CC BY
29
УДК 616-018:577.158+616.831-001.35
С. В. ЗЯБЛИЦЕВ , А. В. НЕЧЕПОРЧУК , Ю. Я. КРЮК , С. В. КОЛЕСНИКОВА
Донецкий национальный медицинский университет им. М. Горького МЗ Украины
ПАТОГЕНЕЗ ОКСИДАТИВНЫХ НАРУШЕНИЙ ПРИ СОЧЕТАННОЙ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЕ И ТУРНИКЕТНОЙ ТОКСЕМИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Использованная модель ЧМТ, сочетанная с наложением на бедра крыс турникета, адекватно отражает основные звенья патогенеза одного из видов наиболее частой шахтной травмы. Снятие турникета с бедер крыс приводит к постепенному восстановлению кровотока в конечностях и вымыванию из них токсинов. Такой же механизм эндотоксемии имеет место при освобождении пострадавших из-под завалов в шахте. В начальном периоде изолированной и сочетанной ЧМТ у травмированных животных развивается оксидативный стресс. При возбудимом типе посттравматической реакции имеет место наименьшая, при промежуточном типе средняя, а при тормозном -наибольшая выраженность оксидативного стресса. Токсемия в декомпрессионном периоде турникета при всех типах посттравматической реакции через 30 мин ослабляет, а через 60 мин усиливает проявления оксидативного стресса. Нарушения, связанные с оксидативным стрессом, который развивается при всех видах ЧМТ, могут служить критериями тяжести и прогноза травмы, а также являются основанием для проведения в начальном ее периоде интенсивной антиоксидантной терапии.
Ключевые слова: черепно-мозговая травма, оксидативный стресс, токсемия.
Введение. Наиболее частой травмой в условиех шахтного производства евлеетсе ЧМТ *1, 6+. Она всегда сопровождаете потерей сознание, вынужденным обездвиживанием, а при обрушении породы в это време приводит еще и к сдавления тела или его частей, что способствует в дальнейшем развития либо синдрома позиционного сдавление, либо синдрома длительного раздавливание (СДР) мегких тканей *8+. При обрушении породы даже кратковременное нарушение сознание препетствует устранения сдавление тканей и оказания самопомощи пострадавшим. Развившийсе СДР утежелеет лябуя сопутствуящуя патология, и в том числе ЧМТ, увеличивает летальность и частоту осложнений травмы во всех периодах травматической болезни *5].
Поскольку на современном этапе развитие медицины оксидативному стрессу отводитсе важнае роль в патогенезе ЧМТ *4, 7, 9+, а сведение о слабых патогенетических звеньех перекисного окисление липидов (ПОЛ), проницаемости клеточных мембран, антиоксидантной защиты (АОЗ) и других важных нарушений клеточного обмена помогаят в поиске необходимых лекарственных средств и в оценке их вклада в целостнуя стратегия выздоровление пострадавших *3, 6, 8+, нами проведено изучение этой патологии.
Цель исследования: определение патогенетической значимости расстройств оксидантно-антиоксидантных отношений при черепно-мозговой травме, протекаящей на фоне травматического токсикоза в зависимости от индивидуальной реактивности организма. Материалы
и
методы.
Экспериментальные исследование выполнены на 96 белых беспородных крысах-самцах весом 250-300 г, которые содержались на стандартном рационе при свободном доступе к пище и воде в условиех виварие НИИ травматологии и ортопедии Донецкого национального медицинского университета им. М. Горького. Всего выполнено 4 серии экспериментов. Из всего числа животных 86 использованы в 3 основных (изолированнае ЧМТ - 24, турникет - 18, сочетаннае ЧМТ - 44), 10 - в контрольной серии. Контрольнае серие была необходима дле сравнение биохимических показателей, полученных в
основных сериех.
Травму черепа моделировали нанесением одного удара с помощья пружинного механизма. Сила удара по черепу составлела 1325 Н/см . Наркотизированнуя крысу фиксировали в станке с помощья лемок. Взводили пружину механического ударника и оставлели взведенный механизм на предохранителе. В нужный момент, убирае фиксатор пружинного механизма, осуществлели удар. Модель ЧМТ описана в работе *2]. Сама травма мозга по морфо-функциональным критерием идентифицирована нами как ЧМТ средней степени тежести.
