CC BY
53
УДК 616.24 : 612.015.3 : 615.5] 001.891.5
В.К. Козлов1, М.В. Козлов1, О.А. Лебедько1, Б.Я. Рыжавский2, Н.В. Морозова2
КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЭХИНОХРОМА А ДЛЯ КОРРЕКЦИИ И ПРОФИЛАКТИКИ СТРУКТУРНО-МЕТАБОЛИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ В СИСТЕМЕ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ НА РАННИХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА
Институт охраны материнства и детства СО РАМН1, 680022, ул. Воронежская, 49, кор.1, тел.: 8(4212)-98-05-91; Дальневосточный государственный медицинский университет2, 680000, ул. Муравьева-Амурского, 35, тел./факс: 8(4212)-32-63-93, г. Хабаровск
Эхинохром А (2,3,5,7,8-пентагидрокси-6-этилнафта-линдион-1,4) является одним из самых распространенных спинохромов - хиноидных пигментов морских беспозвоночных. Исследованиями сотрудников Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН было установлено, что спинохромы обладают антимикробной и антивирусной активностью, но особый интерес у исследователей вызвало наличие у этих веществ, особенно у эхинохрома А, выраженных антиоксидантных антирадикальных свойств [11]. В дальнейшем именно эти свойства эхинохрома А, выделенного из основного пигмента панцирей морских ежей Strongylocentrotus intermedius и Strongylocentrotus nudus, послужили основой для разработки лекарственного препарата «Гистохром» [4, 10], являющегося в настоящее время одним из наиболее эффективных антиоксидантов нового поколения. Высокая фармакологическая активность эхинохрома А обусловлена его способностью играть роль активного перехватчика свободных радикалов, а также хелатировать ионы переменно-валентных металлов, инициирующих сво-боднорадикальное окисление [1, 6, 14, 15]. Обладая цитопротективным, мембраностабилизирующим, ан-тигипоксантным, антиагрегантным, антивоспалительным свойствами, эхинохром А широко применяется в кардиологии, неврологии и офтальмологии [10, 11, 13]. В последнем случае эхинохром А продемонстрировал высокую эффективность, в том числе в виде монотерапии, при лечении детей в возрасте от 1 мес. до 14 лет с воспалительными заболеваниями глаз и гемофтальмами различного генеза [2, 3].
Одной из актуальнейших задач современной детской пульмонологии является поиск наиболее эффективных методов профилактики и коррекции структурно-метаболических нарушений в системе органов дыхания на ранних этапах онтогенеза. О необходимости такого поиска свидетельствует неуклонно увеличивающееся число детей с пороками развития легких, в подавляющем большинстве случаев осложненных пневмопатиями воспалительного генеза с непрерывно-рецидивирующим типом течения [5]. В условиях Дальнего Востока, известного своим экологическим неблагополучием, подобную ситуацию следует оценивать и как проявление экологически обусловленных эмбриофетопатий [9]. Ранее на разработанной нами экспериментальной модели экопатологии отсроченного внешнесредового дизэмбриогенетического эффекта свинца мы установили ведущую роль свобод-норадикальных механизмов в патогенезе деструктивных
Резюме
На основании клинико-экспериментальных исследований установлено, что эхинохром А способен предупреждать и корригировать нарушения свободнорадикального статуса и деструктивные изменения в системе органов дыхания на ранних этапах онтогенеза.
Ключевые слова: свободнорадикальное окисление, морфология, легкие, онтогенез.
V.K. Kozlov, M.V.Kozlov, О-A. Lebedko, B.Ya. Ryzhavskii, N.V. Morozova
CLINICAL AND EXPERIMENTAL MOTIVATION OF ECHINOCHROME A USAGE FOR CORRECTION AND PREVENTIVE MAINTENANCES OF STRUCTURAL
-METABOLIC DISTURBANCES IN RESPIRATORY SYSTEM AT EARLY STAGES OF ONTOGENESIS
Center-SB RAMS - Scientific research institute of Mother and Child Care; Far Eastern State Medical University, Khabarovsk
Summary
By means of clinical and experimental studies it has been determined that echino chrome A is capable to prevent and correct free-radical disturbances and destructive changes in respiratory system at early stages of ontogenesis
Key words: free radicals oxidation, morphology, lung, ontogenesis.
