Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Влияние гипербарической оксигенации на процессы перекисного окисления липидов и антиоксидантную активность легких в условиях острой кровопотери

На правах рукописи

КАРПОВА АННА ВЛАДИМИРОВНА

ВЛИЯНИЕ ГИПЕРБАРИЧЕСКОЙ ОКСИГЕНАЦИИ НА ПРОЦЕССЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНУЮ АКТИВНОСТЬ ЛЕГКИХ В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ КРОВОПОТЕРИ

14.00.17 - нормальная физиология 14.00.16 - патологическая физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

МОСКВА - 1998

Работа выполнена в Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко

Научный руководитель:

академик МАН, доктор медицинских наук,

профессор В.Н. Яковлев

Официальные оппоненты:

член-корр. РЭА, доктор медицинских наук А.Е. Северин

доктор медицинских наук, профессор Е.А. Демуров

Ведущая организация:

Российский государственный медицинский университет

Защита диссертации состоится " декабря 1998 г в /3 часов на заседании диссертационного совета Д 053.22.04 в Российском университете дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом 8.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Российского университета Дружбы народов по адресу: 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, дом 6.

Автореферат разослан " ^ " ноября 1998 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук

Н.В. Ермакова

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Изучение адаптации организма к различным условиям среды является одной из важнейших задач современной медицины. Установлено, что пребывание организма в гипероксической среде приводит к изменениям в функциях дыхательной и газотранспортной систем, так как легкие являются первым барьером на пути гипербарического кислорода (Н.А Агаджанян, 1972: Г.Л. Зальцман, А.И. Селивра, 1975). Большой интерес представляет вопрос об устойчивости здорового человека к действию чистого кислорода, в связи с использованием его в профессиональной деятельности (авиация, космонавтика, высокогорье). В то же время имеется значительное количество работ относительно применения в лечебных целях кислорода под повышенным давлением - гипербарической оксигенации (ГБО). Она не только остается средством выбора при критических состояниях, к которым относится и геморрагический шок (Е.И. Антонова, 1992; С.А. Байдин и др., 1989; М.В. Высоцкий, В.В. Родионов, 1985; Е.А. Демуров, 1983; С.Н. Ефуни и др., 1986; JI.A. Киреева, 1991; А.Н. Леонов, 1969-1996; В.Л. Лукич, 1975; Л.Г. Шикунова и др.1986; В.Н. Яковлев, 1986; 1986; Bitlerman H. et al., 1991; Thompson R.A. et al., 1984), но применяется для лечения различных заболеваний, не сопровождающихся системной гипоксией (Поздняков A.M., 1990; Васильев М.В. и др., 1995; Гречко В.Е. и др., 1997; Полякова Л.В., Шкребец C.B., 1997). Известно, что как гипоксия, так и гипероксия вызывают усиление процессов перекисного окисления ли-пидов (ПОЛ) (Югакова В.М., 1986; Ayene I.S. et al., 1992). Интенсификация ПОЛ может приводить к нарушению структуры и функции легких, как в постгеморрагическом периоде («шоковое легкое»), так и при воздействии ГБО, учитывая высокую чувствительность легких к гипероксии (эффект Л.Смита). При этом более изученным является влияние токсических режимов ГБО (Виноградов А.Ю., 1995; Кричевская А.А., 1980; Лукаш А.И., 1983), тогда как действие терапевтических режимов изучено недостаточно. Это определяет целесообразность более глубокого изучения механизмов адаптации легких к действию терапевтических режимов ГБО, как в норме, так и в условиях патологии.

Исследование механизмов действия гипербарической кислородной терапии проводится на основе двух теорий: гипернасыщения тканей кислородом (Boerema J. et al., 1969) и адаптационно-метаболической (Леонов А.Н., 1969-1998). С позиций первой теории, терапевтический эффект ГБО связан с резким увеличением в плазме крови и тканях физически растворенного кислорода (антигипоксическое действие). В адаптационно-метаболической теории гипербарический кислород обладает не только ангашпоксическим

действием, но и выступает в роли как стимулятора, так и ингибитора биологических процессов. Эта теория предусматривает изучение конкретных метаболических реакций адаптации, которые формируют саногенетический эффект ГБО при различных заболеваниях. Разработка проблемы ГБО в этом аспекте может выявить новые свойства гипербарического кислорода и открыть новые направления в изучении его лечебного действия, терашш патологических процессов и заболеваний в настоящее время.

Исследования проведены в соответствии с основным планом научно-исследовательских работ Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко на 1995-1999 г. по комплексной программе "Механизмы гипербарической кислородной терашш", являющейся частью общероссийской программы 04.01.1 "Общие закономерности и фундаментальные механизмы повреждения и адаптации функциональных и метаболических систем при лило- и пшероксии".

ЦЕЛЫО НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ явилось изучение механизмов влияния гипербарической оксигенации на процессы перекисного окисления липидов и антиоксидантную активность легких животных в условиях острой кровопотери.

Задачи исследования:

1. Изучить динамику содержания продуктов перекисного окисления липидов, антиоксвдакгаую активность, липидный спектр легких белых крыс на разных стадиях острой массивной кровопотери.

