CC BY
43
УДК 577.115:612.118.221.3+612.746+616-001.5
ЗАВИСИМОСТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛИПОПЕРОКСИДАЦИИ, АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ И ОСМОТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭРИТРОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ С ПЕРЕЛОМАМИ КОСТЕЙ ГОЛЕНИ И БЕДРА ОТ СРОКА ИММОБИЛИЗАЦИИ
А.В. Еликов, П.И. Цапок
ГОУ ВПО Кировская государственная медицинская академия Минздравсоцразвития России
E-mail: [email protected]
DEPENDENCE OF INDICES OF LIPID PEROXIDATION, ANTI-OXIDANT ACTIVITY AND OSMOTIC STABILITY OF ERYTHROCYTES IN PATIENTS WITH SHIN AND HIP FRACTURES FROM THE DURATION OF IMMOBILIZATION
A.V. Yelikov, P.I. Tsapok
Kirov State Medical Academy
Проведено клинико-биохимическое обследование 20 больных в возрасте от 18 до 50 лет с переломами костей голени и бедра, которым в качестве лечения был выбран метод скелетного вытяжения, предусматривающий длительное ограничение двигательной активности. Взятие крови проводили на 7, 14, 21, 28 и 35-й дни после травмы.
В плазме крови и эритроцитах исследовали показатели, характеризующие процессы липопероксидации, антиоксидантную активность и устойчивость эритроцитов к гемолизу. Установлено усиление процессов липоперокси-дации на фоне снижения антиоксидантной активности и устойчивости эритроцитов к гемолизу. Полученные данные можно рекомендовать для контроля влияния вынужденного ограничения двигательной активности на течение посттравматического процесса.
Ключевые слова: липопероксидация, антиоксидантная защита, гемолиз, переломы костей, гиподинамия.
Clinical biochemical investigation of 20 patients was performed. The patients' age range was between 18 and 50 years. The patients had shin and bone fractures. Skeletal stretching was chosen as a treatment method, what required long-term limitation of movement activity. Blood was tested on the 7th, 14th, 21st, 28th, and 35th day after traumas. Indices of lipid peroxidation, anti-oxidant activity and stability of erythrocyte to hemolysis were studied in blood plasma and erythrocytes.
The findings of the study showed increase of lipid peroxidation against decrease of anti-oxidant activity and stability of erythrocytes to hemolysis. The findings of the study may be recommended for influence control of limitations of movement activity during posttraumatic processes.
Key words: lipid peroxidation, anti-oxidant protection, hemolysis, bone fractures, hypodynemia.
Движения являются необходимой формой повседневной жизнедеятельности и их длительное ограничение -гиподинамия, приводит к стрессовой реакции и соответствующим метаболическим сдвигам [4, 5]. Показано, что ведущую роль в развитии неблагоприятных сдвигов метаболизма при гиподинамии играют активация процессов липопероксидации (ЛПО) и снижение ресурсов антиоксидантной защиты (АОЗ) организма [1, 2]. Особую ценность в настоящее время приобретает исследование адаптации на клеточном уровне, что в определенной мере представляется возможным при использовании эритроцитов в качестве биологического материала.
Цель работы: изучить в плазме крови и эритроцитах состояние процессов ЛПО, а также устойчивость эритроцитов к гемолизу у больных с переломами костей голени и бедра в зависимости от срока иммобилизации.
Материал и методы
Исследования проведены на 20 мужчинах в возрасте
от 18 до 50 лет с переломами костей голени и бедра, без сопутствующей патологии, находящихся на лечении в Кировской областной клинической больнице № 3. В качестве лечения был выбран способ скелетного вытяжения, предусматривающий достаточно продолжительный строгий постельный режим, т.е. вынужденное существенное ограничение двигательной активности. Больным назначалась стандартная медикаментозная терапия. Взятие крови из локтевой вены осуществляли через неделю после травмы с целью исключить влияние острых посттрав-матических последствий [6]. Последующее взятие крови осуществляли на 14, 21, 28 и 35-й дни после получения травмы. Контрольную группу составили 15 практически здоровых мужчин аналогичного возраста. Цельную кровь центрифугировали при 3000об./мин в течение 15 мин. Биохимические исследования проводили в эритроцитах, трижды отмытых 0,85%-м раствором №С1 и обработанных согласно общепринятой методике. Для изучения процессов ЛПО использовали определение содержания малонового диальдегида (МДА) как вторичного продукта
Сибирский медицинский журнал, 2011, Том 26, № 2, Выпуск 1
Таблица 1
Зависимость показателей липопероксидации и антиоксидантной активности в плазме крови от продолжительности гиподинамии (M±m)
Исследуемый показатель Контроль(п=15) Продолжительность иммобилизации (недели)
1 (n=20) 2 (n=20) 3 (n=19) 4 (n=15) 5 (n=12)
МДА, мкмоль/л 5,46+0,29 7,01+0,33* 8,38+0,41* 8,94+0,45* 6,88+0,32* 5,71+0,37
ДК, у.е./г OЛ 0,26±0,02 0,34+0,03* 0,48+0,04* 0,54+0,05* 0,36+0,03* 0,30+0,03
ХЛ, (Im), кфотон 92,2±3,8 105,4+4,3* 110,3+4,8* 111,7+4,9* 117,7+5,1* 114,4+4,9*
ХЛ, (S30), кфотон 1281,4+48,3 1505,7+57,4* 1809,4+68,2* 1892,8+69,9* 1838,6+69,1* 1658,2+67,2*
ХЛ, (S60), кфотон 19 96,1+77,6 2360,2+89,1* 2814,5+108,2* 2953,6+112,2* 2864,8+109,4* 2595,7+99,3*
AOA, (Im/S) 0,072+0,003 0,070+0,003 0,061+0,002* 0,059+0,002* 0,064+0,002* 0,069+0,003
Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с контролем.
