МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПОПОВ ДМИТРО ОЛЕКСАНДРОВИЧ

УДК 616 - 001. 17. 831. 4. 45. 61

ПАТОФІЗІОЛОГІЧНІ МЕХАНІЗМИ ЗРУШЕННЯ

СТРЕС-РЕАЛІЗУЮЧИХ ПРОЦЕСІВ ЗА УМОВ ТЕРМІЧНИХ УРАЖЕНЬ

14.03.04 – патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Одеса – 2003

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеському державному медичному університеті МОЗ України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, професор,

Напханюк Володимир Клеонтійович, Одеський державний

медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри

гістології, ембріології та цитології.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, заслужений діяч науки і техніки України, професор

Гоженко Анатолій Іванович, Одеський державний медичний університет, МОЗ України, завідувач кафедри загальної та клінічної патологічної фізіології.

доктор медичних наук, професор, Клименко Микола Олексійович, Харківський державний медичний університет, МОЗ України, завідувач кафедри патологічної фізіології

Провідна установа: Донецький державний медичний університет, кафедра патологічної фізіології, МОЗ України, м. Донецьк.

Захист відбудеться „23” травня 2003 року о 13.00 годині на засіданні спецiалiзованої вченої ради Д 41.600.01 при Одеському державному медичному університеті МОЗ України (65026, м. Одеса, Валіховський пров., 2).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеського державного медичного університету, МОЗ України (65026, м. Одеса, Валіховський пров., 2).

Автореферат розісланий „ 15 ” квітня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

к.мед.н., ст.н.с. Соболєв Р.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Не дивлячись на визначні успіхи, досягнуті за останні два десятиліття, проблема термічних уражень продовжує залишатись одним із найбільш складних розділів медичної науки. Необхідність подальшого розвитку досліджень усіх аспектів опікової травми викликана тим, що кількість постраждалих від опіків в усьому світі і особливо у промислово розвинених державах, неухильно росте (А.А. Алексеев, 1997). Відомо (В.В. Азолов, 1990), термічні травми мають складний і недостатньо досліджений патогенез. За умов обширних та глибоких опіків виникають істотні зміни як функції, так і морфології майже усіх органів і систем, при чому причинна взаємозалежність порушень знаходиться на клітинному і субклітинному рівні, що у значній мірі ускладнює визначення тонких механізмів цих патологічних процесів. Оскільки опікова травма супроводжується виразною стресорною реакцією (Т.Г. Григорьева, 2000), інтенсивність якої у значній мірі визначається станом нейроендокринної системи, то очевидно, що у компенсаторних реакціях також провідне місце посідають саме ці структури. З іншого боку спрямованість метаболічних процесів за умов опікової травми інтимно зв’язана з функціональною спроможністю нейроендокринної системи (М.В. Преснякова, 2000), як однією із ланок регуляції гомеостазу організму.

У зв’язку з вищенаведеним, подальший прогрес у розробці цієї проблеми потребує комплексного і більш глибокого підходу до виявлення патогенезу системних і місцевих розладів, що виникають в організмі опечених внаслідок порушень гомеостазу у відповідь на дію термічного фактору. Подібний підхід до вирішення цієї проблеми, на нашу думку, повинен забезпечити реальні умови для кількісної і якісної оцінки реакції організму на термічну травму різного ступеня важкості, починаючи з перших хвилин від моменту її виникнення. У свою чергу, отримання об’єктивної інформації про характер і направленість компенсаторних реакцій організму може бути фундаментальним підґрунтям для розробки адекватних шляхів комплексного, патогенетичного лікування опікових уражень різного ступеню важкості.

Виходячи з викладеного перспективним у цьому плані є дослідження, так званих, „критичних” процесів, які за фізіологічних умов життєдіяльності знаходяться в збалансованому стані та під контролем регуляторних систем і здатні визначити стійкість організму до дії екстремальних чинників довкілля (О.И. Кулич, 1994). На думку багатьох дослідників (И.Л. Назаров, 1994; А.В. Савченкова, 1995; Н.В. Федорова, 2000) саме такими в організмі людини та тварин є процеси, що забезпечують прооксидантно-антиоксидантну рівновагу та функціонування стрес-реалізуючих систем. На жаль, у доступній літературі на сьогодення відсутні дані, які б торкались комплексного дослідження стану та особливостей функціонального взаємозв’язку цих процесів у центральних та периферійних ендокринних органах та органах сечовидільної системи за умов термічного ураження різного ступеня важкості.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до плану науково-дослідних робіт Одеського державного медичного університету і є фрагментом теми „Патогенетичні механізми розвитку захворювань в умовах дії агресивних факторів середовища та шляхи їх корекції” (№ держреєстрації О199U004330). Дисертант є співвиконавцем цієї теми.

Мета дослідження. З’ясувати патофізіологічні механізми порушення функціонального стану стрес-реалізуючих процесів за умов термічних уражень різного ступеню важкості.

Задачі дослідження.

1. Дослідити стан прооксидантно-антиоксидантних процесів у гіпоталамусі, наднирниках, нирках та плазмі крові у динаміці термічних уражень, площею 15% та 30% поверхні тіла.

