НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ
ІНСТИТУТ ФІЗІОЛОГІЇ ім.. О.О. БОГОМОЛЬЦЯ
Сідун Марина Станіславівна
УДК 617.71-001.32
ВПЛИВ ІОНОЛУ НА ПРОЦЕСИ ПЕРОКСИДАЦІЇ ЛІПІДІВ У ТКАНИНАХ ОКА ПРИ СИНДРОМІ ТРИВАЛОГО РОЗЧАВЛЮВАННЯ
14.03.04.- патологічна фізіологія
А в т о р е ф е р а т
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ - 2002
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Донецькому державному медичному університеті
ім. М. Горького
Науковий керівник: член-кореспондент АМН України,
доктор медичних наук, професор
Єльський Віктор Миколайович,
завідувач кафедрою патологічної
фізіології Донецького державного
медичного університету ім. М. Горького
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук
Алєксєєва Ірина Миколаївна,
Інститут фізіології ім.. О.О. Богомольця
НАН України, завідуюча відділом
імунології та цитотоксичних сироваток;
доктор медичних наук
Дегтяренко Тетяна Володимирівна,
Одеський НДІ очних хвороб та тканинної
терапії ім. В.П. Філатова, старший науковий
співробітник лабораторії патоморфології
та імунології тканин
Провідна установа: Інститут ендокринології і обміну речовин
ім. В.П. Комісаренка АМН України
Захист відбудеться 26.02.2002 р. о 14
годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (м. Київ, вул.. Богомольця 4).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту фізіології
ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою : (м. Київ, вул.. Богомольця 4).
Автореферат розісланий 17.01. 2002 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
доктор біологічних наук Сорокіна-Маріна З.О.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність проблеми. Порушення зорового аналізатора при механічній травмі та її різновидах, зокрема при синдромі тривалого розчавлювання (СТР), залишається проблемою, далекою від свого вирішення. Висока летальність при травмах, яка досягає 75% [Кричевський А.Л. та співавт., 1997; Кутуєв Х.А. та співавт.,1997] і часто супроводжується змінами в структурі тканин ока [Сухіна Л.Б. та співавт., 1991; Тарасенко В.В., 1993], робить дане дослідження, що спрямоване на виявлення механізмів посттравматичних офтальмологічних ускладнень, а також пошуки шляхів їх корекції, надто актуальними. У промислових регіонах, таких як Донбас, у зв'язку з високим рівнем травматизму, актуальність вивчення цієї проблеми ще більше зростає [Єльський В.М. та співавт., 1990, 1992, 1997, 1998].
Відомо, що СТР м'яких тканин кінцівок супроводжується порушенням центральної і органної гемодинаміки, що призводить до ушкоджень тканинних структур, біомембран клітин та змін гомеостазу. Раніше були широко вивчені процеси пероксидації при СТР в паренхіматозних органах (серці, печінці, нирках, легенях) та в мозку на органному, тканинному і субклітинному рівнях [Скобєлєва О.І. (1993); Колеснікова С.В. (1996); Єльський В.М. та співавт. (1997); Заведея Т.Л. (1999)], але ці процеси не вивчалися в спеціалізованих тканинах органа зору.
В літературі існують поодинокі дані про зниження гостроти зору та змінах на очному дні при СТР [Яснецов А.В. (1975); Тарасенко В.В. (1993)], проте патогенетичні аспекти ураження тканин ока при травмі не можна визнати цілком установленими.
Відсутні відомості, які дозволяють з'ясувати причинно-наслідковий взаємозв'язок між тяжкими травматичними ураженнями та зниженням гостроти зору, офтальмотонусу, порушенням мікроциркуляції та структурними змінами у тканинах ока.
Сучасні методи профілактики і лікування уражень ока при СТР обмежені і недостатньо ефективні, внаслідок чого прогресуючі дегенераторні процеси часто призводять до зниження і навіть - до утрати зорових функцій.
У зв'язку з цим для усунення потенціальної можливості пошкоджуючої дії продуктів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) на клітини органа зору, цілком обгрунтованим є включення до комплексної терапії посттравматичних уражень ока препаратів антирадикальної та антиоксидатної властивості, наприклад, іонолу (2, 6 – ді(трет)бутил – 4 – метилфенолу).
Відомо, що іонол має виражену антиоксидантну, антигіпоксичну, енергозберігаючу дію, завдяки якій широко застосовується в експерименті і клініці механічної травми [Меєрсон Ф.З. (1988); Шамкулашвілі Г.Г. та співавт. (1992); Мєтєліцина І.П. та співавт. (1996)].
З метою посилення протекторної дії іонолу в умовах пошкоджуючої дії ПОЛ на тканини ока та підвищення загального антиоксидантного фону організму нами запропонований поєднаний засіб введення препарату (внутрішньочеревний та парабульбарний). Ураховуючи вищевикладане, застосування лікувального ефекту іонолу в корекції процесів пероксидації ліпідів у тканинах ока при СТР може стати значним внеском у розробку патогенетично обгрунтованого лікування наслідків механічної травми, яка часто супроводжується ураженням органа зору.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами. Дисертація виконана згідно з планом науково-дослідницьких робіт Донецького державного медичного університету ім. М.Горького і є фрагментом комплексної програми НДР: СН.03.04.0002.86 № держреєстрації 01860042209 “Поиски информативных критериев для оценки тяжести травматического шока” та УН 00.01.24 “Процессы пероксидации липидов в тканях глаза при синдроме длительного раздавливания (СДР) и влияние на них антиоксиданта ионола”
Мета і задачі дослідження. Метою даного дослідження є встановлення ролі процесів пероксидації ліпідів в патогенезі посттравматичних уражень тканин ока, а також оцінка ефективності іонолу при синдромі тривалого розчавлювання (СТР).
