CC BY
53
© Г. В. Федірко
УДК 616-001. 3/6-06:616. 71-007. 234]-06:612. 015. 11-092. 9 Г. В. Федірко
ДИНАМІКА ПОКАЗНИКІВ ПЕРОКСИДНОГО ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ І АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ КІСТКОВОЇ ТКАНИНИ У ТВАРИН З ГІПОКІНЕТИЧНИМ ОСТЕОПОРОЗОМ ТА ПОЛІТРАВМОЮ
ДВНЗ «Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського» (м. Тернопіль)
Дана робота є фрагментом НДР «Патогенетичні особливості перебігу політравми в умовах гіпокінетичного остеопорозу», № держ. реєстрації 011011001937.
Вступ. Рух є невід’ємною рисою всіх живих істот, у тому числі і людини [9]. Нестача або неадекватність фізичної активності викликає стан гіпокінезії зі зменшенням навантаження на серце, легені і судини, а при значній тривалості - зі зменшенням маси м’язів та кісток, багатьма іншими негативними наслідками. Гіпокінезія сьогодні являє собою екосо-ціальний чинник і є неминучим супутником науково-технічного прогресу, який супроводжується значним зниженням [3] частки фізичного навантаження в матеріальному виробництві та повсякденному житті. В умовах сучасного дефіциту навантаження починаються процеси повільної деградації кісткової тканини, яка депонує 99 % всього запасу кальцію в організмі. Кінцевим проявом цього процесу стають донозологічні форми зменшення маси кісткової тканини - остеодефіцітні стани, зокрема гіпокінетичний остеопороз [4,8].
Не менш важливою проблемою сьогодення є травматизм, який посідає третє місце серед причин смертності [5]. У структурі тяжких множинних і поєднаних уражень останніми роками різко зросла частка політравм. Вона проявляється розвитком травматичної хвороби, яка супроводжується синдромом системної реакції організму на запалення, полі органною дисфукнцією і недостатністю [12].
В умовах політравми виникають системні відхилення в організмі, насамперед вони проявляються інтенсифікацією пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) [6,7] безпосередньо в кістковій тканині та змінами в антиоксидантному захисті кістки.
Мета роботи - встановити рівень вільноради-кального окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту в динаміці посттравматичного періоду у тварин з політравмою та гіпокінетичним остеопорозом.
Об’єкт і методи дослідження. Експерименти виконано на 42 нелінійних білих щурах-самцях масою 200-220 г. У першій серії експериментів у тварин викликали гіпокінетичний остеопороз за методом Z. КипСигоуісИ (1989) шляхом накладання на тіло тварини гіпсового корсета [14].
Через 2 місяці корсет знімали й у тварин моделювали політравму спеціально розробленим способом шляхом пошкодження двох кісткових сегментів:
стегна і нижньої щелепи (пріоритетна довідка поданої заявки на корисну модель «Спосіб моделювання політравми / Федірко Г. В., Гудима А. А.». Реєстраційний номер заявки и 2012 13575; Заявлено 27.11.2012).
Дослідження проводили через 10, 20 і 30 діб після травмування. В умовах знеболення тварин забивали методом тотального кровопускання із серця. Інтенсивність вільнорадикального окиснення оцінювали за вмістом у гомогенаті кістки ТБК-активних продуктів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) [1]. Рівень антиоксидантної системи визначали за активністю каталази в гомогенаті кістки [10]. Співвідношення анти- і прооксидантів оцінювали за антиоксидантно-прооксидантним індексом (АПІ): активність каталази / вміст ТБК-активних продуктів ПОЛ [2].
Усі експерименти виконано із дотриманням загальних правил і положень Європейської Конвенції із захисту хребетних тварин, які використовуються для дослідницьких та інших наукових цілей (Страсбург, 1986), Загальних етичних принципів експериментів на тваринах (Київ, 2001), Закону України “Про захист тварин від жорстокої поведінки” (2006), а також згідно “Науково-практичних рекомендацій з утримання лабораторних тварин та роботи з ними” [11].
