АНТИОКСИДАНТНО-ПРООКСИДАНТН ОЕ СООТНОШЕНИЕ В ТКАНЯХ ЛЕГКИХ В ДИНАМИКЕ ПОЛИТРАВМЫ

№ 1 - 2014 г.
14.00.00 медицинские и фармацевтические науки
УДК 614.24-018:615.27]-616-001
АНТИОКСИДАНТНО-ПРООКСИДАНТН
ОЕ СООТНОШЕНИЕ В ТКАНЯХ ЛЕГКИХ
В ДИНАМИКЕ ПОЛИТРАВМЫ
Д. В. Козак
ГВУЗ «Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я.
Горбачевского» Минздрава Украины (г. Тернополь, Украина)
Работа посвящена изучению прооксидантно-антиоксидантного баланса в тканях лёгких
в динамике экспериментальной политравмы. Показано, что активности
липопероксидации и антиоксидантной защите характерны колебательные отклонения
с периодами интенсификации патологического процесса через 3-е и 21-е сутки и его
стихания спустя 14 суток.
Ключевые слова: политравма, лёгкие, перекисное окисление липидов,
супероксиддисмутаза, каталаза.
Козак Дарья Владимировна — кандидат медицинских наук, доцент, заведующая
кафедрой физической реабилитации, здоровья человека и физического воспитания ГВУЗ
«Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я. Горбачевского» г.
Тернополь, Украина, рабочий телефон: +380-352-49-57-47, e-mail: darakoz@yahoo.com
Введение. В патогенезе травмы одно из ведущих мест занимает перекисное окисление
липидов (ПОЛ) [1]. При тяжелой травме этот процесс становится неконтролируемым,
приводит к повреждению клеточных мембран и по времени соответствует максимальной
интенсивности системного ответа организма на воспаление [2].
Одним из органов, наиболее подверженных системной мембранопатии, являются легкие
[3], однако в динамике острого периода, периодов ранних и поздних проявлений
травматической болезни в ткани легких не исследована интенсивность ПОЛ
и антиоксидантной защиты.
Целью нашего исследования явилось изучение в динамике политравмы
антиоксидантно-прооксидантного баланса ткани легких.
Материалы и методы. Эксперименты проведены на 62-х нелинейных белых
крысах-самцах массой 180–200 г, которые содержались на стандартном рационе вивария.
Политравму моделировали в условиях тиопентало-натриевого наркоза (40 мг×кг-1) [4].
Из эксперимента животных выводили после наркотизации путем тотального
кровопускания из сердца через 2 часа, 1, 3, 7, 14, 21 и 28 суток после травмы.
Контрольных животных только вводили в наркоз.
У животных, которые выжили, состояние ПОЛ в ткани легких оценивали по содержанию
ТБК-активных продуктов [5]. Уровень антиоксидантной защиты определяли по активности
супероксиддисмутазы (СОД) [6] и каталазы [7]. Также рассчитывали
антиоксидантно-прооксидантный индекс (АПИ) по соотношению активность
каталазы/содержание ТБК-активных продуктов ПОЛ [8].
Полученные цифровые данные подвергали статистической обработке. Достоверность
различий между исследуемыми группами оценивали с использованием программы
STATISTICA 10.0 («StatSoft, Inc.», США).
Результаты исследований. Как видно из таблицы, уже через 2 часа после моделирования
политравмы наблюдалось статистически достоверное относительно контрольной группы
повышение содержания в тканях легких ТБК-активных продуктов ПОЛ (в 2,12 раза, р <
0,001). В дальнейшем до 3-х суток этот показатель увеличивался, к 14-м суткам —
существенно снижался относительно предыдущих периодов наблюдения, однако
продолжал быть на 34,71 % большим, чем в контроле (р < 0,01). Через 21 сутки
наблюдалось повторное повышение содержания ТБК-активных продуктов ПОЛ в тканях
легких (на 49,58 % относительно предыдущего периода наблюдения, р ≤ 0,05)
с последующим наиболее выраженным снижением через 28 суток. Исследуемый
показатель практически не отличался от контрольной группы.