2. Изучить влияние гипербарической оксигенации на динамику содержания продуктов перекисного окисления липидов, антиоксидантную активность, динамику липидов легких животных с острой кровопотерей.

3. Изучить особенности процессов перекисного окисления липидов, анги-оксидантной активности, липидного состава легких здоровых животных под влиянием гипербарической оксигенации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые проведено комплексное изучение динамики содержания первичных, вторичных продуктов ПОЛ, активности ферментов антиоксидантаой защиты, содержания низкомолекулярных ан-тиоксидантов, а также липвдов, фосфолипидов и их фракций в легких лабораторных животных на разных стадиях посггеморрагического периода.

Выявлена роль кислорода под повышенным давлением в регуляции метаболических механизмов адаптации, сопряженных со свободнорадикальны-ми реакциями ПОЛ в легких в постгеморрагическом периоде. Показано, что применение ГБО в раннем постгеморрагическом периоде предупреждает накопление в легких продуктов ПОЛ путем активации систем антиокси-дангаой защиты, что благоприятно влияет на функции легких. Установлено, что применение ГБО у здоровых животных в том же режиме, что и при кровопотере, вызывает интенсификацию процессов ПОЛ и активирует ан-тиоксидантаую систему.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Теоретическое значение работы заключается в расширении и углублении современных представлений о физиологических механизмах адаптации организма, поставленного в новые условия (гипероксия, циркуляторно-анемической гипоксия). Полученные данные позволили дополнить представление о гипербарическом кислороде как о мощном адаптогенном факторе, мобилизующем адаптационно-функциональные и адаптационно-метаболические реакции организма при геморрагическом шоке. Полученные результаты могут явиться обоснованием возможности клинического использования терапевтических режимов ГБО.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1. Острая массивная кровопогеря (2,8 % от массы тела) вызывает активацию процессов лерекисного окисления липидов и нарушение липидного спектра легких белых крыс на фоне угнетения ферментативной антиоксидантной системы, что лежит в основе нарушений функций легких в постгеморрагическом периоде.

2. Гипербарическая оксигенация, примененная в раннем постгеморрагическом периоде (3 ата, 50 мин), ограничивает накопление продуктов ПОЛ и нарушение липидного спектра в легких путем повышения активносга анти-оксидантаых ферментов и накоплением низкомолекулярных антиоксддан-тов, что благоприятно отражается на функциях легких в условиях циркуляторно-анемической гипоксии.

3. Гипербарическая оксигенация (3 ата, 50 мин) в легких здорового организма вызывает активацию ПОЛ, сопровождающуюся ростом активности антиоксида!ггных ферментов и накоплением низкомолекулярных метаболи-

тов, что является приспособительной реакцией к агрессивному действию гипербарического кислорода.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на 5-ом Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания (Москва, 1995), научно-практической конференции "Неотложные состояния в медицине" (Липецк, 1995), 1-ом Международном симпозиуме "Структура и функции вегетативной нервной системы" (Воронеж, 1995), конференциях молодых ученых ВГМА "Новое в диагностике и лечении заболеваний" (Воронеж, 1994, 1996, 1998), научно-практической конференции "Высокие технологии в практике учреждений здравоохранения" (Воронеж, 1995), 6-ом Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания (Новосибирск, 1996), Международном симпозиуме "Реаниматология на рубеже XXI века", посвященном 60-летию Научно-исследовательского института общей реаниматологии РАМН (Москва, 1996), заседании воронежского отделения физиологического общества России (Воронеж, 1997), VIII Всероссийском симпозиуме с международным участием "Эколого-физиологи-ческие проблемы адаптации" (Москва, 1998), XVII съезде физиологов России (Ростов-на-Дону, 1998), юбилейной конференции ВГМА «Современные методы профилактики, диагностики и лечения важнейших заболеваний» (Воронеж, 1998).

ПУБЛИКАЦИИ: по материалам диссертации опубликовано 13 работ, оформлено 1 рацпредложение.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация изложена на 132 страницах машинописи и состоит введения, обзора литературы, главы материалов и методов исследований, 3 глав собственных результатов и их обсуждения, заключения и выводов. Работа иллюстрирована 17 рисунками и 7 таблицами. Список литературы содержит 271 источник, из них 170 отечественных и 101 зарубежных.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная работа выполнена на 409 белых крысах обоего пола массой 0,18-0,22 кг. Геморрагический шок моделировали на наркотизированных животных (этаминал натрия, 30 мг/кг) путем прерывисто-струйного кровопускания из бедренной артерии в среднем объеме 2,8% от массы тела (1,5мл/100г) до уровня гипотензии 60 мм рт.ст. Однократный се-

анс ГБО проводили медицинским кислородом в барокамере в режиме 3 ата (303,9 кПа) в течение 50 мин. Работа выполнена в 5 сериях опытов: 1 серия - контроль (наркотизация, ложная операция); 2 серия (10-я мин постгеморрагического периода) - животные, исследованные после кровопускания и стабилизации АД в течение 10 мин на уровне 60+/-1,5 мм рт. ст.; 3 серия (70-я мин посггеморрагического периода) - животные, иссяедовашше на 60 мин после стабилизации АД или несколько раньше, если у них развивалась агония (с 40 по 60 мин); 4 серия (кровопотеря + ГБО) - животные 2-й серии, помещаемые в барокамеру (3 ата, 50 мин) на 60 мин, т.е. исследованные на 70-й мин посттеморрагического периода; 5 серия (норма + ГБО) - здоровые животные после 1 сеанса ГБО в идентичном режиме.