2. Дослідити вміст катехоламінів у гіпоталамусі, наднирниках, нирках, плазмі крові та сечі і кортикостероїдів у плазмі за умов термічних уражень, площею 15% та 30% поверхні тіла.

3. Виявити особливості функціонального стану ренін-ангіотензивної системи у динаміці термічних уражень, площею 15% та 30% поверхні тіла.

4. Визначити особливості змін у системі циклічних нуклеотидів та активності ацетилхолінестерази у динаміці розвитку опікового ураження.

Об’єкт дослідження: метаболічні зрушення за умов термічного ураження ІІІ-Б ступеня.

Предмет дослідження: функціональний стан ПОЛ-АОС, вміст циклічних нуклеотидів, активність аденілатциклази, фосфодиестерази, реніну, вміст катехоламінів, ангіотензину ІІ, кортикостерону та альдостерону.

Методи дослідження: патофізіологічні, біохімічні, біофізичні, статистичні.

Наукова новизна отриманих результатів. На підставі комплексних досліджень вперше з’ясовані механізми зрушень функціональних взаємовідносин у системі ПОЛ-АОС у гіпоталамусі, нирках, наднирниках та плазмі крові безпосередньо після термічних уражень ІІІ-Б ступеню, площею 15% і 30% поверхні тіла та надана характеристика стану системи циклічних нуклеотидів у залежності від важкості опіку та терміну після нанесення. Вперше виявлені особливості змін функціонального стану симпато-адреналової системи у динаміці термічного ураження та в залежності від площі і досліджуваного органу. Вперше доведено, що термічний опік викликає істотні зрушення активності холінергічних систем та надана їх характеристика на різних етапах розвитку опікової патології і у залежності від важкості травми. Вперше надана характеристика функціональному стану кори наднирників та ренін-ангіотензивній системі у динаміці розвитку опікової патології та визначені особливості їх зрушень у кожному окремо взятому органі і у залежності від площі термічного ураження.

Вперше на підставі проведених досліджень надана характеристика функціональним взаємовідносинам ПОЛ-АОС, САМС, ренін-ангіотензивної та системи циклічних нуклеотидів, вмісту кортикостерону і альдостерону в різних фазах опікового шоку, визначено також внесок кожної системи у розвиток тієї чи іншої його фази.

Практичне значення одержаних результатів. Практичне значення дисертаційної роботи полягає у тому, що розкриті раніше не відомі патогенетичні механізми зрушень прооксидантно-антиоксидантної рівноваги та взаємозв’язок їх зі станом стрес-реалізуючих систем у гіпоталамусі, нирках, наднирниках та плазмі крові при термічних ураженнях різного ступеня важкості. Важливим для з’ясування патогенезу опікових травм також є характеристика досліджених процесів та визначення ролі і їх внеску у розвиток різних фаз опікового шоку. Отримані результати можуть бути використаними у практичній медицині для вирішення питань патогенетичного лікування термічних опіків різного ступеню важкості.

Теоретичні положення дисертації втілені до лекційного курсу та практичних занять для студентів на кафедрах клінічної і загальної патологічної фізіології, медичної хімії, гістології, ембріології та цитології, загальної хірургії Одеського державного медичного університету.

Особистий внесок здобувача полягає в інформаційному пошуку та аналізі літературних джерел, розробці методик досліджень, плануванні, самостійному проведенні досліджень, узагальнення етапів і результатів дисертаційної роботи та оформлення дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були оприлюднені на наукових конференціях молодих вчених та спеціалістів (Одеса, 1999-2002), на засіданнях обласного відділення Українського товариства хірургів (Одеса, 2000-2001), обласного відділення Українського товариства патофізіологів (Одеса, 1999-2000), на 70-й підсумковій конференції студентів та молодих вчених ОДМУ, квітень 2001 р. (Одеса), на V Всеукраїнській науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 1999), на VI Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2000), на VII Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини” (Одеса, 2001), Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених „Вчені майбутнього” (Одеса, 2002).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових праць, з них 7 статей у фахових журналах та 6 у збірниках конференцій.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 162 сторінках машинопису і складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методів досліджень, трьох розділів власних досліджень, висновків та списку літератури, що включає 148 джерел вітчизняних та російськомовних і 89 зарубіжних авторів. Дисертація ілюстрована 25 таблицями.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Експериментальні дослідження проведені на 480 статевозрілих щурах-самцях лінії Вістар, масою 180-200 г, які утримувалися в стандартних умовах віварію Одеського державного медичного університету. У відповідності до мети та задач дослідження всі експериментальні тварини були розподілені на слідуючі групи: 1) інтактні тварини (контроль); 2) тварини після термічного опіку ІІІ-Б ступеню площею 15% поверхні тіла; 3) тварини після термічного опіку ІІІ-Б ступеню площею 30% поверхні тіла. Окрему групу складали тварини, за якими після термічного опіку вели постійний нагляд. Опік ІІІ-Б ступеню, площею 15% та 30% поверхні тіла викликали за допомогою приладу у який були вмонтовані галогенові лампи. До експерименту тварин брали через 10, 30, 60 хвилин, через 3, 6, 24, 48 годин та на 3-ю і 7-у добу після нанесення опіку.

