Состояние про- и антиоксидантной системы и его коррекция при лечении экспериментальной гнойной раны Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

ХИРУРГИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ

Т. В. ГАЙВОРОНСКАЯ, И. В. ЧУРИЛОВА*, И. И. ПАВЛЮЧЕНКО, С. К. ШАФРАНОВА, А. С. КАЗАРЯН

СОСТОЯНИЕ ПРО- И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ И ЕГО КОРРЕКЦИЯ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГНОЙНОЙ РАНЫ

Кубанский государственный медицинский университет,

ФГУП НИИ особо чистых биопрепаратов, г. Санкт-Петербург*

Материалы и методы

Работа выполнена на 40 крысах-самцах массой 200-220 г.

Животные были распределены на следующие группы: группа сравнения (п=10) - животные с моделью гнойной раны, которым проводилось традиционное (базисное) лечение; основная группа (п=20), которая была разделена на 1-ю и 2-ю подгруппы. Животным основной группы 1-й подгруппы (п=10) проводилась базисная терапия в комплексе с антиоксидантом рексод (производство ФГУП НИИ особо чистых биопрепаратов, Санкт-Петербург) и антигипоксантом реамберин (препараты вводили внутрибрюшинно по 0,01 мг/кг в течение 5 суток с момента «разгара» гнойной раны); животным основной группы 2-й подгруппы (п=10) также проводилась базисная терапия в комплексе с антиоксидантом рексод и антигипоксантом реамберин (препараты вводили внутрибрюшинно по 0,01 мг/кг в течение 5 суток с момента «разгара» гнойной раны) и детоксикатором натрия гипохлорит 0,03% (вводили однократно в первые сутки лечения внутрибрюшинно 2,5 мг/кг). Контрольную группу составили здоровые животные (п=10).

Модель экспериментальной гнойной раны создавали по [14]. Момент максимальной выраженности

Развитие гнойных процессов сопровождается интенсификацией процессов свободнорадикального окисления (СРО), напряжением антиоксидантной системы [1]. Считается, что уровень конечных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и динамическое изменение активности ферментов антиоксидантной защиты коррелируют со степенью тяжести патологического процесса [3]. Индукция свободнорадикальных реакций сопровождается усилением образования продуктов ПОЛ и других маркеров, отражающих сдвиг про- и антиоксидантного баланса организма. Значительные повреждения клеток активными формами кислорода при процессах ПОЛ возможно предупредить, используя антиоксидантные препараты [3, 11, 15]. Среди лекарственных средств, обладающих антиокси-дантными свойствами, особое место принадлежит препаратам, созданным на базе янтарной кислоты и су-пероксиддисмутазы (СОД) [2,13].

Цель исследования - установить характер изменений про- и антиоксидантной системы в процессе развития экспериментальной гнойной раны и оценить эффективность применения в комплексной терапии гнойно-септических состояний антиоксидантов, антигипоксантов и детоксикаторов в различных сочетаниях.

До

лечения

Сроки лечения (сутки)

Рис. 1. Динамика количества БИ-групп в крови:

0 - группа сравнения; О - основная группа, первая подгруппа;

+ - основная группа, вторая подгруппа; ж- норма

43

УДК 617-001.41-021.4+617.001.41-022.7]-003.9-092:616-008.922.1-074

2,4

2,2 ш 2,0

=f 1,8 ю 0 1,6

LQ

I- 1,4

1,2

1,0

^

ч

ж ж

ж

До 1 1 1 з 5

Рис. 2. Динамика количества ТБК-активных продуктов в крови:

О - группа сравнения;

О - основная группа, первая подгруппа;

+ - основная группа, вторая подгруппа; ж- норма

лечения

Сроки лечения (сутки)

Рис. 3. Динамика активности каталазы в эритроцитах:

О - группа сравнения;

О - основная группа, первая подгруппа;

+ - основная группа, вторая подгруппа; ж - норма

До лечения

Сроки лечения (сутки)

гнойной раны нами был принят как «разгар» гнойной раны, который явился сроком начала лечения. Животных выводили из опыта под наркозом в следующие сроки: «разгар» гнойной раны, на 1-е, 3-и и 5-е сутки после начала лечения.

Состояние системы про-/антиоксиданты в крови и плазме оценивали по: количеству веществ, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-реактивные продукты), образование которых зависит от интенсивности реакций СРО и процессов окислительной модификации биомолекул (ОМБ), по методике [6, 12]; по суммированному содержанию SH-групп эритроцитов, которые измеряли по методике [10].

