CC BY
11
УДК 615.281.873.21.015.17
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2020-22-12-8-12
REDUCTION OF OXIDATIVE STRESS OF PULMONARY MEMBRANES DURING LYMPHOTROPIC ADMINISTRATION OF ISONIAZID
Pshenichnikova I.M.
Medical University PGMU named after Acad. E. Wagner, Perm, Russian Federation
УМЕНЬШЕНИЕ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА ЛЁГОЧНЫХ МЕМБРАН ПРИ ЛИМФОТРОПНОМ ВВЕДЕНИИ ИЗОНИ-АЗИДА
Пшеничникова И.М.
ФГБОУ ВО «ПГМУ» им. академика Е.А. Вагнера, г. Пермь, Российская Федерация
Аннотация. В статье изложены результаты клинического исследования по выраженности оксидативного стресса на фоне лечения изониазидом в материале бронхоальвеолярных смывов. Объектом исследования явились больные инфильтративным туберкулёзом лёгких, у которых при ФБС забирали бронхоальвеолярный смыв (БАС). 19-ти из которых проводилось лимфо-тропное введение изониазида (1 группа), 21 пациенту изониазид вводился внутрилегочно методом игольно-струйных инъекций (2 группа), 20 больных составили 3-ю, контрольную, группу с традиционным внутримышечным введением изониазида в составе стандартных схем из 4 АБП. Лимфотропные инъекции осуществлялись последовательно в область яремной ямки, за мечевидный отросток, в парастернальную зону. Пациентам 2 группы вводился 10% раствор изониазида в количестве 1,0 мл в межреберье в проекции фокуса воспаления с помощью полуавтоматического комбинированного игольно-струйного инъектора ИСИ-1. В БАС биохимическими методами изучали содержание общего белка, малонового диальдегида (конечный продукт пе-рекисного окисления липидов), гидразида изоникотино-вой кислоты (неметаболизироваанный ГИНК, входящий в состав противотуберкулёзного препарата изо-ниазиада). Общий белок и МДА в БАС больных туберкулёзом находятся на высоком уровне, отражают интенсивность воспаления и уменьшаются при лимфо-тропном и внутрилёгочном введении изониазида. Содержание ГИНК в БАС выше при лимфотропном его введении. На основании изучения этих тестов и содержания ГИНК в бронхоальвеолярных смывах можно утверждать, что местное и региональное лимфо-тропное введение изониазида оказывает больший противовоспалительный эффект на мембраны легких и трахеобронхиального дерева, чем внутримышечное.
Ключевые слова: Туберкулёз, перекисное окисление
Abstract. The article presents the results of a clinical study of the severity of oxidative stress in the treatment with isoniazid on the material of bronchoalveolar flushes. The object of the study was patients with infil-trative pulmonary tuberculosis who had their bron-choalveolar lavage (BAS) removed during FBS. 19 patients received lymphotropic administration of isoniazid (group 1), 21 patients received intramuscular injection of isoniazid by needle-jet method (group 2), 20 patients were in the 3rd control group with traditional intramuscular administration of isoniazid as part of standard 4 ABP regimens. Lymphotropic injections were performed sequentially in the area of the jugular fossa, behind the xiphoid process, and in the parasternal zone. Group 2 patients were injected with a 10% isoniazid solution in an amount of 1.0 ml into the intercostal space in the projection of the inflammatory focus using a semi-automatic combined ISI-1 acupuncture injector. The content of total protein, malondialdehyde (the final product of lipid peroxidation) and isonicotinic acid hydrazide (non-metabolized GINK, which is part of the anti-tuberculosis drug isoniaziada) was studied in BAS using biochemical methods. Total protein and MDA in patients with tuberculosis are at a high level, reflect the intensity of inflammation and decrease with lymphotropic and in-tra-pulmonary administration of isoniazid. The content of GINK in BAS is higher with its lymphotropic administration. Based on the study of these tests and the content of GINK in bronchoalveolar flushes, it can be argued that local and regional lymphotropic administration of isoniazid has a greater anti-inflammatory effect on the membranes of the lungs and tracheobronchial tree than intramuscular administration.
