Экспериментальные модели окислительного поражения легких у животных
В исследованиях роли окислительных процессов с участием АКМ в повреждении легких используются несколько экспериментальных моделей, таких как гипероксия, воздействие радикал-генерирующих соединений и поллютантов, или активирующих гранулоциты агентов.
Как уже отмечалось, в условиях гипероксии (О2 > 95 %) взрослые крысы живут не более 4 суток, мыши 4—5 дней, отек легких у обезьян развивается на 5—7 день после помещения в атмосферу чистого кислорода. Предварительное воздействие факторами, повышающими уровень эндогенных внутриклеточных ферментативных антиоксидантов (умеренная гипероксия, введение эндотоксина, интерлейкина-1, фактора некроза опухоли, действие озона и пылевых поллютантов), давало хороший защитный эффект при последующей индукции окислительных повреждений в легких [87, 380, 1700]. Так, содержание крыс в атмосфере 85 % O2 увеличивало время их последующего выживания в условиях высокой гипероксии (O2 > 95 %) с 3 суток до 5—7 дней [497]. Аналогичный результат получен после семидневной экспозиции крыс в атмосфере с повышенным содержанием озона (0,8 ± 0,1 ppm) [804]. Вместе с тем в условиях действия озона усиливалась эффективность канцерогенных препаратов, что приводило к увеличению частоты развития опухолей в легких экспериментальных животных [1772].Внутривенное или внутриперитонеальное введение связанных с липосомами СОД или каталазы не давало существенного защитного эффекта [1604, 1660], конъюгированные с полиэтиленгликолем СОД и каталаза увеличивали время выживания крыс в условиях 100 % кислорода с 60,7 до 79,1 часа, при этом в легких были меньше выражены кислородные повреждения [1751]. Внутритрахеальная инфузия ферментативных антиоксидантов, конъюгированных с полиэтиленгликолем [1616, 1713] или связанных с липосомами [1260], давала значительно лучший защитный эффект. Это свидетельствует о малом вкладе эндотелиальных клеток, с которыми преимущественно связываются конъюгированные ферменты [314], в окислительное повреждение легких. Применение специальных катионных липосом, проникающих в пневмоциты II типа, для транспорта СОД и каталазы позволило значительно усилить их защитный эффект [389, 1271].
У трансгенных мышей с встроенным геном человеческой Mn-СОД содержание фермента значительно возрастало в митохондриях эпителиоцитов I и II типа, эндотелиальных клетках капилляров и фибробластах, однако это не сказывалось на выживании животных в условиях гипероксии ([O2] > 99 %) [761]. Сниженное содержание Mn-СОД у гетерозиготных по данному гену мышей делало их более чувствительными к токсическому действию кислорода [1653].Экспериментально вызванное дефицитом белка или диэтилмалеатом снижение уровня внутриклеточного глутатиона приводило к усилению отека легких и повышало смертность животных, в то же время введение N-ацетилцистеина (предшественник GSH) защищало легкие от действия легочных токсинов и гипероксии (летальность 100-процентного кислорода для крыс снижалась на 65 %) [1295]. У собак в условиях гипероксии (100 % O2) N-ацетилцистеин оказывал положительный эффект на гистологию легких и гемодинамические показатели [1707], что свидетельствует о важности SH-содержащих соединений, и прежде всего глутатиона, в защите легких при окислительном поражении. Мыши, нокаутированные по γ-глутамилтранспептидазе (ферменту, отвечающему за транспорт цистеина в клетки), погибали в атмосфере 80 % кислорода в течение 5—8 дней, в то время как более 80 % животных дикого типа оставались живыми после 18 дней такой экспозиции [303]. При этом введение мышам-нокаутам N-ацетилцистеина (10 мг/мл) с питьевой водой повышало содержание глутатиона в клетках и защищало животных от токсического действия кислорода. Несмотря на то, что патологическое состояние, индуцированное гипероксией, рассматривается как одна из моделей ОРДС [1108], в данном случае гранулоциты не оказывали существенного влияния на развитие отека легких [1060]. В условиях гипероксии наблюдается усиление адгезии нейтрофилов к эндоте