Синдром длительного сдавливания (СДС) или травматический токсикоз – это патологическое состояние, развивающееся у пострадавших в результате длительного (4-5 ч. и более) раздавливания мягких тканей конечностей обломками разрушенных зданий, сооружений, грунтом при обвалах и т.д. Общая реакция организма после освобождения пострадавших из-под развалин и восстановления кровообращения в пораженной конечности было описано еще в 1918 г. как токсемический шок.
Несмотря на большое количество публикаций, посвященных изучению патогенеза, клинической картины и лечения СДС [2, 3], эти вопросы все еще далеки от окончательного решения.
Многие исследователи [5, 7] акцентируют внимание на то, что одним из путей повышение уровня газообмена при гипоксии является улучшения условий переноса кислорода от эритроцитов к тканям.
Исследования, проведенные рядом авторов [9], показали, что препарат перфторан, обладающий полифункциональными свойствами, может быть полезным в остром периоде травматического токсикоза. В частности, полученные ими данные о механизмах действия перфторана в биологических системах позволили отнести это соединение, кроме как кровозаменителя с газотранспортными свойствами, в группу средств, дающих и противоишемический эффект.
Работы, посвященные экспериментальному моделированию СДС с последующим изучением тонких механизмов его развития, с выяснением роли антиоксидантных систем организма, в частности, в эритроцитах и плазме крови, на сегодняшний день немногочисленны. В частности, мало публикаций, посвященных выяснению механизмов сдвигов основных ферментных антиоксидантов: супероксиддисмутазы (СОД), церулоплазмина (ЦП) и каталазы (КТ) при этом патологическом состоянии, и практически отсутствуют сведения о попытках использования при этом препаратов-корректоров. В связи с этим целью настоящего исследования было изучение при экспериментальном СДС указанных антиоксидантов в эритроцитах и плазме крови в различные сроки посткомпрессионного периода и установление возможности коррекции выявленных сдвигов инфузией перфторана.
Материалы и методы исследования
В работе использовались беспородные белые крысы обоего пола массой 170–230 г, полученные из вивария Дагестанского государственного университета, в количестве 144. Животные содержались в стандартных условиях вивария; опыты проводились натощак.
Для выполнения поставленных задач исследования эксперименты распределялись на 4 группы: I – интактная (12); II – модель посткомпрессионного периода СДС без коррекции (43); III – модель посткомпрессионного периода СДС + коррекция физиологическим раствором (41); IV – модель СДС + коррекция инфузией перфторана (44).
СДС у крыс воспроизводили компрессией мягких тканей бедра под этаминал-натриевым наркозом (40 мг/кг) специальными металлическими тисками в течение 4 часов [1]. Площадь сдавливаемой поверхности составляла около 5 см2. Силу и время сдавления подбирали в эксперименте таким образом, что в результате возникала клиническая картина СДС средней степени тяжести. Это позволяло унифицировать условия проведения исследований и проследить процессы как в момент повреждения, так и в период восстановления.
В III и IV группах исследуемых животных с целью коррекции раннего посткомпрессионного периода СДС проводили внутривенную инфузию физиологического раствора и перфторана в хвостовую вену крысы однократно из расчета 2 мл/кг массы животного.
Выбранные сроки исследования соответствовали общепринятым периодам развития СДС [13]: от 1 до 3 суток – ранний период, от 3 до 7 суток – промежуточный период и от 7 до 21 суток – поздний (восстановительный период).
Активность СОД определяли методом R. Fried (1975) [14]. Оксидазную активность церулоплазмина (ЦП) в плазме крови выявляли модифицированным методом Ревина [6]. Активность каталазы, которая, как известно, работает в паре с СОД и расщепляет продукт дисмутации супероксида – пероксид водорода, в гемолизатах эритроцитов определяли методом М.А. Королюк и др. (1988) [8].
Для расчета активности СОД и каталазы в эритроцитах определяли содержание гемоглобина гемиглобинцианидным методом. Как известно, гемоглобин в присутствии окислителяи цианид ионов образует в водном растворе гемиглобинцианид, окраска которого пропорциональна содержанию гемоглобина в пробе [Меньшиков В.В., 1987] [11].
Результаты исследований и их обсуждение
Показатели активности ЦП в плазме крови, а также СОД и КТ в эритроцитах приведены в табл. 1.
Результаты 2-й серии экспериментов (модель СДС без коррекции) показали, что в 1-м и 2-м периодах СДС отмечается рост активности ЦП (табл. 1). В частности, в раннем периоде (1–3 дня) активность антиоксиданта достигает 125 % относительно значений интактной группы. Указанная тенденция сохраняется и в промежуточном периоде и лишь на 3-й неделе экспериментов отмечается спад активности, (1,12 ± 0,05 при контроле – 1,04 ± 0,08).
Из приведенных данных (табл. 2) следует, что при инфузии ФР цифры активности ЦП в различные сроки декомпрессионного периода близки к тем при модели СДС без коррекции. В то же время динамика изменений фермента в выбранные сроки исследований при введении ПФ имеет некоторые особенности: до конца 1-й недели экспериментов отмечается равномерный рост и такое же плавное снижение в последующие сроки.
Уровень активности СОД в эритроцитах снижается в первые 3 дня декомпрессионного периода; к концу недели его значения близки к показателям интактной группы. Как следует из приведенной таблицы (2), активность СОД в эритроцитах при инфузии ФР в начальный период процесса значительно ниже контрольных значений и сравнима с цифрами варианта модели СДС без коррекции, только в конце 1-й недели имеет место постепенный рост активности фермента с достижением контрольных цифр на 14-й день декомпрессионного периода. В отличие от вышеописанных сдвигов в варианте опытов с инфузией ПФ активность СОД достоверно снижена лишь в первые сутки после декомпрессии, а к концу первого периода процесса (3-й день) она сходна с контролем (4,86 ± 0,28). В последующие сроки исследований уровень фермента достоверно выше интактных значений.