Для оценки состояния антиоксидантной системы крови изучали активность каталазы эритроцитов [5] и активность СОД по методу Nishikimi N. et al. (1972) в модификации [9].

Статистическая обработка проводилась с использованием методов вариационной статистики (критерий Стьюдента) на ПЭВМ с использованием программы Excel. Критический уровень значимости был принят равным 0,05.

Результаты исследования

Достоверные различия изучаемых показателей системы про-/антиоксидантов по сравнению с контролем (нормой) выявлены у экспериментальных животных в «разгар» гнойной раны (р<0,05), что отражало развитие окислительного стресса (ОС) (рис. 1, 2, 3, 4). Так, количество ТБК-реактивных продуктов в крови экспериментальных животных основной группы и группы сравнения было выше контрольных показателей в 1,5 раза. При этом уровень ЭИ-групп был достоверно снижен. Снижение уровня каталазы эритроцитов на 32% и повышение уровня СОД в 3 раза по отношению к показателям нормы наблюдались во всех исследуемых группах. Повышение активности СОД можно рассматривать как защитную адаптационную реакцию организма в ответ на стимуляцию свободнорадикальных процессов и увеличенное образование супероксид-анион-ради-калов.

В первые сутки лечения аналогичные показатели биохимических параметров сохранялись у животных группы сравнения, получавших традиционное лечение,

До лечения

Рис. 4. Динамика активности СОД в эритроцитах:

О - группа сравнения;

О - основная группа, первая подгруппа;

+ - основная группа, вторая подгруппа; ж- норма

Сроки лечения (сутки)

в то время как у животных основной группы 1-й подгруппы при сочетанном введении препаратов рексод и реамберин количество ТБК-реактивных продуктов снизилось на 23,4%, а во 2-й подгруппе при использовании комбинации препаратов рексод, реамберин и натрия гипохлорит 0,03% - на 16,3% по отношению к показателям группы сравнения. На данном этапе не выявлено достоверных изменений уровня ЭИ-групп по сравнению с начальным этапом исследования.

Активность каталазы эритроцитов в основной группе 1-й и 2-й подгруппах возрастала на 29,3% и 46,4%, а уровень СОД снижался на 63,3% и 46,9% соответственно в сравнении с уровнями этих параметров группы сравнения (р<0,05) и практически достигал значений нормы.

На третьи сутки наблюдений у животных группы сравнения количество ТБК-реактивных продуктов крови было выше на 4,6% в сравнении с 1-ми сутками и на 62,2% относительно нормы. Уровень ЭИ-групп в этот период продолжал снижаться и был ниже показателей 1-х суток на 30% (р<0,05).

Активность каталазы эритроцитов снижалась на 9,4% по отношению к предыдущему сроку исследования и на 37,7% относительно показателей нормы, а показатели активности СОД в этот период достоверных различий не имели (р>0,05) и при этом оставались значительно выше нормы. Такое повышение активности СОД на фоне пониженной активности каталазы можно рассматривать как глубокую дисфункцию и дисбаланс в антиоксидантной системе.

У животных основной группы количество ТБК-реак-тивных продуктов в крови на 3-и сутки исследований как в 1-й, так и во 2-й подгруппах возрастало на 11,1% и 6,5% соответственно по отношению к показателям 1-х суток лечения и оставалось выше показателей нормы на 28,7% и 34,5% соответственно. Показатели ЭИ-групп оставались на пониженном уровне и не имели достоверных различий по отношению к значениям группы сравнения (р>0,05). Активность каталазы эритроцитов возрастала на 88,3% в 1-й подгруппе и снижалась на 66,3% во 2-й подгруппе по отношению к 1-м суткам исследования и показателям нормы, а уровень СОД в 1-й подгруппе достоверно не отличался от показателей нормы, во 2-й подгруппе он был ниже нормы на 31,2%, что свидетельствовало о зависимом сонаправленном

изменении активности ферментов, так как повышение активности СОД эритроцитов выражено более значимо и превалирует над активностью каталазы.

На 5-е сутки исследований у животных группы сравнения количество ТБК-реактивных продуктов крови оставалось достаточно высоким - на 47% выше нормы. Уровень ЭИ-групп был достоверно снижен (р<0,05) по отношению к норме. Активность каталазы эритроцитов продолжала снижаться и относительно показателей нормы составила 36,6%, также ее активность снизилась и по отношению к 1-м суткам - на 46,7%. Активность СОД оставалась достоверно высокой и превышала показатели нормы в 2,3 раза, однако по отношению к значениям 1-х суток снизилась на 22,5% (р<0,05).

