Особливості змін вільнорадикального окиснення та антиоксидантного захисту в легенях морських свинок за умов формування експериментальної пневмонії Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

© Ковалишин О. А. УДК 616. 24-002-092. 7 Ковалишин О. А.

ОСОБЛИВОСТ1 ЗМ1Н В1ЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСНЕННЯ ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ В ЛЕГЕНЯХ МОРСЬКИХ СВИНОК ЗА УМОВ

ФОРМУВАННЯ експериментальноГ пневмонп

Льв1вський нацюнальний медичний ушверситет ¡м. Данила Галицького, Льв1вський

медичний ¡нститут (м. Львiв)

[email protected]

Дана робота е фрагментом НДР «Патогенетичн аспекти формування алерпчних i запальних проце-ciB, вплив 1х на реактивнють органiзму та фармако-терапiя», № держ. реecтрацiI 0111U000126.

Вступ. За останн 30 рокiв летальнicть вщ цього захворювання зросла вiд 1 до 9 %, а за умови розви-тку тяжких ускладнень II у реанiмацiйних в^теннях досягае 40-50 % [1,3,4,9]. У США на пневмоню що-рiчно хворie 5,6 млн дорослих i помирае 40-70 тис. захворiлих [2].

Велику увагу як кJliнiциcти так i експериментато-ри придiляють ролi i значенню процеciв втьноради-кального окиснення (ВРО) i стану антиоксидантно1 системи (АОС) в патогенезi розвитку експеримен-тально1 пневмонiI (ЕП).

Метою дослщження було з'ясувати порушення процеciв перекисного окиснення лт^в (ПОЛ) i ан-тиоксидантно1 системи(АОС) в легенях при ЕП.

Об'ект i методи дослщження. Експерименти проведен на 60 морських свинках, самках, масою тта 0,20-0.24 кг. Утримання тварин та експерименти проводилися вщповщно до положень «бвропей-сько1 конвенцiI про захист хребетних тварин, як використовуються для експеримен^в та iнших на-укових цтей» (Страсбург, 1985), «Загальних етичних принцитв екcпериментiв на тваринах», ухвалених Першим нацюнальним конгресом з бюетики (Ки1в, 2001).

Тварин розподiляли на чотири групи, по 15 тварин у кожнм. Перша група- контроль (штакты морськ свинки); друга- самки з ЕП на 3-ю добу; третя-морськ свинки(самки) з ЕП на 7-у добу захворювання; четверта- тварини(самки) з ЕП на 14-у добу експерименту. З метою рацюнально! Ытерпре-тацп отриманих даних умовно видтяли два перюди: раннм- група тварин на 3-ю добу розвитку ЕП i тз-нй морcькi свинки на 7-у i 14-у доби експерименту. Вщтворення модельного процесу ЕП здмснюва-лось за методом В. Н. Шляпникова, Т. Л. Солодова, А. С. Степанова шляхом введення тваринам культури Staphylococcus aureus [10]. УЫх тварин декаттували

пщ ефiрним наркозом на 3, 7 i 14-у доби ЕП i забирали легеневу тканину для проведення бiохiмiчних до-cлiджень. Вмicт дieнових кон'югатiв (ДК) визначали в легенях за методом В. Г. Гаврилова, В. I. Мишкоруд-но1 [3]; малонового дiальдегiду (МДА)- за методом Е. Н. Коробейникова [5]; активнють супероксиддис-мутази (СОД) за методом R. Fried [11]; активнють каталази (КТ) за методом R. Holmes, C. Masters [12]; активнють глютатюнредуктази (ГР) - за методом В. М. Мош [6]. Цифровий матерiал був опрацьований статистично методом Ст'юдента.

