Коррекция перфтораном структурно-функционального гомеостаза при синдроме длительного сдавливания

Магомедов, Камиль Курбанович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Коррекция перфтораном структурно-функционального гомеостаза при синдроме длительного сдавливания
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Коррекция перфтораном структурно-функционального гомеостаза при синдроме длительного сдавливания"

На правах рукописи

Магомедов Камиль Курбанович

КОРРЕКЦИЯ ПЕРФТОРАНОМ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗА ПРИ СИНДРОМЕ ДЛИТЕЛЬНОГО СДАВЛИВАНИЯ

03,01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

! Ш

Ростов-на-Дону 2013

005536042

Работа выполнена в НИИ экологической медицины при ГБОУ ВПО «Дагестанская государственная медицинская академия».

Научный руководитель: Эмирбеков Эмирбек Зиядович

доктор биологических наук, профессор

Официальные оппоненты: Чистяков Владимир Анатолиевич

доктор биологических наук, заведующий лабораторией экспериментального мутагенеза НИИ биологии ФГАОУ ВПО «ЮФУ» (г. Ростов-на-Дону)

Горошинская Ирина Александровна

доктор медицинских наук, профессор руководитель лаборатории биохимии ФГБУ «РНИОИ» Минздрава России (г. Ростов-на-Дону)

Ведущая организация: ГБОУ ВПО «Ростовский государственный

медицинский университет»

Защита диссертации состоится «Ш ноября 2013 г. в «13.00» часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.07 в ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» (г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки 194/1, акт. зал).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан «// » 2013г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, с.н.с.

Е.В. Асланян

Актуальность исследования Синдром длительного сдавливания (СДС) или травматический токсикоз - это патологическое состояние, развивающееся у пострадавших в результате длительного (4-5 ч. и более) раздавливания мягких тканей конечностей обломками разрушенных зданий, сооружений, грунтом при обвалах и т.д. Общая реакция организма в ответ на освобождение пострадавших из-под развалин и восстановление кровообращения в пораженной конечности была описана еще в 1918 г. как токсемический шок. Особенность подобных повреждений заключалась в том, что у людей в течение нескольких часов после извлечения развивалось тяжелое прогрессирующее нарушение гомеостаза, которое в 85-90% случаев приводило к гибели. В настоящее время сложилось определенное представление о комплексном механизме развития процесса, включающего нейрорефлекторный и нейрогуморальный факторы, обусловленные длительным болевым раздражителем, плазмопотерей и токсемией.

Несмотря на большое количество публикаций, посвященных изучению патогенеза, клинической картины и лечения СДС [Бородин Ю.И. и др., 1997; Мкртчян Г.Л., 2001; Азнаурян A.B., Саакян К.Т., 2001; Данюкина Н.В., 2002; Авакян Т.Г., 2004; Гранкин В.И., Хорошилов С.Е., 2005], эти вопросы все еще далеки от окончательного решения. В то же время, вероятность стихийных бедствий и катастроф по-прежнему сохраняется на высоком уровне, и поэтому проблема изучения СДС не только не потеряла своей актуальности, но в последние годы выдвигается в число приоритетных, в связи с высокой сейсмической активностью на земле и повышением роли антропогенных факторов.

В настоящее время, одной из наиболее актуальных проблем медицины остается поиск средств эффективной профилактики и лечения острой ишемии органов и тканей, имеющей место при СДС. К сожалению, в хирургической практике различные формы ишемий сопровождаются высокими показателями летальности [Калиниченко A.B., 1998; Бирюков Д.Л., 2001; Кротовский Г.С., 2005; Кузьмин. В.В., 2007; Кузьмин В.В., 2008; Абрамов Ю.Г., Корочанская С.П., 2009] и, несмотря на значительные успехи в изучении патогенеза процессов ишемии и реперфузии, в арсенале клиницистов пока отсутствует столь необходимый набор эффективных противоишемических средств. Следует отметить, что у больных с тяжелыми травматическими повреждениями возмещение кровопотери предусматривает нормализацию гемодинамики путем восстановления объема циркулирующей крови и оптимизацию кислородного недостатка [Чернышева Г.А. и др., 2000]. Однако, традиционная заместительная терапия кровопотери не всегда оказывается эффективной. При этом многие исследователи [Мороз В.В и др., 2001; Мчедлишвили Г.И., и др., 2002; Байбородов Б.Д., Додхоев Д.С. 2003; Конорова И.Л., и др., 2007] акцентируют

внимание на том, что улучшение газообмена при гипоксии возможно и за счет улучшения условий переноса кислорода от эритроцитов к тканям, которое может быть достигнуто улучшением микрореологических свойств крови [Ройтман Е. В., Морозов Ю. А., 2003].

Исследования, проведенные многими авторами, показали, что препарат перфторан (ПФ), обладающий полифункциональными свойствами, может быть полезным в остром периоде травматического токсикоза. В частности, активное изучение в последнее 10-летие механизма действия перфторана в биологических системах позволило отнести это соединение, помимо основной функции кровозаменителей с газотранспортными свойствами, в группу средств, дающих и противоишемический эффект [Лазаренко Д. Ю. и др., 2003; Сафронов Г.А., Селиванов Е.А., 2003]. Проведено исследование, в котором изучалось влияние перфторана на динамику микроциркуляторного русла фиброзных мембран, показатели гемодинамики и реологии крови при СДС [Османова A.A. 2010]. Работы, посвященные экспериментальному моделированию СДС, изучению тонких механизмов его развития, в частности, в эритроцитах и плазме крови, на сегодняшний день немногочисленны.

Следует также отметить особый интерес исследователей к изучению перекисного окисления липидов (ПОЛ) при СДС. Он связан с тем, что в генезе нарушения проницаемости капилляров и отека в ходе развития процесса одним из важнейших механизмов является усиление генерации свободных радикалов [Ланкин В. 3. и др., 2001; Петрович Ю.А., Гуткин Д.В. 2005].

В связи с этим, целью работы явилось изучение действия перфторана на биохимические показатели крови и печени при экспериментальном СДС.

В соответствии с поставленной целью, были определены следующие задачи:

1. Исследовать содержание продуктов ПОЛ - диеновых коньюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) и шиффовых оснований (ШО) в эритроцитах и плазме крови крыс в динамике развития экспериментального синдрома длительного сдавливания и при введении перфторана.

2. Изучить состояние антиоксидантной системы (АОС) по активности ферментативных антиоксидантов в плазме крови, эритроцитах и печени животных в динамике развития СДС и при введении перфторана.

3. Исследовать влияние ПФ на содержание фракций основных групп белков крови при СДС в профиле диск-электрофореза.

4. Оценить уровень гипоксии по уровню молочной кислоты при развитии СДС и при введении перфторана.

5. Оценить уровень эндогенной интоксикации по содержанию среднемолекулярных пептидов при развитии СДС и при введении перфторана.

6. Определить содержание внеэритроцитарного гемоглобина в плазме крови крыс при развитии СДС и при введении перфторана.

7. Определить эффективность действия ПФ на эритроциты человека, находящиеся в среде перекиси водорода различной концентрации in vitro.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервые проведена сравнительная оценка содержания продуктов ПОЛ - диеновых коныогатов, малонового диальдегида и шиффовых оснований в различные сроки развития СДС при инфузии перфторана.

Впервые показано, что введение перфторана снижает интенсивность процессов гипоксии и эндогенной интоксикации в динамике развития СДС.