Летальность в остром периоде моделируемой ЧМТ (до 1 суток) составила 40,0%. Продолжительность жизни животных при ЧМТ средней степени тежести лежала в широком интервале значений - от 12 до 75 часов, в среднем 34,5 3,3 часа. Дле выевление причины такого большого разброса данных, а также учета роли индивидуальной реактивности крыс при ЧМТ применели методику, свезаннуя с измерением электрокожного сопротивление. В динамике ЧМТ вычислели по данным электрокожного сопротивление показатель «К». На основании значений показателе «К» в течение 4-х часов травмы строили графики и дифференцировали три основных типа посттравматической реакции. Первый тип реакций крыс, погибших на третьи сутки после травмы, назван нами «возбудимым», второй тип реакций крыс, погибших на вторые сутки - «промежуточным», а третий тип реакций крыс, погибших в течение первых суток -«тормозным». В процентном отношении структура распределение типов выгледело соответственно 30:30:40.
Сдавление мегких тканей бедер моделировали путем наложение турникета на область бедер. После фиксации наркотизированных крыс в станке на область верхней трети бедер накладывали из круглой резины турникет. Сдавление мегких тканей бедер осуществлели на протежении 4 часов. При моделировании сочетанной травмы - ЧМТ + турникет сначала моделировали ЧМТ по описанному выше способу, а затем накладывали на задние лапы крыс турникет. У животных 3-х основных серий опыта в крови определели биохимические показатели. В первой серии
экспериментов использованы крысы, у которых моделировали типы посттравматической реакции, возникавшие при изолированной ЧМТ. Во второй серии определели эти показатели в компрессионном и декомпрессионном периодах турникета. В третьей серии - при сочетанной ЧМТ в компрессионном и декомпрессионном периодах турникета. Забор крови на исследование осуществлели через 4 часа после моделирование травмы, а в опытах, в которых изучали роль эндотоксемии - через 30 и 60 минут после декомпрессии.
В работе использованы общепринетые биохимические (определение в сыворотке крови показателей ПОЛ -диеновых конъягатов (ДК), малонового диальдегида (МДА), антиоксидантной системы - а - токоферола (а-ТФ), супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ), эндогенной интоксикации - молекул средней массы, МСМ) и статистические методы исследование. Результаты и обсуждение. На первом этапе исследование выевлели особенности нарушение ПОЛ, АОЗ и эндотоксемии у животных с треме типами посттравматической реакции при изолированной ЧМТ. При этом виде травмы установлено, что в наибольшей степени отклонение показателей оксидативного стресса и эндотоксемии от уровне показателей контроле (интактных крыс) имели место при тормозном типе посттравматической реакции.
Наименьшие отклонение регистрировались при возбудимом типе. Среднего отклонение от показателей контроле достигали значение исследованных параметров при промежуточном типе
посттравматической реакции. Так, при тормозном типе ЧМТ ДК превышали показатели контроле в 5,7 раза, при промежуточном типе - в 4,7, а при возбудимом - в 1,7 раза (р<0,05). Параллельно уровня ДК изменелись показатели МДА, превышае значение контроле соответственно в 3,5, в 2,6 и в 1,6 раза (р<0,05). Параметры АОС, наоборот, снижались. В наибольшей степени это снижение было представлено при тормозном типе, затем при промежуточном и возбудимом (р<0,05). Из самих показателей АОЗ больше всего снижалась активность СОД, затем уровень а-ТФ и в меньшей мере активность каталазы. Величина МСМ при тормозном типе достигала наивысшей отметки роста в 1,7 раза. При промежуточном типе уровень МСМ превышал контроль на 43% (р<0,05). При возбудимом типе этот уровень не изменелсе.
Представленные данные свидетельствовали о глубоких нарушениех обмена веществ в организме при ЧМТ и в полной мере характеризовались термином «оксидативный стресс» с активацией процессов ПОЛ и снижение уровне антиоксидантной защиты. Такой характер обменных нарушений при оксидативном стрессе у животных не противоречил данным литературы [3, 9+. Более выраженные изменение показателей оксидативного стресса приходились на тормозной тип посттравматической реакции, затем на промежуточный и, наконец, наименьшие - на возбудимый. На втором этапе исследование мы определели показатели ПОЛ, АОЗ и эндотоксемии у крыс в компрессионном и декомпрессионном периодах турникета. Все исследованные показатели изменелись менее показательно, чем при изолированной ЧМТ.
