Автореферат и диссертация по медицине (14.00.13) на тему:Глутатион-зависимая антиоксидантная система головного мозга при черепно-мозговой травме

2 2 МАЯ 19С5

ВОЕННО-МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

СМИРНОВ

Владимир Витальевич

ГЛУТАТИОН-ЗАВИСИМАЯ АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ГОЛОВНОГО МОЗГА ПРИ ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМЕ

14.00.13—НЕРВНЫЕ БОЛЕЗНИ 03.00.04— БИОХИМИЯ

АВТОР ЕФ ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

1995

Работа выполнена в Военно-медицинской академии.

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор Л. А. КОЖЕМЯКИН кандидат медицинских наук, доцент М. М. ОДИНАК

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор А. Ю. МАКАРОВ доктор медицинских наук, профессор В. В. РУДАКОВ

Ведущее учреждение — Санкт-Петербургский Государственный медицинский университет имени академика И. П. Павлова.

Защита состоится « » 1995 г в ю часов на

заседании диссертационного совета Д 106.03.10 при Военно-медицинской академии (194175, Санкт-Петербург, ул. Лебедева, 6).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан « г^ » 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор В. В. НЕЧИПОРЕНКО

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время во всем мире наблюдается неуклонный рост травматизма, что связано с'широким внедрением новых технических средств на производстве, транспорте и в быту. Согласно данным статистики, в нашей стране ежегодно регистрируются сотки тысяч случаев травматизма. Повреждения черепа и головного мозга при этом составляют более трети всех травм, вместе с тем, они занюхают первое место среди причин смерти пострадавших и их инвалидизации (Ромоданов А.П. и др., 1991). Последнее связано не только с необратимыми структурными изменениями, которые возникают в мозге в момент травмы, но и с тем, что черепно-мозговая травма (ЧМТ) часто является пусковым механизмом нарушения процессов саморегуляции деятельности головного мозга. В свою очередь, это приводит к патологическим прогрессирующим сдвигам вегетососудистых реакций организма, а также к нарушению психической деятельности (Ромоданов А.П. и др., 1991). Сложность патогенеза, широкий диапазон клинических наблюдений, недостаточное восстановление нарушенных функций в посттравматическом периоде, высокий процент смертности при тяжелых травмах, а также формирование психосоциальной неполноценности у больных, перенесших ЧМТ, определяют практическое значение данной проблемы (Гельфанд В.Б.,1986; Промыслов М.Ш., 1984). Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о патогенетической значимости нерегулируемой активации процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) при ЧМТ, обусловливающих степень функционально-деструктивных нарушений клеточных мембран, развитие отека и необратимых

- г -

изменений в ткани мозга (Скорняков В.И., 1989). Вместе с тем, в литературе крайне скудно представлены сведения о метаболических механизмах регуляции уровня ПОЛ в тканях мозга и СМЖ при ЧМТ. Практически отсутствуют данные о состоянии антиоксидантных систем и их роли в патогенезе травматического повреждения мозга. Крайне фрагментарно представлены сведения об одной из ключевых антиоксидантных систем головного мозга - системе глутатиона. Теоретическая и практическая значимость изучения закономерностей функционирования глутатион-зависимой антиоксидантной системы и ее роли в регуляции процессов ПОЛ при ЧМТ определили цель и задачи настоящего исследования.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение закономерностей функционирования глутатион-зависимой антиоксидантной системы головного мозга и спинномозговой жидкости прк черепно-мозговой травме, ее роли в регуляции процессов перекис-ного окисления липидов. Разработка на этой основе рекомендаций по клинико-лабораторной диагностике степени тяжести травмы, оценке прогноза заболевания, а также теоретического обоснования патогенетической коррекции нарушений, возникающих в течение травматической болезни мозга. В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:

1. Разработать методические подходы по определению показателей перекисного окисления липидов и глутатион-зависимой антиоксидантной системы в спинномозговой жидкости пострадавших с черепно-мозговой травмой и ткани головного мозга экспериментальны) животных.

2. Сопоставить интенсивность перекисного окисления липиди и активность глутатион-зависимой антиоксидантной системы с уров-

нем и характером метаболических расстройств в спинномозговой жидкости у пострадавших с различной степенью тяжести черепно-мозговой травмы.

