Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

ОРГАНОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГОТЕРМИЧЕСКОГО ОЖОГА

Костина О.В. 1 Перетягин С.П. 1 Фишкин А.О. 2 Ларионова К.Д. 1
1 ФГБУ «ННИИТО» Минздрава России
2 ФГБУ «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
Работа посвящена изучению особенностей перекисного окисления липидов в различных тканях в условиях экспериментального термического ожога. Показатели про- и антиоксидантного статуса исследовались в печени, легких, сердце и почках крыс на 3, 7 и 10 сутки после ожога. Установлена органоспецифичность реакций на ожоговую травму в виде разной степени выраженности изменений перекисных процессов и активности антиоксидантной системы защиты. В наибольшей степени подверженным травматическому стрессу оказались легкие, что проявилось в развитии в них окислительного стресса. В печени обожженных животных отмечалась компенсаторная активация антиоксидантной защиты, не позволяющая развиться окислительному стрессу. В сердце наблюдалась тенденция к гипометаболизму. Выявлено, что почки более устойчивы к процессам липопероксидации за счет роста антиоксидантной активности.
перекисное окисление липидов
антиоксидантная активность
ожог
органоспецифичность
1. Козинец Г.П., Слесаренко С.В. Радзиховский А.П. Ожоговая интоксикация. Патогенез клиника, принципы лечения. – М.: МЕДпресс-информ, 2005. – 23 с.
2. Кузьмина Е.И., Нелюбин А.С., Щенникова М.К. Применение индуцированной хемилюминесценции для оценок свободнорадикальных реакций в биологических субстратах. Биохимия и биофизика микроорганизмов. – Горький, 1983. – С. 41– 48.
3. Полутова Н.В., Чеснокова Н.П., Островский Н.В. Активация свободнорадикального окисления – эфферентное звено реализации цитопатогенных эффектов ожоговой травмы // Вестник новых мед.технологий – 2009 – № 2. – С. 68– 71.
4. Тиунов Л.А. Механизмы естественной детоксикации и антиоксидантной защиты // Вестник РАМН – 1995. – № 3. – С. 9– 13
5. Ушакова Т.А. Адаптивные реакции у тяжелообожженных в условиях интенсивной терапии: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – М., 2008. – 59 с.
6. Шанин Ю.Н., Шанин В.Ю., Зиновьев Е.В. Антиоксидантная терапия в клинической практике (теоретическое обоснование и стратегия поведения). – СПб.: ЭЛБИ-СПб, 2003. – 128 с.
7. Uchiyama M., Mihara М. Analit. biochem. – 1978. – Vol. 86. – P. 271.

Термическая травма является тяжелой формой патологии и проявляется не только развитием локальных стереотипных сосудисто-тканевых изменений, но и формированием синдрома системного воспалительного ответа, сопровождающегося усилением образования активных форм кислорода. Вначале этот процесс носит защитный характер, поскольку направлен против патогенных микроорганизмов [3]. В числе последствий активации свободнорадикальных механизмов – перекисное окисление липидов (ПОЛ) биологических мембран, направленное на адаптивное в условиях гиперметаболизма повышение клеточной проницаемости. Однако в связи с безудержной самоподдерживаемой инициацией ПОЛ может происходить не только модификация клеточной стенки, но и ее альтерация, приводящая к повышению микроваскулярной проницаемости и системному поражению органов и тканей [5]. В связи с этим актуальна проблема изучения механизмов свободнорадикальных процессов при нарушении функций организма человека. Цель данной работы – изучить развитие окислительного стресса в различных органах в условиях экспериментального ожога.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования являлись 30 крыс линии Vistar мужского пола массой 200–250 г., которые содержались на общем рационе вивария. Животные были разделены на следующие группы: 1 группа – контрольная (n = 15), 2 группа – опытная (n = 15). Животным опытной группы в условиях общей анестезии эфиром наносили ожог II–II степени кипятком на эпилированных от шерсти 20 % поверхности тела. Печень, почки, сердце и легкие извлекали под эфирным наркозом на третьи, седьмые, десятые сутки после ожога, перфузировали физиологическим раствором, гомогенизировали. Полученные гомогенаты органов использовали для дальнейших исследований.

Активность процессов свободнорадикального окисления (СРО) изучали с помощью метода индуцированной биохемилюминесценции [2] на биохемилюминометре БХЛ-07 (Н. Новгород). Оценивались следующие параметры хемилюминограммы:

tg 2α – показатель, характеризующий скорость спада процессов свободнорадикального окисления в плазме и свидетельствующий об антиоксидантном потенциале.

S – светосумма хемилюминесценции за 30 с – отражает потенциальную способность биологического объекта к свободнорадикальному окислению.

Уровень малонового диальдегида (МДА) в гомогенате органов оценивался по методу Uchiyama M. и Mihara M. [7].

