Влияние острой гипоксии на антиокислительную активность ткани печени у крыс с разной устойчивостью к гипоксии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Immunology Today. — 1993. — №14. — Р.275-280. next? A review of their present and potential medical applications. 10. Werner G.H., Jolles P. Immunostimulating agents: what // European Journal Immunology. — 1996. — №242. — Р.1-19.

Информация об авторах: Зиядуллаев Шухрат Худайбердиевич — к.м.н., ассистент, e-mail: [email protected], Назира Мусаевна Хаитова — д.м.н., профессор, заведующая кафедрой, Нематилла Равшанович Аралов — д.м.н., заведующий кафедрой.

© ГРЕК О.Р., ШАРАПОВ В.И., ТИХОНОВА Е.В., МИШЕНИНА С.В., ШИШКАНОВА А.В., ШАРАПОВ И.В., РАВИЛОВА Ю.Р. — 2011 УДК 616.36-008.9-001.18

ВЛИЯНИЕ ОСТРОЙ ГИПОКСИИ НА АНТИОКИСЛИТЕЛЬНУЮ АКТИВНОСТЬ ТКАНИ ПЕЧЕНИ У КРЫС

С РАЗНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ГИПОКСИИ

Олег Рувимович Грек, Виктор Иванович Шарапов, Евгения Владимировна Тихонова, Светлана Владимировна Мишенина, Алевтина Владимировна Шишканова, Игорь Викторович Шарапов, Юлия Равильевна Равилова (Новосибирский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.О. Маринкин, кафедра фармакологии, зав. — д.м.н., проф. О.Р. Грек, кафедра биологической химии, зав. — д.м.н., проф. В.И. Шарапов)

Резюме. Эксперименты выполнены в осенне-зимний период на крысах самцах породы Вистар массой 120-180г., которые были разделены на группы высокоустойчивых и низкоустойчивых к гипоксии крыс. В качестве моделей использовали острую гипобарическую гипоксию, тепловую ишемию. Состояние антиокислительных резервов оценивали по приросту ТБК-активных продуктов, содержанию а-токоферола и восстанавлению стабильного свободного радикал а-дифенил-^-пикрилгидразила (ДФПГ). Показано, что ткань печени низкоустойчивых к гипоксии крыс по сравнению с высокоустойчивыми животными обладает меньшими антирадикальными и антиоксидантны-ми резервами. Наиболее четкие различия антиоксидантного статуса у животных с разной устойчивостью к гипоксии наблюдаются в условиях гипоксической и тепловой индукции липидной пероксидации. При адаптации крыс к гипоксии, различия в антиоксидантном статусе у особей разного фенотипа нивелируются.

Ключевые слова: гипобарическая гипоксия, устойчивость к гипоксии, антиокислительная активность.

EFFECT OF ACUTE HYPOXIA ON THE ANTIOXIDANT ACTIVITY OF HEPATIC TISSUE IN RATS WITH DIFFERENT RESISTANCE TO OXYGEN DEFICIENCY

O.R. Grek, V.I. Sharapov, E.V. Tichonova, S.V. Michenina, A.V. Shishkanova, I.V. Sharapov, Yu.R. Ravilova

(Novosibirsk State Medical University)

Summary. Experiments were carried out in the autumn-winter period on rats male Wistar weighing 120-180g., which were divided into groups of highly stable and low resistant to hypoxia in rats. As the models were used the acute hypobaric hypoxia, heat ischemia. The condition of antioxidative reserves has ben estimated by the increase of TBA-active products, the content of а-tocopherol and restoration of free radical a-diphenil-^-pikrilgidrazil. The experiments on rats have shown that the liver tissue of rats low resistant to hypoxia, compared with tissue of high resistant animals has lesser antiradical and antioxidant reserve. The most distinct differences in antioxidant status in animals with different resistance to hypoxia were observed in conditions of hypoxic and thermal induction of lipid peroxidation. In adaptation of the rats to hypoxia, differences in the antioxidant status of the individuals of different phenotype smooth over.

Key words: the hypobaric hypoxia, resistant to hypoxia, antioxidant status.

