Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА В УСЛОВИЯХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ НОРМЫ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ РАЗВИТИИ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СПИННОГО МОЗГА

Конюченко Е.А. 1 Ульянов В.Ю. 1 Бажанов С.П. 1 Карякина Е.В. 1 Теплый Д.Л. 2
1 ФГБУ «СарНИИТО» Минздравсоцразвития России, Саратов
2 ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет», Астрахань
Проведен анализ отдельных показателей перекисно-антиоксидантного баланса в условиях возрастной физиологической нормы (30 обследуемых) и при развитии травматической болезни спинного мозга (60 больных). Во всех группах обследуемых состояние процессов липопероксидации оценивали по содержанию малонового диальдегида, антиоксидантной защиты – по уровню церулоплазмина и супероксиддисмутазы. В условиях нормы по мере увеличения возраста обследуемых выявлена тенденция активации процессов пероксидации и снижение активности ферментных антиоксидантных систем. При развитии травматической болезни спинного мозга отмечена активация как механизмов липопероксидации, так и деятельности ферментных антиоксидантных систем. Полученные данные свидетельствуют о различиях метаболического ответа в нормальных и патологических условиях.
перекисно-антиоксидантный баланс
норма
травматическая болезнь
спинной мозг
1. Асанов Э.О., Беликова М.В. Возрастные особенности интенсивности перекисного окисления липидов и состояния антиоксидантной системы при гипоксимическом стрессе // Проблемы старения и долголетия. – 2006. – Т. 15, № 4. – С. 285–290.
2. Горожанская Э.Г. Свободнорадикальное окисление и механизмы антиоксидантной защиты в нормальной клетке и при опухолевых заболеваниях (лекция) // Клиническая лабораторная диагностика. – 2010. – № 6. – С. 28–44.
3. Зборовская И.А., Банникова М.В. Антиоксидантная система организма, ее значение в метаболизме. Клинические аспекты // Вестник РАМН. – 1995. – № 6. – С. 53–4.
4. Карякина Е.В., Белова С.В., Горячев В.И. Церулоплазмин – фермент крови и лекарство. – Саратов: Научная книга, 2006. – 139 c.
5. Котельников Г.П., Труханова И.Г. Травматическая болезнь. – М.: ГЭОТАР – Медиа, 2009. – 272 с.
6. Природные антиоксиданты (биотехнологические, биологические и медицинские аспекты): монография / Л.В. Кричковская, Г.В. Донченко, С.И. Чернышов, Ю.В. Никитченко, В.И. Жуков. – Харьков: Модель Вселенной, 2001. – 367 с.
7. Возрастные и половые особенности свободнорадикальных процессов и антиоксидантной защиты плазмы крови белых крыс / М.В. Мажитова, Д.Д. Теплый, М.В. Мажитова, Д.Д. Теплый // Естественные науки. – 2010. – №1(30). – С. 79–85.
8. Маршал В.Д. Клиническая биохимия: пер. с англ. – М.: БИНОМ – Невский диалект, 1999. – С. 102.
9. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меньщикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков и др. – М.: Слово, 2006. – 556 c.
10. Рябыкина Н.В., Теплый Д.Л., Чумакова А.С. Исследование действия гипогидратационного стресса и антиоксидантов на интенсивность свободнорадикальных процессов у самцов мышей на разных этапах онтогенеза // Естественные науки. – 2011. –№1(34). –С. 131–137.
11. Смирнов В.М. Физиология человека: учебник / под ред. В.М. Смирнова. – М.: Медицина, 2001. – 608 с.
12. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Т. Метод определения малоновогодиальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. – М.: Медицина, 1977. – С. 66–68.
13. Congy F., Bonnefont-Rousselot D., Dever S.,. Study of oxidative stress in the eldery // Press. Med. – 1995. – №24. – P. 1115–1118.
14. Delattre J., Bonnefont-Rousselot Ph.D., 1998. Delattre J., Bonnefont-Rousselot Ph.D. Oxidative Stress, free radicals and aging // Biotech. Lab. International. – 1998. – Vol. 3, №2. – P. 21–24.

