Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Нарушения соотношения биометаллов и про- и антиоксидантной активности крови при вибрационных воздействиях и методы их коррекции

На правах рукописи

Кириченко Елена Владимировна

НАРУШЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ БИОМЕТАЛЛОВ И ПРО- И АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ КРОВИ ПРИ ВИБРАЦИОННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ И МЕТОДЫ ИХ КОРРЕКЦИИ

14.00.16 - патологическая физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой ст«

кандидата медицинских наук ии^400Ь03

Кемерово - 2009

003480509

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Новосибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор

доктор медицинских наук, профессор

Самсонова Елена Николаевна

Лисаченко Геннадий Васильевич Куликов Вячеслав Юрьевич

Ведущая организация: Государственное учреждение «Научный центр клини ческой и экспериментальной медицины СО РАМН», г. Новосибирск

Защита диссертации состоится « // (Оо^^£$2009 г. в (Р часов

на заседании диссертационного совета Д 208.035.02 при ГОУ ВПО КемГМА Росздрава по адресу: 650029 г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО КемГМА Росздрава

Автореферат разослан «. 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук, профессор

Разумов А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Производственные вибрации различных параметров относятся к числу наиболее распространенных факторов окружающей человека среды, а вибрационная патология занимает лидирующее положение среди отдельных нозологи-чеких форм хронических профессиональных заболеваний (Артамонова В.Г., 1988; Измеров Н.Ф., 2000, 2001; Сухаревская Т.М. и др., 2004, Герасименко О.Н., 2007). Клиническая картина вибрационной болезни в настоящее время характеризуется полиморфностью симптоматики с вовлечением в патологический процесс различных звеньев гомеостаза, многих органов и систем, который при прогрессировании имеет тенденцию к генерализации (Суворов И.М. и др., 1988; Сухаревская Т.М., 1990; Шпагина Л.А. и др.. 1990; Положенцев С.Д., Руднев Д.А., 1990; Артамонова В.Г., Лагутина Г.Н., 1996; Егорова И.В. и др., 1997; Любченко П.Н. и др., 1998, 1999, 2000, 2001; Артамонова В.Г. и др., 2001; Безрукова Г.А., Спирин В.Ф., 2002; Krajnak К. et al., 2006). Несмотря на обширную научную литературу, уделяющую огромное внимание рассмотрению различных механизмов, недостаточно полно исследованы и систематизированы данные по состоянию и характеру изменений различных органов и систем при воздействии вибрации, не определена их роль и место в симптомокомплексе и прогнозе заболевания, остаются актуальными вопросы разработки эффективных методов лечения, профилактики и медицинской реабилитации больных (Боброва C.B., 2002; Панков В.А., Дьякович М.П., 2003; Пенкнович A.A., Каля-ганова П.И., 2005).

Активно изучается вклад нарушений обмена эссенциальных биометаллов в патогенез различных заболеваний, особенно в условиях усиливающегося эко-лого-производственного прессинга (Куликов В.Ю., 1998; Костюк И.Ф., Капустник В.А., 2004). Появилась новая информация о взаимосвязи обмена биометаллов с мембранопатологическми нарушениями, в частности, с процессами пере-кисного окисления липидов, деструктуризацией сосудистой стенки (Комкова Е.Ю., Нефедова Н.Г., 1999; Сухаревская Т.М., Ефремов A.B., Непомнящих Г.И. и др., 2000; Боброва C.B., 2002; Герасименко О.Н., Шпагина Л.А., Чернышев В.М. и соавт., 2005). Таким образом, биометаллы являются важнейшими катализаторами обменных процессов и играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии (Ефремов A.B. и др., 1999; Chew D.K., et al., 2004).

В то же время имеется ограниченное число исследований, посвященных обмену биометаллов при вибрационной патологии (Болотнова Т.М., 1989; Сухаревская Т.М., 1990; Вербовой А.Ф., 2001; Боброва C.B., 2002). Однако биологические эффекты биометаллов настолько важны для регуляции гомеостатических функций организма в целом, что комплексное исследование межсистемных нарушений обмена биометаллов при вибрационной патологии имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение. Выявление взаимосвязи вибрационного стресса и иммунологической реактивности организма, сопряженной с клеточно-инволютивным фенотипом структурных преобразований, регенера-торно-пластической недостаточностью, явилось основанием для изучения препаратов метаболической, мембранотропной, иммуномодулирующей и цитопро-текторной направленности в качестве средств коррекции (Бодиенкова Г.М., Ли-зарева A.B., 2005). Указанным требованиям полностью отвечают препараты эс-сенциальных фосфолипидов (Боброва C.B., 2002). Восполнение разрушенных структурных элементов мембраны эссенциальными фосфолипидами способствует восстановлению поврежденных мембранных структур (Гуревич B.C. и др., 1999).

Данные обстоятельства определили цели и задачи настоящего исследования.

Цель исследования: установить соотношение биометаллов, про- и ан-тиоксидантной активности крови и содержание металлосвязанных реактантов острой фазы воспаления крови при вибрационной патологии и возможности их коррекции.

Задачи исследования:

1. Оценить показатели прооксидантной активности сыворотки у крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

2. Оценить показатели прооксидантной и антиоксидантной активности сыворотки у крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

3. Оценить соотношение прооксидантной и антиоксидантной активности сыворотки у крыс в динамике вибрационного воздействия в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

4. Изучить содержание биометаллов (кальция, магния, меди, железа, цинка) в плазме крови у крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период.

5. Исследовать содержание изучаемых биометаллов в условиях экспериментального моделирования вибрации и в поствибрационный период на фоне коррегирующих эффектов эссенциальных фосфолипидов на поврежденные мембранные структуры.

6. Изучить содержание металлосвязанных реактантов острой фазы (трансферрина, гаптоглобина и церулоплазмина) в сыворотке крови крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

Научная новизна

Установлено, что при вибрационной патологии происходит нарушение соотношения биометаллов в крови, являющегося одним из звеньев патогенеза, в совокупности приводящих к развитию нарушения соотношения про- и анти-оксидантных систем.

Впервые показано, что превентивное использование эссенциальных фосфолипидов во время вибрационных нагрузок способствует коррекции дисбаланса биометаллов.

Впервые показано, что период вибрационного воздействия и ранний поствибрационный период характеризуется развитием окислительного стресса, проявляющегося смещением в системе «прооксиданты - антиоксиданты» в сторону прооксидантной системы. Применение эссенциальных фосфолипидов способствует уменьшению степени выраженности и длительности окислительного стресса.

Впервые выявлено, что вибрационное воздействие приводит к развитию ответа острой фазы, характеризующегося повышением содержания металлосвя-зывающих реактантов острой фазы сыворотки крови. Применение эссенциальных фосфолипидов способствует уменьшению степени выраженности и длительности ответа острой фазы.

Практическая значимость результатов работы

1. Использование эссенциальных фосфолипидов для метаболической коррекции и цитопротекции позволяет нормализовать баланс биометаллов при вибрационной патологии.

2. Использование эссенциальных фосфолипидов при вибрационных воздействиях позволяет уменьшить степень выраженности и длительности окислительного стресса и ответа острой фазы.

Положения, выносимые на защиту

1. Вибрационное воздействие приводит к системному дисбалансу биометаллов в организме, характеризующееся разнонаправленным изменением их концентраций в плазме крови.

2. Период вибрационного воздействия и ранний восстановительный период характеризуется развитием окислительного стресса, проявляющегося смещением в системе «прооксиданты - антиоксиданты» в сторону проокси-дантной системы.

3. Окислительный стресс при вибрационном воздействии приводит к развитию ответа острой фазы, характеризующегося защитной реакцией металло-связывающих реактантов.