Таблица 2
Зависимость показателей липопероксидации и антиоксидантной активности в эритроцитах от продолжительности гиподинамии (M±m)
Исследуемый показатель Контроль (n=15) Продолжительность иммобилизации (недели)
1 (n=20) 2 (n=20) 3 (n=19) 4 (n=15) 5 (n=12)
МДА, мкмоль/г OЛ 7,32+0,54 9,19+0,67* 15,65+1,31* 17,23+1,42* 12,56+0,96* 10,84+0,89*
ДК, у.е./г OЛ 0,38+0,03 0,54+0,04* 0,81+0,05* 0,84+0,05* 0,70+0,04* 0,49+0,03*
ХЛ, (Im), кфотон 37,8+2,2 35,3+1,4 40,3+1,9 38,6+1,6 39,9+1,8 38,9+1,9
ХЛ, (S30), кфотон 374,3+18,3 419,9+19,7 694,7+31,8* 742,8+36,3* 554,5+26,8* 442,5+18,2*
ХЛ, (S60), кфотон 598,2+28,5 674,6+31,6 1126,2+51,1* 1204,7+58,8* 893,5+43,3* 708,3+34,9*
AOA, (Im/S) 0,101+0,004 0,084+0,003* 0,058+0,002* 0,052+0,002* 0,072+0,003* 0,088+0,004*
Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с контролем.
ЛПО по реакции с тиобарбитуровой кислотой, спектрофотометрически при длине волны 535 нм. Определение диеновых конъюгатов (ДК) проводили в гептановой фазе, после предварительной экстракции смесью гептан-изопропанол при длине волны 233 нм на спектрофотометре SHIMADZU 1240. При определении первичных продуктов ЛПО измеряли интенсивность хемилюминесценции (ХЛ), инициированной пероксидом водорода, в присутствии избытка ионов двухвалентного железа, за 30 (S30) и 60 (S60) секунд, а также максимальную вспышку ХЛ (Im) за исследуемое время на хемилюминометре Emilite 1105 (Россия) [7]. Изучение интенсивности ХЛ в эритроцитах проводили в гептановой фазе после их обработки смесью гептан-изопропанол. Оценку общей антиоксидантной активности (АОА) осуществляли хемилюминесцент-ным методом, по соотношению уровней максимальной вспышки/светосумма за 30 секунд (Im/S). Определение общих липидов (ОЛ) проводили в плазме крови и в эритроцитах (после их обработки) модифицированным методом [8].
Проницаемость эритроцитарных мембран (осмотическую стойкость эритроцитов) изучали по общепринятой методике [3]. Взвесь эритроцитов добавляли в пробирки, содержащие 1,8%-й раствор мочевины и 0,85%-й раствор NaCl в соотношении: 1 - 40:60; 2 - 45:55; 3 - 50:50; 4 - 55:45; 5 - 60:40; 6 - 65:35; 7 -чистый раствор мочевины. После инкубации и центрифугирования определяли оптическую плотность всех растворов, пересчитывая этот показатель в % от эталона (7-я пробирка).
Полученный цифровой материал обработан методом вариационной статистики на IBM с использованием про-
граммы БЮБТАТ и 5ТАТ15Т1СА 6.0. с определением М±т, статистическую значимость различий показателей определяли по 1-критерию Стьюдента, за критический уровень значимости принимали р<0,05.
Результаты и обсуждение
Полученные данные, представленные в таблице 1, свидетельствуют о зависимости интенсивности протекания процессов ЛПО от продолжительности ограничения двигательной активности у травматологических больных.
Максимальное накопление ДК (на 107,7%) и МДА (на 63,7%) по сравнению с контрольной группой мы отмечали на 3-й неделе иммобилизации, что сопровождалось значительным (на 18,1%, р<0,01) снижением АОА. Об усилении процессов ЛПО также свидетельствует увеличение интенсивности ХЛ. Значительное усиление процессов ЛПО мы связываем с развитием декомпенсированной стрессовой реакции и исчерпанием ресурсов АОЗ организма.
Показатели интенсивности процессов ЛПО и АОА в эритроцитах представлены в таблице 2.
