CC BY
13
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ / PHYSICO-CHEMICAL AND GENERAL BIOLOGY
Оригинальная статья / Original article
УДК 577.1 612.015.347
DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-4-116-121
КРИСТАЛЛОГЕННЫЕ СВОЙСТВА СЫВОРОТКИ КРОВИ В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ТРАВМЕ
© А.К. Мартусевич*'**, А.В. Разумовский***
*Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия, Российская Федерация, 603107, Нижний Новгород, пр. Гагарина, д. 97. **Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр Минздрава России, Российская Федерация, Нижний Новгород, Верхеволжская наб., д. 18/1. ***Нижегородская государственная медицинская академия Минздрава России, Российская Федерация, 603097, Нижний Новгород, пл. Минина, д. 10/1.
Целью работы служило исследование действия некоторых вазотропных средств на кристалло-генные свойства сыворотки крови крыс при моделировании ожога. На 50 белых крысах линии Wistar массой 160-180 г. был воспроизведен контактный термический ожог спины ШАБ - IV степени на площади 20% п т. с последующим лечением путем введения 0,9% раствора хлорида натрия, сочетания реополиглюкина и трентала либо применения вазопростана. Изучены кристаллогенные и инициирующие свойства сыворотки крови животных. Установлено, что по данным параметрам использование вазопростана в качестве монотерапии является наиболее целесообразным. Ключевые слова: термическая травма, экспериментальная терапия, кристаллогенез, сыворотка крови
Формат цитирования: Мартусевич А.К., Разумовский А.В. Кристаллогенные свойства сыворотки крови в оценке эффективности метаболической реабилитации при экспериментальной термической травме // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2016. Т. 7, N. 4. С. 116-121. DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-4-116-121
CRYSTALLOGENIC PROPERTIES OF RATS BLOOD SERUM IN ESTIMATION OF METABOLIC REHABILITATION AT EXPERIMENTAL THERMAL TRAUMA
© A.K. Martusevich*' **, A.V. Razumovsky***
*Nizhny Novgorod State Agricultural Academy,
97, Gagarin Ave., Nizhny Novgorod, 603107, Russian Federation
**Privolzhsky Federal Medical Research Center,
18/1, Verkhnevolzhskaya Emb., Nizhny Novgorod, 603155, Russian Federation
***Nizhny Novgorod State Medical Academy,
10/1, Minin Sq., Nizhny Novgorod, 603097, Russian Federation
The aim of this work was the study of the actions of some vasotropic funds on crystallogenic properties of blood serum of rats in the simulation of the burn. 50 white Wistar rats weighing 160-180 g were reproduced contact thermal burns of the back (IIIAB - IV degree; area - 20% of body square), followed by treatment by administering 0.9% sodium chloride solution, the combination of rheopolyglukin and trental or use vazopros-tan. We studied crystallogenic and initiating properties of blood serum of animals. It is established that the use of vasopressin as monotherapy is the most appropriate for these parameters. Keywords: thermal trauma, experimental therapy, crystallogenesis, blood serum
For citation: Martusevich A.K., Razumovsky A.V. Crystallogenic properties of rats blood serum in estimation of metabolic rehabilitation at experimental thermal trauma. Izvestiya Vuzov. Prikladnaya Khimiya i Bio-tekhnologiya [Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology]. 2016, vol. 7, no. 4, pp. 116-121. (in Russian). DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-4-116-121
А.К. Мартусевич, А.В. Разумовский
ВВЕДЕНИЕ
Частота термических поражений в настоящее время сохраняется на достаточно высоком уровне [1, 2]. С другой стороны, несмотря на комплексность подхода, применяемого в лечении данного контингента больных, система метаболической поддержки этих пациентов далека от совершенства [3]. Поэтому вопрос об оптимальной патогенетически обоснованной схеме медикаментозной коррекции состояния тяжелообожженных остается не решенным [1, 3, 4]. В этом плане особым моментом является применение вазотропных препаратов, в частности, реополиглюкина и трентала [1, 3, 5].