Окислительный стресс, возникающий при различных патологических состояниях, является одной из причин повреждения липидного компонента мембранных структур, что сопровождается нарушением функции широкого круга мембраносвязанных ферментов [5,7].

Гипобарическая гипоксия способствует развитию оксидативного стресса, однако у животных с различной исходной устойчивостью к гипоксии интенсивность процессов липопереокисления протекают неодинаково [4,8]. Однозначного ответа на вопрос о причинах разной резистентности тканей к окислительной деструкции у низкоустойчивых (НУ) и высокоустойчивых (ВУ) к гипоксии животных в литературе нет.

Цель работы: изучить процессы липопе-реокисления, а также состояние антирадикальных и антиоксидантных резервов ткани печени у крыс разного фенотипа по устойчивости к гипоксии.

РФ №267 от 19.06.2003 «Об утверждении правил лабораторной практики». Работа выполнена на 120 крысах-самцах породы Вистар массой 120-180 г. Все эксперименты проведены в осенне-зимний период. Исходную толерантность крыс к гипобарической гипоксии определяли согласно рекомендациям В.А. Березовского [2]. Острая гипобарическая гипоксия создавалась в вен-

Таблица 1

Содержание МДА и антиокислительный резерв в микросомальной фракции печени у ВУ и НУ крыс до и после гипобарической гипоксии (М±т; п=6)

Материалы и методы

Протокол эксперимента и содержание животных были составлены в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» и приказа МЗ

Показатель Низкоустойчивые крысы Высокоустойчивые крысы Р<0,05

Контроль Индукция ПОЛ Контроль Индукция ПОЛ

1 2 3 4

МДА 30,7 ±1,7 55,6 ±2,3 25,0 ±2,0 46,4 ±2,1 Р 1-2,3; 2-4

ДФПГ 19,4 ±1,2 7,1 ±1,4 25,9 ±1,6 15,7 ±1,2 Р 1-2,3; 2-4

токоферол 5,74±0,63 2,74 ±0,4 6,7 ±0,5 4,32 ±0,3 Р 1-2; 2-4

Гипобарическая гипоксия

МДА 37,6 ±1,8 86,7 ±2,4 32,5 ±1,5 58,6 ±2,3 Р 1-2,3; 2-4

ДФПГ 15,1 ±1,2 2,1 ±0,7 21,7 ±0,9 8,8 ±1,2 Р 1-2,3; 2-4

Токоферол 3,58±0,41 0,8 ±0,06 5,02 ±0,4 2,57 ±0,3 Р 1-2; 2-4

Примечание. МДА в мкмолях на 1 мг белка микросом; ДФПГ — мкмолях гидрохинона на 1 г белка; а-токоферол — мкг/мг белка. Индукция ПОЛ достигалась инкубацией ткани при 370 С в течение 15 минут.

Таблица 2

Антиокислительная активность микросомальных мембран печени у интактных и адаптированных к гипоксии крыс (М±т; п=5)

Показатель Белок Низкоустойчивые к гипоксии крысы

Контроль Гипоксия Адаптация Адаптация +гипоксия

МДА 2 мг 30,7 ±1,7 37,6 ±1,8* 27,2 ±2,3 33,6 ±1,0**

4 мг 24,6 ±1,8 32,7 ±1,5* 20,8 ±1,9 27,4 ±0,8**

- 1,25 ±0,03 1,15 ±0,02* 1,34 ±0,04 1,23 ±0,04**

Высокоустойчивые к гипоксии крысы

МДА 2 мг 25,0 ±2,0 32,5 ±1,5* 24,9 ±1,1 27,4 ±2,0**

4 мг 16,8 ±1,4 24,8 ±1,5* 17,8 ±0,8 21,2 ±2,1**

И«О. - 1,49 ±0,06 1,31 ±0,02* 1,41 ±0,05 1,30 ±0,04**

Примечание. И — индекс антиокислительного резерва ткани расчитывали как отношение количества МДА в пробах с разным количеством белка в условных единицах. МДА — в мкмолях на 1 мг белка микросом. * — различия значимы по отношению ин-тактного контроля; ** — различия значимы по отношению контроля адаптированных к гипоксии крыс (р<0,05).