3. Оценить значение системы глутатиона в антиоксидантной защите клеток головного мозга и ее роль в регуляции процессов переписного окисления липидов в условиях экспериментальной черепно-мозговой травмы.

Научная новизна. Получены новые данные о метаболических закономерностях функционирования глутатион-зависимой антиоксидантной системы головного мозга и СМ при ЧМТ. Установлена полоди-тельная корреляционная связь между тяжестью травматического повреждения мозга и уровнем ПОЛ. Выявлено нарушение соотношение окисленной и восстановленной форм глутатиона в острый период ЧМТ. Установлено снижение общего тиольного статуса клеток головного мозга в условиях экспериментальной ЧМТ. Показана зависимость между уровнем окисленного глутатиона в СМЖ и степенью тяжести травмы. Выявлены активности глутатионпероксидазы и глута-тионредуктазы в интактной СШ. Показана активация глутатионпероксидазы в СМЖ у пострадавших со средней и тяжелой степенью ЧМТ, а также в мозге экспериментальных животных уже в первые минуты после травматического воздействия. Обнаружена активность глутатион-Б-трансферазы и глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы в лик-воре пострадавших с ЧМТ легкой, средней и тяжелой степенью тяжести при отсутствии таковых в СМЖ у пациентов контрольной группы. Обнаружено снижение ферментативной активности т-глутамилт-ранспептидазы, глутатион-Б-трансферазы и глюкозо-б-фосфат-дегид-рогеназы в мозге травмированных животных. Выявлено значение указанных показателей в дифференциальной диагностике степени тяжес-

ти ЧМТ. Обоснована роль глутатион-зависимой антиоксидантной системы в качестве одной из ведущих в защите головного мозга при экспериментальной- травме.

Научная и практическая значимость. Полученные клинические и экспериментальные данные расширяют теоретические представления о роли процессов ПОЛ и системы глутатиона в течении травматической болезни мозга, раскрывают неизвестные стороны патогенеза ЧМТ.

- В ходе исследования определены лабораторно-диагностические показатели, позволяющие оценить степень функционально-деструктивных изменений клеточных мембран головного мозга, а также возможность использования этих показателей с целью дифференциальной диагностики степени тяжести ЧМТ.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. На основании клинических и экспериментальных данных обосновывается патогенетическая значимость процессвв перекиснйго окисления липидов в спинномозговой жидкости и ткани геловного мозга при черепно-мозговой травме, позволяющая рассматривать первичную активацгао перекиснэго окисления липидов в качестве пускового механизма включения стресс-реализукщих систем, в том числе системы глутатиона.

2. Утверждается принципиальная роль глутатион-зависимой антиоксидантной системы в защите мозга при черепно-мозговой травме, а также диагностическая значимость определения показателей системы глутатиона в спинномозговой жидкости с целы» дифференциальной диагностики степени тяжести травмы.

Реализация и апробация работы. Результаты исследования внедрены в практику научных исследований, а также используются в учебной работе- при проведении занятий со слушателями I и VI фа-

кулътетов на кафедре клинической биохимии и лабораторной диагностики и кафедре нервных болезней Военно-медицинской академии.

Результаты работы использованы при составлении методического пособия "Программы лабораторной диагностики для военных госпиталей" (МО СССР, Моста 1990).

Результаты проведенных исследований доложены на Всесоюзной научной конференции "Биохимия - медицине. Молекулярные механизмы формирования патологических состояний" (г.Ленинград, 1988); на конференции молодых ученых ВМедА (г.С.-Петербург, 1993); на научно-практической конференции "Актуальные вопросы военно-морской гигиены, токсикологии, радиологии" (г.Обнинск, 1994).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 55 отечественных и 159 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 9 таблицами и 12 рисунками. Машинописный текст диссертации составляет 153 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы.

Решение поставленных задач осуществлено на основе клини-ко-лабораторного обследования больных с черепно-мозговой травмой, а также на результатах экспериментальных данных, полученных на белых беспородных крысах-самцах.