Динамика показателей ПОЛ и антиоксидантной защиты в динамике политравмы
(M ± m)
2 час
(n = 6)
1 сут.
(n = 8)
3 сут.
(n = 5)
7 сут.
(n = 6)
14 сут.
(n = 6)
21 сут.
(n = 6)
28 сут.
(n = 6)
ТБК-активные продукты ПОЛ Контроль = (4,35 ± 0,12), мкмоль·г-1 (n = 20)
9,22 ±
0,40***
8,20 ±
0,32***
10,36 ±
0,56***
1с
9,96 ±
0,16***
1с
5,89 ± 0,46**
2ч,1с,3с,7с
8,81 ±
0,23***
1с,7с,14с
5,20 ± 0,39
2ч,1с,3с,7с,21с
СОД Контроль = (35,87 ± 1,01) % (n = 20)
36,53 ± 1,10
33,70 ± 2,03
22,02 ±
2,07***
31,75 ± 2,36
2ч,1с
48,78 ±
2,83***
35,32 ± 1,61
40,21 ± 1,37*
3с,14с
1с,3с,7с,14с,21с
22,42 ±
1,91#
20,77 ±
0,70***
24,61 ± 1,82
1ч,1с
1ч,1с,7с
2ч,1с,3с,7с
Каталаза Контроль = (26,57 ± 0,91) % (n = 20)
43,15 ±
1,90***
30,80 ±
1,06**
2ч
22,00 ± 1,49*
27,63 ± 1,68
2ч,1с
2ч,1с,3с
1ч,1с
АПИ Контроль = (6,21 ± 0,30) усл. ед. (n = 20)
4,70 ±
0,17***
3,80 ±
0,19***
2,14 ±
0,15***
2,78 ±
0,19***
3,97 ±
0,48***
2,37 ±
0,10***
1ч
1ч,1с
1ч,1с,3с
3с,7с
1ч,1с,14с
4,77 ± 0,34**
1с,3с,7с,21с
Примечание:
1) * — достоверность различий относительно контрольной группы (* — р < 0,05; ** — р <
0,01; *** — р < 0,001);
2) 1ч,1с,3с,7с,14с,21с — различия показателей относительно наблюдений спустя 2 часа, 1, 3, 7,
14 и 21 сутки после политравмы статистически достоверны (р ≤ 0,05)
Активность СОД в тканях легких через 2 часа и 1 сутки после травмы существенно
не изменялась относительно контроля (р > 0,05). Через 3-е суток активность этого
фермента существенно снижалась как по сравнению с контролем (на 38,62 %, р < 0,001),
так и относительно предыдущих периодов наблюдения. В дальнейшем активность СОД
увеличивалась и через 14 суток превышала уровень контрольной группы на 35,99 % (р <
0,001). Через 21 сутки показатель снижался до уровня контрольной группы
с последующим увеличением в среднем на 12,10 % относительно контроля и предыдущего
периода наблюдения (р < 0,05).
В свою очередь, активность каталазы уже через 2 часа посттравматического периода
достигала максимальной величины по сравнению с контролем (на 61,31 %, р < 0,001).
В дальнейшем этот показатель снижался к 3-м суткам и становился на 17,20 % меньше,
чем в контроле (р < 0,05). Через 7 суток он увеличивался, достигая уровня контроля,
и вновь снижался к 21-м суткам (на 21,83 %, р < 0,001). Через 28 суток активность
каталазы в тканях легких достигала уровня контроля.
Величина АПИ во все периоды наблюдения была статистически достоверно меньшей, чем
в контрольной группе (р < 0,001–0,01). В его динамике наблюдалось волнообразное
отклонение с периодом снижения к 3-м суткам (на 65,54 % относительно контрольной
группы), увеличения к 14-м суткам (на 42,80 % относительно предыдущего периода
наблюдения, р ≤ 0,05), повторным снижением — через 21 сутки (на 40,30 % по сравнению
с предыдущим периодом наблюдения, р ≤ 0,05) и повышением через 28 суток. В этот
период наблюдения исследуемый показатель наименее отличался от контроля (всего
на 23,19 %, р < 0,01).