У животных основной группы 1-й подгруппы ТБК-реактивные продукты крови не имели достоверного снижения по отношению к 1-м суткам наблюдений, но снижались по сравнению с показателями группы сравнения на 18,3%; во 2-й подгруппе зарегистрировано снижение количества ТБК-реактивных продуктов крови по отношению к предыдущему сроку и группе сравнения: на 17% и 23,5% соответственно. Показатели ЭИ-групп оставались на пониженном уровне и не имели достоверных различий по отношению к значениям группы сравнения (р>0,05).

Активность каталазы эритроцитов у животных основной группы 1-й подгруппы на 5-е сутки лечения повысилась по отношению к показателям нормы, к 1-м суткам и к группе сравнения на 58,7%, 78,3% и в 4,3 раза соответственно. Показатели 2-й подгруппы снижались относительно значений нормы и 1-х суток на 22,1%, 22,8%, а в отношении к группе сравнения повышались в 2,1 раза.

Значения активности СОД в этот же период исследований у животных основной группы как 1-й, так и 2-й подгрупп достоверных различий с показателями нормы не имели (р>0,05), однако по отношению к показателям группы сравнения существенно снизились: на 64% и 65% соответственно.

Обсуждение результатов

Проведенные исследования позволили выявить немаловажную роль реакций СРО в течении гнойной раны у экспериментальных животных всех групп, что отражает формирование у них ОС. Для ОС характерна

неконтролируемая генерация активных форм кислорода (АФК), способных повреждать клеточные структуры. Традиционно считалось, что основной мишенью для АФК являются липиды клеток, однако в последнее время появились работы, свидетельствующие, что окислительной модификации подвергаются не только липиды, но и белки [8]. Результатом продукции избыточного количества АФК и объясняется уменьшение белковых ЭИ-групп в «разгар» гнойной раны до начала лечения у всех групп экспериментальных животных. В последующие сроки наблюдений отмечено дальнейшее снижение содержания ЭИ-групп, и только к 5-м суткам лечения у животных основной группы 2-й подгруппы отмечался подъем уровня ЭИ-групп, хотя этот показатель и не достигал значений нормы. По всей вероятности, это возникает вследствие того, что ЭИ-груп-пы первыми реагируют на возрастающую прооксидан-тную нагрузку и их регенерация происходит очень медленно.

Показатель ТБК-активных продуктов,определяемый в эритроцитах и плазме, отражает уровень процессов перекисного окисления биомолекул в организме как в клетках, так и во внеклеточной среде. Отмечена характерная динамика интенсификации образования ТБК-активных продуктов крови в «разгар» гнойной раны у всех групп животных, однако на 1-е сутки наблюдений зарегистрировано существенное снижение этих показателей у животных основной группы 1-й и 2-й подгрупп, в то время как у животных группы сравнения содержание ТБК-активных продуктов продолжало возрастать. Лишь на 5-е сутки количество ТБК-активных продуктов крови уменьшалось, что отражало положительную динамику процессов СРО у всех групп животных, но в разной степени выраженности. Так, у животных основной группы обеих подгрупп она снижалась и достигала уровня нормы, а у группы сравнения снижение было недостоверным.

Полученные данные отражают динамику образования и распределения между клетками и внеклеточной средой продуктов окислительной модификации белков при формировании ОС. Активация процессов перекисного окисления биомолекул на ранних этапах патологии приводит к мобилизации эндогенных антиоксидантов, в первую очередь СОД и каталазы, что является перспективным моментом.

Проведенные исследования показали, что у животных группы сравнения, находившихся на базисной терапии, наблюдалось выраженное угнетение эндогенной антиоксидантной системы (ферментативного звена). Во все сроки наблюдения при анализе изменений активности каталазы параллельно с изменениями активности СОД можно отметить разнонаправленность данных изменений. При этом повышение активности СОД на фоне пониженной активности каталазы рассматривается исследователями как неблагоприятный фактор, отражающий глубокую дисфункцию антиоксидантной системы, так как резкое увеличение активности СОД может стать причиной избыточного образования и накопления в клетках пероксида водорода, обладающего высокой диффузной активностью, хотя и меньшей токсичностью, чем супероксидный анион-радикал, что опасно при низкой каталазной активности [7], так как избыток И202 является источником опасной формы АФК - гидроксил-радикала.

