Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Показатели антиоксидантной системы эритроцитов при ожоговой травме

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Показатели антиоксидантной системы эритроцитов при ожоговой травме"

На правах рукописи

Еремина Татьяна Владимировна

ПОКАЗАТЕЛИ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ОЖОГОВОЙ ТРАВМЕ

03.00.04 - Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону 1999

Работа выполнена на кафедре биохимии Кубанской государственной дицинской академии

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор П. Г. Сторожук.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

гл.н.с. И. А. Горошинская (Ростовский научно-исследовательский онкологический институт);

доктор биологических наук, профессор 3. И. Микашинович (Ростовский государственный медицинский университет).

Ведущая организация: Российский государственный медицинск!

университет им. Н. И. Пирогова.

Защита состоится "29" июня 1999 г. в 10 часов на заседании диссертащ ного совета Д 063.52:08 по биологическим наукам в Ростовском государст ном университете (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Большая Садовая, 105,1 ауд. 203).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ (344 г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкина, 148).

Автореферат разослан " ¿А " мая 1999 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор Т. И. Бондаре!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Проблема термических поражений продолжает зваться одним из сложных и важных разделов экспериментальной и клиникой медицины. При обширных и глубоких ожогах возникают значительные шги как в функции, так и в морфологии почти всех органов и систем, причем шинная взаимосвязь нарушения находится на клеточном и субклеточном >вне, что приводит к расстройству гомеостаза в целом и развитию ожоговой гезни.

Несмотря на большое число работ, посвященных изучению влияния на анизм ожоговой травмы, по-прежнему некоторые частные вопросы патоге-а остаются недостаточно изученными. За последние два десятилетия накоп-ы сведения о состоянии перекисного окисления липидов (ПОЛ) при терми-ких ожогах, некоторых компонентов антиоксидантной системы (АОС) пече-мозга, почек, крови (Агаджанов М. И., 1977; Мхитарян В. Г. и соавт., 1982; каревич О. П. и соавт., 1983; Агаджанов М. И. и соавт., 1985; Львовская Е. И. »авт., 1995; I. А. й а1., 1993; НапзЬгои«Ь I. Б. е1 а1., 1996 и др.). Однако до пор мало исследованными остаются изменения метаболизма в эритроцитах, *енно недостаточно изучена активность ферментов, участвующих в инициа-окси1 енации гемоглобина. Известно, что при ожоговой травме имеются все цпосылки для нарушения окислительных процессов и возникновения гипок-(Рябов Г. А., 1988; Рябинин В. Е. и соавт., 1990; Сеферова Р. И. и соавт., 3). Одной из причин развития гипоксии являются сдвиги в сбалансирован-функционировании АОС эритроцитов, приводящие к расстройству меха-иов утилизации и транспорта кислорода. До настоящего времени практи-:и отсутствует комплексный подход в исследовании компонентов АОС эриг-итов, как правило, не прослежена антиокислительная активность эритроци-й динамике ожоговой болезни: от поступления до выписки больного из ста-4ара. Поэтому изучение состояния компонентов АОС эритроцитов, их ре-ентности представляет теоретический и практический интерес, так как это юлит расширить патобиохимическую картину ожоговой болезни на уровне ки, оценить тяжесть патологического процесса в различные периоды забо-ния, прогнозировать его исход и контролировать эффективность проводи) лечения.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось уст новление роли нарушений ряда показателей антиоксидантной системы эритр! цитов при ожоговой травме различной гяжести, что позволит определить пут их целенаправленной фармакологической коррекции.

Для реализации указанной цели поставлены следующие задачи:

1. Изучить осмотическую резистентность мембран эритроцитов (МЭ) разной категории больных, при различных степенях тяжести и периодах ожог вой болезни.

2. Исследовать активность ферментативных и уровень неферментати ных компонентов АОС эритроцитов при различных степенях и периодах ож говой болезни, у разной категории больных: глюкозо-6-фосфатдегидрогенаэ (Г-6-ФДГ), сукцинатдегидрогеназы, каталазы интактных эритроцитов и их г молизата (общей каталазы эритроцитов), супероксиддисмутазы (СОД), соде жание 8Н-групп.

3. Проанализировать соотношение показателей АОС и резистентное" эритроцитов к гемолизу в зависимости от степени тяжести, периода, исхода з болевания.

4. Изучить возможности использования показателей АОС эритроците осмотической резистентности МЭ для оценки степени тяжести, периода и исх да заболевания.

5. Оценить изменения в системе антирадикальной защиты и осмотиче кой резистентности МЭ в процессе назначаемой традиционной патогенетиче кой терапии.

6. Определить информативность исследованных показателей состоян АОС эритроцитов и осмотической резистентности МЭдля оценки эффективн сти проводимой терапии.

Научная новизна результатов исследования. В настоящей работе впе вые проведен комплексный анализ показателей АОС эритроцитов, осмотич( кой резистентности МЭ у ожоговых больных в зависимости от тяжести и пер ода заболевания, у больных с сопутствующими ожогами дыхательных путей I ожоговых больных с летальным исходом заболевания.

Представлены критерии эффективности традиционной патогенетичесю терапии с учетом биохимических показателей эритроцитов.

Основные положения выносимые на защиту.

1. В период ожогового шока и ранней ожоговой токсемии значительно сни-:тся осмотическая резистентность МЭ. Изменения устойчивости мембран троцитов пропорциональны тяжести ожоговой травмы.

2. Острый период ожоговой болезни при обширных и критических терми-ких поражениях и сопутствующих ожогах дыхательных путей характеризу-г существенными нарушениями работы АОС эритроцитов, что выражается ышением активности Г-6-ФДГ и каталазы интактных эритроцитов, снижем количества 5Н-групп и активности сукцинатдегидрогеназы.

3. В период септикотоксемии выявлена декомпенсация АОС эритроцитов, являющаяся в снижении активности общей каталазы эритроцитов, Г-6-ФДГ, динатдегидрогеназы, уровня тиоловых групп.

4. Выраженность метаболических сдвигов в АОС эритроцитов и изменений отической резистентности МЭ зависит от тяжести и периода заболевания.

5. Изменения активности ферментативных и концентрации неферментатив-; (БН-групп) компонентов АОС эритроцитов свидетельствуют о напряжен-ги этой системы и о ее роли в поддержании гомеостаза в острый период ожо-эй болезни и период септикотоксемии.

1. В период реконвалесценции выявлена позитивная динамика исследуемых понентов АОС эритроцитов, однако при обширных и глубоких термичес-поражениях и сопутствующих ожогах дыхательных путей полной стабили-1И АОС не происходит; а у больных с летальным исходом ожоговой болезни ;д смертью наступают значительные сдвиги в состоянии АОС эритроцитов.

Теоретическое и практическое значение работы. На основе биохимики исследований разработаны диагностические критерии для объективной жи тяжести состояния ожогового больного, исхода заболевания и эффек-юсти проводимой терапии.

Полученные результаты представляют научно-теоретический интерес в :нении и уточнении патобиохимической и патофизиологической картины говой болезни и могут быть рекомендованы для использования в ожоговых ■лениях клиник с целью оценки эффективности проводимой терапии и про-ирования исхода заболевания.

Способ диагностики степени "окислительного стресса" используется в гвой клинической больнице и Краснодарской отделенческой клинической

больнице С.-К.ж.д.