Обсуждение результатов. Полученные данные свидетельствуют о том, что в условиях
моделированной политравмы имеет место существенное повышение интенсивности
липопероксидации в тканях легких. При этом отмечается два периода усиления этого
процесса — через 3-е и 21 сутки с периодом временного благополучия — через 14 суток.
Изменения активности СОД и каталазы в тканях легких имели свои особенности:
активность СОД в течение первых суток после травмы практически не изменялась,
на третьи сутки существенно снижалась, что на пике повышения содержания
ТБК-активных продуктов ПОЛ свидетельствует об истощении механизмов
антиоксидантной защиты. Вместе с тем, к 14-м суткам активность этого фермента
существенно возрастает, что приводит к снижению интенсивности липопероксидации.
Аналогичные противофазовые колебания относительно содержания ТБК-активных
продуктов наблюдаются через 21 и 28 суток.
В свою очередь, активность каталазы возрастает в острый период после травмы
с последующим снижением на пике активности ПОЛ. Последующие колебания
активности этого фермента в целом соответствуют изменениям активности СОД.
Интегральным показателем соотношения антиоксидантных и прооксидантных
механизмов является АПИ. В его динамике наблюдается фаза снижения к 3-м суткам,
фаза возрастания — к 14-м суткам, вторичного снижения к 21-м суткам и следующего
подъёма через 28 суток. Следовательно, колебания АПИ в целом соответствуют
колебаниям содержания ТБК-активных продуктов ПОЛ, что ещё раз подчёркивает особое
диагностическое значение этого показателя в условиях политравмы.
Полученные результаты позволяют предположить, что в патогенезе политравмы имеют
место фазовые колебания приспособительно-адаптационных реакций, отражающие
соотношения патогенных и эндогенных саногенных механизмов, которые следует
учитывать при выборе индивидуализированных программ лечения пострадавших [9].
Вывод. В тканях легких под воздействием политравмы наибольшая интенсификация ПОЛ
и истощение антиоксидантной защиты наступает через 3-е суток. Через 7–14 суток
активность СОД и каталазы в тканях лёгких значительно возрастает, что приводит
к максимальному снижению липопероксидации. В дальнейшем патологический процесс
стихает, однако возникает дисбаланс защитных механизмов в сторону преобладания
прооксидантов через 21 сутки.
Список литературы
1. Петухова О. В. Содержание липопротеидов и продуктов перекисного окисления
липидов у больных в остром периоде политравмы / О. В. Петухова, И. М. Устьянцева,
В. В. Агаджанян // Политравма. — 2006. — № 3. — С. 65–68.
2. Генинг Т. П. Показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты
в системе «сыворотка крови — еритроцит» при острой циркуляторной гипоксии / Т. П.
Генинг, Д. А. Ксейко // Успехи современного естествознания. — 2004. — № 4. — С.
17–20.
3. Избранные аспекты патогенеза и лечения травматической болезни / В. Н. Ельский,
В. Г. Климовицкий, С. Е. Золотухин [и др.]. — Донецк : ООО «Лебедь», 2002. — 360 с.
4. Пат. 63997 Україна, МПК G 09 В 23/28. Спосіб моделювання політравми / Козак Д. В.;
заявник і патентовласник Тернопільський державний медичний університет імені І.Я.
Горбачевського. — № 201104110 ; заявл. 05.04.11 ; опубл. 25.10.11, Бюл. 20.
5. Андреева Л. И. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте
с тиобарбитуровой кислотой / Л. И. Андреева, Л. А. Кожемякин, А. А. Кишкун // Лаб.
дело. — 1988. — № 11. — С. 41–43.
6. Чевари С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод
определения ее в биологических материалах / С. Чевари, И. Чаба, Й. Сокей // Лаб. дело.
— 1985. — № 11. — С. 678–681.
7. Метод определения активности каталазы / М. А. Королюк, Л. И. Иванова, И. Г.
Майорова, В. Е. Токарев // Лаб. дело. — 1988. — № 1. — С. 16–19.
8. Антиоксидантно-прооксидантний індекс сироватки крові щурів з експериментальним
стоматитом і його корекція зубними еліксирами / А. П. Левицький, В. М. Почтар, О. А.