В целом изучаемые показатели в эритроцитах повторяли динамику показателей, характеризующих процессы ЛПО и АОА в плазме крови, однако выявленные сдвиги по сравнению с плазмой крови имели более существенное значение. Так, содержание в эритроцитах ДК и МДА по сравнению с контрольной группой на 3-й неделе иммобилизации составило соответственно 121,1 и 135,4% на фоне снижения АОА на 48,5%. Интенсивность ХЛ за 30 и 60 с увеличилась на 98,5 и 101,4% соответственно. Та-
Таблица 3
Показатели устойчивости эритроцитов к гемолизу в зависимости от срока иммобилизации (M±m)
№ пробирки Гемолиз (%)
Контроль 1-я неделя 2-я неделя 3-я неделя 4-я неделя 5-я неделя
(n=15) (n=20) (n=20) (n=19) (n=15) (n=12)
1 2,9+0,1 3,2+0,2 4,1+0,2 4,3+0,3 3,8+0,2 3,4+0,2
2 4,4+0,2 4,6+0,2 6,4+0,3 6,5+0,4 5,5+0,3 5,0+0,3
3 16,5+0,7 18,1+0,8 22,9+1,0 24,6+1,1 21,2+1,0 18,9+0,8
4 36,8+1,5 40,2+1,6 50,8+1,8 54,3+2,0 47,8+1,7 41,7+1,6
5 74,5+1,9 81,3+2,2 93,2+1,0 94,9+0,9 89,5+1,2 83,2+2,3
6 90,6+1,8 94,2+0,9 99,4+0,1* 99,6+0,1* 97,9+0,6* 94,5+0,8
Примечание: * - статистически значимые различия в серии с состоянием покоя.
ким образом, изучение показателей, характеризующих процессы ЛПО и АОЗ в эритроцитах, позволяет высказать следующие предположения:
1. Сдвиги биохимических показателей в плазме крови в первую очередь связаны с изменениями клеточного метаболизма.
2. Усиление процессов ЛПО и снижение АОА на клеточном уровне приводят к деструктивным изменениям клеточных мембран, что находит свое отражение в биохимических показателях плазмы крови.
Результаты исследования осмотической устойчивости эритроцитов представлены в таблице 3.
Установлено статистически значимое снижение устойчивости эритроцитов к гемолизу у травматологических больных при иммобилизации. В наибольшей степени это отмечено на 2-3-й неделе. Это связано с интенсификацией процессов ЛПО в эритроцитах, что подтверждается данными, полученными при комплексном и параллельном изучении показателей ЛПО и АОА в плазме крови и эритроцитах. Таким образом, определение устойчивости эритроцитов к гемолизу является простым и надежным тестом для характеристики состояния процессов ЛПО в организме, а также характеризует и общее функциональное состояние больного. Следует отметить некоторую стабилизацию изучаемого процесса к 5-й неделе наблюдения.
Резюмируя результаты проведенного исследования, можно сделать следующие выводы:
1. Развитие иммобилизационного дистресс-синдрома сопровождается усилением интенсивности процессов липопероксидации на фоне снижения антиоксидан-тной активности и устойчивости эритроцитов к осмотическому гемолизу.
2. При ведении больного, вынужденно находящегося в состоянии ограничения двигательной активности, следует учитывать влияние иммобилизационно-го дистресс-синдрома как на общее состояние, так и на динамику исследуемых биохимических показателей.
3. Показатели, характеризующие процессы липо-попероксидации - интенсивность хемилюминес-
ценции, МДА и ДК, а также АОА и устойчивость эритроцитов к осмотическому гемолизу - являются надежными критериями для оценки функционального состояния травматологического больного.
Литература
1. Еликов А.В., Цапок П.И. Комплексная биохимическая оценка при ограничении двигательной активности различной продолжительности // Материалы межрегиональной на-учн.-пр. конференции “Новая идеология в единстве фундаментальной науки и клинической медицины”. - Самара : Содружество Плюс. - 2005. - С. 103-107.
2. Еликов А.В., Цапок П.И. Биохимическая оценка эффективности применения витаминов-антиоксидантов С и Е при гиподинамии // Пермский медицинский журнал. - 2010. -Т. 27, № 2. - С. 103-108.
3. Камышников В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: справочник : в 2-х т. - 2-е изд. - Минск : Ин-терпрессервис, 2003. - 953 с.
4. Коваленко Е.А., Гуровский И.Н. Гипокинезия. - М. : Медицина, 1980. - 320 с.
5. Тизул А.Я. Болезни человека, обусловленные дефицитом двигательной активности и здоровья. - М. : Советский спорт, 2001. - 246 с.
6. Тукмачев А.Г., Горев С.Г., Цапок П.И. Определение наличия и продолжительности стрессового состояния при травме // Практикующий врач. - 2002. - № 1 - С. 123.
7. Цапок П.И., Галкин А.А. Хемилюминесцентный метод определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови // Инф. листок № 175-98 Кировского ЦНТИ. - Киров, 1998. - 3 с.
8. Цапок П.И., Смольникова В.И., Еликов А.В. и др. Метод количественного определения общих липидов // Инф. листок № 254-96 Кировского ЦНТИ. - Киров, 1996. - 4 с.
Поступила 01.03.2011