изменений органов дыхания, обусловленных антенатальным воздействием экотоксиканта [7]. Аналогичные механизмы по типу формирования оксидативного стресса были выявлены нами и на клиническом уровне — у детей с хроническими воспалительными заболеваниями легких в стадии ремиссии на фоне порока развития легких (бронхолегочной дисплазии) [8].
Исходя из вышеизложенного, целью нашей работы явилось клинико-экспериментальное обоснование применения эхинохрома А для коррекции и профилактики структурно-метаболических нарушений в системе органов дыхания на ранних этапах онтогенеза.
Материалы и методы
В экспериментальной части работы изучались 40-дневные белые крысы. Животные были разделены на 3 группы. Первая — потомство интактных самок, вторая
и Контроль Б Свинец а Эхинохром А+свинец
Рис. 1. Показатели хемилюминесценции (в % по отношению к контролю) гомогенатов легких 40-дневных белых крыс Примечание. * — р<0,05 в сравнении с показателями контроля.
Рис. 2. Показатели хемилюминесценции (в % по отношению к контролю) сыворотки крови 40-дневных белых крыс Примечание. * — р<0,05 в сравнении с показателями контроля.
— потомство самок, которым на 17-18 дн. беременности через желудочный зонд вводили однократно 4% раствор нитрата свинца (200 мг/кг массы тела). Третья группа — потомство самок, которым в аналогичном режиме вводили нитрат свинца, но на фоне воздействия эхинохрома А в суточной дозе 0,3 мг/кг массы, четырехкратно (на 17; 18; 19 и 21 дн. беременности), в виде внутрибрюшинных инъекций препарата «Раствор гистохрома 0,02% для инъекций». Все животные содержались в условиях одного вивария, пищу и воду получали ad libitum. После дека-питации животных производили забор биоматериала: для хемилюминесцентного (ХМЛ) анализа — сыворотку крови и гомогенаты легких; для морфологического анализа
— правое легкое, парафиновые срезы которого окрашивали гематоксилином и эозином, при помощи морфо-метрической сетки определяли объемную плотность просветов альвеол и межальвеолярных перегородок, как описано ранее [7].
Клиническая часть работы осуществлялась на базе ХФ ДНЦ ФПД СО РАМН - НИИ ОМиД. Проведено исследование, в которое были включены пациенты (7 мальчиков и 4 девочки) от 7 до 12 лет с хроническими воспалительными заболеваниями легких (ХВЗЛ) в периоде ремиссии на фоне пороков развития легких. Средний возраст пациентов составил 8,64±0,62 г. После комплексного клинико-лабораторного обследования пациенты получали эхинохром А в виде препарата «Раствор гистохрома 0,02% для инъекций», который вводили внутримышечно, по 0,5 мл ежедневно. Курс составлял пять инъекций. Забор сыворотки крови на ХМЛ-анализ проводили дважды: до и после монотерапии эхинохромом А. На проведение исследования было получено разрешение Этического комитета ХФ ДНЦ ФПД СО РАМН - НИИ ОМиД. Родители всех пациентов дали информированное согласие на участие детей в исследовании.
С помощью ХМЛ-анализа оценивали свободнора-дикальный статус экспериментального и клинического биоматериала по методикам, описанным нами ранее [12]. Определяли Ssp (интенсивность свободнорадикального окисления), h (содержание гидроперекисей липидов), Sind-1 (скорость накопления перекисных радикалов), Н (величину, обратную перекисной резистентности), Sind-2 (величину, обратную активности антиоксидантной антирадикальной защиты). Интенсивность ХМЛ, измеренную в милливольтах, рассчитывали на 1 мг влажной ткани
или 1 мл сыворотки крови и выражали в относительных единицах. Полученные данные обработаны статистически с использованием 1-критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение
Анализ хемилюминограмм продемонстрировал (рис. 1, 2), что в легких и крови 40-дневных крыс, перенесших антенатальное воздействие нитрата свинца, имело место достоверное увеличение всех исследуемых ХМЛ-показа-телей по отношению к контролю: величины 8зр возросли в 2,0 и 2,4 раза, Ь — в 2,1 и 3,4 раза, 8тё-1 — в 2,2 и 2,8 раза, 8тё-2 — в 2,1 и 3,9 раза, Н — в 2,7 и 3,6 раза соответственно. Подобная ХМЛ-динамика свидетельствует о развитии оксидативного стресса на органном уровне и на уровне организма в целом. Следствием свободнора-дикального повреждения и окислительной модификации соответствующих биоструктур явились деструктивные изменения в легких: гиперплазия лимфоидной ткани в стенках бронхов и перибронхиальной соединительной ткани, снижение относительного объема компартмента респираторного отдела легких (рис. 3).