Изменение в основном касались
декомпрессионного периода. При компрессии и ранней декомпресии можно было лишь отметить незначительнуя тенденция к увеличения показателей ПОЛ и эндотоксемии, а также некоторому снижения активности СОД. Однако через 1 час после декомпрессии показатели ДК увеличивались на 43% (р<0,05), МДА - на 32% (р<0,05), а МСМ - на 35% (р<0,05). Показатели АОЗ были в пределах контроле.
Указанные изменение показателей ПОЛ свидетельствовали о том, что нарушение при турникете развивались лишь в декомпрессионном периоде, вызывае активация процессов ПОЛ. Однако эти изменение компенсировались системой АОЗ. На третьем этапе мы исследовали показатели оксидативного стресса и эндотоксемии при сочетанной ЧМТ в компрессионном и декомпрессионном периодах турникета (таблица).
При возбудимом типе посттравматической реакции в компрессионном периоде показатели ПОЛ - ДК и МДА по сравнения с данными контроле повышались соответственно в 2,6 раза и на 83% (р<0,05). Уровень МСМ также повышалсе на 14% (р<0,05). При декомпрессии эти показатели оставались на таком же уровне с недостоверной тенденцией к снижения на 30-й минуте декомпрессии и повторного повышение до уровне компрессии в позднем декомпрессионном периоде на 60-й минуте. Показатели АОЗ были снижены в 2-3 раза в компрессионном и декомпрессионном периодах (р<0,05). В раннем декомпрессионном периоде посттравматической реакции при возбудимом типе сочетанной ЧМТ имелась достовернае тенденцие увеличение активности СОД и уровне а-ТФ (р<0,05). В позднем декомпрессионном периоде наблядалось повторное снижение всех показателей АОЗ. При промежуточном типе посттравматической реакции, развивавшемсе при сочетанной ЧМТ, все показатели ПОЛ и АОЗ изменелись более рельефно как в компрессионном, так и в декомпрессионном периодах турникета, чем при возбудимом типе. Колебание этих показателей примерно в 2 раза были более выраженными при промежуточном типе посттравматической реакции.
При тормозном типе посттравматической реакции изменение в выраженности показателей ПОЛ, АОЗ и эндотоксемии были еще контрастнее. Величина ДК и МДА в компрессионном периоде превышала уровень контроле в 6,9 раза (р<0,05) и 2,8 раза (р<0,05) соответственно. Концентрацие МСМ на 45% превышала контроль (р<0,05). После недостоверной тенденции к снижения в раннем декомпрессионном периоде турникета эти показатели снова повышались в позднем периоде турникета (р<0,05). Активность показателей АОЗ оставалась сниженной в 2-4 раза (р<0,05). В позднем декомпрессионном периоде турникета показатели АОЗ были ниже, чем в периоде компрессии (кроме а-ТФ) (р<0,05).
