Значение свободно радикального окисления для мембранной патологии клетки в настоящее время не вызывает сомнений. Факторы, определяющие резистентность организма к окислительному повреждению, помимо липидной композиции включают ряд эндогенных антиоксидантов, непосредственно реагирующих с промежуточными продуктами реакции перекисного окисления или активными формами кислорода [7].
Изучение состояния эритроцитов в постгеморрагический период представляет особый интерес, поскольку нарушение их функционального состояния играет важную роль в изменении реологических и коагуляционных свойств крови, возникновении и развитии расстройств гомеостаза. Кроме того, оценка антиокислительного статуса эритроцитов в настоящее время расценивается как показатель неспецифической резистентности всего организма [5].
Установлено, что кровопотеря интенсифицирует процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) в эритроцитах. Эти изменения отражают увеличение функциональной нагрузки на сохранившиеся эритроциты, а с другой стороны могут быть обусловлены метаболическими расстройствами вследствие кровопотери [4]. С целью ослабления перекисьгенерирующих процессов в эритроцитах нами была использована аскорбиновая кислота (AK). Она может выступать в качестве донора и акцептора ионов водорода благодаря наличию в структуре двух фенольных групп, ее антиоксидантные свойства характеризуются широким спектром инактивирующего действия на различные свободные радикалы [2]. Однако в определенных условиях АК оказывает прооксидантный эффект. Так, было показано, что при его взаимодействии с железом усиливается пероксидация липидов, что приводит к повреждению клеточных мембран [2, 6].
Цель исследования – изучить процессы ПОЛ и состояние антиоксидантной системы (АОС) в эритроцитах крыс после кровопотери и оценить возможность коррекции обнаруженных биохимических нарушений с помощью внутривенного введения АК.
Материалы и методы исследования
Работа выполнена на белых беспородных крысах массой 240−280 г. Гипоксию вызывали кровопусканием через катетер [8]. Объем кровопотери составил 2 % от массы животного. Животные были разделены на следующие группы: 1-ая группа – интактные животные, 2-я группа – крысы с кровопотерей (материал для исследования брали через 6 и 24 ч после кровопотери), 3-я группа – интактные животные, получавшие АК внутривенно (контрольная группа), 4-я группа – животные с кровопотерей, получавшие АК внутривенно. В каждой группе по 12 животных. АК вводили внутривенно в дозах 25 и 50 мг/кг однократно через 10 мин после кровопотери. Состояние процессов ПОЛ оценивали путем определения малонового диальдегида (МДА) [1] в эритроцитах. Для оценки состояния АОС определяли активность каталазы [3] и глутатионредуктазы (ГР) [3] в эритроцитах белых крыс.
Поскольку распределение в выборках не отличалось от нормального, для оценки достоверности различий между группами использовали метод парных переменных (t-критерий Стьюдента) Excel (Windows 2010). Различия между группами считали достоверными при р < 0,05. Экспериментальные исследования проводились с соблюдением биоэтических правил.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследование влияния кровопотери на содержание в эритроцитах крыс продукта ПОЛ – МДА показало, что через 6 ч после кровопотери его концентрация достоверно возросла на 15,34 % (с 573,25 ± 42,92 мкмоль/л до 661,17 ± 39,77 мкмоль/л) (р < 0,05). Через 24 ч после кровопотери мы наблюдали более существенное увеличение данного показателя: содержание МДА достоверно возросло на 21,58 % относительно исходных значений (р < 0,05).
В ускорении процессов ПОЛ в эритроцитах при кровопотере, наряду с внутриклеточными механизмами, важная роль принадлежит дополнительным негативным воздействиям на эритроциты гуморальных факторов, содержащихся в плазме. Их природа и механизм действия остаются неясными. Известно, что при кровотечении происходит активация различных ферментных систем, а это приводит к накоплению в крови биогенных аминов и других физиологически активных веществ, обладающих прооксидантным действием [5, 7].
Таблица 1
Влияние внутривенного введения АК в дозировках 25 и 50 мг/кг на уровень МДА (мкмоль/л) в эритроцитах белых крыс (М ± m, n = 12 в каждой группе)
|
№ п/п |
Условия эксперимента |
МДА (мкмоль/л) |
|
|
1 |
Интактные животные |
573,25 ± 42,92 |
|
|
2 |
6 ч после кровопотери |
661,17 ± 39,77* |
|
|
3 |
24 ч после кровопотери |
696,98 ± 57,76* |
|
|
Использованные дозы аскорбиновой кислоты для коррекции кровопотери |
25 мг/кг |
50 мг/кг |
|
|
4 |
Контроль |
665,67 ± 49,93* |
688,44 ± 45,17* |
|
5 |
В/вн введение АК (6 ч) |
633,22 ± 46,20 |
896,01 ± 50,45*^ |
|
6 |
В/вн введение АК (24 ч) |
689,56 ± 43,06* |
874,18 ± 54,81*^ |
Примечание. * – достоверность различий по отношению к интактным животным, достоверны при р < 0,05; ^ – достоверность различий по отношению к животным с кровопотерей, достоверны при р < 0,05.