Отриманий цифровий матеріал підлягав статистичному аналізу. Достовірність відмінностей встановлювали за критерієм Стьюдента.
Результати досліджень та їх обговорення. У відповідь на політравму у кістковій тканині стосовно контрольної групи суттєво збільшувалася інтенсивність ПОЛ, про що свідчило статистично достовірне збільшення вмісту ТБК-активних продуктів (табл.). У тварин без остеопорозу величина даного показника збільшувалася на 10 добу на 86,3 %, на 20 добу - на 107,2 %, на 30 добу - на 48,0 % (р<0,001). Слід зазначити, що максимальний рівень цього показника відмічався на 20 добу, що виявилося статистично достовірно більшим, ніж на 10 добу (на 11,3 %, р<0,05), а також на 30 добу (на 40,0 %, р<0,05). Значне зниження досліджуваного показника на 30 добу виявилося також статистично достовірно меншим, ніж на 10 добу (на 20,5 %, р<0,05).
В умовах остеопорозу політравма зумовлювала більший рівень ПОЛ. Вміст у кістковій тканині ТБК-активних продуктів на 10 добу зріс порівняно із контрольною групою на 114,3 %, на 20 добу -на 165,1%, на 30 добу - на 169,3 % (р<0,001).
Таблиця
Показники пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантного захисту гомогенату кістки у тварин з гіпокінетичним остеопорозом в динаміці політравми (М±т)
Умови експерименту Контроль (п=6) Політравма
10 доба (п=6) 20 доба (п=6) 30 доба (п=6)
ТБК-активні продукти ПОЛ, кмоль»кг-1
Без остеопорозу 3,350+0,110 6,240+0,086*** 6,943+0,148*** 4,960+0,142***
Остеопороз 7,180+0,152*** 8,882+0,342*** 9,023+0,012***
Р <0,001 <0,001 <0,001
СОД, ум. од»мг-1
Без остеопорозу 0,271+0,009 0,221+0,009** 0,196+0,007*** 0,241+0,012#
Остеопороз 0,219+0,008** 0,188+0,008*** 0,167+0,012***
Р >0,05 >0,05 <0,001
Каталаза, мккат»л-1
Без остеопорозу 0,094+0,007 0,168+0,010*** 0,176+0,012*** 0,167+0,005***
Остеопороз 0,195+0,010*** 0,211+0,007*** 0,177+0,009***
р <0,10 <0,05 >0,05
БИ-групи, мкмоль»л-1
Без остеопорозу 1182,9+61,8 750,7+11,7*** 856,2+9,5*** 890,8+16,6**
Остеопороз 708,6+4,3*** 695,5+20,9*** 695,3 + 13,0***
р <0,01 <0,001 >0,001
АПІ, ум. од.
Без остеопорозу 0,028+0,002 0,027+0,002 0,025+0,002 0,034+0,002#
Остеопороз 0,027+0,002 0,022+0,001* 0,020+0,001**
р >0,05 >0,05 <0,001
Примітка: *# - достовірність відмінностей стосовно контрольної групи (* - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001; # - р<0,10); р - достовірність відмінностей між показниками тварин з остеопорозом та без нього.
Отриманий результат виявився й статично достовірно вищим, порівняно із тваринами без остеопорозу: на 10 добу - на 15,1 %, на 20 добу - на 27,9 %, на 30 добу - на 81,9 % (р<0,001).
Активність СОД у кістковій тканині в умовах політравми знижувалася. У тварин без остеопорозу на 10 добу вона виявилася меншою, ніж у контролі на 18,4 % (р<0,01), на 20 добу - на 27,7 % (р<0,001), на 30 добу - на 11,1 %, що мало лише тенденцію до більшої величини стосовно контрольної групи. Істотних відмінностей за величиною данного показника в динаміці політравми не відмічалося.