Впервые показана положительная динамика активности ферментных антиоксидантов в эритроцитах, плазме крови и печени при инфузии перфторана в динамике развития СДС.

При исследовании содержания низкомолекулярных - альбумина и преальбумина, а также высокомолекулярных - трансферрина и а2-глобулина белков плазмы крови впервые установлен положительный эффект инфузии ПФ в раннем периоде развития СДС.

Основные положения, выносимые на защиту. При СДС наблюдается активация процессов свободнорадикального окисления, которая имеет выраженную этапность, а именно, наблюдается ранний рост содержания диеновых коныогатов, тогда как концентрация шиффовых оснований и малонового диальдегида увеличивается на промежуточном и позднем этапах развития синдрома. ■S Эмульсия перфторана обладает высокой биологической активностью. Его регулирующий эффект обусловлен газотранспортным, сорбционным и мембранопротекторным действием. S Изменения гомеостаза в организме подопытных животных, вызванные СДС, могут коррегироваться введением перфторана, что выражается в снижении интенсивности гипоксии, процессов ПОЛ, нормализации активности ферментов антиоксидантной системы. S В начальном и промежуточном периоде СДС отмечается значительный рост внеэритроцитарного гемоглобина ВЭГ в плазме крови. Инфузия ПФ снижает его содержание, что служит подтверждением выраженного мембранопротекторного действия ПФ.

Теоретическая и практическая значимость работы. В теоретическом плане выполненная работа вносит существенный вклад в понимание роли процессов ПОЛ, антиоксидантной системы (АОС) крови и печени в поддержании гомеостаза при экспериментальной ишемии, а также позволяет углубить и расширить представления о биохимических и патоморфологических механизмах СДС.

Установленная в работе положительная динамика развития процесса при использовании перфторана, проявляющаяся в подавлении инициации свободнорадикальных реакций и усилении антиоксидантных свойств белков плазмы крови, позволяет предложить использование препарата в комплексе лечебных мероприятий на ранних этапах посткомпрессионного периода СДС. Проведенные в работе исследования низкомолекулярных и высокомолекулярных белков плазмы крови позволят приблизится к пониманию их участия в патологических процессах, связанных с гипоксией и интоксикацией.

Апробация. Материалы диссертации были представлены на региональной научно-практической конференции «Молодые ученые медицине» (Махачкала, 2012); научной конференции с международным участием, посвященной памяти профессора Р.И. Асфандиярова "Структурные преобразования органов и тканей на этапах онтогенеза в норме и при воздействии антропогенных факторов. Экология и здоровье человека. Актуальные проблемы биологии и медицины" (Астрахань, 2012); 61-й научно-практической конференции студентов и молодых учёных (Махачкала, 2013); на заседании кафедры биохимии и микробиологии Южного федерального университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 6 — в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций составил 1,64 п.л., личный вклад - 84%.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 167 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка использованной литературы, включающего 217 отечественных и 85 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 19 таблицами и 21 рисунком.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

В работе использовались белые лабораторные крысы массой 190-230 г. в количестве 210. Животные содержались в стандартных условиях вивария; опыты с животными проводились натощак.

Для выполнения поставленных задач животные распределялись на 4 группы: I - интактная (30); II - модель посткомпрессионного периода СДС без коррекции (60); III - модель посткомпрессионного периода СДС + коррекция физиологическим раствором (ФР) (60); IV - Модель СДС + коррекция инфузией перфторана (60). Интактная группа в свою очередь подразделялась на 3 подгруппы - контроль (10), контроль + ФР (10), контроль + ПФ (10). На подгруппах «контроль + ПФ» и «контроль + ФР», исследовалось действие

внутривенного введения ПФ или ФР без моделирования СДС. Проводилось внутривенное введение ПФ в хвостовую вену из расчета 2 мл/кг массы животного, исследование крови проводилось через сутки.

Синдром длительного сдавливания (СДС) у крыс воспроизводили компрессией мягких тканей бедра под этаминал-натриевым наркозом (40 мг/кг) специальными металлическими тисками в течении 4 часов [Кулагин В.К., Ефремов A.B., 1982; Ардашева Е.И., 2002]. Площадь сдавливающей поверхности составляла около 5 см2. Силу и время сдавления подбирали в эксперименте таким образом, что в результате возникала клиническая картина СДС средней степени тяжести. Это позволяло унифицировать условия проведения исследований и проследить процессы, как повреждения, так и восстановления. В III и IV группе животных физиологический раствор или ПФ вводили в хвостовую вену после декомпрессии из расчета 2 мл/кг массы.

Выбранные сроки исследования соответствовали общепринятым периодам развития СДС: от 1 до 3 суток - ранний период; от 3 до 7 суток -промежуточный период; от 7 до 21 суток — поздний (восстановительный период) [Нечаев Э.А. 1993]. Животные выводились из эксперимента по прошествии исследуемого срока СДС: через 1 час; 1-й день; 3-й день; 7-й день; 14-й день; 21-й день.

После декапитации кровь собирали в центрифужные пробирки. В качестве антикоагулянта использовали гепарин 5000 ME/мл из расчёта 0,1 мл гепарина на 10 мл крови. Извлекали печень и немедленно помещали в физиологический раствор при +4°С. Из гепаринизированной крови получали плазму, путём центрифугирования 15 мин при 3000 об/мин.

Полученный в результате центрифугирования гепаринизированной крови осадок эритроцитов ресуспендировали в 10 мл охлаждённого физиологического раствора, затем центрифугировали 10 минут при 3000 об/мин. Процедуру повторяли трижды. Отмытый осадок эритроцитов использовали для получения 1% гемолизата. Эритроциты лизировали дистиллированной водой в соотношении 1:10 путём энергичного встряхивания содержимого пробирки при +4°С. Полученный 1% гемолизат использовали для дальнейших исследований.

Печень промывали в физиологическом растворе при +4°С и высушивали фильтровальной бумагой. Для получения 10%-ных гомогенатов тканей, навески печени после предварительного размельчения, гомогенизировали в стеклянном гомогенизаторе с тефлоновым пестиком в 10-ти кратном объёме физиологического раствора при +4°С. Затем полученные гомогенаты обрабатывали 0,1% раствором тритона Х-100 и инкубировали в течение 10 минут при 37°С на водяной бане, затем центрифугировали 15 мин при 3000 об/мин. Для исследований активности ферментов использовали супернатант.

Методы определения биохимических показателей. Интенсивность ПОЛ определяли по содержанию его продуктов: первичных - диеновых конъюгатов (ДК) [Стальная И.Д., 1977], вторичных - малонового диальдегида (МДА) [Стальная И.Д., 1977] и конечных - шиффовых оснований (ШО) [Bidlack W,R 1973]. Определение гемоглобина в гемолизате эритроцитов осуществляли с помощью стандартного набора реактивов производства ЗАО «ЭКОлаб» (Россия) [Меньшиков В.В., 1987].

Для определения состояния мембран и уровня прооксидантов в исследуемых тканях определяли содержание внеэритроцитарного гемоглобина [Каракашов А.В., 1973].

О состоянии антиоксидантной защиты судили по активности антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутазы [Fried R., 1975], каталазы (КТ) [Королюк М.А. 1988], оксидазной активности церулоплазмина [Колб В.Г., 1982].