Основные положения диссертации включены в лекционные разда спецкурсов на кафедре биохимии Кубанской государственной медицинской а демии.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на 57-ой и ой научно-практических конференциях молодых ученых и студентов (Крас дар, 1996, 1997), XXIY научной конференции студентов и молодых ученых зов Юга России (Краснодар, 1997), на III и IY Международных конгрессах " абилитация в медицине и иммунореабилитация" (Эйлат, 1997; Сочи, 1998).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 156 стра цах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, гл; "Материал и методы исследования", 5 глав результатов собственных иссж ваний, заключения, выводов, списка литературы, включающего 198 отечссп ных и 53 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 9 таблицами \ рисунками.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучено состояние антиоксидантной системы эритроцитов у 127 о говых больных, находившихся на стационарном лечении в ожоговом отд нии Краевой клинической больницы. Возраст больных - от 21 до 50 лет, с] ний возраст - 36,3± 1,5. Среди пациентов 56% составили мужчины и 44% - и щины.

Ожоговая травма исследуемых больных носила термический харак (ожоги горячей водой и ожоги пламенем), несколько пациентов наряду с пс жением кожного покрова имели ожоги дыхательных путей, возникающие в зультате вдыхания ими дыма и токсических продуктов горения, практичеа всех ожоговых больных наряду с поверхностными ожогами (I, II степени) 6i глубокие ожоги (IIIA, ШБ, IY степени).

В качестве универсального показателя степени тяжести ожоговой tj мы и возможного исхода ожоговой болезни мы использовали индекс Фра (ИФ), по которому термическое поражение оценивали и другие исследоват (КозинецГ. П. и соавт., 1980;0днопозов А. К. и соавт., 1988; Волчегорскш А. и соавт., 1989; Слесаренко С. В., 1997 идр.).ИФ отражал и поверхность

пбокий ожог. При расчетах 1% глубокого ожога приравнивался к 3% поверх-остного. Индекс Франка получали от сложения пощад!i поверхностного ожо-1, выраженной н процентах, и утроенной площади глубокого ожога (Кузин М. . и соавт., 1982).

По индексу Франка ожоговые больные были разделены на три группы:

Первая группа - 32 человека с ИФ меньше 30 (нетяжелые ожоги - благо-эиятный прогноз ожога).

Вторую группу составили 42 человека с ИФ 30-60 (тяжелые ожоги - от-эсительно благоприятный прогноз ожога).

Третья группа - 28 человек с ИФ 61-120 (обширные и критические ожо-[ - сомнительный и неблагоприятный прогноз ожога).

Также были выделены четвертая группа ожоговых больных, у которых )мимо ожога кожного покрова и подлежащих тканей (ИФ 28-53) диагности-звались ожоги дыхательных путей (п= 12) и пятая группа, которую составили )льныс с летальным исходом заболевания (п=13), - с индексом Франка от /1 >141.

Всем больным проводилась традиционная патогенетическая терапия в висимости от тяжести ожогов с применением детоксикационных средств и 1тамш1ов ( витамин С, поливитамины).

Контрольную группу составили 25 практически здоровых лиц, сопоста-мы.ч по возрасту и иолу с ожоговыми больными 1-5 групп.

Показатели антиокепдантнон системы эритроцитов и осмотическую ре-лентность нч мембран изучили в острый период ожоговой болешц (период :оговой токсемии) —с I но 4 день пребывания больных в стационаре и с 10-15 ib заболевания, в период сеппшнотокстии (21-25 день) и в стадии реконва-щенции, которая определялась по клиническим и биохимическим признакам юлевании и наступала у разной категории больных в различное время.

Активность глюкозо-6-фосфагдегидрогеиазы эритроцитов определяли по году Мотульского Л. Г. и Кемпель И. М. (1969), активность сукцинатдегид-геназы - методом Кип Е.. Aboocl G. (1979) в модификации Сторожука П. Г. 90). активность каталачы мпгактиых эритроцитов и каталазы гемолизата -годом Крайнева С. И. (¡967). активность суперокспддисмутазы методом ihikimi N. et al. (1972) в модификации Сторожука П. Г. (1998). Уровень Sillín эрицюцншц оценивали меюдом Романчук Ji. А. и Руинной X. М. (ivói)

в модификации Корочанской С. П. (1968). Осмотическую резистентность мем ран эритроцитов определяли методом Василевской Н. Л. (1955 ).

Полученные результаты обработаны общепринятыми метода» вариационной статистики на персональном компьютере Pentium -120/RA 24MWHDD 1.7Gb. Процент возможной ошибки находили по таблице Сты дента, выражаемый в виде значений достоверности различия - "р" (Кузнецов К., 1978).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Изменения состоянии антиокспдан гной системы эритроцитов в oc rpi период ожоговой болезни. После ожога резко возрастает уровень ПОЛ в пене! в мозге, но более всего в крови (Агаджанов М. И. И соавт., 1985). Период ои гового шока, продолжающийся у тяжелообожженных 2-3 суток, сменялся пер одом острой ожоговой токсемии, при которой на первый план выступали сих томы интоксикации (Лпфшиц Р. И., 19 /7; Пекарский Д. £. и соавт., 1980; Куз М. И. и соавт., 1982;Вихриев Б. С., Бурмистров В. М., 1986; Волчегорский И. и соавт., 1992, 1994). Продолжительность периода ожоговой токсемии в ср нем составила от 2-4 до 10-15 дней. Поэтому мы определяли состояние А< эритроцитов г 1 по 4 (период ожогового шока и ранней ожоговой токсемии на Ш-15день (разгар септического процесса у тяжелообожженных) пребываь больных в ожоговом отделении Краевой клинической больницы.

Было установлено, что в острый период ожоговой болезни у Ьольн имелись значительные отклонения в состоянии АОС эритроцитов, которые i сил и, как правило, компенсаторный характер, особенно в первой половине д ного периода- ожогового шока и ранней ожоговой токсемии. При этом изме ния были тем существеннее, чем тяжелее ожоговая травма.

Гак, между активностью I -6-ФД1 и степенью ожога отмечалась пр> пропорциональная зависимость. Если в первые дни пребывания ожоговых бо ных в стационаре (1-4 день) при ИФ меньше 30 (1-ая группа) активность фермента возрастала на 15,4%поопю1пениюкконтролю(контроль 210.71 мкМ НАДФН/ КГ Эр/ мин), то при ИФ 30-60 (2-ая группа) - на 28%. при обш ных и критических ожогах (ЙФ 61-120) она была выше нормы на 37%. а у бс ных с сопутствующими ожогами дыхательных путей - на 46,3"о. По оконча!

азрьипЕрод 1-4 день

сслрьйгсрод Ю-15ден.

селшжнземя

рэашваэцп

□ №ктрсгъ

□ 1 гр/гш

□ 2фугтв

□ 3 группа 04гругш 15гругга

ГЕрИОД.1

ис. 1. Динамика активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы

эритроцитов при ожоговой болезни х *

•, , - отмечены достоверные отклонения от контроля, где • -р<0,05,х-р<0,01,*-р<0,001 (здесь и на рис. 2-6).

сорьи перед 1-4 даъ

опрьи перед 10-15 даъ

септишксамя

раенэапзднця

□ Кхтрапь 01 группа □2 группа ЕЗЗгруппа П4 группа 15 группа

периода

2. Динамика активности сукцинатдегидрогеназы эритроцитов при ожоговой болезни

периода острой ожоговой токсемии (период разгара септического процесса г тяжелых ожогах) активность Г-6-ФДГ сохранялась повышенной, особенн группах с индексом Франка 61-120 (па 21,8%) и сопутствующими ожогами ; хательных путей (на 34,7%). Во 2-ой группе (ИФ 30-60) активность ферме) составила 110,2%отнормы. В 1-ой группе (ИФ меньше 30) активность Г-6-Ф соответствовала контрольной величине.

