Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕКЦИИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ ПРИ МАССИВНОЙ КРОВОПОТЕРЕ

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕКЦИИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ ПРИ МАССИВНОЙ КРОВОПОТЕРЕ"

л-ъ

У На правах рукописи

\

РОЩИНЛ АННА АЛЕКСАНДРОВНА

ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОИНТЕНСИВНОЙ ЛАЗЕРНОЙ КОРРЕКЦИИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ ПРИ МАССИВНОЙ КРОВОПОТЕРЕ

03.00.23. - Биотехнология -

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидат* биологических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Научно-исследовательском и учебно-методическом Центре биомедицинских технологий ВИЛАР (НИЦ БМТ ВИЛАР) РАСХН и в Государственном предприятии Научно-исследовательский институт общей реаниматологии РАМН (ГУП НИИОР РАМН)

Научные руководители:

доктор биологических наук Николаева Светлана Сергеевна

- доктор медицинских наук, профессор Кожура Вячеслав Леонтьевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Никитина Зоя Ким овна

доктор биологических наук Соколов Николай Николаевич

Ведущая организация:

ГУ НИИ Общей патологии и патофизиологии РАМН

Защита состоится "9я марта 2004 года в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 006.070.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте лекарственных и ароматических растений (ВИЛАР) РАСХН по адресу: 117216 Москва, ул. Грина, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВИЛАР по адресу: 117216 Москва, уя. Грнна, 7.

Автореферат разослан " б "да200^г. Ученый секретарь диссертационного ооветаД 006.070,01 к. с. - х. и. / М.В.Кирцова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. Многообразие биологических эффектов, направленных на мобилизацию компенсаторных реакций организма и широта терапевтического действия низ ко интенсивного лазерного излучения (НИЛИ) обусловили его применение во многих областях медицины (Мешал кин Е.Н„ Сергиевский B.C., 1981; Корочкин И.М. и соавт., 1984; Брилль и др., 1994; Капустина Г.М. и др., 1996; Кару Т.И., 2001; Клебанов Г.И. и др., 2001; Другова О.В. и др., 2001). Исследования последних лет свидетельствуют о том, что НИЛИ может быть эффективным средством профилактики морфофункциональных и метаболических нарушений в организме, наблюдаемых при массивной кровопотере (Кожура В.Л. и др., 1993, 2000; Таланцев К.В., 1997; Кравченко-Бережная Н.Р., 2001). При критических состояниях в организме возникают значительные гемошфкуляториые нарушения, создающие предпосылки для изменения водно-электролитного обмена и биохимических показателей тканей организма (НеговскиЙ В.А. и др., 1987; Торопов А.П., 1994; SidhartaT., 1998; Shoemaker W. et al., 1996; Воробьев А.И. и др., 2001; Лескова Г.Ф., 2003; Коваленко Н_Я и др., 2003). Среди ключевых механизмов патогенеза при массивной кровопотере нарушению состояния воды в организме придается особое значение. Как известно, вода является обязательной составляющей всех биологических систем и согласно существующим представлениям воздействует на формирование и стабилизацию структуры макромолекул биополимеров, биомембран и более сложных надмолекулярных образований (Аксенов С.И., 1990; Мревлишвили Г.М., 1998). Сдвиги соотношения свободной и связанной воды в тканях могут в значительной степени отражать изменения функционального состояния организма, позволяют вскрыть механизмы развития некоторых патологических состояний и дать научное обоснование методов диагностики и коррекции метаболических нарушений, возникающих при этом (Микащинович З.И. н др., 1983; Фаращук Н.Ф., 1994; Николаева С.С. и др., 2002). Существенную роль в развитии критических состояний, в том числе острой массивной кровопотери, играет активация процессор оказывают повреждающее

s nepoKciujHgrj^^H^neHiM ли 1Идов (ПОЛ), которые ^а^^^щ клеточных мембран

(МсСсмч! Ш.,1985; НаШлеИ В. е! а!., 1989; Лескова Г.Ф., 2001). Известно так же, что по мере увеличения тяжести кровопотери в организме происходит последовательное переключение биоэнергетического обеспечения клеток с углеводов на продукты жирового обмена (Молчанова Л.В. и др., 1994).

Однако состояние волы и взаимосвязь процессов гидратации тканей с изменением содержания продуктов ПОЛ и уроновых кислот при массивной кропо потере, пост реанимационном периоде и при использовании НИЛИ не изучена. Несмотря на то, что в последние десятилетия проводятся интенсивные и разносторонние исследования возможности использования лазера для коррекции патологий, развивающихся при различных заболеваниях, до сих пор остается недостаточно изученным вопрос о корригирующем действии НИЛИ на организм при массивной кровопотере.

Изучение механизмов изменения таких параметров как баланс свободной и связанной воды, содержание ПОЛ и продуктов углеводного обмена в миокарде и печени при кровопотере и действии лазера позволяет дать научное обоснование для использования НИЛИ в качестве одного из методов биомедицинской технологии восстановления жизненных функций организма при массивной кровопотере и помочь в выборе оптимальных условий его применения.

Цель к задачи исследования. Целью настоящей работы явилось исследование низкоинтенсивной лазерной коррекции состояния организма животных при массивной кровопотере.

