НАЦIОНАЛЬНА АКАДЕМIЯ НАУК УКРАЇНИ

IНСТИТУТ ФIЗIОЛОГIЇ iм.О.О. БОГОМОЛЬЦЯ

ЗАВЕДЕЯ ТЕТЯНА ЛЕОНТIЇВНА

УДК 616-091-001.36-008.61

Вплив iонолу та альфа-токоферолу при

спiльному застосуваннi на процеси

пероксидацiї лiпiдiв та вмiст циклiчних нуклеотидiв у серцi, печiнцi та кровi при синдромi тривалого розчавлювання в експериментi

14.03.04 - патологiчна фiзiологiя

Автореферат дисертацiї на здобуття наукового ступеню

кандидата бiологiчних наук

Київ - 1999

Дисертацiєю є рукопис.

Робота виконана у Донецькому державному медичному унiверситетi iм.М.Горького

Науковий керiвник: член-кореспондент АМН України, доктор медичних наук,

професор Єльський Вiктор Миколайович, завiдувач кафедри патологiчної фiзiологiї Донецького державного медичного унiверситету iм. М.Горького

Офiцiйнi опоненти:

Доктор бiологiчних наук, професор Жалiло Любов Iванiвна, Українська Академiя

державного управлiння при Президентовi України, кафедра валеологiї;

Доктор медичних наук, професор Середенко Михайло Михайлович, Iнститут фiзiологiї iм. О.О.Богомольця НАН України, завiдувач вiддiлом по вивченю гiпоксичних

станiв;

Провiдна установа: Iнститут ендокринологiї i обмiну речовин iм. В.П.Комiсаренка

АМН України

Захист вiдбудеться " 16 " березня 1999 р. о 14-00 год. на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д-26.198.01. Iнституту фiзiологiї iм. О.О. Богомольця НАН України(м.Київ, вул. Богомольця, 4).

З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Iнституту фiзiологiї iм.О.О.Богомольця НАН України за адресою: м.Київ, вул. Богомольця,4.

Автореферат розiсланий " 17 " лютого 1999 р.

Вчений секретар

спецiалiзованої вченої ради,

доктор бiологiчних наук Сорокiна-Марiна З.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнiсть проблеми.

Щороку спостерiгається зростання рiвню травматизма, особливо пов'язаного з виробництвом, транспортом та стихiйними лихами. За абсолютною величиною смертностi травматизм займає третє мiсце в свiтi пiсля серцево-судинних та онкологiчних захворювань та перше мiсце серед людей до 45 рокiв (Проценко В.А. та співавт., 1988).

Синдром тривалого розчавлювання (СТР) належить до числа тяжких форм травми. У вугiльнiй промисловостi травматизм у 4 рази вище, нiж в iнших галузях виробництва (Нiренбург К.Г. та спiвавт., 1987).Лiкування СТР розроблено недостатньо, тому необхiдне детальне вивчення патогенезу метаболiзму клiтин, ролi процесiв перекисного окислення лiпiдiв (ПОЛ), активностi антиоксидантної системи (АОС). Корекцiя цих порушень являє собою складну проблему, тому що питання, якi торкаються змiн у бiомембранах шокової клiтини, вимагають уточнення (Брюсов П.Г.та спiвавт., 1992).

Вiдомо, що непомiрна активацiя процесiв ПОЛ у деяких органах при СТР веде до мембранодеструктивних процесiв клiтин, виходу лiзосомальних ферментiв, якi збiльшують процеси деструкцiї у клiтинi (Брюсов П.Г. та спiвавт., 1992). Це може бути причиною виникнення метаболiчних порушень. Антиоксидантна система стабiлiзує процеси ПОЛ. При недостатностi бiогенних антиоксидантiв з метою корекцiї порушень процесiв ПОЛ застосовують синтетичнi штучнi, як, наприклад, iонол (Маньковська I.Н. та спiвавт., 1988; Меєрсон Ф.З. та спiвавт., 1988) чи природнi, як, наприклад, альфа-токоферол (Подберезiна Н.Б. та спiвавт., 1992; Munrod L.H. et al., 1997).

Широко вивчалось питання про застосування одного антиоксиданта при порушеннях процесiв ПОЛ при рiзних патологiях. Данi про спiльне застосування двох та бiльше антиоксидантiв нечисленнi (Бараков Ю.I. та спiвавт., 1995; Salabudeen A.K. et al., 1996). Вiдомо, що використання двох та бiльше антиоксидантiв не дає сумарного ефекту на процеси пероксидацiї лiпiдiв (Абрамова Ж.I. та спiвавт., 1985). Ця дiя багатогранна та потребує подальшого вивчення. Не проводилось дослiдження по вивченню впливу iонолу та альфа-токоферолу при спiльному застосуваннi. За даними М.В.Бiленко та спiвавт. (1989) в умовах патологiї при введеннi iонола органiзм в першу чергу реалiзує ендогенний антиоксидант альфа-токоферол. Тому iонол нами застосован разом з альфа-токоферолом.

Застосування препаратiв з метою регуляцiї обмiнних процесiв, особливо корекцiї процесу перекисного окислення лiпiдiв, має стати значним внеском у розробку патогенетично обгрунтованого лiкування СТР

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами та темами.

Дисертацiйна робота виконана як частка комплексної програми НДР:

СН.03.04.0002.86 № держреєстрацiї 01860042209 "Поиски информативныхкритериев для оценки тяжести травматического шока" та "Патогенетична корекцiя лiпiдної пероксидацiї в мiокардi на тканинному та субклiтинному рiвнях iонолом та лiпосомами при стресi та шоцi" (1996-1998).

Мета наукового дослiдження.

Встановити характер впливу iонолу та альфа-токоферолу на процеси пероксидацiї лiпiдiв та вмiст циклiчних нуклеотидiв у тканинах серця, печiнки та кровi в динамiцi розвитку СТР.