Keywords: Tuberculosis, lipid peroxidation, isoniazid,
липидов, изониазид, бронхо-альвеолярный смыв
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Винокурова М.К., Догорова О.Е., Малогулова И.Ш., Павлова Е.С. Определение концентрации изониазида в сыворотке крови больных туберкулёзом лёгких с множественной лекарственной устойчивостью возбудителя с использованием метода высокоэффективной жидкостной хроматографии. Acta Biomedica Scientifica. 2018;3(2):75-79. https://doi.org/10.29413/ABS.2018-3.2.13
[2] Грачева М.П. Свободнорадикальные процессы в легочных макрофагах больных туберкулёзом лёгких // Пробл. туберкулёза. - 1996.- № 4.- С. 45-48
[3] Елистратова Н.А. Исследование перекисного окисления липидов и субстратной специфичности моноаминоксидазы при туберкулезе в связи с формированием фиброзных изменений в легких. Дисс. ...к.б.н., М.,1984.- 183 с.
[4] Котович И.Л., Рутковская Ж.А., Стовба А.А., Кон-чиц Е.С., Таганович А.Д. Изменения фосфолипид-ного и белкового компонентов бронхоальвеоляр-ной жидкости в условиях экспериментальной ги-пероксии // Здоровье и окружающая среда. - 2011.-№ 17. - С. 89-95.
[5] Новоселов П.Н. Влияние водорастворимых модуляторов перекисного окисления липидов на эффективность комплексной химиотерапии инфиль-тративного туберкулеза легких. Автореф. дисс.. д.м.н., Челябинск, 2010.- 46.с.
[6] Пеленёва И.М. Клинико-экспериментальное обоснование оптимизации технологий лимфологиче-ского профиля в лечении больных туберкулезом легких. Дисс. ...д.м.н., 2005.
[7] Halliwell B. Free radical in Biology and Medicine / B. Halliwell, M.C. Yutteridge. — Oxpord: Clarendon press, 1999. — 320 p.
[8] Lesnic E. Oxidative stress and inflammation bi-omarkers in pulmonary tuberculosis // The Moldovan Medical Journal. - 2017.- Vol. 60, No 4.- P. 15-20. DOI: 10.5281/zenodo.1106297
[9] Oxidative stressan dreduced vitamins C and E levels are associated with multi-drug resistant tuberculosis / J.A. Alli, A.O. Kehinde, A.M. Kosoko, O.G. Ade-mowo // Journal of tuberculosis research. — 2014. — Vol. 2. — P. 52-58.
[10] Walubo, A., Smith, P. and Folb, P.I. The Role of Oxygen Free Radicals in Isoniazid-Induced Hepatotoxi-city // Methods and Findings in Experimental & Clinical Pharmacology. - 1998.- N 20.- 649-655. http://dx.doi.org/10.1358/mf.1998.20.8.487491
bronchoalveolar lavage
REFERENCES
[1] Vinokurova M.K., Dogorova O.E., Malogulova I.SH., Pavlova E.S. Opredelenie koncentracii izo-niazida v syvorotke krovi bol'nyh tuberkulyozom lyogkih s mnozhestvennoj lekarstvennoj ustojchivost'yu vozbuditelya s ispol'zovaniem metoda vysokoeffektivnoj zhidkostnoj hromato-grafii. Acta Biomedica Scientifica. 2018;3(2):75-79. https://doi.org/10.29413/ABS.2018-32.13
[2] Gracheva M.P. Svobodnoradikal'nye processy v legochnyh makrofagah bol'nyh tuberkulyozom lyogkih // Probl. tuberkulyoza.- 1996.- № 4.- S. 45-48
[3] Elistratova N.A. Issledovanie perekisnogo okisleniya lipidov i substratnoj specifichnosti monoaminoksidazy pri tuberkuleze v svyazi s formirovaniem fibroznyh izmenenij v legkih. Diss. ...k.b.n., M.,1984.- 183 s.
[4] Kotovich I.L., Rutkovskaya ZH.A., Stovba A.A., Konchic E.S., Taganovich A.D. Izmeneniya fosfolipidnogo i belkovogo komponentov bronhoal'veolyarnoj zhidkosti v usloviyah eksperimental'noj giperoksii // Zdorov'e i okruzhayushchaya sreda.- 2011.- № 17.- S. 89-95.