В легких и крови 40-дневных белых крыс, антенатально подвергнутых воздействию нитрата свинца на фоне введения эхинохрома А, все исследуемые показатели ХМЛ-кинетики не имели достоверных отличий от аналогичных величин в группе контроля (рис. 1, 2). Морфологическая картина легких при этом также соответствовала
Рис. 3. Легкое 40-дневной крысы, подвергнутой антенатальному воздействию нитрата свинца. Окраска гематоксилином и эозином. Увеличение 7x10
Параметры хемилюминесценции (отн. ед.) сыворотки крови у детей с ХБЗЛ в стадии ремиссии на фоне применения эхинохрома А (М±m)
Примечание. * — р<0,05 при сравнении между группами.
норме: патологических отклонений в структуре органа выявлено не было.
Полученные экспериментальные данные обосновывают возможность применения эхинохрома А для антенатальной профилактики и коррекции дефектов морфогенеза легких, обусловленных свободнорадикальными механизмами эмбрионального импринтинга экотоксикантов.
Эффективность применения эхинохрома А для коррекции нарушений свободнорадикального статуса при непосредственном (прямом) воздействии и на более позднем этапе онтогенеза оценивалась у детей с ХВЗЛ в стадии ремиссии на фоне пороков развития легких. Анализ свободнорадикального статуса сыворотки крови выявил, что после применения препарата все исследуемые ХМЛ-параметры достоверно снизились в сравнении с аналогичными показателями до применения эхинохро-ма А. Так, уровни Sind-2 и Н снизились в 1,6 и 1,9 раза, что свидетельствует о соответствующем повышении активности антиоксидантной антирадикальной защиты и перекисной резистентности. На этом фоне активность свободнорадикальных процессов ^р) снизилась в 1,5 раза, концентрация гидроперекисей липидов (Ь) — в 1,7 раза, скорость образования перекисных радикалов — в 1,6 раза (таблица). Результаты ХМЛ-ана-лиза динамики показателей свободнорадикального статуса сыворотки крови на фоне применения эхинохрома А у детей с ХВЗЛ в стадии ремиссии с пороками развития легких свидетельствуют о том, что в данной клинической ситуации препарат эффективно реализует свои антиоксидантные свойства и значительно снижает интенсивность свободнорадикального окисления, в том числе на этапе пероксидации липидов.
Таким образом, применение эхинохрома А при структурно-метаболических нарушениях в системе органов дыхания на ранних этапах онтогенеза патогенетически целесообразно и высокоэффективно. Следует отметить не только терапевтическую, но и профилактическую значимость выявленных эффектов.
Выводы
1. Антенатальное воздействие нитрата свинца индуцирует деструктивные свободнорадикальные и морфологические изменения в легких 40-дневных белых крыс. Антенатальное воздействие эхинохрома А предупреждает развитие этих нарушений.
2. Применение эхинохрома А в качестве монотерапии у детей с ХВЗЛ в стадии ремиссии на фоне пороков развития легких повышает перекисную резистентность, антиоксидантную антирадикальную защиту организма и эффективно снижает интенсивность свободнорадикаль-
ного окисления, в том числе на этапе пероксидации липидов.
3. Эхинохром А способен предупреждать и корригировать нарушения свободнорадикального статуса и деструктивные изменения в системе органов дыхания на ранних этапах онтогенеза.