Макаренко, Л. І. Гридіна // Одеський мед. журн. — 2006. — № 1. — С. 22–25.
9. Пат. 82235 Україна, МПК G 09 В 23/28. Спосіб моделювання бронхолегеневої патології /
Марущак М.І., Беський В.О., Грищук Л.А., Козак Д. В.; заявник і патентовласник
Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського.
— № 201301797 ; заявл. 14.02.13 ; опубл. 25.07.13, Бюл. 14.
ANTIOXIDANT AND
PRO-OXIDATIC BALANCE
OF PULMONARY TISSUES IN DYNAMICS
OF POLYTRAUMA
D. V. Kozak
SHPE «Ternopol state medical university n. a. I. Y. Gorbachevsky» of Ministry of Health of the
Ukraine (Ternopol, the Ukraine)
The presented work is devoted to the studying of pro-oxidant and antioxidant balance
in pulmonary of lungs in dynamics of an experimental polytrauma. It is shown that activities
of lipoperoxidation and antioxidant protection are characterized by oscillatory deviations with
the periods of an intensification of pathological process both in 3rd the 21st days and its
remitting 14 days later.
Keywords: polytrauma, lungs, lipids peroxidation, superoxide dismutase, scavenger enzyme.
About authors:
Kozak Darya Vladimirovna — candidate of medical sciences, assistant professor, head
of chair of physical rehabilitation, human health and physical training at SHPE «Ternopil state
medical university n. a. I. Y. Gorbachevsky», office phone: +380-352-49-57-47, e-mail:
darakoz@yahoo.com
List of the Literature:
1. Petukhova O. V. The contents липопротеидов and products of lipids peroxidation at patients
in the acute period of polytrauma / O. V. Petukhova, I. M. Ustyantsev, V. V. Agadzhanyan //
Polytrauma. — 2006. — № 3. — P. 65-68.
2. Gening T. P. Indicators of lipids peroxidation and antioxidant protection in system «blood
serum —erythrocyte» at acute circulator hypoxia / T. P. Gening, D. A. Kseyko //
Achievements of modern natural sciences. — 2004. — № 4. — P. 17-20.
3. Chosen aspects of pathogenesis and treatments of traumatic illness / V. N. Elsky,
V. G. Klimovitsky, S.E. Zolotukhin [etc.]. — Donetsk: JSC Lebed, 2002. — 360 P.
4. Pat. 63997 the Ukraine, MPK G 09 V 23/28. Way of modeling of polytrauma / Kozak D. V.;
applicant and patent holder Ternopol state medical university n. a. I. Y. Gorbachev.
— № 201104110; appl. 05.04.11; publ. 25.10.11, Bulletin 20.
5. Andreyeva L. I. Modification of method of definition of lipids peroxides at test with
thiobarbituric acid / L. I. Andreyeva, L. A. Kozhemyakin, A. A. Kishkun // Lab. business.
— 1988. — № 11. — P. 41-43.
6. Chevara S. Role of superoxide dismutase in oxidizing processes in cell and method of its
definition in biological materials / S. Chevara, I. Chab, Y. Soke // Lab. business. — 1985.
— № 11. — P. 678-681.
7. Method of determination of scavenger enzyme activity / M. A. Korolyuk, L.I. Ivanova,
I. G. Mayorova, V. E. Tokarev // Lab. business. — 1988. — № 1. — P. 16-19.
8. Antioxidant — prooxidant index of blood serum at rats with experimental stomatitis and its
correction by tooth elixirs / A. P. Levitsky, V. M. Pochtar, A. A. Makarenko, L. I. Gridina //
Odessa medical journal. — 2006. — № 1. — P. 22-25.
9. Pat. 82235 the Ukraine, MPK G 09 V 23/28. Way of modeling of bronchopulmonary
athology / Marushchak M. I. Besko V.A. Grishchuk L.A. Kozak D. V.; applicant and patent
holder — Ternopol state medical university n. a. I. Y. Gorbachev. — № 201301797;
appl. 14.02.13; publ. 25.07.13, Bulletin 14.