Уровень эндотоксикации при синдроме длительного сдавливания определяли по содержанию среднемолекулярных пептидов в плазме крови [Осипович В.К., Туликова З.А., 1987].

Критерием гипоксии являлось, определение по содержанию в плазме крови молочной кислоты [Меныцикова и др. 1987].

Фракционирование белков плазмы крови проводили методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле [Маурер Г. 1971]. Для выявления общего спектра белков плазмы гелевые полоски окрашивали 1% раствором амидового черного в 7% растворе уксусной кислоты.

Относительное содержание белков плазмы крови, определяли методом денситометрирования [Дорохова и др., 1991; Горячковский A.M., 2005]. Для этой цели электрофореграммы анализировали на денситометре БИАН-170.

Оценка влияния перфторана на эритроциты человека in vitro в среде перекиси водорода.

Для оценки влияния Н2О2 на состояние эритроцитов, находящихся в среде с ПФ в соотношении 10/1, были выбраны концентрации препарата : 66x10^% ; ЗЗхЮ"40/» и 66х10"5%.

Свежезаготовленную донорскую кровь, стабилизированную гепарином, в количестве 5 мл смешивали с ПФ (0,5) и инкубировали в течении часа при 37°С. По истечении этого срока в смесь добавляли Н2О2 в указанных концентрациях. Оценка влияния Н202 на состояние мембраны эритроцитов проводилась по Филёву JI.B. с соавторами (1989) путем подсчета эхиноцитов в мазке крови (в %), содержащихся на определенное число (1000) эритроцитов.

Гемолиз эритроцитов после инкубации смеси кровь/ПФ с H202 оценивали в соответствии с инструкцией, принятой в Службе крови (1989), предусматривающей «отсутствие видимого гемолиза».

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с применением пакета прикладных программ 81аН511са-6. Для количественных данных, полученных в ходе исследования, предварительно оценивался вид распределения с применением критерия согласия Колмогорова-Смирнова. Все выборки экспериментальных данных соответствовали нормальному распределению. Данные представлены в форме М+а, где М - среднее арифметическое, а ст - стандартное отклонение. Для проверки статистических гипотез (при условии применимости критерия) использовали (-критерий Стыодента. Критическим считался уровень статистической значимости р=0,05. Данные, полученные в различные сроки СДС без коррекции и при введении ПФ животным на которых не воспроизводили СДС, сравнивали с показателями соответсвующей контрольной подгруппы. Показатели полученные при введении ФР или ПФ при СДС, сравнивали с данными СДС без коррекции.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные в ходе исследования результаты свидетельствуют о том, что в тканях экспериментальных животных при СДС развивается гипоксия (Рис. 1). Достоверное увеличение концентрации маркера гипоксии - молочной кислоты наблюдается уже через час после декомпрессии и достигает 84%, относительно показателей интактных животных. По прошествии 24 часов содержание молочной кислоты в плазме крови увеличивается в 2,7 раза. К началу второй недели уровень молочной кислоты выше значений интактной группы на 155%. В начале и в конце третьей недели её содержание превышает показатели интактной группы на 54% и 49%.

Изучение влияния внутривенного введения ПФ на уровень гипоксии в различные периоды СДС показало, что содержание молочной кислоты в плазме крови снижается в сравнении с животными второй группы. Наиболее высокая степень коррекции ПФ наблюдается на 1-е и 21-е сутки. В эти периоды содержание молочной кислоты снизилось на 39% и 33% (относительно показателей СДС без коррекции). На 7-е и 14-е сутки снижение составило 29% и 21%, соответственно.

В проведенном исследовании было показано, что внутривенное введение ПФ крысам в различные периоды СДС вызывает достоверное снижение гипоксии. Это происходит благодаря улучшению снабжения кислородом ишемизированных тканей при непосредственном участии ПФ. Так же ПФ, обладая мембранопротекторными свойствами, способствует стабилизации мембран эритроцитов, препятствует гемолизу, улучшая, таким образом, кислородно-транспортную функцию эритроцитов.

Папист Ч«ре! I час 1-с<упсн Л-исутки 7<<упсм 14-есуши 21-«суши групп*

Период л е к о м п р е с с а и

Рис I Содержание молочной кислоты * плазме крови я различные дни дскомпрсссионного периода СДС при инфузии физиологического раствора и I !Ф (ишопь/мя).

Обозначения • - достоверные отличия (р < 0,05) по сравнению с контролем (дм СДС);

• - по сравнению е соот«етст вующи м и сроками СДС (для ФР и НФ).

Но классификации, предложенной М.В. Билснко, СДС относится к полной (тотальной) ишемии, которая развивается как на местном уровне, так и в других органах. В утих условиях дефицит кислорода играег главную роль в патогенезе повреждений, ведущих к чрезмерному образованию его активных форм, которые, в свою очередь, усиливают реакции своболнорадикалыюго окисления, т.е. образования продуктов НОЛ.

Образование ДК, являющихся первичными продуктами НОЛ, резко возрастает при патологических состояниях, в основе которых лежит окислительный стресс. В частности, авторами (Мальцев А.II и др., 2010; Курашвили Л.В и др., 1992) были выявлены существенные сдвиги, в сторону роста, при экспериментальном эмонионалыю-болсвом стрессе, язвенной болезни, хронической почечной недостаточности и др. В наших исследованиях рост содержания ДК в эритроцитах и плазме крови отмечался уже с первых суток эксперимента и достигал максимального уровня на 3-4 сутки (Рис. 2).

Последующие наблюдения показа™ их постепенное снижение, хотя концентрация продукта не достигает исходного уровня лаже по истечении 3-х недель. При введении экспериментальным животным физиологического раствора содержание ДК не меняется, тогда как при инфузии ПФ. концентрация продукта снижается по сравнению с СДС без коррекции, причем эта разница сохраняется на всех последующих этапах декомпрессии, уже через час после декомпрессии. Надо полагать, что скорость антиоксидантиого действия ПФ на первичные продукты ПОЛ достаточно высока.

Питает Чере» I I-е сутки J-и сутки '-с сутки 14-е rpvno* час сутки

И е р н о д д * к о м n р е с с и и

□ Эритроциты СДС

■ Эритроциты СДС * ФР

■ Эритроциты СЛС * ПФ Q Плата |уовя СДС

а Пляша «рови СДС ♦ ФР

■ Плата «рови СДС ♦ ПФ

Рис 2 Содержание ДК к «ршроциих и нлатме крови крыс я различные дни дскомиресснонного периода СДС при инфуэин физиолог имескою раствора и ПФ (а эритроцитах - нмоль/мг IIb; а платме кропи - нмоль/чл)

Обозначения • - достоверные отлична (р < 0,05) но сравнению с контролем (для СДС);

* - но сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР н ИФ).

У животных первой опытной группы (экспериментальный СДС без коррекции) содержание МДА в эритроцитах сохраняется без заметных сдвигов в первые 2 периода после декомпрессии (Рис. 3). Достоверный его рост был выявлен на 1-й день и сохранялся в последующие 2 недели. В плазме крови уровень МДА был достоверно выше исходных значений уже на I-с сутки.