Для досягнення цiєї мети були поставленi такi завдання:

1. Визначити вмiст продуктiв ПОЛ - дiєнових кон'югатiв ненасичених жирних кислот (ДК НЖК), малонового дiальдегiду (МДА), АОС - основних компонентiв: альфа-токоферолу (ТФ), супероксиддисмутази (СОД), глютатiону, аскорбiнової кислоти (АК), фосфолiпiдiв у тканинах серця, печiнки та кровi у динамiцi СТР (4 год. компресiї, 2 та 24 год. декомпресiї).

2. Визначити вмiст циклiчних нуклеотидiв – циклiчного 3,5-аденозiнмонофосфату (цАМФ) та циклiчного 3,5 – гуанозiнмонофосфату (цГМФ) у тканинах серця, печiнки та кровi у динамiцi СТР (4 год. компресiї, 2 та 24 год. декомпресiї).

3. Провести морфологiчнi дослiдження (електронну та свiтову мiкроскопiю) змiн, що вiдбуваються у тканинах серця, печiнки та кровi у взаємозв'язку з лiпiдною пероксидацiєю у динамiцi СТР (4 год. компресiї, 2 та 24 год. декомпресiї).

4. Дослiдити вплив iонолу та ТФ на лiпiдну пероксидацiю у тканинах серця, печiнки та кровi у взаємозв'язку з лiпiдною пероксидацiєю у динамiцi СТР (2 та 24 год. декомпресiї).

5. Дослiдити вплив iонолу та ТФ на вмiст циклiчних нуклеотидiв - цАМФ та цГМФ у тканинах серця, печiнки та кровi у динамiцi СТР ( 2 та 24 год. декомпресiї).

6.Провести морфологiчнi дослiдження (електронну та свiтову мiкроскопiю) тканин органiв, що вивчаються, на тлi введення iонолу та ТФ в динамiцi СТР (2 та 24 год. декомпресiї).

Наукова новизна роботи

В данiй роботi набуло подальший розвиток вивчення впливу антиоксидантiв на процеси ПОЛ при СТР.

Виявленi невiдомi ранiш закономiрностi активацiї процесiв ПОЛ, порушень функцiї антиоксидантної системи та змiни вмiсту циклiчних нуклеотидiв у тканинах печiнки, серця та кровi при СТР.

Вперше вивчено вплив iонолу та альфа-токоферолу при спiльному застосуваннi на процеси пероксидацiї лiпiдiв та вмiст циклiчних нуклеотидiв при СТР.

Відміченi морфологiчнi внутришньоклiтиннi змiни методами свiтової та електронної мiкроскопiї у рiзних шокових органах, які пiдтверджують мембранодеструктивнi процеси при пероксидацiї лiпiдiв у динамiцi її розвитку при СТР.

Виявленi мембранопротекторнi властивостi iонолу та альфа-токоферолу при їх спiльному застосуваннi, якi сприяли зменшенню деструктивних процесiв у тканинах серця, печiнки та кровi.

Вперше вивчено вплив iонолу та альфа-токоферолу при спiльному застосуваннi на збiльшення резистентностi органiзму до травми, що виявилось у збiльшеннi тривалостi життя експериментальних тварин при СТР.

Теоретичне та практичне значення роботи

1.Результати дослiдження дозволяють рекомендувати для клiнiчної апробацiї спiльне застосування iонолу та альфа-токоферолу при СТР.

2.Результати роботи можуть бути використанi при викладеннi патологiчної фiзiологiї у медичних вузах, а також в лабораторiях та клiниках, якi займаються дослiдженням проблем травматичної патологiї.

Теоретичнi положення дисертацiї упровадженi в учбовий процес кафедр патологiчної фiзiологiї Донецького, Луганського, Запорiзького та Днiпропетровського медичних унiверситетiв.

Конкретний особистий внесок автора.

Автором особисто проведенi експериментальнi дослiдження по встановленню вмiсту продуктiв ПОЛ, компонентiв АОС, фосфолiпiдiв та циклiчних нуклеотидiв у лабораторних тварин при СТР на тлi комплексного введення iонолу та ТФ та без нього. Проведена статична обробка результатiв.

Морфологiчнi дослiдження зробленi за допомогою свiтового та електронномiкроскопiчного дослiдження центральної науково-дослідницької

лабораторії Донецького державного медичного унiверситету iм. М.Горького

(керівник групи - к.б.н. Шевченко Н.І.).

На пiдставi отриманих результатiв сформульованi висновки та оформлено науковi публiкацiї.

Апробація дисертації

Матеріали дисертацiї доповідались на:

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

1.

Публікації.

За темою дисертацiї опублiковано 13 друкованих робіт, з них 3 статтi у центральних журналах i 2 у наукових збiрках.

Структура дисертації та ії обсяг.

Дисертацiя складається з введення, огляду лiтератури, опису методiв дослiдження, роздiлiв власних дослiджень, обговорення результатiв, заключення та висновкiв.

Загальний обсяг дисертацiї складає 108 сторiнок машинописного тексту. Iлюстрований матерiал подано на 6 малюнках, 16 таблицях, 10 електронно-мікроскопічних фотографіях. Список лiтератури складає 237 джерел, з них 81 iноземне.

ОСНОВНИЙ ЗМIСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження.

Експериментальна частина виконана на бiлих щурах масою 190-210 г, якi утримувались у стандартних умовах вiварiю. Контрольнi та основнi дослiди ставили одночасно, зважаючи на добовi та сезоннi коливання бiоритмiв. Моделювання СТР проводили розчавлюванням м'яких тканин заднiх кiнцiвок щурiв протягом чотирьох год. на поверхнi 6-10 см2 у станках-дозиметрах, запропонованих Єльським В.М. (1976) з манометричним контролем сили розчавлювання (4 кг/см2).