тилируемой барокамере при скорости «подъема» 50 м/с до «высоты» 9000 м без промежуточных площадок с экспозицией на «высоте» 2 часа. Сразу после гипокси-ческого воздействия, животных под легким эфирным наркозом умерщвляли дислокацией шейных позвонков и проводили забор материала для исследования.

Адаптация животных к гипоксии проводилась на протяжении 14 суток в вентилируемой барокамере при разрежении соответствующем «высоте» 6000м. Концентрацию а-токоферола в ткани печени определяли спектрофлуориметрическим методом на спектроф-луориметре «Hitachi MPF-4» при волне возбуждения 286 нм, свечение 334 нм.

Микросомальную фракцию печени выделяли дифференциальным центрифугированием. Окислительную модификацию липидов микросомальных мембран оценивали по базальной концентрации МДА и его приросту после инкубации ткани при 370С в течение 15 мин, атиокислительный резерв ткани (И ) рассчитывали как отношение количества МДА в пробах с разным количеством белка и выражали в относительных единицах, антирадикальную активность изучали по способности липидов ткани восстанавливать стабильный свободный радикал а-дифенил-^-пикрилгидразил (ДФПГ) [1,3].

Полученные результаты обрабатывались методами вариационной статистики. Характер распределения устанавливали при помощи критерия Шапиро-Уилка. Для описания количественных признаков нормального распределения использовали расчет средних арифметических (M) и их ошибок генеральных совокупностей (±m). Различия показателей между группами животных определялись по t-критерию Стьюдента и считались значимыми при p<0,05 [6].

Результаты и обсуждение

В ткани печени высокоустойчивых к гипоксии крыс фоновая концентрация МДА на 19% была ниже, чем в оппозитной группе, сниженным показателям МДА у ВУ крыс соответствовал и более мощный антирадикальный резерв, который по содержанию а-токоферола и по способности восстанавливать ДФПГ превышал аналогичные показатели у НУ животных на 16 и 33% соответственно (табл. 1).

Стимуляции тканевых процессов ли-пидной пероксидации, с одной стороны, и емкость механизмов ограничивающих интенсивность неконтролируемых процессов свободно-радикального окисления липидов, с другой, более отчетливо проявляются на моделях индуцированного ПОЛ. При тепловой индукции ПОЛ абсолютные показатели прироста МДА в инкубируемой ткани у НУ крыс на 20% превышали

аналогичные значения ВУ животных [4,5]. Интенсивность накопления МДА в процессе инкубации в микросомах НУ животных на 17% превышала интенсивность прироста МДА в микросомах печени ВУ крыс. Интенсификация процессов ПОЛ при инкубации сопровождалась снижением антирадикальных ресурсов ткани, которая в значительной степени зависела от исходной устойчивости животных к гипоксии. Антиокислительный резерв микросомальной фракции печени низкоустойчивых животных в процессе инкубации по тесту ДФПГ снижался в 2,7 раза, у ВУ в 1,6 раза; концентрация а-токоферола в инкубируемой микросо-мальной фракции НУ крыс снижалась в 2,1 раза, у ВУ в 1,5 раза.

Остаточный антиокислительный тканевой резерв ВУ крыс (после 15-минутной тепловой инкубации) по тесту ДФПГ превышал остаточный резерв НУ животных на 158%, а по остаточной концентрации а-токоферола на 121% (табл. 1). Высокая антиокислительная обеспеченность тканей печени у высокоустойчивых к гипоксии животных подтверждается и результатами расчета индекса антиокислительной активности (ИАОА). Как видно (табл. 2) ИАОА микросомальной фракции печени ВУ крыс превышал (1,49±0,06 отн. ед.), аналогичный показатель низкоустойчивых животных (1,24±0,03 отн. ед. р<0,05). Острая 2-хчасовая гипоксия сопровождается некоторым увеличением исходного содержания ТБК-активных продуктов (на 22% и 30%) по сравнению с соответствующими контролями в микросомальной фракции у НУ и ВУ крыс. Несмотря на отсутствие исходных (постгипоксических) существенных различий в содержании МДА в микросо-мальной фракции печени оппозитных по устойчивости к гипоксии крыс, в условиях тепловой инкубации проявляются четкие различия в индуцибельности ПОЛ в микросомах ВУ и НУ животных (табл.1).

