Гипоксия - состояние, возникающее как в условиях дефицита кислорода во внешней среде, так и в результате ряда патологических процессов [8]. Особое место занимает циркуляторная гипоксия, обусловленная несостоятельностью системной гемодинамики и возникающая вследствие травм, в акушерско-гинекологической практике, в хирургии. Установлена активация свободнорадикальных процессов при циркуляторной гипоксии, которая вызывает накопление продуктов перекисного окисления липидов [2,12]. Состояние антиоксидантной системы защиты при гипоксии изучено недостаточно. Изучение данных показателей в системе «сыворотка крови - эритроцит» представляет особый интерес, поскольку компоненты этой системы страдают в первую очередь и несут основную функциональную нагрузку при острой циркуляторной гипоксии.
Целью данной работы было изучение состояния перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы (АОС) у крыс при острой циркуляторной гипоксии (ОЦГ).
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- Получена модель циркуляторной гипоксии на крысах;
- Изучена активность ПОЛ по содержанию конечного продукта процесса - малонового диальдегида (МДА) в сыворотке крови и эритроцитах крыс через 6 и 24 ч после кровопотери;
- Оценен уровень активности антиоксидантной системы по активности каталазы плазмы и эритроцитов, по активности глутатионредуктазы в сыворотке крови и эритроцитах крыс, по состоянию «антиоксидантной белковой буферной системы» на тех же сроках после кровопотери.
Объект и методы исследования.
Работа выполнена на белых беспородных крысах массой 240-280г. Циркуляторную гипоксию вызывали кровопусканием через катетер [13]. Животные были разделены на 3 группы, 1-ая группа - интактные животные, 2-ая и 3-я группы - крысы с кровопотерей.
Исследовали содержание МДА [I], активность каталазы [11] и глута-тионредуктазы (ГР) [17] в сыворотке, плазме и эритроцитах крыс. Процентное содержание фракций белков сыворотки крови определяли методом электрофореза на гелях агарозы на аппарате Paragon фирмы Bechmen (США).
Результаты исследования.
Из сравнения экспериментальных данных с контролем видно, что увеличилась концентрация МДА в сыворотке крови и эритроцитах. Так, содержание МДА в эритроцитах увеличивается через 6ч на 15%, через 24ч - на
22%. Вместе с тем, отмечено достоверное увеличение концентрации МДА в сыворотке крови через 6ч на 20%, а через 24ч - на 29%.
Содержание МДА увеличивается на фоне снижения активности ГР: через 6ч ее активность в сыворотке крови достоверно снизилась на 77%, а через 24ч - на 66%. В то же время, в эритроцитах ее активность через 6ч достоверно снизилась на 25%, а через 24ч - на 18%.
Активность каталазы в плазме крови крыс тоже снизилась: через 6ч - на 81%, а через 24ч - на 63%. В эритроцитах увеличение концентрации МДА сопровождается достоверным повышением активности каталазы через 6ч -на 21%, а через 24ч - на 11%, что, вероятно, может свидетельствовать об антиоксидантном резерве эритроцитов.
Полученные данные приведены в таблице.
Таблица № 1. Влияние ОЦГ на показатели ПОЛ - АОС у крыс.
|
Показатель |
Условия эксперимента |
||
|
Интактные животные |
Через 6ч после ОЦГ |
Через 24ч после ОЦГ |
|
|
|
ЭРИТРОЦИТЫ |
||
|
МДА, мкмоль/л |
573,25 ± 92(12) |
661,17 ± 77 (12) 0,01<Р< 0,05 |
696,98 ± 176(12) 0,01<Р< 0,05 |
|
ГР, мкмоль/л |
39,68 ± 7,49 (12) |
29,89 ± 5,41 (12) Р< 0,001 |
32,41 ± 7,37 (12) 0,001<Р<0,01 |
|
Каталаза, ммоль/л |
53,72 ± 4,79 (12) |
64,83 ± 1,04 (12) Р<0,001 |
59,75 ± 7,48 (12) 0,01<Р<0,05 |
|
|
СЫВОРОТКА КРОВИ |
||
|
МДА, мкмоль/л |
9,86 ± 1,32 (12) |
11,8710,69(12) Р< 0,001 |
12,71 ± 1,14 (12) Р< 0,001 |
|
ГР, мкмоль/л |
0,26 ± 0,14 (9) |
0,05910,014(9) Р< 0,001 |
0,089 ± 0,034 (9) 0,001< Р<0,01 |
|
|
ПЛАЗМА |
||
|
Каталаза, ммоль/л |
0,24 ± 0,092 (12) |
0,046 ± 0,024 (12) Р< 0,001 |
0,088 ± 0,011 (12) Р< 0,001 |
Примечание: в скобках - число животных в серии.