1. Дослідити вихідний стан процесів ПОЛ у кришталику, склєрі, рогівці, судинній оболонці ока та у крові інтактних тварин і у тварин з ушкодженням м”яких тканин кінцівок в динаміці СТР (4 год компресії, 2 і 24 год декомпресії), а також його зміни після введення антиоксиданту іонолу.
2. Вивчити вихідний стан антиоксидантної системи у кришталику, склєрі, рогівці, судинній оболонці ока та у крові інтактних тварин і у тварин з ушкодженням мўяких тканин кінцівок в динаміці СТР (4 год компресії, 2 і 24 год декомпресії), а також його зміни після введення антиоксиданту іонолу.
3. Дослідити активність ензимів мітохондрій і лізосом у кришталику, склєрі, рогівці, судинній оболонці ока та у крові інтактних і дослідних тварин в динаміці СТР (4 год. компресії, 2 і 24 год. декомпресії), а також визначити вплив антиоксиданту іонолу на активність цих ферментів.
4. Дослідити морфоструктурні зміни у тканинах ока при СТР (4 год компресії, 2 і 24 год декомпресії), до та після комбінованого (внутрішньочеревного та парабульбарного) введення антиоксиданту іонолу.
5. Надати патогенетичне обгрунтування, щодо доцільності застосування комбінованого методу введення іонолу з метою попередження уражень структур ока при СТР.
Предмет дослідження – тканини ока.
Наукова новизна роботи. На основі власних досліджень були:
1. Вперше встановлені порушення рівня процесів ліпідної пероксидації, функції компонентів антиоксидантної системи, активності лізосомальних та мітохондріальних ензимів у тканинах ока при СТР.
2. Вперше виявлені морфологічні зміни методом світлової мікроскопії в різних структурах ока в динаміці СТР, які підтверджують мембранодеструктивні процеси в цих структурах при пероксидації ліпідів у динаміці їх розвитку при СТР.
3. Вперше встановлена односпрямована зміна відносно контролю показників пероксидації ліпідів, фосфоліпідів, ензимів лізосом і мітохондрій у кришталику, склері, рогівці, судинній оболонці та у крові при СТР.
4. Вперше надана характеристика ефективності використання іонолу з метою корекції пошкодження тканин ока при СТР.
5. Вперше використано комбінований (внутрішньочеревний і парабульбарний) метод введення іонолу з метою корекції посттравматичних уражень ока і доведена патогенетична доцільність його застосування при СТР .
Теоретичне та практичне значення роботи. Теоретичне значення роботи полягає у виявленні нових фактів, поглиблюючих уявлення про роль порушень процесів ПОЛ в патогенезі посттравматичних уражень тканин ока при СТР, в розробці ефективного методу запобігання цих порушень завдяки комбінованому (внутрішньочеревному та парабульбарному) введенню антиоксиданту іонолу.
Практичне значення роботи : комбінований метод введення іонолу, застосований в експериментальній моделі СТР, сприяє прискореному зняттю посттравматичних ускладнень у ділянці ока лабораторних тварин, нормалізації процесів пероксидації ліпідів в структурах ока. Цей метод підвищує ефективність антиоксидантної корекції виявлених порушень.
Результати експериментальних досліджень дають можливість рекомендувати органам практичної охорони здоров'я включення антиоксидантів, зокрема іонолу, до клінічних іспитів, спрямованих на попередження посттравматичних уражень ока при СТР. Результати досліджень можуть бути корисними науково-дослідним лабораторіям, які займаються вивченням механічної травми та СТР, в лікувальній праці лікарів-травматологів, офтальмологів. Теоретичні положення дисертації впроваджені в учбовий процес кафедр патологічної фізіології та кафедр очних хвороб Донецького, Луганського, Запорізького та Дніпропетровського медичних університетів.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто був проведений патентно-інформаційний пошук, аналіз наукової літератури по проблемі травматичної хвороби, СТР, офтальмологічних ускладнень та методах їх корекції, визначені методичні підходи, підібрана модель СТР, відповідно до якої особисто проведено експериментальні дослідження по вивченню процесів пероксидації ліпідів у спеціалізованих тканинах ока і у крові при СТР до і після введення антиоксиданту іонолу. Морфологічні дослідження зроблено за допомогою світлового дослідження центральної науково-дослідницької лабораторії Донецького державного медичного університету ім. М. Горького (керівник групи – д.б.н., проф. Данільченко С.О.). Автор висловлює подяку завідувачу кафедрою ДонДМУ ім. М.Горького проф. Павлюченку К.П. за допомогу у визначенні методичних підходів при вивченні структури зорового аналізатору. Здійснено аналіз, систематизація та статистична обробка результатів дослідження. Розроблено основні положення дисертації. На підставі отриманих результатів обгрунтовано наукові висновки і практичні рекомендації.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і були обговорені на:
1. ІІІ Міжнародному симпозіумі “Системно-антисистемная регуляция в живой и неживой природе” (Київ, 1993).
2. Межвузівській науково-практичній конференції “Вклад молодых ученых в решение проблем качества оказания медицинской помощи населению крупного промышленного региона” (Донецьк, 1993).
3. ІІІ Національному конгресі патофізіологів України з міжнародною участю (Одеса, 2000).
4. ІІ Російському конгресі патофізіологів з міжнародною участю (Москва, 2000).
5. Міжнародній науковій конференції “Биологически активные соединения в регуляции метаболического гомеостаза“ (Гродно, 2000).