Свободные радикалы являются активными участниками большого числа химических реакций, протекающих в живых клетках, играют важную роль в ферментативных процессах. Свободнорадикальное окисление при достаточно низкой его интенсивности относится к физиологическим метаболическим процессам, предохраняющим организм от накопления токсичных продуктов (липоперекисей, альдегидов, кетонов, оксикислот) в концентрациях, опасных для жизнедеятельности клеток. Механизм липидного окисления характеризуется действием производных свободных кислородных радикалов, таких как ОН-, на длинные цепочки полиненасыщенных жирных кислот клеточных фосфолипидов, которые особенно склонны к поражению из-за наличия одинарных и двойных связей. Общепринятым маркером липидного окисления является определяемый в периферической кровималоновый диальдегид (МДА) [2-4, 9, 11]. Существующая в организме антиоксидантная система осуществляет блокировку цепных реакций и противостоит накоплению избыточного количества активных кислородных метаболитов. Ферментное звено антиоксидантной системы представлено пулом внутри- и внеклеточных ферментов, в частности, супероксиддисмутазой (СОД) и церулоплазмином (ЦП) [5, 6, 8].

С возрастом в сыворотке крови практически здоровых людей происходит накопление промежуточных и конечных продуктов липопероксидации, в частности, увеличение концентрации ТБК-активных продуктов. Интенсификация процессов перекисного окисления липидов в старших возрастных группах сопровождается разнонаправленными изменениями активности антиоксидантных ферментов, что обеспечивает поддержание метаболического гомеостаза на новом уровне в пределах возрастной нормы[1, 7, 10, 13].

Изменения метаболического гомеостаза, в том числе и показателей перекисно-антиоксидантного баланса, всегда возникают в условиях патологии любого генеза. Так, неспецифическая защитно-приспособительная перестройка, происходящая в организме при любой травме, в том числе и при позвоночно-спинномозговой, направлена на обеспечение жизнедеятельности организма в новых метаболических условиях с последующим восстановлением нарушенных морфофункциональных структур [12].

Известно, что активация процессов перекисного окисления липидов является ярким показателем степени нарушения метаболических процессов как в организме в целом, так и в поврежденных органах, в том числе и в спинном мозге. Однако в доступной литературе нами не обнаружены сведения о динамическом изменении перекисно-антиоксидантного баланса в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга в зависимости от тяжести течения посттравматического периода [14, 15].

Целью исследования явилось изучение особенностей перекисно-антиоксидантного баланса в условиях возрастной физиологической нормы и их нарушений при развитии травматической болезни спинного мозга и ее осложнений.

Материал и методы исследования

Объектом исследования явились 90 мужчин, из которых 30 практически здоровых лиц в возрасте от 17 до 65 и 60 лиц с травматической болезнью спинного мозга такого же возраста. Здоровые лица были разделены на 3 подгруппы по 10 человек согласно классификации периодизации жизни взрослого человека (Смирнов В.М., 2001).Состояние процессов липопероксидации оценивали по содержанию МДА в реакции с тиобарбитуровой кислотой (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Т., 1977), а антиоксидантной защиты - по концентрации ЦП, определяемого турбодиметрической специфической реакцией (набор фирмы Sentineldiagnostics, Italy) и по уровню Cu/ZnSOD, определяемой иммуноферментным методом (набор фирмы BenderMedSystems).Оценку перекисно-антиоксидантного баланса у практически здоровых лиц проводили однократно, а у пациентов с травматической болезнью спинного мозга - в динамике на 1-4-е, 7-е, 14-е, 21-е и 30-е сутки после получения травмы.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли при помощи пакета программ Statistica 6.0. Проверяли гипотезы о виде распределений (критерий Шапиро-Уилкса). Большинство наших данных не соответствовали закону нормального распределения, поэтому для сравнения значений использовался U-критерий Манна-Уитни, на основании которого рассчитывался Z-критерий Фишера и показатель достоверности (p).