В умовах остеопорозу активність СОД у кістковій тканині на 10 добу зменшувалась на 19,2 % (р<0,01), на 20 добу - на 30,6 % (р<0,001), на 30 добу - на
38,4 % (р<0,001). Аналізуючи динаміку данного показника у посттравматичному періоді, можна констатувати, що він досягав мінімального рівня на 20 добу й залишався на такому ж рівні на 30 добу. Отриманий результат був статистично достовірно меншим, ніж на 10 добу (відповідно на 14,2 та 23,7 %, р<0,05).
Порівнюючи величину досліджуваного показника між дослідними групами, було встановлено, що на 10 і 20 доби експерименту не відмічалося істотних відмінностей, у той час, як на 30 добу у тварин з гіпокінетичним остеопорозом активність СОД
у гомогенаті кістки була статистично достовірно меншою, ніж у тварин без цієї патології (на 30,7 %, р<0,001).
Аналізуючи активність каталази кістки, встановлено, що в умовах політравми даний показник, навпаки, збільшувався. Через 10 діб після травми у тварин без остеопорозу він зріс на 78,7 %, через 20 діб - на 87,2 %, через 30 діб - на 77,6 % (р<0,001). Його величина істотно не відрізнялася між групами в динаміці політравми (р>0,05).
У тварин з остеопорозом активність каталази в гомогенаті кістки на 10 добу стосовно контролю збільшувалася на 107,4 %, на 20 добу - на 124,5 %, на 30 добу - на 88,3 % (р<0,001). Особливістю ди-наімки дослідужваного показника було досягнення ним максимальної величини на 10 і 20 доби посттравматичного періоду із зниженням на 30 добу. В цей термін спостереження величина досліджуваного показника виявилася статистично достовірно меншою, ніж на 20 добу (на 16,1 %, р<0,05).
Вміст БИ-груп в гомогенаті кістки на тлі політравми в порівнянні з контрольною группою суттєво знижувався. У тварин без остеопорозу на 10 добу він виявився меншим на 36,5 % (р<0,001), на 20 добу -на 27,6 % (р<0,001), на 30 добу - на 24,7 (р<0,01). Отже, даний показник досягав мінімальної величини на 10 добу і в подальшому збільшувався, причому
його величина на 20 і 30 доби виявилася статистично достовірно більшою, ніж на 10 добу (відповідно на 14,0 і 18,7 %, р<0,05).
Порівнюючи величину досліджуваного показника між дослідними групами, з’ясувалося, що в усі терміни спостереження він був статистично достовірно меншим в умовах гіпокінетичного остеопорозу: на 10 добу - на 5,6 % (р<0,01), на 20 добу - на 18,8 % (р<0,001), на 30 добу - на 21,9 % (р<0,001).
Велична АПІ в умовах політравми змінювалася переважно у групі тварин з остеопорозом. У тварин без остеопорозу даний показник на 10 і 20 доби практично не відрізнявся від контролю (р>0,05), а на 30 добу мав тенденцію до більшої величини (на
21,4 %, р<0,10), що виявилося статистично достовірно більшим, ніж на 10 і 20 доби спостереження (відповідно на 25,9 і 36,0 %, р<0,05).
У групі тварин з остеопорозом величина данного показника на 10 добу знаходилася на рівні контрольної групи, проте на 20 і 30 доби статистично достовірно знижувалася: відповідно на 21,4 % (р<0,05) і на 28,6 % (р<0,01), що виявилося також істотно нижчим від рівня 10 доби.
Порівнюючи отриманий результат між дослідними групами, з’ясувалось, що на 10 і 20 доби істотних відмінностей не спостерігалося, проте на 30 добу величина АПІ виявилася істотно нижчою у тварин з гіпокінетичним остеопорозом (на 41,2 %, р<0,001).
Таким чином, у відповідь на політравму більші відхилення показників ПОЛ та антиоксидантного захисту у тканині кістки відмічаються у тварин з остеопорозом. У всі терміни спостереження вищим є вміст ТБК-активних продуктів ПОЛ, нижчою активність СОД та вміст БИ-груп. Характерною рисою тварин з остеопорозом є загострення, яке настає на 30 добу експерименту і проявляється вираженим зміщенням антиоксидантно-прооксидантний балансу в бік інтенсифікації ПОЛ.
