78 Проблемы биологии и медицины, 2016, №1 (86)
УДК: 611.24:612.015.11-02:616-001.17-085.324]-092.9
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАМЕСТИТЕЛЬНОЙ СУРФАКТАНТНОЙ ТЕРАПИИ ДЛЯ
КОРРЕКЦИИ ПРОЯВЛЕНИЙ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА В ТКАНИ ЛЕГКИХ В
ДИНАМИКЕ ПОСЛЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ТРАВМЫ
З.М. НЕБЕСНА, К.С. ВОЛКОВ, Н.Е. ЛИСНИЧУК, И.Я. ДЕМКИВ
Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я. Горбачевского,
Украина, г. Тернополь
ЭКСПЕРИМЕНТАЛ ТЕРМИК ЖАРОҲАТДАН СЎНГ ДИНАМИКАДА ЎПКА ТЎҚИМАСИДА
ОКСИДАТИВ СТРЕСС ЖАРАЁНЛАРИ КОРРЕКЦИЯСИ УЧУН ЎРИНБОСАР
СУРФАКТАНТ ТЕРАПИЯНИНГ АФЗАЛЛИГИ
З.М. НЕБЕСНА, К.С. ВОЛКОВ, Н.Е. ЛИСНИЧУК, И.Я. ДЕМКИВ
И.Я. Горбачевский номидаги Тернополь Давлат медицина университети, Украина, Тернополь
THE EFFICACY OF SUBSTITUTIVE SURFACTANT THERAPY
FOR CORRECTION OF
OXIDATIVE STRESS MANIFESTATIONS IN LUNG TISSUE AFTER EXPERIMENTAL
THERMAL INJURY IN DYNAMIC
Z.M. NEBESNA, К.S. VOLKOV, N.Ye. LISNYCHUK, І.Ya. DEMKIV
Ternopil State Medical University, Ukraine, Ternopil
Куйиш травмасида антиоксидант ҳимоя ферментлар фаоллигининг пасайиши ва эндотоксемия-
нинг ривожланиши фонида эркин радикал жараёнларнинг фаоллашиши натижасида ўпка тўқимасида
мураккаб структурали ва метаболик ўзгаришлар рўй беради. Тажрибадаги ҳайвонларда термик трав-
мани сурфактант воситаси билан коррекцияси натижасида эркин радикал жараёнлар фаоллигининг
пасайишига ва қон ҳамда ўпка тўқимасида антиоксидант ферментлар фаоллигининг ошишига сабаб-
чи бўлади. Шунингдек, прооксидант-антиоксидант мувозанат тикланишига сабабчи бўлади ва бунинг
натижасида эндоген интоксикация белгилари камаяди.
Калит сўзлар:
термик травма, ўпка, сурфактант, эндоген интоксикация, антиоксидант ти-
зим.
Complex structural and metabolic changes in lung tissue after burn injury occur as a result of free
radical processes activation under decrease of antioxidant protection enzymes activity and increase of
endotoxemia. The correction of thermal trauma by surfactant reduces free radical processes and increases
antioxidant enzymes activity in the blood and lung tissue of experimental animals and restores prooxidant-
antioxidant balance that consequently causes the decrease of endogenous intoxication intensity.
Key words:
thermal injury, lung, surfactant, endogenous intoxication, antioxidant system.
Вступление.
Оксидативный стресс играет
важную роль в патогенезе многих заболеваний
дыхательной системы [2]. Одними из факторов,
которые инициируют оксидативный стресс, яв-
ляются активные формы кислорода (АФК), ко-
торые продуцируются в процессе фагоцитоза
полиморфноядерными лейкоцитами. Нарушения
продукции фагоцитами метаболитов кислорода
относятся к причинам развития и неблагоприят-
ного течения заболеваний органов дыхания. В
очаге легочного воспаления накапливается про-
дукт частичного восстановления кислорода –
супероксид-анион. Он и NО* подвергаются
быстрому радикал-радикальному взаимодей-
ствию с образованием медиатора окислительно-
го клеточного повреждения – пероксинитрита.
Последний вызывает повреждение белков, липи-
дов клеточных мембран и сосудистого эндоте-
лия, увеличивает агрегацию тромбоцитов, при-
нимает участие в процессах развития эндотоксе-
мии. Свободные радикалы вызывают токсиче-
ские повреждения дыхательных путей, усилива-
ют воспаление [3].
