CC BY
22
тензии - компрессии (внутриполостной, внут-риорганной). Можно отметить также некоторое несоответствие патогистологических изменений и гистохимической реакции со сторо-
ны отдельных органов, так в тонкой кишке и селезенке более выраженные изменения выявляются при проведении гистохимических, а не гистологических исследований.
Сведения об авторах статьи: Тимербулатов Виль Мамилович - д.м.н., член-корр. РАН, зав. кафедрой хирургии с курсом эндоскопии ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)255-54-57. E-mail: [email protected]. Каюмов Фарит Амирьянович - д.м.н., профессор кафедры гистологии ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)272-86-73.
Тимербулатов Шамиль Вилевич - д.м.н., профессор кафедры хирургии с курсом эндоскопии ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)255-54-57. E-mail: [email protected]. Фаязов Радик Радифович - д.м.н., профессор кафедры хирургии с курсом эндоскопии ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 8(347)255-54-57. E-mail: [email protected]. Смыр Руслан Александрович - старший ординатор хирургического отделения Республиканской клинической больницы. Адрес: 384900, Республика Абхазия, г. Сухуми, ул. Эшба, 164. E-mail: [email protected].
ЛИТЕРАТУРА
1. Bradley S.E. The effect of intra-abdominal pressure on renal function in man / S.E. Bradley, G.P. Bradley //J.Clin.Invest. - 1947. -Vol. 26. - P. 1010-1022.
2. Cheatham M.L. Intra - abdominal hyperstension and abdominal compartment syndrome / M.L. Cheatham // New.Horiz. - 1999. - Vol.7. -P. 96-l15.
3. Coombs H.C. The mechanism of regulation of intra-abdominal pressure //Am J.Physiol. - 1922. - Vol.61. - P. 159.
4. Ischemia and bacterial translocation in the abdominal compartment syndrome / L.N. Diebel [et al.] // J. Trauma. - 1997. - Vol. 43. - P. 852-855.
5. Incidence and clinical pattern of the abdominal compartment syndrome after "damage-control" laparotomy in 311 patients with severe abdominal and/or pelvic trauma / IV Ertel [et al.] // Grit Care Med. - 2000. - Vol. 28. - P. 1747-1753.
6. Intra-abdominal hypertension after life-threatening penetrating abdominal trauma: prophylaxis, incidence, and clinical relevance to gastric mucosal pH and abdominal compartment syndrome / R.R. Ivatury [et al.]// J. Trauma 1998. - Vol. 44. - P. 1016-1021.
7. Malbrain M.L.N.G. Abdominal pressure in the critically ill / M.L.N.G. Malbrain // Curr.Opin.Crit.Care. - 2000. - Vol.6. - P. 17-29.
8. Overholt R.H. Intraperitoneal pressure / R.H. Overholt // Arch.Surg. - 1931. - Vol.22. - P. 691-703.
УДК 616.831-005.4:636.028
© Г.А. Байбурина, Е.А. Нургалеева, С.А. Башкатов, 2015
Г.А. Байбурина1, Е.А. Нургалеева1, С.А. Башкатов2 ВЗАИМОЗАВИСИМОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРО- И АНТИОКСИДАНТНЫХ СИСТЕМ МОЗГА И КРОВИ ПОСЛЕ ИШЕМИЧЕСКОГО ПОВРЕЖДЕНИЯ У КРЫС С РАЗНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ГИПОКСИИ 'ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа 2ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный университет», г. Уфа
Остановку кровообращения длительностью 5 минут моделировали под общим эфирным наркозом на самцах неинбред-ных белых крыс, разделенных после тестирования на 3 группы по устойчивости к гипоксии. Период наблюдения составлял 35 дней. В гомогенатах тканей мозга и в крови определяли состояние про-и антиоксидантных систем. В результате общего факторного анализа всего массива эмпирических данных выявилось два фактора, условно названных «резистентность к пе-рекисному окислению липидов» и «волновая динамика антиоксидантной защиты». Существенной составляющей устойчивости организма к гипоксии, влияющей на выживаемость животных после перенесенной остановки системного кровообращения, является баланс активности про- и антиоксидантных систем в мозге и крови, по уровню показателей которых можно прогнозировать устойчивость к гипоксии и течение восстановительного периода.