о Эритроциты СДС. ■Эритрошгты СДС* ФР О Эритроциты СДС - ПФ о 11ла wa Kpoui СДС о Плата lyoM СДС ■» ФР ■ [1шш крови СДС ♦ ПФ

Пктакт Мере» I I -е супги )-н сутки 7-е сутки 14-е групп* чае сутки

Период деком пресен и

Рис 3. Содержание МДА в эритроцитах и плаше крови в различные дин лскомирсссиинншо периода СДС при инфуши физиологического раствора и ПФ (в эритроцитах - нмоль/мг НЬ. в плазме крови - нмоль/мл)

Обозначения • - достоверные отличия (р < 0.05) 1ю сравнению с контролем (для СДС);

• - но сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР и ИФ).

Но данным некоторых авторов [Данюкнна И.В., 2002|, достоверный рост концентрации МДА начинается только на 3-й сутки после декомпрессии. Более сложную динамику сдвигов описывают другие исследователи [Мальцев А.Н. и др., 2010] при экспериментально - болевом синдроме. Ими было выявлено, что концентрация МДА повышается через несколько часов после острого стресса с последующим снижением через сутки. Эти данные согласуются с результатами наших исследований, где также был отмечен ранний рост концентрации продукта ПОЛ. При введении ФР не было выявлено заметных изменений концентрации МДА в эритроцитах но сравнению с контрольными значениями. Инфуэил ИФ повышает содержание продукта уже через час.

Содержание шиффовых оснований в эритроцитах в первые 7 дней после декомпрессии повысилось по сравнению контрольной группой, однако, к концу 1-й недели разница между ними начала постепенно уменьшаться, оставаясь тем ие менее выше нормы.

Введение 11Ф также приводит к снижению содержания ШО. Как следует из приведённых иллюстраций (Рис. 4), при использовании ПФ изменения концентрации ШО в плазме крови в разные сроки декомпрессионного периода снижается, особенно сильное паление уровня наблюдается в эритроцитах.

2.5

Иннет. Черп 1 I » сугкн 3 « суши 2-е сумм 14* >рулпа час сутки <

Период декомпрессии

О Эри троишы СДС

■ Эритроцит СДС » ФР О Эритроцита СДС ♦ 11Ф О Пиша крови СДС

О Пиша кром СДС ♦ ФР

■ Пиша крои| СДС * ПФ

Рис. 4. Содержание ШО в эритроцитах и плазме крови в ратличные дни дскомпрсссионного периода СДС при иифузии физиологического раствора и 11Ф (« эритроцитах - сл. фл./мг НЬ, ■ плазме крови - сд. фл/мл)

Обозначения • - достоверные отличия (р < 0.0$) по сравнению с контролем (для СДС).

• - но сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР и 11Ф).

Рост содержания продуктов ПОЛ, отражающий активизацию свободнорадикальнмх реакции, обнаруживается при различных патологических состояниях и заболеваниях, в механизме развития которых доминирующее место занимает окислительный стресс. Из этого можно сделать заключение, что естественным результатом действия таких этиологических факторов, как

гипоксия и интоксикация, является активация процессов IIOJI -ксснсцифичсского последовательного цикла реакции организма, который включается всегда при дефиците кислорода в тканях.

Более медленное накопление продуктов I ЮЛ при использовании ПФ указывает на меньшую выраженность гипоксии, как одной из причт их роста. Можно предположить, что газотранспортная способность ИФ достаточно велика, чтобы путйм диффузии обеспечить поступление в ткани заметного количества кислорода.

Рост активности ЦП отмечается уже через час иа 58%. иа 3-й день после декомпрессии на 125% превышает значения интактной группы. К началу второй ислели активность ЦГ1 превышала показатели интактной группы в 1.8 раза. В дальнейшем (14-е и 21-е сутки) активность ЦП псшачитсльно превышали значения в норме (Рис. 5).

2.i 2

¡N

оеде

ОСДС *ФГ ■ СДС*ИФ

4cpcJ I чк 1<<утю1 3-11 сутжл 7-с<у»*и Нчсуш Л-с сутки Период л t к о м п р t С С II II

Интмгт.

Ifi> пня

Рис. S. Лкпншосгь iicpy.ionjiaiMinia я маме кроен я различные дни дскомпрессионното периода СДС при инфунш физиологического раствора и НФ (мкмоль/л) Обозначения: • - достоверные отличия (р < 0,05) но сравнению с контролем (для СДС), * - по сравнению с еоотеювующими сроками СДС (для ФРи ПФ).

При введении ПФ уровень ЦП наиболее сильно снижается к концу первого периода СДС.

Таким образом, содержание ЦП. который играет существенную роль в антиоксилантной защите, в промежуточные и конечные сроки СДС. при иифузии ПФ сохраняемся на достаточно высоком уровне. Это можно объяснить тем, что ПФ приводит к значительной активации ферментов антиоксилантной защиты, а именно. СОД, кагал азы. и надо полагать, ЦП. Последнее свидетельствует о том, что данный препарат является модулятором свободно-радикальных процессов в клетках организма.

В отличие от ЦП, активность СОД в различные периоды СДС снижается: на 1-е и 3-й сутки уровень фермагта падает на 35% и 30%, соответственно. Уровень активности КТ также снижается в первые 3 срока исследований, на 39%, 33% и 26%, соответственно. В последующие периоды активность КТ восстанавливается и даже превышает фоновые значения.

Введение ПФ повышает содержание СОД на 36% уже через час после декомпрессии. Самая высокая степень коррекции перфтораном активности СОД при СДС наблюдается на 3-й лень эсперимсита: активность фермента возрастает на 68%. К началу 2-й недели уровень СОД не претерпевает существенных изменений. Тем не менее, на 7-й лень шблюлается рост активности СОД на 35%, а на 14-й и 21-й день содержание СОД снижается и составляет 19% по сравнению с СДС без коррекции (Рис. 6).

Рис 6. Содержание СОД ■ эритроцитах крояи у крыс * различные дни лскомпрсссноииого периода СДС. при инфуэии физиологического раствора и 11Ф (усл.ед/мт 1 lb) Обозначении • - достоверны« отличи» (р < 0.05) по сравнению с контэолсм (для СДС);

* - по срависнию с соответствующими сроками СДС (для ФР и ПФ).

При инфузии перфторана крысам, не перенесших СДС, отмечалось повышение активности каталазы в эритроцитах крови на ЗЗУо в сравнении со значениями интактаых животных (Рис. 7). Это подтверждает результаты исследования (Жукова Л.Г. и др 2006], в котором был обнаружен рост содержания фермента при воздействии перфторана. При введении ПФ. показатели активности КТ через час были выше чем при нскомпснсированом СДС на 28%.

Наибольшее повышение уровня КТ при введении ПФ (на 71% относительно данных СДС без коррекции) отмечается на 3-й день эксперимента. К началу 2-й и 3-й недели концентрация фермента не отличается от значений контроля и Bapnairra с введением ФР. И только на 21-е сутки происходит

повышение содержания антиоксиданта на 10%. Активация ферментов АОЧ при введении перфторана свидетельствует о том, что этот препарат является модулятором свободно-радикальных процессов в клетке.

i40

т.

с м 2* л

10 о

. I

о-, ■

оеде веде♦ ФР ■сдс♦ИФ

Iüctict. Через 1 чле l-cc>rai i-ucym« 7-ecyrai 14-ccynaa il-iсутки 1ЦМ

Период декомпрессии

Рис. 7 Содержание кагхшм в ipmpomrrax крови в различные дин дскомиресснонного периода СДС мри нпфуши филологического раствора и 11Ф (нмоль I IjOj/мг 11Ь) Обозначения: • - достоверные оглнчия (р < 0.05) но сравнению с контролем (для СДС), * - по сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР и 11Ф).

