УДК: 612.127.2:616.15]:616.152.21-02
Год издания: 2011
Роль кислородсвязывающих свойств крови в развитии окислительного стресса и пути его коррекции
Зинчук В.В., Гуляй И.Э., Шульга Е.В.
Рубрики: 76.03.31
Гродненский государственный медицинский университет
Тема НИР: «Изучение роли кислородсвязывающих свойств крови в развитии окислительного стресса, разработка на основе выявленных закономерностей путей его коррекции»
Сроки выполнения НИР: 01.01.2009 г. — 31.12.2010 г
Научный руководитель: д-р мед. наук, проф. В.В. Зинчук
Источник финансирования: госбюджет
Цель исследования: изучить роль кислородсвязывающих свойств крови в развитии окислительного стресса при различных состояниях, разработать на основе выявленных закономерностей пути его коррекции. Исследовались изменения кислородсвязывающих свойств крови, показатели перекисного окисления липидов и факторы антиоксидантной защиты после введения липополисахарида (ЛПС), а также при окислительном стрессе различной этиологии в клинической практике.
Развитие окислительного стресса, индуцированного введением ЛПС в дозе 500 мкг/кг, сопровождается ухудшением показателей кислородтранспортной функции крови, увеличением уровня нитрат/нитритов в плазме крови, сдвигом прооксидантно-антиоксидантного равновесия в сторону усиления свободнорадикальных процессов в крови и тканях в течение первых пяти суток; наиболее значимые изменения имеют место через 12 ч. Так, через 12 ч после введения ЛПС наблюдается смещение рН крови в сторону ацидоза (значение снижается на 1,85%, p<0,008), а затем через 5 сут величина данного показателя приближается к цифрам в группе сравнения. Параметры рСО2, SBC, SBE, ABE, ТСО2 и НСО3- снижаются через 12 ч после введения ЛПС, через сутки отмечается их улучшение, а через 5 сут они достигают уровня в группе сравнения. Значение p50станд уменьшается на 4,9% (p<0,008) через 1 сутпосле введения ЛПС в сравнении с контролем, а через 5 сут отмечается обратная динамика. Показатель p50 при реальных значениях рН, рСО2 и температуры через 12 ч после инъекции ЛПС возрастает на 18,0% (p<0,008), что характеризует уменьшение сродства гемоглобина к кислороду, соответственно смещение кривой диссоциации оксигемоглобина вправо, в то же время в течение 5 сут значение р50 снижается, приближаясь к контролю.
Суммарное содержание нитрат/нитритов увеличивается через 12 ч после введения ЛПС на 7,3 мкмоль/л (p<0,008), через 1 сутки - на 15,5 мкмоль/л (p<0,008), а через 5 суток этот параметр снижается и приближается к значению контроля.
Через 12 часов после введения ЛПС наблюдается увеличение уровня диеновых конъюгатов на 55,1% (p<0,008) в аорте, на 34,1% (p<0,008) в легких и на 45,3% (p<0,008) в почках, а также на 97,3% (p<0,008) в плазме и на 16,7% (p<0,008) в эритроцитах по отношению к контрольным величинам. Увеличение уровня оснований Шиффа происходит во всех исследуемых тканях и крови через 12 ч после введения ЛПС. При этом данный показатель повышается в сердце, легких и почках на 33,9, 87,9, и 18,8% (p<0,008), соответственно, а также в эритроцитах на 102,6% (p<0,008) в сравнении с контролем. Уже через 1 сут отмечается снижение активности свободнорадикальных процессов, а через 5 сут значения диеновых конъюгатов и оснований Шиффа в тканях и крови приближаются к таковым в группе сравнения.
Одновременно с процессами активации перекисного окисления липидов наблюдается угнетение антиоксидантной системы в тканях и крови. В частности, через 12 ч после введения ЛПС концентрация ?-токоферола снижается на 28,8% (p<0,008) в аорте и на 42,8% (p<0,008) в сердце, на 48,5% (p<0,008) в плазме в сравнении с контролем. Через 1 сут отмечается увеличение уровня ?-токоферола в исследуемых тканях и крови по отношению к группе сравнения, но значения остаются сниженными. Через 5 сут они приближаются к контролю. Во всех тканях активность каталазы уменьшается уже через 12 ч после введения ЛПС: в аорте на 74,0% (p<0,008), в сердце на 58,3% (p<0,008), в легких на 77,1% (p<0,008), в печени на 67,7% (p<0,008) и в почках на 52,1% (p<0,008). Через 5 сут значения данного показателя увеличиваются и приближаются к цифрам в группе сравнения. Однако в эритроцитах через 12 ч после введения ЛПС отмечается повышение активности каталазы на 24,8% (p<0,008), а затем на протяжении 5 сут идет снижение.
В условиях окислительного стресса действие селективного ингибитора индуцибельной изоформы NO-синтазы (аминогуанидина), мелатонина, эритропоэтина и 1-метилникотинамида сопровождается уменьшением нарушений кислотно-основного состояния и повышением сродства гемоглобина к кислороду (снижение p50 на 6,2% (p<0,05), на 13,1% (p<0,05), на 7,2% (p<0,05) и на 7,9% (p<0,05) соответственно, при реальных значениях рН, рСО2 и температуры), а также падением содержания продуктов перекисного окисления липидов (диеновых конъюгатов и малонового диальдегида) и повышением антиоксидантных факторов (уровня ?-токоферола, активности каталазы) в крови и тканях (аорта, сердце, легкие, печень, почки).
В клинических условиях также отмечаются нарушения кислородсвязывающих свойств крови и прооксидантно-антиоксидантного баланса при различных состояниях (остром панкреатите, безболевой ишемии миокарда, у больных с вегетативной дисфункцией, при врожденных пороках сердца), сопровождающихся развитием окислительного стресса.
Установленные закономерности формирования кислородсвязывающих свойств крови в экспериментальных моделях и в клинической практике могут быть использованы для разработки основных путей коррекции окислительного стресса. Выявлены новые регуляторные эффекты аминогуанидина, мелатонина, эритропоэтина и 1-метилникотинамида, проявляющиеся в улучшении показателей кислотно-основного состояния и транспорта кислорода кровью, смещении кривой диссоциации оксигемоглобина влево, повышении антиоксидантной защиты и уменьшении активности процессов перекисного окисления липидов, окислительных нарушений в условиях окислительного стресса.
Область применения: физиология, биохимия, фармакология.
Рекомендации по использованию: результаты работы позволяют применять аминогуанидин, мелатонин, эритропоэтин и 1-метилникотинамид для регуляции кислородсвязывающих свойств крови, прооксидантно-антиоксидантного баланса в условиях окислительного стресса, а также дают возможность повысить качество медикаментозной терапии при различных клинических состояниях, сопровождающихся развитием окислительного стресса. Полученные данные могут быть использованы в учебном процессе в вузах медико-биологического профиля по соответствующим разделам физиологии, биохимии, фармакологии.