Цель работы - исследование действия некоторых вазотропных средств на кристалло-генные свойства сыворотки крови крыс при моделировании ожога.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Эксперимент был выполнен на крысах линии Wistar массой 160-180 г. Под эфирным наркозом 50 животным был нанесен контактный термический ожог спины ШАБ - IV степени на площади 20% п. т. [6]. Контрольная группа включала 30 здоровых крыс. Кристаллогенные свойства сыворотки крови животных изучали с помощью классической кристаллоскопии, ини-циаторную способностью биосреды - путем применения дифференциальной тезиграфии [6, 7]. Базисным веществом в тезиграфическом тесте служил 0,9% раствор хлорида натрия, не изменяющий осмолярность, рН и ионный состав биоматериала, но являющийся активным кристаллообразователем [7, 8]. Описание кри-сталлоскопических и тезиграфических фаций осуществлялось с привлечением системы количественных критериев [7]. Микропрепараты изучались в трех неперекрывающихся полях зрения. Верификация данных визуальной морфометрии производилась с помощью спектрометрического исследования биокристаллов на спектрофотометре PowerWave XS (Bio-Tek, USA) при длине волны 350 нм.
Статистическая обработка данных осуществлялась с применением таблиц Microsoft Excel 2007, а также с использованием программного пакета Primer of biostatistics 4.03.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
На основании визуаметрического и спектрометрического анализа образцов сыворотки крови крыс после нанесения последним контактного ожога установлено, что в отсутствие лечения показатели кристаллогенных и инициирующих свойств биоматериала относительно «паттерна» практически здоровых животных смещаются значимо (рис. 1 и 2).
В качестве вариантов лечения модельной ожоговой травмы нами были выбраны введение животным 0,9% раствора хлорида натрия, сочетания реополиглюкина с тренталом либо вазопростана. Данные схемы являются различными по оказываемому эффекту и поэтому способны выступать как модель для оценки значимости каждого компонента схем лечения термических поражений. Кроме того, действие этих препаратов на кристаллогенез биосистем не изучено.
Анализ результатов собственного кристаллообразования сыворотки крови крыс позволил установить разнонаправленность изменений параметров свободного кристаллогене-за биосреды в зависимости от вида лечения (рис. 1). Обнаружено, что применение реополиглюкина в сочетании с тренталом оказывает достаточно выраженное ингибирующее действие на кристаллизацию сыворотки крови, проявляющееся в снижении индекса структурности (ИС) и кристаллизуемости (Кр) образца. Напротив, относительно эффекта вазопроста-на можно отметить значительное нарастание кристаллогенного потенциала биосреды, на что указывает повышение ИС, сочетанное с умеренным снижением Кр, не достигающим нормальных значений. В то же время вазопро-стан максимально полно нормализует степень деструкции фаций (СДФ), практически не оказывая влияния на белковый компонент - ширину краевой зоны (Кз).
Минимальным модулирующим эффектом в отношении кристаллизации сыворотки крови обладал 0,9% раствор хлорида натрия, однако он способствовал наиболее полной нормализации ИС фации.
Количественный анализ собственного кристаллообразования сыворотки крови крыс позволил установить, что применение физиологического раствора приводит к значимому снижению Кр биосреды, четкости краевой зоны микропрепарата, а также выраженности ячеи-стости ф<0,05), тогда как отчетливость текстуры и отдельных зон кристаллограммы по окончании лечения нарастают ф<0,05). Тип взаимодействия крупных кристаллов и аморфных образований сохраняется в форме «оттеснения». По завершении курса «реополиглюкин + трентал» наблюдается наиболее существенное снижение Кр ф<0,05), не сопровождаемое изменением ИС ф>0,05). Это может быть связано с антиагрегационной активностью трен-тала в отношении элементов кристаллопро-теома биосреды. Дополнительной особенностью являлось выраженное снижение СДФ по отношению к крысам, не получавшим лечения (в 1,48 раза; p<0,05), однако в микропрепаратах сыворотки крови выявляется отчетливое
Рис. 1. Собственный кристаллогенез сыворотки крови крыс при модельном ожоге и различных вариантах его лечения (в % по отношению к уровню здоровых животных; КТО - контактный ожог; РПГ - реополиглюкин)
Fig. 1. Autologous crystallogenesis of rats blood serum when model burning and various ways of therapy (% to healthy animals); КТО - contact burn; RPG- rheopolyglukin
уменьшение Кз (р<0,05).