Таблица 2
Влияние внутривенного введения АК в дозировках 25 и 50 мг/кг на активность каталазы (ммоль/л) и ГР (мкмоль/л) в эритроцитах белых крыс (М ± m, n = 12 в каждой группе)
|
№ п/п |
Условия эксперимента |
Каталаза (ммоль/л) |
ГР (мкмоль/л) |
||
|
1 |
Интактные животные |
53,74 ± 4,62 |
42,51 ± 8,50 |
||
|
2 |
6 ч после кровопотери |
64,79 ± 1,45* |
32,03 ± 5,82* |
||
|
3 |
24 ч после кровопотери |
59,77 ± 7,46* |
34,73 ± 7,99* |
||
|
Использованные дозы аскорбиновой кислоты для коррекции кровопотери |
25 мг/кг |
50 мг/кг |
|||
|
каталаза |
ГР |
Каталаза |
ГР |
||
|
4 |
Контроль |
58,43 ± 1,80* |
43,60 ± 3,64 |
59,94 ± 7,94* |
41,14 ± 12,23 |
|
5 |
В/вн введение АК (6 ч) |
63,90 ± 1,60* |
30,45 ± 4.05* |
56,16 ± 5,03^ |
48,26 ± 11,83^ |
|
6 |
В/вн введение АК (24 ч) |
62,57 ± 1,76* |
32,32 ± 5,61* |
56,97 ± 2,89 |
30,78 ± 6,14* |
Примечание. * – достоверность различий по отношению к интактным животным, достоверны при р < 0,05; ^ – достоверность различий по отношению к животным с кровопотерей, достоверны при р < 0,05.
Введение АК интактным животным (контрольная группа) в дозе 25 мг/кг внутривенно вызывает достоверное увеличение уровня МДА в эритроцитах крыс на 16,10 % (с 573,25 ± 42,92 мкмоль/л до 665,67 ± 49,93 мкмоль/л). При внутривенном введении АК животным после кровопотери прослеживается тенденция к снижению концентрации МДА в эритроцитах по сравнению с крысами с кровопотерей. По сравнению с интактными животными через 6 ч после кровопотери наблюдается тенденция к повышению уровня содержания МДА в эритроцитах, а через 24 ч его содержание достоверно повышается на 20,27 % (с 573,25 ± 42,92 мкмоль/л до 689,56 ± 43,06 мкмоль/л).
Внутривенное введение АК интактным животным в дозе 50 мг/кг вызывает достоверное увеличение содержания МДА в эритроцитах на 20,07 % (с 573,25 ± 42,92 мкмоль/л до 688,44 ± 45,17 мкмоль/л). При однократном внутривенном введении АК животным после кровопотери содержание МДА через 6 ч достоверно увеличивается на 35,52 % (с 661,17 ± 39,77 мкмоль/л до 896,01 ± 110,45 мкмоль/л), через 24 ч концентрация МДА повышается на 25,42 % (с 696,98 ± 176,25 мкмоль/л до 874,18 ± 50,45 мкмоль/л) (р < 0,05) по сравнению с животными с кровопотерей. По сравнению с данными интактных животных содержание МДА через 6 ч повышается на 56,28 %, а через 24 ч на 52,47 %.
Введение АК в дозе 25 мг/кг внутривенно не вызывает достоверного изменения активности ГР по сравнению с ее уровнем в эритроцитах интактных животных. Анализируя данные табл. 2, можно отметить, что при внутривенном введении АК прослеживается тенденция к снижению уровня ГР в эритроцитах на обоих изученных сроках. По сравнению с показателями интактных крыс уровень ГР при внутривенном введении АК через 6 ч снизился на 28,37 % (с 42,51 ± 8,50 мкмоль/л до 30,45 ± 4,05 мкмоль/л) (р < 0,05), а через 24 ч – на 23,97 % (с 42,51 ± 8,50 мкмоль/л до 32,32 ± 5,61 мкмоль/л) (р < 0,05). Полученные результаты свидетельствуют о том, что однократное введение АК в дозе 25 мг/кг на обоих изученных сроках после кровопотери сохраняет пониженный уровень активности ГР в эритроцитах крыс.