Результаты исследования и их обсуждение

При изучении особенностей перекисно-антиоксидантного баланса в условиях возрастной физиологической нормы нами было выявлено, что уже в первом периоде зрелого возраста абсолютные значения МДА были выше таковых в юношеском возрасте, однако это повышение было статистически недостоверным. Во втором периоде зрелого возраста уровень МДА практически не отличался от содержания его у лиц первого зрелого возраста. Обнаружена также тенденция снижения абсолютных значений уровня ЦП в зрелом возрасте по сравнению с юношеским, а также концентрации Cu/ZnSOD во втором периоде зрелого возраста, однако эти изменения также были статистически недостоверными. Учитывая отсутствие достоверной разницы в показателях перекисно-антиоксидантного баланса у здоровых людей различных возрастных групп, мы сочли возможным объединить всех обследованных лиц в одну группу, рассчитав в ней среднее значение и в дальнейшем показатели у больных с травматической болезнью спинного мозга сравнивали с рассчитанной усредненной цифрой.

Динамика концентраций МДА, ЦП и Cu/ZnSOD в сыворотке крови больных в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга представлена в таблице. Исходя из полученных данных концентрация МДА резко возрастала в 5,29 раз (р = 0,000001) уже на 1-е сутки по сравнению с контрольной группой и оставалась повышенной вплоть до 30-х суток с момента травмы включительно. Однако к 30-м суткам уровень МДА начинал снижаться по сравнению с 21 сутками в 1,41 раза (р = 0,000001), но не достигал контрольных значений.

Согласно данным этой же таблицы произошло повышение в 1,5 раза (р = 0,000001) по сравнению с нормальными показателями концентрации ЦП в сыворотке крови уже на 1-4-е сутки травматической болезни. Содержание его в сыворотке крови оставалось на одном и том же уровне вплоть до 14-х суток, а к 21-м суткам наблюдалось некоторое снижение показателя по сравнению с 1-4 сутками (р = 0,001236) и снижение к 30-м суткам практически до нормальных значений.

По данным таблицы, уже на 1-4-е сутки травматической болезни обнаруживалось значительное (почти в 5 раз) повышение (р = 0,000001) концентрации супероксиддисмутазы в сыворотке крови по сравнению с показателями практически здоровых лиц. В дальнейшем наблюдалось прогрессирующее снижение этого показателя вплоть до конца периода наблюдения.

В результате проведенного исследования уточнены нормальные уровни отдельных показателей перекисно-антиоксидантного баланса у практически здоровых лиц юношеского и зрелого возраста и его динамические изменения у больных того же возраста в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга.

Динамика концентраций малонового диальдегида, церулоплазмина и супероксид дисмутазы в сыворотке крови больных в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга1

 

Малоновый диальдегид, мкмоль/л

Церулоплазмин, мг/дл

Супероксид дисмутаза, (нг/мл)

Контрольная группа

1,13 (0,88;1,48)

24 (22; 25)

36,0 (32; 38,4)

1-4-е сутки после травмы

5,98(5,87;6,03)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001

36,5 (34; 38)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001

187,0 (127,4; 256,1)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001

7-е сутки после травмы

4,98 (4,89;5,02)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 5,65;

p2 = 0,000001

35 (33; 38)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 1,08;

p2 = 0,277190

78,2 (70,0; 81,1)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001

14-е сутки после травмы

3,49 (3,45;3,58)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,29;

p3 = 0,000001

35 (32; 37)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 1,73;

p2 = 0,082358;

Z3 = 0,54;

p3 = 0,579295

58,1 (54,1; 62)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,60;

p3 = 0,000001

21-е сутки после травмы

2,51 (2,34; 2,65)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,65;

p3 = 0,000001;

Z4 = 6,18;

p4 = 0,000001

32 (30; 34)

Z1 = 6,65;

p1 = 0,000001;

Z2 = 4,79;

p2 = 0,000002;

Z3 = 3,65;

p3 = 0,000253;

Z4 = 3,23;

p4 = 0,001236

43,6 (41,3; 46,0)

Z1 = 6,07;

p1 = 0,000001;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,65;

p3 = 0,000001;

Z4 = 6,65;

p4 = 0,000001

30-е сутки после травмы

1,78 (1,58; 1,96)

Z1 = 5,45;

p1 = 0,000001;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,65;

p3 = 0,000001; Z4 = 6,65;

p4 = 0,000001;

