CC BY
57
Экспериментальная медицина
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
УДК 612.014.464:577.15
ВЛИЯНИЕ АКТИВНЫХ ФОРМ КИСЛОРОДА НА СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА В КРОВИ И ТКАНЯХ ЖИВОТНЫХ
А.А. Мартусевич, А.Г. Соловьева, А.К. Мартусевич, С.П. Перетягин,
ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»
Мартусевич Андрей Кимович - e-mail: [email protected]
Целью исследования послужил сравнительный анализ влияния синглетного кислорода (СК) на
параметры энергетического метаболизма. Эксперимент выполнен на 45 здоровых крысах линии Wistar, которые были разделены на 3 равные группы (15 крыс - контрольная группа, с которой не
проводили каких-либо манипуляций; 15 крыс - группа, получавшая ежедневные 10-минутные ингаляции СК в течение 10 дней; 15 крыс - группа, которой производили ингаляции озонокислородной смеси с концентрацией озона 60 мкг/л). Исследовали активность лактатдегидрогеназы в прямой и обратной реакциях по Г.А. Кочетову в крови и гомогенатах органов крыс (печень, почки, легкие, сердце). Концентрацию белка рассчитывали по модифицированному методу Лоури. Для получения интегральных представлений о состоянии энергетического обмена рассчитывали коэффициент баланса энергетических реакций. Установлено, что газообразные источники активных форм кислорода (озон и синглетный кислород) способствуют активации энергетического обмена в различных органах и тканях, что обеспечивается смешением функционирования лактатдегидрогеназы в сторону преобладания активности прямой реакции над обратной.
Ключевые слова: синглетный кислород, ингаляции, лактатдегидрогеназа, лактат.
The aim of this work is comparative analysis of singlet oxygen (SO) action on energy metabolism parameters. Our experiment was executed with 45 Wistar line rats, divided in 3 groups [control group (n=15); first main group with SO inhalations every day (n-15), second main group with 60 mcg/l ozone inhalations
(n=15)]. We studied lactate dehydrogenase activity in direct and reverse reactions in animals blood and organs homogenates. Protein level was estimated by Louri method. For integral scrutiny of energy metabolism state coefficient of energy reactions was calculated. It was stated, that gaseous reactive oxygen species (ozone and singlet oxygen) lead to activation of energy metabolism in different organs and tissues, which caused by predominance of direct lactate dehydrogenase reaction to reverse one.
Key words: singlet oxygen, inhalation, lactate dehydrogenase, lactate.
В настоящее время значительное внимание уделяется комплексной оценке лечебных возможностей различных источников активных форм кислорода (АФК) и азота [1, 2, 3]. К числу относительно новых из них можно отнести синглетный кислород (СК), традиционно рассматриваемый как мессенджер в реализации фотобиологических процессов и фотодинамической терапии [2]. В последнее десятилетие созданы аппараты для насыщения воздушного потока данной АФК и проводятся активные исследования перспективности использования этой технологии в коррекции различной патологии [1, 3]. С другой стороны, молекулярно-клеточные эффекты газообразного СК изучены недостаточно [4], в связи с чем целью исследования служил сравнительный анализ влияния СК на параметры энергетического метаболизма.
Материалы и методы
Эксперимент выполнен на 45 здоровых крысах линии Wistar, которые были разделены на 3 равные группы (15 крыс - контрольная группа, с которой не проводили каких-либо манипуляций; 15 крыс - группа, получавшая ежедневные 10-минутные ингаляции СК в течение 10 дней; 15 крыс - группа, которой производили ингаляции озонокислородной смеси с концентрацией озона 60 мкг/л). В качестве генератора СК использовали аппарат «А^пегду» (Германия). Озоно-кислородную смесь получали с помощью озонатора БМ-3. Выведение животных из эксперимента осуществляли под наркозом на 10-е сутки эксперимента. Исследовали активность лактатдегидрогеназы в прямой и обратной реакциях по Г.А. Кочетову (ЛДГпр и
ЛДГобр соответственно [5]) в крови и гомогенатах органов крыс (печень, почки, легкие, сердце). Концентрацию белка рассчитывали по модифицированному методу Лоури. Для получения интегральных представлений о состоянии энергетического обмена рассчитывали коэффициент баланса энергетических реакций (КБЭР) [6]. Полученные данные были обработаны в программном пакете Statistica 6.0. С учетом характера распределения признака для оценки статистической значимости различий применяли и-критерий Манна-Уитни.