4. Применение эссенциалных фосфолипидов приводит к нормализации баланса биометаллов при вибрационной патологии и уменьшению степени выраженности и длительности окислительного стресса, что способствует снижению степени выраженности и длительности ответа острой фазы.

Апробация работы

Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на 62-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых НГМА (Новосибирск, 2001), на 63-й итоговой научной конференции студентов и молодых ученых НГМА (Новосибирск, 2002), на Ежегодной конкурс-конференции студентов и молодых ученых НГМА «Авиценна-2003» (Новосибирск, 2003), на Ежегодной конкурс-конференции студентов и молодых ученых НГМА «Ави-ценна-2004» (Новосибирск, 2004). «Авиценна-2008» (Новосибирск, 2008).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 4 печатные работы, в том числе две в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации материалов диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

Личный вклад автора

Экспериментальное воздействие вибрации на лабораторных животных, забор биологического материала, обработка материала, введение животным эс-

сенциальных фосфолипидов, статистическая обработка полученных результатов, написание диссертации выполнены лично автором.

Внедрение результатов исследования в практику

Материалы исследований включены в учебный процесс и научно-исследовательскую работу кафедры патологической физиологии и клинической патофизиологии, внутренних болезней и пропедевтики внутренних болезней педиатрического факультета, биологической химии Новосибирского государственного медицинского университета Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов, списка литературы, включающего 199 отечественных и 69 иностранных источников. Диссертация иллюстрирована 16 таблицами, 8 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материал и методы обследования

Объект исследования. В эксперименте использованы 168 самцов крыс линии Вистар, полученные из вивария ГОУ ВПО НГМУ Росздрава, массой 180220 г.

Для опыта использовались животные, содержавшиеся в условиях вивария. Уход и содержание экспериментальных животных были стандартными в соответствии с требованиями приказов «Санитарные правила по устройству, оборудованию и содержанию вивариев» от 06.041973 г. № 1045-73, а также № 1179 МЗ СССР от 10.10.1983, №267 МЗ РФ от 19.06. 2003г, «Правилами по обращению, содержанию, обезболиванию и умерщвлению экспериментальных животных», утвержденных МЗ СССР (1977) и МЗ РСФСР (1977), принципами Европейской конвенции (Страсбург, 1986) и Хельсинской декларации всемирной медицинской ассоциации о гуманном обращении с животными (1996). Крысы выращивались в условиях вивария НГМУ при 12-часовом периоде освещения, комнатной температуре 20±2°С, влажности 50-70%. Кормление животных осуществлялось согласно установленного рациона с применением комбикорма для

лабораторных крыс и мышей «ПроКорм» производства акционерного общества «БиоПро» (заводской артикул Р-22; ГОСТ Р 50258-92) (Россия).

Экспериментальное моделирование вибрационной патологии. Животные подвергались воздействию общей вертикальной вибрации (частотой 32 Гц при ускорении 50 м/с2) в специальной клетке, установленной на площадке вибратора от вибростенда ВЭДС-100Б, ежедневно по 1 ч в течение 30 суток. Воздействие на животных оказывалось в двух режимах: 1) острое однократное и 2) многократно повторяющееся в течение 10, 30 суток. Для оценки восстановительного периода были использованы крысы после предварительного 30-дневного вибрационного воздействия.

Для фармакологической коррекции вибрационных нарушений использовали эссенциальные фосфолипиды (препарат эссенциале Н, «Aventis», Франция-Германия, раствор). Введение раствора эссенциальных фосфолипидов крысам осуществляли per os с помощью зонда в дозе 20 мг на 1 кг массы тела ежедневно на протяжении всего периода вибрационной экспозиции. В восстановительный период введение препарата не проводилось.

Животных первой экспериментальной группы подвергали воздействию вибрации ежедневно в течение 1, 10, 30 суток (по 1 ч ежедневно) без фармакологической коррекции. Животных второй экспериментальной группы подвергали вибрационным воздействиям на фоне введения препарата эссенциальных фосфолипидов. Животных выводили из эксперимента на 1-е, 10-е, 30-е сутки воздействия вибрации и на 20-е, 30-е (ранний поствибрационный период) и 60-е сутки (поздний поствибрационный период) после прекращения действия вибрации. Кровь забирались на 1-е, 10-е и 30-е сутки воздействия вибрации и на 20-е, 30-е и 60-е сутки поствибрационного периода. Забор биологического материала у животных проводили натощак в одно и то же время суток с 10 до 11 часов утра.

Забор биологического материала. Кровь. Кровь экспериментальных животных после мгновенной декапитации под гексеналовым наркозом забиралась в сухие центрифужные пробирки и немедленно центрифугировалась при 900 g (3000 об/мин) в течение 10 минут. До момента определения биометаллов плазма крови хранилась при -20° в морозильной камере (Начаров Ю.В., 2000).

Получение лейкоконцентрата. Для получения лейкоконцентрата свежую кровь лабораторных животных стабилизировали гепарином в концентрации 5 ед/мл, после чего отстаивали в течение 40 мин при комнатной температуре. Затем слой плазмы с лейкоцитами осторожно собирали, центрифугировали

при 1000 об/мин в течение 10 мин, надосадочную жидкость осторожно удаляли, осадок ресуспендировали в 2 мл раствора Хэнкса, еще раз осаждали и ресус-пендировали в 0,5 мл р-ра Хэнкса. Полученные, отмытые лейкоконцентраты пулировали, подсчитывали общую клеточность в камере Горяева и доводили раствором Хэнкса до концентрации 2 млн клеток/мл. Отдельно из лейкоконцен-тратов готовили мазки, окрашивали по Романовскому-Гимзе и подсчитывали процентное содержание нейтрофилов.

Определение прооксидантной активности (ПОА) сыворотки крови (Маянский Д.Н. и соавт., 1996). Прооксидантную активность (ПОА) сыворотки крови оценивали по действию тестируемой сыворотки на интенсивность биохемилюминесценции нейтрофилов стандартных пулированных лейкокон-центратов интактных животных с люминолом (5-амино-2,3-дигидрофталазинидом) фирмы «Serva», США.

Рабочую концентрацию нейтрофилов (2х105 клеток/0,1мл) подбирали предварительно из концентраций 50, 100, 200, 300, 400, 500 хЮ5 клеток/мл с тем, чтобы избежать «зашумляющих» эффектов мощной хемилюминесценции и в то же время сохранить достаточное количество клеток для наблюдения значимых различий при действии стимулятора. При этом в состав инкубата входило 0,1 мл лейковзвеси, 0,1 мл люминола и 0,8 мл раствора Хэнкса. Интенсивность хемилюминесценции измерялась с 2-х минутными интервалами в течение одного часа, фоновое свечение снималось с кюветой, содержащей чистый раствор Хэнкса в отсутствие люминола, клеток и стимуляторов (зимозан, сыворотка) до и после эксперимента. Часть измерений проводили при стимуляции зимозаном по методу Tono-Oka Т. et.al. (1986) в модификации Д.Д. Цы-рендоржиева и соавт. (1994) так, что в состав инкубата входили 0,1 мл лейковзвеси, 0,1 мл рабочего раствора люминола, 0,1 мл гомогенизированного в растворе Хэнкса зимозана (5 мг/мл, т.е. 0,5 мг/инкубат, рабочее разведение подобрано предварительно по максимальной чувствительности системы к модуляторам биохемилюминесценции) и 0,7 мл раствора Хэнкса. Все измерения проводились на биохемилюминометре "Скиф-0306" (СКТБ «Наука», Красноярск) с термостатированными при 37°С кюветами, адаптированными с реагентами к темноте. Хемилюминесцентный ответ оценивался по суммарной интенсивности свечения в максимуме интенсивности (ISUm) в пересчете на 1 грануло-цит (1тах/гранулоцит) с подсчетом по следующей формуле:

^шах

ЬхТ

где 1тах - количество импульсов в максимуме ХЛ свечения;

Ь - общее количество лейкоцитов (109/л);

Т - время ХЛ исследования (мин).