Защиту от повреждающего влияния АФК
обеспечивают антиоксидантные ферменты: су-
пероксиддисмутаза (СОД), каталаза, ферменты
редокс-системы глутатиона. В норме оксиданты-
антиоксиданты находятся в равновесии. Нару-
шение этого баланса в сторону оксидантов вы-
зывает развитие оксидативного стресса.
Поскольку эндотоксикоз и тканевая гипо-
ксия являются одними из постоянных патогене-
тических звеньев метаболических нарушений в
системе гомеостаза, а такоже играют роль пус-
ковых механизмов в развитии повреждения лег-
ких у больных с термическим ожогом, поиск пу-
тей коррекции указанных изменений является
достаточно актуальным.
Патогенез
развития
респираторных
осложнений, которые возникают на фоне ожого-
З.М. Небесна, К.С. Волков, Н.Е. Лисничук, И.Я. Демкив
Биология ва тиббиёт муаммолари, 2016, №1 (86) 79
вой травмы, разрешает рассматривать поврежде-
ние легких, преимущественно, как “сурфактант-
зависимый” процесс [9]. Это является основой
для включения в комплекс лечебных мероприя-
тий при заболеваниях системы дыхания замести-
тельной сурфактантной терапии с использовани-
ем экзогенных сурфактантов.
Учитывая вышесказанное, целью
исследо-
вания было выяснение изменений показателей
окислительно-восстановительных реакций, ак-
тивности ферментов антиоксидантной системы и
маркеров эндотоксемии в условиях эксперимен-
тальной ожоговой травмы и в условиях приме-
нения экзогенного препарата сурфактанта «Ку-
росурф».
Материалы и методы
. В эксперименте
использовано 72 нелинейных белых крысы-
самца с массой тела (185 ± 5) г, которые содер-
жались в стандартных условиях вивария. Все
манипуляции с экспериментальными животны-
ми проводили согласно «Европейской конвен-
ции о защите позвоночных животных, которые
используются для экспериментов и других науч-
ных целей», а также с соблюдением «Научно-
практических рекомендаций по содержанию ла-
бораторных животных и работы с ними» [4, 13].
Подопытные животные были разделены таким
образом: 1 группа – интактные животные (8 осо-
бей); 2 группа – животные с ожовой травмой (32
особи); 3 группа – животные с ожоговой трав-
мой, которым интратрахеально вводили экзоген-
ный препарат сурфактанта «Куросурф» (32 осо-
би).
Ожоговую травму (ОТ) наносили под ке-
таминовым наркозом на эпилированную поверх-
ность кожи спины животного двумя медными
пластинами, нагретыми до температуры 97-100
о
С, длительностью 15 секунд. Размеры участка
повреждения составляли 18-20 % поверхности
тела животных. Под общим наркозом одноразо-
во проводили интратрахеальную инстиляцию
экзогенного препарата сурфактанта «Куросурф»
в дозе 300 мг/ кг массы тела животного.
Животных выводили с эксперимента под
кетаминовым наркозом на 3, 7, 14 и 21 сутки,
что соответствует стадиям ранней и поздней
токсемии, септикотоксемии ожоговой болезни.
Токсичность крови оценивали по эритроцитар-
ному индексу интоксикации (ЭИИ) [10] и по со-
держимому
среднемолекулярных
пептидов
(СМП), а также их низко- и высокомолекуляр-
ных фракций [11]. Исследуя содержание СМП,
вычисляли их коэффициент (К
СМП
) [11]. В гомо-
генате ткани легких определяли концентрации
малонового диальдегида (МДА) [1], диеновых и
триеновых кон’югатов (ДК, ТК) [6], активность
каталазы (Кат) и супероксиддисмутазы (СОД) [7,
12]. Концентрацию церулоплазмина (ЦП) опре-
деляли в сыроватке крови по методике [5]. По-
лученный в результате эксперимента цифровой
материал был систематизирован и обработан при
помощи методов вариационной статистики с ис-
пользованием программы «Microsoft Exel 6,0».
Результаты исследования и их обсужде-
ние
.
Эндогенная интоксикация является неспе-
цифическим синдромом, характерным для мно-
гих заболеваний, которые сопровождаются уси-
лением свободнорадикальных процессов. Токси-
ческие метаболиты ПОЛ вызывают деструкцию
плазматических и цитоплазматических мембран,
приводят к развитию токсемии – выходу в кровь
из локального очага токсинов, которые вызыва-
ют генерализацию патологического процесса.
Одним из способов диагностики эндогенной ин-
токсикации является исследование проницаемо-
сти мембран эритроцитов.
