CC BY
49
УДК 612.014.464:615.835.5:616.24.001.5
ВЛИЯНИЕ ИНГАЛЯЦИЙ АКТИВНЫМИ ФОРМАМИ КИСЛОРОДА НА ПРО-И АНТИОКСИДАНТНЫЙ БАЛАНС В ЛЕГКИХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ
С.П. Перетягин, О.В. Костина, А.А. Мартусевич, Н.В. Диденко,
ФГБУ «Нижегородский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии»
Перетягин Сергей Петрович - e-mail: [email protected]
Целью исследования явилась оценка влияния ингаляций различными формами активного кислорода на перекисное окисление липидов и антиоксидантную систему зашиты легких в эксперименте. Эксперимент выполнен на 35 белых крысах-самцах линии Wistar массой 200-220 г, при этом животные были разделены на 5 групп: контрольную (15 крыс, с которыми не выполняли никаких манипуляций) и 4 основных (5 крыс, которым ежедневно проводили ингаляции озоном в концентрации 60 мкг/л; 5 крыс, получавших ингаляции увлажненным озоном с насыщающей концентрацией 60 мкг/л; 5 крыс, получавших водно-масляные ингаляции озоном с насыщающей концентрацией 60 мкг/л через УЗ-ингалятор; 5 крыс, получавших ингаляции синглетным кислородом через аппарат AIRNERGY). Исследования проводились в гомогенате ткани легких. Состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты оценивали методом индуцированной биохемилюминесценции на аппарате БХЛ-07. Также исследовалась концентрация малонового диальдегида, активность супероксиддисмутазы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что воздействие газовой фазой кислород-озоновой смеси на лёгкие вызывает явления оксидативного стресса, что может негативно сказаться на морфофункциональных характеристиках этого органа. В то же время ингаляции растворённых форм активного кислорода (озон, синглетный кислород) или озонидов масла стимулируют функцию звена антиоксидантной защиты в лёгочной ткани, создавая тем самым благоприятный фон для протекания окислительно-метаболических процессов.
Ключевые слова: озон, синглетный кислород, озониды, перекисное окисление липидов,
малоновый диальдегид, супероксиддисмутаза, легкие.
The aim of this work is estimation of effect of different reactive oxygen species inhalation of lipoperoxida-tion and antioxidant system in animals lungs. Experiment was executed on 35 Wistar rats, divided on 5 groups (control and four main groups). Animals of main groups got inhalations of ozone-oxygen mixture
in individual form and after sparging through water or oil (ozone concentration 60 mcg/l) and singlet oxygen, respectively. We studied lungs tissue homogenates. Lipoperoxidation state and antioxidant activity were estimated in this samples by biochemiluminescent method. Concentration of malonic dialdehyde and superoxide dismutase activity were also registered. Our results indicates, that ozone-oxygen mixtures lead to oxidative stress formation in lungs tissue, but use of moistured ozone, oil ozonides and singlet oxygen stimulates lungs antioxidant system.
Key words: ozone, singlet oxygen, ozonides, lipoperoxidation, malonic dialdehyde, superoxide dismutase, lungs.
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Введение
Среди методов системного воздействия активными формами кислорода (АФК) с лечебной и профилактической целью особое место занимают технологии их ингаляций, поскольку степень биологической доступности физических факторов в этом случае приближается к максимальной, а эффективность действия - к парентеральному способу доставки в организм. Из известных АФК, применяемых с этой целью, особый интерес представляет синглетно-кислородная терапия [1, 2, 3, 4]. Кроме того, дискутабельными остаются вопросы ингаляционного применения озона [4, 5, 6, 7-9], так как объектом воздействия этой наиболее активной формы кислорода является прежде всего альвеолярная поверхность лёгких, покрытая сурфактантом (поверхностно-активным веществом, состоящим на 90% из липидов и на 5-10% из белков) [10], который служит субстратом для атаки активным кислородом и может повреждаться в процессе ингаляционного воздействия. Поэтому важным является выбор вида активного кислорода, формы его доставки, определение эффективной и безопасной концентрации и дозы.
Целью настоящего исследования явилась оценка влияния ингаляций различными формами активного кислорода на перекисное окисление липидов и антиоксидантную систему защиты легких в эксперименте на животных.
Материалы и методы
Эксперимент выполнен на 35 белых крысах-самцах линии Wistar массой 200-220 г, при этом животные были разделены на 5 групп: контрольную (15 крыс, с которыми не выполняли никаких манипуляций) и 4 основных (5 крыс, которым ежедневно проводили ингаляции озоном в концентрации 60 мкг/л; 5 крыс, получавших ингаляции увлажненным озоном с насыщающей концентрацией 60 мкг/л; 5 крыс, получавших водно-масляные ингаляции озоном с насыщающей концентрацией 60 мкг/л через УЗ-ингалятор; 5 крыс, получавших ингаляции синглетным кислородом через аппарат AIRNERGY). Продолжительность ингаляционных воздействий составляла 10 минут в течение 10 дней, по их завершению крыс выводили из эксперимента путем декапитации под эфирным наркозом. Исследования проводились в гомогенате ткани легких. Состояние перекисного окисления липидов и антиокси-дантной системы защиты оценивали методом индуцированной биохемилюминесценции на аппарате БХЛ-07 по показателям светосуммы хемилюминесценции и параметру tg2a, характеризующим потенциал антиоксидантной системы. Также исследовалась концентрация малонового диальдегида (МДА), активность супероксиддисмутазы. Содержание животных и необходимые экспериментальные вмешательства осуществляли согласно приказу Минздрава СССР № 775 от 12.08.1977 г. «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных». Полученные данные были обработаны с помощью программ Statistica 6.0 и Microsoft Excel. Различия считали достоверными при уровне значимости p<0,05.
