CC BY
61
IVK
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК 616-001.017-074:577.121.4
РОЛЬ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
В ОСОБЕННОСТЯХ МЕТАБОЛИЗМА КЛЕТОК ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ТРАВМЕ
О.В. Костина, А.Г. Соловьева, Ю.В. Зимин,
ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»
Костина Ольга Владимировна - e-mail: [email protected]
Исследовались показатели прооксидантной, антиоксидантной и ферментативной систем, содержание глюкозы и лактата в ранний период ожоговой болезни. Показано наличие дисбаланса
между про- и антиоксидантной системами, энзимопатии и углеводного гиперметаболизма. Оценена степень взаимосвязи между показателями окислительного статуса, углеводного обмена и оксидоредуктазами.
Ключевые слова: термическая травма, окислительный статус, антиоксидантная активность, углеводный обмен, энзимопатия.
Parameters of lipid peroxidation, antioxidant status, glucose and lactate at early period of burn disease were analyzed. The presence of disbalance between pro- and antioxidant status, enzymopathy and carbohydrate hypermetabolism is shown in the article. The degree of interconnection between indexes of oxidative status, carbohydrate metabolism and oxidoreductases has been estimated.
Key words: termal trauma, oxidative status, antioxidant activity, carbohydrate exchange, enzymopathy.
Хорошо известно, что важнейшей составляющей в патогенезе ожоговой болезни является энергетическая и белковая недостаточность, снижающая адаптационную резистентность организма и его компенсаторные возможности [1, 2]. Характер системной взаимосвязи различных биохимических показателей в организме при термической травме в настоящее время остается недостаточно изученным. В решении этого вопроса важную информацию можно получить при расчете коэффициентов коррелятивных взаимоотношений между показателями окислительного статуса, углеводного обмена и оксидоредуктазами в ранний период ожоговой болезни.
Цель работы - выявление взаимосвязи между интенсивностью перекисного окисления липидов, общей антиоксидантной активностью плазмы крови, перекисной резистентностью эритроцитов, уровнями глюкозы и лактата, активностями лактатдегидрогеназы, альдегиддегидрогеназы у пациентов с термической травмой.
Материал и методы
Для исследований использовалась кровь 22 пациентов с ожогами пламенем 11-111 степени на площади 15-40% поверхности тела. Больные обследовались в течение первых четырех суток после травмы. В качестве контроля использовалась кровь практически здоровых людей (п=40). Показатели перекисного окисления липидов
(ПОЛ), общей антиоксидантной активности (АОА) плазмы крови и перекисная резистентность эритроцитов (ПРЭ) оценивались методом биохемилюминесценции [3]. Концентрации глюкозы и лактата измерялись на приборе марки «Super GL ambulance». Активность альдегиддегидрогеназы (АлДГ) определяли по Б.М. Кершенгольцу и Е.В. Серкиной [4], лактатдегидрогеназы в прямой реакции (ЛДГпр.) и лактатдегидрогеназы в обратной реакции (ЛДГобр.) - по Г.А. Кочетову [5]. Статистический анализ результатов исследований выполнен с использованием программы Statistica 6.
Результаты и их обсуждение
Как показали результаты проведенных исследований, уже с первых суток после термической травмы в исследуемой группе больных у 11 пациентов (группа 1) развивался дисбаланс в про- и антиоксидантной системах: отмечалось возрастание интенсивности ПОЛ в плазме крови на 63% по сравнению с усредненным показателем здоровых людей (р=0,046) (рис. 1) на фоне компенсаторного роста АОА на 70%. Увеличение антиоксидантного потенциала крови позволяет рассматривать этот показатель как один из маркеров острой фазы реакции. Увеличение АОА направлено на компенсацию усиленного потребления антиоксидантов и ограничение деструктивных процессов в очаге поражения [6].
І і* і ІШ
Здоровые доноры Ожог
РИС. 2.
Перекисная резистентность эритроцитов у ожоговых больных. 350-1-----------------------------------------------
Э 300с
□Здоровыедоноры пГруппа1 □ Группа 2
РИС. 3.
Активность лактатдегидрогеназы в обратной реакции в ранние сроки ожоговой болезни.
Уровень лактата в крови в ранние сроки ожоговой болезни.