Висновки. 1. У відповідь на політравму більші відхилення показників пероксидного окиснення ліпідів і антиоксидантного захисту у тканині кістки відмічаються у тварин з гіпокінетичним остеопорозом. У всі терміни спостереження вищим є вміст ТБК-активних продуктів та активність каталази, нижчою активність супероксиддисмутази та вміст БИ-груп.
3. Характерною рисою тварин з гіпокінетичним остеопорозом є загострення, яке настає на 30 добу експерименту і проявляється вираженим зміщенням антиоксидантно-прооксидантного індексу в бік інтенсифікації пероксидного окиснення ліпідів.
Перспективи подальших досліджень. У перспективі слід дослідити виявлений феномен в контексті адекватного антиоксидантного забезпечення особин з політравмою та гіпокінетичним остеопорозом.
Література
1. Андреева Л. И. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой / Л. И. Андреева, Л. А. Кожемякин, А. А. Кишкун // Лаб. Дело. - 1988. - № 11. - С. 41-43.
2. Антиоксидантно-прооксидантний індекс сироватки крові щурів з експериментальним стоматитом і його корекція зубними еліксирами / [А. П. Левицький, В. М. Почтар, О. А. Макаренко, Л. І. Гридіна] / Одеський мед. журн. - 2006. - № 1. -С. 22-25.
3. Бруско А. Т. Функциональная перестройка костей и ее клиническое значение / А. Т. Бруско, Г. В. Гайко. - Луганск. Луганский государственный медицинский университет. - 2005. - 212 с.
4. Григорьев А. И. Минеральный обмен у человека в условиях измененной гравитации / А. И. Григорьев, А. И. Воложин, Г. П. Ступаков // Проблемы космической биологии. - М.: Наука, 1994. - Т. 74. - 214 с.
5. Дужий І. Д. Особливості лікувально-діагностичної тактики при поєднаній краніоабдомінальній травмі / І. Д. Дужий, В. Шевченко П., В. В. Шевченко // Актуальні проблеми сучасної медицини: Вісник Української медичної стоматологічної академії. - 2009. - Т. 9. - Вип. 1. - С. 214-215.
6. Избранные аспекты патогенеза и лечения травматической болезни / [В. Н. Ельский, В. Г. Климовицкий, С. Е. Золотухин и др.]. - Донецк: Либідь, 2002. - 360 с.
7. Казимирко В. К. Остеопороз: патогенез, клиника, профилактика и лечение / В. К. Казимирко, В. Н. Коваленко, В. И. Мальцев. - 2-е изд. - К.: МОРИОН, 2006. - 160 с.
8. Коваленко Е. А. Гипокинезия / Е. А. Коваленко, Н. Н. Гуровский. - М.: Медицина, 1980. - 320 с.
9. Коржуев П. А. Эволюция, гравитация, невесомость / П. А. Коржуев. - М.: Наука, 1971. - 151 с.
10. Метод определения активности каталазы / [М. А. Королюк, Л. И. Иванова, И. Г. Майорова, В. Е. Токарев] // Лабораторное дело. - 1988. - № 1. - С. 16-19.
11. Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та роботи з ними / [Ю. М. Кожем’якін, О. С. Хромов, М. А. Філоненко, Г. А. Сайфетдінова]. - Київ: Авіцена, 2002. - 156 с.
12. Об’єктивізація оцінки тяжкості та хірургічної тактики при поєднаних пошкодженнях / [Я. Л. Заруцький, Л. М. Анкін, В. М. Денисенко та ін.] // Проблеми військової охорони здоров’я: збірник наукових праць. - 2006. - Вип. 17. - С. 127-135.
13. Оганов В. С. Костная система, невесомость и остеопороз / В. С. Оганов. - М.: Слово, 2003. - 260 с.