. Повышение активности фермента в острый период ожоговой болез возможно, обусловлено снижением парциального давления кислорода в кр< и развитием гипоксии после ожоговой травмы, в результате чего в эритроци возрастает концентрация неокисленнои фосфорилированной глюкозы, кото аллостерически активирует Г-6-ФДГ (Горошинская И. А. и соавт., 1984). У личение активности Г-6-ФДГ способствует восстановлению НАДФ, необхо мого для поддержания механической целостности и формы эритроцитов, их э; тролитного состава, гемоглобина в функционально активном состоянии, а т же компонентов АОС эритроцитов (Горжсйши М., 196/; Ьышевский А. 11 соавт., 1994: Сторожук П. Г. и соавт.. 1998), а с другой стороны, повыше активности фермента свидетельствует о наличии гипоксии при ожоговой 6oj ни.

Снижение активности сукцинатдегидрогеиазн в острый период ожс вой болезни коррелировало с тяжестью термического повреждения. В 1-4 д заболевания при ожогах, соответствующих ИФ меньше 30 и ИФ 30-60. акт ность фермента понизилась по отношению к контрольной величине (контро; 136,7+3,2 мкМ НТС/10'Эр/мин) на 28% и 49.7% соответственно, при ИФ 61-активаость сукиннатды идрогеназы уменьшилась на 63.5%. при сопутс твую! ожогах дыхательных путей - на 67%. Снижение активности сукцинатдегндр< назы коррелирует с нарушением метаболизма сукцината и в клетках других ганов - миокарде, печени, почках (Ряоинин В. Ь. и соавт., 1984). Такое cocí ние фермента, вероятно, связано с нарушением окислительных процессов в риод шока и токсемии. Во второй половине острого периода ожоговой боле активность сукцинатдегидрогепазы ост авалась сниженной во 2-ой - на 41,8' З-ей - на 68% и 4-ой - на 66,2% - группах. В 1-ой группе активность ферме составила 86,2% от нормы. Выраженное падение активности сукцинатдеги; iciiaibj но 2-ой, 3-сй и 4-ой группах, вероятно, приводит к дефициту ФА, участвующего в метаболизме реакгшшых окай еипых радикалов и •jpmpou

□ Ншгрсгъ ЕИгругта

□ 2гругга ИЗгругтв В4гругтв Обгругта

ГЕрОД.1

сарьиг^асд 1-4 деь

гарьигеркд 10-15ден>

СЕггатоошлА рэпвггкщцк

эис. 3. Динамика активности каталазы интактных эритроцитов при ожоговой болезни

острьигерсд ос1р>игерид оептжгаштя расгеагвсцзщя 1-4денз 1015 день

□ Котрсгь

Игруггв

П2гр/ггв

ОЗгрупгв

04групга

Обгруггн

пэриэдз!

'ис. 4. Динамика активности каталазы гемолизата при ожоговой болезни

тах (Сторожук П. Г. и соавт.. 1998).

Информативным показателем,характеризующим тяжесть патологиче кого процесса, была каталаза. Этт фермент не только устраняет агресспвнь пероксид, но и играет главную роль г> процессах инициации оксигенации гемо лобина (Сторожук П. Г., 1988, 1990. 1998). В период ожогового шока и ранне ожоговой токсемии увеличение активности каталазы можно считать npucnoci бительной реакцией, направленной на компенсацию основной функции эри роцитов - транспорта кислорода в условиях резкого снижения числа эритроц тов и развивающейся гипоксии. Не исключена также аллостерическая актив ция фермента возросшей концентрацией реактивных оксигенных радикалов. П1 этом, если повышение активности каталазы интактных эритроцитов прямо пр порционально зависело от тяжести термической травмы, то такой динамики отношении активности каталазы гемолизата (общей каталазы эритроцитов) выявлено.Так, при индексе Франка меньше 30 активность каталазы интактт эритроцитов повысилась па 32,2° о (контроль - 5,4±0,05 ммоль Н,0,/ 10" Эр/.мш ИФ 30-60 - на 49,4%, ИФ 61-120 - на 65.6%. в группе с сопутствующими ожог ми дыхательных путей - на 62%. Пик активности каталазы гемолизата прих дился на 2-ую группу (ИФ 30-60) - па 51,4% превышала норму (контроль 56,411,12 ммоль Н202/ К)" Эр/мин). В 1-ой группе (ИФ меньше 30) активное общей каталазы эритроцитов тоже достаточно высока - на 41,3%. В 3-ей (И 61-120) и 4-ой (ожоги дыхательных пу тей, ИФ 28-53) группах активность Kai лазы гемолизата возрастала на 2/,3%и на 23,2% соответственно. Вероятно, э связано с перераспределением мембранной и плазматической каталазы и уч; тием фермента в устранении пнеipnrpoiun арного пероксида. При этом уве; чение активности общей каталазы эритроцитов у большинства больных с 1 61-120 и ожогами дыхательных, путей было кратковременным и на 3-4 день ( мечалась тенденция к снижению се активности. По окончании периода остр ожоговой токсемии активность каталазы гемолизата оставалась повышено только в 1-ой группе (на 19,1%). У большинства больных 2-ой группы акт| ность данного фермен та оставалась в пределах нормы. В опальных груш активность каталазы гемолизата стала ниже контроля: в 3-ей - на 21,3" е. в 4-о на ¡7,9%. Не исключено, что в этот период происходит ингибирование внут] эритроцитарион каталазы. В это время активность каталазы интактных эр роцитов была пагмешчеекп досшверни повышена во всех ¡руинах: и i-oi

а 13.9%. во 2-ой группе - па 25,9%, в группах с обширными и критическими жогами и с сопутствующими ожогами дыхательных путей активность фермен-1 возрастала на 16,1% и на 18,7% соответственно. Таким образом, каталаза :молнзата в 3-ей и 4-ой группах, по-видимому, не обеспечивала нормального ротекапия процесса инициации оксигенации гемоглобина, что существенно гражалось на функциональном состоянии эритроцитов.

В группе с обширными и критическими ожогами (ИФ 61-120) определя-и активность одного из ключевых ферментов АОС эритроцитов - супероксид-исмутазы. Если в период ожогового шока и ранней ожоговой токсемии (1-4 гнь) активность фермента составляла 121,4% (р<0,001) от нормы (норма -18.8±2,7 мкМ НТС/10" Эр/ мин), то во второй половине острого периода ожо-эвой болезни (разгар септического процесса) активность СОД снизилась на Я ,6° о (р<0,001). Таким образом, па начальном этапе острого периода заболева-ия в 3-ей группе отмечалось незначительное повышение активности СОД и вшей каталазы. а по окончании периода токсемии активность данных фермсн-эв имеет низкие величины. Значительное уменьшение активности СОД в пери-д разгара септического процесса отражало, вероятно, длительное и интенсив-ос поступление в кровоток высоких концен траций активных форм кислорода, оторые приводят к декомпенсации адаптационных механизмов эритроцитов. ' другой стороны, известно, что активность СОД зависит от уровня О, и его еакционноспосоЬных интермедиатов в тканях (Дубинина Е. Е. и соавт.. 1995). Кэразующийся в результате .метаболизма кислорода О," является инициирую-1им фактором для СОД: Гипоксия может явиться причиной низкой активности ОД.