У таблице 1 приведены данные, которые
указывают на изменения ЭИИ при смоделиро-
ванном термическом ожоге в сравнении с кон-
трольным показателем. На 3, 7 и 14 сутки экспе-
римента ЭИИ вырос на 46,9 %; 68,4 % и на 69,2
% соответственно, на 21 сутки – на 33,8 %. Ре-
зультаты оказались достоверными (р<0,001) во
всех случаях, что свидетельствует о повышении
проницаемости мембран эритроцитов после
ожоговой травмы.
Важными маркерами эндогенного токси-
ческого синдрома являются среднемолекуляр-
ные пептиды (СМП), а именно СМП
1
та СМП
2
. В
условиях смоделированного патологического
процесса наблюдается увеличение фракции
СМП с большой молекулярной массой, являю-
щихся
продуктами
деградации
белков-
ферментов, нуклеотидов и структурных белков.
Установлено увеличение К
СМП
в группе живот-
ных со смоделированным термическим ожогом
по сравнению с аналогическим показателем в
группе контрольных животных в течение всех
сроков наблюдения, что указывает на выражен-
ное увеличение содержания как алифатических,
так и ароматических аминокислот в составе пеп-
тидных компонентов СМП. Возрастание количе-
ства среднемолекулярных пептидов было более
выраженным для пула СМП
280
, что указывает на
преобладающее увеличение количества арома-
тических аминокислот в составе средних моле-
кул (табл. 1).
Введение препарата сурфактанта «Куро-
сурф» способствовало снижению уровня эндо-
генной интоксикации и уменьшению проявлений
токсического синдрома, который нарастает в
легких в условиях ожоговой травмы.
Эффективность заместительной сурфактантной терапии для коррекции проявлений…
80 Проблемы биологии и медицины, 2016, №1 (86)
Таблица 1.
Уровень эндогенной интоксикации в условиях ожоговой травмы и при ее коррекции препаратом сур-
фактанта «Куросурф» (М±m).
Показатель
Контроль
Модель
Сроки эксперимента
3 сутки
7 сутки
14 сутки
21 сутки
ЭИИ, %
57,33±0,72
ожог
84,21±0,65
***
96,57±0,61
***
97,03±0,28
***
76,68±0,75
***
ожог +
лечение
70,55±0,13
###
71,47±0,11
###
69,62±0,19
###
66,77±0,13
###
СМП
1
0,058±0,001
ожог
0,066±0,002
***
0,076±0,002
***
0,071±0,001
***
0,061±0,001
*
ожог +
лечение
0,063±0,002
0,074±0,002
0,068±0,001
0,060±0,001
СМП
2
0,055±0,001
ожог
0,068±0,002
***
0,079±0,002
***
0,074±0,001
***
0,062±0,001
***
ожог +
лечение
0,061±0,001
#
0,070±0,001
##
0,064±0,001
###
0,055±0,001
###
К
СМП
0,95±0,02
ожог
1,03±0,03
1,04±0,03*
1,04±0,03
*
1,02±0,02
ожог +
лечение
0,97±0,02
0,96±0,02
0,94±0,01
#
0,92±0,01
###
Примечание. 1.
* - показатели, которые статистически достоверно отличаются от аналогических
в контрольной группе животных (* - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001);
2. # - показатели, которые статистически достоверно отличаются от аналогических в группе
животных с ожоговой травмой (# - р<0,05; ## - р<0,01; ### - р<0,001).
Так, наблюдается достоверное уменьше-
ние ЭИИ на 3, 7, 14 и 21 сутки эксперимента на
16,2; 26,0; 28,2 и 12,9 % соответсвенно в сравне-
нии с группой животных, которым сурфактант
не вводили. Установлено также снижение со-
держимого как алифатических (СМП
1
), так и
ароматических аминокислот (СМП
2
) в составе
среднемолекулярных
пептидов,
что
под-
твердждается снижением К
СМП
в течении всех
сроков наблюдения (см. табл. 1).
Интенсивность процессов свободноради-
кального окисления оценивали по динамике
концентраций МДА, ДК и ТК. Результаты ис-
следования указанных показателей представле-
ны на рис. 1 А.
Установлено, что смоделированная ожо-
говая травма приводит к существенному повы-
шению концентрации МДА в гомогенате легких
на 3, 7, 14 и 21 сутки эксперимента: соотвест-
венно в 3,2; 6,9; 4,9 и 4,2 раза (р<0,001) в срав-
нении с аналогическими показателями в кон-
трольной группе животных.