Результаты и их обсуждение
Установлено, что при ингаляциях озоно-кислородной смесью в гомогенате ткани лёгких отмечалось макси-
мальное (относительно других опытных групп) возрастание концентрации малонового диальдегида - в 2 раза, а также падение активности СОД на 20% по сравнению с интактными животными (р<0,05) (таблица). Дисбаланс в про- и антиоксидантной системах подтверждается и данными биохемилюминесцентного анализа, по которым видно, что снижается потенциал антиоксидантной системы защиты и возрастает способность к перекисному окислению липидов. Наблюдаемые изменения могут быть связаны с прооксидантным эффектом озона, приводящим к развитию оксидативного стресса в ткани лёгких с активацией в них арахидонового каскада, сопровождающейся синтезом активных форм кислорода [6].
ТАБЛИЦА.
Показатели про- и антиоксидантной систем в легких животных, подвергшихся ингаляциям активными формами кислорода
Показатели Интактные животные Озон Увлажненные пары озона Масляные озониды Синглетный кислород
Светосумма ХЛ, усл.ед. 3,7±0,2 3,9±0,1 4,1±0,1* 4,1±0,04 3,3±0,02
tg2a, усл.ед. 0,190±0,01 0,16±0,01 0,21±0,01 0,173±0,04 0,14±0,001*
МДА, ммоль/л 4,9±1,4 9,3±0,2* 7,3±0,8* 6,0±0,6 5,2±0,3
СОД,% 61,8±4,7 50,0±3,9* 59,9±2,7 76,6±4,1* 57,2±3,5
Примечание: *- различия статистически значимы между контрольной и опытными группами (p<0,05).
Ингаляции увлажненными парами озона приводили к менее выраженному повышению уровня МДА — в 1,5 раза по сравнению с интактными крысами, светосумма хемилюминесценции возрастала на 11%, общая АОА увеличивалась на 10,5%, активность СОД осталась практически на уровне интактных животных.
Ингаляции масляными озонидами способствовали стимуляции ПОЛ (+10%) с небольшим накоплением его промежуточных продуктов - МДА (+6%). На этом фоне отмечалась активации ферментного звена антиоксидантной защиты - СОД возрастала на 23% (р<0,05).
Ингаляции синглетным кислородом не сопровождались стимулирующим воздействием прооксидантного звена системы ПОЛ/АОА (не было выявлено выраженных изменений уровня светосуммы хемилюминесценции и концентрации МДА). Показатель хемилюминесценции - tg2a уменьшился на 25%(р<0,05), активность СОД — на 8%. Снижение антиоксидантной активности вероятно является следствием расходования антиоксидантной мощности на инактивацию перекис-ных процессов.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что воздействие газовой фазой кислородозоновой смеси на лёгкие вызывает явления оксидатив-ного стресса, что может негативно сказаться на морфофункциональных характеристиках этого органа. В то же время ингаляции растворённых форм активного кислорода (озон, синглетный кислород) или озонидов масла стимулируют функцию звена антиоксидантной защиты в лёгочной ткани, создавая тем самым благоприятный фон для протекания окислительно-метаболических процессов.
из
ЛИТЕРАТУРА
1. Мартусевич А.А., Перетягин С.П., Мартусевич А.К. Молекулярные и клеточные механизмы действия синглетного кислорода на биосистемы. Современные технологии в медицине. 2012. № 2. С. 128-134.
2. Ачкасов Е.Е., Безуглый Э.Н., Ярдошвили А.Е. и соавт. Влияние энергии синглетного кислорода на скорость восстановления после максимальной физической работы у футболистов юного возраста. Лечебная физкультура и спортивная медицина. Электронная версия журнала lfksport.ru.
3. Синглетно-кислородная терапия. Научно-методическое пособие / под ред. И.З. Самосюк, Л.И. Фисенко. Киев. 2007. 228 с.
4. Принципы комплексной реабилитации больных, перенесших инфаркт миокарда на диспансерно-поликлиническом этапе. Методические рекомендации для врачей / под ред. Терентьева В.П., Ходарева С.В. Ростов- на - Дону, 1996. 18 с.
5. Бархоткина Т.М. Озоновые технологии в ЛОР-практике: показания и противопоказания // Материалы к VIII всерос. научно-практ. конф. с межд.
участием «Озон, активные формы кислорода и методы интенсивной терапии в медицине». Н. Новгород. 2009. С. 75-76.
6. Алейников С.О., Чучалин А.Г. Респираторные эффекты озона. Пульмонология. 1997. № 3. С. 81-88.
7. Санитарные правила по гигиене труда для прядильно-ткацких производств текстильных предприятий. МЗ СССР. М. 1988. С. 35.
8. Бабанов А.Г. Применение искусственного озонирования воздуха для улучшения условий труда и здоровья рабочих текстильных предприятий: Автореф. ...канд. дисс. СПб. 1991. 24 с.
9. Иванова А.В. Ингаляционная озонотерапия в комплексном лечении больных ишемической болезнью сердца: Автореф. ...канд. дисс. 1996. 22 с.
10. Котович И.Л., Таганович А.Д. Диагностическое значение исследования клеток, цитокинов и компонентов сурфактанта лёгких в бронхоальвеолярной лаважной жидкости. Медицинские новости. 2000. № 9. С. 18-21.