Тиоловые группы - высокочувствительные неферментативные компо-енты АОС. К БН-содержащим соединениям эритроцитов относятся восстанов-енная форма глутакюна, а также эритроцитарные белки и гемоглобин. Взаи-оденствуя с активными формами кислорода. 8Н-группы защищают клетки от х токсического влияния. Таким образом они поддерживают структурно-функ-иональпые свойства эритроцитов (Мхитаряи В. Г. и соавт., 1982: Рябинин В. Е, соавт.. ¡990; Леонтьева Г. Ф. и соавт., ¡991: Терехина К. А. и соавт., ¡992; '1еп£ л. М.. ¡991).

В период ожогово! о шока н ранней ожоговой токсемии содержание $П-рупп эршроци'ши было снижено но всех группах. Так, при индексе Франка

1231 ЮЗ 83 Ю 43 20 О

алрьигфед Мдаь

отрьипзрид 10-15 даъ

сшшлсюзля

рэсгеггеаздя

Рис. 5. Динамика содержания БН- групп эритроцитов при ожоговой болезни Ю)

□ Кнтрогь

сарьипзид оорьищаод оатшжгазля рен>вагш£нуп "Идень Ю-15даъ

I □2гругпа □Згругтв ! В4груттв ! Ибп^гтн

перид»!

Рис. 6. Динамика осмотической резистентности мембран эритроцитов при ожоговой болезни

меньше 30 их количество уменьшилось на 23,4% по сравнению с контрольной ■руппой (контроль-21,8±0,47 ммоль/л). В группе с тяжелыми ожогами (ИФ 3050) уровень сульфгидрильных групп снизился на 39,3%. Но наиболее значитель-юе снижение БН-групп происходило при обширных и критических ожогах (ИФ 51-120) и при сопутствующих ожогах дыхательных путей - на 63,2% и 66%соот->етственно. Причиной уменьшения концентрации тиоловых групп в острый период ожоговой болезни являются, по-видимому, гипоксия, приводящая к обра-юванию активных форм кислорода путем неполного его восстановления (Го-юшинская И. А. и соавт., 1993), воздействие токсинов, высвобождающихся из юврежденных тканей. Во второй половине острого периода ожоговой болезни »держание сульфгидрильных групп хотя и несколько повысилось, но было еще ;райне снижено в 3-ей (на 55,4%) и 4-ой (на 51,4%) группах, что свидетельство-)ало о снижении неспецифической антиоксидантной резистентности организма I целом (Соколовский В. В., 1988).

Таким образом, воздействие термического фактора вызывает напряжете в функционировании как неферментативного (окисление 8Н-групп), так ферментативного звеньев АОС эритроцитов (каталазы, СОД, Г-6-ФДГ, сукци-[атдегидрогеназы).

Изменения состояния АОС эритроцитов в период септикотоксемии. В [ериод септикотоксемии влияние ПОЛ, токсинов бактериального и тканевого |роисхождения, продолжающееся нарушение белок-синтезирующей функции :расного костного мозга (Кузин М. И. и соавт., 1982; Соболева М, К. и соавт., 993; 81агкорГТ е1 а!., 1997) приводят к декомпенсации компонентов антиокси-.антной системы эритроцитов. Эти изменения были наиболее выражены в 3-ей [ 4-ой группах. В 1-ой группе период ожоговой токсемии (первые 10-15 дней аболевания), как правило, сменялся реконвалесценцией.

Во 2-ой группе в период септикотоксемии активность Г-6-ФДГ прибли-илась к контрольной величине. В 4-ой группе активность фермента проявляла енденцию к снижению (93,2% относительно нормы, 0,05<р<0,1). В 3-ей группе ктивность Г-6-ФДГ уменьшилась на 13%. Дефицит НАДФН приводит, види-[0, к недостатку восстановленного глутатиона, в результате чего эритроциты тановятся чувствительными к действию активных форм кислорода, теряют свою стойчивость и склонны к гемолизу (Бышевский А. Ш. и соавт., 1994).

Активность сукиинагдегидрогеназы во 2-ой, 3-ей и 4-ой группах оста-

валась сниженном и практически не изменилась по сравнению с предыдущим периодом. Во 2-ой группе она составила 53.6%. в 3-ен 27,7% и 4-ой 31.3% относительно нормы. Такое падение активности'фермента, по всей вероятности, отражало глубину расстройства метаболизма сукцината в эритроцитах.

Длительное тяжелое течение ожоговой болезни, постоянно провоцирующее повышенную генерацию реактивных оксигенных радикалов, возможное нарушение всасывания железа в результате поражения желудочно-кишечного тракта, выброс в кровь незрелых форм эритроцитов (Кузин М. И. и соавт., 1982; Вихриев Б. С. и соавт., 1986; Заец Т. Л. и соавт., 1990) приводят к еще более выраженной функциональной недостаточности каталазы. Активность катализы интактных эритроцитов во 2-оП группе приближалась к норме, а общей каталазы эритроцитов была снижена на 23.9%; в 3-ей группе активность каталазы интактных эритроцитов составила 80,6% от нормы, а каталазы гемолизата -51.8%; в 4-ой - 85.6% и 57,3% соответственно. Согласно литературным данным (811еп« X. V. с! а1. 1988), и период сситикотоксемии отмечалось снижение устойчивости эритроцитов к пероксиду, более выраженное чем в стадию острой ожоговой токсемии. Активные формы кислорода, прежде всего Н.О, оказывали, по-видимому, ингибируюший эффект на СОД эритроцитов у больных 3-сй грун-пы (ИФ 61-120). У них активность СОД составила 40.2% (р<0.00!) относительно контрольной величины.

Концентрация тиоловых групп эритроцитов у больных всех групп была снижена. Однако некоторая положительная динамика ЬН-групп отмечалась у больных с индексом Франка 30-60 (81.3% от нормы). При обширных н критических ожогах (ИФ 61-120) их было 37,8°о относительно кон гроля. в группе с сопутствующими ожогами дыхательных путей - 44%. Из этих данных видно, что содержание тиоловых групп практически не изменилось по сравнению с предыдущим периодом.

Низкий уровень тиоловых групп, вероятно, связан с тем. что их водород был использован для обезвреживания реактивных оксигенных радикалов, а также происходило блокирование БН-груип эндогенными токсическими веществами, образующимися в большом количестве в этот период болезни.

Снижение активности каталазы. СОД. Г-6-ФДГ, сукиинатдегидрогена-зы и низкая концентрация Iполовых групп у ожоговых больных отражали лабильность АОС эршроци| ой. обусловленную воздействием рсакшвпы.ч окси-

енных радикалов и токсинов эндогенного п бактериального происхождения. 1рн этом, как известно, необезвреженные супероксид-анионы в реакциях с пе-екисыо водорода превращаются и наиболее агрессивные из кислородных сво-одных радикалов - гидроксильные радикалы, инициирующие ПОЛ (Влади-иров Ю. А. и соавт.. 1972; Владимиров Ю. А., 1987; Сторожук П. Г., 1989; фчаков А. И. и соавт., 1989; .кпктзоп Б. С.. 1989) и высвобождающие Ре"" из юрритина и гемоглобина (Сторожук П. Г. и соавт.. 1998). Уменьшение актив-ости каталазы, СОД и других энзимов, вероятно, является одной из причин амедленпя процесса заживления ожоговых ран.