6. II Конференції Українського товариства нейронаук (Донецьк, 2001).
7. ІІ Національному зўїзді фармакологів України “Фармакологія 2001- крок у майбутнє” (Дніпропетровськ, 2001).
Публікації. За темою дисертаційної роботи було опубліковано 15 наукових робіт, з них 4 у центральних наукових журналах.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 156 сторінках машинописного тексту і містить 13 таблиць та 10 малюнків, складається з вступу, огляду літератури, матеріалів та методів, результатів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів дослідження, висновків, списку літератури, який складається з 156 вітчизняних та 65 іноземних джерел, додатків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Матеріали та методи дослідження. Експериментальні дослідження проведено на 802 білих щурах-самцях, масою 180-230 г, які утримувались в однакових умовах на стандартній дієті виварію.
Відповідно вимогам експерименту піддослідні тварини були поділені на слідуючі групи:
1) інтактні тварини (контрольна група) – 105 тв;
2) тварини, які зазнали дії СТР (4 год компресії)- 120 тв;
3) тварини, які зазнали дії СТР (4 год компресії + 2 год. декомпресії)-125 тв;
4) тварини, які зазнали дії СТР (4 год компресії + 24 год. декомпресії)-132 тв;
5) інтактні тварини з введенням іонолу-105 тв;
6) тварини, які зазнали дії СТР (4 год компресії + іонол + 2 год. декомпресії)-110 тв;
7) тварини, які зазнали дії СТР (4 год компресії + іонол + 24 год. декомпресії)-105 тв.
СТР моделювали шляхом стиснення м'яких тканин задніх кінцівок у станках-дозиметрах на протязі 4-х годин з манометричним контролем сили стиснення (4кг/см2) з додатковим турнікетом передніх кінцівок шляхом накладення лігатури. Турнікет передніх кінцівок застосовувався для посилення впливу з метою моделювання мікроциркуляторних порушень у структурах ока. Дослідження на тваринах проводили під гексеналовим наркозом у дозі 10 мг/кг. Тварин декапітували та одразу відбирали проби кришталика, склєри, рогівки, судинної оболонки та крові. Тканини гомогенізували для подальшого дослідження. В гомогенатах тканин кришталика, склери, рогівки, судинної оболонки вивчали стан ПОЛ на основі визначення вмісту дієнових кон'югатів ненасичених жирних кислот (ДК НЖК) за методом І.Д. Стальної (1977 ), у крові за L. Plazer (1966) з модифікаціями В.Б. Гаврилова, М.К. Мішкорудної ( 1983).
Для оцінки рівня біоантиоксидантів використовували метод визначення рівня a-токоферолу за I.Biery з модифікаціями Р.Ш. Киселевич, С.І. Скварко (1972), активності супероксиддисмутази (СОД) по С. Чеварі (1985). Визначення концентрації фосфоліпідів проводили за допомогою стандартних наборів реактивів фірми “Boechringer Mannheim Gmbh Diagnostica” (Німеччина).
Стан активності лізосомальних та мітохондріальних ензимів вивчали шляхом визначення активності катепсину D за А.А. Покровським (1969), кислої фосфатази (КФ) - за методом Боданські (1969), цитохромоксидази (ЦО) – за методом Є.О.Строєва, В.Г. Макарової (1986). Активність вищезазначених ферментів, а також концентрацію продуктів ПОЛ і антиоксидантів у гомогенатах тканин ока та в крові виражали в перерахунку на 1г білка, який визначали за методом O.Lowry (1951).
Кількісну оцінку біохімічних показників проводили, користуючись спектрофотометром СФ-46 і фотоелектрокалориметром КФК–2. Заміри надслабкого світіння проводили, користуючись методом хемілюмінесценції (ХЛ) за допомогою фотопомножувача ФЭУ – 38.
З метою вивчення впливу антиоксидантів на процеси пероксидації у тканинах ока при даній моделі використовували синтетичний антиоксидант іонол (2,6- ді (трет) бутил – 4 – метилфенол). Олійний розчин іонолу у сумарній дозі 40 мг/кг вводили у перші хвилини після зняття преса: внутрішньочеревно (20 мг/кг) і парабульбарно під обидва ока (по 10 мг/кг), враховуючи масу тварини. Оптимальна доза іонолу, яка вводилась, була встановлена попередніми експериментальними дослідженнями.
Морфологічні дослідження проведено у Центральній науково-дослідній лабораторії ДонДМУ (керівник групи д.м.н. Данильченко С.О.). З метою структурного обгрунтування функціональних змін у тканинах ока при СТР, через 2 та 24 години посткомпресійного періоду та при декомпресії з інфузією іонолу у тварин в аналогічні терміни, проведено порівняльне морфологічне дослідження методом світлової мікроскопії. Тканини ока (склеру, рогівку, зоровий нерв, ціліарне тіло, сітківку) дослідних та контрольних груп фіксували у 10% розчині нейтрального формаліну з подальшою заливкою у парафін. Парафінові зрізи завтовшки 5-6 мкм забарвлювали гематоксиліном та еозіном по ван Гізону, на фібрін – за методом Шуєнінова, імпрегнували сріблом за методом Гоморі, ставили ШИК – реакцію.
Одержані дані експериментальних досліджень підлягали статистичній обробці на ЕОМ способом оцінки середніх (“малих вибірок”) за допомогою таблиць Стьюдента [Венчиков А.І., 1974; Урбах В.Ю., 1975; Бейлі Н, 1979].
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
1. Стан процесів пероксидації ліпідів та активності лізосомальних і мітохондріальних ензимів у тканинах ока у динаміці розвитку СТР.