Снижение активности KT в печени на 13% отмечается через I час после декомпрессии (Рис. 8). Укатанным изменениям может способствовал, понижение эффективности (функционирования ферментативной системы первой линии антиоксидантной защиты в печени при воздействии остроги окислительного сгресса.

По-видимому, снижение акгивносш исследованных ферментов можег быть следствием ингибируюшего эффекта активных форм кислорода (АФК), которые накапливаются в клетках печени при стрессе. Указанные тенденции наблюдаются в течение всего первот периода декомпрессии. Это может быть связано как с усилением генерации АФК, так и с ростом количества продуктов свободно-радикально!« окисления. На 1-е и 3-й сутки эксперимента уровень фермента снижается на 37% и 58%. соответственно. Надо полагать, что для модуляции ¡штиоксидантимх систем требуется более продолжительный промежуток времени. Как следует из приведенных данных, на второй неделе лскомпрсссионното периода отмечается рост активности СОД, а к концу 3-й показатели возвращаются к таковым у шпаклюй группы.

IIa первые сутки эксиеримента уровень активности катилазы в печени снижается на 26%. В следующий период отмечается более значительное падение ей содержания (на 36%). Надо полагать, что причиной этого является большая концентрация прэдуктов IIOJI и АФК в тканях печени, при

нейтрализации которых антиоксидантная система истощается. К концу первой недели наблюдается тенденция к повышению показателей активности фермента с достижением максимальных значений на 14-й лень, которые на 47% превышают величины в норме.

Пнтып Чсрет I 1-есупо1 ^-иеутжиТ-ссупш Н< 21-» груши чае сутки сутки

Период декомпрессии

Рис. 8. Лктншкмль аитиоисидантной системы в печени крыс в различные дни декомпрессиошю!« периода СДС при инфуши физиологического раствора и ПФ (СОД-сд'мг белка, К Г - имоль 11Д)> 1т белка)

Обозначения • - достоверные отличия (р < 0,05) но сравнению с контролем (для СДС).

• - по сравнению с соответствующими сроками СДС (для Ф1' и 11Ф).

Следует отметить, что влияние инфузии ПФ на сдвиги активности КТ и СОД в печени было менее выражено, в сравнении с данными исследования ферментов Л ОС при СДС в крови. Наиболее значительная коррекция активности СОД в сравнении со значениями СДС без коррекции, отмечается на 3-й сутки и составляет 32%. Коррекция уровня каталазы при введении ПФ через час и на 1-е сут<и после декомпрессии составляет 18% и 25%, соответственно. Положительным действием применения ПФ при СДС следует считать тот факт, что показатели уровня КТ в ткани печени при СДС восстанавливаются до нормы уже на 3-й день декомпрсссионного периода, тогда как в условиях обычного СДС это наблюдается только к концу первой недели.

Полученные в ходе эксперимента результаты о влиянии ПФ активность ЛОС при СДС подтверждают данные исследования, в котором показано, что у больных с тяжелой травмой и кровонотерей введение ПФ способствует нормализации показателей ЛОС- [Остапченко Д.Л. и др., 2003|.

В проведенном исследовании установлено повышение содержания ВЭГ в плазме крови крыс в различные периоды СДС. Уже через сутки после компрессии уровень В')1 увеличивается на 228%. Наиболее высокие показатели

ВЭГ отмечались на 3-й сутки, содержание своболнот гемоглобина увеличивается в 3,4 раза. В последующие периоды СДС концентрация ВЭГ снижается, но даже к концу 3-й недели его уровень остается выше показателей ннтактных животных (Рис. 9).

18 16 14

«С "

|ю

1 8 5 6 4

г о

Па

оеде

■СДС * ФР ■СДС ♦ ПФ

Пктакт Чсрс> 1 I -с С)ни 3-м сутки "-<шм1 14-е сутки 21-е сутки группа ч*с

Период декомпрессии

Рис 9 Содержание внеэригрмитгариого гемоглобина в крови в различные дни деком пресснонного периода СДС, при ннфузии физиологическою раствора и ПФ (икмоль/л)

Обозначения • - достоверные отлнчмя (р < 0,05) но сравнению с контролем (для СДС);

* - по сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР н ПФ).

При исследовании влияния ПФ на крыс, не подвергавшихся компрессии, отмечается достоверное снижение содержания В')Г на 28%. Внутривенное веление МФ экспериментальным животным в различные периоды СДС приводит к снижению уровня В')Г. Наиболее сильное влияние 11Ф оказывает на 1-й и 3-й период СДС, где коррекция составила 25% и 34%. В дальнейшие периоды, па 7-й и 21-й день коррекция была равна 30% и 36%, соответсвенно. К концу 3-й недели уровень ВЭГ не превышал показателей интактной группы.

Таким образом, в результате проведенного исследования, было установлено, что применение ПФ в различные периоды СДС способствует стабилизации структурного состояния мембран эритроцитов.

При исследовании уровня эндогенной интоксикации в различные дни дскомпрсссионного периода, было установлено достоверное повышение содержания средне-молекулярных пептидов (СМИ) в плазме крови. Наиболее значительное повышение уровня СМИ отмечалось в первые 3 дня, на это время приходится первый период СДС. На 1-й и 3-й день содержание СМП повышается на 64% и 89%. соответственно. К концу первой недели показатели маркера интоксикации остаются все еще высокими (прирост составляет 73%). В дальнейшие 2 недели декомирсссионното периода содержание приближается к

значениям, которые получены н норме (Рис. 10). Увеличение содержания СМИ у экспериментальных животных при СДС является прямым следствием накопления продуктов деградации белков в результате нротсолиза.

Питает 4«pei I час 1-есутжи J-нсутки 7.есут*и 14-есутки 21-сотки группа

Период декомпрессии

Рис 10. Содержание СМИ в шаэме крови в различные .гни дскомирссенонного периода СДС при инфутии физиологическою pací пора н ПФ (г/л).

Обозначения: • - достоверные отличия (р < 0.0$) по сравнению с контролем (для СДС);

• - по сравнение с соответствующими сроками СДС (для ФР и ПФ).

Применение ПФ оказал о наиболее значительный эффект на 1-е и 3-й сутки. Уровень интоксикации уменьшился на 33% и 24% относительно значений копт-рольной гр>ппы. В дальнейшем содержание СМИ снижается и к концу 3-й недели достигает контрольных значений. Важным положительным эффектом применения НФ при окислительном стрсссс. вызванном СДС, является снижение показателей эндогенной интоксикации. Этот факт является объяснением мембранопротскторного действия ПФ. так как инфузия ПФ при СДС приводила к достоверному снижению уровня СМИ, а пептидные компоненты способны адсорбироваться на поверхности эритроцитов, оказывая разрушительное действие на структуру мембраны.

Как было отмечено ранее, в результате нарушения кровоснабжения, которое имеет место при СДС, возникает гипоксия тканей. Этот процесс сопровождается глубокими метаболическими процессами, нарушениями в работе антиоксидантных систем крови и тканей, развивается эндотоксикоз.