Результати дослщжень та Vx обговорення. Результати проведених дослщжень cвiдчать, що при ЕП вщбуваеться надмiрне утворення продуктiв (ПОЛ) у легенях як в раннм (3-я доба ЕП), так i тз-нiй (7-а i 14-а доби ЕП) перiоди розвитку хвороби. Зокрема, на 3-ю, 7-у та 14-у доби розвитку ЕП вщбуваеться поступове зростання вмюту ДК в легенях вщповщно на 18,1% (р < 0,05), 21,4 % (р < 0,05), 24,8 (р < 0,05) проти контролю. Аналiз Ышого показника ВРО - малонового дiальдегiду зазнав аналопчно-го напряму змш. Спостерталось пщвищення кон-центраци МДА в легенях на 20,5 % (р < 0,05), 23,7 % (р < 0,05), 27,4 (р < 0,05) проти групи Ытактних тварин вщповщно на 3-ю, 7-у та 14-у доби експерименту (рис.). Нагромадження продук^в ПОЛ, в легенях, у раннм перюд розвитку експериментально! моде-лi хвороби спричинило змЫу активноcтi фермен-тiв антиоксидантного захисту. Це стало поштовхом до компенсаторного пiдвищення СОД на 15,7 % (р < 0,05), КТ на 16,9 % (р < 0,05), та ГР на 25,1 % (р < 0,05) вщносно першо! групи тварин. ^зыше, на 7-у добу експерименту, надмiрне утворення продук-^в ПОЛ змЫило активнють окремих фермен^в АОС в легенях. Рiзко знизилась активнють ГР на 20,1 % (р < 0,05), проти групи Ытактних тварин, а СОД i КТ досягнули рiвня контрольних величин. Доогмдження активнос^ СОД, КТ, ГР на 14-у добу експерименту показали ще бтьше 1х зниження, вiдповiдно СОД змiнилаcь на 29,5 % (р < 0,05), КТ- на 30,7 (р < 0,05), а ГР- на 38,2 % (р < 0,05) вщносно групи контролю.

Рис. BMicT продукпв ПОЛ та стану АОС у легенях в динам^ розвитку ЕП ( % вщ контролю).

Одержан! результати доспщжень показали, що pi3Hi етапи формування ЕП впливають на показни-ки втьнорадикального окиснення лiniäiB, та анти-оксидантного захисту в легенях морських свинок пор1вняно з контрольними величинами. В ранньому

пеpiодi розвитку хвороби (3-я доба) зростали по-казники ДК, МДА, СОД, KT, ГР. 3 початком тзнього пеpiоду експерименту (7-а доба) активне нагро-мадження продукпв ПОЛ е причиною пошкоджу-ючого впливу на весь оргаызм тварини. 3ахиснi антиоксидантнi механiзми не здатн нейтpалiзувати шюдпив! для оpганiзму продукти лiпопеpоксидацiI. Особливо це проявляеться на 14-у добу експерименту, коли вщбуваються суттев1 порушення piвноваги прооксидантно-антиоксидантно! системи в легенях, i переважають мехаызми пошкодження та розвиток оксидантного стресу.

Висновок. Таким чином, пpоведенi до^джен-ня показникiв ВРО i АОС в легенях самок в динамц розвитку ЕП дозволяють зробити висновок про те, що нагромадження продукпв ПОЛ у легенях запе-жить вщ тpивалостi дИ стафтокока, який виявляе по-шкоджуючий вплив на оpганiзм тварини i виснажуе захиснi антиоксидантнi механiзми.

Перспективи подальших доcлiджень. Результати наших до^джень дозволяють розширити i поглибити знання про патогенез, дають змогу ви-значити активнiсть запального процесу, удоскона-люють дiагностику та дозволяють обфунтувати та розробити патогенетичну теpапiю.

Л^ература

1. Барлетт Дж. 1нфекцй' дихальних шлях!в / Дж. Бартлетт. - 2000. - 192 с.

2. Внутршня медицина : пщручник / Н. М. Середюк, 6. М. Нейко, I. П. Вакалюк. - К. : Медицина, 2009. - 1104 с.

3. Гаврилов В. Б. Спектрофотометрическое определение содержания гидроперекисей липидов в плазме / В. Б. Гаври-лов, М. И. Мишкорудная // Лаб. диагностика ишемичной болезни сердца. - К. : Здоров'я, 1989. - С. 170-171.

4. Казанцев В. А. Пневмония : Руководство для врачей / В. А. Казанцев, Б. Б. Удальцов. - Спб. : Спец. лит., 2002. - 118 с.

5. Коробейников Э. Н. Модификация определения продуктов ПОЛ в реакции с тиобарбитуровой кислотой / Э. Н Коробейников // Лаб. дело. -1989. - № 7. - С. 8-10.

6. Моин В. М. Простой и специфический метод определения активности глутатионпероксидазы в эритроцитах /

B. М. Моин // Лаб. дело. - 1986. - № 12. - С. 724-727.

7. Окороков Н. А. Лечение болезней органов дыхания / А. Н. Окороков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Мед. лит., 2001. - 560 с.