Состояние АОС эритроцитов у ожоговых больных в период реконва-еспенции. Проводимое на протяжении всего периода ожоговой болезни лече-ие. включающее детоксикацнонные, антиаллергические, антибактериальные, оливитаминные препараты и др.. позволило перевести больных в стадию ре-энвалесценции, что в топ или иной мере положительно отразилось на исследу-лых показателях АОС эритроцитов.

В 1-ой группе, у которой период выздоровления сменял период токсе-ип. минуя септикотоксемию. изучаемые показатели эритроцитов достигли кон-эольной величины.

Во 2-ой группе активность 1-6-ФД1 :< каталазы приближалась к норме, активность сукцинатдегидрогеназы составила 88% относительно контроля, онцентрацня тиоловых фупп -88,3% от нормы.

В 3-ей и 4-ой группах активность Г -6-ФДГ в период выздоровления так-е приближалась к контрольной величине, что, вероятно, положительно отра-алось на структурпо-фу икнпональных свойствах эритроцитов. Такая же зако-омерность в активности фермента отмечена и в работе Панченкова Н. Р. и со-зт. (1979).

Активность сукцинатдегидрогеназы и данных группах была далека от энтроля - при ИФ 61-120 активность фермента составила /4,2% , в группе с эпутствующими ожогами дыхательных путей - 79.2"».

Активность каталазы в 3-ей и 4-ой группах больных имела позитивную инамику. по нормы не достигала. В 3-ей группе активность каталазы интакт-ы\ эритроцитов была ниже контрольной величины на 12,6%, а каталазы гемо-изага - на 19,3" о. В 4-он группе активность каталазы интактных эритроцитов хтавпла 91.3"« онюсн гелыю нормы, а кшалазы 1 емолнзата - 84.8%. Актив-

ность СОД, изучаемой в 3-ой группе, повышалась по сравнению с периоде септикотоксемии, но оставалась еще несколько сниженной (на 28,7% р<0,001

Уровень БН-групп в эритроцитах в 3-ей и 4-ой группах в ходе лечен: также претерпевал позитивную динамику, но к контролю не приближался, группе больных с обширными и критическими ожогами содержание сульфги рильных групп было снижено на 28,8%, у больных с сопутствующими ожогал дыхательных путей - на 28%. Как видно из результатов, нормализация конце трации тиоловых соединений в 3-ей и 4-ой группах в значительной степени з паздывала по сравнению с клиническим выздоровлением больных.

Таким образом, исследуемые нами показатели антиоксидантной сист мы эритроцитов в группах больных с индексом Франка 61-120 (3-я группа) и индексом Франка 28-53 и сопутствующими ожогами дыхательных путей (4 группа) в большинстве случаев не достигли нормальных величин. Это свид тельствует о том, что термическая травма, провоцирующая избыточную ген рацию реактивных оксигенных радикалов, токсинов различного происхожд ния, вызывает серьезные нарушения метаболизма красных клеток крови, и пр цесс восстановления их адаптационных механизмов в той или иной мере отр жает нормализацию обмена веществ в организме в целом.

Изменения состояния АОС эритроцитов у больных с летальным исх дом ожоговой болезни. У ожоговых больных с летальным исходом заболеваш (п= 13) наблюдались существенные сдвиги в биохимических показателях эри роцитов с первых дней развития ожоговой болезни. Это являлось крайне небл гоприятным прогнозом заболевания. Один пациент умер в острый период ож говой болезни. День смерти у остальных ожоговых больных (п=12) пришел на период наиболее выраженной септикотоксемии. Сепсис продолжает остават ся наиболее частым осложнением ожоговой травмы (Кузин М. И. и соавт., 198 Азолов В. В. и соавт., 1990), который приводит к летальному исходу болезни

Активность Г-6-ФДГв период ожогового шока и ранней ожоговой то семии, также как и в группах с аналогичной тяжестью ожогов, была повыше! и составляла 134% от контрольной величины. По окончанию острого перио; активность фермента на 25,5% превышала норму. В период септикотоксем1 активность Г-6-ФДГ снижалась на 34,2% по сравнению с контролем. Снижен! активности этого фермента - показатель нарушения механизмов сохранен! механической целостности эритроцитарноп мембраны, поддержания гемогл

5ина в функционально активном состоянии, регуляцию уровня активных форм сислорода.

Активность сукцинатдегидрогеназы также подвергалась прогрессиру-ощему снижению. В период ожогового шока и ранней ожоговой токсемии активность фермента составляла 29,8% от контроля, в разгар септического провеса подверглась еще большему снижению - на 86,5% и сохранялась на таком /ровне и в летальный период (13° о относительно нормы). Значительное снижете активности сукцинатдегидрогеназы свидетельствовало о дефиците восста-ювленного ФАД и глубоких сдвигах метаболизма в эритроцитах.

Активность катализы интактных эритроцитов в 1-4 день на 59%превы-иала контрольную величину, а общей каталазы - на 26,8%. На 10-15 день активность каталазы интактных эритроцитов находилась в пределах нормы, а саталазы гемолизата снижалась на 55,7%. Перед смертью активность каталазы жтактных эритроцитов уменьшилась на 40,7%, а общей каталазы эритроцитов на /4.Хи,1. Мы полагаем, что такая динамика активности каталазы серьезно сражалась на инициации оксигенации гемоглобина, от чего усугублялось яв-1енне гипоксии, ведущей к гибели организма.

У больных с летальным неходом с первых дней после термическом трав-ды отмечалось значительное уменьшение содержания тиолочых групп эритро-штов. Оно было более выраженным чем в других группах ожоговых больных, ¿то явилось отображением снижения неспецифическон резистентности организма. 1ак. в 1-4 день болезни содержание ^Н-групп уменьшалось на /0,4%, к 10-15 1ню - на 76"... В период септикотоксемии (перед летальным исходом) уровень :ульф| идрильных |рунн снижался значительно - на 85,3%, что также являлось 1еблагоприятным прогностическим признаком.

Осмотическая резистентность мембран эритроцитов при ожоговой бо-1елт. Ожоговая травма оказывает существенное влияние на осмотическую )езпстентпость мембран эритроцитов. В первые часы после тяжелой ожоговой -равмы значительно изменяется архитектоника поверхностной мембраны эрит-юнитон. Снижается количество дискоцигов (нормальных форм) и увеличивается число переходных форм и дегенеративно измененных эритроцитов (ЗаецТ. I. и соавт.. ¡990). В данный период гипоксию, возникающую в результате усн-1СННОЙ гибели эрнтроци гон, относят, как правило, к анемической. Распад эрит-кшн н)ц и нервом периоде ожо!оиой болезни объясняется воздействием на тка-

ни высокой температуры в момент ожога, замедлением капиллярного кровото ка, депонированием эритроцитов в коже, внутренних органах с последующи) их разрушением (Бернат И., 1975; Meng F. et al., 1994).