Проведені нами дослідження стану процесів ПОЛ, активності антиоксидантів та лізосомальних і мітохондріальних ензимів у тканинах кришталика, склери, рогівки, судинної оболонки та крові показали значні зміни показників цих процесів у порівнянні з показниками інтактних тварин.
4-годинна компресія м'яких тканин задніх кінцівок щурів з турнікетом передніх кінцівок призвела до інтенсифікації процесів ПОЛ у тканинах кришталика, склери, рогівці, судинної оболонки та крові (вміст ДК НЖК зріс у 1,5-2,4 рази у порівнянні з контрольними показниками.). Компресія в 2-3 рази зменшила вміст фосфоліпідів у кришталику, склері та роговиці, тоді як у судинній оболонці та крові – він виріс у 2-3,5 рази у порівнянні з рівнем контролю (мал.1)
Порушення клітинного метаболізму у крові та тканинах ока при СТР обумовлені також зрушеннями у механізмах антирадикального захисту. Після 4-годинної компресії спостерігалось зниження концентрації a-токоферолу в усіх тканинах ока (крім кришталика) і в крові в 2-4,4 рази.
Захисна дія СОД – ферменту, що забезпечує обрив ланцюгів супероксидного аніонрадикала, виявлена у зростанні її активності в судинній оболонці та в крові у цей період СТР у 2,2 – 3,5 рази у порівнянні з показниками інтактних тварин. Інтенсифікація ПОЛ, вільнорадикальних реакцій та накопичення токсичних продуктів ліпідної пероксидації при СТР призводить до порушення проникності мембран та активації внутрішньоклітинних ензимів – маркерів лізосом та мітохондрій (Григоренко Г.В. та співавт., 1986; Локшина Л.А. та співавт., 1987; Владиміров Ю.О., 1989). Підтвердженням цього є ріст активності кислої фосфатази та катепсину D у тканинах ока в 3-4,5 рази, в крові – у 2 рази.
В результаті 4-годинної компресії відбулося зростання активності ЦО у всіх тканинах ока, які вивчались, і в крові, найвище - у тканинах кришталика та склери (у 2,8 раз); в судинній оболонці та крові- в 1,5 рази.
У період ранньої (2 год) декомпресії, зважаючи на рівень ДК НЖК, стан процесів ПОЛ зростав у кришталику та крові (на 17-30% у порівнянні з періодом компресії), в інших тканинах змін не спостерігалось. Кількість фосфоліпідів у цей час в крові, судинній оболонці та кришталику продовжувала зростати (в 1,4 рази) у порівнянні з контролем.
Рівень a-токоферолу в період 2-годинної декомпресії у тканинах ока не змінився, у крові понизився у 2,8 рази у порівнянні з періодом компресії.Активність СОД знизилась у 1,5-2 рази в судинній оболонці та крові у порівнянні з періодом 4-годинної компресії, в інших тканинах ока - зменшилась у порівнянні з контролем.
У рівні активності лізосомальних ферментів в ранньому декомпресійному періоді значних змін не спостерігалось, за вийнятком кришталика та судинної оболонки, де рівень активності кислої фосфатази зріс в 2 рази у порівнянні з періодом компресії.
Активність мітохондріальної ЦО змінилася тільки в тканині кришталика: знизилась у 1,8 рази у порівнянні з компресійним періодом.
У декомпресійні періоди (2 та 24 год. декомпресії) спостерігалось незначне зменшення активності катепсину D у всіх тканинах ока та крові. Ріст активності КФ у період 2-годинної декомпресії з подальшим його поглибленням у періоді 24-годинної декомпресії у всіх тканинах ока, що вивчалися, свідчить про рівномірно виражену інтенсифікацію аутолітичних процесів у цих тканинах.
Найбільше зростання активності катепсину D у всіх тканинах ока та в крові припадає на період 4-годинної компресії з подальшим незначним спадом у декомпресійні періоди, що, певно, вказує на інтенсивний гідроліз глобулярних білків внаслідок гіпоксії, яка розвивається у компресійному періоді. Зростання активності кислої фосфатази у тканинах ока та в крові відбувається більш рівномірно, як у період компресії, так і у декомпресійні періоди. Встановлена активація лізосомальних ферментів порушує найважливіші боки метаболізму зорової клітини. Підвищення активності внутрішньоклітинних гідролаз супроводжується порушенням енергетики клітини, інтенсифікацією аутолітичних процесів, ферментативним розпадом хімічних компонентів клітини, що може бути причиною лізісу, трансформації та загибелі клітини.
Через добу після компресії спостерігалося подальше зниження активності ЦО у кришталику, а також в склері, рогівці, судинній оболонці ока та в крові нижче рівня контролю у 1,5 рази. Пригнічення активності ЦО у період пізньої декомпресії може бути повўязано з розвитком первинного ацидозу в очних клітинах як наслідком глибокої гіпоксії, змінами мембранного потенціалу, порушенням роботи кальциєвого насосу, транспорту речовин через клітинну мембрану, що означає зниження енергетичного рівня мітохондрій у цей період.
У період 24-годинної декомпресії спостерігалося зростання продуктів ПОЛ (ДК НЖК) у всіх тканинах ока та крові у порівнянні з періодами компресії та ранньої декомпресії у 1,5 рази при подальшому зниженні концентрації a-токоферолу (у всіх тканинах ока, що вивчалися, у 2-3 рази, у крові – в 6 раз нижче рівня контролю) та активності СОД (став у всіх тканинах ока та в крові нижче рівня контролю в 1,5 рази).