В гіпоталамусі, нирках, наднирниках, плазмі крові та добовій сечі визначали активність супероксиддисмутази за методом Fried K. (1975), активність каталази за методом Holmes R., Masters C. (1970), вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду за методом І.Д. Стальної та Т.Г. Гарішвілі (1977). Активність цАМФ-залежної фосфодиестерази, аденілатциклази та вміст цАМФ і цГМФ визначали за допомогою стандартних наборів фірми „Amersham” (Великобританія). Визначення вмісту адреналіну і норадреналіну у добовій сечі проводили методом В.Б. Вінницького і Ю.П. Шмалько (1978), у тканинах – універсальним флюорометричним методом (Б.Н. Манухин, 1975), у плазмі крові флюорометричним методом (А.А. Шаталова, 1969). Активність ацетилхолінестерази у тканинах та плазмі крові визначали за методом К.Б. Винницкой (1985). Дослідження вмісту кортикостерону в плазмі крові проводили за методом конкурентного зв’язування білком (А.Г. Резніков, 1980), а альдостерону за допомогою набору реактивів СІS International (Франція). Кількість ангіотензину ІІ у плазмі крові та нирках визначали радіоімуним методом (Г.А. Афанасьєва, 1977), а активність реніну за допомогою стандартного набору реактивів СІS International (Франція). Отримані результати досліджень були опрацьовані методом статистичної обробки з використанням стандартних пакетів програм „Primer Biostatistics” Sigma Start (США, 1994).

Результати досліджень та їх обговорення. Внаслідок проведених досліджень встановлено, що термічний опік ІІІ-Б ступеню, площею 15% поверхні тіла, в перші 10 хвилин після нанесення опіку викликає різке посилення утворення дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду (рис. 1). Паралельно з цим на даному етапі досліджень відбувається активація ключових ферментів антиоксидантної системи супероксиддисмутази та каталази. Виявлені зміни у системі ПОЛ-АОС супроводжуються підвищенням кількості цАМФ і зниженням цГМФ та активацією аденілатциклази і гальмуванням фосфодиестерази. Паралельно з цим спостерігається різке збільшення катехоламінів, кількість яких у гіпоталамусі в 2,55, нирках в 2,35, наднирниках 2,8 і в плазмі крові в 2,7 рази є вищою за фізіологічний рівень. Вміст кортикостерону в плазмі крові збільшується в 1,5 рази, в цей

же час кількість альдостерону практично не відрізняється від фізіологічного рівня. Досить істотно на цьому етапі досліджень збільшується активність реніну та вміст ангіотензину ІІ у нирках та плазмі крові і посилюється активність ацетилхолінестерази в усіх досліджених структурах.

Масивна опікова травма, вичерпання антиоксидантних резервів призводять до потужної активації процесів ПОЛ, яка відбувається через шість годин після термічного ураження. При цьому вміст дієнових кон’югатів є вищим за фізіологічний рівень в гіпоталамусі у 2,0, нирках у 1,9, наднирниках у 2,3 і плазмі крові у 2,3 рази (р<0,05). У цей же час відзначається досить істотне гальмування активності супероксиддисмутази і каталази як стосовно попередніх показників, так і здорових тварин і їх показники відносно останніх відповідно дорівнюють: у гіпоталамусі 87,3% і 75,6%; у нирках 93,6% і 80,3%; у наднирниках 82,3% і 80,5%; у плазмі крові 80,3% і 75,6% (р<0,05). Паралельно з цим відбувається зниження вмісту цАМФ та ріст цГМФ. Встановлені перебудови окислювально-відновних процесів та функціонального стану системи циклічних нуклеотидів супроводжуються новим збільшенням вмісту катехоламінів в усіх досліджених структурах. Найбільш виразних змін вміст катехоламінів зазнає в наднирниках та плазмі крові і дещо менших у гіпоталамусі, де їх кількість переважає фізіологічний рівень відповідно у 2,0, 2,1 і 1,9 рази (р<0,05). Паралельно з цим відбувається активація кірки наднирників і росте вміст кортикостерону, який переважає контроль у 2,1 рази, тоді як кількість альдостерону проявляє тенденцію до збільшення відносно попередніх показників, але до значень інтактних тварин вона не досягає. Незважаючи на деяке зниження активності реніну та вмісту ангіотензину ІІ відносно значень 3-ї години він ще є достовірно вищим за рівень фізіологічних показників. На тлі таких розладів метаболізму спостерігається різке гальмування активності ацетилхолінестерази як по відношенню її значень на 3 годину, так і стосовно до інтактних тварин. Зазначені факти надають нам можливість висловити припущення, що продукти стрес-реалізуючих систем сприяють посиленню антиоксидантних захисних механізмів, можливо, виконуючи роль продуктів аварійного стресорного захисту (А.А. Алексеев, 1997). Підтвердженням цих припущень є зниження вмісту дієнових кон’югатів у наступному періоді досліджень (30 хвилин) у гіпоталамусі, нирках та наднирниках до фізіологічного рівня, а в плазмі навіть нижче останнього. Це супроводжується активацією супероксиддисмутази і каталази, зростанням вмісту адреналіну і норадреналіну, посиленням активності аденілатциклази і ацетилхолінестерази. Досить істотно збільшується і вміст кортикостерону в плазмі крові та активується ренін-ангіотензивна система, а це у свою чергу може призводити до порушень кровообігу.

