Трансмембранний розподіл електролітів в різних відділах мозку у щурів з високою і низькою стійкістю до гіпоксії в умовах нормального парціального тиску кисню

Зважаючи на важливу роль систем активного транспорту іонів в адапта­ції до гіпоксії і різної індивідуальної чутливості человека і тварин до недостатку кисню у вдихуваному повітрі, представляє інте­рес вивчення особливостей трансмембранного розподілу електролітів в різних відділах мозку у тварин з різною стійкістю до гіпоксії. Досліди проводилися на білих щурах у віці 6—8 тижнів, заздалегідь розділених на високо- (ВГ) і низкоустійких (НГ) до гострої гіпоксичної гіпоксії. Порівняльний аналіз кількісних співвідношень лужних елементів в різних відділах мозку показав (мал. 43), що у ВГ-крис загальний вміст Na+ у всіх досліджуваних відділах, за винятком довгастого мозку, виявився менше, ніж у НГ-тварин, унаслідок понижен­ного рівня зовнішньо- і внутріклітинного натрію. Трансмембранний градієнт розподілу Na^/Na^ перевищував значення, характерні для НГ-крис, особливо в підкірці і мозочку (відповідно на 95,8 і 85,7%). У довгастому мозку внутріклітинна концентрація Na+ виявилась вища, ніж у НГ-крис на 95,3%, разом з більш висо­ким позаклітинним вмістом (+6,3%), що зумовило більш низ­кий трансмембранний градієнт Na / Na (—51,7%).

Кількість калія в клітинах і позаклітинному просторі подкірки і мозочка у ВГ-крис було декілька нижче, ніж в НГ. У тканинах кори великих півкуль, стовбурової частини і особливо довгастому мозку вміст К+ виявився вищим унаслідок вищої зовнішньо- і внутріклітинної концентрації (+55%). Співвідношення концентрацій калія по обидві сторони клітинної мембрани в довгастому мозку високостійких щурів було більше, ніж в НГ на 39,8%. Результати проведених досліджень свідчать про певні відмінності в розподілі електролітів між зовні-і внутріклітинним середовищем в мозку ВГ- і НГ-крис, що виражаються в підвищенні градієнта Na/Na ( і співвідношення внутріклітинних іонів К/Na; завдяки зменшенню вмісту внутрішньоклітинного натрію у ВГ-крис у всіх досліджуваних відділах мозку, окрім довгастого мозку, в якому співвідношення Na/Na, і К( були нижче, ніж у НГ-крис, унаслідок посиленої затримки натрію в клітинах.

Відомо, що різні відділи мозку відрізняються по чутливості до недостатку, що знижується від рострального відділу до каудального. Кора великих півкуль, на відміну від інших відділів, характеризується най­більш інтенсивністю змінних процесів і найбільшою чутливістю до гострого кисневого голодування. Філогенетично більш древні утворення ушкоджуються при дії гіпоксії у меншій мірі. Найбільш стійкі до нестачі кисню клітини довгастого мозку [202, 203, 270, 510].

Один з механізмів підвищеної стійкості до гіпоксичних дій криється в сповільненій швидкості аеробного мета­болізма і в нижчій потребі кисню. Дослідженнями, проведеними в нашому відділі А. І. Назаренко, було встановлено, що тканини великих півкуль мозку ВГ-крис в атмосфері повітря споживають (на 17%) менше кисню, чим аналогічні тканини НГ-крис [239].

Виходячи з приведених даних можна вважати, що піддослідні в умовах нормального атмосферного тиску відмінність в трансмембранному розподілі електролітів в довгастому мозку ВГ- і НГ-крис, що відрізняється найбільш низькою чутливістю до недостатку кисню, може бути обумовлено нижчою швидкістю аеробного метаболізму в цьому відділі головного мозку ВГ-крис. Про це свідчить вищий вміст внутріклітинного натрію в довгастому мозку ВГ-крис.

Важливим чинником пристосування до нестачі кисню яв­ляется потужність гліколітичної системи. Вихід натрію з клітини може бути пов'язаний з вивільненням (у процес­і окислення глюкози) електронів, акцепторами яких в умовах аеробіозу є кисень, а в умовах анаеробіозу — піровиноградна кислота, що перетворюється на молочну кислоту. Люба затримка виведення електронів з ланцюга окислювального фосфорилювання, у тому числі при дефіциті кисню, супроводиться утриманням натрію в клітині. Разом з цим накопичення в клітині молочної кислоти обумовлює посилене виведення натрію з клітин.

Якими б механізмами не були обумовлені знайдені відмінності в трансмембранному розподілі електролітів в різних структурах мозку ВГ- і НГ-крис, важливе те, що в основі підвищеної стійкості нервової тканини до недостатку кисню лежить діяльність ряду пристосовних механізмів, направленних на підтримку оптимального рівня метаболічних процесів і іонної асиметрії. Різні структури мозку забезпечують підвищену стійкість до недостатку кисню сообразно своєму рівню розвитку, функціональній значущості і особливостям метаболізму.