Все измерения интенсивности биохемилюминесценции выполнены в триплетах с числом образцов донорской лейковзвеси не менее 7.

Измерение проводили в дуплетах, и результат выражали в виде индекса стимуляции (ИС), т.е. отношения 18шп в отсутствие сыворотки / 1511т при добавлении сыворотки и выражали в усл.ед.

Антиоксидантная активность сыворотки крови. Антиоксидантную активность сыворотки крови (АОА) сыворотки крови определяли биохемилю-минесцентным методом по интенсивности и скорости расщепления перекиси водорода по А.И. Журавлеву и соавт. (1975). Оценивали степень распада 3% Н202 в растворе Хэнкса в присутствии тестируемой сыворотки или безкле-точной фракции БАЛ жидкости. Степень и скорость распада 3% Н202 отражает совокупное действие антиоксидантных факторов, присутствующих в тестируемой сыворотке крови, т.е. их антиоксидантную активность (АОА), а время - скорость расщепления 3% Н202 (уАОА).

Интенсивность хемилюминесценции измерялась с 10 сек. интервалами в течение 5 мин, фоновое свечение снималось с пустой пробирки до и после эксперимента. Все измерения проводились на биохемилюминометре «Скиф-0306» (СКТБ «Наука», Красноярск) с термостатированными при 37°С пробирками, адаптированными с реагентами к темноте. Все измерения выполнены в триплетах с числом образцов сыворотки крови не менее 7.

Методика определения уровня гаптоглобина. Принцип метода основан на способности гаптоглобина комплексироваться с гемоглобином. При добавлении в пробу стандартного раствора гемоглобина образующийся комплекс «гаптоглобин-гемоглобин» осаждается риванолом и оставшийся избыток определяется фотометрически (Прохуровская З.Я. и др., 1972). Содержание ГП выражалось в г/л.

Методика определения трансферрина. Метод определения трансфер-рина по конечной точке основан на реакции антиген-антитело. Происходит взаимодействие антител к человеческому трансферрину и трансферрином,

присутствующим в пробе. Это приводит к помутнению раствора, интенсивность которого прямо пропорциональна концентрации трансферрина и измеряется фотометрически (Dati F. et al., 1996). Содержание ТФ выражалось в г/л.

Методика определения уровней церулоплазмина. Принцип определения основан на окислении пара-фенилендиамина при участии церулоплазмина. Ферментативная реакция останавливается добавлением фтористого натрия. По оптической плотности образующихся продуктов судят о концентрации церулоплазмина (Колб В.Г. и др., 1976).

Определение содержания биометаллов в плазме крови. Содержание биометаллов в плазме крови определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Unicam-939» (Великобритания), чувствительность которого по изучаемым параметрам составляет 10 5 мг/л. Содержание кальция и магния в плазме крови выражалось в г/л, а меди, железа и цинка - в мг/л.

Статистическая обработка материала. Цифровой материал обрабатывали с использованием методов вариационной статистики. Расчеты проводили с помощью табличного процессора Excel 5.0 на компьютере IBM PC/AT Pentium. В таблицах приведены значения М ± ш, указана достоверность различий между исследованными показателями по t-критерию Стьюдента. Различия сравниваемых показателей принимались за достоверные при р < 0,05 (Кошникович В.И., 1991; Гончаров А., 1996; Додж М„ Кайнет К., 1996).

Результаты исследования и их обсуждение

Исследование плазменных концентраций эссенциальных биометаллов дало следующие результаты. Динамика изменения уровня кальция в плазме крови у экспериментальных животных представлена на рис. 1.

У животных, подвергшихся вибрации однократно, не было зафиксировано достоверных различий с контрольными показателями. При проведении 10 сеансов общей вибрации, уровень кальция повысился на 22%, а после 30-ти дневной вибрации - на 31%. На 20-е сутки поствибрационного периода были зафиксированя максимальные значения уровня плазменного пула кальция, который в 1,6 раза превысил контрольные значения. Далее отмечалось постепенное снижение уровня плазменного значения кальция с нормализацией данного показателя к 60-м суткам поствибрационного периода. Повышение содержания кальция в плазме крови при вибрационных поражениях может быть обусловле-

но несколькими механизмами. Так, А.Ф. Вербовой (2001) отмечает, что при длительном воздействии как локальной, так и общей вибрации отмечается тенденция к более частому снижению минеральной плотности костной ткани (МПКТ), у больных вибрационной болезнью от воздействия локальной вибрации достоверно чаще развивается остеопороз; потеря МПКТ развивается на фоне неизменного костеобразования при некотором усилении костной резорбции. Вымывание из костной ткани кальция способствует повышению его плазменного пула. Определенную роль в изменении плазменных концентраций кальция играет активация процессов ПОЛ при вибрационных воздействиях с последующим нарушением структуры клеточных мембран мембран внутриклеточных органелл с последующим нарушением внутриклеточного обмена кальция и выхода его из клеток.

Рисунок 1- Динамика содержания кальция в крови у крыс при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационный периоды и фоне коррекции эссенциальными фосфолипидами (г/л)

При применении эссенциальных фосфолипидов не было зафиксировано достоверных различий в содержании кальция в плазме крови на всех сроках наблюдения. Это можно связать с цитопротективным эффектом данных препаратов. Цитопротекторное действие эссенциальных фосфолипидов подтверждено в

исследованиях на клеточных культурах, экспериментальных животных, а также при изучении биоптатов печени человека, полученных с диагностической целью, Считают, что цитопротективные эффекты эссенциальных фосфолипидов связаны с их мембранотропным и антиоксидантным действием (КНшоу А.М е1 а!., 1993).

Таким образом, происходит уменьшение проницаемости клеточных мембран, нормализуется внутриклеточный обмен кальция и содержание его в плазме крови.

В исследовании установлено увеличение содержания магния в плазме крови на 1 -е и 10-е сутки воздействия в 2,4 раза по отношению к контрольным значениям (рис. 2).

0,04 -, ■ Mg

11У^+корр

0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,01 0,005 0

Контроль

Рисунок2 - Динамика содержания магния в крови у крыс при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационный периоды и фоне коррекции эссенциальными фосфолипидами (г/л)

Увеличение содержания магния в плазме крови до 10-х суток воздействия в сочетании с увеличением содержания кальция до 20-х суток поствибрационного периода, скорее всего, отражает процессы мобилизации магния из тканей

как кофактора многочисленных энзимных реакций (Elin R.L.,1994; Gunter Т., Vormann Y., 1994; Yung D.W., Brierley G.P., 1994), необходимых для активации энергетического и пластического обмена, обеспечивая наряду с натрием и калием нормальное течение трансмембранного транспорта веществ через клеточные мембраны, функционирование Na+-K+ насоса, обеспечивающего процессы деполяризации, метаболических процессов (различные виды синтеза), поддержания электролитного равновесия клетки, стабилизации клеточных мембран и обеспечения физиологической регуляции возбудимости клетки (Hanry J.B., 1991), поддержании нормального тонуса периферических сосудов и контроле адекватного системного артериального давления. Известно, что усиление процессов липидпероксидации с депрессией АОС при вибрационной болезни сопровождаются системными поражениями мембран клеток и субклеточных структур, сдвигами нейрогормональной регуляции по типу ранней инволютив-ной перестройки, расстройствами микроциркуляции со снижением пластического и энергетического обеспечения органов и тканей, хронической гипоксией (Vigorito С. et al., 1995). Кроме того, изменение концентрации внеклеточного магния приводит к спазму сосудов, повышению их чувствительности к прес-сорным агентам (Saito N. et al., 1995).Содержание магния в плазме крови у животных, получавших препарат эссенциале Н, на протяжении всего периода исследования было существенно меньше, чем у животных 1-й группы. По-видимому, снижение уровня кальция является более целесообразным для организма, чем магния, так как повреждающие эффекты высоких концентраций кальция могут оказаться трагическими для клеток, органов и тканей. А так как магний является антагонистом кальция, то высокие концентрации магния сохраняются практически на протяжении всего эксперимента. Кроме того, повышение плазменного пула магния можно рассматривать как защитно-приспособительную реакцию организма в ответ стресс, который вызывается травматическим повреждением. В высоких концентрациях магний оказывает седативный эффект и вызывает развитие брадикардии и гипотензии. На фоне применения эссенциальных фосфолипидов динамика содержания магния была такой же, как и у животных без фармакологической коррекции, но степень повышения была менее выраженной.

