На высоте развития бактериального эндотоксинового шока, достигаемого внутрибрюшинным введением 4 LD50 холерного ЛПС белым мышам, обнаружена локальная и системная активация процессов липопероксидации, коррелирующая с выраженной аутоинтоксикацией. Об этом свидетельствовало резкое увеличение содержания в крови и миокарде малонового диальдегида, гидоперекисей липидов, а также молекул средней массы. Использование комплексного препарата цитофлавина со свойствами антиоксиданта, антигипоксанта, мембранопротектора оказывало депотенцирующее действие на метаболические сдвиги, свойственные эндотоксиновому шоку.
Как известно, важная роль в развитии инфекции и септического шока, индуцируемых грамотрицательной микрофлорой, отводится эндотоксинам. Истинные эндотоксины в качестве интегрального компонента входят в состав бактериальной стенки, откуда они выделяются после гибели бактерии.
Главной химической структурой, ответственной за токсическое воздействие эндотоксина, является липид А [1,5,7]. Липид А, выделенный из ЛПС различных грамотрицательных бактерий, имеет идентичную структуру и стереотипные биологические эффекты, в частности, обладает пирогенной, иммунологической, летальной активностью, стимулирует активацию системы комплемента, вызывает резкие нарушения микроциркуляции, тромбоцитарно – сосудистого звена системы гемостаза [17,18].
Тяжелой формой системного цитопатогенетического воздействия грамотрицательной микрофлоры и эндотоксинов является развитие бактериально-токсического шока, сочетающегося с ДВС – синдромом.
Первичные или начальные эффекты бактериального эндотоксикоза обусловлены взаимодействием ЛПС с различными клетками крови и тканей, в частности, с эндотелиальными клетками, тромбоцитами, макрофагами, нейтрофилами, базофилами, тучными клетками, гепатоцитами. Последнее свидетельствует об отсутствии селективного связывания эндотоксина [7,19].
Обращает на себя внимание тот факт, что значительная часть эндотоксина транспортируется к органам и тканям липопротеидами низкой плотности (ЛПНП) и соответственно фиксация эндотоксина на тех или иных клетках в определенной степени обусловлена наличием рецепторов для ЛПНП [14,16].
Активная клеточная акценция ЛПС в организме объясняет феномен диссоциации между явлениями эндотоксинемии и эндотоксикоза, когда при отсутствии содержания в крови циркулирующего эндотоксина развивается характерная картина эндотоксинового шока.
Элиминация эндотоксина из системного кровотока носит двухфазный характер: вслед за быстрой адсорбцией ЛПС на клетках крови возникает его депонирование [20] преимущественно в печени и в значительно малых концентрациях в селезенке, кишечнике, легких, почках.
В ранний период патологии эндотоксин усиливает повышение образования острофазовых белков, обеспечивающих, по-видимому, связывание и инактивацию эндотоксина. Характерными сдвигами со стороны системной гемодинамики и регионарного кровотока, свойственными бактериальному эндотоксикозу, являются развитие гипердинамического синдрома при легкой, среднетяжелой формах патологии, когда возникает повышение общего периферического сопротивления, увеличивается работа левого желудочка, однако потребление кислорода и индекс его доставки не выходят за пределы нормы. При тяжелой форме эндотоксикоза возникает гиподинамический синдром, характеризующийся низкими величинами сердечного выброса, доставки кислорода на фоне высокой экстракции его тканями [14].
Вышеизложенные данные убедительно свидетельствуют о том, что сердечнососудистая система и система крови являются важнейшими мишенями цитопатогенных эффектов бактериальных эндотоксинов, приводящих к расстройству коагуляционного потенциала крови, ее реологических свойств, нарушениям системной гемодинамики, микроциркуляции, оксигенации и трофики тканей.
До настоящего момента лишь в единичных исследованиях изучена роль активации процессов липопероксидации в патогенезе расстройств гемодинамики при бактериальном эндотоксикозе [9,10].