В качестве клинического материала использовали спинномозговую жидкость, полученную люмбальной пункцией у больных с ЧМТ различной степени тяжести. Диагноз, а также степень тяжести ЧМТ оценивали по результатам неврологического осмотра, записям в историях болезней, на основании выписных или посмертных эпикризов, судебно-медицинских (патолого-анатомических) заключений. В соответствии с принятой рабочей классификацией тяжести ЧМТ всех пострадавших разделили на три группы:

1. Легкая степень ЧМТ (сотрясение и ушиб головного мозга легкой степени тяжести);

2. Средняя степень ЧМТ (ушиб мозга средней степени тяжести)

3. Тяжелая ЧМТ (ушиб мозга тяжелой степени, сдавление головного мозга).

Контрольную группу составили больные с функциональными расстройствами нервной системы без признаков органического поражения мозга, имеющие нормальные лабораторные показатели СМЖ.

Все образцы СМЖ подвергали общеклиническим и биохимическим исследованиям, включавшим определение общих свойств, количества эритроцитов, цитоза (в том числе "истинного"), определение кон-

центрации общего белка, глюкозы, хлоридов. Оставшуюся СМЖ использовали для определения концентрации малонового диальдегида (МДА), диеновых конъюгатов (ДК), восстановленного глутатиона (6БН), окисленного глутатиона (бЗБб), общей активности глутати-онпероксидазы (ГП), глутатионредуктазы (ГР), глутатион-З-транс-феразы (ГБТ), глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы (Г-6-Ф-ДГ). Распределение пострадавших по видам исследований, полу, степени тяжести ЧМТ показано в табл.1.

Черепно-мозговую травму экспериментальным животным наносили свободнопадающим грузом массой 50 г с высоты 50 см с использованием полой металлической трубы внутренним диаметром 15 мм. Для определения концентрации МДА, ДК, ЕЗН, бББО, а также общей активности т-глутамилтранспептидазы (г-ГТП) использовали 14,3% го-могенат мозга, приготовленный на 0,1М калий-фосфатном буфере рН 7,4. Определение активностей ГП, ГР, ГБТ и Г-б-Ф-ДГ проводили в очищенной цитоплазматической фракции, полученной методом дифференциального центрифугирования с использованием ультрацентрифуги Ь8-М ("Весктап",США).

Определение концентрации ДК в гомогенатах мозга и СМ проводили по методике Стальной И.Д. (1977), основанной на измерении их концентрации по характерному спектру поглощения с максимумом при длине волны \=233 нм. Концентрацию МДА определяли по методу М.исМуата и соавт. (1978) в нашей модификации, основанному на взаимодействии между МДА и тиобарбитуровой кислотой в кислой среде при высокой температуре с образованием окрашенного триме-тинового комплекса, имеющего максимум поглощения на 535 нм. Концентрацию восстановленного глутатиона в гомогенатах мозга и СМЖ определяли в реакции с 5,5 -дитио-бис(-2-нитробензойной) кисло-