Обнаруженное повышение содержания цинка в плазме крови на 1-е сутки вибрационного воздействия в 5,6 раза (рис. 3), вероятно, обусловлено поступлением этого биометалла из тканевого «депо» под действием глюкокортикои-

дов в ответ на вибрационный стресс (Kirchgessner М. el al., 1982; Kondo Н. et al., 1992; Dreno В., 1993; Alonso L. et al., 2004).

Ш Zn

0,1 -|

ЕЭZn+корр

Контроль 1 10 30 20 30 60

РисунокЗ - Динамика содержания цинка в крови у крыс при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационный периоды и фоне коррекции эссенциальными фосфолипидами (мг/л)

В период воздействия вибрации, когда выражен так называемый «окислительный стресс», в плазме повышается концентрация цинка с 1-х суток воздействия, что рассматривается как возможный вариант антиоксидантной защиты. Как известно, цинк на клеточном уровне стимулирует образование полисом, тормозит катализируемое железом свободнорадикальное окисление. Повышение содержания цинка в определенной степени может тормозить свободнорадикальное окисление в клетках (особенно гепатоцитах) (Dubick M.A. et al., 1993), обеспечивать обратимость повреждений ДНК. Кроме того, учитывая иммуностимулирующую роль цинка, повышение его содержания в плазме крови может быть важным для поддержания гомеостаза в условиях возникшей вторичной иммунологической недостаточности (Molchanova Е. et al., 2004).

Повышение содержания цинка может также индуцировать экспрессию в клетках белков-металлотионеинов и белков-иммунофиллинов класса hsp-70 (heat stress protein), являющихся частью универсального механизма клеточной

защиты от стрессорных повреждений (Меерсон Ф.З., 1993). Известно также, что цинк оказывает стабилизирующее действие на цитоплазматические мембраны, препятствуя высвобождению гидролитических ферментов, таких как катепсин D и коллагеназа, контролирующих скорость распада поврежденных тканей (Hamilton E.I., 1981; Henkin R.J. et al., 1984). Начиная с 10-х суток воздействия вибрации и в течение всего восстановительного периода содержание цинка в плазме крови постепенно уменьшалось, доходя к 60-м суткам периода восстановления до контрольного значения. У животных, получавших препарат эссен-циале Н, изменения содержания цинка в плазме крови были менее выражены. К 60-м суткам поствибрационного периода концентрации цинка в обеих средах достигали контрольных значений.

Содержание меди в плазме крови при вибрационном воздействии уменьшалось и на 1-е сутки было ниже контрольного значения на 25%, на 30-е - на 38%. В поствибрационный период содержание меди в плазме крови также уменьшалось, и к 60-м сутки поствибрационного периода было на 33% ниже контрольного значения. Наблюдаемое уменьшение содержания меди в плазме крови может быть связано с нарушениями в системе микросомального окисления печени (Васильев И.В., 1994; Alonso L. et al., 2004). Как известно, медь может в определенной степени влиять на интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) через образование супероксиддисмутазы (СОД). Снижение содержания меди в плазме крови может быть также связано со снижением синтеза транспортных белков в печени (Agget P.J., 1985) на фоне виб-рационно обусловленной гепатопатии (Сухаревская Т.М. и др.. Потеряева Е.Л., 2000). Известно, что медь первоначально связывается с металлотионеином в печени, в дальнейшем включаясь в церрулоплазмин и другие медьсодержащие ферменты (Sayed A.K. et al., 1981; Webb M„ Cain К., 1982; Geiger G.D. et al., 1984). Церрулоплазмин наряду со своими функциями оксидазы выполняет также роль транспортного белка, переносящего медь на тканевые ферменты, в первую очередь на цитохромоксидазу (Soskel N.T., Sandberg L.B., 1985; Alonso L. et al., 2004).

Содержание железа в плазме крови уменьшалось при вибрационных воздействиях и было существенно ниже контрольного значения на 1-е и 10-е сутки. В поствибрационный период тенденция уменьшения железа в плазме крови сохранялась. Наблюдаемое увеличение содержания сывороточного железа на наш взгляд, способствует адекватному усилению функционирования систе-

мы микросомального окисления на фоне массивного выброса глюкокортикои-дов в ответ на вибрационный стресс. Последующее снижение содержания железа в плазме крови на 20-е и 30-е сутки периода восстановления, возможно, связано со снижением уровня транспортных и функциональных белков в печени (трансферринов, церуллоплазмина) (Agget Р.1., 1985). У животных, получавших препарат эссенциале Н, концентрации железа в плазме крови на протяжении всего периода исследования были выше таковых, чем у животных 1-й группы. Выявленные нарушения обмена биометаллов свидетельствуют о наличии в структуре вибрационной патологии такого патогенетического звена, как системный дисбаланс биометаллов, который является одним из звеньев ее патогенеза.

Применение фармакологического препарата эссенциальных фосфолипи-дов (эссенциале Н) при вибрационных нагрузках, по-видимому, оказывает про-тективный и коррегирующий эффект на поврежденные мембранные структуры и инициирует субклеточные компенсаторно-приспособительные механизмы, минимизируя проявления возникшего дисбаланса биометаллов. Терапевтические эффекты эссенциале Н максимально проявлялись на 60-е сутки поствибрационного периода (поздний период). Таким образом, восполнение разрушенных структурных элементов мембраны во время вибрационных нагрузок эссенциальными фосфолипидами способствуют сохранению и восстановлению гомеостаза биометаллов.

Прооксидантная активность сыворотки крови экспериментальных животных на всем протяжении вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период в 1,8-2,5 раза превышала контрольные значения (табл. 1). Максимальные значения данного показателя отмечались на 30-е сутки вибрационного воздействия и в ранний период. При применении эссенциальных фосфо-липидов лейкоцитмодулирующая активность сыворотки крови имела сходную динамику, но увеличение данного показателя было в 1,3-1,9 раз по отношению к контрольным значениям.

Повышение ПОА может быть вызвано тем, что при вибрационном воздействии повышается уровень цитокинов (ФНО-а и 1Ь-1(3). Одним из факторов повышения ПОА является действие катехоламинов и глюкокортикоидов. Пусковым моментом развития вибрационной болезни являются механическая травма-тизация и действие «стрессорных» гормонов» — катехоламинов и глюкокорти-

костероидов (Балан Г.М., 1988). Повреждающий эффект катехоламинов реализуется за счет адренергической вазоконстрикции, а также через активацию ПОЛ и так называемую липидную триаду, которая слагается из активации свободно-радикального окисления липидов, фосфолипаз, липаз и детергентного действия жирных кислот и лизофосфатидов на клеточные мембраны (Меерсон Ф.З., 1984, 1993).