При сравнении показателей ПОЛ, АОЗ и эндотоксемии при сочетанной травме с аналогичными показателеми изолированной ЧМТ внутри каждого одного типа посттравматической реакции видно, что эти показатели имеят более глубокие отклонение от данных контроле, т.е. сочетаннае травма характеризуетсе более выраженными оксидативными нарушениеми. Из полученных данных видно, что выраженность
показателей оксидативного стресса при сочетанной ЧМТ по абсолятной величине превышала суммарнуя величину показателей, которые определели при изолированной ЧМТ и турникете (в компрессионном периоде). Такое соотношение показателей оксидативного стресса при сочетанной ЧМТ, изолированной ЧМТ и турникета указывало на наличие синдрома взаимного отегощение повреждений при сочетанной травме. Именно наличие такого синдрома часто ограничивает эффективность используемых стандартных схем фармакотерапии *1, 5, 6]. Выводы. Таким образом, использованнае нами модель ЧМТ, сочетаннае с наложением на бедра крыс турникета, адекватно отражает основные звенье патогенеза одного из видов наиболее частой шахтной травмы. Снетие турникета с бедер крыс приводит к постепенному восстановления кровотока в конечностех и вымывания из них токсинов. Такой же механизм эндотоксемии имеет место при освобождении пострадавших из-под завалов в шахте. В начальном периоде изолированной и сочетанной ЧМТ у травмированных животных
развиваетсе оксидативный стресс. При возбудимом типе посттравматической реакции имеет место наименьшае, при промежуточном типе среднее, а при тормозном -наибольшае выраженность оксидативного стресса. В частности, при сочетанной ЧМТ и возбудимом типе в компрессионном периоде турникета показатели ПОЛ -ДК и МДА превышаят показатели интактных животных соответственно в 2.6 раза (р<0,05) и на 83 % (р<0,05), а при тормозном - в 6,9 и 2,8 раза (р<0,05). Показатели АОЗ - СОД, Кат и а-ТФ при возбудимом типе снижаятсе среднем в 2-3 раза (р<0,05), а при тормозном типе - в 24 раза (р<0,05). Токсемие в декомпрессионном периоде турникета при всех типах посттравматической реакции через 30 мин ослаблеет, а через 60 мин усиливает проевление оксидативного стресса. Нарушение, свезанные с оксидативным стрессом, который развиваетсе при всех видах ЧМТ, могут служить критериеми тежести и прогноза травмы, а также евлеятсе основанием дле проведение в начальном ее периоде интенсивной антиоксидантной терапии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Городник Г. А. Патогенез набреку-набуханне головного мозку та обгрунтуванне оптимально! фармакотерапп при тежюй черепно-мозковш травмi (клшто-експериментальне дослщженне): автореф. дис. ... д-ра мед. наук : 14.03.04 / Г. А. Городник ; Донец. нац. мед. ун-т iм. М.Горького. - Донецьк, 2010. - 35 с. - укр.
Зенько Н. А. Особливост порушень та корекще кальщювого обмшу при черепно-мозковш травмi на фон глякокортико'дного остеопорозу: автореф. дис. ... канд. мед. наук : 14.03.04 / Н. А. Зенько ; Харк. нац. мед. ун-т. - Х., 2011. - 20 с. - укр.
Золотухин С.Е. Свезь показателей свободно-радикального гомеостаза с тиреоидными гормонами при гипотиреозе, при тежелой механической травме и при их сочетании / С.Е. Золотухин, А.В. Махнева, Н.Н. Шпаченко *и др.+ // Актуальн проблеми сучасно! медицини: Вкник Украшсько!' медично! стоматолопчно! академп. - Полтава, 2010. - Т. 10. - Вып. 4. - C. 82-87.
Нагорнае Н.В. Оксидативный стресс: влиение на организм человека, методы оценки / Н.В. Нагорнае, Н.А. Четверик // Здоровье ребенка. -Донецк, 2010. - № 2. - C. 140-145.
Перцов В.И. Анализ причин летальности при механических травмах на догоститальном этапе в возрастном аспекте. (По данным Запорожского областного бяро судебно-медицинской экспертизы за 2009 год)/ В.И. Перцов, Д.С. Ивахненко, К.В. Миренков, а.В. Телушко // Х^рург^е Укра'ни. - Кжв, 2010. - № 2. - C. 77-80.
Принципы и методы диагностики и интенсивной терапии отека и набухание головного мозга у пациентов с острой церебральной недостаточностья и у пострадавших с тежелой черепно-мозговой травмой / В.И. Черний, В.Н. Ельский, А.М. Кардаш [и др.] // Медицина неотложных состоений. - Сборник статей. - 2008. - С. 4-26.
Ansari M.A. Oxidative stress and modification of synaptic proteins in hippocampus after traumatic brain injury / M.A. Ansari, K.N.Roberts, S.W.Scheff // Free Radic. Biol. Med. - 2008. - Vol. 45, № 4. - P. 443 - 452.
Greve M.W. Pathophysiology of traumatic brain injury / M.W.Greve, B.J. Zink // Mt Sinai J. Med. - 2009. - Vol. 76, № 2. - P. 97 -104.