14. Kundurovich Z. The effects of gypc in cuff streess provocation on the level of Ca and the body weight in rats / Z. Kundurovich, M. 1-^^^^, A. Causevich // Arch. Biol. Yugosl. - 1989. - Vol. 27, № 7. - P. 79-80.
УДК 616-001. 3/6-06:616. 71-007. 234]-06:612. 015. 11-092. 9
ДИНАМІКА ПОКАЗНИКІВ ПЕРОКСИДНОГО ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ І АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ КІСТКОВОЇ ТКАНИНИ У ТВАРИН З ГІПОКІНЕТИЧНИМ ОСТЕОПОРОЗОМ ТА ПОЛІТРАВМОЮ
Федірко Г. В.
Резюме. У відповідь на політравму, зумовлену одночасним переломом стегнової кістки та нижньої щелепи, у тварин з гіпокінетичним остеопорозом відмічаються більші відхилення показників пероксидного окиснення ліпідів і антиоксидантного захисту у тканині кістки. У всі терміни спостереження вищим є вміст ТБК-активних продуктів та активність каталази, нижчою активність супероксиддисмутази (СОД) та вміст SH-груп. Характерною рисою тварин з гіпокінетичним остеопорозом є загострення, яке настає на 30 добу експерименту після суттєвого покращення на 20 добу і проявляється вираженим зміщенням антиоксидантно-прооксидантного індексу в бік інтенсифікації пероксидного окиснення ліпідів.
Ключові слова: гіпокінетичний остеопороз, політравма, кісткова тканина, пероксидне окиснення ліпідів, антиоксидантний захист.
УДК 616-001. 3/6-06:616. 71-007. 234]-06:612. 015. 11-092. 9
ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЕРОКСИДНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТ-НОЙ ЗАЩИТЫ КОСТНОЙ ТКАНИ У ЖИВОТНЫХ С ГИПОКИНЕТИЧЕСКИМ ОСТЕОПОРОЗОМ И ПОЛИТРАВМОЙ
Федирко Г. В.
Резюме. В ответ на политравму, обусловленную одновременным переломом бедренной кости и нижней челюсти, у животных с гипокинетическим остеопорозом отмечаются большие отклонения показателей пероксидного окисления липидов и антиоксидантной защиты в ткани кости. Во все сроки наблюдения выше является содержание ТБК-активных продуктов и активность каталазы ниже активность супероксиддисмутазы (СОД) и содержание SH-групп. Характерной чертой животных с гипокинетическим остеопорозом является обострение, которое наступает на 30 сутки эксперимента после существенного улучшения на 20 сутки и проявляется выраженным смещением антиоксидантно-прооксидантного индекса в сторону интенсификации пероксидного окисления липидов.
Ключевые слова: гипокинетический остеопороз, политравма, костная ткань, пероксидное окисления липидов, антиоксидантная защита.
UDC 616-001. 3/6-06:616. 71-007. 234]-06:612. 015. 11-092. 9
Dynamics of Lipid Peroxidation and Antioxidant Protection of Bone in Animals with Hypokinetic Osteoporosis and Polytrauma
Fedirko H. V.
Summary. In response tomultiple injuries that werecaused bysimultaneousfractureof the femurandmandible to animals withhypokineticosteoporosis, alargerdeviationsof lipid peroxidation indicatorsandantioxidant protection of bone were defined. Inallperiods of observation, acontent ofTBA-active products andcatalase activity are higher, though an activity ofsuperoxide dismutase (SOD) and the content ofSH-groups were lower. A characteristic featureofanimals withhypokineticosteoporosis isthe aggravation of theirs conditionon the 30-thday of experimentaftersubstantial improvement of theirs general stateon the 20-thday and this is expressed by the displacement of antioxidant-prooxidative index to ward the intensification of lipid peroxidation.
Key words: hypokinetic osteoporosis, polytrauma, bone, lipid peroxidation, antioxidant defense.
Стаття надійшла 25. 01. 2013 р.
Рецензент - проф. Гудима А. А.