У животных основной группы 1-й и 2-й подгрупп в «разгар» гнойной раны наблюдалось угнетение анти-

оксидантной системы, однако уже к 1-м суткам у животных основной группы 2-й подгруппы и к 3-м суткам у животных основной группы 1-й подгруппы происходила постепенная достоверная нормализация антиокси-дантных показателей. К 5-м суткам у животных основной группы 2-й подгруппы показатели антиоксидантной системы приближались к значениям нормы. Это обусловлено включением в комплекс базисной терапии гнойной раны препаратов рексод, реамберин и натрия гипохлорит 0,03%, обладающих выраженным антиоксидантным и детоксицирующим эффектом.

Таким образом, анализ изменений параметров про-оксидантного и антиоксидантного статуса у экспериментальных животных с моделью гнойной раны выявил различную степень выраженности изменений некоторых взаимосвязей в этой системе (р<0,05). Включение в комплекс патогенетической терапии гнойной раны антиоксиданта, антигипоксанта и детоксикатора-окис-лителя в различных сочетаниях показало их высокую эффективность в коррекции выявленных нарушений про- и антиоксидантной системы в сравнении с традиционным лечением.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агаджанян В. В., Устьянцева И. М., Петухова О. В. Динамическая оценка липидного и белкового компонентов липоп-ротеидов и продуктов перекисного окисления липидов при различной тактике лечения больных в остром периоде политравмы // Сибирский медицинский журнал. 2001. Т. 1, № 2. С. 22-25.

2. Афанасьев В. В. Клиническая фармакология реамбери-на. СПб, 2005. 43 с.

3. Гейниц А. В., Тогонидзе Н. А., Смольников П. В., Кузина М. А., Максименков А. В. Применение антиоксиданта мексидо-ла в комплексной терапии больных острым панкреатитом // Вестн. интенсив. терапии. 2003. № 2. С. 77-80.

4. Келина Н. Ю., Васильков В. Г., Безручко Н. В., Чернова Т. В., Ганяева Н. Б. Динамика показателей антиоксидантного и оксидантного статуса при перитоните в ранний послеоперационный период // Вестн. интенсив. терапии. 2004. № 3. С. 45-50.

5. Крайнев С. И. // Лабораторное дело. 1967. № 9. С. 562-563.

6. Орехович В. Н. Современные методы в биохимии. М.: Медицина, 1977. 293 с.

7. Павлюченко И. И., Дынько Ю. В., Басов А. А. Показатели эндогенной интоксикации и окислительного стресса у больных с сахарным диабетом на фоне декомпенсированного ке-тоацидоза // Вестн. интенсив. терапии. 2004. № 5. С. 116-120.

8. Пасечник И. Н. Окислительный стресс и критические состояния у хирургических больных // Вестн. интенсив. терапии. 2004. № 3. С. 27-31.

9. Сторожук П. Г., Сторожук А. П. Клиническое значение определения активности супероксиддисмутазы в эритроцитах при анестезиологическом обеспечении оперируемых гастроэнтерологических больных // Вестн. интенсив. терапии. 1998. № 4. С. 15-17.

10. Тогайбаев А. А., Кургузкин А. В., Рикун И. В., Карибжанова Р М. Способ диагностики эндогенной интоксикации // Лабораторное дело. 1988. № 9. С. 22-24.

11. Толстых П. И., Клебанов Г. И., Шехтер А. Б., Толстых М. П., Тепляшин А. П. Антиоксиданты и лазерное излучение в терапии ран и трофических язв. М.: изд. дом «Эко», 2002. 28 с.

12. Ушкалова В. Н., Иоанидис Н. В., Кадочникова Г. Д., Деева

3. М. Контроль перекисного окисления липидов. Новосибирск: изд. Новосибирского ун-та, 1993. 182 с.

13. Чурилова И. В., Зиновьев Е. В., Парамонов Б. А., Дроздова Ю. И., Сидельников В. О., Чеботарев В. Ю. Препарат эритро-цитарной супероксиддисмутазы «Эрисод», влияние на уровень активных форм кислорода в крови тяжелообожженных в состоянии ожогового шока // Бюл. экспер. биологии и медицины. 2002. Т. 134, № 11. С. 528-531.

14. Шехтер А. Б., Кабисов Р. К., Пекшев А. В., Козлов H. В., Петров Ю. В. Экспериментально-клиническое обоснование плазмодинамической терапии ран оксидом азота // Бюл. экспер. биологии и медицины. 1998. Т. 126, № 8. С. 210-215.

