гипоксии нарушаются процессы, в которых принимают участие  кислород. Изменение метаболизма  при гипоксии представлено следующим  образом:

  1. угнетение митохондриального окисления:

- подавляется активность NAD-зависимых оксидаз цикла Кребса (рис.9);

- сохранение активности FAD-зависимой сукцинат-оксидазы;

- угнетение фосфорилирования  → дефицит АТФ;

  1. дефицит АТФ:

-ослабление ингибирования  гликолиза→накопление лактата→ацидоз;

-нарушение функций мембран→активация  фосфолиполиза и ПОЛ→

→↑[НЖК] и их ПО;

- подавление энергозависимых  процессов (синтез белка, фосфолипидов, работа ионных «помп»)→дезэнергизация  мембран→угнетение антиоксидантной   системы→ ПОЛ;

-  блокируются энергозависимые  насосы, выкачивающие Са2+ из клетки→ →накоплению Са2+ в цитоплазме клетки→ активация Са2+-зависимые фосфолипазы→захват Са2+ митохондриями→↑ расход АТФ;

  1. стимуляция  свободнорадикального окисления→ повреждение мембран митохондрий и лизосом→усугубление энергодефицита.

В конечном счете, метаболические нарушения  вызывают необратимые  повреждения и гибель клетки (рис.8).

При адекватном кровоснабжении 60-90% ацетил-КоА образуется за счет окисления свободных жирных кислот, а остальные 10-40% - за счет декарбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК). Примерно половина ПВК внутри клетки образуется за счет гликолиза, а вторая половина - из лактата, поступающего в клетку из крови. Катаболизм СЖК по сравнению с гликолизом требует большего количества кислорода для синтеза эквивалентного числа АТФ. При достаточном поступлении кислорода в клетку глюкозная и жирнокислотная системы энергообеспечения находятся в состоянии динамического равновесия. В условиях гипоксии количество поступающего кислорода недостаточно для окисления жирных кислот (рис. 10).

 

 

 

Рис.8.Основные звенья патогенеза гипоксических состояний 

 


 

Рис.9. Действие гипоксии на цикл Кребса

 

Рис. 10. Соотношение потребности  в энергии при гликолизе и  при -окислении.

В результате в митохондриях происходит накопление недоокисленных активированных форм жирных кислот (ацилкарнитин, ацилКоА), которые способны блокировать адениннуклеотидтранслоказу, что сопровождается подавлением транспорта произведенного в митохондриях АТФ в цитозоль, и повреждать мембраны клеток, оказывать детергентное действие (рис.11)

Рис.11. Действие гипоксии на митохондрии.

Таким образом, митохондриальные дисфункции при гипоксии - это закономерная последовательность явлений, включающая защитно-приспособительные реакции  и нарушения жизнедеятельности в разных сочетаниях, развивающихся под действием патогенного фактора. 

 Митохондриальным дисфункциям  при гипоксии свойственны: 

  • стереотипность (типические запрограмированные черты, какова бы ни была их этиология);
  • универсальность (развивается при любой патологии, сопровождающейся нарушениями функций дыхательной, сердечно-сосудистой и кислородтранспортной систем, при действии ядов дыхательной цепи и токсических веществ эндогенного и экзогенного происхождения); 
  • полиэтиологизм (может запускаться различными факторами: - гипо- и гипероксигенацией, дефицитом субстратов, токсическими продуктами, влияющими на активность митохондриальных ферментов, нарушениями проницаемости мембран и ионного транспорта, нарушениями гормональной регуляции, свободно-радикальными процессами и пр.); 
  • аутохтонность (способность на определенной стадии саморазвиваться через запрограмированные этапы при участии каскадного принципа и механизмов самоограничения до естественного энергетически оправданного конца; при этом причинный фактор неспецифической трансформации активности митохондриальных ферментов может выполнять лишь толчковую, триггерную роль);
  • эквефинальность (единый конечный результат - митохондриальные дисфункции и сопутствующие им компенсаторно-приспособительные процессы, независимо от кратковременно действующей пусковой причины); 
  • генетическая запрограмированность (базовые различия в кинетических характеристиках митохондриальных ферментов у резистентных и чувствительных к гипоксии животных, различная их реакция на гипоксию). 
     

Глава 4. Подходы для улучшения энергетического

статуса клетки

Для борьбы с  гипоксией  используют группу соединений под общим  названием «антигипоксанты».

Антигипоксанты - это препараты,  улучшающие утилизацию организмом циркулирующего в нем кислорода, снижающие потребность в кислороде органов и тканей и тем самым способствующие уменьшению гипоксии и повышению устойчивости организма к кислородной недостаточности.

Конечным эффектом действия антигипоксантов является нормализация энергетического обмена клетки.