Литература
1. Бердышев Д.В., Глазунов В.П., Новиков В. Л. Изучение механизмов антиоксидантного действия 2,3,5,6,8-пентагидрокси-7-этил-1,4-нафтохинона (эхинохрома А) с использованием теории функционала плотности. Сообщ. 1. Взаимодействие эхинохрома А с гидропероксидным радикалом // Известия Академии наук. Серия химическая. - 2007. - №3. - С. 400-415.
2. Гусева М.Р., Дубовская Л.А., Чиненов И.М. и др. Комплексное лечение внутриглазных кровоизлияний с применением антиоксидантного препарата «Гистохром» у детей // Рефракц. хирургия и офтальмология. - 2003. -Т.3, №1. - С. 70-76.
3. Гусева М.Р., Чиненов И.М., Ширшов М.В. и др. Применение антиоксидантного препарата «Гистохром» в комплексном лечении внутриглазных кровоизлияний у детей разного возраста // Вестник офтальмологии. - 2005.
- №2. - С. 24-28.
4. Догадова Л.П., Тихомирова Н.М., Максимов О.Б и др. Средство, обладающее свойством рассасывания гемоф-тальмов // Патент России № 1826909, 1993. Бюл. №25.
5. Козлов В.К., Рыжавский Б.Я., Лебедько О.А. и др. Этиопатогенетические и клинические особенности формирования хронических обструктивных болезней легких у детей Приамурья // Бюл. физиол. и патол. дыхания СО РАМН. - 2007. - Вып. 24. - С. 11-12.
6. Лебедев А.В., Иванова М.В., Красновид Н.И. и др. Кислотные свойства и взаимодействие с супероксид анион-радикалом эхинохрома А и его структурных аналогов // Вопросы медицинской химии. - 1999. - Т. 45, №2. - С. 123-130.
7. Лебедько О.А., Рыжавский Б.Я. Влияние введения нитрата свинца беременным крысам на легкие их потомства // Бюл. эксперим. биол. и мед. - 2004. - Т. 139, №6.
- С.621-623.
8. Лебедько О.А., Гусева О.Е., Козлов В.К. Нарушения оксидативного метаболизма при хронических брон-хообструктивных заболеваниях легких у детей // Бюл. физиол. и патол. дыхания СО РАМН. - 2007. - Вып. 27.
- С. 12, 13.
9. Михайлов В.М., Козлов В.К. Психическое и физическое здоровье детей и подростков Приамурья на рубеже XXI века. - Хабаровск, 2000. - 119 с.
10. Мищенко Н.П., Федореев С.А., Багирова В.Л. Новый оригинальный отечественный препарат «Гистохром» // Хим.-фармацевт. журн. - 2003. - Т. 37. - С. 49-53.
11. Мищенко Н.П., Федореев С.А., Догадова Л.П. Препарат «Гистохром» для офтальмологии // Вестник ДВО РАН. - 2004. - №3. - С. 111-119.
12. Приезжева Е.Ю., Лебедько О.А., Рыжавский Б.Я. и др. Влияние введения нитрата свинца беременным крысам на почки их потомства // Дальневост. мед. журнал.-2007.- №3.- С. 30-32.
13. Стоник В.А., Гусев Е.И., Мартынов М.Ю. и др. Поиск веществ для лечения геморрагического инсуль-
Период Параметры
Ь Н
До применения эхинохрома А 0,127 ±0,005 0,161 ±0,008 0,297 ±0,008 0,410 ±0,010 0,451 ±0,016
После применения эхинохрома А 0,087 ±0,005* 0,096 ±0,008* 0,182 ±0,010* 0,221 ±0,009* 0,290 ±0,008*
та. Использование магнитно-резонансной томографии в оценке эффективности гистохрома // Доклады Академии наук. - 2005.- Т. 405, № 5. - С. 696-698.
14. Lebedev A.V., Ivanova M.V., Levitsky D.O. Iron chelators and free radical scavengers in naturally occurring polyhydroxylated 1,4-naphthoquinones // Hemoglobin. -2008. - Vol. 32, №1. - P. 165-179.
15. Lebedev A.V., Ivanova M.V., Levitsky D.O. Echinochrome, a naturally occurring iron chelator and free radical scavenger in artificial and natural membrane systems // Life Sci. - 2005. - Vol. 76, №8. - P. 863-875.