Известно, что активация ПОЛ в ткани
легких вызывается радикалами ООССl
3
∙
, кото-
рые, взаимодействуя с липидами, образуют дие-
новые и триеновые радикалы. Результаты иссле-
дований концентрации ДК и ТК показали, что
данные показатели достоверно возрастают во
всех сроках наблюдения (см. рис. 1 А).
При ожоговой травме в ткани легких на
3, 7, 14 и 21 сутки наблюдалось снижение актив-
ности таких антиоксидантных ферментов, как
Кат (в 1,3; 1,7; 2,1 и 1,4 раза), СОД (в 1,5; 2,1; 1,9
и 1,5 раза) и ЦП (в 1,7; 2,8; 2,4 и 2,0 раза соот-
ветственно) в сравнении с аналогическими пока-
зателями в группе контрольных животных (рис.
1 Б).
С целью коррекции состояния ткани лег-
ких в условиях ожоговой травмы был использо-
ван препарат сурфактанта «Куросурф». В усло-
виях введения указанного препарата концентра-
ция МДА в ткане легких снижалась во всех сро-
ках наблюдения (р<0,001) в сравнении с группой
животных, которым коррекция не осуществля-
лась. В этой группе животных в гомогенате ле-
гочной ткани наблюдалась также тенденция к
снижению концентраций ДК и ТК (см. рис. 1 А).
Применение корректирующего фактора
привело к увеличению активности Кат и СОД в
гомогенате ткани легких, а также способствова-
ло восстановлению концентрации ЦП в сыро-
ватке крови во все сроки наблюдения (см. рис. 1
Б).
Так, активность Кат в гомогенате ткани
легких на 3 сутки наблюдения выросла на 11,6
%, на 7 сутки - на 18,2 %, на 14 сутки - на 34,4
%, на 21 сутки - на 21,1 % в сравнении с анало-
гическими показателями в группе пораженных
животных, которым препарат не вводили.
З.М. Небесна, К.С. Волков, Н.Е. Лисничук, И.Я. Демкив
Биология ва тиббиёт муаммолари, 2016, №1 (86) 81
0
100
200
300
400
500
600
700
контроль
3 сутки
7 сутки
14 сутки
21 сутки
МДА при ОТ
ДК при ОТ
ТК при ОТ
МДА при коррекции ОТ
ДК при коррекции ОТ
ТК при коррекции ОТ
А.
0
20
40
60
80
100
120
контроль
3 сутки
7 сутки
14 сутки
21 сутки
%
Кат при ОТ
СОД при ОТ
ЦП при ОТ
Кат при коррекции ОТ
СОД при коррекции ОТ
ЦП при коррекции ОТ
Б.
Рис. 1.
результаты применения препарата сурфактанта «Куросурф» с целью коррекции ожоговой
травмы у белых крыс (
А
– изменения прооксидантных параметров в группе животных с ожоговой
травмой и при ее коррекции;
Б
– динамика антиоксидантных показателей в группе животных с ожо-
говой травмой и при ее коррекции).
Так, наблюдается достоверное уменьше-
ние ЭИИ на 3, 7, 14 и 21 сутки эксперимента на
16,2; 26,0; 28,2 и 12,9 % соответсвенно в сравне-
нии с группой животных, которым сурфактант
не вводили. Установлено также снижение со-
держимого как алифатических (СМП
1
), так и
ароматических аминокислот (СМП
2
) в составе
среднемолекулярных
пептидов,
что
под-
твердждается снижением К
СМП
в течении всех
сроков наблюдения (см. табл. 1).
Интенсивность процессов свободноради-
кального окисления оценивали по динамике
концентраций МДА, ДК и ТК. Результаты ис-
следования указанных показателей представле-
ны на рис. 1 А.
Выводы.
Применение препарата сурфак-
танта «Куросурф» положительно влияет на ор-
ганизм подопытных животных: во все сроки
наблюдения установлено тенденцию к сниже-
нию проявлений эндотоксемии; выявлено
уменьшение активности свободнорадикальных
Эффективность заместительной сурфактантной терапии для коррекции проявлений…
82 Проблемы биологии и медицины, 2016, №1 (86)
процессов и повышение активности антиокси-
дантных ферментов в ткани легких и крови под-
опытных животных и восстановление проокси-
дантно-антиоксидантного равновесия.
Перспективным для дальнейшего исследо-
вания является установление целесообразности и
эффективности совместного применения рано-
заживляющих, детоксицирующих и мембрано-
стабилизующих средств с целью предупрежде-
ния или смягчения нежелательных последствий
ожоговой травмы и их негативного влияния на
структуру ткани легких.