8. Регеда М. С. Пневмошя / М. С. Регеда, М. М. Регеда, Л. О. Фурдичко. - Вид. шосте, доп. та перероб. - Льв1в, 2012. -7 с.

9. Сильвестров В. П. О диагностике и лечении пневмоний / В. П. Сильвестров // Тер. архив. - 1998. - Т. 70, № 9. -

C.45-49

10. Эксперментальные модели острых пневмоний, вызванных условно- патогенными бактериями и их ассоциацией : метод. Указания / В. Н. Шляпников, Т. Л. Солодова, С. А. Степанов [та ¡н.] - Саратов, 1988. - 30 с.

11. Fried R. Enzymatik and non- enzymatic assay of superoxide ifilii / R. Fried // Biochemie. - 1975. - Vol. 57, № 5. - Р. 657-660.

12. Holmes R. Epigenetic interconversions of the multiple forms of mouse liver catalase / R. Holms, C. Masters // FEBS Lett. -1970. - Vol. 11, № 11. - Р. 45-48.

УДК 616. 24-002-092. 7

ОСОБЛИВОСТ1 ЗМ1Н В1ЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСНЕННЯ ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ В ЛЕГЕНЯХ МОРСЬКИХ СВИНОК ЗА УМОВ ФОРМУВАННЯ експериментальноТ пневмони

Ковалишин О. А.

Резюме. Проблема пневмонп вщноситься до числа найбтьш актуальних i маловивчених дтянок сучас-но! шфекцмно! патологи та пульмонологи. Захворювання на пневмоню скпадае в середньому вщ 10 до 13,8 на 1000 насепення. Ця патопопя займае 30-40 % вщ уЫх захворювань пегень, а у структур! загапьно! захво-рюванос^ - лише 0,33 %. 3 кожних 100 чоповк щор1чно 1 хвор1е на пневмоыю. За даними А. Н. Окорокова (2001) на долю цього захворювання припадае не менше 10 вщсотюв уЫх госпiталiзацiй.

В результат доотджень встановпено, що в раннм перюд розвитку експериментапьно! пневмони (3-а доба) зростае вмют ДК, МДА i збтьшуеться активнють супероксиддисмутази (СОД), катапа-зи (КТ), глутатюнредуктази (ГР) в легенях. П1знм перюд експериментапьно! пневмони (7-а i 14-а доба)

супроводжуеться зростанням продуктiв перекисного окиснення лiпiдiв (диенових кон'югатов i малонового дiальдегiду) i зниженням активноcтi ферментiв антиоксидантного захисту (супероксиддисмутази i каталази) в легенях самиць морських свинок, особливо на 14-у добу.

Ключовi слова: експериментальна пневмоыя, втьно радикальне окиснення лт^в, антиоксидантний захист.

УДК 616. 24-002-092. 7

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И АНТИ-ОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В ЛЕГКИХ МОРСКИХ СВИНОК В УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПНЕВМОНИИ

Ковалишин О. А.

Резюме. Проблема пневмонии относится к числу наиболее актуальных и малоизученных разделов современной инфекционной патологии и пульмонологии. Заболевание пневмонией составляет в среднем от 10 до 13,8 на 1000 население. Эта патология занимает 30-40 % от всех заболеваний легких, а в структуре общей заболеваемости - лишь 0,33 %. Из каждых 100 человек ежегодно 1 болеет пневмонией. По данным А. Н. Окорокова (2001), на долю этого заболевания приходится не менее 10 процентов всех госпитализаций.

В результате исследований установлено, что в ранний период развития экспериментальной пневмонии (3-е сутки) возрастает содержание ДК, МДА и увеличивается активность супероксиддисмутазы (СОД), ка-талазы (КТ), глутатионредуктазы (ГР) в легких. Поздний период экспериментальной пневмонии (7-е и 14-е сутки) сопровождается возрастанием продуктов перекисного окисления липидов (диеновых коньюгатов и малонового диальдегида) и снижением активности ферментов антиоксидантной защиты (супероксиддисмутазы и каталазы) в легких самок морских свинок особенно на 14-е сутки.

Ключевые слова: экспериментальная пневмония, свободнорадикальное окисление липидов, антиок-сидантная защита.