Результаты исследований были подвергнуты статистическому анализу с помощью программ Statistica 99 (Версия 5.5 А, «Statsoft, Inc», г. Москва, 1999); «Microsoft Excel, 97 SR-1» (Microsoft, 1997). Проведен расчет коэффициентов линейной корреляции.
Целью настоящего исследования явилось изучение состояния процессов липопероксидации при эндотоксиновом шоке и патогенетическое обоснование принципов медикаментозной коррекции.
Материалы и методы исследования
Экспериментальные исследования были проведены на 200 беспородных белых мышах массой 20-25г. Моделирование эндотоксинового шока достигали внутрибрюшинным введением холерного ЛПС в дозе, эквивалентной 4 LD50. Эндотоксин, используемый в работе, получен из РосНИПЧИ «Микроб» г. Саратова.
У экспериментальных животных определяли содержание малонового диальдегида (МДА), гидроперекиси липидов (ГПЛ), молекул средней массы (МСМ) в цельной крови, а также гомогенатах миокарда. Интегративные показатели липопероксидации и аутоинтоксикации определяли общепринятыми спектрофотометрическими методами исследования [4,6,8,12].
В целях определения возможностей медикаментозной коррекции метаболических расстройств при бактериальном эндотоксикозе использовали цитофлавин, который вводили медленно внутрибрюшинно в дозе 1,5 мл/кг спустя 30 мин после введения эндотоксина.
Цитофлавин – отечественный препарат фирмы «Полисан» находит в настоящее время широкое клиническое применение при системных и локальных гипоксических состояниях различного генеза [2,3,11,13,15].
Результаты и их обсуждение
Как показали результаты проведенных исследований, в период выраженных клинических проявлений патологии (спустя 3,5 – 4 часа после введения ЛПС), имело место резкое увеличение содержания в крови МДА и ГПЛ (табл. 1). Аналогичное накопление продуктов липопероксидации отмечено и в миокарде (табл. 2).
Обращает на себя внимание тот факт, что интенсификация липопероксидации коррелировала с выраженной аутоинтоксикацией. Об этом свидетельствовало положительная корреляция умеренной силы между уровнем ГПЛ и МСМ в крови экспериментальных животных.
Таким образом, одним из эфферентных звеньев развития цитопатогенных эффектов бактериального эндотоксикоза является активация процессов липопероксидации.
Выявленный нами факт активации липопероксидации при эндотоксиновом шоке имеет сложный генез. С одной стороны, очевидна возможность образования активных форм кислорода в реакциях микросомального окисления и окислительно-восстановительных реакциях на митохондриях в условиях системной циркуляторной гипоксии, свойственной шоковому синдрому [14]. С другой стороны, как известно, на поверхности эндотелиальных клеток имеется фермент ксантиноксидаза, активирующийся в условиях гипоксии и участвующий в выработке свободных радикалов.
И, наконец, эндотоксин-стимулированные макрофаги, гранулоциты являются мощным источником образования активных форм кислорода, индуцирующих развитие липопероксидации [9,10].
Целью последующих экспериментальных исследований явилось изучение возможности медикаментозной коррекции чрезмерной интенсификации процессов липопероксидации, свойственной системной циркуляторной гипоксии при эндотоксиновом шоке. В этих целях использован цитофлавин.
Как известно, цитофлавин - комплексный препарат, включающий в качестве активных компонентов янтарную кислоту, рибоксин, рибофлавин мононуклеотид, никотинамид, обладающие свойствами антигипоксантов и антиоксидантов [2].
Изучение метаболических сдвигов при эндотоксикозе на фоне медикаментозной коррекции проведено в период выраженных клинических проявлений патологии, характеризующихся адинамией, ознобом, лихорадкой, судорогами и возникающих обычно спустя 3-и часа после введения токсина.