Статистическую обработку данных проводили с использованием программы Statistica. Достоверность различий между группами оценивали с использованием критерия Ньюмана–Кейлса.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенные исследования в гомогенате легких животных опытной группы показали изменения светосуммы хемилюминесценции, характеризующей способность к генерации свободных радикалов: на 3-и сутки после моделирования ожоговой травмы зафиксировано незначительное возрастание светосуммы по сравнению с показателем интактных животных, на 7-е сутки показатель увеличился на 35 %, на 10-е сутки – на 38 % (табл. 1). Повышение концентрации свободных радикалов (в том числе активных форм кислорода) вызывает вазоконстрикцию капилляров легких, которая сопровождает явления развивающегося травматического стресса, ведет к гипоксемии и усугубляет нарушения свободнорадикальных процессов [6]. Активацию СРО подтверждает выявленное нами резкое увеличение промежуточного продукта липопероксидации – МДА, максимально выраженное на 7-е сутки после травмы до 153 % (p < 0,05) по отношению к контролю. К 10-м суткам данный показатель превышал значения, полученные у интактных животных на 87 % (p < 0,05). Таким образом, дезадаптивно повышенный уровень МДА может быть дополнительным маркером острого паренхиматозного поражения легких [5].

Таблица 1

Динамика показателей перекисного окисления липидов в гомогенате легких обожженных крыс

Сутки после ожога

Imax, усл. ед

S, усл. ед

tg2α, усл. ед.

МДА, ед. опт. пл.

Контроль

111,38 ± 5,13

880,56 ± 45,75

33,28 ± 1,83

3,44 ± 0,004

3 сут.

102,80 ± 7,01

891,20 ± 75,69

22,50 ± 0,63*

7,3 ± 0,33*

7 сут.

166,30 ± 3,67

1191,00 ± 59,64

47,10 ± 1,28*

8,7 ± 0,83*

10 сут.

198,60 ± 6,46

1218,40 ± 76,89

66,95 ± 3,11*

6,43 ± 0,48*

Примечание. * – различия статистически значимы по сравнению с контролем.

По данным индуцированной биохемилюминесценции антиоксидантный потенциал (tg 2α) в легких был снижен на 3-и сутки после травмы на 32 % (p < 0,05) по сравнению с контрольной группой. Наблюдаемое нами усиление перекисных процессов в этот период (увеличение количества МДА на 114 %, тенденция к возрастанию светосуммы хемилюминесценции) на фоне значимого угнетения антиоксидантной системы свидетельствовало о развитии окислительного стресса. В дальнейшем показатель общей АОА увеличился на 42 % (p < 0,05) на 7-е сутки. На 10-е сутки исследуемый показатель возрос на 101 % (p < 0,05) по сравнению с уровнем интактных животных, что связано с адекватными адаптационными перестройками в метаболизме, свидетельством чему является снижение к 10-м суткам уровня МДА.

В опытной группе животных интенсивность индуцированной хемилюминесценции в гомогенате печени – основного органа детоксикации – осталась без значительных изменений. В то же время зарегистрировано значительное повышение уровня МДА на 7-е сутки после травмы – на 57 % (p < 0,05) с возвращением к исходному уровню на 10-е сутки. Активация процессов ПОЛ в печени сдерживалась адаптивным увеличением системы анитиоксидантной защиты: на 3-и сутки tg 2α достигал 124 % (p < 0,05), на 7-е сутки – 118 %, на 10-е сутки – 136 % (p < 0,05) по сравнению с интактными животными.

Наблюдаемые явления можно объяснить следующим образом. Основной причиной свободнорадикального поражения клеточных мембран, как гепатоцитов, так и других тканей организма, являются нарушения центральной и периферической гемодинамики, реологических свойств крови, вследствие чего происходит блок печеночной циркуляции и ишемия [6]. Значительную роль в развитии этих процессов играет массивное поступление в кровеносное русло токсинов, влияющих на процессы ПОЛ [1]. В печени обожженных животных отмечалось достаточно быстрое включение (на 3-и сутки после травмы) адаптационной перестройки в метаболизме, проявляющееся в компенсаторной активации антиоксидантной защиты, не дающей развиться окислительному стрессу. Рост АОА имеет большое значение еще и по той причине, что в случае её недостаточности в печени может происходить срыв всей системы детоксикации [4].

Таблица 2

Динамика показателей хемилюминесценции в гомогенате печени обожженных животных

Сутки после ожога

Imax, усл. ед

S, усл. ед

tg 2α, усл. ед.

МДА, ед. опт. пл.

Контроль

418,51 ± 41,24

1935,37 ± 83,73

124,63 ± 8,10

8,37 ± 0,52

3 сут.

414,40 ± 6,20

1839,80 ± 129,24

154,10 ± 5,41*

7,53 ± 0,79

7 сут.

380,56 ± 14,60

1712,60 ± 46,65

146,50 ± 8,15

13,15 ± 0,69*

10 сут.

432,90 ± 13,90

1907,40 ± 23,63

169,10 ± 8,59*

8,32 ± 0,52

Примечание. * – различия статистически значимы по сравнению с контролем.