Литература:
1.
Владимиров Ю. А. Перекисное окисление
липидов в биологических мембранах / Ю. А.
Владимиров, А. И. Арчаков. – М. : Медицина,
1972. – 252 с.
2.
Волков И. К. Антиоксидантная терапия при
хронических заболеваниях легких у детей / И. К.
Волков // Педиатрия (приложение к журналу
“Consilium Medicum”). – 2007. – Т. 9, № 1. – С.
43–44.
3.
Звягина Т. В. Клиническое значение измене-
ний метаболизма оксида азота в пульмонологии /
Т. В Звягина, Т. В. Аникеева, Т. М. Белоконь //
Український пульмонологічний журнал. – 2002.
– № 1. – С. 66–68.
4.
Кожем’якін Ю. М. Науково-практичні реко-
мендації з утримання лабораторних тварин та
роботи з ними / Ю. М. Кожем’якін, О. С. Хро-
мов, М. А. Філоненко, Г. А. Сайфетдінова. –
Київ : Авіцена, 2002. – 156 с.
5.
Колб В. Г. Определение активности церуло-
плазмина в крови / В. Г. Колб., В. С. Камышни-
ков. – М. : Беларусь, 1976. – 312 с.
6.
Колесова О. Е. Перекисное окисление липи-
дов и методы определения продуктов липопе-
роксидации в биологических середах / О. Е. Ко-
лесова, А. А. Маркин, Т. Н. Федорова // Лабора-
торное дело. – 1984. – № 9. – С. 540–546.
7.
Королюк М. А. Метод определения активно-
сти каталазы / М. А. Королюк, Л. И. Иванова, И.
Г. Майорова, В. Е. Токарев // Лабораторное дело.
– 1988. – № 1. – С. 16–18.
8.
Скриниговый метод определения средних
молекул в биологических жидкостях : Метод.
рекомен. / Н. И. Габриэлян, Э. Р. Левицкий, А.
А. Дмитриев [и др.]. – М., – 1985. – 18 с.
9.
Соодаева С. К. Окислительный стресс и ан-
тиоксидантная терапия при заболеваниях орга-
нов дыхания / С. К. Соодаева // Пульмонология.
– 2006. – № 5. – С. 122–126.
10.
Способ диагностики эндогенной интоксика-
ции / А. А. Тогайбаев, А. В. Кургузкин, И. В. Ри-
кун [и др.] // Лабораторное дело. – 1988. – № 9. –
С. 22–24.
11.
«Средние молекулы» – образование и спосо-
бы определения / В. В. Николайчик, В. В. Кир-
ковский, В. М. Маин [и др.] // Лаб. дело. – 1989.
– № 8. – С. 31–33.
12.
Чевари С. Роль супероксидредуктази в окис-
лительных процессах клетки и метод определе-
ния ее в биологическом материале / С. Чевари,
И. Чаба, Й. Секей // Лабораторное дело. – 1985. –
№ 11. – С. 678–681.
13.
European convention for the protection of
vertebrate animals used for experimental and other
scientific purposes // Counsil of Europe. –
Strasbourg. – 1986. – № 123. – 52 p.
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАМЕСТИТЕЛЬНОЙ
СУРФАКТАНТНОЙ ТЕРАПИИ ДЛЯ
КОРРЕКЦИИ ПРОЯВЛЕНИЙ
ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА В ТКАНИ
ЛЕГКИХ В ДИНАМИКЕ ПОСЛЕ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ
ТРАВМЫ
З.М. НЕБЕСНА, К.С. ВОЛКОВ,
Н.Е. ЛИСНИЧУК, И.Я. ДЕМКИВ
Тернопольский государственный медицинский
университет имени И.Я. Горбачевского,
Украина, г. Тернополь
В ткани легкого при ожоговой травме про-
исходят сложные структурные и метаболические
изменения в результате активации свободнора-
дикальных процессов на фоне снижения актив-
ности ферментов антиоксидантной защиты и
нарастания проявлений эндотоксемии. Коррек-
ция термической травмы препаратом сурфактан-
та способствует снижению активности свобод-
норадикальных процессов и повышению актив-
ности антиоксидантных ферментов в ткани лег-
ких и крови подопытных животных и восстанов-
лению прооксидантно-антиоксидантного равно-
весия и, как результат, снижению в них проявле-
ний эндогенной интоксикации.
Ключевые слова:
термическая травма,
легкие, сурфактант, эндогенная интоксикация,
антиоксидантная система.