В проведенных экспериментах активность КТ значительно снижена в первые три дня СДС без коррекции. В последующем, до конца 2-й недели, наблюдается существенный рост активности фермента, а к концу третьей недели она сравнима с контрольными значениями.
Таблица 1
Активность антиоксидантных ферментов в плазме крови (ЦП) и эритроцитах (СОД, КТ) крыс (модель СДС без коррекции) в различные сроки декомпрессионного периода. M ± m
|
Серии экспериментов |
Интакт. группа |
Дни декомпрессионного периода |
||||
|
1 |
3 |
7 |
14 |
21 |
||
|
ЦП, мкМ/л |
1,04 ± 0,08 |
* 1,72 ± 0.16 |
* 2,34 ± 0,18 |
1,82 ± 0,08* |
1,14 ± 0,06 |
1,12 ± 0,05 |
|
СОД, усл.ед./мг Нв |
4,12 ± 0,18 |
* 2,67 ± 0.22 |
* 2,88 ± 0,27 |
3,96 ± 0,23 |
* 4,88 ± 0,32 |
* 4,82 ± 0,28 |
|
КТ, нмоль Н2О2/ мг Нв |
35,24 ± 1,62 |
* 23,46 ± 1.76 |
* 26,12 ± 1.44 |
* 46,84 ± 2,32 |
* 42,46 ± 2,84 |
36,35 ± 1,16 |
Примечание. *Р < 0,05 достоверность различий в сравнении с интактными значениями.
Таблица 2
Активность церулоплазмина в плазме крови, каталазы и супероксиддисмутазы в эритро-цитах крыс в различные дни СДС при инфузии физиологического раствора и ПФ (М ± m)
|
Интактная группа |
Серии экспериментов |
Дни декомпрессионного периода |
|||||
|
1 |
3 |
7 |
14 |
21 |
|||
|
ЦП |
1,04 ± 0,08 |
ФР |
1,84 ± 0,14 |
2,22 ± 0,16 |
1,84 ± 0,84 |
1,18 ± 0,08 |
1,16 ± 0,07 |
|
ПФ |
1,84 ± 0,08 |
* 1,86 ± 0,12 |
1,94 ± 0,12 |
* 1,52 ± 0,06 |
* 1,32 ± 0,06 |
||
|
СОД |
4,12 ± 0,18 |
ФР |
2,84 ± 0,23 |
2,82 ± 0,32 |
3,86 ± 0,24 |
4,54 ± 0,24 |
4,48 ± 0,28 |
|
ПФ |
* 3,64 ± 0,27 |
* 4,86 ± 0,28 |
* 5,35 ± 0,18 |
* 5,82 ± 0,29 |
4,92 ± 0,32 |
||
|
КТ |
35,24 ± 1,62 |
ФР |
25,76 ± 2,74 |
27,64 ± 2,38 |
47,24 ± 2,94 |
39,18 ± 2,32 |
35,68 ± 2,18 |
|
ПФ |
* 33,28 ± 2,86 |
* 48,82 ± 2,54 |
50,34 ± 2,62 |
42,34 ± 2,62 |
40,16 ± 2,28 |
||
Примечание. *Р < 0.05 достоверность различий в сравнении с значениями СДС без коррекции.
Введение ФР не приводит к существенным сдвигам активности антиоксиданта в сравнении с вариантом опытов без коррекции, тогда как при инфузии ПФ уровень активности фермента достоверно выше контрольных значений, начиная с конца первого периода; а в варианте СДС без коррекции восстановление активности антиоксиданта наблюдалось лишь к концу первой недели. Пик активности КТ, также как и во второй серии экспериментов, отмечается на 7-й день СДС. В последующие дни активность фермента постепенно снижается, однако на протяжении 2-х последних недель она не достигает контрольных значений.
Таким образом, изменения антиоксидантов – ЦП в плазме крови и СОД в эритроцитах в острой фазе СДС – разнонаправлены: активность ЦП имеет тенденцию к росту, достигая максимального уровня в первом периоде СДС, тогда как основной внутриклеточный антиоксидант (СОД) крови в тот же срок реагирует почти двукратным снижением. Из литературных источников известно, что снижение содержания активности СОД может компенсироваться повышением активности внеклеточных антиоксидантов в плазме крови [10, 12, 15]. В наших экспериментах активность ЦП, который играет существенную роль в антиоксидантной защите во все сроки СДС, при инфузии ПФ сохраняется на достаточно высоком уровне, несмотря на ее снижение на третий день эксперимента. Уровень активности КТ в первые 7 дней также повышается при введении перфторана в сравнении с периодами СДС без коррекции. Надо отметить, что полученные нами данные подтверждают результаты исследований, в которых установлен факт снижения перфтораном интенсивности свободнорадикального окисления при стрессе за счёт увеличения активности СОД и других ферментов антиоксидантной защиты [4]. По-видимому, ПФ приводит к значительной активации ферментов антиоксидантной защиты – СОД, каталазы, надо полагать и ЦП, результатом чего является снижения интенсивности гипоксии и свободно-радикальных процессов в острым периоде развития СДС.
Рецензенты:
Кличханов Н.К., д.б.н., профессор кафедры биохимии и биофизики, Минобрнауки России, ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет», г. Махачкала;
Габибов М.М., д.б.н., профессор, зав. кафедрой физиологии, анатомии и гистологии, Минобрнауки России, ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет», г. Махачкала.
Работа поступила в редакцию 05.09.2013.