CC BY
32
УДК 616.15
А, К. Евсеев. Т. Г. Царькова, М. М. Гольдин, Ю.А. Курилкнн
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Научно-исследовательский институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ ГИПЕРБАРИЧЕСКОЙ ОКСИГЕНАЦИИ НА ВЕЛИЧИНУ РЕДОКС-ПОТЕНЦИАЛА СЫВОРОТКИ КРОВИ
The effect of adding of pro- and antioxidant agents to value of redox potentials (RP) of blood serum for volunteers group was studied. Monitoring of blood serum RP for patients with acute cerebral pathology was executed. It was obtained that effect of treatment of above patients by hyperbaric oxygenation method to value of RP occurs. Correlation between measured RP value and level of toxicity for biological medium measured by "average molecule" test was found.
Исследовано влияние добавок про- и антиокисдантов на величину редокс потенциала (РП) сыворотки крови практически здоровых людей. Проведен мониторинг РП сыворотки крови пациентов с острой церебральной патологией. Выявлено влияние лечения указанной патологии методом гипербарической океигенации на величину РП. Обнаружена связь величины РП с уровнем, токсичности биологической среды, измеренной с помощью теста на содержание «средних молекул».
Гомеостач нормально функционирующего организма человека обеспечивает баланс между прооксидантами, т.е. активными формами кислорода (АФК), образующимися в ряде физико-химических процессов в организме, и компонентами системы антиоксидантной защиты. Нарушения такого баланса при острых заболеваниях различной этиологии могут приводить к окислительным стрессам либо к замедлению радикальных процессов, т.е. к нарушениям процессов очищения внутренней среды организма от продуктов распада. Реакционная способность кислорода, попадающего в организм в молекулярной форме, не позволяет ему вступать в неконтролируемые окислительные процессы, протекающие в организме. Таким образом, в норме обеспечивается безопасность органических макромолекул и клеток, существующих в организме.
Основными активными формами кислорода являются супероксидные радикалы (Ог"), перекись водорода (HjOj), гидроксильные (свободные) радикалы (НО", НОг'), синглетные формы кислорода ('Ог), ионы НОг" [1]. Механизмы появления АФК в организме связаны обычно с нарушениями функционирования электроннотранспортных цепей митохондрий или мик-росом. Особняком стоит нормальный процесс формирования АФК фагоцитами в ходе стимуляции неспецифической зашиты организма. Также АФК играют важную роль в протекании различных процессов в защитных иммунных механизмах организма. Важнейшими элементами антиоксидантной защиты организма являются такие важнейшие ферменты, как супероксид-дисмутаза, каталаза, пероксидаза, классические антиоксиданты - витамин Е, витамин А и каротиноиды, активны почти ко всем АФК, но их вклад в общую антиоксидантную активность организма не слишком велик.
С электрохимической точки зрения процессы, характерные как для прооксидантной, так и для антиоксидантной системы, можно описать суммой окислительно-восстановительных реакций, которые в нормально функционирующем организме находятся в равновесии. Интегральным отражением таких окислительно-восстановительных процессов, протекающих в организме, может являться величина редокс потенциала крови, плазмы или сыворотки крови.
Измерения редокс потенциала (РП) в различных средах широко распространены (потенциометрические измерения окислительно-восстановительного потенциала, потенциометрия).
Связь между величинами РП и соотношением окисленной и восстановленной формами вещества описывается уравнением Нернста:
Е = Ео + ЯТ/пР*1п ([окисленная форма]/'[восстановленная форма]),
где Е - РП системы, Ео - стандартный РП системы.
В биологических системах в общем случае на металлическом электроде протекают несколько реакций окисления и восстановления в зависимости от необратимых реакций, определяющих величину измеряемого потенциала, которые в сумме зависят от состава тестируемого раствора,.
В медицине с помощью измерения РП давно пытаются оценить окис-лительно-воссгановительных свойств крови, других биологических жидкостей, а также тканей [2]. В медицинской, биологической и экологической литературе под РП тестируемой среды понимается потенциал помещенного в нее платинового электрода относительно какого-либо электрода сравнения
[3].
Несмотря на ряд трудностей при измерениях РП, использование этой величины в качестве критерия для отражения патологических состояний организма представляется вполне перспективным, В самом деле, многие процессы гомеостаза являются электрохимическими, например преобразование сигналов и передачу нервных импульсов, передачу зарядов в электронных транспортных цепочках фотосинтеза и дыхания и ряд других [4]. Развитие работ в этом направлении предполагает, что на базе измерений РП при различных патологических состояниях появится возможность выявить определенные области потенциалов, характерные для практически здоровых людей, следить за изменением состояния больного и качеством лечебных мероприятий с помощью мониторинга РП, и, возможно выработать критерии, позволяющие прогнозировать тактику лечения.
Целью настоящей работы явилось исследование влияние процедуры гипербарической оксигенации на редокс потенциал сыворотки крови пациентов с острой церебральной патологией.
Измерение потенциалов в сыворотке крови проводилось на платиновом электроде площадью 3.3-К)"2 см2, хлорид-серебряный электрод служил электродом сравнения. Для измерений величин потенциала платинового электрода при разомкнутой цепи и записи зависимостей указанного потенциала от времени использован потенциостат 1РС-Рго (НПО "Вольта"). Перед
каждым измерение в сыворотке крови проводилась предварительная обработка платинового электрода с помощью циклической развертки потенциала со скоростью 500 мВ/с в течение 50 циклов при потенциалах в диапазоне -600 мВ до +600 мВ и затем в течение 10 циклов в диапазоне от +100 мВ до +200 мВ (х.с.э.) [5].