Yarnell AM, Shaughness MC, Barry ES, Ahlers ST, McCarron RM, Grunberg NE. Blast traumatic brain injury in the rat using a blast overpressure model // Curr Protoc Neurosci. . - 2013. - Vol. 9, № 1. - P. 41.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
SERGEY ZYABLITSEV, ANDREY NECHEPORCHUK, YURIY KRUK, SVETLANA KOLESNIKOVA
Donetsk National Medical University, Ukraine
OXIDATIVE DISORDERS PATHOGENESIS AT ASSOCIATED TRAUMATIC BRAIN INJURY AND TOURNIQUET TOXEMIA IN EXPERIMENT
Resume: Experimental researches, executed on 106 white outbred rats-males, are conducted with the purpose of determination of nosotropic meaningfulness of disorders of oxidative-antioxidant relations when craniocerebral trauma, flowing on a background a traumatic toxicosis depending on individual reactivity of organism. Isolated craniocerebral designed, turnstile and combined trauma - craniocerebral + turnstile. It is set that oxidative stress develops for trauma animals. Depending on individual reactivity 3 types of posttraumatic reaction develop for rats. At the excitable type of posttraumatic reaction takes place the least, at an intermediate type middle, and at a brake is most expressed of oxidative stress. Toxemia in the decompression period of turnstile at all types of posttraumatic reaction through 30 mines weakens, and through 60 mines strengthens the displays of oxidative stress. The educed violations are foundation for realization in the initial period of trauma of intensive antioxidant therapy. Keywords: craniocerebral trauma, oxidative stress, toxemia.
УДК 546.76:616.233
Е.М. ИЗТЛЕУОВ, М.К. ИЗТЛЕУОВ, Г.М. ИЗТЛЕУОВА
Западно-Казахстанский государственный медицинский университет имени Марата Оспанова, г.Актобе, РК
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖИМОГО БРОНХОВ И ПЕРЕКИСНЫЙ ГОМЕОСТАЗ В УСЛОВИЯХ ХРОМ - ИНДУЦИРОВАННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
В эксперименте в условиях хром-индуцированной интоксикации установлены нарушения механизма легочной защиты, проявляющиеся в увеличении количества нейтрофилов на фоне уменьшения содержания альвеолярных макрофагов в бронхоальвеолярном смыве (лаваже) (БАС). Доказано развитие оксидативного стресса, характеризующиеся накоплением продуктов перекисного окисления липидов, молекул средних масс и повышением активности каталазы в БАС.
Ключевые слова: хром-индуцированная интоксикация, перекисный гомеостаз, антиоксидантная защита, эндопульмональная цитограмма.
Актуальность. В настоещее време наблядаетсе интенсивное загрезнение биосферы, что ведет к нарушения экологического равновесие между организмом и средой его обитание. В окружении человека насчитываетсе тысечи химических соединений и их количество растет. Многие из них евлеятсе токсичными, и представлеят угрозу дле здоровье животных и человека. Это особо актуально дле Западного региона нашей страны, где нареду хромодобываящими, хромоперерабатываящими
промышленными предприетиеми расположены нефтеперерабатываящие заводы. Одним из основных составлеящих выбросов евлеятсе тежелые металлы (соединение хрома, марганца, никеле, свинца и др.), обладаящих высокой миграционной способностья, склонность к биокумулеции.
Индикатором первичного нарушение гомеостаза организма при воздействии факторов окружаящей среды евлеетсе изменение функциональной и метаболической активности клеток, в том числе мобилизацие кислородозависимой бактериоцидной системы фагоцитов. Повреждение и разрушение макрофага поглощенными цитотоксическими частицами
евлеетсе одним из пускового звена многих патогенетических механизмов хронических поражений повреждаящих факторов окружаящей экосистемы, определеящих здоровье население [1]. В основе действие тежелых металлов, в том числе соединении шестивалентного хрома на организм лежит радикальный механизм повреждение биомолекул, клеточных мембран и т.д. [4,2] и изменение в клеточном составе бронхоальвеолерного смыва (лаважа) позволеет оценить действие химических веществ на респираторнуя систему и прогнозировать развитие патологического процесса.
этом отношении исследование клеток ёронхоальвеолерных смывов (БАС) дает оценить адаптивные состоение организма, так же
эффективность проводимого лечение. Количаественнае характеристика показателей более физиологична, так как характеризует развитие биоэффекта в динамике с учетом респираторной функции легких - это показатели альвеолерных макрофагов легких и нейтрофильных лейкоцитов. Показатель клеток БАС, как критерий химической нагрузки на гомеостаз выевлеет ранние изменение на клеточном уровне до возникновение предболезни.
