CC BY
26
УДК 616.831-005.4: 599.323.4: 615.451 А.И. Семененко1, Б.А. Кондрацкий2, Ю.Ю. Кобеляцкий3
ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ИНФУЗИОННЫХ РАСТВОРОВ НА СОСТОЯНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТАБОЛИЗМА ГОЛОВНОГО МОЗГА КРЫС ПРИ ИШЕМИИ-РЕПЕРФУЗИИ
'Винницкий национальный медицинский университет им. Н.И. Пирогова 2Институт патологии крови и трансфузионной медицины АМН Украины 3''Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины
A.I. Semenenko1, B.A. Kondratskiy2, Y.Y. Kobelyatskiy3
INFLUENCE OF SOME INFUSION SOLUTIONS ON THE STATUS OF ENERGY METABOLISM OF THE RAT BRAIN WITH ISCHEMIA-REPERFUSION INJURY
'N.I. Pirogov Vinnitsa national university 2Bloodpathology and transfusion medicine institute
of the Academy of medical sciences of Ukraine 3Dnepropetrovsk medical academy of the Ministry of healthcare of Ukraine
В опытах на крысах с ишемией-реперфузией внутренних сонных артерий установлено, что ввод растворов волювена и HAES-LX-5% в дозе 2,5 мл/кг 2 р/д (5,0 мл/кг в сутки), ежесуточно через каждые 12 ч в течение 7 суток наблюдения, сопровождалось более существенным по сравнению с терапией 0,9% NaCl уменьшением энергодефицита, процессов анаэробного гликолиза и улучшением аэробного окисления глюкозы в ишемизированном головном мозге животных (р<0,05).
Ключевые слова: ишемия-реперфузия, HAES-LX-5%, волювен, 0,9% раствор NaCl.
In tests on rats with ischemia-reperfusion of the inner carotid arteries was established that the introduction of voluven solutions and HAES-LX-5% in dose of 2.5 ml/kg 2 times a day (5.0 ml/kg per day), every day, every 12 h during the 7-day observation was accompanied by more significant decrease of the energy deficit, the processes of anaerobic glycolysis and improvement of aerobic glucose oxidation in the ischemic brain of animals compared to 0,9% NaCl treatment (p <0.05).
Key words: ischemia-reperfusion, HAES-LX-5%, voluven, 0,9% solution of NaCl.
Введение
Одним из немногих лечебных мероприятий на сегодня при остром нарушении мозгового кровообращения (ОНМК) по ишемическому типу, эффективность которого доказана с позиций доказательной
медицины, является тромболитическая терапия [4]. По данным литературы [5], реперфузия при ОНМК наиболее эффективна в первые минуты развития сосудистой катастрофы и в пределах следующих 3-х часов. В дальнейшем при ее применении значительно возрастает риск не только реперфузионного повреждения, но и геморрагических осложнений. Учитывая сложность диагностики и проведения реканализации, становится очевидным, что успешная реперфузион-ная терапия возможна в немногих случаях и только в крупных специализированных клиниках [10]. Среди лечебных мероприятий, снижающих вероятность развития ишемии головного мозга при ОНМК, большой интерес уделяется влиянию на центральную гемодинамику. Важное место во влиянии на центральную гемодинамику занимает инфузионная терапия, выбор которой при заболеваниях и повреждениях головного мозга является одной из наиболее сложных проблем в комплексе консервативного лечения этих больных [12]. По мнению специалистов [2, 6] схему лечения больных с ОНМК следует обязательно дополнять препаратами, которые, воздействуя на отдельные звенья патобиохимического каскада в нейронах, способны продлить период «терапевтического окна» и создать защиту от реперфузионного повреждения.
Для основательного выяснения наличия в инфу-зионных растворах защитного действия на головной мозг при ОНМК, а именно коллоидно-гиперосмо-лярного раствора HAES-LX-5% (зарегистрирован в Украине в 2013 году под названием Гекотон), кол-лоидно-изоосмолярного раствора волювен и изоос-молярного 0,9 % №С1, представляло интерес исследовать влияние отдельной курсовой терапии этими растворами на состояние энергетического метаболизма в ишемизированном головном мозге.
