Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

СОСТОЯНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ КЛЕТОК В ДИНАМИКЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ЭНДОТОКСИКОЗА И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ КОРРЕКЦИИ

Бизенкова М.Н., Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Невважай Т.А., Романцов М.Г.

В экспериментах на беспородных белых мышах моделировали развитие эндотоксинового шока. Ведущим патогенетическим фактором развития шокового синдрома, структурной и функциональной дезорганизацией миокардиоцитов и клеточных элементов системы крови является недостаточность ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы. При бактериальном эндотоксикозе достигнуты частичная реактивация фермента супероксиддисмутазы (СОД), частичное восстановление уровня SH – групп и витамина Е в крови и миокарде на фоне введения цитофлавина – комплексного препарата со свойствами антигипоксанта и антиоксиданта.

Сепсис и септический шок являются основными причинами развития летального исхода у так называемых критических больных, в связи с чем очевидна необходимость дальнейшей детализации существующих представлений о патогенезе метаболических расстройств при септическом шоке и патогенетическое обоснование возможностей их медикаментозной коррекции [7,9,10].

Риск развития септических состояний в последние годы резко возрастает в связи с внедрением новых хирургических методов лечения, сосудистых и мочевых катетеров, повреждающих ткани и тем самым способствующих проникновению эндогенной микрофлоры через гистогематический барьер в крови.

До настоящего времени причиной развития сепсиса и септического шока в значительном проценте случаев была грамотрицательная инфекция, особенно стрептококковая и стафилококковая флора. Однако в связи с применением антибиотиков широкого спектра действия при различных формах патологии возникает массовая гибель грамотрицательных бактерий в микробиоценозах кишечника, дыхательной, мочеполовой систем. Последнее приводит к интенсивному поступлению в кровоток эндотоксина грамотрицательных бактерий, развитию эндотоксикоза, нередко осложняющегося эндотоксиновым шоком [5,6,11].

Как известно, эндотоксины, продуцируемые различными бактериями, в частности, кишечной палочкой, протеем, сальмонеллами, шигеллами, менингококками, возбудителями чумы, холеры и др. возбудителями инфекционных заболеваний, во многом имеют сходную структуру [12,13].

Важнейшим компонентом эндотоксинов является липополисахарид (ЛПС), локализованный во внешней части наружной мембраны бактериальной клетки.

ЛПС, выделенный из различных видов бактерий, состоит из гетерополимерной части, которая ковалентно связана с липидным компонентом, названным липидом А. Липид А, выделенный из ЛПС различных граммотрицательных бактерий, имеет идентичную организацию и обладают стереотипными биологическими эффектами, в частности, пирогенностью, летальной активностью, вызывают нарушение системной гемодинамики, регионального кровотока, микроциркуляции. При тяжелых формах эндотоксикоза возникает эндотоксиновый шок, характеризующийся тяжелой циркуляторной гипоксией [5,6,9,10].

Целью настоящей работы явилось изучение состояния антирадикальной защиты клеток при эндотоксиновом шоке, индуцируемом эндотоксином.

Материалы и методы исследования Эксперименты по изучению состояния антирадикальной защиты клеток проведены на беспородных белых мышах на фоне развития тяжелой формы холерного эндотоксикоза и развивающегося спустя 3,5 – 4 часа после внутрибрюшинного введения холерного эндотоксина в дозе, эквивалентной 4 LD50. Эндотоксин, используемый в работе, получен из РосНИПЧИ «Микроб» г. Саратова.

Для оценки состояния антирадикальной защиты клеток изучена активность ферментного звена антиоксидантной системы крови и гомогенатов миокарда: супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, определяемых соответственно спектрофотометрическими методами исследования в модификации Fried R. et al., 1975; Conen S. et al., 1970., а также уровень витамина Е и SH – групп крови и гомогенатов миокарда и перекисная резистентность эритроцитов [2,3,4,8].

Для оценки возможностей медикаментозной коррекции антирадикальной системы в условиях бактериального эндотоксикоза использовали препарат – цитофлавин, изготовленный фирмой «Полисан» [1]. Последний вводили медленно внутрибрюшинно в дозе 1,5 мл/кг, спустя 30 мин после введения эндотоксина. Метаболические эффекты цитофлавина изучены также как и в опытах без медикаментозной коррекции, спустя 3,5 - 4 часа с момента введения эндотоксина.

Результаты исследований были подвергнуты статистическому анализу с помощью программ Statistica 99 (Версия 5.5 А, «Statsoft, Inc», г. Москва, 1999); «Microsoft Excel, 97 SR-1» (Microsoft, 1997). Проведен расчет коэффициентов линейной корреляции.