Вторинна інтенсифікація процесів ПОЛ, яка спостерігається через 60 хвилин після термічного опіку відбувається на фоні досить ще високої активності супероксиддисмутази та каталази і найбільш значною вона є у гіпоталамусі та нирках, а сама низька у наднирниках. Поряд з цим спостерігається відносне зниження цАМФ та активності аденілатциклази стосовно попереднього терміну, але ці показники дещо вищі від контролю. Вміст кортикостерону продовжує збільшуватися і є вищим за контроль у 1,98 рази, а активність ацетилхолінестерази у 1,92 рази. На цей час також збільшується активність реніну та вміст ангіотензину ІІ, а показники альдостерону майже не відрізняються від фізіологічного рівня. Істотних змін на цей час не зазнає і активність фосфодиестерази та кількість цГМФ. Що стосується кількості адреналіну та норадреналіну на даному етапі досліджень, то вона в усіх досліджених структурах, не зважаючи на досить істотне зниження порівняно з попереднім терміном, все ж залишається на високому рівні. Цей факт свідчить про те, що надмірні кількості катехоламінів все більше підлягають метаболізму по хіноїдному шляху з утворенням вільнорадикальних інтермедіатів, а останні, як відомо (Н.А. Дорошкевич, 1998), можуть діяти і самі по собі як каталізатори ПОЛ. На третю годину після термічного опіку вміст дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду знов зростає як по відношенню до попереднього терміну, так і контролю і переважає останній відповідно: у гіпоталамусі 88,9%, 76,6%, нирках на 52,6% і 97,9%, наднирниках на 80,4% і 92,8% та плазмі крові на 88,9% і 76,6% (р<0,05). Збільшення кількості дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду, внаслідок вторинної активації ПОЛ відбувається на фоні зниження активності супероксиддисмутази та каталази відносно показників першої години відповідно: у гіпоталамусі на 40,0% і 42,1%, нирках на 17,0% і 13,9%, наднирниках на 46,7% і 24,9% та плазмі крові на 55,7% і 43,6%. Досить істотного зниження відносно попередніх показників зазнає і вміст катехоламінів і при цьому чітко відслідковуються особливості характерні для кожної окремо взятої структури. На цей час активність реніну та вміст ангіотензину ІІ також є нижчим за попередній рівень, тоді як спостерігається ріст кількості кортикостерону в плазмі крові. Останнє є свідченням деякої активації антиоксидантної системи, так як відомо, що гуморальні продукти другої стрес-реалізуючої системи – кортикостероїди – також володіють виразною антиоксидантною активністю (С.И. Воздвиженский, 1990). На третю годину після термічного опіку у гіпоталамусі, нирках, наднирниках та плазмі крові також зменшується і активність ацетилхолінестерази відносно попередніх значень, у гіпоталамусі на 70,0%, нирках на 69,1%, наднирниках на 64,3% і плазмі крові на 45,2% (р<0,05). Таке досить істотне зниження активності ацетилхолінестерази є, очевидно, ознакою початку розвитку нейрогуморальної субкомпенсації. Виявлені зміни напрямку метаболізму супроводжуються зниженням рухливої активності термічно опечених щурів, що свідчить про початок торпідної фази шоку.

По завершенні першої доби після нанесення опіку спостерігається зниження вмісту дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду у тканинах досліджених органах та плазмі крові, але їх кількість у цілому у 1,8-1,9 рази перевершує фізіологічний рівень інтактних тварин (р<0,05).

Окрім виявлених змін на цей час спостерігається і активація супероксиддисмутази та каталази, але якщо у нирках їх значення перевершують рівень контролю, то у гіпоталамусі, наднирниках і плазмі крові знаходяться на рівні останнього. Кількість цАМФ у цей час практично залишається на рівні значень шостої години, тоді як вміст цГМФ є достовірно вищим як за останні, так і відносно інтактних тварин. Незважаючи на досить істотне зниження вмісту катехоламінів в усіх досліджених органах і плазмі крові їх кількість залишається вищою за контроль, і особливо вона висока в наднирниках та плазмі крові. Паралельно з цим відзначається збільшення вмісту кортикостерону та альдостерону в плазмі крові як порівняно з їх значеннями на шосту годину, так і відносно контролю на 130,3% та 15,8%. Досить на високому рівні у цей час зберігається і активність реніну та вміст ангіотензину ІІ у нирках та плазмі крові, що, очевидно, має негативний вплив на стан кровообігу (А.Ф. Каньшина, 1990). Активність ацетилхолінестерази знаходиться на дуже низькому рівні в усіх досліджених структурах і особливо низька вона в гіпоталамусі.