Ключевые слова: гипоксия, свободнорадикальное окисление, мозг, крысы, антиокислительная активность крови.
G.A. Bayburina, E.A. Nurgaleeva, S.A. Bashkatov
INDICATORS OF PRO- AND ANTIOXIDANT SYSTEMS INTERDEPENDENCE IN BRAIN AND BLOOD AFTER ISCHEMIC INJURY IN RATS WITH DIFFERENT RESISTANCE TO HYPOXIA
5 minutes circulatory arrest was modeled under the ether anesthesia on male albino purebred rats divided after the test into 3 groups according to resistance to hypoxia. The observation period lasted for 35 days. In brain tissue homogenates and in blood the state of pro- and antioxidant systems were determined. As a result of total factor analysis of the entire body of empirical data two factors were revealed, which were called "resistance to lipid peroxidation" and "wave dynamics of antioxidant protection." An essential component of the body's resistance to hypoxia, affecting the survival of the animals after systemic circulation arrest, is the balance of the activity of pro- and antioxidant systems in brain and blood, the level of which can predict the resistance to hypoxia and the course of the recovery period.
Key words: hypoxia, free radical oxidation, brain, rats, blood antioxidant activity.
Внезапная остановка кровообращения вызывает развитие тотальной гипо-ксии/аноксии и достаточно стереотипные для биологических систем метаболические сдвиги [10]. Однако, несмотря на универсальность системного ответа, степень повреждения и возможности восстановления организма после гипоксического воздействия чрезвычайно вариабельны. Особенно актуальна проблема ишемического повреждения мозговой ткани, что объясняется широким распространением патологии, а также высокими показателями временной нетрудоспособности и первичной инвалидизации. Разрушение липидных мембран митохондрий в ишемическом и реперфу-зионном периодах приводит к избыточному накоплению активных форм кислорода, что сопровождается образованием свободных радикалов и перекисей, активацией процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), способных преодолеть антиоксидантную защиту [3,6,11]. Поскольку непосредственное изучение активности про- и антиоксидантных систем в тканях в клинических условиях невозможно, исследователи ограничены рамками биохимического анализа крови. Вышесказанное делает актуальной цель настоящей работы - изучение взаимозависимости показателей свободнора-дикального окисления в мозге и крови крыс с различной резистентностью к гипоксии в длительной динамике после ишемического повреждения, вызванного остановкой системного кровообращения.
Материал и методы
Серия экспериментов выполнена на 320 половозрелых самцах неинбредных белых крыс массой 150-180 г после предварительного тестирования на резистентность к гипоксии [8]. По итогам тестирования все животные были разделены на 3 группы - неустойчивые (НУ), среднеустойчивые (СУ) и высокоустойчивые к гипоксии (ВУ). Группы включали по 70 опытных и 10 контрольных крыс. Через неделю после тестирования под общим эфирным наркозом моделировали 5-минутную аноксию интра-торакальным пережатием сосудистого пучка сердца по методу [5] с последующей реанимацией с помощью наружного массажа сердца и искусственной вентиляции легких. Контрольная группа крыс после тестирования на устойчивость к гипоксии подвергалась эфирному наркозу без моделирования аноксии. В 1-е, 3-и, 5-е, 7-, 14-, 21-, 35-е сутки после оживления проводили забой животных. Активность катала-зы определялась с помощью методики [4], содержание восстановленного глутатиона в гомо-генатах мозга по методике [7], а продуктов, реа-
гирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-рп) с помощью набора реактивов «ТБК-АГАТ» (Россия). Определение в сыворотке крови а-глутатион^-трансфераз проводилось с использованием стандартных диагностических наборов Biotrin High Sensitivity Alpha GST EIA («Bi-otrin», США), а супероксиддисмутазы, общей антиоксидантной активности и глутатионперок-сидазы с помощью стандартных тест-наборов фирмы «Randox Laboratories» (Великобритания). С целью изучения интенсивности свобод-норадикального окисления (СРО) проводили хемилюминесцентный анализ гомогенатов тканей головного мозга с использованием отечественного хемилюминометра ХЛ-003 с компьютерным обеспечением. Ре2+-индуцированную хемилюминесценцию исследовали по [1]. При оценке Ре2+-индуцированной хемилюминесцен-ции определяли спонтанное свечение (Sp), амплитуду быстрой вспышки (h), амплитуду медленной вспышки (Н), светосумму (SFe2+) по [9]. Результаты обрабатывали методами непараметрической статистики, отношения между переменными исследовали с помощью регрессионного и факторного анализов.