Тепловая инкубация ткани НУ крыс после предварительной гипоксии приводит к увеличению продукции МДА на 56%, снижению антирадикальной активности (тест с ДФПГ) на 71% и уменьшению концентрации а-токоферола на 69%; у ВУ крыс в инкубируемой ткани микросом прирост МДА составил 26%, а антиокислительные резервы (показатели ДФПГ и а-токоферола) снизились на 19 и 40% соответственно. Поддержание более высоких параметров антиоксидантного резерва в ткани печени у ВУ животных после гипобарической гипоксии, подтверждается и

достаточно высокими значениями индекса антиокислительной активности 1,31±0,02 по сравнению с И НУ животных 1,15±0,02 усл. ед., (р<0,05) (табл.2).

АОВА процессе 2-х недельной гипоксической тренировки существенных изменений в фоновой концентрации ТБК-активных продуктов, а также существенных отличий от уровня МДА в контроле не наблюдалось. При этом расход тканевых антиокислительных ресурсов в процессе тепловой инкубации у адаптированных к

Таблица 3

Динамика накопления МДА и истощение антирадикальных резервов в микросомальной фракции печени у адаптированных к гипоксии

ВУ и НУ крыс (M±m; n=6)

Показатель Низкоустойчивые крысы Высокоустойчивые крысы Р<0,05

Адаптация Индукция ПОЛ Адаптация Индукция ПОЛ

1 2 3 4

МДА 27,2 ±2,3 45,6 ±1,8 24,9 ±1,1 36,6 ±1,2 Р

ДФПГ 18,6 ±0,3 16,3 ±0,8 27,1 ±2,4 21,9 ±0,9 Р

Токоферол 6,84±0,54 4,06 ±0,4 7,32 ±0,6 5,31 ±0,4 Р 1-2; 2-4

Примечание. МДА в мкмолях на 1 мг белка микросом; ДФПГ — мкмолях гидрохинона на 1 г белка; а-токоферол — мкг/мг белка. Индукция ПОЛ достигалась инкубацией ткани при 370С в течение 15 минут.

гипоксии НУ и ВУ крыс имел существенные различия (табл. 3).

У адаптированных НУ крыс антирадикальная активность (тест ДФПГ) и концентрация токоферола после инкубации превышала контрольные показатели на 129% и 52%, в то же время у адаптированных высокоустойчивых крыс антирадикальная активность и концентрация а-токоферола превышала контрольные значения всего лишь на 39 и 23% соответственно [7-8]. О формировании более мощной антиоксидантной обеспеченности тканей у НУ крыс в процессе гипоксических тренировок свидетельствует и значимое увеличение индекса антиокислительной активности 1,34±0,02 усл. ед. по сравнению с ИАОА 1,25±0,03 (р<0,05) у контрольных неадаптированных к гипоксии животных. Острая

гипобарическая гипоксия у адаптированных НУ и ВУ животных сопровождалась снижением антиокислительного индекса, при этом минимальные показатели существено не отличались друг от друга (1,23±0,04 и 1,30±0,04 соответственно).

Таким образом, ткань печени низкоустойчивых к гипоксии крыс по сравнению с фенотипом высокоустойчивых животных обладает меньшими антирадикальными и антиоксидантными возможностями. Наиболее четко различия антиоксидантного статуса у животных с разной устойчивостью к гипоксии наблюдаются в условиях гипоксической и тепловой индукции липидной пе-роксидации. При адаптации крыс к гипоксии, различия в антиоксидантном статусе у особей разного фенотипа нивелируются.

ЛИТЕРАТУРА

1.Агаджанян Н.А., Сорокин Л.В., Тамбовцев Е.П., Торшин В.И. Критерии индивидуальной и популяционной устойчивости к острой гипоксии. // Бюл. экспер. биол. мед. — 1995. — № 9. — С. 239-241.

2.Березовский В.А., Бойко К.А., Клименко К.С. и др. Гипоксия и индивидуальные особенности реактивности. — Киев, 1978. — 215 с.

3.Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. — М.: Наука, 1980. — 256 с.