На другу добу після термічного опіку у гіпоталамусі, нирках та плазмі крові вміст дієнових кон’югатів знижується до рівня контрольних показників, тоді як кількість малонового диальдегіду залишається на досить високому рівні. Паралельно з цим активується супероксиддисмутаза в гіпоталамусі та наднирниках, у нирках вона відповідає рівню інтактних тварин, а у плазмі вона вища за останні. Активність каталази у всіх випадках достовірно нижча за рівень контролю. Вміст цАМФ у всіх органах майже не відрізняється від його значень на першу добу є нижчим за контроль; напроти – кількість цГМФ знаходиться на досить високому рівні. Виявлені зміни функціонального стану ПОЛ-АОС та системи циклічних нуклеотидів на цьому етапі досліджень супроводжується новим збільшенням вмісту адреналіну та норадреналіну відносно контролю і попередніх даних в усіх досліджених структурах і особливо у наднирниках, гіпоталамусі і плазмі крові. Вміст кортикостерону на цей час у 3,45 рази є вищим за контроль, а кількість альдостерону переважає останній на 26,6%. Активність ацетилхолінестерази у гіпоталамусі, наднирниках та плазмі крові знову збільшується і переважає рівень інтактних тварин відповідно на 15,4%, 28,6% і 15,4%, а у нирках знаходиться у межах останнього.

Починаючи з третьої і по сьому добу включно в термічно уражених тварин в усіх досліджених структурах та плазмі крові кількість дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду є достовірно вищою, а активність ключових ферментів АОС – нижчою за фізіологічні показники інтактних тварин, що є свідченням вичерпання резервів останньої. Вміст цГМФ у цей час та активність фосфодиестерази посилюється. Незважаючи на досить істотне зменшення вмісту катехоламінів у досліджених органах і плазмі крові та їх екскреції порівняно з їх значеннями на другу добу, ці показники залишаються значно вищими за рівень контроля. На цьому етапі досліджень кількість кортикостерону і альдостерону знижується, а реніну і ангіотензину ІІ збільшується. Відзначається також і ще одна особливість на 7 добу експерименту вміст кортикостерону залишається вищим за контроль, а альдостерону і активність реніну нижчим, тоді як рівень ангіотензину ІІ відповідає останньому. Активність ацетилхолінестерази на 3 і 7 добу достовірно нижча за фізіологічний рівень.

Підтвердженням висловлених вище припущень були дослідження впливу термічного опіку ІІІ-Б ступеню, площею 30% поверхні тіла. В результаті таких досліджень встановлено, що через 10 хвилин після нанесення термічного опіку ІІІ-Б ступеню, площею 30% поверхні тіла у гіпоталамусі, наднирниках, нирках вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду

майже у тричі, а у плазмі крові у 2,7 рази перевершує рівень інтактних тварин (рис. 2). Активність СОД і каталази також різко зростає. Дещо посилюється і активність аденілатциклази та збільшується вміст цАМФ, тоді як активність фосфодиестерази і кількість цГМФ майже не відрізняється від рівня інтактних тварин. Майже у 3,5 рази збільшується у цей час вміст катехоламінів у гіпоталамусі та плазмі крові і у 3,75 рази у наднирниках, у нирках у 3,15 рази (р<0,05). Збільшується і вміст кортикостерону у плазмі крові, ангіотензину ІІ і активності реніну у плазмі крові і нирках та активується ацетилхолінестераза. Слід зауважити, що виявлені зрушення у перші 10 хвилин після термічного опіку ІІІ-Б ступеню, площею 30% поверхні тіла є значно більшими ніж аналогічні за умов опіку площею 15%. Окрім цього на 30 хвилину спостерігається зниження вмісту дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду відносно попередніх значень та активується СОД і каталаза. Кількість катехоламінів у гіпоталамусі, наднирниках зростає відносно контролю майже у 4 рази і у нирках та плазмі крові у 3,5 рази (р<0,05). У деякій мірі збільшується вміст цАМФ та активується аденілатциклаза, тоді як кількість цГМФ і активність фосфодиестерази знижується. Майже у двічі на цей час збільшується активність реніну у нирках та плазмі крові та вміст ангіотензину ІІ.

Кількість продуктів стрес-реалізуючої системи у досліджених органах неухильно зростає і через годину після термічного ураження вона перевершує рівень інтактних тварин більше як у 4 рази, наслідком чого є, очевидно вторинна активація ПОЛ. Підтвердженням висловлених припущень, є посилення майже у 3,5 рази інтенсивності процесів ПОЛ та збільшення вмісту дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду, у той час як відбувається різке гальмування супероксиддисмутази та каталази. При цьому необхідно підкреслити, що вміст катехоламінів та продуктів ПОЛ у цей час є самим високим на протязі усього

Рис. 2. Вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду у плазмі крові за умов термічного ІІІ-Б ступеню, площею 30%; *Р>0,05 стосовно контролю.

експерименту. Активність ацетилхолінестерази на цей час достовірно знижується відносно її значень у попередньому терміні, але залишається на досить високому рівні порівняно з контролем. Суттєвого зниження на цьому етапі досліджень зазнає і активність реніну та вміст ангіотензину ІІ у нирках та плазмі крові, що очевидно є ознаками зниження судинного опору, та зменшення артеріального тиску, порушення периферійного кровообігу і мікроциркуляції, які є характерними для шоку.