Наиболее значимая динамика оцениваемых показателей наблюдается при применении вазопростана. Этот вариант лечения сопровождается структуризацией фации, непосредственно обуславливающей снижение плотности элементов в образце, а, следова-
тельно, более низкие значения Кр исследуемых кристаллограмм и более высокие - ячеи-стости (р<0,05). Кроме того, на минимальном уровне находится СДФ, снижающаяся в 1,97 раза по сравнению с нелеченными животными (р<0,05).
Рис. 2. Инициаторный профиль сыворотки крови крыс с контактной термической травмой при экспериментальном лечении (в % по отношению к уровню здоровых животных; КТО -
контактный ожог; РПГ - реополиглюкин)
Fig. 2. Initiator profile of rats blood serum in animals with contact thermal trauma after experimental therapy (% to healthy animals); КТО - contact burn; RPG - rheopolyglukin
Аналогичная динамика показателей установлена и при описании результата инициированного кристаллообразования сыворотки крови обожженных животных (рис. 2). В частности, наименьшей эффективностью обладает схема, включающая сочетанное использование рео-полиглюкина и трентала. Это подтверждают значения основного тезиграфического коэффициента коэффициента поясности (Р) и выраженности Кз образца. Сопоставим с вышеуказанным эффект 0,9% раствора хлорида натрия. Применение вазопростана приводит к практически полной нормализации уровня изучаемых кристаллоскопических показателей, за исключением параметра Р.
Визуаметрическая оценка инициированно-
го кристаллогенеза биосубстрата позволила верифицировать выявленные сдвиги кристал-лостаза биоматериала, возникшие при экспериментальном лечении контактного ожога. Установлено, что статистически значимые вариации у крыс, получавших физиологический раствор, найдены лишь по значениям Кз (снижение доли нативных белковых макромолекул в 2,11 раза; p<0,05) и СДФ (умеренное снижение в 1,32 раза; p<0,05). В большей степени эти изменения выражены для комбинации «реополиглюкин + трентал», но в этом случае также зарегистрированы уменьшение четкости текстуры и ячеистости микропрепарата ф<0,05).
Рис. 3. Спектрометрия кристаллоскопических и тезиграфических фаций сыворотки крови крыс с учетом вида лечения (в % по отношению к уровню здоровых животных; КТО - контактный ожог; РПГ - реополиглюкин)
Fig. 3. Spectrometry of crystaloscopic and tegraphic facies of rats blood serum taking into account the way of therapy (% to healthy animals); КТО - contact burn; RPG - rheopolyglukin
При лечении вазопростаном значимые различия ф<0,05) с исходным статусом выявлены по большинству оцениваемых критериев (коэффициенты Q и P, Кр, СДФ и др.).
Обнаруженные изменения были верифицированы путем спектрометрического исследования кристаллограмм и тезиграмм сыворотки крови крыс (рис. 3). Выявленная динами-
1. Парамонов Б.А., Порембский Я.О., Яблонский В.Г. Ожоги. Руководство для врачей. СПб.: СпецЛит, 2000. 480 с.
2. Hazeldine J., Hampson P., Lord J.M. The diagnostic and prognostic value of systems biology research in major traumatic and thermal injury:
ка свидетельствует о максимальной нормализации уровня оптической плотности фаций при использовании вазопростана.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, применение вазопростана в наибольшей степени нормализует кристаллогенные свойства крови крыс.
КИЙ СПИСОК
a review // Burns Trauma. 2016. Vol. 4. P. 33.
3. Pham T.N., Otto A., Young S.R. et al. Early withdrawal of life support in severe burn injury // J. Burn Care Res. 2012. Vol. 33, №1. P. 130-135.
4. Namdar T., Stollwerck P.L., Stang F.H. Impact of hypernatremia on burn wound healing:
results of an exploratory, retrospective study // Ostomy Wound Manage. 2011. Vol. 57, №3. P. 30-34.
5. Faraklas I., Cochran A., Saffle J. Review of a fluid resuscitation protocol: "fluid creep" is not due to nursing error // J. Burn Care Res. 2012. Vol. 33, №1. P. 74-83.