Таблица 1

Распределение пострадавших по видам исследований, полу, степени тяжести ЧМТ

Определяемый показатель ПОСТРАДАВШИЕ Кол-во проб смж

Всего в том числе Степень ЧМТ

мужч. женщ. легкая ср.тяж. тяжелая

дк 53 38 15 14 19(1)" 20(9) 122

ВДА 53 38 15 14 19(1) 20(9) 122

СБН 61 42 19 11 22(2) 28(11) 154

(£33 61 42 19 11 22(2) 28(11) 154

ГП 57 37 20 16 20(1) 21(8) 138

ГБГ 52 36 16 19 9(1) 24(9) 127

ГР 49 28 21 12 18(2) 19(9) 113

Г-6-ФДГ 5С 32 18 13 15(2) 22(10) 119

Примечание: * - в скобках указано число летальных исходов

той (ДТНВ). Концентрацию окисленного глутатиона определяли по методике Р.Еуег и соавт. (1986), заключающейся в циклическом ферментативном восстановлении GSSG в GSH с помощью ГР, с последующим взаимодействием GSH с ДТНБ. Активность ГП определяли по утилизации восстановленного глутатиона с использованием в качестве субстрата гидроперекиси трет-бутила. Активность ГР определяли по методу I.Carlberg и соавт. (1985), основанному на каталитическом НАДФН-зависимом восстановлении GSSG в GSH. Определение активности TST проводили по методу W.H.Habig и соавт. (1974), основанному на ферментативном взаимодействии TST с 1-хлор-2,4-динитробензолом (ХДНБ) в присутствии GSH с образованием продукта, имеющего максимум светопоглощения при длине волны 340 нм. Определение активности r-ГТП проводили с использованием фирменных наборов BIO-LA-TEST (''Lachema", Чехословакия). Активность Г-б-Ф-ДГ определяли фирменными наборами Test-Combination G6P-DH ("Boehringer Mannheim QnbH Diagnostica", Германия).

Статистическую обработку результатов проводили на ПВЭМ IBM PC АТ с помощью прикладного пакета статистических программ "STATGRAPHICS" с использованием методов общей статистики, корреляционного анализа и метода сравнения двух величин по критерию Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

При исследовании содержания продуктов ПОЛ в СМЖ у пострадавших с ЧМТ различной степени тяжести выявлено их накопление в форме МДА, достоверно возрастающее в соответствии с тяжестью травмы. Наибольших концентраций ВДА достигал в ликворе постра-

давших с тяжелой ЧМТ, что свидетельствует о чрезмерной интенсификации ПОЛ у таких пациентов. Высокая токсичность продуктов ПОЛ, способных вызывать повреждение мембран и различных субклеточных структур, может свидетельствовать о важной роли продуктов перекисного окисления в патогенезе отека мозга и развитии необратимых изменений в ткани мозга при ЧМТ. В связи с этим, обращает внимание высокий уровень летальности у пострадавших 111 группы (~42,6%), причем, причиной смерти во всех случаях явились отек и дислокация головного мозга, а при судебно-медицинском исследовании у всех погибших обнаруживались множественные очаги размягчения и деструкции ткани головного мозга в различных его отделах.

Определение содержания GSH в СМЖ показало значительное снижение его уровня во всех группах пострадавших (рис.1). Наиболее существенные изменения определялись у пострадавших с тяжелой ЧМТ, где концентрация 6SH в ликворе в первые трое суток после травмы уменьшалась в 3 раза по сравнению с контрольной группой. Этот же период характеризовался, резким подъемом концентрации окисленной формы глутатиона в СМЖ, в особенности у пострадавших III группы, где его концентрация в 14,9 раза превышала значения контрольной группы (5,8 ± 1,3 мкмоль/л) (рис.2). Несмотря на такой значительный подъем уровня GSSG, суммарное содержание окисленной и восстановленной форм глутатиона снижалось в 1,3 раза по сравнению с контрольной группой. Данное снижение общего глутати-онового статуса имело отрицательную корреляционную связь (г = - 0,62, р< 0,01) с интенсификацией процессов ПОЛ, что согласуется с данными литературы (Thompson J.E. et al., 1987). Подобные изменения содержания окисленной и восстановленной форм глутатио-

Контроль 1—Зсутки 4—7супш 7—14сутки > 14сутск

Рис.1. Динамика содержания QSH в СМЖ у больных с черепно-мозговой травмой. По оси абсцисс: время от момента ЧМТ; по оси ординат: концентрация QSH в мкмоль/л.

I- больные с легкой ЧМТ, II- больные со средней степенью ЧМТ, III- больные с тяжелой ЧМТ. Примечания: * - достоверность различий в сравнении с контрольной группой р<0,05.

Рис.2. Дине- ка содержания GSSG в СМ у больных с черепно-мозговой травмой.

По оси абсци с: рремя от момента ЧМТ;

по оси ординат: концентрация GSSG в мкмоль/л.

I- больные с легкой ЧМТ, II- больные со средней степенью ЧМТ, III- больные с тяжелой ЧМТ. Примечания: * - достоверность различий в сравнении с контрольной группой р<0,05.