Збільшення активності антиоксиданту ферментної природи- СОД у періоди компресії та ранньої декомпресії носило короткочасний характер і, як наслідок, не було спроможним забезпечити зниження концентрації продуктів ПОЛ. Можливе збільшення активності антиоксидантів компенсаторно-пристосувального характеру підтвердилось дослідженнями, якими виявлена активація СОД в судинній оболонці ока при емоційному стресі [Тарасенко В.В., 1993].
Мабуть, саме таким чином організм на рівні органів та клітин реалізує збільшені вимоги, які були викликані 4-годинною компресією. Проте ініційована травмою надмірна активація процесів ПОЛ перевищила можливості антирадикального захисту, підтвердженням чого з'явилось зростання хемілюмінесценції сироватки крові у період компресії.
Некомпенсоване утворення вільних радикалів та ліпоперекисей спричинило розвиток антиоксидантної недостатності.
Відсутність вірогідних по відношенню до контролю змін концентрації a-токоферолу та активності СОД в кришталику у період 4-годинної компресії у порівнянні з іншими тканинами ока можна певно пояснити відокремленим місцезнаходженням кришталику, відсутністю судин кровообігу, біохімічним складом камерної вологи, що оточує його та постачає поживні речовини, а також наявністю капсули з вибірковою проникністю.
Зростання рівня фосфоліпідів у крові та, як наслідок, у судинній оболонці ока у період компресії, а також ранньої та пізньої декомпресії, можна пояснити активацією процесу мобілізації жиру з жирових депо при СТР. Ліполіз у тканинах, в свою чергу, може бути спричинений підвищеним викидом у кров катехоламінів, зокрема адреналіну, вміст якого, при травматичному шоці зростає у багато разів [Воскресенський Д.М. та співавт. (1985)].
Аналізуючи дані, які було получено, необхідно відзначити, що має місце односпрямованість в зміні відносно контролю показників пероксидації ліпідів, антиоксидантів, фосфоліпідів, ензимів лізосом і мітохондрій у кришталику, склері, рогівці, судинній оболонці та у крові при СТР. Проте локальна реакція окремих тканин ока на СТР при 4-годинній компресії, а також в періоди ранньої та піздньої декомпресії не завжди збігалася з рівнем процесу пероксидації ліпідів у крові, що пояснюється особливостями анатомічної будови, гемодинаміки, інервації ока, наявності гемоофтальмічного бар'єру.
Таким чином, інтенсифікація процесів ПОЛ на фоні розвитку антиоксидантної недостатності в мембранах зорових клітин та крові призвела до порушення їх структурно-функціональної цілісності, що стало причиною лабілізації мембран та порушення діяльності ферментів лізосом і мітохондрій. Збільшення показника ХЛ сироватки крові в динаміці СТР з 28,4±0,6 І max, умов. од. до 129,0±0,8 І max, умов.од. (табл.1), що в 4,6 рази вище контрольного рівня, свідчить про активізацію вільнорадикальних процесів у крові.
Таблиця 1.
Зміна рівня хемілюмінесценції сироватки крові динаміці СТР до та після введення іонолу
(М±m), n=10
Група тварин Рівень хемілюмінесценції І max, усл. ед.
Контроль (інтактні тварини) 28,4 ± 0,6
СТР 4 години 43,0 ± 0,5х
СТР 4 год + 2 год. декомпресії 65,8 ± 0,5хх1
СТР 4 год.+ 24 год. декомпресії 129,0 ± 0,8хх1х2
СТР 4 год. + іонол + 2 год. декомпресії 35,2 ± 0,7хх1х2х3
СТР 4 год. + іонол + 24 год. декомпресії 30,1 ± 0,4 х1х2х3х4
Примітка: Х- вірогідна різниця порівняно з контролем (р<0,05);
Х1- вірогідна різниця порівняно з показниками групи тварин “СТР 4 години” (р<0,05);
Х2- вірогідна різниця порівняно з показниками групи тварин “СТР 4 год + 2 год. декомпресії” (р<0,05);
Х3- вірогідна різниця порівняно з показниками групи тварин “СТР 4 год + 24 год. декомпресії (р<0,05);
Х4 – вірогідна різниця порівняно з показниками групи тварин “СТР 4 год. + іонол + 2 год. декомпресії” (р<0,05).
Морфологічні дослідження тканин ока методом світлової мікроскопії підтвердили розвиток дистрофічних змін у клітинах в динаміці СТР. Після 4-годинної компресії м'яких тканин кінцівок у окремих тварин спостерігалися дрібні субкон'юнктивальні петехії, набряк оболонок ока. У рогівці- набряк клітин багатошарового плоского епітелію, вакуолізація їх цитоплазми, набряк та посилення базофілії, розпушення волокон власної речовини і утворення складок у боуменовій оболонці, фрагментація та стоншення еластичних волокон десцементової оболонки, набряк ендотеліальних клітин та їх десквамація. У склері – набряк, дрібні периваскулярні крововиливи, розпущення колагенових та еластичних волокон. В судинній оболонці – дрібні судини спалі, відзначена десквамація ендотелію. У сітківці – недокрівність судин, набряк внутрішньої прикордонної мембрани та волокон зорового нерва та інші. Результати морфологічних досліджень тканин ока у ранньому та пізньому декомпресійних періодах констатували подальше поглиблення дистрофічних змін у вищевказаних структурах ока у порівнянні з даними світлової мікроскопії після 4 - годинної компресії.
2. Вплив іонолу на стан процесів пероксидації ліпідів та активність лізосомальних і мітохондріальних ензимів у тканинах ока у динаміці розвитку СТР.