4.Грек О.Р., Ефремов А.В., Шарапов В.И. Гипобарическая гипоксия и метаболизм ксенобиотиков. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. — 117 с.

5.Грек О.Р., Шарапов В.И., Грек О.О. Влияние ги-поксического стресса на метаболизм ксенобиотиков и активность некоторых изоформ цитохрома

Р-450 // Экспер. клин. фарм. — 2001. — №4. — С. 42-44.

6.Майборода А.А., Калягин А.Н., Зобнин Ю.В., Щербатых А.В. Современные подходы к подготовке оригинальной статьи в журнал медико-биологической направленности в свете концепции «доказательной медицины». // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). — 2008. — Т. 76. №1. — С. 5-8.

7.Хачатурьян М.Л., Гукасов В.М., Комаров П.Г. и др. Показатели перекисного окисления липидов органов крыс с различной устойчивостью к гипоксии // Бюл. экспер. биол. мед. — 1996. — №1. — С. 26-29.

8.Шарапов В.И., Начаров Ю.В., Грек О.Р., Якобсон Г.С. Влияние острой гипоксии на жирнокислотный состав и пере-кисное окисление липидов микросомальных мембран печени и плазмы крови у крыс с различной резистентностью к недостатку кислорода // Бюл. экспер. биол. мед. — 1993. — № 7. — С. 592-594.

Информация об авторах: 630091, г. Новосибирск, Красный пр., 52 кафедра биологической химии, тел.: (383) 226-65-41, е-тай: [email protected], Грек Олег Рувимович — заведующий кафедрой, д.м.н., профессор, Шарапов Виктор Иванович — заведующий кафедрой, д.м.н., профессор,

Тихонова Евгения Владимировна — старший преподаватель, к.м.н., Мишенина Светлана Владимировна — старший преподаватель, к.м.н., Шишканова Алевтина Владимировна — старший преподаватель, к.м.н., Шарапов Игорь Викторович — преподаватель, к.м.н., Равилова Юлия Равильевна — старший преподаватель, к.м.н.

© ГОЛУБ И.Е., ПИНСКИЙ С.Б., СОРОКИНА Л.В., ИВАНКОВА Е.Н. — 2011 УДК 616.441-089.5

МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СТРЕСС-ОТВЕТ ПРИ ОБЩЕЙ АНЕСТЕЗИИ У БОЛЬНЫХ, ОПЕРИРОВАННЫХ НА ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЕ

Игорь Ефимович Голуб, Семён Борисович Пинский, Людмила Викторовна Сорокина, Екатерина Николаевна Иванкова (Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра анестезиологии и реаниматологии, зав. — д.м.н., про ф. И.Е. Голуб, кафедра общей хирургии с курсом урологии, зав. — д.м.н., проф. В.А. Белобородов)

Резюме. В статье представлена оценка метаболического стресс-ответа у 73 пациентов, оперированных по поводу заболеваний щитовидной железы. Выявлено, что при добавлении в схему анестезии кеторолака и цитофлавина улучшаются окислительно-восстановительные процессы, не происходит значимых биохимических изменений, нарушений кислотно-основного состояния и водно-электролитного баланса.

Ключевые слова: анестезия, щитовидная железа, стресс-ответ.

METABOLIC STRESS RESPONSE IN PATIENTS OPERATED ON THYROID GLAND UNDER GENERAL ANESTHESIA

I.E. Golub, S.B. Pinsky, L.V. Sorokina, E.N. Ivankova (Irkutsk State Medical University)

Summary. An assessment of metabolic stress response in 73 patients operated on thyroid gland is presented in the article. It is revealed that usage of ketorolac and cytoflavin in the anesthesia scheme lead to improvement of redox processes; do not occure significant biochemical changes, disturbances of acid-base status and fluid and electrolyte balance.

Key words: anesthesia, thyroid gland, stress response.

Проблемы хирургического стресса и адекватности анестезии являются весьма актуальными в клинической анестезиологии. Операции на щитовидной железе в силу вы-

раженных эндокринно-метаболических расстройств при её дисфункции могут сопровождаться развитием неотложных состояний в раннем послеоперационном периоде [2, 4].