Таблица 1 -Динамика показателей прооксидантной активности (ПОА) и антиоксидантной активности (АОА) сыворотки крови при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационные периоды (усл. ед.)

Сроки исследования ПОА АОА

М±т М±т

Контроль 0,015±0,001 10,68±0,601

1 сутки возд. 0,017+0,001 13,31+0,92*

10 сутки возд. 0,028±0,002* 19,65+1,03*

30 сутки возд. 0,054±0,002* 5,1710,84*

20 сутки после вибр. 0,03910,002* 7,2410,83*

30 сутки после вибр. 0,023+0,001* 8,55+1,04*

60 сутки после вибр. 0,01910,001* 11,9811,14

Примечание: * - обозначены величины, достоверно (Р<0,05) отличаю-

щиеся от контрольных значений.

Антиоксидантная активность сыворотки крови повышалась 1-е и 10-е сутки вибрационного воздействия. Повышение активности антиоксидантной системы в 1-е сутки вибрационного воздействия периода может быть связано с синтезом и поступлением белков острой фазы, обладающих антиоксидантными свойствами. В период с 20-х по 30-е сутки вибрационного воздействия и в ранний восстановительный период отмечалось снижение антиоксидантного потенциала сыворотки крови. В дальнейшем, снижение антиоксидантной активности сыворотки крови может быть связано как с нарастанием биоцидного потенциала клеток крови и истощением антиоксидантной системы, так и со снижением синтеза белков острой фазы, обладающих антиоксидантными свойствами, в печени.

В позднем поствибрационном периоде произошло восстановление антиоксидантной активности. Это может быть связано с уменьшением концентра-

ций «стрессорных гормонов», истощением биоцидного потенциала лейкоцитов. При применении эссенциальных фосфолипидов восстановление антиоксидант-ной активности сыворотки крови наблюдалось уже к 30-м суткам восстановительного периода (табл. 2). Это связано с торможением процессов ПОЛ, снижении концентрации уровня железа, снижением лейкоцит-модулирующей активности сыворотки крови под влиянием эссенциальных фосфолипидов.

Таблица 2 -Динамика показателей прооксидантной активности (ПОА) и антиоксидантной активности (АОА) сыворотки крови при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационный периоды в условиях фармакологической коррекции эссенциальными фосфолипидами (усл. ед.)

Сроки исследования ПОА АОА

М±т М±т

Контроль 0,016±0,001 10,93±0,80

1 сутки возд. 0,017+0,001 14,31±0,94*

10 сутки возд. 0,021 ±0,002* 17,63+1,02*

30 сутки возд. 0,033±0,002* 8,23±0,84*

20 сутки после вибр. 0,028±0,002* 9,07 ±0,77*

30 сутки после вибр. 0,019±0,001* 10,15±1,04

60 сутки после вибр. 0,015±0,001 10,73±1,11

Примечание: * - обозначены величины, достоверно (Р<0,05) отличаю-

щиеся от контрольных значений.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что у животных с вибрационным воздействием и в ранний поствибрационный период развивается выраженный окислительный стресс (табл. 3), при котором баланс в системе «оксиданты-антиоксиданты» смещен в сторону прооксидантов. Это подтверждается результатом расчета индекса соотношения показателей прооксидантной и антиоксидантной активности сыворотки крови, который превышал в 2-10 раз контрольные значения. При применении эссенциальных фосфолипидов данный показатель превышал контрольные значения в 2-3 раза.

Содержание металлосвязывающих реактантов острой фазы (гаптоглобина и церрулоплазмина) в сыворотке крови (табл. 4) было достоверно увеличено, начиная с первых суток вибрационного воздействия и оставалось повышенным в дальнейшем, снижаясь до контрольных значений лишь к концу наблюдаемого поствибрационного периода. Это можно рассматривать как

защитную реакцию организма, направленную на предупреждение развития «окислительного стресса» при вибрационном воздействии и в поствибрационном периоде.

Таблица 3 - Динамика соотношения между прооксидантной и антиоксидантной активностью сыворотки крови при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационный периоды и на фоне коррекции эссенциальными фосфолипидами (усл.ед.)

Сроки исследования ПОА/АОА М±т ПОА/АОА на фоне коррекции фосфолипидами М + т

Контроль 0,001 ±0,00 0,00110,00

1 сутки возд. 0,001±0,00 0,00110,00

10 сутки возд. 0,001±0,00 0,001+0,00

30 сутки возд. 0,01+0,001* 0,004+0,001*

20 сутки после вибр. 0,005±0,001* 0,003+0,001*

30 сутки после вибр. 0,002+0,00* 0,001+0,00

60 сутки после вибр. 0,001±0,00 0,001+0,00

Примечание: * - обозначены величины, достоверно (Р<0,05) отличающиеся от контрольных значений

Таблица 4 -Динамика концентраций трасферрина, гаптоглобина и це-рулоплазмина в сыворотки крови при вибрационных воздействиях, в ранний и поздний поствибрационный периоды

Сроки исследования Трансферрин (г/л) Гаптоглобин (г/л) Церулоплазмин (г/л)

Контроль 0,11 ±0,014 0,29 ± 0,082 0,44+0,03

1 сутки возд. 0,091 ±0,007* 0,88 ± 0,0638* 0,93 ±0,11*

10 сутки возд. 0,065 ± 0,004* 0,73 ± 0,076* 0,89 ± 0,09*

30 сутки возд. 0,069 ± 0,005* 0,66 ± 0,055* 0,71 ±0,09*

20 сутки после вибр. 0,072 ± 0,004* 0,45 ±0,061* 0,68 ± 0,08*

30 сутки после вибр. 0,084 ± 0,006* 0,32 ± 0,040 0,69 ± 0,07*

60 сутки после вибр. 0,098 ± 0,008 0,28 ± 0,069 0,56 ±0,10

Примечание: * - обозначены величины, достоверно (Р<0,05) отличающиеся от контрольных значений.

На фоне фармакологической коррекции эссенциальными фосфолипидами отмечалось более быстрая нормализация изучаемых острофазовых белков, причем их изменения по отношению к контролю были существенно менее выраженными, чем у животных, не получавших эссенциале Н (табл. 5).

Таблица 5 - Динамика концентраций трасферрина, гаптоглобина и це-рулоплазмина в сыворотки крови у крыс с вибрационным воздействием в условиях фармакологической коррекции эссенциальными фосфолипидами

Сроки исследования Трансферрин (г/л) Гаптоглобин (г/л) Церулоплазмин (г/л)

Контроль 0,11 ±0,014 0,29 ± 0,082 0,44 ± 0,03

1 сутки возд. 0,091 ±0,006* 0,81 ±0,13* 0,87 ± 0,09*

10 сутки возд. 0,082 ± 0,005* 0,58 ± 0,09* 0,69 ± 0,09*

30 сутки возд. 0,074 ± 0,005* 0,42 ± 0,07 0,53 ± 0,07

20 сутки после вибр. 0,085 ± 0,006* 0,39 ±0,05 0,50 + 0,05

30 сутки после вибр. 0,096 ±0,007 0,37 ± 0,07 0,57 ± 0,08

60 сутки после вибр. 0,105 ±0,008 0,27 ± 0,09 0,48 ± 0,07

Примечание: * - обозначены величины, достоверно (Р<0,05) отличающиеся от контрольных значений

ВЫВОДЫ

1. Прооксидантная активность сыворотки крови экспериментальных животных на всем протяжении вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период в 1,8-2,5 раза превышала контрольные значения. Максимальные значения данного показателя отмечались на 30-е сутки вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период. При применении эссенциаль-ных фосфолипидов Прооксидантная активность сыворотки крови имела сходную динамику, но значений показателя превышали контрольные в те же сроки в среднем лишь в 1,6 раза.