Результаты исследования
Установлено, что ингаляции источников АФК здоровым животным оказывают существенное влияние на активность фермента энергетического обмена - лактатдегидрогеназы, изменяя ее активность в прямой и обратной реакциях. Эта тенденция обнаружена нами как в крови, так и в гомогенатах различных органов и тканей, однако ее выраженность варьирует. Следует отметить, что изученные АФК достаточно специфично трансформируют указанные параметры в различных субстратах.
Интегральная характеристика выявленных сдвигов функционирования ЛДГ может быть представлена на основе оценки КБЭР (рис.). Так, при ингаляциях СК изучаемый показатель в крови животных существенно повышается (в 3,07 раза; р<0,05), тогда как при воздействии озонокислородной смеси он минимально снижается. В печени крыс оба фактора приводят к стимуляции энергетического обмена, причем в большей степени КБЭР нарастает при ингаляциях озоном (в 1,82 раза; р<0,05). В почках
64 № 3 (27) август 2013 МЕДИЦИНСКИЙ АЛЬМАНАХ
выраженная активация прямой реакции лактатдегидроге-назы наблюдается только в случае воздействия озонокислородной смесью (в 1,71 раза; p<0,05).
4Д
Кровь Печень Почки Легкие Сердце
РИС.
Уровень коэффициента баланса энергетических реакций в крови и органах крыс при действии активных форм кислорода.
Клиническое значение имеют результаты оценки динамики КБЭР в сердце и легких. В первом органе синглетный кислород и озоно-кислородная смесь приводят к стимуляции энергетического обмена с активацией аэробного пути, тогда как в легких, на которые непосредственно воздействуют изучаемые агенты, озон оказывает более выраженное действие, увеличивая КБЭР в 1,83 раза (p<0,05), а СК - в 1,3 раза (p<0,05).
Экспериментальная медицина
Заключение
Таким образом, газообразные источники АФК (озон и синглетный кислород) способствуют активации энергетического обмена в различных органах и тканях, что обеспечивается смещением функционирования лактатдегидрогеназы в сторону преобладания активности прямой реакции над обратной. Это имеет существенное адаптивное значение и может обуславливать саногенетические эффекты данных АФК при их использовании в качестве лечебного агента.
ЛИТЕРАТУРА
1. Заворотная Р.М. Синглетный кислород при лечении ряда патологических процессов: физико-химические аспекты. Украинский ревматологический журнал. 2002. № 1. С. 35-37.
2. Костюк В.А., Потапович А.И. Биорадикалы и биоантиоксиданты. Минск: БГУ, 2004. 174 с.
3. Синглетно-кислородная терапия / под ред. И.З. Самосюк, Л.И. Фисенко. Киев. 2007. 228 с.
4. Мартусевич А.А., Перетягин С.П., Мартусевич А.К. Молекулярные и клеточные механизмы действия синглетного кислорода на биосистемы. Современные технологии в медицине. 2012. № 2. С. 128-134.
5. Кочетов Г.А. Практическое руководство по энзимологии. М.: Высшая школа, 1980. 272 с.
6. Соловьева А.Г., Зимин Ю.В. Новый способ оценки динамики метаболизма крови у больных и термической травмой. Современные технологии в медицине. 2012. № 2. С. 116-117.
Б5 № 3 (27) август 2013 МЕДИЦИНСКИЙ АЛЬМАНАХ