Кроме того, белки плазмы крови могут инактивировать активные формы кислорода, а также связывать ионы переменной валентности, инициирующие образование активных форм кислорода [14], что позволило даже сформулировать представление об "антиоксидантной белковой буферной системе", оказывающей в первую очередь защиту на уровне эритроцитов, предотвращая их гемолиз в результате активации ПОЛ [6].
В связи с этим было интересно выяснить, как изменяется процентное содержание каждой отдельной фракции белков.
Как видно из таблицы №2, реализация модели острой циркуляторной гипоксии существенно изменяла содержание фракций белков сыворотки крови. Так, содержание альбуминов через 6ч после острой кровопотери достоверно увеличилось в среднем в 1,18 раза, через 24ч - в 1,17 раза по сравнению с контрольной группой. Содержание α-глобулина достоверно возросло в 1,14 раза только через 6ч после острой кровопотери, а через 24ч их процентное содержание не отличалось от показателей животных контрольной группы. Также достоверно возросло процентное содержание β-глобулина в 4 раза по сравнению с показателями интактных животных. Процентное содержание γ-глобулина также достоверно увеличилось в 2,5 раза и 2,61 раза соответственно срокам исследований по сравнению с контрольной группой.
Таблица №2. Процентное содержание фракций белков в сыворотке крови при ОЦГ (М±m, n = 5-6)
|
Показатель |
Интактные животные |
Время ОЦГ, ч |
|
|
6 |
24 |
||
|
Альбумины |
46,6 ± 4,3 |
55,0± 6,2 0,01<Р<0,05 |
54,3±3,3 0,001<Р<0,01 |
|
α-глобулин |
13,1±1,15 |
14,9±4,5 Р>0.1 |
13,2±1,2 Р>0,1 |
|
β-глобулин |
6,3± 0,8 |
25,49± 4,1 Р<0,001 |
25,2±4,1 Р<0,001 |
|
γ-глобулин |
3,45±2,3 |
8,63±3,0 Р<0,001 |
9,0±1,3 Р<0,001 |
Таким образом, острая циркуляторная гипоксия инициирует увеличение МДА как в сыворотке крови, так и эритроцитах. На усиление ПОЛ указывает также изменение активности антиоксидантной системы. Это может быть вызвано несколькими причинами.
При острой кровопотере происходит нарушение кислороднотранспортной функции крови [7,10]. Значительно уменьшается доставка кислорода к органам, что приводит к их гипоксии и ишемии. Последнее является одним из главных факторов, активизирующих ПОЛ [З], которое приводит к повышению проницаемости мембран клеток [5].
Кроме того, установлено, что различные виды стесса инициируют ПОЛ [9]. Острая кровопотеря также сопровождается выраженной стрессорной реакцией, которая проявляется в значительном увеличении в крови концентрации катехоламинов[4], оказывающих повреждающее действие на органы и ткани организма [18].
