CC BY
53
Экспериментальная медицина
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК Б12.014.4Б4/.015.11:Б12.11.1
СОСТОЯНИЕ ПРО- И АНТИОКСИДАНТНЫХ СИСТЕМ КРОВИ ПРИ ДЕЙСТВИИ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА И АЗОТА
О.В. Костина, А.К. Мартусевич,
ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»
Костина Ольга Владимировна - e-mail: [email protected]
Цель исследования: изучение параметров перекисного окисления липидов и обшей антиоксидантной активности крови после воздействия активными формами кислорода и азота в модельных условиях. Проводили прямой барботаж образцов цельной консервированной крови здоровых доноров (n=9) газовым потоком (объёмом 100 мл), содержащим чистый кислород, оксид азота (800 мкг/л), синглетный кислород или озоно-кислородную смесь (500 мкг/л). На контрольный образец биологической жидкости никаких воздействий не оказывали. О начальном этапе перекисного окисления липидов, который оценивали по способности генерировать активные формы кислорода в плазме крови, об антиоксидантном потенциале, а также о перекисной резистентности эритроцитов судили по данным индуцированной хемилюминесценции на приборе БХЛ-07. Проведенные исследования показали, что нитроксилирование крови оказало негативное воздействие на про- и антиоксидантные взаимоотношения (оксидативный стресс), тогда как обработка крови молекулярным и синглетным кислородом, а также озоно-кислородной смесью практически не влияла на оцениваемые параметры.
Ключевые слова: липопероксидация, антиоксидантная активность, кровь, озон, синглетный кислород, оксид азота.
The aim of this work is investigation of blood lipoperoxydatio and antioxidant activity under reactive oxygen and nitrogen species action in vitro. Blood specimens (n=9) are processed by gas flow with molecular oxygen, singlet oxygen, ozone-oxygen mixture (500 mcg/l) or nitric oxide (800 mcg/l). Control sample was free to any actions. Lipoperoxidation initial stage, antioxidant potential and erythrocytes peroxide resistance in blood samples were estimated with biochemiluminescent method. Our experiments shown, that blood nitroxylation leads to negative effect on pro- and antioxidant balance (oxidative stress generation), but its processing with molecular, singlet oxygen and ozone-oxygen mixture causes to minimal changes of estimated parameters.
Key words: lipoperoxidation, antioxidant activity, blood, ozone, singlet oxygen, nitric oxide.
Введение
В настоящее время в лечении различной патологии активно используются методы лечения, связанные с воздействием на процессы свободнорадикального окисления. В частности, особую роль они могут играть у пациентов с гнойно-некротическими поражениями мягких тканей, когда наблюдается повышенная потребность тканей в кислороде, что не всегда обеспечивается физиологическими возможностями кислородтранспортной системы. В гнойной остеологии, комбустиологии сейчас успешно используются озонотерапия, гипербарическая оксигена-ция [1-4]. В последние десятилетия получило развитие новое направление в лечении пациентов с гнойными ранами - применение газообразного оксида азота [5, 6]. Тем не менее, остается вопрос о характере влияния активных форм кислорода (АФК) на про- и антиоксидантные взаимоотношения в крови и тканях.
Цель исследования: изучение параметров перекисного окисления липидов и общей антиоксидантной активности крови после воздействия активными формами кислорода и азота в модельных условиях.
Материалы и методы
Исследования выполняли на цельной консервированной крови здоровых доноров (п=9) следующим образом: проводили прямой барботаж образцов крови газовым потоком (объёмом 100 мл), содержащим чистый кислород, оксид азота, синглетный кислород или озоно-
кислородную смесь. Оксид азота получали плазмохимическим способом в аппарате «Плазон» (Россия), при этом концентрация вещества в газовом потоке составила 800 мкг/л. Озоно-кислородную смесь синтезировали с помощью озонатора «Медозонс-БМ» (Россия) [концентрация озона - 500 мкг/л]. Синглетный кислород получали с применением аппарата Д^пегду (Германия). Контролем служили пробы крови, не подвергавшиеся действию активных форм кислорода.
О начальном этапе перекисного окисления липидов (ПОЛ), который оценивали по способности генерировать АФК в плазме крови, об антиоксидантном потенциале (АОП), а также о перекисной резистентности эритроцитов (ПРЭ) судили по данным индуцированной хемилюминес-ценции на приборе БХЛ-07 (Нижний Новгород) [7].