Осмотическая резистентность мембран эритроцитов в первые дни поел ожоговой травмы при обширных и глубоких ожогах была крайне снижена. Та» если 1 -ой группе (индекс Франка меньше 30) осмотическая резистентность Mi уменьшилась на 7,1% по отношению к контролю (контроль - 0,42±0,001, т.е 0,42% NaCI), то во 2-ой группе (ИФ 30-60) - на 19,1 %, в 3-ей группе (ИФ 61 -120 она понизилась на 35,7%, в 4-ой группе (ИФ 28-53 и сопутствующие ожоги ды хательных путей) - на 33,3%. Снижение осмотической устойчивости эритроци тов было обусловлено, видимо, воздействием термического фактора, биохими ческими сдвигами в плазме - изменениями концентрации электролитов, альбу минов и глобулинов, рН (Лифшиц Р. И., 1977, 1980; Баган О. Ф. и соавт., 1984 Заец Т. А. и соавт., 1984; Сологуб В. К. и соавт., 1987; Леонтьева Г. Ф. и соавт. 1991), повышением уровня активных форм кислорода (Азолов В. В. и соавт. 1990; БекяроваГ. И. и соавт., 1989;Матюшичев В. Б. И соавт., 1997; Hansbrougl J. F. et al., 1996), усиливающих ПОЛ и нарушающих сбалансированное функци онирование АОС эритроцитов. При этом изменяются физико-химические свой ства эритроцитов и их мембран. Прежде всего повышается проницаемость дл, ионов Na+, К+ И,02, возрастает активность АТФаз (Нефедова Т. В. и соавт. 1991; Sheng Z. Y. et al., 1988; Yuan Y. et al., 1988). К 10-15 дню осмотическа, резистентность МЭ увеличивалась по сравнению с начальным периодом остро] ожоговой токсемии, но при значительных термических поражения сохранялас: несколько сниженной. Так, в группе с ИФ 61-120 осмотическая резистентност] МЭ составила 89,3%, с сопутствующими ожогами дыхательных путей - 90,5%.

В период септикотоксемии отмечалось незначительное статистичесю достоверное повышение осмотической стойкость эритроцитов у больных с ин дексом Франка 61-120 и у пяти пациентов с сопутствующими ожогами дыха тельных путей (осмотическая резистентность МЭ соответствовала в средне« 0,39% NaCI). Некоторое увеличение осмотической стойкости эритроцитарны; мембран, возможно, было связано с ускорением эритропоэза и обновлением эрит роцитарной массы. Не исключено, что воздействие токсинов, ПОЛ в период сеп тикотоксемш приводило к изменению вязко-эластических свойств мембран эрит роцитов и повышению их ригидности. Увеличение микровязкости липидноп

ослоя мембран эритроцитов способствует снижению пластичности и дефор-руемости клетки, что может привести к задержке эритроцитов в микрососу-сгом русле и внутрикапиллярному гемолизу (Милютина И. П. исоавт., 1998).

В период реконвалесценции осмотическая резистентность МЭ у большин->а ожоговых больных больных приближалась к контрольному уровню, что вдетельствовало о нормализации липид-липидных и белок-липидных взаи-действий в мембранах эритроцитов.

Осмотическая резистентность МЭ у больных с летальным исходом за-певания в период ожогового шока и ранней ожоговой токсемии снижалась на !о, по окончанию острого периода ожоговой болезни она соответствовала 7/о относительно контроля. В период селтикотоксемии осмотическая резнс-¡тность МЭ несколько повышалась по сравнению с нормой (на 8,3%) и соот-:твовала в среднем 0.385% N301. Увеличение осмотической стойкости эрит-цмтов, вероятно, приводило к некоторой блокаде доступа в них глюкозы, О,, нов, различных метаболитов.

Таким образом, нарушение функциональной способности АОСэритро-гов, изменение осмотической устойчивости их мембран у больных с леталь-м исходом заболевания, вероятно, связано не только с воздействием актив-х форм кислорода, токсинов, но и значительными сдвигами в метаболизме ганизма в целом (\Vallner У. К а!., 1985).

Подводя итоги проведенного исследования можно заключить, что ожо-¡ая болезнь характеризуется существенными нарушениями в функциониро-Н1 и апгиоксидантнои системы эритроцитов и осмотической резистентности мембран, выраженность и направление которых зависит от тяжести терми-кого поражения и продолжительности заболевания. Декомпенсация антиок-(антной системы эритроцитов в период септикотоксемии опосредуется, по-щмому, длительным прогрессированием патологического процесса,который южняется по мере развития ожоговой болезни.

ВЫВОДЫ

1. Ожоговая травма характеризуется выраженными сдвигами процес-I обезвреживания реактивных оксигенных радикалов в эритроцитах и нарушим структуры эрнгроци гарных мембран, показателями чего служа 1 ним е-

нения активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, еукцинатдегпдрогеназ супероксиддисмутазы, каталазы, содержания тиоловых групп и нарушение с мотнческой резистентности мембран эритроцитов.

2. Глубина и направленность метаболических сдвигов в антиоксидан ной системе эритроцитов зависят от тяжести ожоговой травмы, периода и пр должительности заболевания.

3. Увеличение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, катала: интактных эритроцитов, снижение активности сукцинатдегидрогеназы, кол чества тиоловых групп, осмотической устойчивости мембран эритроцитов острый период ожоговой болезни оказывались тем значительнее, чем тяжел была термическая травма, Наиболее глубокие изменения со стороны этих пок зателей обнаружены в группах с обширными и критическими ожогами и с с путствующими ожогами дыхательных путей: активность Г-6-ФДГ повышала! на 37% и 46°«. каталазы интактных эритроцитов - на 62°« и 66%. активное сукцинатдегидрогеназы снижалась на 63,У о и 67%, концентрация 8Н-групп -1 63% и 66%, осмотической резистентности МЭ - на 36% и 33% соответственно

4. Снижение антиоксидантной защиты эритроцитов в период септик* токсемии свидетельствует о лабильности адаптационных механизмов эритр* цитов, о серьезных гомеостатических сдвигах в организме в целоу. В кажде группе ожоговых больных отмечены индивидуальные колебания био.химиче ких показателей эритроцитов при одинаковой их направленности.

¿>. Традиционная патогенетическая терапия приводит к улучшению п< казателей антиокнелительной защиты эритроцитов и нормализации их осмот! ческой устойчивости. Однако н группах больных с обшн])ными и критическим термическими поражениями и сопутствующими ожогами дыхательных путе активность каталазы гемолизата, сукцинатдегидрогеназы, содержание тиол< вых групп эритроцитов перед выпиской из стационара были снижены: актш ность общей каталазы - на 19% и 15° о, сукцинатдегидрогеназы - на 26% и 21° уровень БЫ-групп - на 29% и 28% соответственно, что свидетельствует о ме/ ленно идущих процессах реабилитации.

6. У ожоговых больных с летальным исходом заболевания отмечен прогрессирующее снижение активности каталазы. сукцинатдегидрогеназы. кс личества сульф| идрильных групп эритроцитов па всс\ этапах исследовании", тер.мпнальнсн! стадии они приобретают критически низкие ншченин. Псследс

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Еремина, Татьяна Владимировна, Краснодар

'' ! 1 />

/ ЧЧ _ ** / Л \ г ^ „ » V/ / з О

КУБАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи ЕРЕМИНА ТАТЬЯНА ВЛАДИМИРОВНА

ПОКАЗАТЕЛИ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ОЖОГОВОЙ ТРАВМЕ

03.00.04 - Биохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор П. Г. Сторожук

Краснодар 1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................5

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ФЕРМЕНТЫ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭРИТРОЦИТОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ..................................................................10

1.1. Роль свободнорадикальных процессов в патогенезе ожоговой болезни............................................................10

1.2. Компоненты антиоксидантной системы и их состояние при патологических процессах.................................................21

1.3. Антиоксиданты как медикаментозные средства.................35

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.............40

2.1. Клиническая характеристика больных.............................40

2.2. Методы исследования.................................................42

2.2.1. Методика определения числа эритроцитов..................42

2.2.2. Методика определения активности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (Г-6-ФДГ).......................................43