Така компресiя м'яких тканин заднiх кiнцiвок щурiв викликає повний комплекс морфофункцiональних змiн, характерних для СТР (Єльський В.М., 1977; Кулагiн В.К., 1978). Дослiдження на тваринах проводили пiд гексеналовим наркозом у дозi 10 мг/кг.

Виживання тварин при даному видi моделювання травматичного шоку визначалось на 2 групах.

Тваринам першої групи вводили внутришньочеревинно iонол в дозi 20 мг/кг та ТФ у дозi 3 мг/кг через 4 год. компресiї в момент зняття преса. Тваринам другої групи вводили внутришньочеревинно аналогiчний об'єм олiї. Тривалiсть дослiду на виживання склала п'ять дiб пiсля усунення компресiї. Дослiдження стану процесiв пероксидацiї, обмiну циклiчних нуклеотидiв та ефективностi корекцiї цих процесiв при СТР iонолом та ТФ при комплексному використаннi проводилися на 9 групах щурiв. Вiд кожної з 9 груп одержанi первиннi масиви даних з 10 варiант. Тварин декапiтували та одразу вiдбирали проби тканин серця, печiнки та кровi. Тканини гомогенiзували для подальшого дослiдження.

Для оцiнки стану ПОЛ використовували методи бiохiмiчних дослiдiв вмiсту ДК НЖК та МДА. Вмiст ДК НЖК у тканинах серця, печiнки та кровi визначали за Placer у модифiкацiї В.Б.Гаврилова та спiвавт. (1983) за величиною пiку поглинення кон'югованих дiєнових структур гiдроперекисiв лiпiдiв у областi 232-234 нм на спектрофотометрi СФ-26.

Визначали вміст МДА , який утворюється у результаті реакцiї кінцевих продуктів ПОЛ з тіобарбiтуровою кислотою, спектрофотометрично за Р.Bernhelm et al. у модифiкацiї Ю.А.Владимирова та спiвавт.(1972) за Рожевим забарвленям триметинового комплексу, інтенсивність якого визначається при довжині хвилі 540-580 нм.

Для оцiнки стану антиоксидантної системи використовували методи бiохiмiчних дослiджень вмiсту ТФ, АК, СОД та глютатiону.

Вмiст природнього антиоксиданту ТФ визначали методом I.Biery в модифiкацiї Р.Ш.Киселевич та спiвавт.(1973). Принцип методу грунтується на здатностi ТФ вiдновлювати хлорне залiзо у присутностi iндикатору альфа-альфа-диперидiлу. При цьому утворюється рожеве забарвлення, iнтенсивнiсть якого визначається на спектрофотометрi при 520 нм.

Активнiсть СОД визначали за методом С.Чеварi та спiвавт. (1985). Метод грунтується на тому, що при взаємодiї вiдновлювальної форми НАДН та феназинметасульфату генеруються супероксиднi радикали, якi вiдновлюють нітросинiй тетразолiй (НСТ) в гiдразинтетразолiт. У присутностi СОД вiдсоток вiдновлювання нітросинього тетразолiю зменшується, що встановлюється спектрофотометрично.

Кiлькiсний вмiст аскорбiнової кислоти визначали за J.H.Roe et al. (1973) у модифiкацiї В.В.Соколовського та спiвавт.(1973). Метод заснований на взаємодiї 2,4-дiнiтрофенiлгiдразину з декетогулоновою кислотою з утворенням вiдповiдного озазону, якi дають червоне забарвлення, що використовується для фотометричного визначення при 520 нм. З метою обчислення суми кислот їх окислюють розчином 2,6-дiхлорфенолiндофенолу. АК визначається за рiзницею.

Визначення вмiсту глютатiону проводили за методом Н.Г.Зернова та спiвавт.(1969) фотометрично при довжинi хвилі 520 нм.

Вмiст фосфолiпiдiв визначався за стандартними наборами "Теst-Combination Phospholipide" німецької фiрми "Boеchringer Mannheim Gmbh Diagnostica".

Концентрацiя цАМФ та цГMФ визначалась методом радiоiзотопної мiтки, за стандартними наборами "In vitro test [125 I] RIAKIT", розробленими дослiдним iнститутом виробництва та застосування радiоiзотопiв (Прага, Чехословаччина). Радиоактивнiсть пiдраховувалась на сцинтiляцiонному бета-лiчильнику "Rack Beta".

Для свiтової мiкроскопiї з метою аналiзу морфофункцiональних змiн у клiтинах печiнки та серця шматочки тканин фiксували у 10% розчинi нейтрального формалiну, заливали в парафiн. Парафiновi зрiзи завтовшки 5-8 мкм забарвлювали гематоксилiном та еозином , iмпрегнували серебром .

Електронномiкроскопiчне дослiдження проводили на електронному мiкроскопi "Тесла"-БС-612 (Чехословаччина) у центральній науково-дослідницькій лабораторії Донецького державного медичного унiверситету iм. М.Горького (керівник групи - к.б.н. Шевченко Н.І.).

Шматочки тканини розмiщували у 2,5% розчину глутарового альдегiду

на фосфатному буферi(рН 7,4), потiм фiксували 1% розчином чотирьохокису осмiю на тому ж буферi. Тканину зневоднювали у спиртах висхiдної концентрацiї та заливали в Епон-812. Напiвтонкi зрiзи забарвлювали 1% розчином толуiдинового синього, а ультратонкi - уранiлацетатом i цитратом свинцю .

З метою корекцiї виявлених бiохiмiчних порушень при експериментальному СТР були застосованi препарати iонол (синтетичний антиоксидант) у дозі 20 мг/кг та ТФ (природнiй антиоксидант) у дозі 3 мг/кг .

Iонол та ТФ - фармакологiчнi препарати, допущенi мiнiстерством охорони здоров'я до використання у лікувальних закладах.