Результаты и обсуждение
До моделирования острой системной остановки кровообращения крысы с разной устойчивостью к гипоксии достоверно различались по уровню активности некоторых показателей СРО. Так, активность СОД в ткани мозга была выше у ВУ животных в сравнении со СУ на 11% (р<0,05), с НУ - на 23% (р<0,001); амплитуда быстрой вспышки у НУ ниже в сравнении с ВУ на 44% (р<0,05), со СУ на 40% (р<0,05). Активность каталазы эритроцитов была значимо выше у ВУ по сравнению с СУ на 9,1% (р<0,01), по сравнению с НУ на 24,8% (р<0,01). В других показателях СРО контрольных животных всех групп значимых отличий мы не обнаружили.
В результате факторного анализа всего массива эмпирических данных получилась матрица факторных нагрузок, содержащая 3 фактора, которые объясняют в совокупности 43,2% дисперсии значений первичных переменных (см. таблицу). Количество факторов определялось с учетом правила «каменистой осыпи» и критерия Кайзера [2].
В первый фактор (доля общей дисперсии ДОД=20,3%) с положительным знаком со значимыми факторными нагрузками вошли устойчивость к гипоксии (0,828), 3 показателя СРО крови (СОД эритроцитов, спонтанная светимость, светосумма), 4 показателя СРО гомогенатов ткани мозга (ТБК-рп, СОД, амплитуда медленной вспышки, светосумма); с
отрицательным знаком - ТБК-рп плазмы, ка-талаза эритроцитов. Следовательно, латентная переменная, репрезентируемая этим фактором, положительно коррелирует с устойчивостью к гипоксии и остальными 7 показателями и отрицательно коррелирует с ТБК-рп плазмы крови и активностью каталазы эритроцитов.
Таблица
Результаты факторного анализа_
Показатели Фактор I Фактор II Фактор III
Сутки эксперимента -0,525
Устойчивость к гипоксии 0,828
ТБК-рп плазмы -0,426
Каталаза эритроцитов -0,602
Глутатионпероксидаза крови -0,476
Глутатионтрансфераза
крови
Общая антиоксидантная
активность крови -0,441
Супероксиддисмутаза
эритроцитов 0,634
Спонтанная светимость
крови 0,523
Амплитуда быстрой
вспышки крови -0,534
Амплитуда медленной
вспышки крови 0,509
Светосумма крови 0,464
ТБК-рп мозга 0,405
Каталаза мозга -0,575
Восстановленный
глутатион мозга -0,553
Супероксиддисмутаза мозга 0,425 -0,598
Спонтанная светимость
мозга
Амплитуда быстрой
вспышки мозга
Амплитуда медленной
вспышки мозга 0,703
Светосумма мозга 0,681
Собственное значение
фактора 4,056 2,996 1,589
Доля общей дисперсии (ДОД) 0,203 0,150 0,079
Из этого можно сделать вывод, что в механизмах резистентности организма к гипоксии ведущую роль выполняют биохимические процессы, положительно коррелирующие с показателем устойчивости к гипоксии: активность су-пероксиддисмутазы (эритроцитов и мозга), интенсивность реакций ПОЛ, регистрируемая по показателям хемилюминесценции. Очевидно, способность организма выдерживать процессы ПОЛ высокой интенсивности является основой резистентности к гипоксии. Принимая во внимание все вышесказанное, первый фактор можно обозначить как «Резистентность к ПОЛ».