Подходы для улучшения энергетического статуса могут быть различными (табл.4).

Табл. 4. Подходы для улучшения  энергетического статуса 

Воздействие 

Механизм

Примеры антигипоксантов

↑ эффективности использования митохондриями дефицитного О2

Предотвращение  разобщения окисления и фосфорилирования, увеличение продукции АТФ на единицу потребляемого дефицитного О2, экономное использование кислорода и ↓ кислородного запроса тканей

Антигипоксанты с поливалентным действием (Гутимин, Амтизол)

↓ окисления ЖК

↓ активности карнитин-пальмитоил-трансферазы-I, блокировка ферментов оксиления ЖК, ↑ использования глюкозы как энергетического субстрата, блокировка синтеза карнитина из предшественников

Ингибиторы окисления  жирных кислот (Триметазидин, Пергексилин, Милдронат, Этомоксир, Карнитин)

Поддержание активности сукцинатоксидазного звена

↑ активности сукцинатдегидрогеназы, ↑ компенсаторных возможностей гликолиза по аэробному пути , ↓ степени угнетения окислительных процессов в цикле Кребса

Сукцинатсодержащие средства, Сукцинатобразующие средства

Возмещение утраченных компонентов дыхательной цепи

нормализация энергопродуцирующего окислительного фосфорилирования, восстанавливается активность NAD-зависимых дегидрогеназ

Естественные компоненты дыхательной цепи (Цитохром С , Убихинон , Идебенон, Энергостим )

Формирование искусственных редокс-систем

Шунтирование перегруженной  электронами дыхательной цепи, окисление NADH в цитозоле клетки, предупреждение ингибирование гликолиза и избыточное накопление лактата

Искусственные редокс-системы (Олифен)

Введение извне высокоэнергетических соединений

фосфорилирование АДФ  и ↑ АТФ в клетке, стабилизируется  сарколеммальная мембрана клеток

Макроэргические соединения (Креатинфосфат)


 

В связи с разнообразными воздействиями на энергетический обмен  в условиях гипоксии антигипоксанты классифицируют на следующие группы, которые представлены на рис. 12.

 

Рис. 12. Классификация антигипоксантов

4.1.1.Антигипоксанты с поливалентным действием

К антигипоксантам с поливалентным действием относятся гутимин и амтизол.

Гутимин — производное  гуанилтиомочевины. Обладает широким спектром терапевтического действия, малотоксичен, имеет слабую кумуляцию, оказывает выраженное антигипоксическое действие при разных способах введения.

Амтизол  — производное  диамино-тиодиазола.

Механизм противогипоксического  действия гутимина и амтизола на молекулярном уровне пока до конца не выяснен.

Антигипоксанты с поливалентным  действием оказывают влияние  на метаболизм клетки (рис. 13).

Рис.13. Влияние антигипоксантов  с поливалентным действием

Общее действие на клетку данных антигипоксантов заключается в  увеличении продукции АТФ на единицу потребляемого дефицитного О2, в снижении кислородный запрос тканей, также они способствуют экономизации потребления О2 в органах с менее активным метаболизмом.

Таким образом, активируя  энергопродукцию в процессе гликолиза, гутимин и амтизол не только не усугубляют метаболический ацидоз при гипоксии, но, напротив, ослабляют его проявления и обеспечивают восстановление углеводных источников энергии.

4.1.2.Ингибиторы окисления жирных кислот

Катаболизм СЖК по сравнению  с гликолизом требует большего количества кислорода для синтеза эквивалентного числа АТФ (рис.10). В условиях гипоксии количество поступающего кислорода недостаточно для окисления жирных кислот, что еще более усугубляет гипоксию, предпочтительно, чтобы клетка использовала энергию глюкозы. Поэтому целесообразно блокировать окисление жирных кислот.

Антигипоксанты этой группы ингибируют окисление ЖК, но в свою очередь активируют окисление глюкозы, что является энергетически выгодным.

Классификация ингибиторов  окисления жирных кислот:

  • прямые ингибиторы карнитин-пальмитоил- трансферазы-I (пергекселин, этомоксир);
  • парциальные ингибиторы окисления жирных кислот (триметазидин, милдронат);
  • непрямые ингибиторы окисления жирных кислот (карнитин).

4.1.2.1.Прямые ингибиторы карнитин-пальмитоил- трансферазы-I

К данной группе относятся пергексилин и этомоксир.