Объектом исследования служили легкие. Диеновые коныогаты определяли спектрофотометрически (Коспок В.А. и др., 1985,1991). Гидроперекиси липидов определяли спектрофотометрически с помощью цветной реакции с тиоцианатом аммония (Гаврилов В.Б., 1983). Определение содержания малонового диальдегида проводили спектрофотометрически с тио-барбгауровой кислотой (Стальная И.Д., 1977). Активность супероксиддис-мутазы (СОД) оценивали методом хемилюмииисценции на хемилюмпно-метре ХЛМ1Ц-01, в сисгеме, продуцирующей свободные радикалы при облучении ультрафиолетовым светом (Пашков А.Н., Романов А.Ю., 1990). Активность каталазы оценивали спектрофотометрически по разложившемуся пероксиду водорода при длине волны 410 им (Королюк М.А. и др., 1988). Активность глутатионредуктазы определяли спектрофотометрически по уменьшению НАДФНг (Прохорова М.И., 1982). Содержание мочевины определяли стандартным диацетилмоноксимным методом (Richterrrich R, 1969). Мочевую кислоту определяли колориметрическим методом (Меньшиков В.В,, 1987). Содержание белка определяли по модифицированному методу Лоури ( Hartree E.F. et al., 1972). Обработку ткани легких проводили в холодильной камере "НКР-1" при 0-4°С. В гомогенатах легких определяли содержание липидов, фосфолипидов и их фракций. Липиды экстрагировали по Фольчу (Folch et al., 1951), количественный анализ проводили спектрофотометрически с эйконогеновым реактивом (Дробышева H.A., 1976). Разделение липидов и фосфолипидов на фракции проводили методом тонкослойной хроматографии на пластинках Silufol с последующим проявлением и регистрацией на денситометре Д-010 в отраженном свете (Бабский П.М., 1972). Идентификацию фракций проводили с помощью свидетелей и по цветным реакциям в ультрафиолетовом свете (Новицкая Г.В., 1982).

Результаты исследования обработаны статистически с использованием параметрического Ькритерия Стыодента (Лакин Г.Ф., 1973) и непараметрического и-кригерия Вилкоксона-Манна-Уитни (Гублер Е.В., Генкин А.А., 1973) с помощью РС 486 ЕЮ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТОВ ПОЛ, АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ, ЛИПИДЫ И ИХ ФРАКЦИИ В ЛЕГКИХ ПРИ ОСТРОЙ КРОВОИОТЕРЕ

Продукты ПОЛ, антиоксцдантные ферменты и метаболиты. К 10-й мин постгеморрагического периода (АД = 60 мм рт.ст.) в легочной ткани происходило накопление первичных и вторичных продуктов ПОЛ: увеличивалось содержание гидроперекисей на 39% (р<0,05), а малонового диальдеги-да на 34,5% (р<0,05) по сравнению с 1 серией. 1С 70-й мин постгеморрагического периода эти изменения нарастали, что приводило к увеличению и диеновых конъюгатов. Так к 70-й мин посггеморрагического периода содержание диеновых конъюгатов превышало контроль в 1,2 раза (р<0,05), гидроперекисей в 1,5 раза (р<0,05), малонового диальдегида в 1,9 раза (р<0,01). У животных к 10-й мин после кровопускания (2 серия) не отмечалось достоверных изменений активности ферментов антиоксидашной защиты, имелась только тенденция к увеличению активности СОД (0,05<р<0,1). Содержание низкомолекулярного антиоксидаита - мочевой кислоты - увеличивалось на 66%. У животных, исследованных на 70-й мин постгеморрагического периода (3 серия), отмечалось увеличение активности СОД на 28% (р<0,01), снижение активности каталазы на 11% (р<0,05) и глутатаонредуктазы на 31% (р<0,01), содержание мочевины увеличивалось на 22% (р<0,05), мочевой кислоты на 75% (р<0,01) по сравнению с исходным состоянием (табл. 1).