2. Антиоксидантная активность сыворотки крови повышалась на 1-е и 10-е сутки вибрационного воздействия, в период с 20-х по 30-е сутки вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период отмечалось снижение антиоксидантного потенциала сыворотки крови с последующим восстановлением данного показателя в позднем поствибрационном периоде. При применении эссенциальных фосфолипидов восстановление антиоксидантной активно-

сти сыворотки крови наблюдалось уже к 30-м суткам поствибрационного периода.

3. У животных с вибрационным воздействием и в ранний поствибрационный период развивается выраженный окислительный стресс, при котором баланс в системе «оксиданты-антиоксиданты» смещается в сторону проок-сидантов. Это подтверждается результатом расчета индекса соотношения показателей прооксидантной и антиоксидантной активности сыворотки крови, который превышал в 2-10 раз контрольные значения. При применении эссенци-альных фосфолипидов данный показатель превышал контрольные значения в 23 раза.

4. При вибрационном воздействии и в поствибрационный период развивается дисбаланс биометаллов, характеризующийся разнонаправленными изменениями содержания в плазме крови меди, магния цинка с одной стороны, а также кальция и железа с другой, что. Во-первых, отражает степень повреждения клеток и активации перекисного окисления липидов клеточных мембран, а, во-вторых, активацию саногенетических реакций, направленных на повышение антиоксидантной защиты, энергетического и пластического обмена при стрес-сорном воздействии.

5. Эссенциальные фосфолипиды оказывают корригирующее действие, уменьшая возникающий дисбаланс биометаллов при вибрационной патологии. В поствибрационный период терапевтические эффекты эссенциальных фосфолипидов на соотношение биометаллов максимально проявляется на 60-е сутки восстановительного периода (поздний восстановительный период).

6. Содержание металлосвязывающих реактантов острой фазы (гаптогло-бина и церрулоплазмина) в сыворотке крови было достоверно увеличено, начиная с первых суток вибрационного воздействия и оставалось повышенным в дальнейшем, снижаясь до контрольных значений лишь к концу наблюдаемого поствибрационного периода. Это можно рассматривать как защитную реакцию организма, направленную на предупреждение развития «окислительного стресса» при вибрационном воздействии и в поствибрационном периоде.

Список печатных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Кириченко, Е. В. Состояние лейкоцитмодулирующей и антиоксидантной активности при вибрационных воздействиях и на фоне коррекции эссенци-альными фосфолипидами / Е. В. Кириченко, С. В. Боброва, Ю. В. Начаров,

Е. Н. Самсонова // Вест, новых мед. технологий. - 2007. - Т. XIV. ~№4. - С. 21-23.

2. Боброва, С. В. Динамика содержания меди и цинка в плазме крови и лимфе при вибрационных воздействиях в ранний и поздний восстановительный периоды / С. В. Боброва, Е. В. Кириченко, Ю. В. Начаров, Е. Н. Самсонова // Вест, новых мед. технологий. - 2007. - Т. XIV. - № 4. - С. 24-25.

3. Кириченко, Е. В. Состояние лейкоцитмодулирующей и антиоксидант-ной активности сыворотки крови при вибрационных воздействиях и на фоне коррекции эссенциальными фосфолипидами / Е. В. Кириченко // Ежегодная конкурс-конференция студентов и молодых ученых «Авицениа-2008»: тез. докл. - Новосибирск, 2008 - С. 235-236.

4. Кириченко, Е. В. Гемолимфатические соотношения концентрации меди и цинка в плазме крови и лимфе у крыс при вибрационных воздействиях / Е. В. Кириченко // Ежегодная конкурс-конференция студентов и молодых ученых «Авиценна-2008»: тез. докл. - Новосибирск, 2008 - С. 236-237.

Список сокращений

ПОА - прооксидантная активность

АОА - антиоксидантная активность

ВБ - вибрационная болезнь

ПОЛ - перекисное окисление липидов

ФНО-а - фактор некроза опухоли - альфа

IL-1J} - интерлейкин -1 - бетта

ГП - гаптоглобин

ТФ - трансферрин

сод - супероксиддисмутаза

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г. Новосибирск, пр. К. Маркса,20, тел./факс (383) 346-08-57, ngtu@ngs.ru формат 70 х 100/16, объем 1.5 п.л., тираж 100 экз. заказ № 385 подписано в печать 08.10.09г.

Актуальность темы. Производственные вибрации различных пара-• метров относятся к числу наиболее распространенных факторов окружающей человека среды, а вибрационная патология-занимает лидирующее положение среди отдельных нозологичеких форм хронических профессиональных заболеваний (Артамонова В.Г., 1988; Измеров Н.Ф., 2000, 2001; Сухаревская Т.М., Ефремов А.В., Непомнящих Г.И., Лосева М.И., Потеряева Т.М., 2000; Боброва С.В., 1997, 2002; Рочева И.И., Желепова О.В., Лештаева Н.Р., Михайлов С.С., 2004, Герасименко О.Н., 2007). Клиническая картина вибрационной болезни в настоящее время характеризуется полиморфностью симптоматики с вовлечением в патологический процесс различных звеньев гомео-стаза, многих органов и систем, который при прогрессировании имеет тенденцию к генерализации (Суворов И.М. и др., 1988; Сухаревская Т.М., 1990; Шпагина Л.А., Лосева М.И., Сухаревская Т.М., 1990; Положенцев С.Д., Руднев Д.А., 1990; Артамонова В.Г., Лагутина Г.Н., 1996; Егорова И.В. и др., 1997; Любченко П.Н. и др., 1998, 1999, 2000, 2001; Артамонова В.Г. и др., 2001; Безрукова Г.А., Спирин В.Ф., 2002; Krajnak К. et al., 2006). Несмотря на обширную научную литературу, уделяющую огромное внимание рассмотрению различных патогенетических механизмов, недостаточно полно исследованы и систематизированы данные по состоянию и характеру изменений различных органов и систем при воздействии вибрации, не определена их роль и место в симптомокомплексе и прогнозе заболевания, остаются актуальными вопросы разработки эффективных методов лечения, профилактики и медицинской реабилитации больных (Боброва С.В., 2002; Панков В.А., Дьякович М.П., 2003; Пенкнович А.А., Каляганова П.И., 2005).

В настоящее время в научной литературе активно обсуждаются вопросы о физиологической роли эссенциальных биометаллов в организме человека, а также о непосредственном участии микроэлементозов в развитии и прогрессировании многих патологических процессов. Активно изучается вклад нарушений обмена эссенциальных биометаллов в патогенез различных заболеваний, особенно в условиях усиливающегося эколого-производственного прессинга (Куликов В.Ю., 1998; Костюк И.Ф., Капустник В.А., 2004). Подвергаются анализу проблемы географической патологии эндемических заболеваний биогеохимической природы, выясняются особенности течения различных нозологий с учетом района проживания индивидума (Авцын А.П., Жаворонков А.А., 1985 - 1993). Появилась новая информация о взаимосвязи обмена биометаллов с мембранопатологическми нарушениями, в частности, с процессами перекисного окисления липидов, деструктуриза-цией сосудистой стенки (Сухаревская Т.М., 1990; Чебуханова Е.М., 1995; Комкова Е.Ю., Нефедова Н.Г., 1999; Сухаревская Т.М., Ефремов А.В., Непомнящих Г.И, и др., 2000; Боброва С.В., 2002; Герасименко О.Н., Шпагина JI.A., Чернышев В.М. и соавт., 2005), что расширяет представления о патогенезе многих органных дисфункций, возникающих при микроэлементозах.