В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

• Оценить возможность использования низкоинтенсивного лазерного излучения в качестве биотехнологического метода восстановления жизненных функций организма при массивной кровопотере;

• Исследовать влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на содержание свободной, связанной воды и биохимические характеристики тканей животных в преагональном состоянии (с артериальным давлением АД 25 мм рт. ст.);

• Изучить особенности состояния различных форм воды, содержанке продуктов ПОЛ и уроновых кислот в миокарде и печени животных при массивной кровопотере (АД 40 мм рт. ст.);

■ Исследовать влияние низко интенсивно го лазерного излучения на состояние воды и биохимические характеристики тканей животных при массивной кровопотере (АД 40 мм рт, ст.);

• Изучить характеристики содержания связанной и свободной воды, продуктов ПОЛ и уроновых кислот в миокарде и печени животных в постреанимационном периоде (после реинфузии крови) зависимости от уровня артериального давления и степени тревожности животных;

• Оценить эффективность корригирующего действия НИЛИ на состояние волы и биохимические характеристики миокарда и печени в постреанимационном периоде.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Получены данные позволяющие рассматривать низкоинтененвиое лазерное излучение, как перспективный биотехнологический метод восстановления жизненных функций организма при массивной кровопотере.

2. Установлены пороговые значения потери крови (близкие к преагональному) за пределами которых НИ ЛИ не способствует адаптации организма, что необходимо учитывать при разработке научно обоснованных методов лазерной коррекции организма.

3. Одним из механизмов нарушения гомеостаза организма при массивной кровопотере наряду с активацией процессов ПОЛ и снижением содержания продуктов углеводного обмена в тканях, является дисбаланс свободной и связанной волы.

4. Использование НИЛИ при острой массивной кровопотере (ЛД 40 мм рт. ст.) и в сочетании с реинфузией крови предупреждает изменение содержания различных форм воды, уроновых кислот и продуктов ПОЛ в миокарде и печени животных,

5. При массивной кровопотере и в постреанимационном периоде выявлены новые ранее неизвестные механизмы патологических последствий,

проявляющихся в изменении состояния волы, уровня ПОЛ и содержания уроновых кислот, характер которых зависит от тяжести кровопотери и степени тревожности животных.

6. Использование НИЛИ в комплексе с реинфузией крови способствует нормализации баланса свободной и связанной воды и повышает содержание продуктов углеводного обмена в миокарде и печени животных.

Научная новизна. Получена новая информация о механизме биологического действия НИЛИ, направленного на поддержание гомеостаза организма при массивной кровопотере.

Использование комплекса акваметрическнх и биохимических методов исследования позволило установить, что НИЛИ при массивной кровопотере предотвращает изменение баланса связанной и свободной воды, продуктов углеводного обмена и инактипирует процессы перокскдного окисления линидов, т. е. оказывает шпопротекггор ное, мембраностабилнзирующее действие.

Впервые обнаружено существование пороговых значений потери крови, близких к преагональному (АД 25 мм рт. ст.) за пределами которых НИЛИ не только не способствует адаптации организма, но и приводит к дальнейшему повреждению Сиоструктур тканей.

Дана количественная оценка различных форм воды, содержащихся в миокарде и печени животных, соотношение которых специфично для каждого органа и меняется при массивной кровопотере и реинфузии крови.

Результаты исследования имеют большое значение для понимания общебиологических закономерностей функционирования организма и его отдельных органов в процессе массивной кровопотери, в постреаннмшионном периоде к в результате лазерной коррекции.

Научно-практическая значимость. Полученные данные позволяют рассматривать НИЛИ как эффективный компонент комплексного метода восстановления жизненных функций организма при массивной кровопотере и расширяют современные представления о патогенезе критических состояний и механизме действия лазерной коррекции нарушений гомеостаза организма.

Результаты этих исследований вносят определенный вклад в выяснение механизмов действия НИЛ И на состояние воды и биохимические характеристики миокарда и печени.

Выявленный факт существования порогового значения потери крови за пределами, которого НИЛИ не способствует адаптации организма, следует учитывать при разработке п внедреннн новых лазерных технологий коррекции организма при кровопотере.

Установленная в работе высокая чувствительность соотношения свободной и связанной волы к метаболическим нарушениям, происходящим в организме при кровопотере и лазерной коррекции, позволяет предложить этот нокамтель в качестве бнотеста на тяжесть изменений и степень дезадаптации организма при разработке новых методов биомедицинской коррекции патологических изменений на тканевом и организменном уровне.

Результаты комплексного исследования акваметрических и биохимических показателей миокарда и печени животных позволили обосновать целесообразность лазерной коррекции в комплексе реанимационных мероприятий с учетом тяжести массивной кровопотери.

Данная работа соответствует одному нз направлений Федеральной целевой программы "Развитие медицинской промышленности в 1998-2000 годах и на период до 2005 года", утвержденной Постановлением Правительства РФ от 26.06.1998 № 650, приоритетному направлению НИР и ОКР отделения медико-биологических наук РАМН № 4 и Межведомственного научного совета Министерства здравоохранения РФ по медицинской биотехнологии № 3, а также плановой тематике Научно-исследовательского центра биомедицинских технологий В ИЛ АР.

Лнроблция работы. Материалы диссертационной работы доложены на Всероссийской научно-практической конференции "Патофизиология и современная медицина" (Москва, 2000), на научно-практической конференции "Бномедишшские технологии" (Москва, 2002), на Ш Российской конференции с международным участием "Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция" (Москва, 2002), на IX Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 2002), на XI Международной конференции по химии

органических и элс меитоорган ич еск их пероксидов (Москва, 2003), на Мсж.Т> народ ной конференции "Критические технологии в реаниматологи»" (Москва, 2003), на конференции "Основные обшешто.югические и клинические закономерности развития критических, терминальных и пострезннмационнмх состояний. Принципы их коррекции" (Москва, 2003), По результатам исследований опубликовало 11 работ.

Объем н структура работы. Диссертация изложена на стр.