Лнпиды, фосфолшшды, их фракции. При острой кровопотере не происходило достоверных изменений в содержании общих лшшдов, однако произошло перераспределение их фракций. На 70-й мин после кровопускания уменьшалось содержание фосфолипидов на 36% по сравнению с исходным состоянием (р<0,01), но при этом на 64% увеличивалась фракция жирных кислот (р<0,05), которые могут быть не только продуктом распада мембранных фосфолипвдов, но и являются субстратом дальнейшей липопе-роксидации. Изменения фракционного состава фосфолипидов затронули фракцию лизофосфатидилхолина, которая к 70-й мин после кровопускания увеличилась в 1,5 раза по сравнению с исходным состоянием (р<0,01). Уве-

личение содержания люофосфащдилхолина, является признаком деструкции клеточных мембран в легких организма, поставленного в условия тяжелой циркуляторно-анемической гипоксии (Березовский В.А., 1983). Таким образом, в первой фазе постгеморрагического периода (10-я мин) отмечалось умеренное увеличение содержания продуктов ПОЛ без изменений в ферментном звене ангиоксидантной системы, при этом возрастало содержание низкомолекулярного антиоксиданта - мочевой кислоты. Во второй фазе постгеморрагического периода (70-я мин) активация ферментативных антиоксидантов и увеличение содержания низкомолекулярных антиокси-дантов (мочевина, мочевая кислота) уже не могло поддерживать ПОЛ на стационарном уровне, что значительно увеличивало содержание продуктов ПОЛ в легочной ткани и вело к перенапряженности антиоксидантных ферментативных систем - падение активности каталазы и глутатионредукгазы. Липидный спектр легких к 70-й мин посггеморрагического периода характеризовался увеличением жирных кислот, а также снижением фосфолштидов с появлением их деструктивных форм, что свидетельствует об усилении ли-попероксидации.

ВЛИЯНИЕ ГИПЕРБАР1Г1ЕСКОЙ ОКСИГЁНАЦИИ НА ПРОЦЕССЫ ПЕРЕ-КИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНГНУЮ АКТИВНОСТЬ ЛЕГКИХ В УСЛОВИЯХ ОСТРОЙ КРОВОПОТЕРИ

Гипербарическая оксигенация изменяла поведение животных в постгеморрагическом периоде. Артериальное давление было выше уровня, предшествовавшего сеансу (60 мм рт.ст.), и в среднем равнялось 78,3 ± 4,0 мм рт.ст. Это достоверно превышало уровень АД у животных без оксигенации (54,2 ± 5,0 мм рт.ст.). На ЭКГ у животных, получивших сеанс ГБО, в постгеморрагическом периоде не обнаружены выраженные нарушения био-электрогенеза в миокарде. У части животных (45%), не получивших сеанс ГБО, отмечалось появление атонального дыхания ("gasping") с редкими вдохами большой амплитуды. У оксигенированных животных пневмо-грамма практически не отличалась от зафиксированной на 10-й мин постгеморрагического периода: дыхание было ритмичным, учащенным (га-хипноэ).

Продукты ПОЛ, антиокеидантные ферменты и метаболиты. Содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ у животных после сеанса ГБО было достоверно ниже, чем у нелеченных (3 серия). Так у животных 4 серии опытов, получивших сеанс ГБО, на 70-й мин после кровопускания содержа-

ние диеновых конъюгатов было меньше на 20%, чем у неоксигенированных животных (р<0,01), гидроперекисей липидов на 22% меньше, чем у животных без лечения (р<0,01). Содержание вторичного продукта ПОЛ - малонового диальдегида в легких крыс, подвергнутых оксигенобаротерапии, оставалось на уровне 10-й мин, что в 1,4 раза меньше, чем у животных без лечения на 70-й мин посггеморрагического периода (3 серия) (табл. 1). Активность СОД к 70-й мин постгеморрагического периода у оксигенированных животных увеличивалась на 28%, а у нелеченных на 21% по сравнению с 10-й мин после кровопускания (2 серия). У оксигенированных животных (4 серия) отмечено увеличение активности каталазы на 25% по сравнению с 10-й мин постгеморрагического периода (р<0,01) и на 41% по отношению к нелеченным животным 3-й серии (р<0,01). Содержание низкомолекулярного антиоксидаита - мочевины в легких к 70-й мин постгеморрагического периода увеличивалось на 65% у крыс, подвергавшихся воздействию ГБО (р<0,01), что в 1,2 раза больше, чем у нелеченных животных (3 серия) на этом же этапе посггеморрагического периода (р<0,05). Содержание мочевой кислоты увеличивалось с 10-й до 70-й мин посггеморрагического периода на 85% у окигенированных и на 74% у нелеченных животных (табл. 1).

Лишщы, фосфолнниды, их фракции. Не происходило изменений в содержании общих липидов в легких в поспеморрагическом периоде независимо от того, получали животные лечение ГБО или нет. Изменения липид-ного метаболизма в посттеморрагическом периоде затронули фракцию фосфолипидов (табл. 2). Уменьшение содержания фосфолипидов в ткани легких происходило как у оксигенированных животных (на 40%), так и у нелеченных животных (на 36%, р<0,05) по сравнению с исходным состоянием. Динамика содержания фракций липидов (холестерин, триглицериды, сложные эфиры холестерина) не давала достоверных различий ни в одной из серий опытов (р>0,1). Однако изменения фракции жирных кислот выглядели так - увеличение содержания свободных жирных кислот у животных, перенесших сеанс ГБО только на 34% (р<0,05), а у неоксигенированных животных на 64% (р<0,05) по сравнению с контрольной серией. У оксигенированных животных не обнаружено достоверного повышения фосфолипид-ной фракции лизофосфатадилхолина (р>0,1) в отличие от неоксигенированных, у которых содержание лизофосфатидилхолина увеличивалось к 70-й мин посггеморрагического периода на 48% (р<0,05). У животных, составивших 4 серию опытов (кровопотеря+ГБО), отмечалась тенденция к увеличению содержания сфингомиелина на 37% и фосфатидилинозита на 34 % по сравнению с контролем (0,05<р<0,1)(табл. 2). Очевидно, что в лег-