Материалы и методы исследования
Опыты проведены на 70 белых крысах-самцах массой 160-170 г, которые находились в стандартных условиях вивария, с соблюдением этических норм проведения экспериментальных исследований в соответствии с «Общими принципами работы на животных», утвержденными I Национальным конгрессом по биоэтике (Киев, Украина, 2001) и Законом Украины «О защите животных от жестокого обращения» от 26.02.2006 г. Экспериментальную модель ишемии-реперфузии (ИР) создавали путем наложения клипс на обе внутренние сонные артерии под пропофоловым наркозом (60 мг/кг) в течение 20 мин [8]. Животные были распределены на 5 групп. Инфузионные растворы 0,9% ЙаС1, HAES-LX-5% и волювен вводили внутривенно в катетеризированную бедренную вену по 2,5 мл/кг 2 раза/ день (5 мл/кг в сутки). Первое введение проводили через 30 мин после ИР и далее ежесуточно через каждые 12 ч в течение 7 суток. Животные группы контрольной патологии не получали никакой терапии (ОНМК без лечения). Интактными животными служили псевдооперированные крысы, которым выделяли внутренние сонные артерии, но не накладывали лигатуры. Эвтаназию крыс проводили путем декапитации после предварительного пропофолово-го наркоза (60 мг/кг в/в).
Для биохимических исследований после эвтаназии животных выделяли мозг крыс, перфузирова-
ли его холодным 1,15% раствором калия хлорида и гомогенизировали при 3000 об/мин (тефлон-стекло) в среде 1,15% калия хлорида (соотношение 1:3). Го-могенаты центрифугировали в течение 30 мин при 600 g, отбирали аликвоты постядерного супернатанта в микропробирки ЕрреМой" и к проведению исследований хранили при температуре -20оС. Содержание адениловых нуклеотидов (аденозинтрифосфорной (АТФ), аденозиндифосфорной (АДФ) и аденозинмо-нофосфорной (АМФ) кислот) определяли в безбелковом трихлоруксусном экстракте тканей головного мозга 1:10 (10% раствор трихлоруксусной кислоты) хроматографическим методом [3]. Энергетический заряд рассчитывали по формуле:
„ „ 2АТФ+АДФ
Энергетически« заряд = 2( АТф+АДф+АМф)
Полученные результаты обрабатывали методом вариационной статистики с использованием ^критерия Стьюдента, изменения показателей считали достоверными при р<0,05.
Результаты и их обсуждение
На 4 сутки эксперимента содержание АТФ в мозге крыс с ИР без лечения (табл. 1) достоверно снизилось по сравнению с интактными животными на 56,9%, в то время как уровень АДФ и АМФ повысился в среднем соответственно на 153,5 и 73,2%. На 7 сутки эксперимента хранились выразительные признаки угнетения окислительного фосфорили-рования и его сопряжения с тканевым дыханием: уровень мозгового АТФ был на 45,4% меньше, а содержание АДФ и АМФ, соответственно, выше на 143,0 и 64,1%, чем в интактных животных (р<0,05). В условиях экспериментальной ИР дисбаланс в системе АТФ/АДФ/АМФ ассоциировался со значительным падением энергетического заряда головного мозга на 4 и 7 сутки соответственно на 31,2 и 25,8% (р<0,05). Инфузия 0,9% раствора №С1 не вызывала достоверных различий в обмене адени-ловых нуклеотидов на 4 сутки после реперфузии,
и только на 7 сутки изменения показателей достигают достоверных границ (снижение уровня АДФ и АМФ и рост содержания АТФ и энергетического заряда составило соответственно: 13,8; 15,9 и 16,8; 8,9% по сравнению с группой контроля). На фоне лечения ОНМК раствором HAES- LX-5% на 4 сутки содержание мозгового АТФ оказалось достоверно выше в среднем на 26,4%, а АДФ и АМФ, наоборот, меньше соответственно на 26,1 и 17,9%, чем у животных, леченных 0,9% раствором №С1. По состоянию на 7 сутки эффект инфузионной терапии препаратом HAES-LX-5% становился более выразительным: содержание АТФ было выше в среднем на 33,7% , АДФ и АМФ - меньше соответственно на 35,5 и 21,1%, чем у крыс, которым вводили 0,9% раствор №С1 (р<0,05). Также у крыс, получавших HAES-LX-5%, отмечался рост энергетического заряда (соответственно в среднем на 13,1 и 15,8%) по сравнению с животными контрольной группы соответственно на 4 и 7 сутки эксперимента.
В условиях лечения ОНМК раствором волюве-на (табл. 1) отмечалось повышение уровня АТФ (в среднем на 24,3% - 4 сутки, и 31,5% - 7 сутки), энергетического заряда мозга (в среднем на 11,6% - 4 сутки, и 14,8% - 7 сутки), а также снижение содержания АДФ (в среднем на 24,6% - 4 сутки, и 33,3% - 7 сутки) и АМФ (в среднем на 15,4% - 4 сутки, и 19,9% - 7 сутки) по сравнению с группой, получавших 0,9% раствор №С1.