на могут быть объяснены как непосредственным антиоксидантным эффектом GSH, который может хорошо улавливать НО- (Thompson J.E. et al., 1987), 0Х2 (Rcugee М. et al., 1988) и даже напрямую реагировать с Н2О2 (Ross D. et al., 1985), так и функционированием глутатион-зависимых ферментов. Повышение уровня 6SSG в СМЖ, по всей видимости, объясняется с одной стороны окислением GSH непосредственно в ликворе в результате интенсификации ПОЛ и функционирования ферментов, метаболизирующих GSH, а с другой стороны активным транспортом его из клеток головного мозга, где он интенсивно образуется в результате стрессорного воздействия, что позволяет некоторым авторам расценивать накопление GSSG в клетках и тканях как индекс окислительного стресса (Jaeschke Н. et al., 1988). Обращает на себя внимание положительная корреляционная связь между содержанием GSSG в СМЖ и тяжестью ЧМТ (г = 0,71, р< 0,01), что может быть использовано наряду с другими клинико-диагностическими показателями для дифференциальной диагностики тяжести ЧМТ в ранние сроки после травмирующего воздействия.

Изучение общей активности ГП показало присутствие фермента в интактной СМЖ, где ее активность составила 6,5 ± 0,2 мккат/л, что демонстрирует ее важную роль в ферментативной антиоксидант-ной защите для СМЖ, тогда как все остальные определимые антиоксид антные ферменты имели на порядок меньшие активности, либо их активность в ликворе не выявлялась совсем. При исследовании ди-нг'г/к'л общей активности ГП у пострадавших с ЧМТ обнаружены наиболее значительные изменения у пострадавших с тяжелой травмой, где активность фермента в первые трое суток после травмы превышала в 5,9 раза значения в контрольной группе . Именно в этот период наблюдалась максимальная интенсификация ПОЛ, проявляющая-

ся. накоплением в ликворе продуктов пероксидации. Подобное изменение активности фермента может объясняться с одной стороны его активацией вследствие активного образования в ликворе продуктов. ПСШ. . С другой стороны, определенный вклад в повышение общей активное™ фермента, по всей видимости, вносит нарушение целостности мембранных структур головного мозга в результате активации процессов ПОЛ, вследствие чего ГП может попадать в СМЖ.

При определении общей.активности ГР было также обнаружено присутствие фермента в интактной СМЖ, где ее активность составляла 16,2 ±2,3 нкат/л, что может свидетельствовать о поддержании в СМЖ определенного уровня GSH. В динамике изменений активности ГР максимальные изменения были отмечены у пострадавших с тяжелой ЧМТ. В первые.трое суток после травмы у этих больных активность фермента превышала значения контрольной группы в 26,5 раза и оставалась повышенной даже спустя две недели после травмы.

При исследовании интактных образцов СМЖ не было обнаружено общей активности TST. Однако, активность фермента определялась во всех группах пострадавших, достигая максимальных значений в первые трое суток после травмы. Подобное повышение активности, вероятно, можно объяснить попаданием фермента из клеток головного мозга, подвергшихся разрушению вследствие нерегулируемой активации ПОЛ, а также примесью крови, форменные элементы которой содержат значительные количества TST (Anosike Е.О. et al., 1991). Если данное объяснение может быть справедливым для II и III групп пострадавших, когда в подавляющем большинстве случаев в СМЖ обнаруживается примесь крови, то в случае легкой ЧМТ ни у одного пострадавшего существенных сдвигов в цитозе и концентра-

ции белка в ликворе обнаружено не было. Остается предполагать, что появление TST в СМЖ у пациентов этой группы связано с нарушением проницаемости клеточных мембран головного мозга, имеющее место даже при легкой ЧМТ. Присутствие TST в ликворе у пострадавших II и III группы обнаруживалось в течение двух недель после травмы с тенденцией к постепенному снижению активности фермента вплоть до полного ее исчезновения, что, на наш взгляд, может характеризовать протекание репаративных процессов и использоваться для оценки степени повреждения головного мозга при ЧМТ и эффективности проводимой терапии.