Починаючи з третьої години після термічного ураження площею 30% і по шосту годину включно кількість дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду у гіпоталамусі, наднирниках і нирках майже у 3 рази, а в плазмі крові у 2,6 раз є вищою за контроль. У цей час активність супероксиддисмутази і каталази гальмується не тільки по відношенню до попередніх показників, але і до інтактних тварин. Знижується і вміст цАМФ та активність аденілатциклази і водночас збільшується кількість цГМФ та активність фосфодиестерази. Вміст катехоламінів на даному етапі досліджень залишається на високому рівні і кількість кортикостерону продовжує неухильно зростати. Істотного гальмування на цей час зазнає і активність ацетилхолінестерази, а активність реніну та вміст ангіотензину ІІ, не зважаючи на зниження, залишаються на достовірно високому рівні.

Під кінець першої доби після опіку вміст дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду переважає рівень інтактних тварин майже у 2 рази. Активність ключових ферментів АОС зберігається на низькому рівні. Вміст цАМФ та активність аденілатциклази дещо збільшується відносно значень на шосту годину, але залишається достовірно нижчим ніж у контролі, а цГМФ і активність фосфодиестерази достовірно вищі за останній. Слід також зазначити, що на цей час вміст адреналіну у гіпоталамусі, нирках та плазмі крові різко знижується як по відношенню до попередніх показників, так і контролю, а в наднирниках його кількість достовірно вища за останній. Означені факти, очевидно, є свідченням поступового виснаження функціональної спроможності симпато-адреналової системи, наслідком чого може бути, як відомо (В.К. Кулагин, 1998), порушення життєво важливих функцій організму та його резистентності. Високий рівень активності реніну та вмісту ангіотензину ІІ у нирках та плазмі крові сумісно з кортикостероном (С.И. Воздвиженский, 1990) посилюють порушення периферійного кровообігу.

Через дві доби після термічного опіку ІІІ-Б ступеню, площею 30% поверхні тіла активність процесів ПОЛ різко знижується відносно їх значень на першу добу, але кількість дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду ще є достовірно вищою в усіх досліджених структурах за рівень інтактних тварин. Зниження інтенсивності ПОЛ супроводжується активацією супероксиддисмутази і каталази та зростанням адреналіну і норадреналіну у гіпоталамусі, нирках, наднирниках та плазмі крові. Зазначені зміни у системі ПОЛ-АОС та вмісту катехоламінів, очевидно (А.Н. Оборин, 1995), визначають зниження активності аденілатциклази і кількості цАМФ та активують фосфодиестеразу і сприяють росту цГМФ. На цей час вміст кортикостерону переважає рівень інтактних тварин у 4,1 рази, а альдостерону не відрізняється від останніх. Активність реніну та вміст ангіотензину ІІ залишається на рівні першої доби і є достовірно вищими за контроль. Дещо посилюється у цей час активність ацетилхолінестерази, але вона залишається ще досить низькою.

Для третьої доби після термічного ураження, площею 30% поверхні тіла характерним є те, що знову спостерігається інтенсифікація процесів ПОЛ та різке пригнічення активності супероксиддисмутази та каталази. Вміст цАМФ та активність аденілатциклази на даному етапі досліджень знаходяться на дуже низькому рівні, у той же час, як кількість цГМФ і активність фосфодиестерази знову збільшуються. Наслідком токсемії, яка, як відомо (Л.В. Савченкова, 1995), при термічних ураженнях, площею 20%, розпочинається після другої доби, очевидно, є надто високий вміст кортикостерону в плазмі крові, але при цьому кількість альдостерону, ангіотензину ІІ і активності реніну знаходяться на рівні інтактних тварин, що очевидно також обумовлює нормалізацію кровообігу та резорбцію активних сполук у зоні опіку (Н.В. Федорова, 2000). Активність ацетилхолінестерази на цей час також знаходиться на рівні значень інтактних тварин.

Під кінець експерименту (7 доба) відзначається нове посилення інтенсивності ПОЛ, що очевидно є наслідком росту токсемії (P.M. Goldman, 1990) і одночасно майже у 2 рази знижується активність супероксиддисмутази та каталази. Свідченням глибокої дезорганізації метаболічних процесів на цей час є різке зниження вмісту цАМФ та цГМФ та пригнічення активності аденілатциклази і фосфодиестерази. У цей же час вміст адреналіну та норадреналіну в усіх досліджених органах, плазмі крові та добовій сечі є достовірно вищим за їх фізіологічні значення. Вміст кортикостерону в плазмі крові дещо знижується відносно значень третьої доби, але рівень здорових тварин переважає у 2,5 рази, а альдостерону є достовірно нижчим за останні. Це може свідчити про порушення не тільки вуглеводного, ліпідного, білкового обміну, але і мінерального (J.H. Seok, 1999). Достовірно нижчим є і вміст реніну та ангіотензину ІІ у нирках та плазмі крові. Про декомпенсацію холінергічної системи на даному етапі досліджень свідчить і низька активність ацетилхолінестерази.