 Пергексилин и этомоксир способны угнетать активность карнитин- пальмитоил-трансферазы-I, нарушая таким образом перенос длинноцепочечных ацильных групп на карнитин, что приводит к блокаде образования ацилкарнитина. Вследствие этого снижается внутримитохондриальный уровень ацил-КоА и уменьшается NAD-H2/NAD соотношение, что сопровождается повышением активности пируватдегидрогеназы и фосфофруктокиназы, а следовательно стимуляцией окисления глюкозы, что является более энергетически выгодным по сравнению с окислением жирных кислот (рис.14).


 

Рис.14. Действие пергексилина и этомоксира (адаптировано по Северену Е.С., 2001)

4.1.2.2.Парциальные ингибиторы окисления жирных кислот

К этой группе антигипоксантов  относятся триметазидин и милдронат.

Триметазидин – это 1-[(2,3,4-триметоксифенил) метил] пиперазин, в виде дигидрохлорида.

Милдронат (Мельдоний) –  это триметилгидразиния пропионат.

Триметазидин блокирует  β-кетоацил-КоА-тиолазу, один из ключевых ферментов окисления жирных кислот (рис.15). В результате тормозится окисление в митохондриях всех жирных кислот - как длинноцепочечных (количество атомов углерода больше 8), так и короткоцепочечных (количество атомов углерода меньше 8), однако, никаким образом не изменяется накопление активированных жирных кислот в митохондриях.

Под влиянием триметазидина происходит ряд изменений (рис.15):

  1. ↑ окисление пирувата и гликолитическая продукция АТФ;
  2. ↓ концентрация АМФ и АДФ;
  3. тормозится накопление лактата и развитие ацидоза;
  4. подавляется свободнорадикальное окисление.

Действие милдроната представлено на рис. 16.

 

 

.

Рис 15. Действие триметазидина  на β-окисление ЖК (адаптировано по Северену Е.С., 2001)

Рис. 16. Действие милдроната ( адаптировано из mif-ua.com)

Рис 17. Действие триметазина  и милдроната на сердце при стенокардии

Основные показания к  применению и схемы назначения мельдония  и триметазидина представлены в Приложении табл.1 и 2.

Карнитин (витамин Вт) является эндогенным соединением и образуется из лизина и метионина в печени и почках, а также поступает с пищей

Функции карнитина:

  1. действует в физиологических дозах;
  2. переносит длинноцепочечные ЖК через внутреннюю мембрану митохондрий;
  3. не влияет на транспорт короткоцепочечных ЖК;
  4. играет ключевую роль в образовании и регуляции уровня ацетил-КоА в митохондриях.

В фармакологических дозах  эффект карнитина изменяется, он выступает  как ингибитор транспорта жирных кислот в митохондрии (рис. 18).


 

 

Рис 18. Действие повышенной дозы карнитина на перенос жирных кислот через мембраны митохондрий (адаптировано по Северену Е.С., 2001)

Таким образом, антигипоксическое  действие карнитина связано с  блокадой транспорта жирных кислот в  митохондрии, является дозозависимым  и проявляется при назначении высоких доз препарата, в то время  как низкие дозы обладают лишь специфическим витаминным действием.

Основные показания к  применению и схемы назначения карнитина представлены в Приложении табл.3.

Суммарное действие всех ингибиторов  окисления ЖК изображено на рис.19.

Рис  19. β-окисление жирных кислот и некоторые точки приложения лекарственных препаратов (адаптировано из Wolff A. A. [et al.], 2002)

 

4.1.2. Сукцинатсодаржащие и сукцинатобразующие средства

Практическое использование  в качестве антигипоксантов начали находить препараты, поддерживающие при гипоксии активность сукцинатоксидазного звена. Это FAD-зависимое звено цикла Кребса, позднее угнетающееся при гипоксии по сравнению с NAD-зависимыми оксидазами, может определенное время поддерживать энергопродукцию в клетке при условии наличия в митохондриях субстрата окисления в данном звене - сукцината (янтарной кислоты).

К сукцинатсодержащим средствам  относятся реамберин, оксиметилэтилпиридина сукцинат (мексидол, мексикор), а также цитофлавин (янтарная кислота + никотинамид + рибофлавина мононуклеотид + инозин).

Одним из препаратов, созданных  на основе янтарной кислоты, является реамберин.

Реамберин – это 1,5% раствор  для инфузий, представляющий собой  сбалансированный полиионный раствор с добавлением смешанной натрий N-метилглюкаминовой соли янтарной кислоты.

 
Янтарная кислота, которая содержится в реамберине, ускоряет оборот дикарбоновой части ЦТК (сукцинат – фумарат  – малат) и снижает концентрации лактата, пирувата (в меньшей степени) и цитрата, которые накапливаются  в клетках во время гипоксии. Таким образом, она повышает кругооборот ЦТК, следовательно, увеличивает объем энергии, необходимой для синтеза АТФ.