В механизме гипоксии наряду с другими факторами имеют значение структурно-функциональные нарушения организации эритроцитов, которые могут быть вызваны активацией процессов ПОЛ [2]. Причин усиления ПОЛ в эритроцитах может быть несколько. Ряд авторов считает, что детоксикацию перекисных радикалов в эритроцитах обеспечивают, главным образом, липидная антиоксидантная система токсоферола и нелипидная - глутатиона [15].При активации ПОЛ происходит расходование токоферола [5]. Низкая функциональная активность глутатионредуктазной системы является метаболическим фактором риска, вызывающим структурно-функциональные изменения эритроцитов [16]. Усиление ПОЛ приводит к повышенной проницаемости мембран клеток [5].
В ускорении процессов ПОЛ в эритроцитах при кровопотере, наряду с внутриклеточными механизмами, важная роль принадлежит дополнительным негативным воздействиям на эритроциты гуморальных факторов, содержащихся в плазме. Их природа и механизм действия на эритроциты остаются неясными. Известно, что при кровотечении происходит активация различных ферментных систем, а это приводит к накоплению в крови биогенных аминов и других физиологически активных веществ, обладающих прооксидантным действием [2].
Вывод
Таким образом, острая циркуляторная гипоксия инициирует увеличение ПОЛ и изменение активности ферментов антиоксидантной защиты в системе "сыворотка крови - эритроцит". А именно активность этих ферментов в сыворотке кроки уменьшается при одновременном усилении "антиоксидантной белковой буферной системы".
Список литературы
- Андреева Л.И., Кожемякин Л.А., Киликун А.А. // Лабораторное дело.- 1988.- №11.- С.41-43;
- Бех Н.Д., Басистюк И.И., Корда М.М., Мартынюк А.Е. // Врачебное дело.- 1989.- №10.- С.25-28;
- Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов.- М.: Медицина, 1989.- 368с.;
- Вагнер Е.А., Заугольников B.C., Ортенберг Я.А., Тавровский В.М. Инфузионно-трансфузионная терапия острой кровопотери - М.:Медицина, 1986.- 160с.;
- Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. - М.:Наука, 1972.- 250с.;
- Говорова Н.Ю., Шаронов Б.П., Лызлова С.Н. Окислительное повреждение эритроцитов миелопероксидазой. Защитное действие сывороточных белков // Бюллетень экспериментальной биологии.-1989.- №4.- С.428-430;
- Климанский В.А., Рудаев Я.И. Трансфузионная терапия при хирургических заболеваниях. - М.: Медицина, 1984.- 256с.;
- Лукьянова Л.Д. // Вестник РАМН.- 2000.- №9. - С.3-12;
- Малышев В.Д., Потапов А.Ф., Трепилец В.Е., Шило В.Ю. // Анестезиология и реаниматология.- 1994.- №6.- С. 53-58;
- Матвеев С.Б., Марченко В.В., Давыдов Б.В. // Хирургия.- 1984.-№9.- С.72-74;
- Медицинские лабораторные технологии: Справочник / Под ред. А.И.Карпищенко. - СПб, 1999.-С.27-28;
- Пахомова Г.В., Утешев Н.С., Лебедев А.Г. и др. Энтеральная коррекция показателей кислородного гомеостаза и ПОЛ у больных гастродуоденальными кровотечениями // Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция: Материалы Всероссийской конференции.- М., 1997. - С.93;
- Abel F.L., Merphy Q.R. Mesenteric, renal, and iliac vascular resistanse in dog after hemorrhage. Am J. Phisiol., 1962, 202,978;
- Descamps - Latscha В., Khoa Th.N., Witko-Sarsat V.et al. Oxidative stress and cardiovascular disease in end - stage renal failure// Cardiovascular disease in end - stage failure renal failure / Ed. By. Loscaizo J. and London G.M. -New York: Oxford University Press, 2000. - P. 245-271;
- Galli С., Socini A. - Acta vitaminol. enzymol., 1982, vol.4, Р.245;
- Grimes A.J. Human red cell metabolism. Blackwell. Scintific publications. Oxford. London. Edinburg. Melboum, 1980;
- Horn H., Bruns F. Biochem Z. - 1958 - Bd 64 - S.315;
- Rona G. // I bid.-1985.-Vol. 17, № 2. - P. 291-306.