Как оказалось, уровень ГПЛ и МДА в указанной модели эксперимента в крови заметно снижался по сравнению с таковыми показателями в аналогичный период интоксикации без медикаментозной коррекции, превышая показателя контроля. В то же время имело место и снижение аутоинтоксикации, на что указывало уменьшение уровня МСМ в крови (табл. 1).
Одновременно в гомогенатах миокарда также отмечено снижение уровней МДА и ГПЛ, не достигающее показателей контроля (табл. 2).
Выводы:
1. Эфферентным звеном нарушения структуры и функции клеток крови и миокардиоцитов при эндотоксиновом шоке является активация процессов липопероксидации.
2. Активация процессов липопероксидации при эндотоксиновом шоке коррелирует с аутоинтоксикацией.
3. Активация процессов липопероксидации и нарастание аутоинтоксикации при бактериальном эндотоксикозе в определенной степени обратимы при использовании комплексного препарата цитофлавина, обладающего свойствами антиоксиданта и антигипоксанта.
Таблица 1. Уровень промежуточных продуктов липопероксидации и молекул средней массы в крови при эндотоксиновом шоке и на фоне коррекции цитофлавином
| Группы наблюдения
Изучаемые показатели | Контроль | Эндотоксиновый шок без медикаментозной коррекции | Эндотоксиновый шок на фоне коррекции цитофлавином | ||
| М±m | М±m | р | М±m | р/р1 | |
| Малоновый диальдегид (МДА), мкмоль/мл | 3,42±0,062 | 10,15±0,417 | p<0,001 | 6,87 ±0,466 | p<0,001 p1<0,001 |
| Гидроперекиси липидов (ГПЛ), ед/мл цельной крови | 3,46±0,074 | 5,9±0,112 | p<0,001 | 4,9±0,172 | p<0,001 p1<0,001 |
| МСМ, ед. экс. сыворотка крови | 0,23±0,004 | 0,278±0,0024 | p<0,001 | 0,26±0,004 | p<0,001 p1<0,005 |
Примечание: n - во всех группах наблюдения – 14; р – рассчитано по отношению к контролю; р1 – рассчитано по отношению к группе животных с эндотоксиновым шоком без медикаментозной коррекции.
Таблица 2. Уровень промежуточных продуктов липопероксидации и молекул средней массы в гомогенатах миокарда при эндотоксиновом шоке и на фоне коррекции цитофлавином
| Группы наблюдения
Изучаемые показатели | Контроль | Эндотоксиновый шок без медикаментозной коррекции | Эндотоксиновый шок на фоне коррекции цитофлавином | ||
| М±m | М±m | р | М±m | р/р1 | |
| Малоновый диальдегид (МДА), мкмоль/мг | 0,057±0,0015 | 0,127±0,0036 | p<0,001 | 0,091±0,0063 | p>0,1 p1>0,1
|
| Гидроперекиси липидов (ГПЛ), ед/мг ткани | 0,049±0,0008 | 0,067±0,0015 | p<0,001 | 0,057±0,0023 | p<0,001 p1<0,005 |
| МСМ, ед. экс. мг ткани | 0,0027±0,00003 | 0,003±0,00005 | p>0,5 | 0,0028±0,000034 | p>0,5 p1<0,01 |
Примечание: n - во всех группах наблюдения – 12; р – рассчитано по отношению к контролю; р1 – рассчитано по отношению к группе животных с эндотоксиновым шоком без медикаментозной коррекции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Аполлонин А.В., Яковлев М.Ю., Рудик А.А., Лиходед В.Г. // ЖМЭИ. - 1990. - N11. - С. 100-106.
2. Афанасьев В.В. Цитофлавин в интенсивной терапии: Пособие для врачей. – СПб. – 2005.- 36 с. – с. 9-30.