На 4 сутки эксперимента в головном мозге крыс контрольной группы (табл. 2) по сравнению с интакт-ными животными достоверно повышался уровень лактата в среднем на 322,4%, снижалось содержание пирувата на 63,5% и существенно возрастало в 11,5 раза соотношение лактат/пируват. По состоянию на 7 сутки эксперимента изменения были меньше: увеличение уровня лактата составило 301,8%, уменьшение уровня пирувата - 48,8% и рост соотношения лактат/пируват - 683,7%.
Использование 0,9% раствора №С1 уменьшало дисбаланс в системе лактат/пируват: регистрировалось увеличение уровня пирувата (на 21,5; 26,0% со-
Таблица 1
Влияние исследуемых препаратов на содержание адениловых нуклеотидов в мозге крыс при ишемии-реперфузии в разные сроки эксперимента (М±m, п=6-7)
№ Группы животных Срок эксперимента Показатели
АТФ, мкмоль/г сухой ткани АДФ, мкмоль/г сухой ткани АМФ, мкмоль/г сухой ткани Энергетиче ский заряд
1 Интактные животные 4 сутки 2,88±0,07 0,864±0,016 0,589±0,019 0,764±0,004
7 сутки 2,93±0,18 0,860±0,013 0,579±0,019 0,767±0,009
2 ИР без лечения (группа контроля) 4 сутки 1,24±0,05* 2,19±0,07* 1,02±0,05* 0,525±0,005*
7 сутки 1,60±0,12* 2,09±0,05* 0,950±0,037* 0,569±0,013*
3 ИР + 0,9% №С1 4 сутки 1,40±0,07* 1,95±0,10* 0,910±0,026* 0,557±0,008* #
7 сутки 1,87±0,05*# 1,80±0,05*# 0,799±0,032*# 0,620±0,003*
4 ИР + волювен 4 сутки 1,74±0,02*^ 1,47±0,06*#^ 0,770±0,024*#^ 0,622±0,005*#^
7 сутки 2,46±0,06*#^ 1,20±0,06*#^ 0,640±0,014*#^ 0,712±0,003*#^
5 ИР + HAES-LX-5% 4 сутки 1,77±0,03*#^ 1,44±0,06*#^ 0,747±0,019*#^ 0,630±0,002*#^
7 сутки 2,50±0,05*#^ 1,16±0,08*#^ 0,630±0,011*#^ 0,718±0,005*#^
Примечания:
1. * - р<0,05 - относительно группы интактных животных;
2. # - р<0,05 относительно группы животных с ИР без лечения;
3. • - р<0,05 относительно группы с 0,9% раствором №С1.
ответственно по состоянию на 4 и 7 сутки), уменьшение уровня лактата (на 26,5; 33,0% соответственно по состоянию на 4 и 7 сутки) и соотношения лактат/пи-руват (на 39,4; 46,8% соответственно по состоянию на 4 и 7 сутки) по сравнению с контрольной группой. В частности, на 4 сутки эксперимента содержание лактата в мозге крыс, получавших HAES-LX-5% и волювен, было достоверно меньше, чем у животных, леченных 0,9% раствором №С1 в среднем соответственно на 39,2 и 40,7%. В этих условиях содержание пирувата в мозге крыс оказалось достоверно выше по сравнению с животными, которым вводили только 0,9% раствор №С1, в среднем соответственно на 25,8 и 29,0%, а соотношение лактат/ пируват было меньше - на 51,8 и 54,1%. Дальнейшее введение растворов HAES-LX-5% и волювена более существенно улучшало аэробный метаболизм глюкозы в мозге в условиях ИР. Так, на 7 сутки введения HAES-LX-5% содержание лактата и соотношение лактат/пируват было меньше, а содержание пирувата больше, чем у крыс, которым вводили 0,9% раствор №С1 в среднем соответственно на 48,4, 62,0 и 35,4%. Аналогичной была тенденция при введении волювена: увеличение уровня пиру-вата, а также снижение содержания лактата и соотношение лактат/пируват составляет соответственно 29,0; 40,7; 54,1% - на 4 сутки и 38,1; 50,9; 64,6% - по состоянию на 7 сутки эксперимента.