При статичнiй обробцi експериментального матерiалу керувалися методичними вказiвками за основними прийомами статистичного аналiзу в бiологiчних та медичних дослiдженнях (Венчиков А.I., 1974; Урбах В.Ю., 1975; Бейлi Н., 1979). Нами визначена середня арифметична величина виборки (М), квадратичне вiдхилення (G), помилка середньої арифметичної (m), показник суттєвостi рiзниць (t). На основi величин t та числа спостережень показали iмовiрнiсть рiзниць (р) за таблицею Ст'юдента. Рiзниця вважалася достовiрною, починаючи зi значення р < 0,05, тобто, коли правильнiсть висновку про iснування рiзниць середнiх величин могла бути пiдтверджена в бiльш нiж у 95 % випадкiв. Результати дослiджень пiддавались статичнiйобробцi на ЕОМ.

Результати досліджень та їх обговорення

Стан процесів пероксидації лiпiдiв та вмісту циклічних нуклеотидів у динаміці розвитку СТР.

Проведенi нами дослiдження стану процесiв ПОЛ, активностi АОС та вмiсту циклiчних нуклеотидiв у тканинах серця, печiнки та кровi при експериментальному СТР показали значнi змiни показників цих процесів у порiвняннi з показниками iнтактних тварин.

4-годинна компресiя м'яких тканин заднiх кiнцiвок щурiв призвела до iнтенсифiкацiї процесiв ПОЛ, про що свiдчило значне зростання

концентрацiї продуктiв ПОЛ (ДК НЖК та МДА ) у тканинах печiнки, серця та кровi.

У тканинах печiнки та серця рiвень вмiсту ДК НЖК зрiс майже у 4 рази, у кровi - у 5 раз у порiвняннi з контрольними показниками. Збiльшився рiвень концентрацiї МДА у тканинах печiнки, серця та кровi (Мал.). Вміст фосфолiпiдiв у крові збільшився у 1,2 рази у порівнянні з контролем .

Порушення клiтинного метаболiзму при СТР обумовлено також порушенням антирадикального захисту. 4-годинна компресiя призвела до зниження концентрацiї альфа-токоферолу та активностi СОД у кровi на 70%. Рiвень концентрацiї глютатiону у цей перiод у кровi в 2 рази був нижче контрольних показникiв. Зменшилась кiлькiсть АК у тканинах печiнки, серця та кровi.

У розвитку багатьох патологiчних станiв, враховуючи й СТР, значна роль вiдводится вивченню стану вмiсту циклiчних нуклеотидiв (цАМФ та цГМФ), тому що вони – важливi внутрішньоклiтиннi посередники. Збiльшення концентрацiї циклiчних нуклеотидiв викликає активацiю специфiчних протеiнкиназ, якi фосфорилiрують рiзноманiтнi бiлки-субстрати. Бiосинтез циклічних нуклеотидів каталiзується мембранними ферментами, активність яких залежить від стану процесів ПОЛ у клiтинi (Вiноградова Р.П., 1978).

Через 2 год. декомпресiї стан процесiв ПОЛ змiнився, судячи по зростанню рiвня концентрацiї ДК НЖК та МДА, у порiвняннi з перiодом 4-годинної компресiї. Дещо збiльшилась кiлькiсть фосфолiпiдiв у кровi (Мал.).

У перiод ранньої декомпресiї спостерiгався подальший спад активностi ферментів та вмісту компонентів антиоксидантної системи, що виявилось у зниженнi активностi СОД, вмісту АК та глютатiону у кровi. Кiлькiсть ТФ у тканинах печiнки та серця майже не змінилась у порiвняннi з перiодом 4-годинної компресiї.

Рiвень вмiсту цАМФ та цГМФ у перiод 2-годинної декомпресiї пiдвищився у поiвняннi з контролем: цАМФ у печiнцi - в 4 рази, серцi - у 5 разiв, кровi - 3,5 рази, цГМФ - у печiнцi - у 3 рази, серцi - 2,5 рази, кровi - 3,5 рази.

У перiод 24-годинної декомпресiї спостерiгалося зниження концентрацiї продуктiв ПОЛ у тканинах печiнки, серця та кровi - ДК НЖК та МДА, але не до контрольної . Зменшився рiвень концентрацiї фосфолiпiдiв у кровi в 1,8 рази у порівнянні з контролем. Можливо, причиною зниження активностi вiльнорадикального окислення лiпiдiв є надмiрне накопичення продуктiв ПОЛ у перiодi ранньої декомпресiї.

Рiвень вмiсту продуктiв ПОЛ (ДК НЖК та МДА) майже наблизився до вмiсту у компресiйному перiодi.

Рiвень антиоксидантiв пiсля 24-годинної декомпресiї залишався значно нижче контрольних показникiв. Так, рiвень ТФ у перiод пiздньої декомпресiї був на 60%нижче контрольних показникiв, у перiод 4-годинної та 2-годинноїдекомпресiї - на 80%.

Некомпенсована активацiя процесiв ПОЛ на тлi зниження природної

антиоксидантної активностi характеризувала динамiку розвитку травматичного СТР. Порушення регуляцiї процесiв ПОЛ можна вiднести до неспецифiчного, вторинного стану пошкодження рiзних тканин. Завдяки ланцюговiй природi процесiв ПОЛ, їх здатностi до самоускорення, а також завдяки їх впливу на iншi процеси в клiтинi, внесок у порушення регуляцiї процесiв ПОЛ у пошкодження клiтин може перевершити внесок специфiчних патологiчних агентiв та визначити перехiд звернених процесiв у незверненi (Абрамова Ж.І. та співавт., 1985).

Вмiст циклiчних нуклеотидiв у перiод 24-годинної декомпресiї зменшився у порiвняннi з перiодом 2-годинної декомпресiї та наблизився до компресiйного.

