Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Ведущая роль в патогенезе чумы, в частности в механизмах развития расстройств коагуляционного потенциала крови, геморрагического синдрома принадлежит эндотоксину Y.pestis, высокореактогенным компонентом которого является липополисахарид (ЛПС).

Как известно, ЛПС чумного микроба, обладает многочисленными биологическими эффектами, свойственными эндотоксинам других грамотрицательных бактерий, хотя и уступает им по выраженности летального эффекта [2, 4, 5]. В связи с этим несомненна значимость проводимых экспериментальных исследований по проблемам патогенеза чумной ЛПС-интоксикации, установлению возможностей депотенцирования цитопатогенных эффектов эндотоксина на состояние процессов свободнорадикального окисления. Последнее позволит экстраполировать полученные нами результаты исследований на молекулярно-клеточные механизмы развития других бактериальных инфекций, индуцированных грамотрицательными возбудителями, ведущие цитопатогенные эффекты которых определяются в значительной мере эндотоксином и его действующим фактором - ЛПС.

Анализ данных литературы свидетельствует о множественности возможных клеточных акцепторов чумного ЛПС [1]. Рецепция эндотоксина носит неспецифический характер и обеспечивается, в частности, клетками крови и эндотелием сосудов, инициируя активацию внешнего и внутреннего механизмов формирования протромбиназы [7].

Закономерными проявлениеми патогенного воздействия ЛПС на макроорганизм являются расстройства системной гемодинамики, регионарного кровотока, микроциркуляции. Последние обуславливают развитие циркуляторной гипоксии с формированием стереотипного комплекса структурной и функциональной дезорганизации клеток и субклеточных структур, включающего в частности набухание митохондрий, повышение проницаемости биомембран и т.д. [6]. Как известно, в условиях набухания митохондрий возникает возможность одно- и трехэлектронного восстановления кислорода в связи с утечкой электронов из дыхательной цепи. Последнее приводит к образованию высокореактогенных активных форм кислорода, обладающих способностью индуцировать процессы липопероксидации в биологических мембранах [3, 6] .

Между тем до настоящего момента отсутствуют систематизированные данные о патогенетической значимости избыточного образования свободных радикалов в динамике чумной интоксикации и их дестабилизирующем системном воздействии на сосудистые стенки и клетки крови.

Целью нашей работы явилось изучение состояния процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в динамике чумной ЛПС-интоксикации по интегративным показателям содержания в крови гидроперекисей липидов (ГПЛ) и малонового диальдегида (МДА) и их роли в развитии аутоинтоксикации.

Материалы и методы

Для достижения поставленной цели использованы варианты моделирования чумной интоксикации, достигаемые внутрибрюшинным введением беспородным белым мышам обоего пола массой 18-20 г фракции ЛПС эндотоксина чумного микроба вакцинного штамма ЕВ в дозах, эквивалентных ЛД25 и ЛД50. Использование различных доз токсина позволило исследовать дозозависимые эффекты ЛПС чумного микроба. Токсин приготовлен в ФГУЗ «Российский НИПЧИ «Микроб» Роспотребнадзора города Саратова.

Исследования проведены в динамике интоксикации: легкой и среднетяжелой форм патологии, которые развивались соответственно спустя 1,5-2 и 4 часа после внутрибрюшинного введения эндотоксина экспериментальным животным.

Для оценки состояния активности процессов ПОЛ и степени аутоинтоксикации исследовали концентрации ГПЛ и МДА в плазме крови и эритроцитах, молекул средней массы (МСМ) сыворотки крови общепринятыми спектрофотометрическими методами. Стабильность биологических мембран клеток оценивалась по показателю перекисной резистентности эритроцитов.

Результаты исследования и их обсуждение

Результаты проведенных нами наблюдений в ранний период интоксикации, спустя 1,5-2 часа после внутрибрюшинного введения ЛПС экспериментальным животным, позволили выявить активацию процессов липопероксидации. Об этом свидетельствовало накопление ГПЛ и МДА в эритроцитарной массе, а также МСМ в сыворотке крови экспериментальных животных (таблица 1). Одновременно обнаружено снижение перекисной устойчивости эритроцитов, о чем свидетельствовало увеличение процента гемолизированных эритроцитов (р<0,001).

Таблица 1. Состояние процессов липопероксидации крови белых мышей при экспериментальной интоксикации, вызванной внутрибрюшным введением ЛПС в дозе, эквивалентной ЛД25

В целях уточнения роли активации процессов липопероксидации в молекулярно-клеточных механизмах структурной дезорганизации эритроцитарных мембран проведены аналогичные исследования на высоте клинических проявлений изучаемой патологии, то есть спустя 4 часа с момента внутрибрюшинного введения ЛПС чумного микроба. В указанный период наблюдения возникали выраженная лихорадочная реакция, адинамия животных и единичные летальные исходы.