Отработка и воспроизведение экспериментальной ЧМТ на крысах, позволила получить модель тяжелой травмы мозга. Острый период ЧМТ у травмированных животных характеризовался развитием отека мозга, о чем свидетельствуют как макроскопические признаки (отечность мозговой ткани, инъецированность сосудов мозговых оболочек), так и увеличение соотношения массы головного мозга крыс к массе тела, которое уже через 1 час после травмы носило статистически значимый характер. Подобное увеличение данного соотношения может быть объяснено лишь развитием отека головного мозга, так как снижения массы тела у подопытных животных вследствие отказа от пищи и интенсификации всех видов обмена в столь ранние сроки после травмы не происходит (Промыслов М.Ш., 1984). В случае экспериментальной ЧМТ нам удалось зафиксировать повышение уровня ПОЛ в первые минуты после воздействия в виде увеличения содержания ДК. По всей видимости, в ответ на такое повышение в этот период происходит активация антиоксидантных систем, пытающихся предотвратить дальнейшее развитие свободно-радикальных процессов. Подтверждением этому является значительное снижение

уровня водорастворимых антиоксидантов и, в частности, восстановленного глутатиона. Именно к 1 часу после травмы наблюдается максимальное снижение GSH, что совпадает с уменьшением интенсивности процессов ПОЛ. В это же время происходит значительное повышение активности одного из основных антиоксидантных ферментов клетки ГП, активность которой уже к 10 минуте после травматического воздействия возрастает в 2 раза по сравнению с контрольной группой и достигает максимальных значений также через 1 час после травмы. Обращает на себя внимание изменение соотношения восстановленной и окисленной форм глутатиона (рис.3). На первый взгляд, снижение уровня GSH должно непременно приводить к увеличению содержания GSSG, что и предполагалось некоторыми авторами (Скорняков В.И., 1989). Однако, мы наблюдали снижение как GSH, так и GSSG, причем, снижение окисленной формы глутатиона было более выраженным. До недавнего времени GSSG рассматривали исключительно как продукт обмена GSH, который по мере образования трансформировался в восстановленную форму, либо удалялся во внеклеточную среду (Meister А. et al., 1983). Последние исследования показали значительную роль GSSG в регуляции активности многих ключевых ферментов путем обратимого S-тиолирования и образования смешанных дисульфидов (Кулинский В.И. и др., 1990). Подобные изменения, на наш взгляд, могут объясняться не только выходом GSSG из клетки, но и обратимым его связыванием с SH-группами различных мембранных белков, что по своей сути может иметь двоякую цель: с одной стороны - сохранение внутри клетки такого жизненно необходимого соединения как глутатион, с другой - защиту SH-групп белков от необратимой их модификации свободными радикалами и продуктами ПОЛ. Подтверждением этому может слу-

Контроль Юывн ЗОывн 1ч бч 24 ч 72 ч

I

Рис.3. Динамика содержания 63Н и (КБв в гомогенатах головного мозга травмированных животных. По оси абсцисс: время сг момента ЧМТ;

по оси ординат: слеаь - концентрация ЕЗЗв в нмоль/г ткани, справа - концентрация бБН в мкмоль/г ткани. Примечания: * - достоверность различий в сравнении с контрольной группой р<0,05.

жить обратимое снижение количества свободных SH-групп белков, наблюдавшееся уже к 10 минуте после травмирующего воздействия и достигавшее минимального уровня к 1 часу. Однако, уже через 6 часов количество свободных SH-групп статистически не отличалось от показателей у интактных животных, что. наблюдалось и в динамике окисленной и восстановленной форм глутатиона, соотношение которых также нормализовывалось через 6 часов после травмы.

Определение общей активности ГР в цитозольной фракции головного мозга у травмированных животных показало отсутствие достоверных изменений на протяжении всего посттравматического периода, что, на наш взгляд, может объясняться с одной стороны снижением внутриклеточного уровня 6SSG, а с другой - нарушением функционирования пентозофосфатного шунта, активность которого определяет скорость восстановления GSH (Giblin F.J. etal., 1988). Подтверждением этому служит снижение активности ключевого фермента пентозофосфатного цикла Г-6-Ф-ДГ, определявшееся через 1 час после травмирующего воздействия.