Результаты и их обсуждение Как оказалось введение летальных доз холерного эндотоксина (4 LD50) сопровождалось развитием быстропрогрессирующей интоксикации, характеризующейся развитием лихорадочной реакции, адинамией уже спустя 2 -3 часа после введения токсина, заканчивающейся у больных животных развитием летальных эффектов в течение 4 – 6 часов с момента введения эндотоксина.

Результаты экспериментов, проведенных на фоне тяжелой формы эндотоксикоза (3,5 – 4 часа с момента введения ЛПС) свидетельствовали о резком снижении уровня SH – групп и витамина Е в крови (табл. 1). Аналогичные метаболические сдвиги в указанный период наблюдения отмечены и в гомогенатах миокарда: содержание витамина Е и SH – групп снижалось почти в 2 раза по сравнению с исходными показателями (табл. 2).

Поскольку SH – группы являются важными показателями сохранности структурных и ферментных белков, а витамин Е – важнейшая «ловушка» свободных радикалов, то выявленные нами сдвиги являются объективными показателями недостаточности антирадикальной защиты клеток при бактериальном эндотоксикозе. Подтверждение этого факта является и снижение ПРЭ.

Как известно, важная роль в инактивации активных форм кислорода отводится ферментам: СОД и каталазе.

Таблица 1. Влияние цитофлавина на показатели антиоксидантной системы крови при эндотоксиновом шоке

Группы наблюдения

 

 

Изучаемые показатели

Контроль

Эндотоксиновый шок без медикаментозной коррекции

Эндотоксиновый шок на фоне коррекции Цитофлавином

М±m

М±m

р

М±m

р/р1

SH-группы, ммоль/л, сыворотка крови

2,27±0,073

0,835±0,0153

p<0,001

1,35±0,074

p<0,001

p1<0,001

Каталаза, мкЕ/л, цельная кровь

2,91±0,083

5,53±0,109

p<0,001

4,65±0,210

p<0,001

p1<0,005

Супероксиддисмутаза (СОД), ед/мл, эритроциты

415,9±10,06

296,6±12,35

p<0,001

376,4±4,37

p<0,005

p1<0,001

ПРЭ, у.е., эритроциты

1,64±0,092

2,53±0,158

p<0,001

2,21±0,062

p<0,001

p1<0,05

Витамин Е, у.е., сыворотка

24,71±1,102

11,87±1,040

p<0,001

12,8±1,189

p<0,001

p1>0,5

Примечание: n - во всех группах наблюдения – 14. р – рассчитано по отношению к контролю; р1 – рассчитано по отношению к группе животных с эндотоксиновым шоком без медикаментозной коррекции.

Результаты проведенных нами исследований свидетельствуют о резком снижении активности СОД цельной крови и гомогенатов миокарда (табл. 1 и 2 соответственно). Таким образом, одним из факторов дестабилизации биологических мембран при эндотоксикозе является нарушение недостаточности инактивации супероксидного анион – радикала.

Таблица 2. Влияние цитофлавина на показатели антиоксидантной системы в гомогенатах миокарда при эндотоксиновом шоке

Группы наблюдения

 

Изучаемые показатели

Контроль

Эндотоксиновый шок без медикаментозной коррекции

Эндотоксиновый шок на фоне коррекции Цитофлавином

М±m

М±m

р

М±m

р/р1

SH-группы, ммоль/мг ткани

0,018±0,0005

0,009±0,00196

p<0,001

0,0141±0,000235

p<0,001

p1<0,05

Каталаза, мкЕ/мг ткани

0,04±0,0006

0,049±0,0078

p>0,1

0,042±0,0007

p>0,5

p1>0,5

Супероксиддисмутаза (СОД), ед/мг, ткани

4,88±0,070

1,77±0,111

p<0,001

2,58±0,089

p<0,001

p1<0,001

Витамин Е, у.е., ткани

0,21±0,011

0,109±0,0090

p<0,001

0,204±0,0094

p>0,5

p1<0,001

Примечание: n - во всех группах наблюдения – 12. р – рассчитано по отношению к контролю; р1 – рассчитано по отношению к группе животных с эндотоксиновым шоком без медикаментозной коррекции.

Что касается активности другого фермента – каталазы, на тяжелой стадии эндотоксикоза обнаружены неоднозначные сдвиги в гомогенатах миокарда и в крови. Причем, активность каталазы крови резко возрастала, что свидетельствует об усилении инактивации перекиси водорода в крови, в то же время как активность каталазы гомогенатов миокарда не отличалась от показателей контроля (табл. 1 и 2 соответственно).