Как оказалось, утяжеление клинических проявлений патологии коррелировало с прогрессирующей активацией процессов ЛПО. Об этом свидетельствовало накопление ГПЛ и МДА в эритроцитах экспериментальных животных не только по сравнению с показателями группы контрольных животных, но и по сравнению с содержанием указанных продуктов в эритроцитарной массе на предыдущей стадии наблюдения. Утяжеление клинической картины интоксикации сочеталось и с прогрессирующим возрастанием уровня МДА и ГПЛ в плазме крови (таблица 1). Последнее возникает, по всей вероятности, как следствие чрезмерной свободнорадикальной дестабилизации биомембран клеток крови и тканей, что подтверждалось выраженным уменьшением перекисной резистентности эритроцитов (р<0,001). Выявленная нами закономерность возрастания содержания продуктов ПОЛ в плазме крови и эритроцитах, коррелирующего с тяжестью клинических проявлений патологии, свидетельствует о возможности использования показателей содержания МДА и ГПЛ в крови, как объективного критерия оценки тяжести течения ЛПС-интоксикации.

Целью последующих исследований явилось установление дозозависимых эффектов чумного ЛПС на состояние процессов липопероксидации. Для решения поставленной задачи моделирование чумной интоксикации достигалось внутрибрюшинным введением ЛПС в дозе, эквивалентной ЛД50. Исследования проведены в сроки, аналогичные таковым в экспериментах, с использованием токсина в дозе ЛД25, то есть спустя 1,5-2 и 4 часа после введения ЛПС экспериментальным животным.

Как оказалось, при повышении дозы токсина, спустя 1,5-2 часа с момента введения токсина имело место утяжеление клинических проявлений патологии, о чем свидетельствовали одышка, выраженная адинамия. Одновременно отмечалось возрастание уровней МДА как в плазме, так и в эритроцитах, ГПЛ - в эритроцитах, МСМ - в сыворотке экспериментальных белых мышей, сочетающееся со снижением перекисной резистентности эритроцитов (р<0,001). Аналогичная закономерность накопления продуктов липопероксидации в плазме крови и эритроцитах и снижения перекисной устойчивости эритроцитов, была выявлена и на стадии среднетяжелых клинических проявлений интоксикации (спустя 4 часа после введения токсина) (таблица 2).

Таблица 2. Состояние процессов липопероксидации крови белых мышей при экспериментальной интоксикации, вызванной внутрибрюшинным введением «мышиного» токсина в дозе, эквивалентной ЛД50

Примечание: звездочками отмечены достоверные различия с соответствующими показателями контрольной серии: ٭ - р <0,001.

Выводы

1. Результаты исследований позволяют заключить, что эфферентным звеном цитопатогенных эффектов ЛПС чумного микроба является активация свободнорадикальной дестабилизации биологических мембран клеток различной структурной организации и функциональной значимости.
2. Выявлены дозозависимые эффекты ЛПС чумного микроба на состояние процессов свободнорадикального окисления в биологической системе, коррелирующие с тяжестью клинических проявлений патологии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Гусева, Н.П. ЛПС чумного микроба как индуктор апоптоза лимфоцитов крови и перитонеальных макрофагов / Н.П. Гусева, А.Л.Кравцов, М.Н.Киреев // Проблемы особо опасных инфекций: Сб.науч.тр. - Саратов, 2003. - Вып. 86. - С.117-123.
2. Домарадский, И.В. Чума./ И.В.Домарадский. - М., «Медицина»; 1998. - С. 33-34.
3. Ленинджер, А. Молекулярные основы структуры и функции клетки. Биохимия. / А. Ленинджер. - М.: «Мир»; 1999. - С. 390-422.
4. Наумов. А.В. Иммунология чумы / А.В. Наумов, М.Ю. Ледванов, И.Г.Дроздов. - Саратов; 1992. - С.19-22.
5. Сварваль, А.В. Липополисахарид иерсиний и его биологическая активность / А.В.Сварваль, Г.Я.Ценева, О.А.Шендерович // Журн. микробиол. - 2006. - №3. - С.100-104.
6. Скулачев, В.П. Явления запрограммированной смерти. Митохондрии, клетки и органы: роль активных форм кислорода / В.П. Скулачев // Соровский Образовательный Журнал. - 2001. - Т.7; №6. - С. 4-10.
7. Tapper, H. Modulation of hemostasis mechanisms in bacterial infections diseases / Н. Tapper, Н. Herwald // Blood. - 2000. - Vol. 96. - №7. - Р. 2329-2337.