UDC 616. 24-002-092. 7

Characteristics of Changes of Free Radical Oxidation of Lipids and Antioxidant Protection in the Lungs of Guinea Pigs in the Formation of E x perimental Pneumonia

Kovalyshin O. A.

Abstract. Pneumonia is one of the most actual and une x plored issues of contemporary infection pathology and pulmonology. Nowadays it occupies in general about 10-13,8 to 1000 cases among total population. This pathology takes about 30-40 % of all lung diseases and only 0,33 % in the general disease structure.

Out of every 100 people, 1 falls ill with pneumonia every year. According to A. N. Okorokov (2001), this illness is responsible for at least 10 % of all hospitalizations.

Objective. To determine breaking of free radical oxidation of lipids and antioxidant protection system in lungs under condition of EP development.

Materials and methods of the research. E x periments were conducted on 60 guinea pigs - females with body weight between 0,20-0,24 kg. Guinea pigs were divided into 4 groups, 15 in each group. First control group (intact guinea pigs), second - with EP on day 3, third - females with EP on the 7th day of the disease, fourth - females with EP on the 14th day of the e x periment. The process of the EP was modelled using the method by U. N. Shljapnikov, T. L. Solodov, A. S. Stepanov in animals trigged by Staphylococcus aureus. After the e x periment all the animals were decapitated using ether anesthesia on days 3, 7, and 14 of the EP, the lung tissue was taken for the biochemical studies.

The level of diene conjugate (DC) in lungs was determined using the method by V G. Gavrilov, V I. Myshkorudna, Malone dialdegid (MDA) level using the method by E. N. Korobeinikov, the SOD level using the method by R. Fried., catalase activity (CT) using the method by R. Holmes and C. Masters, the glutation reductase (GR) level using the method by V M. Moin. Statistical processing of digital data was conducted using the Stjudent method.

Research results and discussion. The results of the researches show the increase of level of POL products in lungs under the EP in both early (day 3 of the EP) and later (7,14 days)periods of the disease development. So it can be concluded that the concentration of diene conjugate (DC) gradually increased in lungs by 18,1 % (p < 0,05), 21,4 % (p < 0,05),24,8 (p < 0,05) vs control. Analyzing the content of malone dialdegid (MDA)in the lungs showed the same results - the increasing of its level by 20,5 % (p < 0,05), 23,7 % (p < 0,05), 27,4 % (p < 0,05) vs the control intact group on days 3,7 and 14 of the e x periment.

Accumulation of the POL products in lungs in the early period of the EP caused changes of the enzymes of the AOS which in its turn caused a compensatory increase of the SOD content by 15,7 % (p < 0,05), CT content by 16,9 % (p < 0,05) and GR content by 25,1 % (0,05) vs first group of animals.

Later, on the 7th day of the e x periment, the overproduction of POL markers changed the activity of some AOS enzymes in the lungs. A significant decrease of GR activity by 20,1 % (p < 0,05) vs group of intact animals was observed, at the same time the SOD and CT contents increased by control levels.

E x amination of the SOD, CT and GR activity on the day 14 of the e x periment showed further decrease, SOD changed respectively by 29,5 % (p < 0,05), CT - to 30,7 (p < 0,05), and GR - to 38,2 % (p < 0,05) vs control group.

These results showed that different periods of the EP modeling can change the indicators of free radical oxidation of lipids and antioxidant protection in the lungs of guinea pigs vs control levels. In the early period of disease development (day 3) the DC, MDA, SOD, CT, GR increased concentration. During the later period of the EP (7 day) the active increasing of POL products level initiated the general destructive processes in animal bodies. The system of antioxidant protection cannot neutralize these injurious products of lipid peroxidation. Especially it can be manifested on the day 14th of the e x periment by significant imbalance in the oxidant-antioxidant system in the lungs with predominance of destructive mechanisms and the oxidant stress development.

Conclusion. Thus, the analysis of free radical oxidation and AOS markers in the lungs of guinea pigs (females) under condition of EP development indicate that accumulation of POL products in the lungs depends on the duration of Staphylococcus aureus invasion, its general destructive influence on the animal body which e x hausts the antioxidant protective mechanisms.

Keywords: e x perimental pneumonia, free radical oxidation of lipids, antioxidant protection.

Рецензент - проф. Тарасенко Л. М.

Стаття надшшла 19. 02. 2015 р.