Статистическая обработка данных проведена с использованием программы Statistica 6.0
Результаты и их обсуждение
Обработка крови газовым потоком, содержащим оксид азота, привела к умеренному нарастанию светосуммы индуцированной биохемилюминесценции, отражающей уровень ПОЛ в плазме крови (на 8%), на фоне статистически значимого снижения антиоксидантного потенциала -на 40% (р=0,03) (таблица). Зарегистрировано резкое увеличение светосуммы хемилюминесценции эритроцитов, что свидетельствовало о снижении их перекисной резистентности (на 55%; р=0,002). Очевидно, что оксид азота
Экспериментальная медицина
в смоделированных условиях способствовал развитию в крови окислительного стресса. По всей видимости, возрастание интенсивности свечения в пробе является следствием взаимодействия оксида азота, супероксидного анион-радикала и молекулярного кислорода и образования сильного окислителя - пероксинитрита, который, в свою очередь, может разлагаться с образованием чрезвычайно реактогенного гидроксильного радикала, вызывающего деструкцию компонентов клетки [8, 9].
Следует отметить, что, согласно ранее полученным данным [10, 11], обработка крови газовым потоком, генерируемым аппаратом «Плазон», обуславливает не только формирование окислительного стресса, но и резкое угнетение энергетического метаболизма эритроцитов. Подобные клеточные эффекты рассматриваемого воздействия могут быть связаны с высокой концентрацией оксида азота в газовом потоке, а также с дополнительным присутствием в нем озона [12].
ТАБЛИЦА.
Изменения показателей биохемилюминесценции крови в результате воздействия активными формами кислорода
(в % от контрольного образца)
Фактор воздействия ПОЛ АОП ПРЭ
Контроль 100 100 100
Кислород 97,3+52,04 104,41+7,12 96,75+5,0
Озоно-кислородная смесь 101,97+2,89 102,86+7,25 97,95+5,80
Оксид азота 108,21+5,55 59,44+3,41* 155,07+13,00**
Синглетный кислород 100,00+1,59 93,22+5,20 106,501+2,66
Примечание: * - р=0,03 — по сравнению с контролем;
** - р=0,002 — по сравнению с контролем.
Также установлено, что по данным биохемилюминесцент-ного анализа барботирование крови молекулярным, син-глетным кислородом и озоно-кислородной смесью не приводило к каким-либо значимым изменениям баланса про- и антиоксидантных систем, что свидетельствует об их устойчивости к данным факторам в выбранных концентрациях.
Вывод
Таким образом, проведенные исследования показали, что нитроксилирование крови оказало негативное воздей-
ствие на про- и антиоксидантные взаимоотношения, приводя к развитию оксидативного стресса, тогда как обработка крови молекулярным и синглетным кислородом, а также озоно-кислородной смесью практически не влияла на оцениваемые параметры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Исаченкова О.А., Левин Г.Я. Применение ГБО-терапии в лечении острых периодов ожоговой болезни. Гипербарическая физиология и медицина. 2005. № 2. С. 13-14.
2. Малолеткин А.В. Гипербарическая оксигенация в комплексе интенсивной терапии синдрома диабетической стопы: Автореф. ... к.м.н. 2010, Новосибирск. 24 с.
3. Митрофанов В.Н. Лечение гнойных ран с использованием физических методов воздействия. Вопросы травматологии и ортопедии. 2012. № 3 (4). С. 72-73.
4. Стручков А.А., Каткова М.А., Вегеле Л.С., Перетягин С.П. Местное применение активных форм кислорода для лечения инфицированных ран. Вопросы травматологии и ортопедии. 2012. № 3. С. 86-87.
5. Крылов А.Ю., Шулутко А.М., Чирикова Е.Г., Османов Э.Г. Применение экзогенной NO-терапии для лечения гипертензивно-ишемических язв нижних конечностей. Российский медицинский журнал. 2002. № 2. С. 23-25.
6. Ефименко Н.А., Хрупкин В.И., Марахонич Л.А. и др. Воздушноплазменные потоки и NO-терапия - новая технология в клинической практике военных лечебно-профилактических учреждений. Военно-медицинский журнал. 2005. № 5. С. 51-54.
7. Кузьмина Е.И., Нелюбин А.С., Щенникова М.К. Применение индуцированной хемилюминесценции для оценок свободнорадикальных реакций в биологических субстратах. Биохимия и биофизика микроорганизмов. Горький. 1983. С. 41-48.
8. Владимиров Ю.А. Свечение. Соросовский образовательный журнал. 1999. № 6. С. 25-32.
9. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Источники образования свободных радикалов и их значение в биологических системах в условиях нормы. Современные наукоемкие технологии. 2006. № 6. С. 28-34.
10. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П., Диденко Н.В. Анализ влияния оксида азота на физико-химические параметры крови in vitro. Врач-аспирант. 2013. № 2. С. 218-222.
11. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Перетягин С.П., Митрофанов В.Н. Оценка вляиния некоторых физических факторов на энергетический метаболизм крови in vitro. Биомедицина. 2013. № 1. С. 103-108.
12. Мартусевич А.К., Перетягин С.П., Ванин А.Ф. Исследование продуктов от терапевтического аппарата для получения NO-содержащей холодной плазмы. Медицинская физика. 2012. № 4. С. 80-86.