Во второй фактор (ДОД=15%) с одинаковыми знаками вошли: сутки эксперимента, 4 показателя антиоксидантной защиты - глу-татионпероксидаза и общая антиоксидантная активность крови, супероксиддисмутаза мозга и восстановленный глутатион. Это свидетельствует о том, что по мере увеличения срока
эксперимента пропорционально возрастает активность антиоксидантной защиты крови и мозга. Из этого следует, что второй фактор репрезентирует латентную переменную волновой динамики антиоксидантной защиты в восстановительном периоде после остановки системного кровообращения.
В третий фактор с небольшой долей общей дисперсии 7,9% вошли с одинаковым знаком всего два показателя - амплитуда быстрой вспышки крови и активность катала-зы мозга, что может свидетельствовать о случайном характере их взаимосвязи и корреляций. По этой причине мы не стали интерпретировать третий фактор.
Анализ факторного решения свидетельствует о том, что на устойчивость к гипоксии влияет соотношение активности про- и анти-оксидантных систем - высокая активность ПОЛ сопровождается адекватным усилением активности антиоксидантных систем как в мозге, так и в крови, что во многом согласуется с литературными данными [6].
Учитывая, что устойчивость к гипоксии и активность СОД в эритроцитах вошли в один фактор с одинаковым знаком и с большими факторными нагрузками, мы рассчитали между этими параметрами коэффициент эмпирической корреляции Пирсона, значение которого составило 0,67. В связи с достаточно большим его значением и возможностью использования выявленной зависимости для диагностики устойчивости к гипоксии мы рассчитали уравнение линейной регрессии. Оно имело следующий вид: устойчивость к гипоксии = 0,6034+0,0842* СОД эритроцитов.
Из уравнения линейной регрессии следует, что по активности СОД эритроцитов можно прогнозировать устойчивость к гипоксии мозга.
Заключение
Представленное факторное решение свидетельствует об объективности выявленных закономерностей и позволяет подчеркнуть важную роль процессов свободноради-кального окисления и антирадикальной защиты в восстановительном периоде после остановки системного кровообращения. Таким образом, существенной составляющей устойчивости организма к гипоксии, влияющей на выживаемость животных после перенесенной ишемии и последующей реперфузии, является соотношение активности про- и антиокси-дантных систем, в частности в мозге и крови, по уровню показателей которых можно прогнозировать устойчивость к гипоксии и течение восстановительного периода.
Сведения об авторах статьи:
Байбурина Гульнар Анузовна - к.м.н., доцент кафедры патофизиологии ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 273-85-71. E-mail: [email protected].
Нургалеева Елена Александровна - д.м.н., профессор кафедры патофизиологии ГБОУ БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс: 273-85-71. E-mail: [email protected].
Башкатов Сергей Александрович - д.б.н., профессор кафедры генетики и фундаментальной медицины, декан биологического факультета ФГБОУ ВПО БГУ. Адрес: 450076, г. Уфа, ул. З. Валиди, 32. E-mail: [email protected].
ЛИТЕРАТУРА
1. Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы в живых системах / Ю.А. Владимиров, О.А. Азизова, А.И. Деев. - М.: ВИHИТИ, 1991. - 249 с.
2. Двоерядкина, H.H. Факторный анализ при исследовании структуры данных / H.H. Двоерядкина, HA. Чалкина // Вестник Ам-ГУ. - 2011. - Вып. 53. - С. 1-5.
3. Зозуля, Ю.А. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная защита при патологии головного мозга / Ю.А. Зозуля, В.А. Барабой, Д.А. Сутковой. - М.: Знание, 2000. - 344 с.
4. Королюк, М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова // Лабораторное дело. -1988. - №1. - С.16-18.
5. Корпачев, В.Г. Моделирование клинической смерти и постреанимационной болезни у крыс / В.Г. Корпачев, С.П. Лысенков, Л.З. Телль // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. - 1982. - N° 3. - С. 78-80.