Выявление взаимосвязи вибрационного стресса и иммунологической реактивности организма, сопряженной с клеточно-инволютивным фенотипом структурных преобразований, регенераторно-пластической недостаточностью, явилось основанием для изучения препаратов метаболической, мем-бранотропной, иммуномодулирующей и цитопротекторной направленности в качестве средств коррекции (Бодиенкова Г.М., Лизарева А.В., 2005). Указанным требованиям полностью отвечают препараты эссенциальных фосфоли-пидов (Боброва С.В., 2002). Восполнение разрушенных структурных элементов мембраны эссенциальными фосфолипидами тем или иным способом способствует восстановлению поврежденных мембранных структур (Гуревич B.C., Уразгильдеева С.А., Попов Ю.Г., 1999).

В формировании нарушений функционирования ведущих функциональных систем организма особое место отводится биометаллам, которые обеспечивают каталитическую активность многих ферментов. Известно, что обменные процессы на клеточном и субклеточном уровнях обеспечиваются функционированием «около 2000 ферментов, каждый из которых катализирует какую-то одну определенную химическую реакцию» (Ленинджер Дж., 1985; Christ G., Wingard С., 2005). В свою очередь каталитическая активность ферментов обеспечивается коферментами небелковой природы - органическими соединениями (коферментами) или неорганическими элементами (ионами металлов - макро- и микроэлементов). Таким образом, биометаллы являются важнейшими катализаторами обменных процессов и играют значительную роль в адаптации организма в норме и патологии (Ефремов А.В., Антонов А.Р., Бородин Ю.И., Якобсон Г.С. и др., 1999; Chew D.K., Conte M.S., Khalil R.A., 2004). В то же время имеется ограниченное число исследований, посвященных обмену биометаллов при вибрационной патологии (Бо-лотнова Т.М., 1989; Сухаревская Т.М., 1990; Вербовой А.Ф., 2001; Боброва С.В., 2002). Однако биологические эффекты биометаллов настолько важны для регуляции гомеостатических функций организма в целом, что комплексное исследование межсистемных нарушений обмена биометаллов при вибрационной патологии имеет не только теоретическое, но и важное практическое значение.

Детальное изучение особенностей метаболизма эссенциальных биометаллов у данного контингента больных позволило бы уточнить ранее неизвестные стороны патогенеза вибрационной болезни и с новых патогенетических позиций подойти к коррекции возникающего дисбаланса микроэлементов, наметить новые перспективные пути профилактики вибрационной патологии.

Данные обстоятельства определили цели и задачи настоящего исследования.

Цель исследования: установить соотношение биометаллов, про- и ан-' тиоксидантной активности крови и содержание металлосвязанных реактан-тов острой фазы воспаления сыворотки крови при вибрационной патологии и возможности их коррекции.

Задачи исследования:

1. Оценить показатели прооксидантной активности сыворотки у крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

2. Оценить показатели и антиоксидантной активности сыворотки у крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

3. Оценить соотношение прооксидантной и антиоксидантной активности сыворотки у крыс в динамике вибрационного воздействия в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

4. Изучить содержание биометаллов (кальция, магния, меди, железа, цинка) в плазме крови у крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период.

5. Исследовать содержание изучаемых биометаллов в условиях экспериментального моделирования вибрации и в поствибрационный период на фоне коррегирующих эффектов эссенциальных фосфолипидов на поврежденные мембранные структуры.

6. Изучить содержание металлосвязанных реактантов острой фазы (трансферрина, гаптоглобина и церулоплазмина) в сыворотке крови крыс в динамике вибрационного воздействия, в поствибрационный период и на фоне применения эссенциальных фосфолипидов.

Научная новизна. Установлено, что при вибрационной патологии происходит нарушение соотношения биометаллов в сыворотке, являющегося одним из звеньев ее патогенеза, в совокупности приводящих к развитию нарушения соотношения про- и антиоксидантных систем.

Впервые показано, что превентивное использование эссенциальных фосфолипидов во время вибрационных нагрузок способствует коррекции дисбаланса биометаллов.

Впервые показано, что период вибрационного воздействия и ранний поствибрационный период характеризуется развитием окислительного стресса, проявляющегося смещением в системе «прооксиданты - антиокси-данты» в сторону прооксидантной системы. Применение эссенциальных фосфолипидов способствует уменьшению степени выраженности и длительности окислительного стресса.

Впервые выявлено, что вибрационное воздействие приводит к развитию ответа острой фазы, характеризующегося повышением содержания металло-связывающих реактантов острой фазы сыворотки крови. Применение эссенциальных фосфолипидов способствует уменьшению степени выраженности и длительности ответа острой фазы.

Практическая значимость результатов работы

1. Использование эссенциальных фосфолипидов для метаболической коррекции и цитопротекции приводит к нормализации баланса биометаллов при вибрационной патологии.

2. Использование эссенциальных фосфолипидов при вибрационных воздействиях приводит к уменьшению степени выраженности и длительности окислительного стресса и ответа острой фазы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Вибрационное воздействие приводит к системному дисбалансу биометаллов в,организме, характеризующееся разнонаправленным изменением их концентраций в плазме крови.

2. Период вибрационного воздействия и ранний поствибрационный период характеризуется развитием окислительного стресса, проявляющегося смещением в системе «прооксиданты - антиоксиданты» в сторону проокси-дантной системы.

3. Окислительный стресс при вибрационном воздействии приводит к развитию ответа острой фазы, характеризующегося защитной реакцией метал-лосвязывающих реактантов.

4. Применение эссенциалных фосфолипидов приводит к нормализации баланса биометаллов при вибрационной патологии и уменьшению степени выраженности и длительности окислительного стресса, что способствует снижению степени выраженности и длительности ответа острой фазы.

Внедрение результатов исследования в практику. Материалы исследований включены в учебный процесс и научно-исследовательскую работу кафедры патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии, внутренних болезней и пропедевтики внутренних болезней педиатрического факультета, топографической анатомии и оперативной хирургии, биохимии Новосибирского государственного медицинского университета Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию.

ВЫВОДЫ

1. Прооксидантная активность сыворотки крови экспериментальных животных на всем протяжении вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период в 1,8-2,5 раза превышала контрольные значения. Максимальные значения данного показателя отмечались на 30-е сутки вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период. При применении эссенциальных фосфолипидов прооксидантная активность сыворотки крови имела сходную динамику, но значения показателя превышали контрольные в те же сроки в среднем лишь в 1,6 раза.

2. Антиоксидантная активность сыворотки крови повышалась на 1-е и 10-е сутки вибрационного воздействия, в период с 20-х по 30-е сутки вибрационного воздействия и в ранний поствибрационный период отмечалось снижение антиоксидантного потенциала сыворотки крови с последующим восстановлением данного показателя в позднем поствибрационном периоде. При применении эссенциальных фосфолипидов восстановление антиокси-дантной активности сыворотки крови наблюдалось уже к 30-м суткам поствибрационного периода.

3. У животных с вибрационным воздействием и в ранний поствибрационный период развивается выраженный окислительный стресс, при котором баланс в системе «оксиданты-антиоксиданты» смещается в сторону прооксидантов. Это подтверждается результатом расчета индекса соотношения показателей прооксидантной и антиоксидантной активности сыворотки крови, который превышал в 2-10 раз контрольные значения. При применении эссенциальных фосфолипидов данный показатель превышал контрольные значения в 2-3 раза.

4. При вибрационном воздействии и в поствибрационный период после вибрационного воздействия развивается дисбаланс биометаллов, характеризующийся разнонаправленными изменениями содержания в сыворотке крови меди, магния цинка с одной стороны, а также кальция и железа с другой, что, во-первых, отражает степень повреждения клеток и активации перекисного окисления липидов клеточных мембран, а во вторых, активацию саногенетических реакций, направленных на повышение антиоксидантной защиты, энергетического и пластического обмена при стрессорном воздействии.