При исследовании активности TST было выявлено ее снижение, начиная с 10 мин после нанесения ЧМТ, носившее стойкий характер в течение первых суток после,травмы, что подтверждается низкой артиоксидантной активностью изоферментов TST головного мозга (Колесниченко Л.С. и др., 1989; Ketterer В. et al.,1989; Sies Н. et al., 1988). Определение активности изоферментов TST, в частности rST-JC, показало аналогичную динамику ее изменений. Это может объясняться наличием в структуре основного изофермента мозга rST-ir в 47-м положении SH-групп'ы, при окислении которой происходит ингибирование фермента (Sato К. et al., 1992; Tamai К. et al., 1990), что, по всей видимости, и происходит при ЧМТ, сопро-

вождающейся интенсификацией процессов ПОЛ. Кроме того, по данным ряда авторов (Кожемякин Л.А. и др., 1993), изучавших внутриклеточное распределение ферментов системы глутатиона в мозге крыс, основная антиоксидантная функция в клетке отводится ГП, содержание которой, особенно в митохондриальной фракции, составляет 92% от общей активности фермента во всех органеллах. В отличие от глутатионпероксидазы ГБТ представлена в основном в ядерной фракции (Кожемякин Л.А. и др., 1993).

Таким образом, острый период экспериментальной ЧМТ характеризуется избыточным уровнем ПОЛ, сопровождающимся накоплением в мозговой ткани МДА и ДК. Их динамика носит волнообразный и довольно стереотипный характер, что позволяет говорить об активации ПОЛ как неспецифической реакции организма на стрессорное воздействие. Первичную активацию ПОЛ можно рассматривать в качестве пускового механизма стресс-реализующих систем, в том числе и системы глутатиона. Следствием интенсификации ПОЛ является развитие отека мозга, проявляющееся характерной макроскопической картиной и увеличением коэффициента соотношения массы мозга к массе тела животных, достигающих наибольших изменений к 1 часу после нанесения ЧМТ. Вместе с тем, первичная активация ПОЛ сопровождается активацией глутатион-зависимой антиоксидантной системы, выражающейся в значительном повышении общей активности ГП, снижением уровня (£Н и вЗБв, а также БН-групп белков. Активность ГР при этом статистически не изменяется. В результате ЧМТ происходит нарушение функционирования пентозо-фосфатного цикла, являющегося основным источником НАДФН2, что неизбежно ведет к нарушению нормальной деятельности многочисленных НАД^зависимых ферментов.

Обращает внимание высокая выживаемость травмированных животных спустя 1 час после ЧМТ. Так, если крыса не погибала в течение первого часа после травмирующего воздействия, то выживаемость составляла 100%. В то же время, у травмированных людей летальные исходы имеют место в самые различные сроки после ЧМТ. Кроме того, у экспериментальных животных отмечается значительно более легкое течение травматической болезни, что проявляется нормализацией биохимических показателей, а также поведенческих реакций уже к 3 суткам после травмы. Поэтому экстраполяция полученных экспериментальных данных на человека требует определенной осторожности.

ВЫВОДЫ

I. Определение концентрации диеновых конъюгатов, малонового диахьдегида, окисленной и восстановленной форм глутатиона, общих активностей глутатионпероксидазы, глутатиоыредуктазы, глутати-он-Б-трансферазы и т-гдутамилтранспептидазы- целесообразно использовать в изучении процессов перекисного окисления дипидов и глутатион-зависимой антиоксидантной системы головного мозга при черепно-мозговой травме.

II. Патобиохимические изменения при черепно-мозговой травме характеризуются начальной активацией процессов перекисного окисления липидов и накоплением перекисных продуктов в ткани мозга экспериментальных животных и спинномозговой жидкости пострадавших. Активация перекисного окисления липидов при этом носит достаточно стереотипный характер и выражается в начальной интенсификации свободнорадикально -о окисления, которая сменяется тормо-

жением этого процесса вследствие включения систем антиоксидант-ной защиты.

III. Ранний период черепно-мозговой травмы характеризуется нарушением соотношения окисленной и восстановленной форм глута-тиона как в спинномозговой жидкости пострадавших, так и в ткани мозга травмированных животных. Происходит снижение общего пула эндогенных тиолов и уменьшение активности SH-зависимых ферментов, что может определять целесообразность применения в остром периоде черепно-мозговой травмы SH-содержащих препаратов, в том числе на основе глутатиона.