6. Воробьев А.В., Мартусевич А.К., Соловьева А.Г. с соавт. Некоторые физико-биохимические свойства биологических жидкостей крыс при модельной термической травме // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009. Т. 147, №4. С. 404-406.
REFERENCES
1. Paramonov B.A., Porembskii Ya.O., Ya-blonskii V.G. Ozhogi [Burns]. St. Petersburg: SpetsLit Publ., 2000, 480 p.
2. Hazeldine J., Hampson P., Lord J.M. The diagnostic and prognostic value of systems biology research in major traumatic and thermal injury: a review. Burns Trauma. 2016, vol. 4, p. 33.
3. Pham T.N., Otto A., Young S.R. et al. Early withdrawal of life support in severe burn injury. J. Burn Care Res. 2012, vol. 33, no. 1, pp. 130135.
4. Namdar T., Stollwerck P.L., Stang F.H. Impact of hypernatremia on burn wound healing: results of an exploratory, retrospective study. Ostomy Wound Manage. 2011, vol. 57, no. 3, pp. 30-34.
5. Faraklas I., Cochran A., Saffle J. Review of a fluid resuscitation protocol: «fluid creep» is not due to nursing error. J. Burn Care Res. 2012,
Критерии авторства
Мартусевич А.К., Разумовский А.В. выполнили экспериментальную работу, на основании полученных результатов провели обобщение и написали рукопись. Мартусевич А.К., Разумовский А.В. имеют на статью равные авторские права и несут равную ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Андрей К. Мартусевич
Нижегородская государственная сельско-хозяйственная академия, Д.б.н., профессор
Приволжский федеральный медицинский исследовательский центр Минздрава России, В.н.с. отд. экспериментальной медицины с
7. Martusevich A. K., Kamakin N. F. Crystallography of biological fluid as a method of evaluating its physicochemical characteristics // Bulletin of experimental biology and medicine. 2007. Vol. 143, №3. P. 385-388.
8. Кулмагамбетов И.Р., Муравлева Л.Е., Койков В.В. с соавт. Состояние окислительного метаболизма и кристаллообразующие свойства крови экспериментальных животных при интоксикации несимметричным диметилгидра-зином // Биомедицинская химия. 2007. Т. 53, вып. 3. С. 276-283.
vol. 33, no. 1, pp. 74-83.
6. Vorob'ev A.V., Martusevich A.K., Solov'eva A.G. [et al.] Some physical and chemical properties of rats biological fluids under modeled thermal trauma. Bulleten' eskperimental'noi biologii i meditsiny [Bulletin of experimental biology and medicine]. 2009, vol. 147, no. 4, pp. 404406. (in Russian)
7. Martusevich A.K., Kamakin N. F. Crystallography of biological fluid as a method of evaluating its physicochemical characteristics. Bulletin of experimental biology and medicine. 2007, vol. 143, no. 3, pp. 385-388.
8. Kulmagambetov I.R., Muravleva L.E., Koikov V.V. [et al.] State of oxidative metabolism and crystallogenic properties of the blood of experimental animals under intoxication of non-symmetric dimethylhydrazine. Biomeditsinskaya khimiya [Biomedical chemistry]. 2007, vol. 53, no. 3, pp. 276-283. (in Russian)
Contribution
Martusevich A.K., Razumovsky A.V. carried out the experimental work, on the basis of the results summarized the material and wrote the manuscript. Martusevich A.K., Razumovsky A.V. have equal author's rights and bear equal responsibility for pla-giarism.
Conflict of interests
The authors declare no conflict of interests regarding the publication of this article.
AUTHORS' INDEX Affiliations
Andrei K. Martusevich
Nizhny Novgorod State Agricultural Academy, Doctor of Biology, Professor Department of Animals Physiology and Biochemistry
Privolzhsky Federal Medical Research Centre, Leader Scientists
А.К. Мартусевич, А.В. Разумовский
виварием
cryst- [email protected]
Александр В. Разумовский
Нижегородская государственная медицинская академия Минздрава России Д.м.н., профессор
Поступила 09.01.2017
Experimental Medicine Department [email protected]
Aleksandr V. Razumovsky
Nizhny Novgorod State Medical Academy, Doctor of Medicine, Professor Department
of Medical Rehabilitation
Received 09.01.2017