Морфологiчнi дослiдження у динамiцi розвитку СТР у тканинах печiнки та серця підтвердили наявність мембранодеструктивних процесів у клiтинах, що сталися внаслiдок порушення стану процесiв ПОЛ: спостерігалось багато

контактiв лiзосом з мiтохондрiями, агрегацiя елементiв кровi (еритроцитів), пошкодження зовнiшнiх клiтинних мембран, гомогенiзацiя органоїдiв цитоплазми та iншi.

Вплив іонолу та альфа-токоферолу на стан процесів пероксидації лiпiдiв та вміст циклічних нуклеотидів у динаміці розвитку СТР.

Летальнiсть тварин вiд СТР у наших дослiдженнях склала 77 % (виживаємість 23%). Можна зробити висновок про необхiднiсть попередження та корекцiї порушень у системi регуляцiї ПОЛ при СТР. Тому у роботі дослiджувався вплив iонолу та ТФ (синтетичного та природного антиоксидантiв) на процеси лiпiдної пероксидацiї у тканинах печiнки, серця, кровi.

За даними М.В.Бiленко та співавт.(1987) в умовах патологiї при введеннi iонолу органiзм у першу чергу реалiзує ендогенний антиоксидант ТФ, тому нами iонол використовувався разом з ТФ з метою бiльш ефективної корекцiї процесiв ПОЛ.

Введення антиоксидантiв пiсля усунення компресiї призвело до значних змiн у корекцiї процесiв пероксидацiї.

При цьому в перiод ранньої декомпресiї рiвень ДК НЖК у кровi на фонi iнфузiї антиоксидантiв був вище контрольних значень в 2 рази, без iнфузiї - бiльш нiж у 5 разiв, рiвень вмiсту МДА був нижче в 2 рази на фонi iнфузiї, нiж без неї.

На тлi введення iонолу та ТФ концентрацiя фосфолiпiдiв у кровi знизилась у порiвняннi з аналогiчними перiодами без нього. У перiод 4-годинної компресiїї на фонi iнфузiї концентрацiя фосфолiпiдiв була вище контрольного значення в 1,8 рази, у раннiй декомпресiйний перiод - в 1,6 рази, у перiод 24-годинної декомпресiї - в 1,2 рази. Введення iонолу та альфа-токоферолу призвело до змiн концентацiї антиоксидантiв у дослiджених тканинах. Так, активнiсть СОД у кровi без iнфузiї антиоксидантiв пiсля 4-годинної компресiї знизилась на 70 %, у перiод 2-годинної декомпресiї - на 80 %. При введеннi iонолу та ТФ ми спостерігали корегуючий ефект: зниження активностi СОД не було таким значним. На тлi iнфузiї антиоксидантiв активнiсть СОД знизилась у порiвняннi з контролем, у перiод 2-годинної та 24-годинної декомпресiї - на 30 %.

Мiнiмальний рiвень концентрацiї ТФ у кровi вiдзначався у перiод 4-годинної компресiї та ранньої декомпресiї. Введення антиоксидантiв збiльшило рiвень концентрацiї вiтамiну Е у кровi, але не до контрольних значень, Рiвень концентрацiї вiтамiна Е у перiод ранньої та пiздньої декомпресiї на тлi iнфузiї антиоксидантiв був нижче контролю на 25-30 %.

У тканинах печiнки та серця кiлькiсть АК знизилась у перiоди 4-годинної компресiї та 2-годинної декомпресiї майже на 70 %, у перiод пiзд-

ньої декомпресiї - на 60 %. У кровi мiнiмальна кiлькiсть АК припадала на перiод ранньої декомпресiї та складала 20 % вiд контрольного показника. Введення iонолу та ТФ нормалiзувало кiлькiсть АК у перiод ранньої та пiздньої декомпресiї у тканинах серця та кровi, наблизило до норми у тканинах печiнки.

Використання антиоксидантiв призвело до пiдвищення вмiсту глютатiону у кровi, рiвень якого зберiгався однаковим у вивчаємих перiодах СТР та був нижче контролю на 30 %. Без використання iонолу та ТФ кiлькiсть глютатiону у кровi була нижче контрольних показникiв у перiод 4-годинної компресiї та 24-годинної декомпресiї - на 50 %, у перiод 2-годинної компресiї - на 70 %.

Таким чином, отриманi результати дослiджень свiдчать, що введення iонолу та ТФ чинить значний вплив на процеси пероксидацiї, що виявилось у зниженнi кiлькостi продуктiв ПОЛ та пiдвищенні активності та рiвня вмісту антиоксидантiв у тканинах печiнки, серця та кровi.

У динаміці розвитку СТР рiзко зростав рiвень циклiчних нуклеотидiв у тканинах печiнки, серця та кровi .

У перiод ранньої декомпресiї на фонi iнфузiї антиоксидантiв визначено зниження вмісту цАМФ та цГМФ у порівнянні з показниками цього періоду без інфузії: вміст цАМФ у тканинах печiнки був у 2 рази вище контролю, у тканинах серця - в 3 рази, у кровi - в 1,5 рази,концентрацiя цГМФ у тканинах печiнки та серця наблизилась до норми, у кровi - в 2 рази вище контролю.

Таким чином, можна зробити висновок, що введення iонолу та альфа-токоферолу привело до зниження концентрацiї цАМФ та цГМФ у декомпресiйному перiодi СТР у тканинах печiнки, серця та кровi.

Морфологiчнi дослiдження пiдтвердили зменшення пiд дiєю iонолу та ТФ синдрому лiпiдної пероксидацiї у тканинах печiнки, серця та кровi. У перiод 2-годинної декомпресiї структурнi порушення у тканинах серця, печiнки, та кровi менш вираженi, нiж у щурiв, що не отримували iонол та ТФ.

Ультраструктурно визначено зменшення контактiв лiзосом з мітохондрiями, менш вираженi пошкодження зовнішніх клiтинних мембран.