ких как леченных животных, так и животных не получивших сеанс ГБО, изменялся липидный спектр легких. Однако эти изменения носили разный характер: в легких анемизированных животных нарастало содержание деструктивных форм фосфолипидов (лизофосфатидилхолин), а у оксигениро-ванных животных проявлялась тенденция к увеличению фосфатидилинози-та и сфингомиелина, фракций обеспечивающих "жесткость" мембран (Прокофьев В.Н. и др., 1995).

Гипербарическая оксигенация, проведенная в раннем постгеморрагическом периоде, предупреждает накопление продуктов ПОЛ в ткани легких, что выражается в стабилизации содержания продуктов ПОЛ на уровне 10-й мин постгеморрагического периода (состояние перед сеансом ГБО). Это обеспечивалось активацией как ферментативного звена (рост активности антиоксидакгных ферментов - каталазы, супероксидцисмутазы), так и низкомолекулярньши антиоксидангами (увеличение содержания мочевины и мочевой кислоты). Об ограничении свободнорадикальных процессов под действием гипербарического кислорода свидетельствует отсутствие достоверного увеличения лизоформ фосфатидилхолина.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОДУКТОВ ПОЛ, АНТИОКСИДАНТНАЯ АКТИВНОСТЬ. ЛИПИДЫ И ИХ ФРАКЦИИ В ЛЕГКИХ ЗДОРОВЫХ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ШПЕРБАРИЧЕСКОЙ ОКСИГЕНАЦИИ

Изучение влияния ГБО на здоровый организм преследовало две цели: во-первых, более глубокое понимание механизмов действия гипербарического кислорода на реакции ПОЛ легких в условиях кровопотери (контроль на кислород); во-вторых, изучение реакций здоровых легких на гипероксиго в связи с применением кислорода в профессиональной деятельности и при заболеваниях, не сопровождающихся патологией легких.

Продукты ПОЛ, антиоксидантные ферменты и метаболиты. После воздействия гипербарическим кислородом на здоровых животных в легких происходило усиление липопероксидации, о чем свидетельствует накопление в них продуктов ПОЛ. Содержание первичных продуктов ПОЛ (гидроперекиси липидов) в легочной ткани возрастало на 41% (р<0,01), а вторичных продуктов (малоновый диальдегид) на 89% (р<0,01), по сравнению со здоровыми животными (табл.1). Это сопровождалось ростом активности антиоксидангных ферментов. Отмечалось возрастание каталазной активности в 1,5 раза и увеличение активности супероксидцисмутазы на 20% по

сравнению с интактными животными (р<0,01), отмечалась тенденция к снижению активности глутатионредуктазы (0,05<р<0,1). Содержание мочевины в легочной ткани под влиянием ГБО увеличивалось на 24%, мочевой кислоты на 75% (табл. 1). Вероятно, такая реакция антиоксидангной системы обеспечивает адаптацию легких здоровых животных к агрессивному действию гипербарического кислорода.

Таблица 1.

Показатели ПОЛ и антиоксидангной активности легких крыс

Показатели Контроль 10 мин ГШ 70 мин ГШ (без ГБО) 10 мин ГШ (лечение ГБО) Норма +ГБО

1 серия 2 серия 3 серия 4 серия 5 серия

ДК (ммоль/кг) 14,26 ±0,43 16,36 ±0,70 17,45+ 0,97 13,96 ±0,65 14,18±0,99

ГПЛ (у.е./г) 0,652 ±0,020 0,840 + 0,028 0,984±0,020 0,760+0,024 0,920± 0,016

МДА (ммоль/кг) 6,95 ± 0,46 9,35 + 0,75 13,86 ±0,86 9,64 ± 0,64 ¡3,15 ±0,91

сод (ед/мг белка) 72,0 ± 3,5 76,6 ± 4,4 92,7 ±4,2 98,6 ±5,6 86,7 ± 3,3

Катал аза (нКат/мг 6) 17,84 ± 0,36 18,11+0,62 15,98 + 0,47 22,64 ± 0,77 22,17±0,78

ГР (нКат/мг б) 1,65 ± 0,10 1,47 ±0,13 1,14 ±0,06 1,14 ±0,08 1,26±0,09

Мочевина (ммоль/кг) 3,85 + 0,33 3,34 ±0,18 4,71 ± 0,29 5,51±0 ,21 4,79+0,34

МК (мкмоль/кг) 222,7 ± 12,2 369,2 ±31,3 389,3 ± 11,1 411,4 ±43,4 387,2±25,4

Примечание: ГПЛ - гидроперекиси липидов, ДК - диеновые коньюгаты, МДА - малоновый диальдегид, СОД - супероксиддисмутаза, ГР - глутатионредуктаза, МК - мочевая кислота