У остальных пациентов (группа 2) выявлено некоторое
снижение активности перекисных процессов (на 19% по сравнению с показателем здоровых доноров) и угнетение антиоксидантной системы защиты на 32% (р=0,001). По всей видимости, развивается ослабление продукции свободных радикалов, усиленное потребление антиоксидантов и невозможность их адекватного синтеза.
АОА
Лактат АлДГ
РИС. 5.
Схема корреляции между показателями углеводного обмена, окислительного статуса и оксидоредуктазами.
Активация ПОЛ сочетается с развитием синдрома цитолиза, о чем свидетельствуют следующие полученные результаты. Интенсивность хемилюминесценции в эритроцитах в обеих группах была повышена на 28% по сравнению со здоровыми добровольцами, соответственно снижалась перекисная резистентность эритроцитов (р=0,021) (рис. 2).
Продукты перекисного окисления липидов, в том числе и малоновый диальдегид, являются компонентами молекул средней массы. Поэтому особый интерес представляло изучение активности такого фермента детоксикации, как альдегиддегидрогеназа. Выявленное статистически значимое снижение ее активности (на 20%) может привести к увеличению высокотоксичных альдегидов, оказывающих повреждающее действие на ткани путем связывания с каталитическими центрами ферментов и нарушения метаболизма клетки.
Термическая травма сопровождается значительными изменениями в метаболизме углеводов, это выражается в угнетении ряда ферментативных реакций. Обнаружено снижение активности ЛДГпр. на 26%. Активность ЛДГ обр. в первой группе снизилась на 18%, а во второй - на 53%, что связано с дефицитом кислорода и свидетельствует о накоплении в крови лактата (рис. 3).
Отмечена тенденция к возрастанию концентрации глюкозы на 23% по сравнению со здоровыми донорами. Это может быть обусловлено нейрогенным влиянием на глю-кокортикоидную активность коры надпочечников, в результате чего усиливается гликогенолиз и глюконеоге-нез, что приводит к гиперметаболической перестройке в организме. В то же время клетка в условиях гипоксии более интенсивно расходует глюкозу с образованием лактата. Периферические ткани выбрасывают большие количества этого субстрата в системный кровоток для синтеза глюкозы в печени. Выраженность анаэробного гликолиза, т. е. недостаточности поступления кислорода к тканям, характеризует концентрация лактата в крови [7, 8]. Нами было зафиксировано резкое возрастание концентрации лактата - в 4 раза по сравнению с усредненным показателем практически здоровых людей (р=0,023) (рис. 4).
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Установлен случай резкого падения интенсивности перекисных процессов до 5,57 усл. ед. и снижения общей АОА плазмы крови до 0,231 усл. ед. при средних показателях здоровых людей 11,24 усл. ед. и 0,676 усл. ед. соответственно (больной С. с ожогами на площади 50% поверхности тела, летальный исход наступил на 7-е сутки после полученной травмы, и/б № 251178). Вполне возможно, что в данном случае происходит быстрое включение защитных механизмов, и «вспышка» ПОЛ в самые ранние сроки после начала стресс-воздействия сменяется торможением этого процесса, иногда даже ниже уровня нормы. Чем сильнее воздействие этиологического фактора неотложного состояния, тем быстрее происходит смена фаз реакции, переход от вспышки ПОЛ к ее торможению. Поэтому первичный взрыв свободнорадикального окисления не всегда удается зарегистрировать [9]. Вероятно, что низкие значения хемилюминесценции обусловлены нарушениями микроциркуляции и очень малым поступлением активных форм кислорода и продуктов ПОЛ в системный кровоток [10]. Таким образом, интенсивность хемилюминесценции может служить одним из лабораторных показателей ожогового шока и прогностическим признаком неблагоприятного исхода ожоговой болезни. Следует отметить особенности изменений уровня лактата и глюкозы в крови у данного пациента: 10,47 ммоль/л и 13,95 ммоль/л соответственно, что значительно превышает показатели здоровых людей и является доказательством развития эндогенной интоксикации. Концентрация лактата также может использоваться как прогностический критерий фатального исхода.