Результати проведених експериментальних досліджень свідчать про те, що побудова ефективної, патогенетично обгрунтованої терапії порушень у тканинах ока при СТР неможлива без комплексних заходів, спрямованих на зменшення деструктивного впливу продуктів ПОЛ і внутрішньоклітинних гідролаз на структури ока та збільшення його антиоксидантного статусу.
Синтетичний антиоксидант іонол широко використовується з метою корекції порушень, які виникають в органах і тканинах при патологічних станах внаслідок процесу пероксидації ліпідів. Дані Рикун В.С. та співавт. (1985) підтвердили можливість застосування іонолу при різних патологічних станах, що супроводжуються явищем гіпоксії тканин ока. Комбіноване (внутрішньочеревне і парабульбарне) введення іонолу після усунення компресії призвело до значних змін у корекції процесів пероксидації ліпідів.
Через 2 години після введення препарату рівень ДК НЖК зменшився в 1,2 – 1,5 рази у порівнянні з аналогічною групою тварин без введення іонолу, залишаючись вищим за рівень контролю в 1,5-1,8 рази у всіх вивчаємих тканинах ока і в крові, за винятком кришталика, де концентрація ДК НЖК нормалізувалась.
Вміст ДК НЖК у тварин в пізньому декомпресійному періоді на фоні введення іонолу знизився, порівняно з його вмістом у тварин в ранньому декомпресійному періоді з введенням іонолу, до рівня контрольних значень в усіх тканинах ока і в крові.
Зміна рівня антиоксидантів проходила таким чином. В ранньому декомпресійному періоді значне зростання рівня a-токоферолу спостерігалось в судинній оболонці (мал.1) та в крові ( у 1,6 та 4,6 рази відповідно) у порівнянні з аналогічним періодом без введення препарату, залишаючись вищим за рівень контролю в 1,5-3 рази. Через добу після введення іонолу рівень a-токоферолу досягнув контрольних значень у всіх тканинах ока та в крові. Активність СОД через 2 години після введення іонолу в судинній оболонці і в крові (мал. 1) - зросла в 1,2 рази у порівнянні з періодами компресії та ранньої декомпресії, в інших тканинах- змін не спостерігалось.
В пізньому декомпресійному періоді досягнення рівня контрольних значень відбулося в кришталику, склері та рогівці, у той час як в судинній оболонці і в крові активність СОД залишилася вище контролю у 2 рази, що вказує на активізацію іонолом антирадикального захисту організму в цілому та очного аналізатора зокрема.
Введення іонолу сприяло зниженню рівня фосфоліпідів в судинній оболонці і в крові через 2 години після введення в 1,5-2 рази, залишаючись вищим за рівень контролю. Через 24 години після введення іонолу рівень фосфоліпідів в судинній оболонці і в крові знизився в 2 рази, досягнув рівня контролю. В тканинах склери та рогівки спостерігалось зростання їх концентрації в цьому періоді до рівня контролю.
Через 2 години після введення препарату активність катепсину D і кислої фосфатази знизилась у всіх тканинах ока, які вивчаються, і в крові в 1,5-2 рази, залишаючись вищим за рівень контролю в 1,5 рази. Активність цитохромоксидази змінилася тільки в склері, де спостерігалось зниження її активності.
Інгібування процесів ПОЛ, підвищення вмісту антиоксидантів на фоні інфузії іонолу через 24 години призвело до значного рівномірного зниження активності лізосомальних гідролаз і мітохондріальної ЦО до рівня контролю. В крові рівень ЦО через 24 години після введення іонолу залишився вищим за рівень контролю (в 1,3 рази) що, мабуть, пов'язано зі стійкою активізацією цитохромоксидазної активності крові у відповідь на довгочасну компресію.
Отримані дані свідчать про те, що введення іонолу на тлі СТР вже через 2 години змінило відсоткове співвідношення продуктів ПОЛ та антиоксидантів у тканинах ока та в крові у напрямі зниження рівня продуктів ПОЛ та зростання рівня антиоксидантів як ферментної (СОД), так і антиферментної (a-токоферол) ланок. При цьому найбільш виявлене зниження вмісту продуктів ПОЛ спостерігалось у тканинах кришталика і рогівки, найбільш виявлене зростання рівня антиоксидантів – в судинній оболонці та в крові. Введення іонолу сприяло зниженню рівня фосфоліпідів в судинній оболонці та в крові, а також істотному зниженню активності лізосомальних і мітохондріальних ферментів в усіх тканинах ока, які досліджувались, та у крові. Результати проведених через 24 години після введення препарату біохімічних досліджень підтвердили роль іонолу в корекції порушень синдрому пероксидації: спостерігалось зростання рівня антиоксидантів (a- токоферолу – в усіх тканинах ока, що вивчалися, та в крові, активності СОД – у кришталику, склері та рогівці), а також нормалізація концентрації фосфоліпідів ( в усіх тканинах ока та в крові) до фізіологічних меж контролю на тлі зниження рівня ДК НЖК ( в усіх вивчаємих тканинах ока та в крові). Повна корекція у стані двох систем (антиоксидантної та ПОЛ) сталася у тканині кришталика вже через 2 години після введення іонолу, в інших тканинах ока та в крові – через добу, за виключенням активності СОД, яка в судинній оболонці та в крові продовжувала залишатися вище контрольного рівня. Активність субклітинних ензимів повністю відновилась в усіх тканинах ока та в крові тільки через 24 години після введення препарату , за виключенням цитохромоксидази в крові, активність якої добу по тому залишалась вище рівня контрольних значень.