У перiод пiздньої декомпресiї на фонi iнфузiї антиоксидантiв поруч з деструктивними процесами з'являються ознаки збiльшення синтетичних процесiв внутрішньоклiтинної регенерацiї.

Вiдомо, що пiсля виведення з органiзму та припинення прямої дiї синтетичного антиоксиданту, виявляється зменшення вмiсту тканинних антиоксидантiв. Подiбне витiснення бiологiчно цiнних антиоксидантiв зумовлює порушення метаболiзму тканини та викликає зменшення її резистентностi. Використання двох або бiльше антиоксидантiв зумовлює єфект впливу на процеси ПОЛ не їх кiлькiстю, а тим, як вдається збiльшити активнiсть бiологiчних тканинних антиоксидантiв. Такий ефект, можливо, викликан тим, що антиоксиданти охороняють одне одного вiд швидкої витрати. Крiм того, при застосуваннi малих доз двох антиоксидантiв можливо пряме вiдновлення з окисленого стану одного антиоксиданта iншим, що забезпечує багаторазову дiю одного з них у актах окислення (Герасимов А.Н. та спiвавт., 1985; Абрамова Ж.I. та спiвавт., 1985; Tesoriors L.et al., 1996).

Таким чином, встановлена роль iонолу та ТФ в системi бiохiмiчного захисту клiтин вiд пошкоджуючої дiї процесiв ПОЛ, що дозволяє рекомендувати використання iонолу та ТФ у комплекснiй терапiї СТР.

ВИСНОВКИ

1. Синдром тривалого розчавлювання (4-годинна компресiя м'яких тканин заднiх кiнцiвок щурiв) супроводжувався активацiєю процесiв перекисного окислення лiпiдiв та зниженням активностi антиоксидантної системи у тканинах печiнки, серця та кровi. Це виявилося у збiльшеннi вмiсту фосфолiпiдiв, продуктiв ПОЛ (малонового дiальдегiду, дiєнових кон'югатiв ненасичених жирних кислот) майже в 2,5 рази у порiвняннi з контролем на тлi рiзкого зниження вмiсту та активностi компонентiв антиоксидантної системи - супероксиддисмутази. альфа-токоферолу, аскорбiнової кислоти, глутатiону. Вмiст у кровi дiєнових кон'югатiв та малонового дiальдегiду знаходився у кореляцiйнiй залежностi з активнiстю супероксиддисмутази та вмiстом альфа-токоферолу, аскорбiнової кислоти та глутатiону. Значно збiльшився вмiст циклiчних нуклеотидiв (цАМФ та цГМФ) у тканинах печiнки, серця та кровi у порiвняннi з контролем.

2. У перiод ранньої декомпресiї (2 год.) СТР у тканинах печiнки, серця та кровi iнтенсивнiсть процесiв ПОЛ збiльшилася та активнiсть антиоксидантної системи зменшилась у порiвняннi з компресiйним перiодом СТР.

У перiод декомпресiї (24 год.) СТР у тканинах серця, печiнки та кровi було визначено зниження iнтенсивностi процесiв ПОЛ на тлi пiдвищення активностi антиоксидантної системи у порiвняннi з раннiм перiодом декомпресiї (2 год.). Але вмiст фосфолiпiдiв, продуктiв ПОЛ був вище контрольних значень майже у 1,5-2 рази. Активнiсть супероксиддисмутази, вмiст альфа-токоферолу, аскорбiнової кислоти, глутатiону в цей перiод СТР залишились значно нижче контрольних значень. Вмiст циклiчних нуклеотидiв збiльшився у 2-годинному декомпресiйному перiоді СТР та зменшився у 24-годинному періоді декомпресії до рівню компресійного.

3. Некомпенсована активацiя процесiв ПОЛ при СТР супроводжувалась розвитком мембранодеструктивних процесiв порушення суцiльностi та проникливостi мембран клiтини та клiтинних органел - мiтохондрiй, лiзосом, у тканинах печiнки та серця, що пiдтверджується морфологiчним дослiдженням.

4. Спiлне введення iонолу та альфа-токоферолу наприкiнцi компресiї

виявляло позитивний ефект, збiльшуючи виживаємість щурiв до 87%, зменшуючи летальнiсть до 13%. Виживаємість при данiй моделi СТР без використання iонола та альфа-токоферола була 23% (летальнiсть 77%).

Спiльна iнфузiя iонолу та альфа-токоферолу привела, з одного боку, до зниження вмісту фосфолiпiдiв, продуктiв ПОЛ та, з другого боку, до збiльшення активностi та вмiсту компонентiв АОС.

Введення iонолу та альфа-токоферолу впливало на вмiст циклiчних нуклеотидiв у тканинах серця, печiнки та кровi, сприяючи наближенню його до контрольних значень у перiодах 2- та 24-годинної декомпресiї СТР.

5. За даними морфологiчного дослiдження спiльне введення iонолу та альфа-токоферолу при СТР у значному ступені обмежило мембранодеструктивнi процеси, зменшило ступiнь дистрофiчних пошкоджень у тканинах серця та печiнки.

6. Виявлення антиоксидантної ролi iонолу та альфа-токоферолу при спiльному їх застосуваннi у системi бiохiмiчного захисту клiтин вiд пошкоджуючої дiї вiльних радикалiв та продуктiв ПОЛ при СТР дає можливiсть рекомендувати iонол та альфа-токоферол до клiнiчного iспиту з метою включення в комплексну терапiю СТР.

СПИСОК ОСНОВНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛIКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦII

1. Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Заведея Т.Л., Семенова Н.А. Инфузия природных и синтетических ингибиторов перекисного окисления липидов в коррекции свободнорадикального окисления липидов при травматической болезни // Инфузионно-трансфузионная терапия при неотложных состояниях и травме на догоспитальном этапе и в клинике. Сб.научн.трудов.-Л., 1990.-С.101-107.

2. Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Заведея Т.Л., Колесникова С.В. Регуляторная роль антиоксидантов в коррекции липидной пероксидации при синдроме длительного раздавливания // Патол. физиол. и експерим.терапия.-1993.-N 1.-С.21-23.

3. Ельский В.Н., Колесникова С.В., Богатырева Е.В., Заведея Т.Л., Скобелева Е.В. Влияние липина на процессы перекисного окисления в разных органах при синдроме длительного раздавливания // Журнал Академiї медичних наук України.-1997. т.3, №4.-С.643-655.

4. Ельский В.Н., Заведея Т.Л., Колесникова С.В., Сидун М.С., Гончаренко Л.Е., Антонов А.Г. Антиоксидантная коррекция процессов перекисного окисления липидов и обмена циклических нуклеотидов при экспериментальном СДР // Актуальнi питання педагогiки експериментальної та клiнiчної медицини (Респ.зб.наук. праць).-Донецьк.- 1997.-С.137-141.

5. Ельский В.Н., Шевченко Н.И., Заведея Т.Л., Колесникова С.В., Линчевская Л.П., Денисов А.Т., Сидун М.С. Влияние фосфатидилхолиновых липосом на морфологические изменения в различных органах при синдроме длительного раздавливания// Архив клинической и экспериментальной медицины.- 1998.-Т.7, №2. - С. 37-42.

6. Ельский В.Н., Шевченко И.И., Мареева Т.Е., Якубенко Е.Д., Заведея Т.Л. Антиоксидантная коррекция нарушений проницаемости биомембран при травматическом шоке// Нарушение механизмов регуляции и их коррекция: Тез.докладов IV Всесоюз. съезда патофизиологов. Кишенев, 1989.-М., 1989.-Т.II.-С.526.

7. Мареева Т.Е., Бородин А.Д., Заведея Т.Л., Линчевская Л.П. Регуляторная роль антиоксидантной системы в адаптационной перестройке организма при травматическом шоке// Современные вопросы анестезиологии и реаниматологии: Тез.докладов обл.научн. конференции анастезиологов и реаниматологов Кузбасса.-Новокузнецк, 1989.-С.176-177.

8. Ельский В.Н., Бородин А.Д., Мананков А.К., Самсоненко Р.А., Мареева Т.Е., Никонова Н.А., Заведея Т.Л. Органная топография распределения биологически активных веществ (БАВ) и субклеточная ферментная активность при шоке // Тез.докладов обл.научн.конференции морфологов.-Донецк, 1989.- С.33.

9. Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Заведея Т.Л., Семенова Н.А. Роль антиоксидантной системы и перекисного окисления липидов в патогенезе травматического шока // Экспериментальная и клиническая патофизиология экстремальных и терминальных состояний: Тез. докладов Всесоюзного симпозиума.-Новокузнецк, 1990.-С.16-19.

10. Ельский В.Н., Мареева Т.Е., Николау С.А., Заведея Т.Л., Колесникова С.В., Касьянова Е.В. Перекисное окисление липидов при черепно-мозговой травме и синдроме длительного раздавливания в эксперименте // Медицинская наука -здравоохранению Донбасса: Тез.докладов обл.научн.конференции, посвящ. 60-летию ДонМИ. Т.1.-Донецк, 1990.- С.164.

11. Заведея Т.Л. Регуляторная роль антиоксидантной системы в адаптационной перестройке организма при травматическом шоке // Достижения молодых ученых в практику здравоохранения: Тезисы докладов обл. научн. конференции.-Донецк, 1990.-С.16.

12. Elsky V.N., Mareeva T.E., Zavedeya T.L., Kolesnicova S.V., Tomachinsky S.A. Antioxidant correction of lipid peroxidation in pathogenesis of shock // Constituent Congress International Society Pathophysiology: Abstracts ,Moskow, May 28.- june 1, 1991, p.307.

13. Єльський В.М., Колеснiкова С.В., Заведея Т.Л., Кас'янова С.В., Сидун М.С., Нiколау С.А.).Вплив iонолу на пiдвищення резистентностi органiзму до черепно-мозкової травми (ЧМТ) та синдрому тривалого розчавлювання (СТР) // Фiзiологiчний журнал. - 1996. - Т.42. - N 3-4.-С.117.

АНОТАЦIЇ:

Заведея Т.Л. Вплив iонолу та альфа-токоферолу при спiльному їх застосуваннi на процеси пероксидацiї лiпiдiв та вмiст цiклiчних нуклеотидiв у печiнцi, серцi та кровi при синдромi тривалого розчавлювання в експериментi. – Рукопис.

Дисертацiя на здобуття наукового ступеня кандидата бiологiчних наук за спецiальнiстю 14.03.04 - патологiчна фiзiологiя. Iнститут фiзiологiї iм. О.О.Богомольця НАН України, Київ, 1998.

Захищається 13 наукових праць, якi вмiщують результати експериментальних дослiджень стану процесiв перекисного окислення лiпiдiв, активностi антиоксидантної системи та вмiсту циклiчних нуклеотидiв у печiнцi, серцi та кровi при СТР в експериментi. Показана патогенетична роль порушень процесiв пероксидацiї у функцiональнiй недостатностi рiзних органiв при СТР. Встановлено позитивний вплив комплексного введення iонолу та альфа-токоферолу (синтетичного та природнього антиоксидантiв) на нормалiзацiю процесiв пероксидацiї лiпiдiв та вмiст циклiчних нуклеотидiв

при СТР.

Ключовi слова: синдром тривалого розчавлювання, ioнол, альфа-токоферол, процеси пероксидацiї лiпiдiв.

Заведея Т.Л. Влияние ионола и альфа-токоферола при совместном их применении на процессы пероксидации липидов и содержание циклических нуклеотидов в печени, сердце и крови при синдроме длительного раздавливания в эксперименте. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук по специальности 14.03.04. - патологическая физиология. Институт физиологии им. А.А.Богомольца НАН Украины, Киев, 1998.