[5] Novoselov P.N. Vliyanie vodorastvorimyh modulyatorov perekisnogo okisleniya lipidov na effektivnost' kompleksnoj himioterapii infil'trativnogo tuberkuleza legkih. Avtoref. diss.. d.m.n., Chelyabinsk, 2010.- 46.s.
[6] Pelenyova I.M. Kliniko-eksperimental'noe obosnovanie optimizacii tekhnologij limfologicheskogo profilya v lechenii bol'nyh tuberkulezom legkih. Diss. .d.m.n., 2005.
[7] Alli J.A., Kehinde A.O., Kosoko A.M., Ademowo O.G. Oxidative stressan dreduced vitamins C and E levels are associated with multi-drug resistant tuberculosis // Journal of tuberculosis research. — 2014. — Vol. 2. — P. 52-58.
[8] Halliwell B. Free radical in Biology and Medicine / B. Halliwell, M.C. Yutteridge. — Oxpord: Clarendon press, 1999. — 320 p.
[9] Lesnic E. Oxidative stress and inflammation bi-omarkers in pulmonary tuberculosis // The Moldo-van Medical Journal.- 2017.- Vol. 60, No 4 .- P. 15-20. DOI: 10.5281/zenodo. 1106297
[10] Walubo, A., Smith P. and Folb, P.I. The Role of Oxygen Free Radicals in Isoniazid-Induced Hepa-totoxicity // Methods and Findings in Experimental & Clinical Pharmacology.- 1998.- # 20.- 649-655. http://dx.doi.org/10.1358/mf.1998.20.8.487491
Author Contributions. Pshenichnikova I. M. - work design, data collection, material and literature analysis, text writing
Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest. Pshenichnikova I. M.: SPIN ID: 1133-2752; ORCHID ID: 0000-0002-6123-0673
Вклад авторов. Пшеничникова И.М. - дизайн работы, сбор данных, анализ материала и литературы, написание текста.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов Пшеничникова И.М.: SPIN ID: 1133-2752; ORCID ID: 0000-0002-6123-0673
В развитии патологии лёгочных мембран имеет значение не только прямое действие патогена, но и местный иммунный ответ посредством провоспалительных цитокинов, и фармакологические свойства препаратов, применяемых в терапии, обладающих мембранотоксическим действием. Одним из механизмов повреждения мембран паренхимы лёгких (альвеол, кровеносных и лимфатических сосудов, слизистая бронхиол) является переактивация перекисного окисления ли-пидов (ПОЛ) при недостаточности антиоксидант-ной защиты. Результатом чего является экссуда-тивная воспалительная реакция и интоксикация. Субстратом для ПОЛ являются полиненасыщенные цепи жирных кислот, инициируется обычно активными формами кислорода, носит цепной характер с накоплением в тканях свободных радикалов. В лабораторной диагностике используется определение конечного продукта ПОЛ - малонового диальдегида (МДА) - маркера оксидатив-ного стресса [2, 7]. Логично, что показатели ПОЛ лёгочных мембран в клинических условиях целесообразно оценивать в приближении к месту воспаления - в бронхоальвеолярных смывах.
В лечении для получения большего эффекта так же следует обеспечивать целевую доставку препаратов к пораженному органу, то есть к лёгким. Во фтизиатрической практике помимо внутримышечного и внутривенного путей используется лимфотропное введение некоторых противотуберкулёзных препаратов, в частности, изониазида [1, 6]. Клинический успех этого метода лечения был обнаружен раньше, чем поняты его механизмы. В патогенезе специфического туберкулёзного воспаления играют роль иммунные и неиммунные механизмы усиления ПОЛ, а МДА является маркером активности процесса [3, 5, 8, 9]. Изониазид, один из основных противотуберкулёзных препаратов, так же обладает прооксидант-ным и мембранотоксическим действием []. Следовательно, чем больше препарата в лёгочной ткани, тем более выражено его прооксидантное действие. В тканях, где более выражен оксидатив-ный стресс, особенно при разрушении лёгочного сурфактанта, продуцируется избыточный коллаген и развивается пневмофиброз, фиброз лимфатических структур [10].