По результатам проведенных диск-элсктрофорстических исследований, относительное содержание (в %) фракции альбумина в плазме крови, которая на фореграммах имеет саиую большую подвижность, в первые 3 дня дскомпрсссионного периода находится ниже значений, полученных в норме. Через час после декомпрессии относительное содержание снижается на 13%. на 1-е и 3-й сутки снижение составляет 16 и 20%. соответственно. В дальнейшем

относительное содержание альбумина имеет тенденцию к росту, хот* лаже к концу 3-й недели оно не достигает показателей шпаклюй фупиы (Рис. II).

Интиг Чсрс>1 1-е сутки 3-й сутки 7-«сутки Мчсуш 21<(уш груши час

II г р и о Л д с к о >1 и р е с с и и

■ АШ.СДС

■ А1Ь.СДС»ФР ■А1Ь СДС* Г1Ф иЦре-АП» СДС

■ |1рг-А1Ь СДС * ФР ■Г1)К-А1Ь СДС * ПФ

Рис. II. Днсколектрофорстпчесхая характерна ика альбумина и нреальбумина в плазме кропи у контрольных крыс в различные сроки декомпрессиониого периода СДС (относительное содержание в %)

Обозначения • - достоверные отличи» (р < 0,05) по сравнению с кошролем (для СДС);

• - но сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР и 11Ф).

Снижение относителы ого содержания альбумина при СДС может быть связано, прежде всего, с развитием иефротического синдрома, который сопровождается увеличением фильтрации белков в почках и селективной протеинурией - потерей с мочой большого количества альбумина. 11рслсгавлястся, что восстановление относительного содержания альбумина до значений нормы к концу 3-й недели дскомпрсссионного периода, следует объяснить уменьшением его клубочковой фильтрации. (Нечаев Э.Л. и др., 1993). ')то также можно рассмагривать как результат низкой концентрации циркулирующих токсических продуктов распада тканей и проду ктов ПОЛ.

Относительное содержание фракции нреальбумина в плазме крови при СДС, достоверно не изменяется.

Введение физиолошчсского раствора животным в различные периоды СДС также не приводит к достоверным изменениям относительного содержания фракций альбумина и нреальбумина.

При инфузии ИФ относительное содержание фракции альбумина сохраняется в пределах значений СДС без коррекции. Внутривенное введение ПФ при СДС не приводит к статистически достоверным изменениям олюситслыюго содержания фракции нреальбумина в плазме крови.

Относительное содержание фракции глобулина в плазме крови в различные сроки декомпрессиониого периода увеличивается на протяжении

первой недели эксперимента, однако, на 2-й и 3-й нслслс полученные данные приближаются к значениям н норме (Рис. 12). Достоверное повышение относительного содержания глобулина на 27% наблюдается уже через час после декомпрессии. На 1-е сутки СДС содержание белка составляет 24%. Максимальная величина относительного содержания глобулина (44%) наблюдается на 3-й сутки дскомнрсесионного периода. К концу 1-й недели показатели глобулина достоверно превышают норму на 17%. На 14-е и 21-е сутки СДС относительное содержание глобулина колеблется в пределах значений нормы.

Иитакт. Ч«р«э 1 1 • группа час сутки

о Шов. СДС

■ Глеб. СДС » ФР а I лоб. СДС ♦ ПФ ИГсм -транс СДС

и Ген -транс СДС ♦ ФР

■ Тем -транс СДС > ПФ

Период Д С К О М II р с с С II II

Рис. 12. Дисколскзрофорстячсская характеристика фракций глобулина и гемоглобин-трансфсррин в нлатме крови у контрольных крыс в различные сроки дскомпрессиониого периода СДС (относительное содержание в %).

Обозначения: • - достоверны; огтяичия (р < 0.0$) по сравнению с контролем (для СДС);

• - по сравнению с соответствующими сроками СДС (для ФР и ПФ).

Относительное содержание фракции гемоглобин-трансферрина с I -го часа после декомпрессии плавно увеличивается, достигая пика на 3-й сутки СДС. Через час после декомпрессии относительное содержание фракции выросло на 27%, а к концу 1-х суток - на 39%. Максимальное повышение показателя (на 42%) отмечается на 3-й сутки. Далее, на 7-е и 14-е сутки декомпрессии происходит постепенное снижение, превышающее, однако, показатели СДС, полученные в норме на 31% и 25%. соответственно. К концу 3-й недели эксперимента, на 21-е сутки СДС. полученные результаты достигают значений, характерных для нормы.

Ведение физиологического раствора животным при СДС не приводит к достоверным изменениям относительного содержания фракций глобулина и гемоглобин-трансферина.

При инфузии ПФ животным, на которых не проводилось моделирование СДС, относительное содержание глобулиновой фракции достоверно повышается на 15% по сравнению с показателями в норме. Показатели относительного содержания глобулиновой фракции в плазме крови при введении ПФ в различные сроки декомпрессионного периода отличаются значительным разнообразием. Если в первые три дня после травмы относительное содержание фракции снижается, достигая минимальных значений на 3-й сутки, то к 3-й неделе СДС - возрастает (Рис. 12). Через 1 час после декомпрессии содержание глобулиновой фракции снижается на 15% по сравнению с показателями СДС без введения ПФ. На 1-е сутки декомпрессионного периода при введении ПФ достоверных изменений относительного содержания белка не наблюдаются. Относительное снижение глобулиновой фракции на 19% (по сравнению с СДС без коррекции) отмечается на 3-й день декомпрессионного периода. На 14-е сутки СДС при введении ПФ относительное содержание белка достоверно повышается на 21% по сравнению с СДС без коррекции. К концу 3-й недели достоверных изменений при введении ПФ не наблюдается.

Содержание гемоглобин-трансфериновой фракции в плазме крови при введении ПФ имеет ряд особенностей. У животных без воспроизведения СДС наблюдается достоверное снижение относительного содержания фракции на 14%. При моделировании СДС почти во все сроки декомпрессии, относительное содержание этой фракции у крыс, получавших ПФ, было ниже, чем при отсутствии коррекции. Через час после декомпрессии достоверных изменений содержания белковой фракции не отмечается. На 3-й день наблюдается снижение относительного содержания белка в плазме крыс на 20%. В последующие периоды (на 7-е и 14-е сутки) показатели приближаются к значениям, полученным при СДС без коррекции, оставаясь, тем не менее, ниже на 14 и 13% соответственно. К концу 3-й недели относительное содержание гемоглобин-трансферриновой фракции колеблется в пределах значений, полученных при СДС без коррекции.

ВЫВОДЫ

1. Синдром длительного сдавливания сопровождается значительной активацией процессов ПОЛ в эритроцитах и плазме крови. Содержание ДК достоверно превышает контрольные значения в ранние сроки после декомпрессии, а МДА и ШО - в более поздние сроки.

2. Введение физиологического раствора опытным животным не приводит к существенным сдвигам содержания продуктов ПОЛ и ферментов АОС в плазме крови, эритроцитах и печени. При введении ПФ в различные периоды СДС наблюдается достоверное снижение содержания исследованных

метаболитов в эритроцитах и плазме крови по сравнению с показателями СДС без коррекции.

3. Введение ПФ при СДС приводит к снижению уровня гипоксии тканей и продуктов перекисного окисления липидов.

4. Оксидазная активность церулоплазмина при введении ПФ достоверно отличается от таковой при СДС без коррекции. Этот факт свидетельствует о том, что перфторан улучшает реологические показатели крови и, тем самым, нормализует структурно-функциональные свойства эритроцитов.