Анализ взаимосвязей выявил следующие закономерности: отмечалась достаточно выраженная прямая корреляция между показателями ПОЛ и ПРЭ (г=0,75; р=0,017), а также ПОЛ и АОА (г=0,61; р=0,019) (рис.5). Выявлена статистически значимая обратная корреляция между показателями ПОЛ и ЛДГобр. (г=-0,52; р=0,026), что говорит о зависимости этих процессов от гипоксии. Это подтверждает снижение активности ЛДГ в прямой реакции, приводящее к увеличению лактата (г=-0,76, р=0,035), отражая состояние энергетического обмена в клетках. У всех пациентов отмечена высокая степень положительной корреляции между содержанием глюкозы и лактата (г=0,74, р=0,031). В условиях гипоксии клетка поддерживает энергетические потребности за счет активации процессов анаэробного гликолиза, который частично компенсирует недостаток АТФ, однако быстро вызывает накопление лактата. При этом усиливается ацидоз, что в свою очередь вызывает повреждение клеточных мембран, сопровождающееся инициацией перекис-ного окисления липидов [11].
В первые сутки после ожога отмечена достоверная положительная корреляция между показателями активности АлДГ и ЛДГ в прямой реакции (г=0,55; р=0,025), отрицательная - между ЛДГпр и ЛДГобр (г=-0,70; р=0,014), зависящими от соотношения окисленных и восстановленных форм никотинамидных коферментов. Коферментом для АлДГ является никотинамидаденинди-нуклеотид, образующийся в ходе реакции восстановления пирувата в лактат при помощи ЛДГ.
Заключение
Таким образом, у пациентов с ожогами свыше 15% поверхности тела в ранние сроки после травмы наблюдается биохимический дисбаланс (между про- и антиокси-дантной, ферментативной системами), проявляющийся в возникновении тканевой гипоксии. На основании математического ожидания по уровню «прочности» связи между показателями окислительного статуса, углеводного обмена и оксидоредуктазами можно определить вероятность их участия в формировании гипоксии и эндогенной интоксикации в ранний период ожоговой болезни.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ушакова Т.А. Адаптивные реакции у тяжелообожженных в условиях интенсивной терапии. Автореф. дис. ... д.м.н. М. 2008. 56 с.
2. Полутова Н.В., Чеснокова Н.П., Островский Н.В. Активация процессов липо-пероксидации - типовой процесс дезинтеграции биосистемы при ожоговой болезни. Успехи современного естествознания. 2007. № 10. С. 30-34.
3.Кузьмина Е.И., Перетягин С.П., Евстигнеев С.В. и соавт. Определение антиоксидантного потенциала в плазме крови ожоговых больных: пособие для врачей. Н.Новгород: ННИИТО, 2000. 12 с.
4. Кершенгольц Б.М., Серкина Е.В. Некоторые методические подходы к изучению метаболизма этанола. Лабораторное дело. 1981. № 2. С. 126.
5.Кочетов Г.А. Практическое руководство по энзимологии. М.: ВШ, 1980. 272 с.
6. Волчегорский И.А., Львовская Е.И., Глузмин М.И. и соавт. Изменения антиокислительной активности сыворотки крови при воспалительной патологии. Вопросы медицинской химии. 1997. Т. 43. Вып. 4. С. 233-238.
7. Назаренко Г.И., Кишкун А.А. Лабораторные методы диагностики неотложных состояний. М.: Медицина, 2002. 566 с.
8. Шанин Ю.Н., Шанин В.Ю., Зиновьев Е.В. Антиоксидантная терапия в клинической практике (теоретическое обоснование и стратегия проведения). Санкт-Петербург: ЭЛБИ-СПб., 2003. 128 с.
9. Егорова М.О. Биохимическое обследование в клинической практике. М.: «Практическая медицина», 2008. 143 с.
10. Шулаева Н.М., Куспиц Е.В., Щуковский В.В. Актуальные проблемы лечения синдрома эндогенной интоксикации у больных с тяжелой термической травмой. В сб. «Избранные труды по комбустиологии». Саратов: Научная книга, 2009. С. 120-135.
11. Нагорная Н.В., Четверик Н.А., Федорова А.А., Куриленко Я.В. Энергетическая обмен клетки в норме и патологии. Возможности его оценки. В помощь педиатру. 2008. Т. 6. Вып. 15. С. 34-38.