Таким чином, основні патогенетичні механізми термічного ураження (шоку), безпосередньо зв’язані з активацією ПОЛ та станом антиоксидантних механізмів, виразність змін яких залежить від площі опіку, терміну після травми та має органо-тканинні особливості. Первинна активація ПОЛ є тим поштовхом, що запускає стрес-реакцію організму, викликаючи збудження гіпоталамусу, що у свою чергу призводить до істотних перебудов метаболізму та його регуляторних систем і, зокрема, системи циклічних нуклеотидів. Вміст катехоламінів у тканинах та крові також залежить від площі опіку та терміну після ураження і має виразну органо-тканинну специфічність. У випадку опіку, площею 30% поверхні тіла первинна і вторинна активація ПОЛ безпосередньо переходять одна у другу, а проміжок між ними є дуже короткочасним. Одночасне збільшення вмісту кортикостерону в органах та крові, очевидно, посилює реакцію кровоносних судин на катехоламіни. Негативний вплив катехоламінів на мікроциркуляцію доповнюється високим рівнем ангіотензину ІІ та активністю реніну у нирках і плазмі крові. У цей же час активується і холінергічна система. Після такої перенапруги спостерігається вичерпання всіх резервів антиоксидантної, симпато-адреналової та систем циклічних нуклеотидів і на перше місце виступають явища токсемії з підвищеними метаболічними і функціональними зрушеннями.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі – з’ясування ролі стрес-реалізуючих систем у патогенезі термічних уражень різного ступеню важкості. На підставі проведених даних вперше розкриті механізми функціональних взаємовідносин ПОЛ-АОС і стрес-реалізуючих систем у гіпоталамусі, нирках, наднирниках і плазмі крові у динаміці дії термічних уражень різного ступеню важкості та визначено їх внесок у патофізіологічні механізми розвитку різних фаз шоку.

1. Термічний опік ІІІ-Б ступеню, площею 15% та 30% поверхні тіла супроводжується первинною активацією ПОЛ у гіпоталамусі, нирках, наднирниках та плазмі крові: зростає кількість дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду і в залежності від важкості опіку має органо-тканинну специфічність. Первинна активація ПОЛ змінюється реактивним гальмуванням цього процесу зі зниженням вмісту дієнових кон’югатів та малонового диальдегіду. Після короткочасної стабілізації, тривалість якої залежить від важкості травми, відбувається вторинна активація ПОЛ, яка значно переважає первинну і при цьому вміст дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду зберігається на високому рівні на протязі всього експерименту.

2. Первинне посилення процесів ПОЛ супроводжується активацією ключових ферментів АОС – супероксиддисмутази і каталази, яка досягає максимальних змін на момент зниження вмісту дієнових кон’югатів і малонового диальдегіду. Найбільш суттєво активність ферментів у цей час посилюється у нирках. У подальшому спостерігається поступове зниження активності супероксиддисмутази та каталази, виразність виявлених змін залежить від важкості опіку, органу та терміну.

3. Зміни стану системи циклічних нуклеотидів у динаміці розвитку термічних уражень площею 15% та 30% поверхні тіла носять фазний характер. Безпосередньо після опіку у гіпоталамусі, нирках та наднирниках спостерігається посилення активності аденілатциклази та збільшення вмісту цАМФ. Паралельно з цим активність цАМФ фосфодиестерази гальмується, а вміст цГМФ практично не змінюється. Означені зміни по терміну співпадають з первинною активацією ПОЛ-АОС, після чого спостерігається поступове зниження активності аденілатциклази і вмісту цАМФ та активація цАМФ – фосфодиестерази і збільшення кількості цГМФ, виразність виявлених зрушень залежить від площі опіку, терміну після ураження та органу.

4. Термічний опік ІІІ-Б ступеню, площею 15% і 30% поверхні тіла викликає стійкі зрушення холінергічних процесів, які у ранньому періоді характеризуються посиленням активності ацетилхолінестерази і зниженням на сьому добу, виразність виявлених зрушень знаходиться у залежності від органу та площі опіку, а тривалість кожного етапу від важкості термічного ураження.

5. Після термічного ураження спостерігається активація ренін-ангіотензивної системи у нирках та плазмі крові, яка згодом поступово гальмується і на 7 добу після опіку є достовірно нижчою за фізіологічний рівень, виразність виявлених змін та тривалість кожного етапу залежить від площі опіку.

6. Встановлено накопичення катехоламінів у гіпоталамусі, нирках та наднирниках і у крові. Зміни вмісту адреналіну та норадреналіну у досліджених структурах носять неоднозначний характер: максимальна кількість катехоламінів в органах та плазмі крові відзначається у початковому періоді опікової травми, після чого відбувається зниження їх кількості але до кінця експерименту вона є вищою за інтактних тварин.

7. Неоднозначних змін у плазмі крові за умов термічного опіку ІІІ-Б ступеню, площею 15% і 30% поверхні тіла зазнає вміст кортикостерону та альдостерону; починаючи з перших хвилин після опіку відзначається різке збільшення вмісту кортикостерону, який досягає максимальних значень на другу добу, у той же час як кількість альдостерону знижується, глибина виявлених змін залежить від площі опіку.