Липнды, фосфолипиды, их фракции. После однократного воздействия гипербарическим кислородом на организм здорового животного не происходило достоверных изменений в содержании общих липидов в легочной ткани, но отмечалось снижение фосфолипидов на 48% по сравнению с исходным состоянием (р<0,05), отмечалось увеличение содержания жирных

кислот в 1,5 раза (табл. 2). Изменения фракционного состава фосфолипи-дов, затрагивали фракцию лизофосфатидилхолина - отмечено увеличение данной фракции после воздействия гипербарическим кислородом на 67% по сравнению с интактными животными (р<0,05). Содержание высоконенасыщенной фосфолипидной фракции фосфатидилинозита после сеанса ГБО возрастало в 2,2 раза по сравнению с нормой (р<0,01) (табл. 2). Таким образом, однократное воздействие гипербарическим кислородом на организм здоровых животных вызывает активацию свободнорадикальных процессов в легочной ткани, о чем свидетельствует накопление продуктов ПОЛ, которое происходит несмотря на активацию как ферментативного звена, так и низкомолекулярного звена антиоксидантной системы. Изменения липид-ного спектра легких у здоровых животных в условиях ГБО в целом были

Таблица 2.

Динамика липндсв, их фракций (г/кг), фракций фосфолипидов (%)

Показатели Исходное Состояние 1 серия 70 мин ГШ (без ГБО) 3 серия 70 мин ГШ (лечение ГБО) 4 серия Норма+ГБО 5 серия

Общие липиды 15,84 + 2,65 14,39 ±2,10 12,35 ± 1,02 13,17+1,27

Фосфолипиды 6,11 ± 1,03 3,88± 0,40 3,70 ± 0,42 3,57 ± 0,24

ЛФХ 2,8 ± 0,2 4,2 ± 0,3 3,6 ± 0,3 4,7 ± 0,3

ФХ 30,6 ± 2,4 32,9 + 1,4 30,3 ± 1,7 31,1 ±1,7

см 7,0 ± 0,8 9,9 ± 1,0 9,4 ± 1,1 9,7 ± 0,9

ФИ 4,5 ± 0,4 5,7 ± 0,5 5,7 ± 0,4 9,9 ± 1,2

ФЭА 54,7 ± 2,8 50,2 ± 3,0 49,4 ± 3,4 49,5 ± 2,2

Холестерин 4,79 ± 0,40 5,14 ± 0,70 4,87 ± 0,53 5,66 ± 0,60

Жирн кислоты 1,34 ±0,14 2,20 ±0,22 1,85 ±0,12 1,99 ±0,20

Триглицериды 1,56 ±0,12 1,71±0,10 1,82 ±0,06 1,69 ±0,16

Слож эфиры холестерина 0,45 ± 0,04 0,57 ± 0,32 0,37 ± 0,03 0,53 ±0,12

Примечание: ЛФХ - лизофосфатидилхолин, ФХ - фосфатидилхолин, СМ-сфинго-миелин, ФИ - фосфатидилинозит, ФЭА - фосфатидилэтаноламин

выражены более резко, чем у анемизированных животных как оксигениро-ванных, так и неоксигенированных. Адаптационные изменения в антиокси-

дантной системе легких здоровых животных под влиянием ГБО были недостаточны для предотвращения избыточного накопления продуктов ПОЛ и нарушения липидного спектра легких.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перспективы применения ГБО при острой кровопотере и постгеморрагических состояниях в значительной степени связаны со знанием механизмов действия кислорода под повышенным давлением. Несмотря на то, что достигнут существенный прогресс в их изучении, многие вопросы, касающиеся механизмов воздействия оксигенобаротерапии на легкие, остаются открытыми. По-прежнему остается неясным вопрос: чем «расплачиваются» легкие, как орган чувствительный к токсическом действию кислорода, за ту помощь, которую оказывает ГБО всему организму при геморрагическом шоке?

Анализ полученных результатов показал, что динамика активных форм свободнорадикального окисления (процессы ПОЛ) и реакции антиокси-дантной защиты зависели от степени и фазности развития острой кровопо-тери и находились в связи с действием гипербарического кислорода.

В начальной фазе кровопотери (10 мин гипотензии при АД = 60 мм рт.ст.) умеренное накопление продуктов ПОЛ (гидроперекиси липидов, малоновый диальдегид) в легких можно рассматривать как приспособительную реакцию анемизированного организма, которая, изменяя проницаемость мембран, вероятно, улучшала диффузию газов в легких. О необходимости накопления продуктов ПОЛ в этих условиях свидетельствует отсутствие реакции антиоксидантной системы (как ферментов, так и метаболитов), несмотря на высокую реактивность организма в раннем постгеморрагическом периоде и отсутствие формирования в органах необратимых изменений.

Через 70 мин постгеморрагического периода ухудшение функционального состояния организма сопровождалось изменением баланса в системе «перекисное окисление липидов - антиоксиданты». Концентрация продуктов ПОЛ (диеновые конъюгаты, гидроперекиси липидов, малоновый диальдегид) продолжала прогрессивно нарастать и сопровождалась изменением липидного состава мембран: уменьшением фосфолипвдов («феномен де-липидизациии мембран»), увеличением деструктивных форм (лизофосфати-дилхолин) и фракции жирных кислот, легко подвергаемой перекисному окислению. В антиоксидантной системе при этом были отмечены как явления активации (повышение активности супероксиддисмутазы, мочевины,

мочевой кислоты), так и угнетения (снижение активности катал азы и глута-тионредуктазы).