Как известно из литературных источников [1, 7], в ишемизированных тканях в условиях гипоксии и энергодефицита существенно нарушается углеводный обмен: подавляются аэробные пути окисления глюкозы, усиливается анаэробный гликолиз, накапливается лактат и другие недоокисленные эквиваленты, возникает ацидоз. В ходе проведенного исследования установлено (см. табл. 1-2), что в условиях ишемии/реперфузии без фармакокоррекции в мозге крыс выявлялись существенные нарушения обмена адениловых нуклеотидов, что совпадает с данными литературы [1, 7]. Выраженность нейро-деструктивных процессов при ОНМК зависит от локального снижения кровоснабжения и на первом
этапе характеризуется формированием энергетического дефицита и ацидоза. Состояние энергообеспечения клеток мозга связано с уровнем макроэрги-ческих фосфатов - АТФ, АДФ и АМФ кислот. При этом изменения содержания адениловых нуклеоти-дов опережают изменения других функционально-метаболических показателей жизнедеятельности клетки [7, 9, 11]. Экспериментальная терапия крыс с ИР головного мозга растворами HAES-LX-5% и во-лювена сдерживала формирование энергодефицитного состояния мозга на 4 и 7 сутки наблюдения в условиях данной патологии, мы предполагаем, как и другие авторы [12], что это может быть связано с улучшением мозговой перфузии посредством проведения инфузионной терапии. По способности уменьшать проявления энергодефицита и влиять на процессы анаэробного гликолиза и аэробного окисления глюкозы (см. табл. 1-2) препараты HAES-LX-5% и волювен между собой практически не отличались (р>0,05).
Выводы
1. Фармакотерапия ОНМК раствором 0,9% №С1 не вызывала достоверных различий в обмене адени-ловых нуклеотидов на 4 сутки после реперфузии, только на 7 сутки изменения показателей достигают достоверных границ (р<0,05 по сравнению с группой контроля).
2. По сравнению с 0,9% раствором №С1 применение HAES-LX-5% и волювена сопровождалось более существенным уменьшением энергодефицита, процессов анаэробного гликолиза и улучшением аэробного окисления глюкозы в ишемизированном головном мозге животных (р<0,05).
3. Терапевтический эффект, который был получен в эксперименте от инфузионной терапии растворами HAES-LX-5%, волювена и 0,9% №С1, является основанием для дальнейшего углубленного изучения их защитного действия на патобиохи-мические звенья при остром нарушении мозгового кровотока.
Таблица 2
Влияние исследуемых растворов на содержание метаболитов глюкозы в мозге крыс при ишемии-реперфузии в разные сроки эксперимента (М±m, п=6-7)
№ з/п Группы животных Срок эксперимента Показатели
Лактат, мкмоль/г сухой ткани Пируват, мкмоль/г сухой ткани Лактат /Пируват
1 Интактные животные 4 сутки 1,74±0,07 0,280±0,017 6,30±0,34
7 сутки 1,68±0,06 0,293±0,015 5,78±0,26
2 ИР без лечения (контроль) 4 сутки 7,35±0,21* 0,102±0,004* 72,6±3,14*
7 сутки 6,75±0,11* 0,150±0,005* 45,3±1,65*
3 ИР + 0,9% №С1 4 сутки 5,40±0,05*# 0,124±0,006*# 44,0±1,66*#
7 сутки 4,52±0,06*# 0,189±0,007*# 24,1±0,86*#
4 ИР + волювен 4 сутки 3,20±0,06* #• 0,160±0,006*^ 20,2±0,82* #•
7 сутки 2,22±0,05* #• 0,261±0,007*^ 8,53±0,27* #•
5 ИР + HAES-LX-5% 4 сутки 3,28±0,07* #• 0,156±0,006*^ 21,2±0,65* #•
7 сутки 2,33±0,05* #• 0,256±0,009*^ 9,15±0,30* #•
Примечания:
1. * - р<0,05 - относительно группы интактных животных;
2. # - р<0,05 относительно группы животных с ИР без лечения;
3. • - р<0,05 относительно группы с 0,9 % раствором №С1.
Список литературы
1. Нечипуренко Н.И., Пашковская И.Д., Мусиен-ко Ю.И. Основные патофизиологические механизмы ишемии головного мозга // Медицинские новости.
2008. [Электронный ресурс]. № 1. URL: http://www. mednovosti.by/journal.aspx?article=767 (дата обращения 10.02.2014).
2. Никонов В.В., Савицкая И.Б. Роль антагонистов глутаматных рецепторов (ПК-Мерц) в лечении повреждений мозга (обзор литературы) // Медицина неотложных состояний, 2012. № 5 (44). С. 36-40.
3. Прохорова М.И. Современные методы биохимических исследований. Л.: Из-во Ленинградского ун-та, 1982. 272 с.
4. Рекомендации по ведению больных с ишеми-ческим инсультом и транзиторными ишемического атаками (2008). Исполнительный комитет Европейской инсультной организации (ESO) и Авторский комитет ESO // Практическая ангиология, 2008. № 4. С. 9-23.