Важливим доказом антирадикальної дії іонолу в декомпресійні періоди став рівень ХЛ сироватки крові, який до кінця 24-годинної декомпресії знизився до 30,1 ± 0,4 І/max, ум.од. (табл. 1).
У даних дослідженнях введення іонолу тваринам при експериментальному СТР запобігало інтенсифікації процесів ПОЛ та підвищувало антиоксидантну забеспеченність крові та тканин ока, що погоджується з даними літератури відносно цього питання. Підвищуючи потужність антиоксидантної системи клітин, іонол запобігає активації ПОЛ: зв'язуючи вільні жирні кислоти, знімає їх пошкоджуючу дію на дихальний ланцюг, що призводить до нормалізації метаболізму та енергетичних процесів у клітині. [Єрін О.М. та співавт., 1984, Горбань Є.М. та співавт., 1991.].
Дослідження морфологічних змін у тканинах ока на фоні застосування іонолу показало зменшення порушень у мікроциркуляторному руслі цих тканин. Відзначено менш виражені явища інтерстиціального набряку в оболонках, дистрофічних змін в епітелії рогівки та циліарних відростків, десквамації клітин та набряку зорового нерва, зменшилась кількість та розміри крововиливів. Поряд із регресивними змінами у рогівці, які збереглися, спостерігалися регенеративні процеси, як-от: проліферація клітин із наявністю в них крупних гіперхромних ядер та еозинофільної цитоплазми.
У пізньому декомпресійному періоді регенераторні процеси у тканинах ока проводжували зростати, хоч початкового рівня контролю досягнуто ще не було. Результати морфологічних досліджень підтвердили протекторну дію іонолу на тканини ока при СТР.
Таким чином, встановлена роль іонолу в системі біохімічного захисту клітин ока від пошкоджуючої дії процесів ПОЛ, що дозволяє рекомендувати використання іонолу для клінічних випробувань з метою включення його у комплексну терапію порушень в ділянці ока при СТР.
ВИСНОВКИ
1. Компресiя (4 години) м'яких тканин кiнцiвок супроводжується змiнами структурно-функцiонального стану зорового апарату ока,якi характеризуються активацiєю процесiв перекисного окислення лiпiдiв (ПОЛ) (зростання рiвня дiєнових кон'югатiв ненасичених жирних кислот), зростанням активностi лiзосомальних гiдролаз (катепсину, кислої фосфатази), цитохромоксидази, зниженням активностi компонентiв антиоксидантноi системи (альфа-токоферолу, СОД) у кришталику, склерi, рогiвцi, судиннiй оболонцi та кровi. Активний гiдролiз фосфолiпiдiв в даний перiод СТР призвiв до зниження їх вмiсту у кришталику, склерi, рогiвцi, судиннiй оболонцi ока та в кровi. Морфологiчно встановленi деструктивнi змiни у тканинах рогiвки, склери, судинного тракту та набряк зорового нерва.
2. Перiод ранньої декомпресiї СТР (2 години) характеризувався слабовираженим зростанням iнтенсивностi процесiв ПОЛ у кришталику та в кровi в 0,3-0,6 рази, зниженням рiвня активностi антиоксидантiв та зростанням концентрацiї фосфолiпiдiв переважно у судиннiй оболонцi та в кровi (у 1,5-2,8 рази), зростанням активностi лiзосомальної кислої фосфатази та зниженням активностi мiтохондрiальної цитохромоксидази у кришталику i судиннiй оболонцi майже в 2 рази у порiвняннi з компресiйним перiодом СТР.
3. Перiод пiзньої декомпресiї СТР (24 години) характеризувався зростанням показникiв продуктiв ПОЛ у всiх тканинах ока, якi вивчаються, та в кровi ( в 1,5 рази), подальшим зниженням концентрацiї альфа-токоферолу, фосфолiпiдiв (у кришталику) та активностi СОД до значень,якi є нижчими за рiвень контролю в 2-3 рази у тканинах ока, в 6 разiв - в кровi. Даний перiод СТР характеризувався зростанням активностi кислої фосфатази в 1,5 - 2 рази та зниженням активностi цитохромоксидази в 2-3 рази у всiх тканинах ока, якi вивчаються, та в кровi у порiвняннi з перiодом ранньої декомпресiї ( 2 години).
4. Данi морфологiчних дослiджень у декомпресiйнi перiоди СТР показали, що некомпенсована активацiя ПОЛ супроводжувалась подальшим розвитком дистрофiчних змiн в склєрi,цiлiарному тiлi та капiлярах ока; провiдним фактором у розвитку патологiчних порушень в оцi є недокрiв'я судин сiткiвки ока, що свiдчить про глибоке порушення процесiв мiкроциркуляцiї у цiй спецiалiзованiй нейроструктурi.
5. Встановлена односпрямована змiна вiдносно контролю показникiв перокcидацiї лiпiдiв, фосфолiпiдiв, ензимiв лiзосом i мiтохондрiй у кришталику, склерi, рогiвцi, судиннiй оболонцi та у кровi при СТР.
6. Комбiнована (внутрiшньочеревна та парабульбарна) iнфузiя iонолу при СТР сприяє нормалiзацiї рiвня продуктiв ПОЛ, антиоксидантiв, фосфолiпiдiв, зниженню активностi лiзосомальних гiдролаз у тканинах ока, якi вивчаються, i в кровi та пiдтриманню активностi мiтохондрiальної цитохромоксидази на фiзiологiчному рiвнi. Аналiз даних морфологiчних дослiджень тканин ока на фонi застосування iонолу пiдтвердили його протекторну дiю на тканини зорового аналiзатора при СТР в умовах пошкоджуючої дiї ПОЛ: зменшилась вираженiсть явищ iнтерстицiального набряку в оболонках, десквамацiї клiтин, набряку зорового нерва .