Проведенное исследование показало, что введение АК интактным животным (контрольная группа) в дозе 50 мг/кг внутривенно не вызывает достоверного изменения активности ГР, но имеет тенденцию к снижению. При однократном внутривенном введении АК крысам после кровопотери активность ГР через 6 ч имеет тенденцию к повышению, а через 24 ч достоверно снижается на 27,59 % (с 42,51 ± 8,5 мкмоль/л до 30,78 ± 6,14 мкмоль/л) по сравнению с уровнем активности ГР у интактных животных. Относительно показателей животных с кровопотерей активность ГР у этой экспериментальной группы через 6 ч достоверно повысилась на 50,67 % (с 32,03 ± 5,82 мкмоль/л до 48,26 ± 11,83 мкмоль/л), а через 24 ч имела тенденцию к снижению.
Введение АК интактным животным в дозе 25 мг/кг парентерально вызывает достоверные изменения активности каталазы в эритроцитах крыс. Активность фермента возрастает с 57,74 ± 4,65 ммоль/л до 58,43 ± 1,80 ммоль/л, что составило 108,73 % по сравнению с интактными крысами. При однократном внутривенном введении АК животным после кровопотери активность каталазы через 6 ч имела тенденцию к снижению, а через 24 ч – к повышению по сравнению с животными с кровопотерей. По сравнению с интактными животными активность каталазы у экспериментальных животных превышала исходные показатели через 6 ч на 18,91 % (р < 0,05), а через 24 ч – на 16,43 % (р < 0,05). Изложенное свидетельствует о том, что уровень активности каталазы в эритроцитах на обоих изученных сроках после кровопотери при введении АК оставался достоверно выше уровня у интактных животных.
Введение АК интактным животным в дозе 50мг/кг традиционно внутривенно вызывает достоверные изменения активности каталазы в эритроцитах крыс. Так, ее активность повысилась на 11,45 % (с 53,74 ± 4,62 ммоль/л до 59,94 ± 7,94 ммоль/л) (р < 0,05). Как показывают полученные данные (табл. 2), при введении АК при использовании внутривенного способа введения на всех изученных сроках активность каталазы имеет тенденцию к повышению по сравнению с интактными животными.
В то же время при введении АК внутривенно активность каталазы через 6 ч достоверно снижается на 13,32 % (с 64,79 ± 1,45 ммоль/л до 56,16 ± 5,03 ммоль/л), а через 24 ч отмечается тенденция к ее снижению по сравнению с показателями животных с кровопотерей.
Выводы
1. На фоне кровопотери активируются процессы перекисного окисления липидов в эритроцитах, о чем свидетельствует увеличение в них уровня малонового диальдегида.
2. Однократное введение АК внутривенно не приводит к нормализации содержания МДА в эритроцитах ни при одной из использованных доз.
3. На всех изученных сроках аскорбиновая кислота оказывает прооксидантный эффект.
4. При однократном внутривенном введении АК в дозе 25 мг/кг активность каталазы через 6 ч имела тенденцию к снижению, а через 24 ч, наоборот, к повышению по сравнению с животными с кровопотерей. При использовании АК в дозе 50 мг/кг активность каталазы через 6 ч достоверно снизилась, а через 24 ч отмечалась лишь тенденция к ее снижению по сравнению с показателями животных с кровопотерей.
5. Введение АК в дозе 25 мг/кг, на обоих изученных сроках после кровопотери сохраняет пониженный уровень активности ГР в эритроцитах крыс. При использовании дозы 50 мг/кг активность ГР через 6 ч достоверно повысилась на 50,67 %, а через 24 ч имела тенденцию к снижению.
Рецензенты:
Каталымов Л.Л., д.б.н., профессор кафедры анатомии, физиологии и гигиены человека и животных ФГБОУ ВПО Ульяновского государственного педагогического университета им. И.Н. Ульянова, г. Ульяновск;
Любин Н.А., д.б.н., профессор, заведующий кафедрой морфологии, физиологии и патологии животных ФГБОУ ВПО Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии имени П.А. Столыпина, г. Ульяновск.
Работа поступила в редакцию 30.12.2014.
Библиографическая ссылка
Ксейко Д.А., Генинг Т.П., Бочкова Е.Г., Котельников С.В., Садретдинова Л.Н., Маракаева Т.Р. АНТИОКСИДАНТНАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ЭРИТРОЦИТОВ ПОСЛЕ КРОВОПОТЕРИ И В УСЛОВИЯХ КОРРЕКЦИИ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТОЙ // Фундаментальные исследования. 2014. № 12-11. С. 2357-2360;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36695 (дата обращения: 02.04.2025).