Z5 = 6,15;

p5 = 0,000001

23 (21; 25)

Z1 = 1,28;

p1 = 0,198359;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,65;

p3 = 0,000001; Z4 = 6,65;

p4 = 0,000001;

Z5 = 6,61;

p5 = 0,000001

33,2 (27,1; 37,8)

Z1 = 1,61;

p1 = 0,105471;

Z2 = 6,65;

p2 = 0,000001;

Z3 = 6,65;

p3 = 0,000001; Z4 = 6,65;

p4 = 0,000001;

Z5 = 6,43;

p5 = 0,000001

Примечание. В каждом случае приведены медиана, нижний и верхний квартили(25;75%) Z - критерий Фишера, и показатель достоверности - р. Значения Z1, p1 - по сравнению с группой контроля; Z2, p2 - по сравнению с 1-4 сутками после травмы; Z3, p3 - по сравнению с 7 сутками после травмы; Z4, p4 - по сравнению с 14 сутками после травмы; Z5, p5 - по сравнению с 21 сутками после травмы.

При обследовании практически здоровых лиц различных возрастных групп обнаружено некоторое нарастание абсолютного значения концентрации МДА, а также тенденция к снижению уровня ЦП и СОД в сыворотке крови у лиц пожилого и старческого возраста. Это в определенной мере согласуется с данными литературы о том, что у людей пожилого и старческого возраста процессы липопероксидации усиливаются и снижается эффективность ферментного звена антиоксидантной защиты. Однако указанные сведения приводятся только в отношении старших возрастных групп, а у обследованных же нами мужчин среднего возраста имелась лишь направленность этих изменений.

Согласно полученным нами данным, при развитии травматической болезни в организме пострадавших развивается перекисно-антиоксидантный дисбаланс. В ответ на полученную травму в очаге повреждения происходит продукция активных метаболитов кислорода, ферментов внутриклеточных органелл, ненасыщенных жирных кислот. Возникший метаболический дисбаланс приводит к активации процессов перекисного окисления липидов. Это приводит к повреждению клеточных мембран и проникновению биологически активных метаболитов во внутриклеточный сектор жизненно важных органов. При этом в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга, в сыворотке крови обследованных нами больных обнаруживалось значительное повышение уровня МДА - конечного продукта липопероксидации. С целью нейтрализации продуктов пероксидации, образующихся при травматической болезни спинного мозга, в организме пострадавших происходит интенсификация деятельности ферментных систем антиоксидантной защиты, которые препятствуют развитию вторичных повреждений в органах и тканях. Это подтверждалось некоторым повышением концентраций ЦП и СОД в крови обследованных больных. Однако отсутствие значительного повышения ЦП и СОД свидетельствовало об имеющейся относительной недостаточности ферментного звена антиоксидантной системы.

Таким образом, в физиологических условиях состояние перекисно-антиоксидантного баланса с возрастом изменяется, о чем свидетельствует увеличение абсолютного значения МДА и снижение абсолютного значения ЦП и СОД. У больных в остром и раннем периодах травматической болезни спинного мозга развивается перекисно-антиоксидантный дисбаланс, характеризующийся активацией процессов липопероксидации и относительной недостаточностью ферментного звена антиоксидантной системы, что проявляется увеличении в содержания МДА, несмотря на некоторое повышение уровня ЦП и СОД.

Рецензенты:

  • Гладилин Г.П., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой клинической лабораторной диагностики ФПК ППС ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздравсоцразвития России, г. Саратов:
  • Тахтамыш М.А., д.м.н., заведующий 5 хирургическим отделением МУЗ «Городская клиническая больница №2 им. В.И. Разу- мовского», г. Саратов.

Работа поступила в редакцию 13.03.2012.


Библиографическая ссылка

Конюченко Е.А., Ульянов В.Ю., Бажанов С.П., Карякина Е.В., Теплый Д.Л. ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕКИСНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА В УСЛОВИЯХ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ НОРМЫ И ЕГО ИЗМЕНЕНИЯ ПРИ РАЗВИТИИ ТРАВМАТИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНИ СПИННОГО МОЗГА // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 4-2. – С. 291-294;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29809 (дата обращения: 24.08.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252