On the mechanism of action of caffeine on the neuro-endocrine apparatus in hypercholesterolemia

Abstract

According to A.I.Seranova (1963), K.I. Tsintsadze and ooavt. (1969), caffeine contributes to the development of alimentary hypercholesterolemia. IK Shkhvatsabay (1956) showed that long-term use of caffeine in rabbits leads to a decrease in alimentary hypercholesterolemia and weakly affects vascular lipoidosis. Hence the need for further study of caffeine in the treatment of atherosclerosis.

Full Text

По данным А. И. Серановой (1963), К. И. Цинцадзе и ооавт. (1969), кофеин способствует развитию алиментарной гиперхолестеринемии. И. К. Шхвацабая (1956) показал, что длительное применение кофеина у кроликов приводит к понижению али­ментарной гиперхолестеринемии и слабо влияет на липоидоз сосудов. Отсюда вытекает необходимость дальнейшего изучения кофеина при терапии атеросклероза.

Опыты поставлены на 75 кроликах-самцах породы «шиншилла», весом 2,5—3 кг. У контрольных кроликов гиперхолестеринемию вызывали путем ежедневного введения холестерина из расчета 0,2 г/кг веса животного. Опытным кроликам холестерин да­вали в той же дозе и одновременно вводили через зонд раствор кофеина-бензоата натрия по 50 мг 1 и 2 раза в сутки. В динамике эксперимента определяли содержа­ние холестерина и фосфолипидов в крови по методике Блюра. Для выявления в сы­воротке крови липопротеидов, фракционированных методом электрофореза на бумаге, мы применили методику окраски липопротеидов по Канаброцки и соавт., модифици­рованную В. Ф. Богоявленским и Д. Н. Розенштейном (1961). На 50 и 100-й дни опыта контрольных и опытных кроликов умерщвляли воздушной эмболией. Произво­дили взвешивание надпочечников и измерение длины долей щитовидной железы; после препаровки аорты фиксировали в 10% нейтральном формалине и окрашивали Суда­ном III по методике Г. Г. Непряхина (1970). Для измерения площади поражения аорт атеросклеротическим процессом применяли метод прямой планиметрии по Г. Г. Автан­дилову (1961). Проводили морфо-гистохимическое исследование печени, надпочечни­ков, щитовидной железы, гипофиза, почек, миокарда и легких. Замороженные срезы органов окрашивали гематоксилин-эозином, Суданом III, нильским голубым, просмат­ривали в поляризованном свете для выявления двоякопреломляющих липидов. Для гистохимическою изучения аскорбиновой кислоты использовали метод серебрения ку­сочков органов по Г. Г. Непряхину и В. П. Нефедову [8].

В наших опытах введение кроликам кофеина вместе с холестерином препятство­вало развитию гиперхолестеринемии и липоидоза аорты. Наилучший эффект был по­лучен у кроликов, которым вводили кофеин по 50 мг в сутки. У этих кроликов, несмотря на сравнительно высокий уровень холестерина в крови — 824 мг% на 100-й день опыта (у контрольных кроликов — 1272 мг%), липоидоз аорты и органных ар­терий не был обнаружен, отсутствовало ожирение печени и клеток ретикуло-эндотелиальной системы, но в то же время отмечено накопление в печеночных клетках двоякопреломляющих липидов. Средняя величина площади атеросклеротического пора­жения аорты у опытных кроликов, которым вводили кофеин по 100 мг в сутки, была равна 7,6%, а у контрольных — 18,8% (Р <4 0,02).У кроликов опытных серий печень была в подавляющем большинстве случаев красного цвета, щитовидная железа была крупнее, а надпочечники меньше, чем у кроликов контрольной группы. Обнаруженные нами гистохимические изменения в коре надпочечников и щитовидной железе свидетельствуют, что при дозировке кофеина 50 мг в сутки в щитовидной железе появляются признаки гиперфункции (неболь­шой диаметр фолликулов, высокий эпителий, вакуолизация коллоида, небольшое со­держание крупных гранул аскорбиновой кислоты в эпителиальных клетках), а кора надпочечных желез находится в состоянии покоя (обычная ширина коркового слоя, четкая граница между зонами коры, умеренное содержание суданофильных липидов, богатое содержание аскорбиновой кислоты в эпителиальных клетках). При дозе кофеина 100 мг в сутки у опытных животных выявляются признаки повышения функ­ции коркового слоя надпочечников («прогрессивная» трансформация пучковой зоны, накопление липидов и уменьшение содержания аскорбиновой кислоты в эпителиаль­ных клетках коры). Если у контрольных кроликов в аденогипофизе преобладали базофильные клетки, то у опытных кроликов, получавших кофеин по 50 мг в сутки, отмечено увеличение числа ацидофильных клеток, которым приписывается выработка тиреотропного гормона [7].

Г. М. Бондарева (1967) изучала действие кофеина при применении его в разных дозах в условиях хронического эксперимента с вживленными в мозг животных элек­тродами. Она показала, что наиболее яркий аналептический эффект кофеина обна­руживается прежде всего на подкорково-стволовом отделе мозга и лишь затем — на корковой области двигательного и зрительного анализаторов. В опытах X. М. Мар­кова и В. В. Банковой (1968) выявлено, что «у кроликов с раздражением ретику­лярной формации электрическим током в результате кормления холестерином измене­ния в аорте были несколько менее выраженными, чем у кроликов, получавших только холестерин». Исходя из анализа литературных данных и основываясь на собственных исследованиях, мы пришли к выводу, что снижение гиперхолестеринемии и задержку атеросклеротических изменений в аорте у кроликов при введении малых доз кофеина (50 мг в сутки) можно объяснить влиянием находящейся в возбужденном состоянии ретикулярной формации на функцию щитовидной железы. Введение кофеина в боль­ших дозах (100 мг в сутки) кроликам вызвало, очевидно, торможение ретикулярной формации мозга, и терапевтический эффект этой дозы оказался меньшим. Благо­приятное влияние кофеина в дозе 100 мг в сутки на течение холестеринового атеро­склероза мы склонны объяснить улучшением С-витаминного обмена.

ВЫВОДЫ

1. Введение кофеина в малых дозах (50 мг в сутки) при экспериментальной гипер­холестеринемии способствует нормализации липидного и С-витаминного обмена; от­мечается тормозящее влияние кофеина на развитие алиментарной гиперхолестерине­мии, липоидоза сосудов, жировой инфильтрации печени и клеток ретикуло-эндотелиальной системы, выявляется большое содержание аскорбиновой кислоты во внутрен­них органах.
2. Введение кроликам кофеина в больших дозах (100 мг в сутки) снижает уро­вень алиментарной гиперхолестеринемии и липоидоза аорты по сравнению с контро­лем, но благоприятный эффект выражен меньше, чем при введении кофеина в малых дозах.
3. Введение кофеина в малых дозах при алиментарном холестериновом атероскле­розе вызывает у кроликов гиперфункцию щитовидной железы и способствует усиле­нию функционально-приспособительной реакции коры надпочечных желез при со­стоянии «напряжения» защитно-адаптационных механизмов организма.