Однако улучшение дренажной и детокси-цирующей функции лимфатического региона лёгких при лимфотропной терапии может уменьшить этот эффект. Поэтому целью настоящей работы явилось изучение соотношения показателей интенсивности воспаления, уровня ПОЛ при различных путях введения изониазида в материале бронхоальвеолярного смыва.
Материалы и методы. Объектом исследования явились больные впервые выявленным инфильтративным туберкулезом легких, 19-ти из которых проводилось лимфотропное введение изониазида (1 группа), 21 пациенту изониазид вводился внутрилегочно методом игольно-струй-ных инъекций (2 группа), 20 больных составили 3-ю, контрольную, группу с традиционным внутримышечным введением 10% изониазида в составе стандартных схем из 4 АБП по 1 режиму ХТ. По половому, возрастному составу, фазам распада и бактериовыделения группы были сопоставимы, лекарственная резистентность МБТ не установлена. В 1 группе применялся метод подкожного интерстициального введения изониазида в составе лекарственной смеси с рН 7,4. Лимфо-тропные инъекции осуществлялись последовательно в область яремной ямки, за мечевидный отросток, в парастернальную зону. Лекарственная смесь, вводимая больным 1 группы, состояла из 10% раствора изониазида в суточной дозировке, 2,5-5 тыс. ЕД гепарина, 2,0 мл 1% диоксидина, 2,0 мл 2,4% эуфиллина, 0,25% новокаина, общий объем лекарственной смеси составлял 15-17 мл. Курс лечения составлял 20-25 инъекций. Пациентам 2 группы вводился 10% раствор изониазида в количестве 1,0 мл в межреберье в проекции фокуса воспаления с помощью полуавтоматического комбинированного игольно-струйного инъ-ектора ИСИ-1 (30 инъекций на курс). Материалом для изучения стали бронхоальвеолярные смывы (БАС), полученные при фибробронхоскопии до и через 2 месяца после лечения традиционными способом. В нем определялся общий белок (ОБ) по Лоури, МДА по реакции с тиобарбитуровой кислотой и ГИНК по реакции с ванадиевым реактивом спектрофотометрически. МДА так же определялся в сыворотке крови перед началом
лечения. Статистическая обработка проводилась с применением критериев Стьюдента (1), корреляции Спирмена (г^.
Результаты исследования показали, что ОБ в БАС до лечения был повышен у больных всех групп без существенных различий (табл.). Ранее нами была определена положительная корреляционная связь между содержанием ОБ в БАС больных инфильтративным туберкулёзом лёгких и выраженностью эндобронхита [6]. Следовательно, у впервые выявленных больных наблюдается воспаление в бронхах неспецифического (па-распецифического) характера, а туберкулёзный процесс в легочной паренхиме активен. Уровень МДА в БАС больных инфильтративным туберкулёзом до начала лечения не превышал показатели здоровых лиц (норма МДА в БАС 1,34-1,65 нмоль/мл) (табл.). Исходное содержание ГИНК в БАС пациентов всех трех групп статистически не различалось (табл). Важно отметить также, что не обнаружено различий в уровне изониазида в БАС у больных с различной скоростью ацетиляции ГИНК (р>0,05,
После проведенного лечения уровень ОБ достоверно снижался в 4 раза в 1 -ой группе (до 0,25±0,04 г/л, р<0,05 при сравнении с исходным уровнем и другими группами), и во 2-ой (0,67±0,18 г/л), то есть у пациентов с лимфотроп-ным региональным и местным введением изони-азида. Имелась тенденция к нарастанию количеств ОБЛ в контрольной группе (2,04±0,71 г/л) (табл.). Следовательно, интенсивность воспаления существенной уменьшалась при применении целевой доставки изониазида, по сравнению с внутримышечным путем введения.
Однонаправленные, но менее выраженные сдвиги отмечались в уровне МДА. Уменьшалось его содержание в 1 -ой и 2-ой группах, достоверно увеличивалось в 3-й (табл. 1). Между содержанием общего белка и малонового диальдегида определяется положительная корреляционная связь (гя=0.82). Следовательно, ожидаемого усиления ПОЛ по критерию МДА при региональном и местном лимфотропном введении изониазида не произошло в отличие от внутримышечного способа.