2.2.3. Методика определения активности сукцинатдегидрогена-зы (СДГ)..............................................................44

2.2.4. Методика определения активности каталазы...............45

2.2.5. Методика определения активности супероксиддисмутазы

(сод).............................................47

2.2.6.Методика определения количества тйоловых (§Н) групп49

2.2.7. Методика определения резистентности эритроцитов (ОРМ Эр)....................................................................50

2.3. Статистическая обработка полученных результатов............51

2.4. Основные биохимические показатели лиц контрольной группы.........................................................................52

ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЭРИТРОЦИТОВ В ОСТРЫЙ ПЕРИОД ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ........................................................................53

3.1. Активность Г-6-ФДГ в острый период ожоговой болезни... .54

3.2. Активность СДГ в острый период ожоговой болезни..........58

3.3. Активность каталазы в острый период ожоговой болезни ...60

3.4. Уровень ЭН-групп в острый период ожоговой болезни........64

3.5. Активность СОД в острый период ожоговой болезни у боль ных с индексом Франка 61-120......................................67

ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЭРИТРОЦИТОВ У ОЖОГОВЫХ БОЛЬНЫХ В ПЕРИОД СЕПТИКОТОКСЕМИИ..................................................70

4.1. Активность Г-6-ФДГ у ожоговых больных в период септи-котоксемии...............................................................71

4.2. Активность СДГ у ожоговых больных в период септи-

котоксемии...............................................................73

4.3. Активность каталазы у ожоговых больных в период септико-токсемии..................................................................74

4.4. Уровень БН-групп у ожоговых больных в период септикоток-семии.....................................................................75

4.5. Активность СОД у ожоговых больных индексом Франка 61120 в период септикотоксемии.......................................77

ГЛАВА 5. СОСТОЯНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЭРИТРОЦИТОВ У ОЖОГОВЫХ БОЛЬНЫХ В ПЕРИОД РЕКОН-ВАЛЕСЦЕНЦИИ...............................................................79

5.1. Активность Г-6-ФДГ у ожоговых больных в период реконва-лесценции................................................................80

5.2. Активность СДГ у ожоговых больных в период реконвалес-ценции.....................................................................82

5.3. Активность каталазы у ожоговых больных в период рекон-валесценции..............................................................83

5.4. Уровень БН-групп у ожоговых больных в период реконвалес-ценции.....................................................................85

5.5. Активность СОД у ожоговых больных с индексом Франка 61120 в период реконвалесценции.....................................86

ГЛАВА 6. ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ЭРИТРОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ С ЛЕТАЛЬНЫМ ИСХОДОМ ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ..........................................88

6.1. Активность Г-6-ФДГ у больных с летальным исходом ожоговой болезни..............................................................88

6.2. Активность СДГ у больных с летальным исходом ожоговой болезни..............................................................90

6.3. Активность каталазы у больных с летальным исходом ожоговой болезни......................................................91

6.4. Уровень БН-групп у ожоговых больных с летальным исходом ожоговой болезни................................................93

ГЛАВА 7. ОСМОТИЧЕСКАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ (ОРМ Эр) ПРИ ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ.................................................................................95

7.1. ОРМ Эр у больных в острый период ожоговой болезни......96

7.2. ОРМ Эр у ожоговых больных в период септикотоксемии... 100

7.3. ОРМ Эр у ожоговых больных в период реконвалесценции .102

7.4. ОРМ Эр у больных с летальным исходом ожоговой болезни........................................................................104

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................... ...................106

ВЫВОДЫ......................................................................122

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................124

Список сокращений:

Эр - эритроциты;

ПОЛ - перекисное окисление липидов;

АОС - антиоксидантная система;

Г-6-ФДГ - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа;

СДГ - сукцинатдегидрогеназа;

КАэр - каталаза интактных эритроцитов;

КАгем - каталаза гемолизата, общая каталаза эритроцитов;

СОД - супероксиддисмутаза;

ОРМ Эр - осмотическая резистентность мембран эритроцитов.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время в медицинской практике часто встречаются больные, страдающие ожоговой болезнью, которая возникает вследствие бытовых, производственных травм и различных катастроф. Термические ожоги по частоте возникновения, тяжести течения, осложнений и летальных исходов занимают одно из ведущих мест в клинической практике (8, 31, 164).

Ожоговую травму нельзя отнести к числу тех форм патологии, которая обойдена вниманием экспериментаторов и клиницистов. В последнее время специалисты самого широкого профиля (биохимики, биофизики, патофизиологи, морфологи, фармакологи) внесли свой существенный вклад в изучение роли свободных радикалов в патогенезе ожоговой болезни как на экспериментальных моделях (15, 193, 206, 207), так и в клинике (7, 39, 105, 132). Известно, что с первых часов после термической травмы идет повышенная генерация активных форм кислорода, запускающих множество цепных реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ) со всеми вытекающими негативными последствиями для организма. В настоящее время существует большое количество работ (4, 20, 69, 157, 205, 247), посвященных изучению вопроса о состоянии энергетического обмена и ПОЛ при ожоговой болезни. В результате активации свободно-радикальных процессов при ожоговой болезни происходят сдвиги и в состоянии компонентов антиоксидантной системы (АОС) эритроцитов, что может усугубить явление гипоксии, развивающейся на фоне нарушений функций внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы, расстройств микроциркуляции (92, 146, 148). При этом характер изменений физиологических и биохимических функций зависит от периода заболевания - ожогового шока, ожоговой токсемии, септикотоксемии, периода активных репаративных процессов (100).

Однако состояние АОС эритроцитов до сих пор остается мало изученным. Хотя целесообразность и необходимость данных исследований не вызывает сомнения, так как реактивным оксигенным радикалам в эритроцитах и ферментам утилизирующим их приписывается позитивная функция. А именно: они участвуют в инициации процессов оксигенации гемоглобина, а также в антибактериальной защите организма (176).

Значительное внимание продолжает уделяться проблеме фармакологической регуляции процессов свободнорадикального окисления с целью предотвращения деструкции биополимеров, и антиок-сидантная терапия начинает занимать прочное место в лечении обожженных. В эксперименте, наряду с известными препаратами-антиоксидантами, например, альфа-токоферолом, ретинолом, витамином С (18, 204, 208), испытаниям подвергнуты многие другие химические агенты, претендующие на роль фармакологических анти-оксидантов для лечебных целей. Экспериментально доказан антиок-сидантный эффект введения альфа-токоферола в комплексе с препаратом флакумином, карбатона - соединения, относящегося к пиридиновому ряду (7), предпринимаются попытки применения при термической травме антиоксидантов иного класса - экранированных фенолов (дибунола, фенозана) (4, 24). Однако в клинической практике наиболее частое применение получили аскорбиновая кислота, ретинол, а-токоферол. Но их назначение в большинстве случаев не контролируется биохимическими исследованиями.

Целью настоящей работы явилось установление роли нарушений ряда показателей антиоксидантной системы эритроцитов при ожоговой травме различной тяжести, что позволит определить пути их целенаправленной фармакологической коррекции.

Основные задачи исследования:

1. Изучить осмотическую резистентность мембран эритроцитов (ОРМ Эр) у разной категории больных, при различных степенях тяжести и периодах ожоговой болезни.

2. Исследовать активность ферментативных и уровень неферментативных компонентов АОС эритроцитов при различных степенях и периодах ожоговой болезни, у разной категории больных: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), сукцинатдегидрогеназы (СДГ), каталазы интактных эритроцитов (КАэр) и их гемолизата (КАгем, общей каталазы эритроцитов), супероксиддисмутазы (СОД), содержание SH-rpynn.