5. Применение перфторана при СДС стабилизирует ферменты АОС крови, однако, влияние препарата на уровень антиоксидантов в тканях печени не столь выражено.

6. Установленное в экспериментах снижение уровня молочной кислоты, СМП и ВЭГ при введении перфторана в динамике развития СДС свидетельствует о том, что он значительно способствует уменьшению развития процессов гипоксии и эндотоксикоза, а также повышает стабильность мембран эритроцитов.

7. В модели СДС достоверный рост уровня глобулиновой и гемоглобин-трансферриновой фракций наблюдается в 1-й и 2-й неделе декомпрессионного периода. Коррекция перфтораном приводит к достоверным изменениям относительного содержания этих фракций, не влияя на содержание альбумина и преальбумина.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации в изданиях, рекомендованных ВАК.

1. Магомедов К.К. Морфо-функциональная оценка влияния перфторана на эритроциты человека in vitro в среде перекиси водорода / К.К. Магомедов, М.М. Бакуев, Р.К. Шахбанов, М.А. Магомедов // Известия ДГПУ. «Естественные и точные науки», - 2011, - №4 - С. 80-83. (0,16 пл., личн. вкл. 80%).

2. Магомедов К.К., Состояние антиоксидантных белков плазмы крови в динамике развития синдрома длительного сдавливания / Магомедов К.К., Бакуев М.М., Шахбанов Р.К., Арсаханова Г.А // Известия ДГПУ. «Естественные и точные науки», - 2012. - №1. - С. 53-57. (0,20 пл., личн. вкл. 70%)

3. Магомедов К.К. Современные аспекты патогенеза синдрома длительного сдавливания в клинике и эксперименте / К.Я. Шугаева, М.А. Магомедов, К.К. Магомедов, Р.К. Шахбанов // Известия ДГПУ. «Естественные и точные науки», - 2012, - №2. - С. 101-105. (0,20 пл., личн. вкл. 80%)

4. Магомедов К.К. Состояние антиоксидантных систем при различных патологических состояниях организма / М.М. Бакуев, К.К. Магомедов,

Р.К. Шахбанов, М.А. Магомедов // Известия ДГПУ. «Естественные и точные науки», - 2012. - №3. - С. 63-67. (0,20 п.л., личн. вкл. 80%).

5. Магомедов К.К. Влияние перфторана на эритроциты, находящиеся в среде активной формы кислорода / Магомедов К К., Бакуев М.М., Шахбанов Р.К., Магомедов М.А //Астраханский медицинский журнал, - 2013. Том 8. - №1. - С. 155-157. (0,12 п.л., личн. вкл. 80%)

6. Магомедов К.К. Влияние перфторана на антиоксидантные ферменты в крови крыс при синдроме длительного сдавливания / К.К. Магомедов, Э.З. Эмирбеков, М.М. Бакуев, Р.К. Шахбанов // "Фундаментальные исследования" - № 10 (часть 4). - 2013. - С. 781-784. (0,16 п.л., личн. вкл. 70%)

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

7. Магомедов К. К. Содержание малонового диальдегида в эритроцитах и плазме крови при синдроме длительного сдавливания и его коррекция инфузией перфторана / Сборник научных работ региональной научно-практической конференции «Молодые ученые медицине» г. Махачкала. 2012. С. 27-31. (0,20 п.л., личн. вкл. 100%)

8. Магомедов К.К. Влияние перфторана на уровень среднемолекулярных пептидов в плазме крови при синдроме длительного сдавливания / Сборник материалов 61-й научной конференции молодых ученых и студентов, г. Махачкала - 2013. - С. 171-175. (0,20 п.л., личн. вкл. 100%)

9. Магомедов К.К. Содержание внеэритроцитарного гемоглобина в плазме крови при синдроме длительного сдавливания и его коррекция инфузией перфторана / Сборник материалов 61-й научной конференции молодых ученых и студентов, г. Махачкала 2013. - С. 176-180. (0,20 п.л., личн. вкл. 100%)

ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АОЗ — антиоксидантная защита; АОС - антиоксидантная система; АФК - активные формы кислорода; ВЭГ - внеэритроцитарный гемоглобин; ДК - диеновые конъюгаты; КТ - каталаза;

МДА — малоновый диальдегид; ПОЛ - перекисное окисление липидов;

СДС - синдром длительного сдавливания;

СОД - супероксиддисмутаза;

СМП - среднемолекулярные пептиды

ЦП — церулоплазмин;

ШО - шиффовы основания;

ПФ — перфторан;

ФР - физиологический раствор.

Печать цифровая. Бумага офсетная. Гарнитура «Тайме». Формат 60x84/16. Объем 1.0уч.-изд.-л. Заказ № 3151. Тираж 120 экз. Отпечатано в КМЦ «КОПИЦЕНТР» 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Суворова, 19, тел. 247-34-88

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Магомедов, Камиль Курбанович, Махачкала

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ДАГЕСТАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ» НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ

МЕДИЦИНЫ

04201364062

На дравах рукописи Магомедов Камиль Курбанович

КОРРЕКЦИЯ ПЕРФТОРАНОМ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗА

ПРИ

СИНДРОМЕ ДЛИТЕЛЬНОГО СДАВЛИВАНИЯ

03.01.04- биохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор Э.З. Эмирбеков

Махачкала 2013

/ /

ОГЛАВЛЕНИЕ

Используемые сокращения..................................................................................................................4

Введение................................................................................................................................................................5

Глава 1 Обзор литературы......................................................................................................11

1.1. Свободнорадикальные процессы и их регуляция в биологических системах......................................................................................................11

1.1.1. Характеристика основных форм свободных радикалов в биологических системах..............................................................................................11

1.1.2. Процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ)..................................23

1.1.3. Регуляция свободнорадикальных процессов................................................26

1.2. Биохимические и физиологические механизмы синдрома

длительного сдавливания (СДС)..........................................................................37

1.3. Перфторан - перспективы использования для коррекции

синдрома длительного сдавливания......................................................................42

Глава 2. Материалы и методы исследования....................................................49

2.1. Постановка эксперимента на животных......................................................49

2.2. Морфо-функциональная оценка влияния перфторана на эритроциты человека in vitro в среде перекиси водорода............50

2.3. Получение биологического материала........................................................51

2.3.1. Получение плазмы крови....................................................................................51

2.3.2. Получение суспензии эритроцитов и гемолизата........................51

2.3.3. Приготовление гомогенатов печени........................................................51

2.4. Методы исследования......................................................................................................52

2.4.1. Определение содержания диеновых конъюгатов..........................52

2.4.2. Определение содержания малонового диальдегида..................52

2.4.3. Определение содержания шиффовых оснований........................53

2.4.4. Определение активности супероксиддисмутазы..........................54

2.4.5. Определение активности каталазы........................................................55

2.4.6. Определение оксидазной активности церулоплазмина..........56

2.4.7. Определение содержания среднемолекулярных пептидов.. 57

2.4.8. Определение содержания внеэритроцитарного гемоглобина (ВЭГ)..................................................................................................58

2.4.9. Определение концентрации общего гемоглобина........................58

2.4.10. Определение содержания общего белка........................................59

2.4.11. Диск-электрофоретическая характеристика белков плазмы крови............................................................................................................................59

2.4.12. Определение содержания молочной кислоты............................62

2.5. Статистическая обработка результатов исследования....................63

Глава 3. Результаты исследовани....................................................................................64