Применение ГБО в раннем постгеморагическом периоде сопровождалось наиболее выраженной по сравнению с неоксигенированными животными активацией антиоксидантной системы, как ее ферментного звена (СОД, каталаза), так и неферменгного (мочевина, мочевая кислота). В результате этого после сеанса ГБО (3 ата, 50 мин) был зафиксирован умеренно повышенный уровень продуктов ПОЛ, характерный для раннего постгеморрагического периода, с менее выраженными признаками нарушения ли-пидного спектра мембран. Можно предположить, что повышенный уровень продуктов ПОЛ в условиях ГБО через конформационные изменения белков (ферментов, гормонов, циторецепторов и др.) является одшш из механизмов пролонгированного лечебного действия ГБО в постдекомпрессионном периоде.

Гипербарическая оксигенация здоровых животных в тождественном режиме вызывала изменения в системе ПОЛ, сходные с кровопотерей. Однако стимуляция процессов перекисного окисления липидов в легких здоровых животных под влиянием ГБО, сопровождалась выраженными адаптивными изменениями в антиоксидантной системе: повышение активности ан-тиоксидантных ферментов, резкое повышение концентрации азотистых метаболитов, обладающих ангиокевдантными свойствами.

Некоторую стандартность метаболических реакций легких, связанных с процессами ПОЛ и антиоксидантной защиты, в ответ на гипероксию и гипоксию можно объяснить с общепатологических позиций тем, что на экстремальные факторы организм отвечает типовыми, эволюционно сложившимися реакциями адаптации.

Полученные нами результаты свидетельствуют, что реакция организма на ГБО (стабилизация или активация процессов ПОЛ) зависит от его функционального состояния в момент оксигенации (анемизированный или здоровый организм), что подтверждает одно из положений адаптационно-метаболической теории гипербарической оксигенации.

ВЫВОДЫ

1. В комплексном исследовании процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы у белых крыс было показано, что соотношение этих систем зависит от фазы развития постгеморрагического периода (кровопотеря 2,8% от массы тела) и применения при этом гипербарической оксигенации (3 ата, 50 мин).

2. В раннем нослгеморрагическом периоде (10 мин гипотензии при АД = 60 мм рт. ст.) отмечалась умеренная активация процессов ПОЛ, что выражалось в увеличении гидроперекисей липидов в 1,4 раза и малонового ди-альдегида в 1,3 раза, тогда как активность ферментов антиоксидантной защиты (супероксидцисмутаза, каталаза, глутатионредукгаза) не изменялась, а в звене низкомолекулярных антиоксидантов увеличивалось только содержание мочевой кислоты на 66%.

3. Через 70 мин посггеморрагического периода (среднее АД « 54 мм рт. ст.) наблюдалась дальнейшая активация процессов ПОЛ: рост диеновых конъюгатов в 1,2 раза, гидроперекисей липидов 1,5 раза, малонового ди-альдегида в 1,9 раза. В антиоксидантной системе происходила как активация отдельных ее звеньев (повышение активности супероксвдаисмутазы на 21%, рост мочевины на 22%, мочевой кислоты на 75%), так и ингибирование других звеньев (снижение активности каталазы на 11% и глутатионредукта-зы на 31%).

4. Применение гипербарической оксигенации (3 ата, 50 мин) предотвращает дальнейшее накопление продукте о ПОЛ (гидроперекиси, диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид) в легких, ограничивая их уровнем 10-й мин посггеморрагического периода. Стабилизация процессов ПОЛ у ане-мизированных животных под влиянием ГБО обеспечивается выраженной стимуляцией механизмов антиоксидантной защиты: активация антиокси-дантных ферментов (рост супероксидцисмугазы на 28%, каталазы на 25%); увеличение содержания низкомолекулярных антиоксидантов (рост мочевины на 65%, мочевой кислоты на 85%).

5. Применение идентичного режима ГВО у здоровых животных вызывает накопление продуктов ПОЛ (рост гидроперекисей в 1,4 раза, малонового диальдегида в 1,8 раза), несмотря на активацию всех звеньев антиоксидантной системы: увеличение активности антиоксидантных ферментов (рост каталазы в 1,5 раза, супероксвддисмутазы в 1,2 раза), накопление низкомолекулярных антиоксидантов (рост мочевины на 25%, мочевой кислоты на 75%).

6. Эффект влияния ГБО на баланс прооксидангной и антиоксидантной систем существенным образом зависит от исходного функционального состояния организма: у анемизированных животных гипербарический кисло-

юд стабилизировал умеренно повышенный уровень продуктов ПОЛ за счет истивации антиоксидантной системы, а у здоровых приводил к накоплению тродуктов ПОЛ, несмотря на активацию антиоксидантной системы.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Содержание общих липидов и фосфолипидов в легких при острой пассивной кровопотере и гипербарической оксигенации.//Новое в диагностике и лечении заболеваний: Сб. науч. трудов молодых ученых и студентов. -Воронеж, 1994.-С. 10-12.