В результате проведенных исследований интенсивности липопероксидации в гомогенате почек получены следующие результаты. Значения светосуммы хемилюминесценции снижались одновременно с продуктами ПОЛ, МДА на 7-е сутки составлял 60 % от исходной величины (p < 0,05). Значение tg 2α, характеризующее антиоксидантный потенциал, к 3-м и 7-м суткам увеличилось в среднем на 18 %, к 10-м суткам – на 44 % (p < 0,05) по отношению к контролю (табл. 3). Таким образом, в почках, как и в печени, наблюдалось превалирование антиоксидантного потенциала над процессами липопероксидации.

Таблица 3

Динамика показателей хемилюминесценции в гомогенате почках обожженных животных

Сутки после ожога

Imax, усл. ед

S, усл. ед

tg 2α, усл. ед.

МДА, ед. опт. пл.

Контроль

230,78 ± 23,78

1414,44 ± 122,02

52,67 ± 5,06

10,02 ± 1,06

3 сут.

207,20 ± 9,23

1277,40 ± 40,87

62,38 ± 1,39

8,18 ± 0,79

7 сут.

221,20 ± 15,75

1291,50 ± 70,78

62,13 ± 3,15

5,96 ± 0,51*

10 сут.

244,80 ± 5,58

1297,40 ± 42,00

75,70 ± 1,45*

8,18 ± 0,50

Примечание. * – различия статистически значимы по сравнению с контролем.

В результате проведенных исследований в гомогенате сердца нами было выявлено, что у обожженных животных светосумма хемилюминесценции снижалась по сравнению с интактной группой крыс. Наиболее выражено это происходило на 7-е сутки после травмы (снижение на 36 %) (табл. 4).

Таблица 4

Динамика показателей хемилюминесценции в гомогенате сердца обожженных животных

Сутки после ожога

Imax, усл. ед

S, усл. ед

tg 2α, усл. ед.

МДА, ед. опт. пл.

Контроль

110,90 ± 3,82

827,80 ± 36,05

31,00 ± 1,78

6,82 ± 0,79

3 сут.

107,70 ± 3,37

661,60 ± 27,62*

31,70 ± 1,24

4,00 ± 0,60*

7 сут.

88,80 ± 2,49*

545,84 ± 20,40*

25,45 ± 0,90

6,93 ± 0,27

10 сут.

91,60 ± 5,45*

610,60 ± 37,10*

27,00 ± 1,64

6,17 ± 0,50

Примечание. * – различия статистически значимы по сравнению с контролем.

На 10-е сутки показатель светосуммы был снижен на 26 %. Параллельные изменения происходили и с другим параметром хемилюминограммы – Imax, характеризующим интенсивность перекисных процессов. Концентрация малонового диальдегида на третьи сутки после травмы статистически значимо снижалась на 59 % (p < 0,05) по сравнению с интактными животными, что в совокупности может свидетельствовать о недостаточности системы биологического окисления. К седьмым суткам этот показатель возрос, что свидетельствовало об усилении перекисных процессов, не превышающих, однако, значений контрольной группы. На 10-е сутки произошло незначительное снижение концентрации исследуемого метаболита (на 9,5 % относительно контроля). Общая антиоксидантная активность в исследуемом органе имела тенденцию к снижению на 7-е и 10-е сутки в среднем на 15 % и наряду с падением интенсивности процессов пероксидации свидетельствовала о напряжении окислительно-восстановительных процессов миокарда, несущего максимальные энергетические затраты по жизнеобеспечению организма в период формирования полиорганной недостаточности.

Заключение

Таким образом, проведенные исследования на модели термического поражения показали активацию свободнорадикальных процессов в клетках различной морфофункциональной значимости, которая, безусловно, вносит вклад в прогрессирование патологического состояния. Также выявлена органоспецифичность реакций на травму в виде разнонаправленности изменений перекисных процессов и активности антиоксидантной системы защиты в легких, печени, почках и сердце обожженных крыс. В наибольшей степени подверженным травматическому стрессу оказались легкие, что проявилось в развитии в них окислительного стресса. В печени обожженных животных отмечалась компенсаторная активация антиоксидантной защиты, не позволяющая развиться окислительному стрессу. В сердце наблюдалась тенденция к гипометаболизму, которая может способствовать дисфункции этого органа. Выявлено, что почки более устойчивы к процессам липопероксидации за счет роста антиоксидантной активности. Увеличение уровня АФК и продуктов ПОЛ у пострадавших с обширными ожогами кожи способствует нарушению функционирования всех без исключения систем и должно учитываться в лечении больных.

Рецензенты:

Мухина И.В., д.б.н., профессор, заведующая ЦНИЛ НИИ ПФМ НижГМА, заведующая кафедрой нормальной физиологии им. Н.Ю. Беленкова, ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Нижний Новгород;

Крылов В.Н., д.б.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, зав. кафедрой физиологии и биохимии, ФБГОУ «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского» Министерства образования и науки Российской Федерации, г. Нижний Новгород.

Работа поступила в редакцию 04.04.2013.


Библиографическая ссылка

Костина О.В., Перетягин С.П., Фишкин А.О., Ларионова К.Д. ОРГАНОСПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГОТЕРМИЧЕСКОГО ОЖОГА // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 5-1. – С. 88-91;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31465 (дата обращения: 08.07.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074