Реамберин, как субстрат цикла Кребса, активирует процессы окисления, поставляющие электроны для дыхательной цепи митохондрий (рис.20).

Рис.20. Действие реамберина (адаптировано из http://medi.ru)

Цитофлавин - янтарная кислота, 1000 мг + никотинамид, 100 мг + + рибофлавина  мононуклеотид, 20 мг + инозин, 200 мг. Он оказывает комбинированное антигипоксическое действие.

Основное антигипоксическое  действие янтарной кислоты в данной рецептуре дополняется рибофлавином, способным за счет своих коферментных свойств увеличивать активность сукцинатдегидрогеназы и обладающим непрямым антиоксидантным действием (за счет восстановления окисленного глутатиона). Предполагается, что входящий в состав никотинамид активирует NAD-зависимые ферментные системы, однако этот эффект менее выражен, чем у NAD. За счет инозина достигается увеличение содержания общего пула пуриновых нуклеотидов, необходимых не только для ресинтеза макроэргов (АТФ и ГТФ), но и вторичных мессенджеров (цАМФ и цГМФ), а также нуклеиновых кислот. Определенную роль может играть способность инозина несколько подавлять активность ксантиноксидазы, уменьшая тем самым продукцию высокоактивных форм и соединений кислорода. Однако по сравнению с другими компонентами препарата, эффекты инозина отсрочены во времени. Наибольший эффект препарат оказывает в первые 24 ч после возникновения гипоксического расстройства. При применении препаратов, содержащих экзогенный сукцинат, необходимо учитывать, что он достаточно плохо проникает через биологические мембраны.

Рис.21. Действие цитофлавина

Основные показания для  применения цитофлавина представлены в Приложении табл.4.

Оксиметилэтилпиридина сукцинат (мексидол, мексикор)- комплекс сукцината с антиоксидантом эмоксипином, обладающим относительно слабой антигипоксической активностью, но облегчающим транспорт сукцината через мембраны.

Оксиметилэтилпиридина сукцинат (ОМЭПС) является ингибитором свободнорадикальных процессов, но оказывает более выраженное антигипоксическое действие.

Биологические основы действия мексикора изображены на рис.22

Рис.22. Биологические основы действия мексикора (адаптировано из http://www.zdravo.in.ua).

Основные показания к  применению и схемы назначения ОМЭПС  в качестве антигипоксанта в Приложении табл.5.

4.1.3.Сукцинатобразующие средства

К данной группе антигипоксантов относятся оксибутират натрия/лития, фумаратсодержащие препараты (Полиоксифумарин, Конфумин).

Оксибутират натрия/лития  - натриевой или литиевая солью γ-оксимасляной кислоты (ГОМК), которая, в свою очередь, по химическому строению и фармакологическим свойствам близка к γ-аминомасляной кислоте (ГАМК).

 

Со способностью превращаться в сукцинат в цикле Робертса(γ-аминобутиратном  шунте) связано, очевидно, и противогипоксическое действие оксибутирата натрия/лития, хотя оно и не очень выражено. Трансаминирование  γ-аминомасляной кислоты (ГАМК) с  α-кетоглутаровой кислотой является основным путем метаболической деградации ГАМК. Образующийся по ходу нейрохимической  реакции полуальдегид янтарной кислоты с помощью сукцинатсемиальдегиддегидрогеназы при участии NAD окисляется в мозговой ткани в янтарную кислоту, которая включается в цикл трикарбоновых кислот.

Рис. 23. Метаболизм γ-аминобутирата (адаптировано по Rodwell V. W., 2003)

В условиях тяжелой циркуляторной  гипоксии оксибутират натрия/лития( в высоких дозах):

  1. в короткие сроки запускает клеточные адаптационные механизмы;
  2. перестраивает энергетический обмен в жизненно важных органах;
  3. активирует энергетически более выгодный пентозный путь обмена глюкозы с ориентацией его на путь прямого окисления и образования пентоз, входящих в состав АТФ→повышенный уровень NADPH;
  4. повышение в крови содержания глюкозы, которая дает максимальный выход АТФ на единицу использованного кислорода и способна поддерживать продукцию энергии в условиях недостатка кислорода.
  5. нивелирует изменения в кислотно-основном равновесии;
  6. снижает количество недоокисленных продуктов в крови;
  7. улучшает микроциркуляцию, увеличивает скорость кровотока по капилля-рам, артериолам и венулам;
  8. ликвидирует явления стаза в капиллярах.
  9. вызывает перераспределение электролитов (Na+ и K+) между жидкостями организма, увеличивая концентрацию K+ в клетках некоторых органов (мозг, сердце, скелетные мышцы) с развитием умеренной гипокалиемии и гипернатриемии.
Метаболические эффекты антигипоксантов