Таблица 1
Биохимические показатели бронхоальвеолярных смывов у больных инфильтративным туберкулёзом до и через 2 месяца лечения
ОБ, г/л МДА, нмоль/мл ГИНК, мкг/мл
до после до после До после
1 группа(n=19) 1,12+0,32 0,25+0,04* 1,31+0,18 1,02+0,14 2,8+0,3 3,2+0,4
2 группа(n=21) 1,33+0,37 0,67+0,18* 1,20+0,13 1,14+0,22 2,7+0,2 2,9+0,5
3 группа(n=20) 0,97+0,23 2,04+0,71 1,20+0,24 2,20+0,48* 2,8+0,3 2,8+0,3
Примечание: * - p<0,05 (t) при сравнении до и после
Table 1
Biochemical parameters of bronchoalveolar flushes in patients with infiltrative tuberculosis before and
after 2 months of treatment
total protein, g/l MDA, nmol/ml INH, mkg/ml
до после до после До после
1 group (n=19) 1,12+0,32 0,25+0,04* 1,31+0,18 1,02+0,14 2,8+0,3 3,2+0,4
2 group (n=21) 1,33+0,37 0,67+0,18* 1,20+0,13 1,14+0,22 2,7+0,2 2,9+0,5
3 group (n=20) 0,97+0,23 2,04+0,71 1,20+0,24 2,20+0,48* 2,8+0,3 2,8+0,3
Note: * - p<0.05 (t) when comparing before and after
Что касается содержания ГИНК в БАС, то только в группах с лимфотропным введением препарата имелась тенденция к повышению его концентрации, различия не достоверны (табл.).
Сравнивая результаты ранее проведенного нами и другими исследователями изучения содержания изониазида в легочной ткани, лимфатических узлах и фосфолипидного обмена легочного сурфактанта в эксперименте, можно
утверждать, что при лимфотропных путях концентрация препарата нарастает медленнее, но держится дольше, чем при внутримышечном и внутривенном [6]. Любой путь введения препарата отрицательно воздействует на метаболизм легочного сурфактанта, что проявляется в появлении в БАС лизофосфатидилхолина, усиливающего ПОЛ и дестабилизирующего легочные мембраны, однако благодаря саногенетическому
воздействию лимфологических методов, улучшению детоксикационной и дренажной функций лимфатической системы неблагоприятный эффект удается нивелировать [6].
При сравнении показателей в сыворотке крови больных исследуемых групп оказалось, что величина МДА в БАС в среднем в 6,3±0,9 раз ниже, чем в крови. При сопоставлении показателей в крови и БАС в процессе лечения: больных 1-й группы в крови величина МДА увеличилась в 1,2 раза, в БАС - уменьшилась в 1,46 раза (разница с кровью 7,76 раз); в группе 2 с ИСИ в плазме крови уровень МДА возрос в 1,47 раз, в
БАС не изменился (разница с кровью 6,5 раз); в группе 3 изменения содержания МДА были одно-направлены, в крови он возрос в 1,2 а в БАС в 1,8 раз (разница показателя в крови и БАС составила 4,3 раза.
Выводы. Таким образом, на основании изучения флоготестов и содержания ГИНК в бронхоальвео-лярных смывах можно утверждать, что местное и региональное лимфотропное введение изони-азида оказывает больший антиоксидантный и противовоспалительный эффект на мембраны легких и трахеобронхиального дерева, чем внутримышечное.
Ответственный за переписку: Пшеничникова Ирина Михайловна д.м.н., профессор кафедры фтизиопульмонологии ФГБОУ ВО Пермский государственный медицинский университет им. академия Е.А. Вагнера Минздрава России,
г. Пермь, РФ. im_p@rambler.ru.
Corresponding Author: Irina Mikhaylovna Pshenichnikova, MD, Professor of the Department of Phthisiopulmonology, Medical University PGMU them. Acad. E.
Wagner MH, Perm, Russian Federation, E-mail: im_p@rambler.ru.