5. Соболева Е.Л., Орлов Ю.П. О возможных путях профилактики реперфузии при критических состояниях // Сибирский медицинский журнал, 2012. № 1. С. 13-16.
6. Трошин В.Д., Бровков Н.Н. Неотложная кар-дионеврология. М.: Медицинское информационное агентство, 2010. 672 с.
7. Ходаковский А.А. Влияние Адемолу на показатели энергетического обмена в головном мозге крыс с моделью острой церебральной ишемии // Буковинский медицинский вестник, 2013. Т. 17, № 2 (66). С. 140-143.
8. Ходаковский А.А., Маринич Л.И., Багаури О.В. Особенности формирования постреперфузи-онного повреждения нейронов - характеристика модели «ишемия-реперфузия». Новые направления и перспективы развития современной церебропро-текторной терапии ишемического инсульта // Врач-аспирант, 2013. № 3 (58). С. 69-76.
9. Шведский В.В., Штрыголь С.Ю., Мерзликин С.И. Влияние диакамфа гидрохлорида на показатели энергетического обмена в головном мозге крыс с моделью церебральной ишемии на фоне сахарного диабета // Клин. фармация, 2011. Т. 15, № 3. С. 57-61.
10. Шведский В.В., Штрыголь С.Ю., Мерзликин С.И. Эффективность диакамфа гидрохлорида при экспериментальном остром нарушении мозгового кровообращения на фоне сахарного диабета // Актуальные проблемы современной медицины: Вестник Украинской медицинской стоматологической академии, 2011. Т. 11, вып. 3 ( 35). С. 84-88.
11. Belenichev I.F., Kolesnik Yu.M., Pavlov S.V et al. Malate-aspartate shunt in neuronal adaptation to ischemic conditions: molecular-biochemical mechanisms of activation and regulation // Neurochemical Journal. 2012. Vol. 6, № 1. Р. 22-28.
12. James D. Geyer, Camilo R. Gomez. Stroke. A practical approach. Lippincott Williams & Wilkins,
2009. 361 р.
Сведения об авторах
Семененко Андрей Игоревич - к.м.н., ассистент кафедры хирургии № 1 Винницкого национального медицинского университета имени Н.И. Пиро-гова, курс анестезиологии. E-mail: semenenko05@ gmail.com.
Кондрацкий Богдан Алексеевич - д.м.н., ст. науч. сотр., заведующий лаборатории технологии трансфузионных препаратов ГУ «Институт патологии крови и трансфузионной медицины АМН Украины». E-mail: b.kondr@gmail.com.
Кобеляцкий Юрий Юрьевич - д.м.н., профессор, заведующий кафедрой анестезиологии и интенсивной терапии ГУ «Днепропетровская медицинская академия МЗ Украины». E-mail: kobeliatsky@ukr.net.
УДК 612.6:612.66
А.Н. Токарев, С.Б. Петров, И.В. Попова, О.В. Пономарева, В.А. Беляков
АНАЛИЗ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ
ЗАВИСИМОСТИ МЕЖДУ АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИМИ И ФИЗИОМЕТРИЧЕСКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ДЕТЕЙ
Кировская государственная медицинская академия
A.N. Tokarev, S.B. Petrov, I.V. Popova, O.V. Ponomareva, V.A. Belyakov
ANALYSIS OF THE CORRELATION
BETWEEN ANTHROPOMETRIC AND PHYSIOMETRIC INDICATORS OF CHILDREN
Kirov state medical academy
Проанализирована корреляционная зависимость между антропометрическими и физиометриче-скими показателями детей. Как показал проведенный анализ между антропометрическими и физиометри-ческими показателями, у мальчиков в возрасте с 10 до 12 лет большое влияние на их физическую работоспособность и мышечную силу оказывает масса тела. Влияние данного показателя с возрастом снижается. У девочек установлена аналогичная тенденция, только влияние массы тела на их физические качества у них снижается на год раньше, чем у мальчиков. Результаты проведенного исследования необходимо учитывать при физическом воспитании данной возрастной когорты детей.
Ключевые слова: дети, корреляционная связь, антропометрические показатели, физиометрические показатели.
Analyzed the correlation between anthropometric and physiometric indicators of children. As has shown the analysis between anthropometric and physiometric indicators in boys aged from 10 to 12 years a great impact on their physical fitness and muscle strength has a body weight that slows with age. Girls installed a similar trend, only the effect of body weight on their physical qualities decreased on a year earlier than in boys. The results of the study should be considered when physical education in this age cohort of children.
Key words: children, correlation, anthropometric indicators, physiometric indicators.