Координаты для связи с авторами: Козлов В.К. — e-mail: [email protected]
□□□
УДК 612.015.11 : 616.24 - 002.2-06] - 053.2
О.Е. Гусева, О.А. Лебедько, В.К. Козлов
ОСОБЕННОСТИ БИОГЕНЕЗА СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ У ДЕТЕЙ С ХРОНИЧЕСКИМИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ЛЕГКИХ НА ФОНЕ ДЕФЕКТОВ ОРГАНОГЕНЕЗА РЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ
Институт охраны материнства и детства СО РАМН, 680022, ул. Воронежская, 49, кор. 1, тел.: 8(4212)-98-05-91, г. Хабаровск
Болезни органов дыхания стабильно занимают в России, в том числе в Дальневосточном федеральном округе, первое место в структуре общей заболеваемости детей и подростков [4], значительный удельный вес среди них составляют хронические воспалительные заболевания легких (ХВЗЛ). В 5-20% случаев ХВЗЛ формируются на фоне пороков развития легких, принимая при этом тяжелый, непрерывно рецидивирующий характер течения [3, 6]. По мнению [5], в основе прогредиентности данного вида патологии лежат недостаточно изученные биологические дефекты основополагающих механизмов саноге-неза, что диктует необходимость углубленного изучения механизмов сигнальной трансдукции, опосредующих персистирующее течение заболевания.
Известно, что в качестве мессенджеров межклеточной и внутриклеточной сигнализации радикальные дериваты кислорода регулируют морфогенез органов дыхания, обеспечивая реализацию антагонистических процессов детерминации, пролиферации, дифференцировки, редукции и интеграции [9, 13]. Кроме того, свободные радикалы или непосредственно, или через формирование продуктов липидной пероксидации, активируя ре-докс-чувствительные факторы транскрипции и каскады стресс-киназ, являются триггерами воспалительных процессов в респираторной системе [12]. Тем не менее, данных о процессинге свободных радикалов при ХВЗЛ на фоне дефектов органогенеза у детей нами в доступной литературе не обнаружено.
Целью настоящей работы явилась оценка биогенеза свободных радикалов в сыворотке крови и мембранах эритроцитов у детей в периоды обострения и ремиссии ХВЗЛ на фоне дефектов органогенеза респираторной системы.
Материалы и методы
На базе клиники НИИ охраны материнства и детства было проведено исследование, в которое были включены 43 пациента 12-17 лет с ХВЗЛ в периоды обострения по бронхитическому типу и клинико-лабораторной ремиссии на фоне пороков развития легких. Контрольную группу составили 23 ребенка I и II группы здоровья. Анализируемые группы были сопоставимы по возрастно-по-ловому составу. Диагноз ХВЗЛ установлен на основании комплексного клинического обследования по дифференциально-диагностическому алгоритму, включая трансторакальную биопсию с морфологическим исследованием биоптатов легких. В 100% подтвержден порок развития легких (гипо- и дисплазия легких).
Забор крови у детей обеих групп для исследования свободнорадикального статуса осуществлялся натощак, в утренние часы. Для интегральной оценки процессов биогенеза свободных радикалов в сыворотке крови и мембранах эритроцитов использовали метод хемилюми-несценции (ХЛ). Регистрацию ХЛ осуществляли на люминесцентном спектрометре LS 50В «PERKIN ELMER» по методикам [1, 2, 7]. При исследовании спонтанной и индуцированной Fe2+ ХЛ определяли: S-sp как светосум-му за 1 мин спонтанной ХЛ, величина которой коррелирует с интенсивностью генерации свободных радикалов; Sind-1 как светосумму за 2 мин Fe^-индуцированной ХЛ, величина которой отражает интенсивность накопления перекисных радикалов. Определяли Sluc — светосумму за 1 мин люцигенин-зависимой ХЛ, величина которой прямо коррелирует с содержанием супероксиданион-ра-дикала. Кинетику ХЛ, инициированную Н2О2 в присутствии люминола, анализировали по параметрам: S-lum — светосумме за 1 мин люминол-зависимой ХЛ, вели-