15. Hinder R. A., Stein H. J. Oxygen-derived free radicals // Arch. Surg. 1991. № 126. P 104-105.

T. V GAYVORONSKAYA, I. V CHURILOVA, 1.1. PAVLUCHENKO, S. K. SHAFRANOVA, A. S. KAZARYAN

THE CONDITION OF TH PRO-AND ANTIOXIDANT SYSTEM AND ITS CORRECTION IN CASE OF HEALING AN EXPERIMENTAL PURULENT WOUND

In the experiment of purulent wound set on white mice the change of pro- and antioxidants status is shown. Including antioxidants, antihypoxant, and detoxifier-oxidizer into complex of pathogenic therapy showed their high effectiveness in correction ofrelevated breaking of pro- and antioxidant system comparing to traditional treatment.

Keywords: peroxidal oxidation, superoxiddismutase, catalase, purulent wound.

Т. В. ГАИВОРОНСКАЯ, И. В. ЧУРИЛОВА*, И. И. ПАВЛЮЧЕНКО, С. К. ШАФРАНОВА, А. С. КАЗАРЯН

МОНИТОРИНГ МАРКЕРОВ ЭНДОГЕННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И ЕЕ КОРРЕКЦИЯ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ГНОЙНОЙ РАНЕ

Кубанский государственный медицинский университет,

ФГУННИИособо чистых биопрепаратов, г. Санкт-Петербург*

Хирургические инфекции мягких тканей являются ведущей патологией в структуре первичной обращаемости хирургических больных в амбулаторно-поликлиническом звене, а в стационарном - послеоперационные нозокомиальные инфекции мягких тканей составляют 40% всех госпитальных инфекций, также занимая лидирующее место [14]. При развитии гнойного воспаления в ранах происходит комплекс сложных взаимосвязанных морфологических, биохимических, иммунологических и других изменений как в очаге поражения, так и в организме в целом. Наиболее существенными из них, имеющими патогенетическое значение, являются: усиление образования различных форм радикальных продуктов кислорода, в первую очередь су-пероксиданион-радикалов, оказывающих повреждающее действие на ткани и способствующих тем самым усиленному развитию и распространению гнойно-воспалительных процессов; выраженное нарушение баланса в системе про- и антиоксидантов; нарушение обмена биогенных аминов [1].

Большое значение для оценки состояния больного и прогноза заболевания уже на ранних этапах развития патологии имеет синдром эндогенной интоксикации (ЭИ), который относится к числу наиболее распространенных патофизиологических состояний в клинической практике и наблюдается при самых различных хирургических заболеваниях [2, 4, 5, 7, 11].

Ведущим звеном в развитии синдрома ЭИ являются неконтролируемые реакции свободнорадикального окисления биомолекул (липидов, белков, углеводов), в результате которых в тканях и биологических жидкостях накапливаются промежуточные и конечные про-

дукты их распада, прежде всего эндогенные альдегиды, которые, как и другие метаболические токсины, обладают токсическими свойствами [3].

Объективная оценка тяжести синдрома ЭИ возможна при комплексном изучении маркеров, характеризующих это общепатологическое состояние с применением интегральных диагностических показателей и индексов [9].

Для коррекции ЭИ наряду с традиционным лечением используют антиоксиданты, антигипоксанты, непрямое электрохимическое окисление крови [2, 9, 12].

Цель исследования - изучить динамику маркеров эндогенной интоксикации и провести ее коррекцию при экспериментальной гнойной ране с использованием антиоксидантов, антигипоксантов и непрямого электрохимического окисления.

Материалы и методы

Работа выполнена на 40 крысах-самцах массой 200-220 г.

Животные были распределены на следующие группы: группа сравнения (п=10) - животные с моделью гнойной раны, которым проводилось традиционное (базисное) лечение; основная группа (п=20), которая была разделена на 1-ю и 2-ю подгруппы. Животным основной группы 1-й подгруппы (п=10) проводилась базисная терапия в комплексе с антиоксидантом рек-сод (производство ФГУП НИИ особо чистых биопрепаратов, Санкт-Петербург) и антигипоксантом реамберин (препараты вводили внутрибрюшинно по 0,01 мг/кг в течение 5 суток с момента «разгара» гнойной раны); животным основной группы 2-й подгруппы (п=10) также проводилась базисная терапия в комплексе

УДК 616-001.4-022.7-092-085.272.014.425