6. Лукьянова, Л.Д. Сигнальная функция митохондрий при гипоксии и адаптации / Л.Д. Лукьянова // Патогенез. - 2008. - Т. 6, № 3. -С. 4-12.
7. Методы биохимических исследований / под ред. М.И. Прохоровой - Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1982. - 272 с.
8. Способ определения степени устойчивости к гипобарической гипоксии мелких лабораторных животных / Г.А. Байбурина, EA. ^ргалеева. Д.З. Шибкова [и др.] // Заявка №20141377/14 с приоритетом от 17.09.2014.
9. Фархутдинов, Р.Р. Хемилюминесцентные методы исследования свободнорадикального окисления в биологии и медицине / Р.Р. Фархутдинов, В.А. Лиховских. - Уфа, 1995. - 87 с.
10. Физиологическое обоснование требований к лабораторным моделям для оптимизации параметров скрининга антигипоксиче-ской активности с использованием критериев резистентности к экстремальной гипоксической гипоксии / EX. Шустов, H.H. Каркищенко, В.Н Каркищенко [и др.] // Биомедицина. - 2013. - № 4. - С. 29-45.
11. Orellana, J.A. Modulation of brain hemichannels and Gap junction channels by pro-inflammatory agents and their possible role in neurodegeneration / J.A. Orellana // Аntioxid. Redox. Signal. - 2009. - Vol. 11, № 2. - P. 369-399.
УДК 615.322
© А.Р. Казеева, И.В. Петрова, К.А. Пупыкина, Р.Р. Фархутдинов, 2015
А.Р. Казеева, И.В. Петрова, К.А. Пупыкина, Р.Р. Фархутдинов СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ КОРНЕВИЩ С КОРНЯМИ И ТРАВЫ КРОВОХЛЕБКИ ЛЕКАРСТВЕННОЙ
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа
В статье приведены сведения об изучении антиоксидантной активности различных видов сырья кровохлебки лекарственной - корневищ с корнями и травы. Проведена оценка влияния водных извлечений в различных концентрациях (0,01 мг/мл; 0,1 мг/мл; 1,0 мг/мл) корневищ с корнями и травы кровохлебки на процессы свободнорадикального окисления в системе АФК и ПОЛ. Установлено, что они способны подавлять генерацию АФК и ПОЛ в модельных системах, что характеризует их антиоксидантные свойства, которые наиболее выражены при использовании водных извлечений из сырья кровохлебки лекарственной в концентрации 0,1 и 1,0 мг/мл.
Ключевые слова: антиоксидантная активность, кровохлебка лекарственная, корневища с корнями, трава.
A.R. Kazeeva, I.V. Petrova, K.A. Pupykina, R.R. Farkhutdinov COMPARATIVE ESTIMATION OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF GREAT BURNET
RHIZOMES AND HERB
The article presents the data on the study of antioxidant activity of different types of great burnet raw material - rhizomes and herb. We have estimated the influence of the water extractions in different concentration (0,01 mg/ml; 0,1 mg/ml; 1,0 mg/ml) of great burnet rhizomes and herb on processes of free-radical oxidation in ROS and lipid peroxidation systems. It has been revealed that they are capable to suppress generation of ROS and lipid peroxidation in model systems, that characterizes their antioxidant characteristics, which are highly manifested when great burnet water extracts in concentrations of 0,1 and 1,0 mg/ml are used.
Key words: antioxidant activity, great burnet, rhizomes, herb.
В настоящее время проблемы регуляции оксидативного стресса и поиск биологически активных веществ, обладающих антиокси-дантной активностью, находятся в центре внимания исследователей. Возникновение и развитие многих воспалительных заболеваний сопровождаются свободнорадикальными ре-
акциями перекисного окисления липидов, денатурацией белков и нуклеиновых кислот. В норме скорость свободнорадикальных реакций относительно мала, что обусловлено сбалансированной работой системы антиокси-дантной защиты организма. При ее ослаблении возрастает продукция радикалов-