7. Патогенетично обгрунтовано комбiноване введення препарату iонолу з метою вивчення його впливу на структури ока при СТР. Результати проведених експериментальних дослiджень надають можливiсть рекомендувати iонол для клiнiчних вибробувань з метою включення його до комплексної терапiї посттравматичних уражень органа зору при СТР.
СПИСОК ДРУКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ.
1. Ельский В.Н., Павлюченко К.П., Мареева Т.Е., Сидун М.С. Процессы пероксидации в тканях глаза при синдроме длительного раздавливания.// Арх.клин. и эксп. медицины.- 1995.- Т.4, №2.- С.134-139. (85 % - особисто проведено виконання біохімічної частини роботи, постановка експериментальної моделі СТР, аналіз та узагальнення результатів експерименту.).
2. Павлюченко К.П., Ельский В.Н., Сидун М.С., Данильченко С.А. Изменение структуры глаза у крыс при синдроме длительного раздавливания. // Офтальм.журнал.- 1999.- №3.- С.181-184. (60%- самостійно проводила аналіз літератури за темою, приймала активну участь у постановці експерименту та узагальненні його результатів).
3. Ельский В.Н., Павлюченко К.П., Сидун М.С. Влияние ионола на процессы пероксидации в тканях глаза и крови при краш-синдроме мягких тканей.- Укр.биохим.журнал.- 2000.- №1.- С.64-69. (90% - самостійно проводила постановку експерименту, взяття матеріалу, біохімічні лабораторні дослідження, статистичну обробку результатів, аналіз та узагальнення результатів).
4. Колесникова С.В., Павлюченко К.П., Сидун М.С., Заведея Т.Л. Влияние длительного раздавливания мягких тканей задних конечностей на процессы пероксидации липидов в тканях глаза.// Травма.- 2000.- Т.1, №2.-С.145-151. (85%- особисто проведено постановку експерименту підбір оптимальної дози іонолу, біохімічні лабораторні дослідження, статистичну обробку, аналіз та узагальнення результатів експерименту).
5. Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Колесникова С.В., Скобелева Е.И., Мирошниченко А.А., Сидун М.С. Синдром пероксидации как показатель полиорганной недостаточности при СДР.// Юбилейный сборник научных трудов, посвященный 60-летию кафедры общей хирургии ДонМИ.-Донецк.,1992.-Т.1.- С.110 (90%- самостійно проводила аналіз та узагальнення результатів проведених досліджень).
6. Павлюченко К.П.,Сидун М.С.,Мареева Т.Е. Влияние процесса пероксидации липидов на метаболизм тканей фиброзной оболочки и хрусталика при экспериментальном синдроме длительного раздавливания // Юбилейный сборник научных трудов кафедры акушерства и гинекологии №1 ДонГМУ.- Донецк.,1993.- С.65-66. (85%- особисто проведено постановку експерименту, узагальнення результатів, статистичну обробку результатів).
7. Сидун М.С., Хараберюш И.В. Синдром пероксидации в тканях глаза при экспериментальном синдроме длительного раздавливания // Вклад молодых ученых в решение проблем качества оказания медицинской помощи населению крупного промышленного региона: Тез.Межвузовской научн.- практ.конференции.- Донецк,1993.- 120 с. (90%- особисто проведено виконання біохімічної частини роботи, постановка експериментальної моделі СТР, аналіз та узагальнення результатів експерименту).
8. Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Касьянова Е.В., Колесникова С.В., Сидун М.С. Оксидантная и антиоксидантная системы на тканевом и субклеточном уровнях при СДР.// Тез.докл.III Междунар. симпозиума "Системно-антисистемная регуляция в живой и неживой природе".- Киев.-1993.- С.89-90. (60%- самостійно проводила постановку експерименту та біохімічні лабораторні дослідження у тканинах ока, аналіз та узагальнення результатів).
9. Павлюченко К.П., Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Сидун М.С. Процессы пероксидации липидов в тканях глаза при СДР.//Юбилейный сборник научных работ кафедры общей хирургии №1, посвященный 75-летию д.м.н., проф.Завгороднего Л.Г.- Донецк,1994.-С.194-195. (90%- особисто проведено постановку експерименту, узагальнення результатів, статистичну обробку результатів).
10. Ельский В.Н., Павлюченко К.П., Мареева Т.Л., Колесникова С.В., Сидун М.С., Касьянова Е.В. Липосомы и ионол в защите биомембран при синдроме длительного раздавливания.// Вопросы судебной медицины и экспертной практики.: 3-й юбилейный сборник научных трудов, посвящ. 40-летию кафедры судебной медицины ДонМИ. - Донецк., 1994.- С.52. (60% - самостійно проводила постановку експерименту та біохімічні лабораторні дослідження у тканинах ока, аналіз та узагальнення результатів).
11. Сидун М.С., Ельский В.Н., Павлюченко К.П., Мареева Т.Е., Данильченко С.А. Влияние СДР на процессы пероксидации в тканях глаза // Актуальные проблемы педагогики,экспериментальной и клинической медицины.: Сб. научных работ кафедры топ. анатомии ДонГМУ.- Донецк,1994.- С.35-37. (90% - самостійно проводила постановку експерименту, взяття матеріалу, біохімічні лабораторні дослідження, статистичну обробку результатів, аналіз та узагальнення результатів).
12. Павлюченко К.П., Єльський В.М., Сiдун М.С., Колеснiкова