Для исследований использовали сыворотку крови добровольцев и пациентов с острой церебральной патологией. Сыворотку отделяли от натив-ной нестабилизированной крови после предварительного тсрмостатирования при 37 град. Цельсия в течение 40 мин центрифугированием при 1500 g в течение 20 мин. Объем образцов для исследований составлял 2,0 мл.
Влияние про- и антиоксидаитов на РП сыворотки крови было исследовано на примерах гипохлорита натрия, аскорбиновой кислоты, ионола, сх-токо^ерола. Концентрация данных веществ в сыворотке крови составляла 5*10° М кроме гипохлорита натрия, концентрация которого в сыворотке крови составляла 4» КГ" М. Эти эксперименты показали, что добавление прооксидантов к сыворотке крови приводит к сдвигу измеряемой величины РП к более положительным потенциалам (Рис. 1, кривая 2).
Рис. 1. Влияние добавок про- и антиоксидантогв на редокс потенциал сыворотки
крови: 1 - сыворотка крови, 2 - сыворотка крови с гипохлорнтом натрия, 3 - сыворотка крови с помолом, 4 - сыворотка крови с аскорбиновой кислотой, 5 - сыворотка крови с а-токоферолом
В то же время добавление антиоксидаитов приводит к сдвигу измеряемой величины РП к отрицательным потенциалам (рис. 1). При этом сдвиг величины РП в отрицательную сторону тем выше, чем выше антиоксидант-ная активность добавляемого вещества. Исследование РП сыворот-
ки крови пациентов с острой церебральной патологией до и после проведения процедуры гипербарической оксигенации (ГБО) показало, что после процедуры, как правило, происходит сдвиг величины РП к отрицательным
значениям (рис. 2). Кроме того, было найдено, что процедура ГБО приводит к выравниванию баланса между оксидантной и антиоксидантной системами организма, о чем свидетельствует нахождение величин РП после ГБО в области потенциалов, характерных для практически здоровых людей (рис. 2, область между пунктирными линиями).
N2 процедуры
о
О! <
~е> <
со
2
Е -40
■20
■30
-60
Рис. 2. Влияние гипербарической оксигенацни на величину редокс потенциала сыворотки крови: 1 -до процедуры, 2 - после процедуры. Область между пунктирными линиями - значения редокс потенциала практически здоровых людей
0,05 -
0 -1-<-1-"-1-1
0 1 2 3 4 5 6
№ процедуры
Рис. 3. Влияние гипербарическои оксигенацни на величину «средних молекул» в сыворотки крови: 1 - до процедуры, 2 - после процедуры
Важно, что динамика изменения сдвига РП в результате ГБО коррелирует с динамикой изменения токсичности для этих же пациентов (рис. 3). Уровень токсичности был измерен с помощью теста на «средние молекулы».
Эти данные позволяют предположить, что измерения величины РП сами moot быть использованы также для измерения токсичности. Выводы.
1. Показано, что добавление к сыворотки крови нрооксидантов приводит к смещению величины РП в сторону положительных значений, в то время как добавление антиоксидантов приводит к сдвигу к отрицательным значениям.
2. Показано, что в ходе лечения методом ГБО, как правило, происходит смещение величины РП к более отрицательным значениям, что может свидетельствовать о выравнивании баланса между оксидантной и антиокси-дантной системами организма.
3. Отмечено, что динамика изменения величин РП в ходе лечения методом ГБО соответствуют динамике изменения уровня токсичности сыворотки крови. Таким образом, методика измерения РП может быть применима также к измерения уровня токсичности сыворотки крови.
Библиографические ссылки
1. Осипов А.Н., Азизова O.A., Владимиров Ю.В. // Успехи.биол.химии. 1990. Т. 31. С. 180-208.
2. Roujon L. Theory and Practice of the Bio-Electronic //"Vincent". - SIBEV, 1975.
3. Ziegler E. The Redox Potential of the Blood in Vivo and in Vitro. //Charles C. Hioraas, Springfield. Illinois, 1965. 196 pp.
4. Опритов В.A. // Соросовский Образовательный Журнал, 1996. № 9. С. 40-46.
5. [Text] Mark.M.Goldin [eis,]; \\ 212* ECS Meeting, Washington D.C., 2007. P. 815.
УДК 541.1.28:542.958:547.7
А. А. Куштаев, П. Co Кхайнг, H, В. Юдин, В. JI. Збарский Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
О СООТНОШЕНИИ СКОРОСТЕЙ НИТРОВАНИЯ И НИТРОЗИРОВАНИЯ. ЗАМЕЩЕННЫХ ПИРИМИДИНОВ В СЕРНО-АЗОТНЫХ КИСЛОТНЫХ СМЕСЯХ
The nitration kinetic of 6-hydroxy-2-methylpyrimidine-4(3H)-one and barbituric acid was studied in medium of 72-82% sulphuric acid. The nitrogen oxides influence was discovered on rate of nitration. The orders by nitric acid and nitrogen oxides (Ш) in medium were determined in 72 and 82% H2SO(.
Изучена кинетика нитрования 6-пщрокси-2-метилпиримидин-4(ЗН)-она и барбитуровой кислоты в среде 72-82% серной кислоты. Обнаружено влияние оксидов азота на скорость нитрования. Определены порядки по азотной кислоте и оксидам азота (Ш) в 72 и 82% H2SO4.