5. Эссенциальные фосфолипиды оказывают корригирующее действие, уменьшая возникающий дисбаланс биометаллов при вибрационной патологии. В поствибрационный период терапевтические эффекты эссенциальных фосфолипидов на соотношение биометаллов максимально проявлялись на 60-е сутки восстановительного периода (поздний восстановительный период).

6. Содержание металлосвязывающих реактантов острой фазы (гаптоглобина и церрулоплазмина) в сыворотке крови было достоверно увеличено, начиная с первых суток вибрационного воздействия, и оставалось повышенным в дальнейшем, снижаясь до контрольных значений лишь к концу наблюдаемого поствибрационного периода. Это можно рассматривать как защитную реакцию организма, направленную на предупреждение развития «окислительного стресса» при вибрационном воздействии и в поствибрационном периоде.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Производственные вибрации различных параметров относятся к числу наиболее распространенных экстремальных факторов окружающей человека среды, а вибрационная патология занимает лидирующее положение среди отдельных нозологических форм хронических профессиональных заболеваний. На современном этапе исследований вибрационная патология рассматривается как вариант мембранопатологического процесса, характеризующегося нарушением морф о функциональных свойств плазматических мембран и мембран субклеточных структур, приводящих к нарушению фосфолипидного состава и активности мембраносвязанных ферментов, внутриклеточных ор-ганелл. Была показана взаимосвязь нарушений обмена биометаллов с мем-бранопатологическми нарушениями, в частности, с процессами перекисного окисления липидов, деструктуризацией сосудистой стенки, что приводит к поражению микроциркуляторного русла. В то же время имеется ограниченное число исследований, посвященных роли биометаллов в патогенезе вибрационной патологии. Данные обстоятельства определили цели и задачи настоящего исследования.

Целью исследования явилось определение особенностей соотношения содержания биометаллов в сыворотке крови , про- и антиоксидантной активности крови и реактантов острой фазы при вибрационной патологии и возможности их коррекции.

В работе приведены результаты экспериментального исследования, проведенного на самцах крыс линии Вистар. Животные подвергались воздействию общей вертикальной вибрации (частотой 32 Гц при ускорении 50 м/с2). Воздействие на животных оказывалось в двух режимах: 1) острое однократное и 2) многократно повторяющееся в течение 10, 30 суток.

Для коррекции вибрационных нарушений использовали препарат эссенциальных фосфолипидов эссенциале Н. Введение раствора препарата осуществляли per os с помощью зонда в дозе 20 мг на 1 кг массы тела ежедневно на протяжении всего периода воздействия вибрации. В восстановительный период введение препарата не проводилось. Животных первой экспериментальной группы подвергали воздействию вибрации ежедневно в течение 1, 10, 30 суток по 1 ч ежедневно без коррекции. Животных второй экспериментальной группы подвергали вибрационным воздействиям на фоне введения препарата. Плазма крови забирались на 1-е, 10-е и 30-е сутки воздействия вибрации и на 20-е, 30-е (ранний восстановительный период) и 60-е сутки (поздний восстановительный период). Содержание биометаллов в плазме крови определяли на атомно-абсорбционном спектрофотометре.

Изменения обмена кальция в период воздействия и ранний восстановительный период (до 20-х суток восстановления) сопровождались повышением плазменного пула кальция на 60% выше контрольного значения. Избыток кальция, как известно, поддерживает активность ПОЛ. В свою очередь, некомпенсированная активация ПОЛ при вибрационной патологии сопровождается изменением ультраструктурной организации липидного бислоя клеточных мембран (сосудистого эндотелия, эритроцитов, тромбоцитов и др.) и мембран субклеточных структур, изменением функциональной активности мембрансвязанных ферментов, функции рецепторов, системы ионного транспорта с накоплением ионов кальция в цитоплазме гладкомышечных клеток сосудов, приводящим к затруднению процессов расслабления сосудистой стенки, способствуя сосудистому спазму, повреждению эндотелия, гипоксии и ишемии тканей, активации гемостаза. Кроме поддержания активности ПОЛ, избыток Са++ обладает самостоятельным повреждающим действием — «кальциевая триада» по Меерсону. У животных, получавших препарат эссенциале Н динамика содержания кальция в плазме крови на протяжении всего периода исследования существенно не отличалась от контрольного значения. Восполнение разрушенных структурных элементов мембраны эссенциальными фосфолипидами способствует восстановлению поврежденных мембранных структур, стабилизации мембран и кальциевых каналов и восстановлению нарушенного баланса кальция.

Увеличение содержания магния в плазме крови до 10-х суток воздействия в 2.4 раза в сочетании с увеличением содержания кальция до 20-х суток восстановительного периода, скорее всего, отражает процессы мобилизации магния из тканей как кофактора многочисленных энзимных реакций, необходимых для активации энергетического и пластического обмена. У животных, получавших препарат эссенциале Н, на протяжении всего периода исследования изменения содержания магния были существенно меньшими, чем у животных 1-й группы.

Повышение содержания цинка в плазме крови на 1-е сутки вибрационного воздействия в 5.6 раза, вероятно, обусловлено поступлением этого биометалла из тканевого «депо» под действием глюкокортикоидов в ответ на вибрационный стресс, а также как возможный вариант антиоксидантной защиты. Начиная с 10-х суток воздействия вибрации и в течение всего восстановительного периода содержание цинка в плазме крови постепенно уменьшалось к 60-м суткам периода восстановления до контрольного значения. У животных, получавших препарат эссенциале Н, к 60-м суткам периода восстановления концентрации цинка в сыворотке крови достигла контрольных значений.

Содержание меди в плазме крови при вибрационном воздействии уменьшалось и на 30-е сутки было на 38% ниже контрольного значения. К 60-м суткам периода восстановления оно было на 33% ниже контрольного значения. Наблюдаемое уменьшение содержания меди в плазме крови может быть связано с нарушениями в системе микросомального окисления печени. У животных, получавших препарат эссенциале Н, содержание меди в плазме крови на 30-е сутки воздействия было ниже контрольного значения уже на 17%.

Содержание железа в плазме крови уменьшалось при вибрационных воздействиях и было существенно ниже контрольного значения на 1-е и 10-е сутки, что может быть связано с нарушениями в системе микросомального окисления печени. Наблюдаемое увеличение содержания сывороточного железа на 30-е сутки, периода воздействия может способствовать адекватному усилению функционирования системы микросомального окисления на фоне массивного выброса глюкокортикоидов в ответ на вибрационный стресс. У животных, получавших препарат эссенциале Н, концентрации железа в плазме крови на протяжении всего периода исследования были выше аналогичных показателей. Полученные нами данные позволяют говорить о наличии в структуре вибрационной патологии такого патогенетического звена, как системный дисбаланс биометаллов, который является одним из звеньев ее патогенеза, в совокупности^ приводящих к развитию полиорганной недостаточности.

Применение фармакологического препарата эссенциальных фосфоли-пидов (эссенциале Н); при вибрационных нагрузках нормализует возникший дисбаланс биометаллов, способствуя сохранению и восстановлению гомеостаза биометаллов, что связано с влиянием эссенциальных фосфолипидов на главные звенья патогенеза вибрационной патологии: метаболические нарушения, активацию пероксидации липидов, повреждение мембран, регене-раторно-пластическую недостаточность.

Полученные результаты должны учитываться в дальнейших клинических исследованиях, поскольку дают возможность с новых патогенетических позиций-определить пути направленной коррекции нарушений гомеостаза у больных вибрационной болезнью с использованием препаратов цитопротек-торного ряда, в частности, эссенциальных фосфолипидов, в терапии данного заболевания.