IV. В ответ на черепно-мозговую травму изменяется функционирование глутатион-зависимых антиоксидантных ферментов, выражающееся в значительном повышении в спинномозговой жидкости и ткани мозга общей активности глутатионпероксидазы, появлением в ликворе активности глутатион-S-трансферазы, коррелирующей со степенью тяжести травмы. Повышение общей активности глутатион- S-трансферазы в ликворе выше 170 нкат/л следует считать прогностически неблагоприятным признаком исхода черепно-мозговой травмы.

V. Определение в динамике содержания малонового диальдеги-да, общей активности глу атион-S-трансферазы, соотношения окисленной и восстановленной форм глутатиона в спинномозговой жидкости могут быть использованы в качестве лабораторных критериев глубины функционально-деструктивных процессов, а также в дифференциальной диагностике степени тяжести черепно-мозговой травмы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В лабораторно-диагностическое обследование больных с черепно-мозговой травмой целесообразно включить определение в спинномозговой жидкости концентрации малонового диальдегида, являющегося адекватным показателем интенсивности процессов пере-кисного окисления липвдов в ткани мозга при травме. Тенденцию увеличения концентрации малонового диальдегида в ликворе в остром периоде черепно-мозговой травмы следует считать прогностически неблагоприятным признаком исхода травмы.

2. С целью оценки глубины функционально-деструктивных нарушений в ткани головного мозга, а также дифференциальной диагностики степени тяжести черепно-мозговой травмы целесообразно исследование в спинномозговой жидкости динамики содержания малонового диальдегида, общей активности глутатион-З-трансферазы, соотношения окисленной и восстановленной форм глутатиона. Повышение общей активности глутатион-З-трансферазы в ликворе выше 170 нкат/л следует считать прогностически неблагоприятным признаком исхода черепно-мозговой травмы.

3. В качестве одного из направлений патогенетической терапии травматической болезни мозга целесообразно исследование применения БН-содержащих препаратов, в том числе на основе глутатиона.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Сравнительная оценка двух методов определения малонового диальдегида //Итог. конф. военно-научного общества слушателей

ВМедА им. С.М.Кирова /Воен.-мед. акад.- Л., 1987.- С.191.

2. Продукты перекисного окисления липидов в спинномозговой жидкости у больных с черепно-мозговой травмой //Лаб. дело.-1988.- N.8.- С.14-16 (соавт. Кожемякин Л.А., Скорняков В.И., Полякова М.А., Чулкевич Г.Ф., Лобаева И.А.).

3. Ксантиноксидаза головного мозга человека //Биохимия -медицине.- Л., 1988.- С.162 (соавт. Попов A.C., Скорняков В.И.).

4. Перекисное окисление липидов в мозге крыс при черепно-мозговой травме //Итог. конф. всенно-научного общества слушателей ВМедА им. С.М.Кирова/Воен.-мед. акад.- Л., 1989,- С.202.

5. Изоферменты креатинкиназы в диагностике черепно-мозговой травмы //Лаб. дело.- 1989.- N.7.- С.13-15 (соавт. Скорняков

B.И., Кожемякин Л.А., Попов A.C., Полякова М.А., НаходкИна М.Ф.).

6. Выделение глутатион-З-трансферазы к человека методом аффинной хроматографии //Материалы XII науч. конф. молодых ученых и специалистов академии /Воен.-мед. акад.-СПб., 1992.- С.86-87 (соавт. Булавин Д.В., Удинцев A.B.).

7. Субклеточное распределение ферментов системы "глутатиона в ткани головного мозга крысы //Цитология.- 1993.- Т.35, N.6/7.-

C.58-63 (соавт. Кожемякин Л.А., Булавин Д.В., Удинцев A.B.).

8. Система глутатиона при облучении в малой дозе // Материалы научно-практической конференции "Актуальные вопроси военно-морской гигиены, токсикологии, радиологии". - Обнинск: Б.и., 1994,- с. 95-96 (соавт. Удинцев A.B., Гребенюк А.Н.).