машинописного текста, содержит^ рисунков и {{ таблиц. Работа состоит из введения, обзора литературы (2 гл.), экспериментальной части (1 гл.), результатов исследования и их обсуждения (4 гл.), заключения, выводов и списка литературы, яключающегоД?£нсточн и ко в, из которых /¿^отечественных и зарубежных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперименты выполнены в осенне-зимний период на белых беспородных крысах-самцах массой 230>330 г. Крыс наркотизировали иембуталом (25 мг/кг массы виутрибрюшишю), катетеризировали хвостовую артерию и через нее за 15 мин до кровоиотери вводили гепарин (500 МЕ/кг).

В эксперименте животные были разделены на группы: контрольная (наркотизированные, ложноопериронанные); с артериальной гипотензией (ЛГ); с АГ и НИ ЛИ; с ЛГ и реипфузией крови; с АГ, реипфузией крови и НИ ЛИ. В опытах продолжительность ЛГ составляла 10 мин, 30 мин и 2 ч.

Для достижения необходимого артериального давления (АД 40 мм рт, ст. и АД 25 мм рт.ст.) кровь забирали через катетер в хвостовой артерии. Объем кровоиотери составлял в среднем 10 мл/кт массы тела и 20 мл/кг массы тела, соответственно. Затем животным проводили возмещение кровопотери путем переливания собственной крови. Продолжительность постреанимационного периода составляла; 30 мин, 3 ч и 7 сут. Перед началом опытов животных с продолжительностью постреанимационного периода 7 сут разделили на высоко-и низкотревожиых но тесту в лабиринте (Жуков Д,Л. и др., 1994).

Методика и ад сосуд и стой лазерной обработки во всех опытах была одинаковой: световод лазера (аппарат АЛОК-1, длина волны 633 нм,

мощность I мВт) подводили в область хвостовых артерии и вены. Облучение

начинали на 8-ой мин кровопотерн по достижении экспериментального уровня значения артериального давления и продолжали в течение 2 мин (Кожура В.Л., 1993).

Материалом исследования служили миокард, печень и плазма крови экспериментальных животных. Распределение материала но разделам эксперимента представлено в табл.].

Таблица 1

Использование экспериментального материала в разделах исследования

Количество

Раздел исследования животных

Влияние нюкоинюенешного лазерного излучения на состояние воды и биохимические характеристики миокарда и печени животных при массивной кровопотере (АД 40ммрт. ст.)

Интактиые 9

Контроль (наркоз, ложноонерир. 10 мин) 10

АД 40. 10 мин 8

АД 40, 10 мин; НИЛИ 8

Контроль, (наркоз, ложноонерир. 2ч) 10

АД 40т 2 ч 9

АД 40,2ч; НИЛИ 9

Лазерная коррекция постреангшационных изменений состояния воды и биохимических характеристик тканей животных (АД 40 .мл» рт. ст.

Контроль, (наркоз, ложноопернр. 2ч) 20

ЛД 40, 2 ч; реинфузия. 30 мин 6

ЛД 40, 2 ч; НИЛИ: реинфузия. 30 мин 6

АД 40,2 ч; реинфузия, 180 мин 6

АД 40,2 ч; реинфузия, 7 сут 7

Низкотревожные, АД 40,2 ч; реинфузия, 7 сут 9

Высокотревожные, АД 40. 2 ч; реинфузия. 7 сут 9

Контроль, высокотревожные 10

Контроль, ннзкотревожные 10

Исследование возможности лазерной коррекции состояния воды и биохимических характеристик миокарда и печени при кровопотере (АД 25 мм рт. ст) иреинфузии крови

Контроль, (наркоз, ложнооп. 30 мин) 12

АД 25,30 мин 7

АД 25,30 мин; НИЛИ 7

АД 25, 30 ми к; реинфузня.ЗО мин 10

АД 25,30 мин; НИЛИ; реинфузия.ЗОмин 10

Всего 177

На каждом этапе работы к образцах тканей определяли содержание об шей, свободной и связанной воды, количество продуктов лип или ой пероксидаини, супсроксн д-иерех ваты ваю! цую активность и содержание уроиовых кислот в гидролизатах тканей.

Для изучения особенностей гидратации тканей использовали комплекс акваметрических методов (Николаева С.С. к др., 1998). Количество общей поды определяли прямым титрованием с реактивом Фишера (Климова В.Л., 1975). Подвижность воды, содержащейся в образцах тканей, и прочность ее связывания с биополимерами изучали на дифференциальном сканирующем калориметре DSC-2 (фирма Perk in-Elmer). По площади эидотерм плавления замораживаемой воды (до - 15 °С) рассчитывали количество свободной волы. Количество связанной воды определяли по разности между содержанием общей и свободной воды.

Об уровне процесса ПОЛ в органах и плазме крови судили по содержанию в них продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК-РП), которые измеряли флуориметрическим и спектрометрическим методами (Tanizava Н, et al„ 1931; Гаврилов В.Б. и др., 1983). Супероксид-перехватывающую зктивность оценивали по способности гомогекатов тканей, либо плазмы крови пнгнбирокать л юии ген и и-зависимую хем и люминесценцию, специфичную для Ог!, образующихся при окислении кверцетина в щелочной среде. За 1 условную единицу 0;'-перехватываюшеЙ активности принимали подавление светосуммы XJ1 на 50% по сравнению с контролем (Теселкнн Ю.О, и др., 1998). Изменение углеводных компонентов в тканях животных оценивали по содержанию уроиовых кислот с помощью карбазояового .метода {Chandrasekaran E.V. et. а!., 1980),

Статистическую обработку результатов проводили, используя распределение Стьюдента для малых выборок. Все результаты представлены в виде значений средней величины ± стандартная ошибка среднего (Маймулов В.Г. и др., 1996).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1, Влияние ншкчнштепсшшого лазерного излучения на состояние воды и биохимические характеристики тканей животных при массивной кропопотере (АД 40 мм рт. ст.)

Из данных, привезенных на рис. 1 следует, что в миокарде через 10 ми» острой кровопотери при неизменном содержании обшей воды, количество свободной воды уменьшается на 8 % (отн.) (рис. la), а связанной воды увеличивается на 44 % (отн,) (рис. 16), что очевидно обусловлено изменением волн оолектролитн ого обмена при артериальной гинотензни (АГ).

3 б

К Ю 60 "Î2& mhhU к"™ 60 120* мин

Рис. I Содержание различных форм волы в миокарде животных при Maccumitiil кровопотере (АД 40 мм рт.ст.): ач»Сщая — и свободная ——, G-c вязан пая вода, К- контроль (п =* 10), АГ 10 мин (п - 8), АГ2 ч(п = 9). *р <0,05 по сравнению с контролем.

Ко второму часу АГ соотношение различных форм воды в миокарде восстанавливается до исходных величин, что подтверждает его высокую компенсаторную активность.

В печени, как и в миокарде, содержание общей воды за 10 мин АГ не меняется, а происходит изменение соотношения связанной и свободной воды. Однако, в отличие от миокарда, количество свободной воды за 10 мин АГ увеличивается на 5 % (отн.) (рис. 2а), а содержание связанной воды уменьшается на 27 % (отн.) (рис. 26). В последующие 2 ч АГ наблюдается достоверное по сравнению с 10 мин АГ повышение общего влагосодержания на 6 %, за счет увеличения свободной воды (рис. 2а), что может привести к отеку

печени. При этом количество связанной волы не меняется (рис. 26). Полученные данные показывают, что печень, по сравнению с миокардом подвергается большим ншсмнчсским повреждениям при кровонотере.

К 10

120». ми^ ^ 120 мин

Рнс. 2 Содержание различных форм поды в печени животных при массивной

кровонотере (АД 40 мм рт.ст.): а-обшая-и свободная —- 6-связагшая вода,

К- контроль (п = 10), АГ 10 мин (п в 8), АГ 2ч(п° 9). *р < 0,05 но сравнению с контролем.

Таким образом, в первые минуты кровопотери происходят наиболее существенные изменения состояния воды в тканях, которые могут привести к дальнейшим осложнениям в жизненно важных органах в постреаннмациоином периоде.

Таблица 2

Влияние НИЛИ на содержание у ромовых кислот в тканях животных при массивной кровонотере (АД 40 мм рт, ст, АГ 10 мин), (п = 8)

Объект исследования Содержание уроновых кислот, г/100 г сухой ткани

Контроль без НИЛИ применение НИЛИ

Печень 2,98 ±0.02 2.61 ±0,07* 3,03 ± 0,04**

Миокард 0,98 ±0,03 0.86 ±0,03* 1,02 ±0,06"

Здесь: * р<0,05 по сравнению с контролем, п - число экспериментов ** р<0,05 по сравнению с параметрами животных без НИЛИ

Рис. 3 Влияние НИЛИ на содержание воды в тканях животных при массивной кровопотере (АД 40 мм рт.ст., АГ 10 мин): а-оОщая ,о< и свободная в вода в миокарде, б-общая о и свободная а вода в печени; в — связанная вода в миокарде Я к печени а, 1 - контроль (п ** 10), 2- кровопотеря (п = 8), 3 — кровопотеря и НИЛИ (п = 8). *р < 0,05 по сравнению с кровопотерей

Полученные результаты позволяют предположить существование оптимального соотношения различных форм воды, которое очевидно характерно для каждой ткани. Повышение или снижение этого показателя по сравнению с контролем может привести к изменению физиологической и биохимической адаптации и нарушению гомеостазатканей.

Исследование изменения содержания продуктов ПОЛ в тканях при массивной кровопотере (ЛД 40 мм рт.ст.) показали, что уровень ТБК-РП в миокарде, за 10 мил и 2 ч АГ не отличается от контроля (рис, 4), Увеличение уровня ПОЛ в плазме крови животных, так же как и в печени, наблюдается только при двухчасовой АГ (рис.4). Через 2 ч АГ содержание ТБК-РП в печени увеличивается в 1,4 раза, а в плазме крови - в 2,3 раза по сравнению с ложноопернрованиыми животными.

Обнаруженная активация свобод норад и кал ьных процессов при массивной кровопотере, в свою очередь может приводить к нарушению внутри- и межмолекулярных связей белково-липидного комплекса мембран клеток и уменьшению прочности связывания воды с биополимерами.

Из приведенных в таблице 2 данных следует, что содержание уроновых кислот в печени и миокарде в результате кровопотерн (АД 40 мм рт. ст., АГ 10 мин) снижается на 15% и на 12%, соответственно.

с: 4

а .

Ш 2

I

Рис. 4 Влияние НИЛИ на содержание ТБК-РП в тканях животных при массивной кровопотере (АД 40 мм рт.ст., АГ 2 ч): з - миокард о н печень , б - плазма крови , I — контроль (п =9), 2 - кровопогеря (п * 9), 3 - кровопотеря н НИЛИ (п ■» 9). *р<0,05 по сравнению с 1, **р<0,05 по сравнению с 2.

Очевидно, обнаруженный дисбаланс связанной и свободной воды, наряду с активацией процессов ПОЛ и снижен нем содержания продуктов углеводного обмена является одним из механизмов нарушения гомеостаза организма при массивной кровопотере.

На следующем этапе работы была исследована коррекция с помощью кизкоиитепсивного лазерного излучеиия изменений происходящих в тканях при кровопогере.

Из данных, рис. 3, 4 и табл. 2 следует, что воздействие НИЛИ при массивной кровопотере (АД 40 мм рт. ст.) предупреждает изменение содержания связанной и свободной воды, уроновых кислот и снижает уровень ТБК-РП в изученных тканях.

Таким образом, выявлен еще один биологический эффект НИЛИ, направленный на сохранение гомеостаза организма при массивной кровопотере.

Полученные результаты позволяют рассматривать НИЛИ как эффективный компонент комплексного метола восстановления жизненных функций организма после кровопотери.

2. Низкоинтенсииная лазерная коррекция постреамиманнонны* нарушений состояния воды и биохимических характеристик тканей

животных при массивной кропопотере (АД 40 мм рт, ст.). Результаты исследования влияния реннфузии крови на состояния воды в тканях экспериментальных животных представлены на рис.5.

К 30 мии постреанимационного периода в сердечной мышце, на фоне не меняющегося содержания обшей и достоверного снижения количества свободной воды, происходит увеличение в 1,4 раза содержания связанной волы ло сравнению с контрольными образцами. К 3 ч постреанимашюнног© периода в тканях миокарда наблюдается восстановление содержания свободной и связанной воды ло исходного .уровня, что свидетельствует о проявлении компенсаторной реакции миокарда в постреанимационном периоде.

Однако в последующие 7 сут вновь наблюдаются определенные изменения содержания различных форм воды в тканях, которые зависят ог степени тревожности животных.

х ео

I м

г w

О

б

I 60

<в 55-

SO

mm

ч 30 Зч 7 сут 7 сут

ИП В >1

С роя нэбподения

Км 3ai»»n Эч 7сут 7еут с и

Срак »•аСлюдекич

Рис. 5 Динамика изменения содержания воды в миокарде п ностреаиимшшоином периоде (ЛД 40 мм рт. ст., ЛГ 2ч): а -общая □ и свободная.« вода. О—связанная вода; Kit-контроль ниэкогре&ожные (п = 10) , Кв- контроль высокотревожные (п - 10), В — опыт высокотревожные (п «= 9), Н - опыт низкотревожиые животные (п - 9). *р < 0,05 по сравнению с контролем.

Из данных приведенных на рис. 5 следует, что через 7 сут в ткани миокарда высокотревожных животных содержание связанной воды снижается, но остается выше, а свободной ниже, по сравнению с теми же параметрами ткани до реинфуэии. У низкотревожных крыс содержание различных форм воды в ткани миокарда не отличались от контрольных значений (рис.5). Это может свидетельствовать о большей адаптационной способности низкотревожных крыс к острой массивной кроволотере. У животных с высокой тревожностью, нарушения водного баланса в миокарде могут проявляться и в отдаленные сроки постреанимационного периода.

б

ео т------

П 708 65

5 60 £ 55

(о £0

Кв Кч 30 Зч 7ф 7ф

МИН 8 Н

Срск

и 30 Э ч 7 сут 7 суг них в н

Срок наблюдении

Рис. 6 Динамика изменения содержания волы в печени в постреанимационном периоде (АД 40 мм рт, ст., АГ 2ч): а -общая О' и

г

свободная Ш вода, б -связанная вода; К«- контроль низкотревожные (п - 10) , Кв- контроль высокотревожные (п *=■ 10), В — опыт высокотревожные (п =■ 9), Н - опыт низкотревожные животные (п = 9)-

*р < 0,05 по сравнению с контролем.

В ткани печени (рис.6) закономерности изменения соотношения связанной и свободной воды к 30 мин постреанимационного периода аналогичны тем, которые наблюдаются в миокарде. Однако в печени по сравнению с миокардом эти изменения более значительны. Содержание связанной волы увеличивается в 2 раза (рис. 66), при этом наблюдается достоверное снижение количества свободной воды на 8% по сравнению с контролем (рис. 6а). К 3е™ часу постреанимацнониого периода содержание связанной воды в ткани повышается в 1,9 раза, а количество свободной

снижается на 6 % по сравнению с контролем, при этом наблюдается незначительное увеличение общей воды (рис. 6а).

Через 7 сут постреаиимационного периода в ткани печени высоко- и низкотревожных животных содержание связанной воды остается повышенным, при этом количество обшей к свободной воды снижается на 3 % и б % соответственно по сравнению с контролем. В огличие от миокарда количественные изменения содержания воды в ткани печени не зависят от степени тревожности изучаемых животных.

Таблица 3

Содержание ТБК-РП через 7 сут после реинфузии крови АД 40 мм рт. ст, АГ 2 ч), (п 14)

Объект исследования Содержание ТБК-РП, нмоль/мл

Контроль Опыт

Миокард 35.37±1,09 40,79±1,06*

Печень 50.90±1,01 1 55,72±1,08*

Плазма крови 2,5б±0,09 2,82±0,06*

Здесь: •- р< 0,05 по отношению к контролю, (п -число экспериментов)

Результаты экспериментов показали, что через 7 суток после реинфузии крови уровень ПОЛ остается выше, чем у контрольных животных (табл. 3). Из данных, приведенных в табл. 4 следует, что в ткани миокарда н печени через 30 мни постреанимационного периода после массивной кровопотери (АД 40 мм рт. ст., АГ 2 ч) содержание уроновых кислот снижается на 7% по сравнению с контрольными значениями (табл. 4).

Таблица 4

Содержание уроновых кислот в тканях животных через 30 мин после реинфузии крови при массивной кровопотере (АД 40 мм рт. ст., АГ 2 ч), (п - 6)

Объект исследования Содержание уроновых кислот, г/100 г сух. ткани

Контроль Кровопотеря и реи к фузия Кровопотеря, НИЛИ, реинфузия

Миокард 0,95 ±0,02 0.88 ±0.01* 0,94 ±0,03**

Печень 2,98 ± 0,08 2,75 ± 0,06* 2,87±0,12*" '

Здесь: *-р< 0,05 по отношению к контролю; **-р< 0,05 но отношению к

животным без НИЛИ, (и - число экспериментов)

Таким образом, выявлены новые механизмы постреаиимашюнных изменений, которые могут привести в дальнейшем к определенным патологическим нарушениям в кардиоцитах и гепатонитах тканей животных. В результате использования НИЛИ при массивной кровопотере наблюдается тенденция к снижению нарушений соотношения свободной и связанной воды и содержания уроновых кислот в тканях миокарда и печени в ностреан им анионном периоде (рис, 7, табл. 4).

ео та

I70

I65

1ео

55 60

75 --------- —

70

Г

65 | С

60 1 1 1ч. г

£ / V

/ $

55 Р. / %

50 кС 3 г* %

га

К::

1

тканях животных И свободная вода 1

3 12 3

Рис, 7 Влияние НИЛИ на содержание воды в постреанимационном периоде (30 мин): а — обшая О миокарде, б - обшая.'о- и свободная и вода в печени, и - связанная вода в миокарде ©1 печени в 1 — контроль (п = 14), 2- кро во потеря и ренн фузия (п = 6); 3 - кровонотеря, НИЛИ и реинфузия (п = 6). 'р < 0,05 по отношению к 1, "р <0,05 по отношению к 2.

Таким образом, НИЛИ в комплексе с реинфузией уменьшает постреанимационную патологию,

3. Исследование возможности лазерной коррекции состоянии поды и биохимических характеристик миокарда и печени при массивной кровопотере (АД 25 мм ргг. ст.) н в постреаннмамионном периоде Массивная кровопотеря (АД 25 мм рт. ст., преагональное состояние) в ■ ■ ткани миокарда (рис, 8 а,в) приводит к снижению обшей воды за счет уменьшения фракции свободной воды. Количество связанной соды практически не меняется.

В ткани печени (рис. 8 б,в), в отличие от миокарда, при АГ происходит увеличение общей воды за счет повышения в 1,5 раза содержания связанной, что очевидно можно рассматривать как отек-набухание гепатоиитов.

Как следует из полученных данных, через 30 мин АГ при АД 25, также как н при АД 40, в миокарде не обнаружено изменения содержания продуктов линидпой пероксидапии, в то время как в печени содержание ТБК-РП увеличивается п 1,2 раза (табл. 5). Накопление продуктов ПОЛ в печени сопровождается истощением антиоксидантпых систем плазмы крови, О чем свидетельствует уменьшение антиоксидаитной активности плазмы крови на 17«.

80 8 70 14

Д 75 £70

§ 65

га" 60

I 55 50

65

60

55

50

Г/

12 10 8 6 4 2 0

>4 X

м

хЯ

X;: X

ка

X:: X:: х

Я::

X К X X X

Рис. 8 Влияние НИЛИ на содержание воды в тканях животных: а — общая ,о и свободная ■ вода в миокарде, б — общая о и свободная ИГ вода в печени, в — связанная вода в миокарде ш и печени а животных при кровопотере (АД 25 мм рт. ст., АГ 30 мин), 1 - контроль (п =12), 2 - кровопотеря (п =7); 3 - кровопотеря с НИЛИ (п "7). *р <0,05 по сравнению с 1, "р < 0.05 по сравнению с 2.

Таблица 5

Содержание ТБК-РП в тканях животных, перенесших кровонотерю (АД 25 мм рт. сг„ АГ 30 мин)

Содержание ТБК-РИ, пмоль/мл

Объект исследования Контроль Кровопотеря

(п - 12) (п = 7)

Миокард 34,49 ±2.41 35,49 ± 1,89

Печень 47,94 ±2.82 57,53 ±3.21*

Здесь: р< 0,05 по отношению к контролю, (п - число экспериментов)

Результата исследования содержания уроновых кислот приведенные в таблице б показывают, что содержание уроновых кислот в печени а результате кровопотери при АД 25 мм рт. ст. снижается на 30%, а в миокарде на 16% по сравнению с ложнооперированными животными.

Таблица 6

Содержание уроновых кислот в тканях животных, перенесших кровопотерю (АД 25 мм рт. ст., АГ 30 мин)

Объект исследования Содержание уроновых кислот (мг/ 100 мг сух. ткани)

Контроль (п- 12) без НИЛИ (п-7) с НИЛИ (п-7)

Печень 2.98 ±0.09 2,10 ± 0,07* 2.58 ±0.05**

Миокард 0,98 ±0.03 0.80 ±0,06* 0,85 ± 0.03**

Здесь: * р<0,05 по отношению к контролю, ** р<0,05 по отношению к

кровопотере без НИЛИ (п — число экспериментов)

В этом случае особенно важным является исследование возможности коррекции ишемических нарушений с помощью НИ-ПИ,

На рис. 8 показано, что при использовании НИЛИ в нреагональном состоянии наблюдается некоторая тенденция к нормализации баланса различных форм воды и содержания уроновых кислот в миокарде и печени животных (габя.6), однако их количество остается ниже контрольных значений. Очевидно, в случае массивной кровопотери (АД 25 мм рт. ст., преагоналыюе состояние) происходят более глубокие, по сравнению с АД 40 мм рт. ст. деструктивные нарушения биополимеров тканей, которые приводят к необратимым изменениям структурно-функционального состояния органов.

В постреанимационном периоде в ткани миокарда и печени, так же как и при АД 40 мм рт. ст. происходит перераспределение свободной и связанной воды, однако при этом меняется направленность процесса (рис. 9), Содержание связанной воды в миокарде и в печени снижается на 3 % и 5 %, соответственно (рис. 9 в), а количество общей и свободной волы в миокарде увеличивается на 5% (рис. 9 а).

Таким образом, обнаружено существенное различие между состоянием волы в тканях животных в иостреаннмационном периоде после кровопотерн при АД 40 мм рт, ст. и АД 25 мм рт. ст. В нервом случае реш (фузия приводит к повышению содержания связанной воды, а во втором (при большем обьеме кровонотери) — к снижению связанной воды.

ео--1_

I» П П.П§

° 65 Ь ■

I:: в I I

50 Ц-Я^ив^ии^

1 2 3

Рис. 9. Влияние НИЛИ на содержание-волы в тканях в ностреанимациоином периоде (30 мин) после кровопогери (АД 25 мм рт. ст., ЛГ 30 мин): а - обшая О и свободная* вола в миокарде, б — оСшаяО■ и свободная-в вода в печени, в — связанная вола в миокарде а и печение ; I - контроль (п в 12), 2- кровопогеря и рсинфузия (п ** 7), 3 — кровоиотеря, НИЛИ, реин фузия (п - 10). *р < 0,05 но сравнению с 1, **р < 0,05 но сравнению с 2.

Через 30 мин после реннфузнн крови в преагоналыюм состоянии, также как и при кровоногере АД 40 мм рт. ст., повышается уровень НОЛ н миокарде и печени на 13%, в плазме крови - на 18%, что происходит вследствие достоверного снижения антиоксидантной активности плазмы крови, н наблюдаемой тенденции к снижению этого параметра в миокарде и печени (табл. 7). Реактивация процессов ПОЛ является одним из ведущих факторов патогенеза реперфузионных повреждений тканей. Такие изменения могут приводить к нарушению внутри- и межмолекулярных связей бел кошмшш итого комплекса мембран клеток и уменьшению прочности связывания воды с биополимерами, что наиболее ощутимо проявляется при массивной кровоногере (АД 25 мм рт. ст.).

70 65 60 55 50

/ /

а

1

Таблица 7

Влияние реинфузи и крови и НИЛИ на супероксид-перехваты воющую активность ткаией животных при массивной кроьопотере (АД 25 мм рт. ст., АГ 30 мин), (и = 6)

Объект исследования Сунероксид-иерехватываюшая активность, усл. ед. на 1 мг белка

Контроль Кровопотеря и реинфузня Кровопотеря, НИЛИ и реинфузня

Миокард 98.19 ±1,06 96,39 ±0.44 93,55 ±1,66*

Печень 97,82 ±1.2 9436 ±1.37 84,42 ± 1,22**

Плазма крови 1.205 ±0,053 1,017±0.046* 0,984 ±0,065*

Здесь: * р<0,05 по отношению к контролю, ** р<0,05 по отношению к животным без НИЛИ, (п - число экспериментов)

Таблица 8

Содержание уроновых кислот в миокарде и печени животных при массивной кроволотере (АД 25 мм рт. ст., АГ 30 мни)

Объект исследования Содержание уроновых кислот, г/100 г сух. ткани

Контроль Кровопотеря, реинфузня Кровопотеря, НИЛИ, реннфузия

Миокард 0,96 ±0,06 0,61 ±0,04* 0,56 ±0.02*

Печень 2,99 ±0,14 1.92 ±0,14* 1,78 + 0,17*

Здесь: * р<0,05 по отношению к контролю, (п - число экспериментов)

При этом происходит дальнейшее снижение содержания уроновых кислот в миокарде и печени животных (табл. 8).

Полученные данные позволяют рассматривать изменения состояния воды в организме животных в постреанимационном периоде в условиях АД 25 мм рт. ст., как следствие нарушения компенсаторных механизмов обеспечения системной микрогемодннамикн тканей. При этом происходят необратимые нарушения гндратных оболочек биополимеров, которые, наряду с другими функциональными изменениями состояния организма, приводят к летальному исходу,

В преагональном состоянии, в отличие от массивной кровопотери (АД 40 м рт. ст.), НИЛИ приводит к резкому снижению содержания связанной воды в исследуемых тканях. Количество связанной воды в миокарде и печени крыс

уменьшается в 4 раза но сравнению с контролем (рис. 9 в). Практически вся вода, содержащаяся в тканях, переходит в свободное состояние (рис. 9 а). При этом применение НИЛИ приводит к дальнейшему снижению антноксидантной активности миокарда, печени и плазмы крови животных (табл. 7) и содержания уроновых кислот в исследуемых тканях (табл. 8).

Таким образом, применение НИЛИ при массивной кровопотере (АД 40 мм рт. ст.) увеличивает адаптационные возможности организма, при терминальном (преагональном) состоянии НИЛИ не способствует адаптации организма. Полученные данные позволяют наметить новые подходы к применению лазерных технологий с целью коррекции нарушенных функций организма при массивной кровопотере.

ВЫВОДЫ

1. Впервые определены предельные пороговые значения потери крови при которых возможно использование НИЛИ в качестве перспективного биотехнологического метода восстановления жизненных функций организма.

2. Доказано, что в преагональном состоянии организма НИЛИ не оказывает корригирующего действия, что необходимо учитывать при разработке биомедици некой технологии лазерной коррекции при массивной кровопотере.

3. Установлено, что дисбаланс свободной и связанной волы, наряду с активацией процессов [ЮЛ и снижением содержания продуктов углеводного обмена в тканях, является одним из механизмов нарушения гомеостаза организма при массивной кровопотере,

4. Показано, чго применение НИЛИ при массивной кровопотере предупреждает днебатош различных форм воды и продуктов углеводного обмена, препятствует активации пероксцдного окисления липидов в тканях миокарда и печени.

5. В постреанимационном периоде выявлены новые ранее неизвестные механизмы патологических последствий, проявляющиеся в изменении состояния воды, уровня ПОЛ и содержания уроновых кислот, характер

которых зависит от тяжести кровопотери и степени тревожности животных.

б. Впервые показано, что использование НИЛИ в комплексе с реннфузией крови уменьшает лостреаи им анионную патологию, способствуя восстановлению состояния свободной и связанной воды, содержания продуктов углеводного обмена в миокарде и печени животных.

Список публикаций по теме диссертации

1. Николаева С.С., Рошина A.A., Яковлева Л.В., Ребров Л.Б., Ким Зон Чхол, Новодержкина И.С., Бастрикова H.A. Исследование соотношения фракиий воды в сердечной мышце и печени крыс в динамике геморрагического шока. // Материалы научно-практической конференции. Патофизиология и современная медицина,- Москва, 2000. - С.141-143,

2. Рошина A.A., Кожура В.Л., Теселкин Ю.О., Бабенкова И.В., Ребров Л.Б., Николаева С.С., Новодержкина И,С., Паршина Е.Ю., Яковлева Л.В., Басараб Д.А., Яковлева Н.Е., Кирсанова А.К. Влияние лазерного облучения на содержание пероксидов и фракций воды в печени и миокарде крыс в ранний постреанимационный период. // Материалы IX Российского национального конгресса "Человек и лекарство*1. - Москва, 2002. - С. 687.

3. Рошина A.A., Николаева С.С., Кожура В.Л., Быков В.А., Яковлева Л.В., Королева O.A., Новодержкина И.С., Басараб Д.А., Паршина Е.Ю„ Реброа Л.Б. Содержание различных форм воды в миокарде и печени крыс в ранний постреанимационный период. // Материалы третьей Всероссийской конференции. Гипоксия, механизмы, адаптация, коррекция. - Москва, 2002. - С.101.

4. Рошина АЛ, Николаева С.С, Кожура В.Л., Теселкин Ю.О., Бабенкова И.В., Яковлева Л.В., Быков В.А., Королева О.В, Ким Зон Чхол, Ребров Л.Б. Влияние лазерного облучения на содержание воды и пероксидов в печени и миокарде крыс при массивной кровопотере, // Б но медицинские технологии. - М., 2002. - Вып. 19. - С. 56-60.

5. Рощина A.A., Николаева С.С., Кожура BJI., Теселкии Ю.О., Бабенкова И.В., Яковлева Л.В., Быков В.А., Новодержкина И.С., Басараб Д.А., Ребров Л.Б., Паршина Е.Ю., Кирсанова А.К. Состояние воды и ПОЛ в тканях крыс при массивной кровопотере и облучении He-Ne лазером, // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины.- М„ 2003. - Ks 2. -С. 158-161.

6. Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О., Рошина A.A., Николаева С.С., Кожура ВЛ„ Ребров Л.Б. Супероксид-нерехьатываюшая активность плазмы крови и тканей крыс при геморрагическом шоке. // Материалы XI Международной конференции по химии органических и элементоорганических пероксидов. - М., 2003. - С. 300-302.

7. Рошина A.A., Николаева С.С., Кожура В.Л., Быков В.А., Яковлева Л.В., Новодержкина И.С., Королева O.A., Ребров Л.Б., Паршина Е.Ю., Кирсанова А.К. Закономерности изменения различных форм воды в миокарде и печени крыс при крово потере и я раннем постреанимационном периоде. // Биомедицинская химия. - М„ 2003. - Т, 49, Вып. 5. - С. 451-455.

8. Рошина A.A., Николаева С.С., Кожура В Л., Быков В.А., Яковлева Л.В., Новодержкина И.О., Паршина Е.Ю., Королева O.A., Ребров Л.Б. Постреанимационный синдром состояния воды в миокарде и печени крыс. //Биомедицинскиетехнологии-М.,2003, — Вып.20. -С. 143-153.

9. Рощина A.A., Николаева С.С., Кожура ВЛ., Быков В.А., Яковлева Л.В., Новодержкина И.О., Кирсанова А.К., Ребров Л.Б. Вода в тканях при массивной крово потере и лазерной коррекции. // Материалы конференции "Основные обшепатологические и клинические закономерности развития критических, терминальных и ностреан им анионных состояний. Принципы их коррекции"- М„ 2003. -С. 132-136.

10. Рощина A.A., Николаева С.С., Кожура ВЛ., Быков В.А., Яковлева Л.В., Новодержкина И.О., Басараб Д.А., Паршина Е.Ю., Ребров Л.Б. Влияние лазерного облучения на состояние волы в тканях экспериментальных животных при критических состояниях // Материалы Международной

конференции "Критические технологии в реаниматологии" - М., 2003. -С. 79-80.

11. Рощи на A.A., Николаева С.С., Кожура ВЛ., Быков В.А., Яковлева Л.В., Новодержкина И.О., Кирсанова А.К., Королева O.A., Ребров Л.Б. Исследование состояния воды в тканях при массивной кровопотере и лазерной коррекции // Биомедицинскне технологии и радиоэлектроника. -2004.-Кг 1-2,- С. 93-100.

Рощи на A.A. Исследование низко интенсивной лазерной коррекции состояния организма животных при массивной кровопотере Автореф, Дисс. канд. биол. наук: 03.00.23; - М., 2004, — стр. 24.

Подписано к печати 05,12,2003 г. Формат А5 Бум. Тип. Печать ризогр. Тираж 100 экз.

Научно-исследовательский и учебно-методический Центр биомеди ци иск их технологий ВИЛАР, 123056, Москва, ул. Красина, 2.