3. Бульон В.В., Хныченко Л.К., Сапронов Н.С., Коваленко А.Л., Алексеева Л.Е. Использование цитофлавина для коррекции последствий ишемического повреждения миокарда // Экспериментальная и клиническая фармакология . – 2002. - Том 65, №1. с. 27-29.
4. Гаврилов В.Б. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме крови / В.Б. Гаврилов, М.И. Мешкорудная // Лаб. дело. – 1983. - №3.–С.33-35.
5. Езепчук Ю.В. Патогенность как функция биомолекул. - М., 1985. - 235 с.
6. Зайцев В.Г., Закревский В.И. Методологические аспекты исследований свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма // Вестник Волгоградской медицинской академии (ВМА; Тр., т. 54, вып. 4) – Волгоград, 1998. – С. 49-53.
7. Захарова И.А., Варбанец Л.Д. Углеводсодержащие биополимеры мембран бактерий. - Киев: Наукова думка, 1983. - 128 с.
8. Ковалевский А.Н. Замечания по скрининговому методу определения молекул средних масс / А.Н. Ковалевский, О.Е. Нифантьев // Лаб. дело. – 1989. – №10. – С. 35-39.
9. Понукалина Е.В., Киричук В.Ф., Чеснокова Н.П., Афанасьева Г.А. Современные проблемы медицинской науки. Матер. науч.-практ. конф. Ч.III. – Саратов: Изд-во СГУ, 1994.-С.10-12.
10. Понукалина Е.В., Чеснокова Н.П., Киричук В.Ф. и соавт. Патогенез геморрагического синдрома при чумной инфекции. - Саратов. Изд-во СМИ, 1990. - 45 с.
11. Скоромец А.А., Никитина В.В., Голиков К.В. Эффективность цитофлавина в постинсультном периоде ишемического нарушения мозгового кровообращения. // Медицинский академический журнал. – 2003. – Том 3, №2. с. 90-97.
12. Суплонов С.Н. Суточные и серозные ритмы перекисей липидов и активности супероксиддисмутазы в эритроцитах у жителей средних широт и Крайнего Севера / С.Н. Суплонов, Э.Н. Баркова // Лаб. дело. – 1986. - №8. – С. 459 – 463.
13. Суслина З.А., Румянцева С.А., Федин А.И., Танашян М.М.и соавт. Клиническая эффективность цитофлавина при дискуляторной энцефалопатии // Вестник СПбГМА им. И.И. Мечникова.-2005. – с. 34-38.
14. Типовые патологические процессы / Н.П. Чеснокова: Монография // Издательство Саратовского медицинского университета. - 2004. – 400 с. - С. 186-196, C. 281 – 293.
15. Трофимова С.А., Балунов О.А., Дубинина Е.Е., Леонова Н.В., Егорова Д.А., Дроздова Ю.И. Влияние цитофлавина на динамику показателей интенсивности окислительного стресса при хронических цереброваскулярных заболеваниях. //Региональное кровообращение и микроциркуляция. - 2005.- №1.-С.36-42.
16. Чеснокова Н.П., Михайлов А.В. и соавт. Инфекционный процесс. Общие закономерности развития адаптации и повреждения при заболеваниях инфекционной природы / Н.П. Чеснокова, А.В. Михайлов: Монография // Издательство «Академия Естествознания», Москва. – 2006. – 434 с. - С. 194 – 211.
17. Шенкман Б.З., Андрейчин М.М., Степанов С.А., Богомолова Н.В. Бактериальный эндотоксикоз - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1991. - 240с.
18. Todoroki H., Nakamura S., Higure A. et al. // J. Surgery. - 2000. - Vol.127, N2. - P. 209-216.
19. Westphal O., Jann K., Himmelspach K. // J. Progr. Allergy. - 1983. - Vol.33, N1. - P. 9-39.
20. Wheeler M.D., Stachlewitz R.F., Vamachina S. et al. // Faseb J. - 2000. – Vol.14, N3. - P. 476-484.