3. Проанализировать соотношение показателей АОС и резистентности эритроцитов в зависимости от степени тяжести, периода, исхода заболевания.

4. Изучить возможности использования показателей АОС, ОРМ Эр для оценки степени тяжести, периода и исхода заболевания.

5. Оценить изменения в системе антирадикальной защиты и ОРМ Эр в процессе назначаемой традиционной патогенетической терапии.

6. Определить информативность исследованных показателей состояния АОС эритроцитов и ОРМ Эр для оценки эффективности проводимой терапии.

Научная новизна:

В настоящей работе впервые проведен комплексный анализ показателей АОС эритроцитов, ОРМ Эр у ожоговых больных в зависимости от тяжести и периода заболевания, у больных с сопутст-

вующими ожогами дыхательных путей и у ожоговых больных с летальным исходом заболевания.

Представлены критерии эффективности традиционной патогенетической терапии с учетом биохимических показателей эритроцитов.

Научно-практическая значимость работы:

На основе биохимических исследований разработаны диагностические критерии для объективной оценки тяжести состояния ожогового больного, исхода заболевания и эффективности проводимой терапии.

Полученные результаты представляют научно-теоретический интерес в выяснении и уточнении патобиохимической и патофизиологической картины ожоговой болезни и могут быть рекомендованы для использования в ожоговых отделениях клиник с целью оценки эффективности проводимой терапии и прогнозирования исхода заболевания.

Способ диагностики степени «окислительного стресса» используется в Краевой клинической больнице и Краснодарской отделенческой клинической больнице С,- К. ж. д.

Основные положения диссертации включены в лекционные разделы спецкурсов на кафедре биохимии Кубанской государственной медицинской академии. Основные положения выносимые на защиту:

1. В период ожогового шока и ранней ожоговой токсемии значительно снижается ОРМ Эр. Изменения устойчивости мембран эритроцитов пропорциональны тяжести ожоговой травмы.

2. Острый период ожоговой болезни при обширных и критических термических поражениях и сопутствующих ожогах дыхательных путей характеризуется существенными нарушениями работы

АОС эритроцитов, что выражается повышением активности Г-6-ФДГ и КАэр, снижением количества БН-групп и активности СДГ.

3. В период септикотоксемии выявлена декомпенсация АОС эритроцитов, проявляющаяся в снижении активности КАгем, Г-6-ФДГ, СДГ, уровня тиоловых групп.

4. Выраженность метаболических сдвигов в АОС эритроцитов и изменений ОРМ Эр зависит от тяжести и периода заболевания.

5. Изменения активности ферментативных и концентрации неферментативных (БН-групп) компонентов АОС эритроцитов свидетельствуют о напряженности этой системы и о ее роли в поддержании гомеостаза в острый период ожоговой болезни и период септикотоксемии.

6. В период реконвалесценции выявлена позитивная динамика исследуемых компонентов АОС эритроцитов, однако при обширных и глубоких термических поражениях и сопутствующих ожогах дыхательных путей полной стабилизации АОС не происходит; а у больных с летальным исходом ожоговой болезни перед смертью наступают значительные сдвиги в состоянии АОС эритроцитов.

ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ФЕРМЕНТЫ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ЭРИТРОЦИТОВ В ПАТОГЕНЕЗЕ ОЖОГОВОЙ БОЛЕЗНИ 1.1. Роль свободнорадикальных процессов в патогенезе

ожоговой болезни

Ожоговая травма не является лишь локальным повреждением кожных покровов и подлежащих тканей, а сопровождается совокупностью местных и общих изменений, развивающихся в организме под действием термического фактора и определяющих в конечном итоге ту форму патологии, которая получила название ожоговой болезни (100, 158). Важное место в развитии многочисленных морфо-функциональных изменений при ожоговой болезни отводится сво-боднорадикальным процессам (203).

Но прежде чем перейти к рассмотрению роли свободно-радикальных процессов в патогенезе ожоговой болезни, необходимо несколько остановиться на понятии «перекисное окисление липи-дов» (ПОЛ). Под термином «ПОЛ» часто обозначают широкий круг процессов окисления молекулярным кислородом жирно-кислотных компонентов липидов с образованием первичных продуктов - пе-роксидов. К таким процессам может быть отнесена окислительная деструкция липидов пищевых продуктов, окисление липолеатов в присутствии липоксидазы, НАДФН и аскорбатзависимое окисление липидов в биологических мембранах. Однако после появления в 1963 году гипотезы Хохштейна и Эрхстерма о двух путях микросо-мального окисления липидов, термином ПОЛ стали обозначать неферментативное окисление липидов биомембран. В последующем появилось альтернативное название - свободнорадикальное окисление (80, 81). В настоящее время оба термина применяются как рав-

ноценные для обозначения чаще всего процессов, фиксируемых до появления продуктов, имеющих максимум поглощения при длине волны 232 нм или реагирующих с 2 - тиобарбитуровой кислотой (в частности малоновый диальдегид - МДА), и сопряженных диеновых пероксидов жирных кислот (187). Смешение терминов оправдано тем, что появляется все больше доказательств (13, 23) достаточной условности разделения ферментативного и неферментативного окисления липидов биомембран. Показано, что оба процесса имеют одинаковые субстраты, реагенты и продукты. В качестве субстрата выступают остатки полиненасыщенных жирных кислот фосфолипидов, преимущественно кислот состава С^з, Сго:з, Сю-л, С22.6, в качестве исходного реагента - молекулярный кислород. ПОЛ происходит как в гомогенной, так и гетерогенной системе по свободнорадикальному цепному механизму В мембранах эритроцитов содержание полиено-вых жирных кислот достигает 12-13% от общего их количества, что делает мембрану исключительно чувствительной к действию реактивных оксигенных радикалов (174, 188).

Существуют различные взгляды на физиологическую роль ПОЛ и пероксидов. Но в последнее время полагают, что ПОЛ следует считать физиологическим процессом. А пероксиды - продуктами обмена нормальных метаболизирующих клеток. Низкий уровень пероксидов, свойственный нормальным тканям, объясняется сбалансированностью в организме процессов их образования и распада. Процесс ПОЛ при этом является одним из инструментов быстрой модификации свойств биологических мембран и мембранозависимых процессов (9, 23). Активные формы кислорода участвуют в метаболических процессах организма, связанных с обменом липидов, белков, нуклеиновых кислот, в синтезе простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов (14, 60), кроме того активные формы кислорода ока-

зывают бактерицидное действие, вызывают окислительное разрушение ксенобиотиков, участвуют в процессах пино- и фагоцитоза (96, 131, 140, 169). При патологии баланс нарушается и, как правило, увеличивается концентрация пероксидов, которые меняют физические и биологические свойства мембран. Высказано мнение, что токсический эффект продуктов ПОЛ выражается в ряде биохимических сдвигов, прежде всего в инактивации сульфгидрильных групп белков, активации липаз, изменении дисперсности липидов в цитоплазме клетки, в разобщении и подавлении окислительного фосфо-рилирования. Следствием этих процессов является нарушение микроструктуры и функции плазматических и субклеточных мембран, изменение метаболизма и репродукции клеток (187). В частности, что касается эритроцитов, активация ПОЛ приводит к нарушениям матричной и барьерной функции мембран эритроцитов, изменению активности ферментных систем, ослаблению белок-липидных взаимодействий и как следс