3.1. Интенсивность ПОЛ эритроцитов и плазмы крови крыс при

СДС и коррекции перфтораном..........................................................................64

3.2. Активность антиоксидантной системы в крови и ткани

печени крыс при СДС и коррекции перфтораном............... 74

3.3. Содержание среднемолекулярных пептидов в плазме крови крыс при СДС и коррекции перфтораном........................... 86

3.4. Содержание ВЭГ в плазме крови крыс при СДС и коррекции перфтораном............................................................... 84

3.5. Диск-электрофоретическая характеристика белков плазмы крови крыс при СДС и коррекции перфтораном.................. 89

3.6. Определение уровня гипоксии по содержанию лактата в

плазме крови крыс при СДС и коррекции перфтораном............ 95

3.7. Морфо-функциональная оценка влияния перфторана на эритроциты человека in vitro в среде перекиси водорода...... 98

Глава 4. Обсуждение результатов исследования..................... 101

Выводы.............................................................................. 137

Список литературы.................................................................. 139

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

АКМ - активные кислородные метаболиты;

АО - антиоксиданты;

АОЗ - антиоксидантная защита;

АОС - антиоксидантная система;

АФК - активные формы кислорода;

ВЭГ — внеэритроцитарный гемолобин;

ГПО - глутатионпероксидаза;

ГТ — глутатионтрансфераза;

ДК - диеновые конъюгаты;

КАТ - каталаза;

МДА - малоновый диальдегид;

НЬ - гемоглобин;

ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты; ПОЛ - перекисное окисление липидов; СДС - синдром длительного сдавления; СОД - супероксиддисмутаза; СПА - суммарная пероксидазная активность: СРО - свободнорадикальное окисление; СРП - свободнорадикальные процессы; ЦП - церулоплазмин; ШО - шиффовы основания.

ВВЕДЕНИЕ

высокими показателями летальности [Калиниченко A.B., 1998; Бирюков Д.Л., 2001; Кротовский Г.С., 2005; Кузьмин. В.В., 2007; Кузьмин В.В., 2008; Абрамов Ю.Г., Корочанская С.П., 2009] и, несмотря на значительные успехи в изучении патогенеза процессов ишемии и реперфузии, в арсенале клиницистов пока отсутствует столь необходимый набор эффективных противоишемических средств. Следует отметить, что у больных с тяжелыми травматическими повреждениями возмещение кровопотери предусматривает нормализацию гемодинамики путем восстановления объема циркулирующей крови и оптимизацию кислородного недостатка [Чернышева Г.А. и др., 2000]. Однако, традиционная заместительная терапия кровопотери не всегда оказывается эффективной. При этом многие исследователи [Мороз В.В и др., 2001; Мчедлишвили Г.И., и др., 2002; Байбородов Б.Д., Додхоев Д.С. 2003; Конорова И.Л., и др., 2007] акцентируют внимание на том, что улучшение газообмена при гипоксии возможно и за счет улучшения условий переноса кислорода от эритроцитов к тканям, которое может быть достигнуто улучшением микрореологических свойств крови [Ройтман Е. В., Морозов Ю. А., 2003].

частности, в эритроцитах и плазме крови, на сегодняшний день немногочисленны.

В соответствии с поставленной целью, были определены следующие задачи:

4. Оценить уровень гипоксии по уровню молочной кислоты при развитии СДС и при введении перфторана.

Научная новизна работы. В настоящей работе впервые проведена сравнительная оценка содержания продуктов ПОЛ - диеновых коньюгатов, малонового диальдегида и шиффовых оснований в различные сроки развития СДС при инфузии перфторана.

Основные положения, выносимые на защиту.

•S При СДС наблюдается активация процессов свободнорадикального окисления, которая имеет выраженную этапность, а именно, наблюдается ранний рост содержания диеновых коньюгатов, тогда как концентрация шиффовых оснований и малонового диальдегида увеличивается на промежуточном и позднем этапах развития синдрома. S Эмульсия перфторана обладает высокой биологической активностью. Его регулирующий эффект обусловлен газотранспортным, сорбционным и мембранопротекторным действием. •S Изменения гомеостаза в организме подопытных животных, вызванные СДС, могут коррегироваться введением перфторана, что выражается в

снижении интенсивности гипоксии, процессов ПОЛ, нормализации активности ферментов антиоксидантной системы. ^ В начальном и промежуточном периоде СДС отмечается значительный рост внеэритроцитарного гемоглобина ВЭГ в плазме крови. Инфузия ПФ снижает его содержание, что служит подтверждением выраженного мембранопротекторного действия ПФ.

(Махачкала, 2013); на заседании кафедры биохимии и микробиологии Южного федерального университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 6 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций составил 1,64 п.л., личный вклад - 84%.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Свободнорадикальные процессы и их регуляция в биологических системах.

В настоящее время установлено, что свободно-радикальные процессы (СРП) во многом определяют стабильность гомеостаза живого организма. Регуляция активности этой системы осуществляется посредством действия антиоксидантных систем (АОС). В результате нарушения активности этой системы происходит активизация СРП, и вследствии этого разбалансировка регуляции гомеостаза. Это является причиной серьезных метаболических нарушений, ведущих к глубоким изменениям в системе детоксикации. Все это приводит к усилению свободнорадикальных процессов в организме. Активизация свободнорадикальных окислительных реакций, согласно исследованиям последних лет, является основным патогенетическим фактором многих заболеваний и состояний, сопровождающихся нарушениями в структуре биологических мембран [Горожанская Э.Г., 2010].

1.1.1 Характеристика основных форм свободных радикалов в

биологических системах

Свободно-радикальные формы соединений кислорода образуются в результате одно-, двух- и трехэлектронного восстановления кислорода и обладают широким спектром физиологических и патологических эффектов [Ланкин В.З., 2001]. В процессе метаболизма с участием кислорода в клетках организма неизбежно образуются гораздо более активные, более сильные и агрессивные окислители, чем кислород в основном (триплетном) состоянии [НаШлуеП еХ а1. 1999; Зенков и др. 2003]. В понятие активные кислородные метаболиты (АКМ) включаются все активированные метаболиты кислорода радикальной и не радикальной природы.

Синглетный кислород '02.

Озон 03

Перекись водорода Н2О2.

Супероксид

Гидроксильный радикал Липидные радикалы Оксид азота

Алкоксильные радикалы

о2-.

'ОН.

L",L0',L02',

NO' RO-

Нерадикальные соединения.

Пероксинитрит ONOO-.

Перекись водорода Н202.

Гипохлорная кислота HOCI.

Перекиси липидов LOOH.

Активные формы кислорода (АФК) являются высокореакционными и быстро превращающимися друг в друга веществами. АФК в небольших количествах постоянно образуются в ряде ферментативных реакций в процессе метаболизма [Ланкин и др., 2001]. АФК активно участвуют в процессах передачи клеточного сигнала. Так, например, свободные радикалы, которые образуются в цитозоле клетки в ответ на стимуляцию факторами роста, участвуют в регуляции пролиферативного процесса [Finkel and Holbrook., 2000; Arrigo and Kretz-Remmy, 1998, Nemoto et al, 2000].

Основн

Информация о работе

Магомедов, Камиль Курбанович
кандидата биологических наук
Махачкала, 2013
ВАК 03.01.04

Диссертация

Коррекция перфтораном структурно-функционального гомеостаза при синдроме длительного сдавливания - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы