CC BY
40
Раздел V
РЕДАКЦИОННЫЙ ПОРТФЕЛЬ
УДК 616-002. 2. 3
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВОСПАЛЕНИЯ В ЛЕГКИХ У КРЫС НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕОЛИТ-СОДЕРЖАЩИХ СОРБЕНТОВ C ИОНООБМЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ
А.Р. АНТОНОВ, Н.Е. БЛЮМ, Л.В. ВОХМИНЦЕВА, Н.Н. МАЯНСКАЯ, С.Д. МАЯНСКАЯ, Н.А. НАСЕНКОВА, А.Г. РОНИНСОН*
Используемая при пневмонии антибактериальная терапия нередко приводит к резистентности ее возбудителей к ряду препаратов, в частности, антибиотикам [9, 12], а также к дисфункции иммунной системы [2]. Отсюда необходимость дополнять антибактериальную терапию средствами, позволяющими повысить эффективность воздействия на процесс воспаления.
Исследования последних лет показали, что цеолитсодержащие сорбенты (ЦСС) с ионообменными свойствами обладают способностью оказывать противовоспалительное и иммуномодулирующее действие [5]. Они могут удалять из организма большинство токсических продуктов экзогенного (загрязнения высокотоксичными солями тяжелых металлов, радионуклидами) и эндогенного (токсические метаболиты, продукты тканевого распада при различных патологических состояниях) происхождения. В настоящей работе указанные свойства ЦСС были использованы для удаления эндогенных токсических продуктов, накапливающихся у животных с экспериментальным воспалением в легких за счет тканевого распада, секреции различных биологически активных веществ из тучных клеток, лейкоцитов и макрофагов, а также за счет накопления продуктов перекисного окисления липидов.
Цель исследования - изучение характера течения экспериментального воспаления в легких у крыс и особенностей функционального состояния фагоцитирующих клеток на фоне применения ЦСС с ионообменными свойствами.
Материал и методы исследования. В исследованиях использовали 70 крыс-самцов линии Вистар, полученных из вивария НГМА, массой 180-220 г. Экспериментальное моделирование пневмонии (ЭП) производили путем распыления через трахею с помощью специального зонда сефадекса G-100. Развитие воспаления в легких подтверждалось данными гистологических исследований. Часть животных (группа ЭП+Л), получала ежедневно через зонд, начиная с первого дня эксперимента, внутри-желудочную литотерапию путем введения водной взвеси стандартизованного сорбента с ионообменными свойствами на основе природных клиноптилолитов (100 мг/кг массы тела). Контролем служил материал от интактных особей, находившихся на общем рационе вивария. На 1-е, 7-е и 21-е сутки брали на исследование гомогенат легких и периферическую кровь животных.
В нейтрофилах (Нф) периферической крови определяли кислород зависимую биоцидность с использованием спонтанного и индуцированного зимозаном НСТ-теста [4], а также содержание катионных белков с помощью лизосомально-катионного теста (ЛКТ) цитохимическим методом по В.Е. Пигаревскому [7]. В гомогенате легких и сыворотке крови измеряли содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ): малонового диальдегида (МДА) в реакции с тиобарбитуровой кислотой, диеновых конъюгатов (ДК) и дикетонов [3], активность каталазы содержание восстановленного глутатиона.
Статистическую обработку материала проводили на ПК PC Pentium-200 MMX при помощи пакета прикладных программ Ехсе1 7.0 определением ошибки средней (M±m), критерия Стьюдента и корреляционного анализа Различия сравниваемых показателей принимались за достоверные при р<0,05.
Новосибирский госмедуниверситет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ, 630091, г.Новосибирск, ул. Красный проспект, д. 52; Сибирский федеральный центр оздоровительного питания, г. Новосибирск. ул. Ленина, д.28. телефон (383) 2221380
Результаты исследований. После моделирования воспаления в легких уже через 1 сутки у подопытных особей обнаруживалось значительное изменение поведения: вялость, значительное снижение аппетита и двигательной активности. Развитие воспаления в легких при моделировании ЭП подтверждалось данными гистологических исследований на всех сроках исследования.
У животных, с первых суток ЭП получавших ЦСС, уже на 7-е сутки в ранней стадии затихания в очагах уменьшалось числа Нф, увеличивалось количество макрофагов. Отмечалось очищение участков деструкции с развитием тонкого слоя молодой грануляционной ткани, тогда как в группе крыс с ЭП, не получавших ЦСС, и на 20-й день оставались признаки воспаления стенок сосудов, участки диапедезных кровоизлияний и незрелость грануляционной ткани. Полученные данные указывают на то, что в условиях применения сорбентов с ионообменными свойствами альтеративно-экссудативные, а в дальнейшем и пролиферативные процессы протекают быстрее в среднем на 710 дней. Цитохимические исследования лейкоцитов крови показали повышение показателей спонтанного НСТ-теста (сНСТ) уже с первого дня ЭП с максимумом на 7-й день, когда он возрастал в 3,7 раза по сравнению с интактными крысами, что свидетельствует о развитии окислительного стресса у животных с ЭП. К 21му дню повышение показателей было менее выражено. Однако при стимуляции Нф показатель индуцированного зимозаном НСТ-теста возрастал значительно в меньшей степени, чем у здоровых животных. В результате отмечалось достоверное снижение индекса стимуляции (ИС) на 21-й день (1,1±0,11 против 1,8±0,21 у контрольных крыс, р<0,05) (табл. 1). Это данные говорят о выраженном снижении биоцидного резерва Нф у крыс с ЭП к 21-му дню эксперимента. При введении крысам с ЭП ЦСС с ионообменными свойствами также обнаруживалось повышение показателя сНСТ на всех сроках исследования, а стимуляция зимозаном вызывала его дальнейшее увеличение. ИС у животных этой группы приближался по своей величине к таковому контрольных животных. При этом он был достоверно выше, чем у крыс с пневмонией без применения цеолитов (1,95 ±0,10, в сравнении с 1,1 ±0,11, р<0,05) (табл. 1).
Повышение ИС свидетельствует о усилении фагоцитирующей функции Нф и моноцитов, которые, как и тканевые макрофаги, играют ключевую роль в иммунном ответе, осуществляя кооперацию с Т- и В-лимфоцитами и элиминацию антигенов и иммунных комплексов [6, 10]. Не случайно рост ИС отмечается в период реконвалесценции больных острой пневмонией, т.е. это благоприятный прогностический признак [11].
Таблица 1
Динамика показателей НСТ-теста в лейкоцитах крови у крыс (M±m)
Показатели НСТ- теста Интактные крысы (контроль) ЭП
1-й день 7-й день 21-й день
сНСТ-тест I II 10,4±1,0 18,8±1,9* 23,2±2,0* 38,7±1,21** 31,25±1,9*# 20,8±3,43* 16,6±1,41*
зНСТ-тест I II 18,8±1,42 28,0±2,9* 32,0±2,0* 47,0±2,9** 46,0±4,6* 24,2±0,94 32,4±2,21*
ИС I II 1,8±0,21 1,5 ± 0,21 1,4±0,09* 1,2±0,16 1,5±0,10*# 1,1± 0,11* 1,95±0,10#
Примечание. I - показатели у крыс с ЭП; II - показатели у крыс с ЭП, получавших ЦСС; достоверность различий по сравнению с контрольной группой: * - р<0,05; ** - р<0,001; # - достоверные различия между группами крыс, получавших ЦСС и не получавших его, р<0,05.
Кислород-независимую (КНЗ) биоцидность нейтрофилов крови определяли по изменениям в них уровня катионных белков, измеренного путем цитохимического ЛКТ (табл. 2). У крыс с ЭП показатель СЦК в динамике экспериментальной пневмонии почти не менялся, что говорит о низкой КНЗ биоцидной активности Нф и о пониженном защитном потенциале.
У экспериментальных животных, получавших сорбент, ужу с первых суток воспаления Нф отвечают значительным выбросом катионных белков, что способствует наилучшей антибактериальной защите со стороны фагоцитирующих клеток.Для определения чувствительности Нф к ингибитору синтеза лейкотриенов МК-886, последний добавляют в цельную кровь до окраски мазка крови красителем зеленым прочным. В норме содержание КБ в Нф под влиянием МК-886 падает на 45-50%.
В условиях воспалительной патологии чувствительность НФ к ингибитору резко падает, и количество КБ в Нф практически не изменяется, по сравнению с контрольным уровнем. Лишь по мере восстановления чувствительность лейкоцитов к действию ингибиторов снова возвращается к 100% (табл.2). У крыс с ЭП, получавших с первого дня эксперимента ЦСС, чувствительность к ингибитору падает лишь в 1-е сутки, восстанавливаясь к 7-10 суткам. Эти данные также говорят о повышении защитного потенциала Нф у крыс под влиянием ЦСС.
Окислительный стресс при воспалительной патологии сопровождается интенсификацией ПОЛ, приводящей к дестабилизации клеточных мембран, что является неотъемлемой частью патогенеза пневмонии. Показана зависимость активации процессов ПОЛ от местной лейкоцитарной реакции в легких [13], которая меняется и в условиях наших экспериментов при моделировании пневмонии, о чем можно судить по изменению функциональной активности Нф в крови. Это совпадает и с результатами проведенного морфологического исследования.
Определение в крови уровня МДА, диеновых конъюгатов (ДК) и дикетонов показало, что на 7-й и 21-й дни их уровень в сыворотке крови превышает таковой у интактных крыс (табл.2). Рост уровня МДА на 1-е сутки ЭП было отмечено и в ткани легких (с 19,1±2,10 мкмоль на 1 г белка в контроле до 26,5±2,0 у крыс с ЭП).
Таблица 3
Динамика показателей концентрации МДА, ДК и дикетонов в сыворотке крови у крыс с ЭП (M+m)
Показатели Контроль ЭП ЭП + ЦСС
МДА - 1-е сутки 10,9±0,36 14,2±0,48* 11,6±0,35#
МДА - 7-е сутки 15,3±0,52* 12,5±0,84#
МДА - 21-е сутки 14,6±0,54* 10,6±0,29#
ДК - 1-е сутки 1,19 + 0,09 1,21 + 0,04 1,32 + 0,02*
ДК - 7-е сутки 1,48 + 0,05* 1,20 + 0,08#
ДК - 21-е сутки 1,41 + 0,05* 1,18 + 0,04*#
Дикетоны - 1-е сутки 0,27 + 0,03 0,35 + 0,04* 0,33 + 0,06*
Дикетоны - 7-е сутки 0,38 + 0,025* 0,28 + 0,03*#
Дикетоны - 21-е сутки 0,4 + 0,05* 0,26 + 0,04*#
Примечание. * - достоверные отличия от соответствующих показателей у интактных животных, р<0,05; # - достоверные различия между соответствующими показателями у крыс с ЭП и у крыс с ЭП+ЦСС
При применении ЦСС у животных с ЭП повышения уровня МДА не обнаруживалось. Во все дни содержание МДА находилось на уровне контрольных особей. При этом на 1-й день эксперимента уровень МДА ниже в легких почти в 2 раза, а в крови на
7-й день - в 1,4 раза, на 20-й - в 1,3 раза меньше, чем у крыс с пневмонией, не получавших цеолит (табл.2).
Таблица 4
Изменение активности каталазы в гемолизате эритроцитов и содержания восстановленного глутатиона (GSH) в легких в динамике развития экспериментальной пневмонии ^ + m)
Дни ЭП 1 -й день 7-й день 21-й день
Активность каталазы I II 10,3±0,82 10,9±0,42# 12,2±0,21 11,3±0,56# 9,7±0,92 13,5±0,91#
08Н I II 13,6±0,78 10,5±0,72# 7,1±0,33* 12,5±0,46# 8,5±0,31* 11,9±0,28#
I - показатели у крыс с ЭП; II - показатели у крыс с ЭП, получавших ЦСС; активность каталазы выражена в ммоль субстрата/л/мин.; концентрацию глутатиона выражали в мг%; * - достоверные отличия показателей от уровня, обнаруженного в 1-е сутки: р<0,05; # - достоверные различия
между группами крыс, получавших ЦСС и не получавших его, р<0,05
В патологических условиях, которые имеют место при ЭП, значительная и длительная активация ПОЛ, важную роль в компенсации этих сдвигов должна играть естественная антиоксидантная система защиты (АОЗ). ЭП у крыс сопровождалась снижением уровня восстановленного глутатиона в ткани легких. Активность каталазы в гемолизате эритроцитов оставалась на прежнем уровне. Это указывает на недостаточную компенсаторную способность АОЗ у особей с ЭП (табл.4). У животных, получавших ЦСС, имелся достоверный рост уровня антиоксидантов в течение эксперимента и торможение процессов ПОЛ, особенно на 7-е и 21-е сутки (табл. 3). Данный эффект может быть еще одним благоприятным прогностическим фактором, о чем говорят данные ряда авторов [1, 8].
Суммируя полученные данные, можно сказать, что использование сорбента с ионообменными свойствами способствует нормализации большинства измененных при ЭП показателей, а именно функциональной активности Нф, Мф, продуктов ПОЛ в тканях легких и крови, а также нарушения баланса между ПОЛ и системой АОЗ. Полученные данные демонстрируют, что в условиях использования сорбентов с ионообменными свойствами альтеративно-экссудативные, а в дальнейшем и пролиферативные процессы с выздоровлением протекают быстрее. В этой же группе наблюдается более быстрое затихание очагов поражения с увеличением количества макрофагов, что коррелирует с более ранним и выраженным началом репаративных процессов в группе ЭП+Л.Учитывая полученные данные о комплексном воздействии сорбента с ионообменными свойствами, как средства, способного корригировать измененные при ЭП показатели, можно считать патогенетически обоснованным и целесообразным его применение дополнительно к традиционным методам реабилитации при пневмонии.
Литература
1. Балтийская Н.В. и др. // Клин. мед.- 1990.- № 10.- С. 55.
2. Воробьев Л.П., Бусарова Г.А. // Пульмонология.- 1997.-№1.- С. 18-24.
3. Гаврилов В.Б., Мишкорудная М.И. // Лаб. дело.- 1983.-№ 3.- С. 33-35.
4. Диагностическая ценность лейкоцитарных тестов: Метод. рекоменд.- Новосибирск, 1996.- 32 с.
5. Маянская Н.Н., Новоселов Я.Б. Саногенетические принципы воздействия на организм средств на основе природных минералов.- Новосибирск, 2000.- 89 с.
6. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге.- Новосибирск,1989.- 344 с.
7. Пигаревский В.Е. Зернистые лейкоциты и их свойства.-М.: Медицина, 1978.- 127 с.
8. Провоторов В.М., Зиземская Е.В. // Тер. архив.- 1992.-Т.64, № 3.- С. 29-32.
9. Страчунский Л.С. и др. // Клин. микробиол. и антимикроб. химиотер.- 2002.- Т. 4, №3.- С. 267-277.
10. Фрейдлин И.С., Тотолян А.А. /В кн: Механизмы воспаления бронхов и противовоспалительная терапия.- СПб: Нормед-Издат, 1998.- С.308-386.
Таблица 2
Изменение содержания КБ в Нф периферической крови у крыс в динамике развития ЭП на фоне применения сорбента ^ + m)
Контроль 1 день 7 день 21 день
ЭП ЭП + ЦСС ЭП ЭП + ЦСС ЭП ЭП +ЦСС
СЦК 1,1+0,03 1,2+0,03 0,8 ±0,05* 1,1+0,05 0,8±0,56* 1,1+0,03 1,2 ±0,05
ИИ МК-886 0,6+0,08 1,0+0,21* 0,9+0,11* 0,9+0,20* 0,8+0,11* 0,8+0,32 0,7+0,12
Примечание. СЦК - показатель, отражающий содержание катионных белков в Нф, выражено в условных ед.; ИИ - индекс ингибирования под влиянием МК-886; * -достоверные отличия показателей у крыс на различных сроках течения экспериментальной пневмонии от контрольного уровня, р<0,05
11. Яковлев В.А.. и др. // Тер. арх.- 1992.- N° 3.- С. 22-26.
12. Amsden G.V., Amankwa K. // Ann Pharmacother.- 2001.-Vol.163.- P. 480-488.
13. Cohen A.B., Rossi M. // Amer. rev. resp. dis.- 1983.-Vol.127, №2.- P. 53-59.
14. Sies H. Oxidative stress: Introductory remarks // Oxidative stress.- L.:Acad.Press, 1985.- P. 1-8.
PECULIARITIES OF DEVELOPMENT OF LUNG’S INFLAMMATION IN EXPERIMENTAL RATS ON BACKGROUND OF USE OF SORBENTOLS WITH IONOMETABOLIC CHARACTERISTICS CONTAINED ZEOLITE
A.ANTONOV, N. BLUM, L.VOKHMINTSEVA, N. MAYANSKAYA,
S. MAYANSKAYA, N. NASSENKOVA, A. RONINSON
Summary
The data about the complex influence of sorbentols with iono-metabolic characteristics as corrector mean of parameters are revealed. The use of this method with traditional treatment for rehabilitation of pneumonia is effective and advisable.
Key words: ionometabolic characteristics, sorbentols
УДК 616-002. 2. 3. 085
ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ВОСПАЛЕНИЯ В ЛЕГКИХ У КРЫС НА ФОНЕ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
А.Р. АНТОНОВ, Н.Е. БЛЮМ, Л.В. ВОХМИНЦЕВА,
Н.Н. МАЯНСКАЯ, С.Д. МАЯНСКАЯ, Н.А. НАСЕНКОВА*
Медицинское и социально-экономическое значение пневмоний чрезвычайно высоко из-за своей распространенности в структуре заболеваемости человека, учащения возникновения атипичных пневмоний, значительной летальности и инвалидиза-ции больных [7-9]. Острота и характер воспалительной реакции в легких, развертывание регенераторных процессов зависят от степени функциональной активности клеток-эффекторов воспаления и их функциональных резервов. Особое внимание уделяется нарушению фагоцитарной активности макрофагов, развитию вторичного иммунодефицита различной степени выраженности на фоне экологического неблагополучия региона [6, 11], наличия вредных привычек, особенно таких, как хроническое употребление алкоголя. Эти факторы грозят не только оказать необратимое воздействие на генофонд человечества, его здоровье и на социальный аспект жизни, но и могут существенно модифицировать преморбидный фон многих заболеваний, усугубляя их тяжесть.
Цель работы - исследование влияния злоупотребления алкоголем на течение экспериментальной пневмонии у крыс.
Материал и методы исследования. В исследованиях использовали 70 крыс-самцов линии Вистар, полученных из вивария НГМУ, массой 180-220 г. Крысы находились на общевивар-ном рационе, со свободным доступом к воде. Все экспериментальные воздействия проводились в утренние часы - с 10 ч. У части крыс воспроизводили хронический алкоголизм введением крысам Вистар 10% раствора спирта в количестве 1 мл/сутки per os через зонд в течение 44 дней. На 24-й день в легких вызывали экспериментальную пневмонию (ЭП) путем распыления через трахею с помощью специального зонда сефадекса G-100. Развитие воспаления в легких подтверждалось данными гистологических исследований. Часть животных (группа ЭП+Л) получала ежедневно через зонд, начиная с первого дня опыта, внутрижелу-дочную литотерапию путем введения водной взвеси стандартизованного сорбента с ионообменными свойствами на основе природных клиноптилолитов (100 мг/кг массы тела). Контролем служил материал от интактных животных, находившихся на общепринятом рационе вивария. На 1-е, 7-е и 21-е сутки брали на исследование гомогенат легких и периферическую кровь животных. В нейтрофилах (Нф) периферической крови определяли кислород-зависимую биоцидность с использованием спонтанного
Новосибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию РФ, 630091, г.Новосибирск, ул. Красный проспект, д. 52
и индуцированного зимозаном НСТ-теста [3]. В гомогенате легких и сыворотке крови измеряли содержание продуктов пере-кисного окисления липидов (ПОЛ): малонового диальдегида (МДА) в реакции с тиобарбитуровой кислотой, диеновых конъюгатов (ДК) и дикетонов [2], активность каталазы, содержание восстановленного глутатиона.
Статистическую обработку материала проводили на ПК PC Pentium-200 MMX при помощи пакета прикладных программ Ехсеї 7.0 определением ошибки средней (M±m), критерия Стьюдента и корреляционного анализа Различия сравниваемых показателей принимались за достоверные при р<0,05.
Результаты исследований. Уже на 1-е сутки в легочной ткани обнаруживалось скопление элементов воспаления с примесью Нф. Альвеолы были заполнены преимущественно серозным экссудатом, ближе к очагу воспаления легочная ткань содержала фибринозный выпот. У алкоголизированных крыс (АК) наблюдались явления некроза, на 7-е сутки появлялись очаги некроза в межальвеолярных перегородках и стенках бронхов, которые местами были некротизированы на всю толщину. Лишь на 20-е сутки стали появляться признаки восстановительных процессов. Гистологические исследования подтвердили появление признаков очищения участков деструкции с развитием тонкого слоя молодой грануляционной ткани, стали формироваться участки эмфиземы за счет компенсаторного расширения альвеол и фокусы ателектазов.
Таблица 1
Количественный состав фагоцитирующих клеток (Нф и Мф) у АК с ЭП (в %% от общего числа клеток, принятого за 100%; М_+ т)
Условия опыта Нф Мф Мф/Нф Очаги некроза
Контроль: 40,0 + 2,21 60,0 + 4,19 1,5 + 0,11 Нет
Крысы с этанолом 63,3 + 2,34* 36,7 + 1,54* 0,58 + 0,09* Нет
Этанол ЭП: 1-е сутки 53,3 + 3,02* 46,7 + 2,37* 0,88 + 0,05* 15%
7-е сутки: 66,7 + 3,48* 33,3 + 1,44* 0,50 + 0,05* 25%
20-е сутки: 51,7+2,28 48,3 + 2,19* 0,93 + 0,15* следы
Примечание. * - достоверные отличия от контроля, р<0,05
Как видно из табл. 1, этанол сам по себе, без дополнительных вмешательств в легких, вызывал перераспределение нейтро-филов и макрофагов в мазках-отпечатках. Обращало на себя внимание значительное снижение макрофагов в легких, по сравнению с интактными животными. Количество нейтрофильных гранулоцитов, напротив, было увеличено по сравнению с контролем. В первой половине срока экспериментальное воспаление в легких у АК наблюдалось превалирование числа нейтрофилов над числом макрофагов, наиболее выраженное на 7-е сутки ЭП. Лишь к 20-м суткам количество макрофагов стало приближаться к количеству нейтрофилов в мазке-отпечатке, но в отличие от результатов, полученных у крыс с ЭП без алкогольного фона, не достигало контрольного уровня. Недостаточная миграция макрофагов в легкие совпадала с замедлением репаративных процессов и исчезновением нагноения. Изменения кислород-зависимой биоцидности нейтрофилов в динамике развития ЭП у АК определяли по показателям НСТ-теста (табл. 2).
Введение алкоголя крысам сопровождалось двукратным увеличением показателя сНСТ-теста. Однако в ответ на инкубацию крови с зимозаном показатель зНСТ-теста не повышался. Отсюда индекс стимуляции у АК был более, чем в 2 раза ниже, чем у интактных животных (р<0,05). Хроническое введение этанола крысам приводило к значительному снижению резервов биоцидности нейтрофилов и моноцитов, которые, как и тканевые макрофаги, играют ключевую роль в иммунном ответе, осуществляя и кооперацию с Т- и В-лимфоцитами, и элиминацию антигенов и иммунных комплексов [5]. В первые сутки ЭП показатель сНСТ-теста у АК был выше, чем в контроле примерно в 3 раза, но почти не отличался от такового у АК без пневмонии. К 20-м суткам показатель сНСТ-теста снизился, но был в 1.5 раза выше, чем в контроле и в 1,5 раза ниже, чем у АК без пневмонии. Ответ на инкубацию с зимозаном на всех сроках эксперимента был ниже уровня сНСТ-теста. Наиболее информативны показатели