8. Основні патогенетичні механізми термічних уражень спряжені з активацією ПОЛ, яка з посиленим синтезом катехоламінів та надходженням їх до крові, що супроводжується збільшенням вмісту кортикостерону та інтенсифікацією ренін-агіотензивної і холінергічної систем, змінами функціонального стану системи циклічних нуклеотидів. Виявлені зміни переводять організм у стан підвищеної резистентності, тривалість цього етапу залежить від площі термічного ураження. Перенапруження досліджених систем швидко вичерпує антиоксидантні резерви, що супроводжується запороговим гальмуванням і розвитком торпідної фази шоку, тривалість якої залежить від площі опіку.

ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Попов Д.О., Напханюк В.К.Стан кисеньзалежних процесів у нирках щурів за умов термічного ураження // Вісник морської медицини. – 2000. - №4 (12). – С. 98-101. (Проведення експериментальних досліджень та аналіз їх результатів, оформлення статті, 80%).

2. Попов Д.О., Напханюк В.К.Стан системи циклічних нуклеотидів у тканинах нирок за умов термічного ураження // Український медичний альманах. – 2000. - №6. – С. 150-151. (Проведення експериментальних досліджень та аналіз їх результатів, оформлення статті, 80%).

3. Попов Д.О. Вплив термічного ураження на вміст адреналіну і норадреналіну в органах та плазмі крові щурів // Одес. мед. журнал. – 2002. - №3 (49). – С. 33-35.

4. Попов Д.О., Напханюк В.К. Вплив термічних уражень на активність ацетилхолінестерази в органах та плазмі крові щурів // Вісник морської медицини. – 2002. - № 2. – С. 73-75 (Проведення експериментальних досліджень та аналіз їх результатів, оформлення статті, 80%).

5. Попов Д.О., Напханюк В.К. Вплив термічного опіку на вміст гідрокортизону та альдостерону в плазмі крові щурів // Вісник проблем біології і медицини. – 2002. – №.5 – С. 94-97. (Проведення експериментальних досліджень та аналіз їх результатів, оформлення статті, 80%).

6. Попов Д.О., Напханюк В.К. Динаміка окислювально-відновлювальних процесів у гіпоталамусі та наднирниках щурів на різних етапах опікового шоку // Вісник проблем біології і медицини. – 2002. - №. – С. 36-39. (Проведення експериментальних досліджень та аналіз їх результатів, оформлення статті, 80%).

7. Ославська Т.М., Попов О.Г., Напханюк В.К., Попов Д.О. Вміст сульфгідрильних груп та відновленого глутатіону в різних структурах головного мозку при опікових ураженнях // Одес. мед. журнал. – 1998. - №5 (49). – С. 24-27. (Проведення експериментальних досліджень, оформлення статті, 30%).

8. Ославська Т.М., Попов Д.О. Особливості патохімії структур головного мозку після опікової травми в експерименті // Матеріали науково-практичної і навчальної конференції кафедр загальної хірургії медВУЗів України ІІІ-IV рівнів акредитації. – Одеса, 1998. – С. 64-65. (Проведення експериментальних досліджень, 30%).

9. Ославская Т.М., Попов Д.О. Состояние редокс-системы головного мозга после ожоговой травмы // Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини. V Всеукраїнська науково-практична конференція. – Одеса. – 1999. – С. 271-272. (Проведення експериментальних досліджень та аналіз їх результатів, 30%).

10. Попов Д.О. Стан редокс-системи кіркової речовини нирок при термічній травмі // Ювілейна підсумкова наукова конференція студентів і молодих вчених „100 років Одеському медичному університету”. Тези доповідей. – ОДМУ. – 2000. – С. 122.

11. Попов Д.О. Вплив опікової травми на функціональний стан нирок щурів // Ювілейна 70-а наукова конференція студентів і молодих вчених, присвячена 10-річчю незалежності України. Тези доповідей. – Одеса, 2001. – С. 89.

12. Попов Д.О. Взаємообумовленність метаболічних зрушень у корі головного мозку та нирках за умов термічного ураження // Сучасні досягнення валеології та спортивної медицини. VII Міжнародна науково-практична конференція. – Одеса, 2001. – С. 192.

13. Попов Д.О. Вплив термічних уражень різного ступеня тяжкості на екскрецію катехоламінів // Вчені майбутнього. Міжнародна науково-практична конференція молодих вчених. Тези доповідей. Одеса. – 2002. - С. 16-17.

АНОТАЦІЯ

Попов Д.О. Патофізіологічні механізми зрушення стрес-реалізуючих процесів за умов термічних уражень. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 14.03.04 – патологічна фізіологія – Одеський державний медичний університет, МОЗ України, Одеса, 2003.

Проведено дослідження патофізіологічних механізмів порушень функціонального стану стрес-реалізуючих процесів у гіпоталамусі, нирках, наднирниках та плазмі крові за умов термічних уражень ІІІ-Б ступеню, площею 15 і 30% поверхні тіла щурів.

Встановлено, що термічний опік викликає первинну активацію процесів ПОЛ у всіх