Синдром длительного раздавливания (СДР) относится к числу наиболее тяжелых форм травмы. Лечение СДР разработано недостаточно, поэтому необходимо детальное изучение патогенеза метаболизма клеток, роли перекисного окисления липидов (ПОЛ), активности антиоксидантной системы (АОС), содержания циклических нуклеотидов. Не проводилось исследование по изучению влияния ионола и альфа-токоферола при совместном их использовании на процессы пероксидации липидов и содержание циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) при СДР. Использование препаратов с целью регуляции обменных процессов, особенно коррекции процессов пероксидации липидов, является значительным вкладом в разработку патогенетически обоснованного лечения СДР.

Защищается 13 научных работ, которые содержат результаты экспериментальных исследований состояния процессов перекисного окисления липидов, активности антиоксидантной системы и содержания циклических нуклеотидов в печени, сердце и крови при СДР в эксперименте. Экспериментальная часть исследования была выполнена на белых лабораторных крысах нелинейного разведения. СДР моделировали путем сдавления мягких тканей задних конечностей крыс на протяжении четырех часов в станках-дозиметрах с манометрическим контролем силы сдавления (4 кг/см2) под гексеналовым наркозом (10мг/кг). Для определения содержания продуктов ПОЛ, активности и содержания компонентов АОС применяли методы биохимических исследований. Для определения содержания циклических нуклеотидов (цАМФ, цГМФ) применяли метод радиоизотопной метки. Было проведено морфологическое исследование (световая и электронная микроскопия) тканей печени и сердца.

Некомпенсированная активация процессов ПОЛ на фоне снижения природной антиоксидантной активности характеризовала динамику развития СДР. СДР сопровождался активацией процессов пероксидации липидов и снижением активности АОС в тканях печени, сердца и крови. Это выразилось в увеличении содержания фосфолипидов, продуктов ПОЛ на фоне снижения содержания и активности компонентов АОС. Значительно возросло содержание циклических нукдеотидов (цАМФ, цГМФ) в тканях печени, сердца и крови по сравнению с контрольными значениями.

В работе показана патогенетическая роль нарушений процессов пероксидации в функциональной недостаточности различных органов при СДР. Морфологические исследования в динамике развития СДР в тканях печени и сердца подтвердили наличие мембранодеструктивных процессов в клетках, вызванных нарушением состояния процессов пероксидации липидов: наблюдались многочисленные контакты лизосом с митохондриями, агрегация элементов крови (эритроцитов), разволокнение миофибрилл, множественные повреждения клеточных мембран, гомогенизация органелл цитоплазмы.

В данной работе получило дальнейшее развитие изучения влияния антиоксидантов на процессы ПОЛ при СДР. Установлено позитивное влияние комплексного введения ионола и альфа-токоферола (синтетического и природного антиоксидантов) на нормализацию процессов пероксидации липидов и содержание циклических нуклеотидов при СДР. Ионол вводили в дозе 20 мг/кг и альфа-токоферол в дозе 3 мг/кг массы внутрибрюшинно. Введение антиоксидантов после устранения компрессии привело к значительным изменениям в протекании процессов пероксидации липидов и содержания циклических нуклеотидов при СДР. Совместная инфузия ионола и альфа-токоферола привела, с одной стороны, к снижению продуктов пероксидации липидов и содержания циклических нуклеотидов и, с другой стороны, к увеличению активности и содержанию компонентов антиоксидантной системы.

Морфологические исследования подтвердили уменьшение под дейвствием ионола и альфа-токоферола синдрома липидной пероксидации в тканях печени и сердца: набдюдалось меньше контактов активированных лизосом с митохондриями, меньше повреждений наружной мембраны. В период поздней декомпрессии на фоне инфузии антиоксидантов наряду с деструктивными процессами появились признаки увеличения синтетических процессов внутриклеточной регенерации мембран клеток и внутриклеточных органелл (лизосом, митохондрий).

Совместное введение ионола и альфа-токоферола позволило снизить летальность эксперементальных животных при СДР до 13%, которое составляла без применения антиоксидантов 77%. Выявленная антиоксидантная роль ионола и альфа-токоферола при совметсном их применении в системе биохимической защиты клетки от повреждающего действия своюодных радикалов и продуктов ПОЛ при СДР дает возможность рекомендовать эти препараты для клинического испытания сцелью включения в комплексную терапию СДР.

Ключевые слова: синдром длительного раздавливания, ионол, альфа-токоферол, процессы пероксидации липидов.

Zavedeya T.L. The Influence of ionol and alpha-tocopherol on the processes of lipid peroxidation and the exchange of cyclic nucleotides in liver, heart and blood under experimental long-tern crush-syndrome. – Manuscript.

Thesis for the candidate’s degree in biological sciences by speciality 14.03.04.- Pathological physiology. A.A. Bogomoletz Institute of Physiology, Ukranian National Academy of Sciences, Kyiv, 1998.

Under defence there are 13 scientific works which contain the results of the experimental research of the processes state of peroxide oxidation of lipids, of the anti-oxidant system activity and of the exchange of cyclic nucleotids in liver, heart and blood under the experimental crush-syndrome . The pathogenic role of peroxidaton process disturbances in functional disorders of various organs under the crush-syndrome has been dysplayed. The positive influence of the ionol and alfa-tocopherol complex introduction on the normalization of the processes of peroxidation and of the exchange of cyclic nucleotids under crush-syndrome has been established. The infusion ofionol and alfa-tocopherol favours the stabilization and the rise of the resistance to free-radical damages of cellular membranes of varous organs under crush-syndrome .

Key words: cruch-syndrome, ionol, alfa-tocopherol, the processes of lipid peroxidation