Использование цитофлавина на фоне развития бактериального эндотоксикоза обеспечивало частичную реактивацию СОД крови и гомогенатов миокарда, однако показатели активности этого фермента не достигали нормы (табл. 1 и 2 соответственно).

Активность каталазы крови превышала показатели контроля, а гомогенатов миокарда – не изменялась, как и в группе животных без медикаментозной коррекции (табл. 1 и 2 соответственно).

Введение цитофлавина способствовало частичному восстановлению уровня SH – групп крови и гомогенатов миокарда, однако эти показатели не достигали контрольных величин (табл. 1 и 2 соответственно).

Интегративным показателем антирадикальной защиты клеток при бактериальном эндотоксикозе на фоне введения цитофлавина явилось возрастание перекисной резистентности эритроцитов, также не достигающей показателей контроля (табл. 1 и 2 соответственно).

Выводы:

  1. Важная роль в механизмах дезинтеграции структуры и функции клеток крови и миокарда отводится недостаточности ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы.
  2. Объективными чувствительными критериями развития недостаточности антиоксидантной системы крови и миокарда, эффективности при бактериальном эндотоксикозе являются состояние активности СОД, уровень витамина Е и SH – групп крови, а также ПРЭ.
  3. Использование цитофлавина в динамике бактериального эндотоксикоза обеспечивает частичную реактивацию ферментного неферментного звеньев антирадикальной защиты клеток.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Афанасьев В.В. Цитофлавин в интенсивной терапии: Пособие для врачей. – СПб. – 2005.- 36 с. – с. 9-30.
  2. Габриэлян Н.И. Методы определения витамина Е в сыворотке крови / Н.И. Габриэлян, Э.Г. Левицкий, О.И. Щербакова // Тер. архив. – 1983. - №6. – С. 76 – 78.
  3. Захарова И.А., Варбанец Л.Д. Углеводсодержащие биополимеры мембран бактерий. - Киев: Наукова думка, 1983. - 128 с.
  4. Покровский А.А. К вопросу о перекисной резистентности эритроцитов / А.А. Покровский, А.А. Абраров // Вопр. питания. – 1964. - №6. – С. 44-49.
  5. Понукалина Е.В., Киричук В.Ф., Чеснокова Н.П., Афанасьева Г.А. Современные проблемы медицинской науки. Матер. науч.-практ. конф. Ч.III. – Саратов: Изд-во СГУ, 1994. - С. 10-12.
  6. Понукалина Е.В., Чеснокова Н.П., Киричук В.Ф. и соавт. Патогенез геморрагического синдрома при чумной инфекции. - Саратов. Изд-во СМИ, 1990. - 45 с.
  7. Типовые патологические процессы / Н.П. Чеснокова: Монография // Издательство Саратовского медицинского университета. - 2004. – 400 с. - С. 186-196, C. 281 – 293.
  8. Фоломеев В.Ф. Фотоколориметрические ультрамикрометод количественного определения сульфгидрильных групп белка и небелковых соединений крови / В.Ф. Фоломеев. // Лаб.дело. – 1981. - №1. – С. 33-35.
  9. Чеснокова Н.П., Михайлов А.В. и соавт. Инфекционный процесс. Общие закономерности развития адаптации и повреждения при заболеваниях инфекционной природы / Н.П. Чеснокова, А.В. Михайлов: Монография // Издательство «Академия Естествознания», Москва. – 2006. – 434 с. - С. 194 – 211.
  10. Шенкман Б.З., Андрейчин М.М., Степанов С.А., Богомолова Н.В. Бактериальный эндотоксикоз - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1991. - 240с.
  11. Todoroki H., Nakamura S., Higure A. et al. // J. Surgery. - 2000. - Vol.127, N2. - P. 209-216.
  12. Westphal O., Jann K., Himmelspach K. // J. Progr. Allergy. - 1983. - Vol.33, N1. - P. 9-39.
  13. Wheeler M.D., Stachlewitz R.F., Vamachina S. et al. // Faseb J. - 2000. – Vol.14, N3. - P. 476-484.

Библиографическая ссылка

Бизенкова М.Н., Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Невважай Т.А., Романцов М.Г. СОСТОЯНИЕ АНТИРАДИКАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ КЛЕТОК В ДИНАМИКЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ЭНДОТОКСИКОЗА И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ МЕДИКАМЕНТОЗНОЙ КОРРЕКЦИИ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 11. – С. 55-58;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3687 (дата обращения: 16.09.2021).

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 = 1.074