2. Состояние перекисного окисления липидов легких при гипоксии и ее гаррекции./ЛГез.У национального конгресса по болезням органов дыха-яия,- М., 1995.- № 1677. (Соавт. Резников K.M., Винокурова О.В.)

3. Некоторые показатели антиоксидантной активности легких при геморрагическом шоке и ГБО.//Неотложные состояния в медицине: Тез. научно-практ. конференции.- Липецк, 1995.- С.119-120. (Соавт. Яковлев В.Н., Дорохов Е.В.)

4. Механизмы изменения внешнего дыхания в различные сл адил геморрагического шока.// Неотложные состояния в медицине: Тез. научно-практ. конференции,- Липецк, 1995,- С120-121. (Соавт. Яковлев В.Н., Горшенев Ю.А., Дорохов Е.В.)

5. Гипербарическая оксигенация как метод профилактики респираторного дистресс-снндрома.//Высокие технологии в практике учреждений здравоохранения г. Воронежа: Тез. докл. научно-практ. конференции.- Воронеж, 1995.- С.83. (Соавт. Яковлев В.Н.)

6. Состояние свободно-радикального окисления в легких при гипоксии и пшероксии.//У1 Национальный конгресс по болезням органов дыхания: Сб. резюме.- Новосибирск, 1996,-№ 1797.-С. 448. (Соавт. Яковлев В.Н.)

7. Состояние свободно-радикальных процессов при некоторых видах сердечно-сосудистой патологии.//1 Российский конгресс по патофизиологии с межд. участием.- М., 1996.- С.196. (Соавт. Клокова В.М., Золоедов. В.И., Карпов Б.В., Тгаценко Л.Ю.)

8. Определение активности антиоксидантных ферментов для диагностики окислительного стресса.//Новые методы диагностики и исследования: Сб. научн. трудов,- Воронеж, 1996.- вып.2 - С.28.

9. Показатели перекисного окисления липидов легких при оксигено-баротерапии острой кроропотери.//Новое в диагностике и лечении заболе-

ваний: Тез. докл. конференции молодых ученых и студентов.- Воронеж, 1996.- С.46.

10. Активность ферментов антиоксидантной защиты и содержание низкомолекулярных антиоксиданггов в легких при циркуляторной гипок-сии//Эколого-физиологические проблемы адаптации: Материалы 8 Между-нар. симпозиума.- М., 1998. - С.448. (Соавт. Яковлев В.Н.)

11. Функциональные и метаболические процессы в легких при геморрагическом шоке.//Сгруктура и функции вегетативной нервной системы: Материалы 2 междунар. симпозиума.- Воронеж, 1998.- С. 99-100. (Соавт. Яковлев В.Н.)

12. Функционально-метаболические реакции здорового организма на гипербарическую оксигенацию //XVII съезд Всероссийского физиологического общества имени И.П. Павлова: Тезисы докладов,- Ростов-на-Дону, 1998.- С.357-358. (Соавт. Яковлев В.Н., Савилов П.Н.)

13. Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) и реакция антиоксидантной системы в легких и головном мозге при гипербарической окси-генации (ГБО) животных с острой кровопотерей//Современные методы профилактики, диагностики и лечения важнейших заболеваний: Материалы программно-целевых исследований.- Воронеж. 1998.- С.83-84. (Соавт. Яковлев В.Н., Кяокова В.М.)

Карпова Анна Владимировна (Россия)

Влияние гипербарической оксигенации на процессы иерекисиого окисления липидов и антиоксидантную активность легких в условиях острой кровопотери

В работе проводится комплексная оценка показателей ПОЛ и антиоксидантной активности легких белых крыс в условиях острой кровопотери и действия кислорода под повышенным давлением. Выявлены изменения данных показателей на различных стадиях постгеморрагического периода.

Показано, что гипербарическая оксигенация, примененная в постгеморрагическом периоде, активирует антиоксидантную систему легких, что ведет к стабилизации процессов липопероксидации и нормализации функций легких после кровопотери.

Установлено, что гипербарическая оксигенация в тождественном режиме вызывает усиление процессов ПОЛ в легких здоровых животных, несмотря на активацию антиоксидантной системы.

Anna Karpova (Russia)

Influence of Hyperbaric Oxygenation on the Processes of Lipid Peroxidation and Antioxidant Activity of Long in Acute Bloodloss

Complex estimation of parameters POL and antioxidant activity of white rats- lung in case of acute bloodloss and action of oxygen under increased pressure were carried out. Changes of the given parameters of various levels of posthemorrhagicai period were revealed.

It was shown, that hyperbaric oxygenation applied in posthemorrhagicai period activated antioxidant system of lung. It became the reason of stabilization process of lipoperoxidation and normalization of lungs- functions after bloodloss.

It was determined, that hyperbaric oxygenation in identical regime conducted amplification of processes POL in the healthy animals lung, despite the activation of antioxidant system.