Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11
Этиология и патогенез острого панкреатита 11
Роль активных форм кислорода и антиоксидантной сис темы в развитии и элиминации окислительного стресса 13
Характеристика процессов свободнорадикального окис ления 14
Характеристика антиоксидантной системы организма 18
Неферментативная антиоксидантная система 19
Ферментативная антиоксидантная система 22
Роль окислительного стресса в развитии патологических состояний 28
Влияние лазерного излучения на биологические системы 30
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 37
Объект исследований 37
Приготовление эритроцитарной массы 38
Определение содержания гемоглобина 38
Определение восстановленного глутатиона 39
Определение активности глюкозо фосфатдегидрогеназы 40
Определение активности глутатионредуктазы 41
Определение активности глутатионпероксидазы 41
Определение активности глутатион-8-трансферазы 42
Определение активности супероксиддйсмутазы 43
Определение церулоплазмина в плазме крови модифи цированным методом Ревина 44
Определение содержания малонового диальдегида 45
Определение кислотной резистентности эритроцитов 46
2.13. Статистическая обработка результатов 47
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 49
3.1. Состояние антиоксиданти ой системы крови и интенсивность процессов перекисного окисления липидов у больных острым панкреатитом в начальный период развития заболевания 49
3.2. Оценка состояния АОС крови и уровня липидной перок-сидации у больных ОФОП в динамике восстановительного периода 66
3.3. Оценка состояния АОС крови и уровня липидной перок-сидации больных ПН в динамике стационарного лечения 71
3.4. Изучение влияния ИКЛИ на состояние АОС крови больных ПН in vivo в динамике 80
3.5. Изучение влияния инфракрасного лазерного излучения на антиоксидантную систему крови и процессы перекисного окисления липидов в экспериментах in vitro 87
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 97
ВЫВОДЫ 107
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 109
Введение к работе
Протекающие в организме окислительно-восстановительные процессы составляют важную часть любого звена метаболизма. При этом часть потребляемого организмом кислорода претерпевает последовательное одно-электронное восстановление с образованием активных форм кислорода (АФК) (Владимиров и др., 1991). Являясь специфическими сигнальными и регуляторными молекулами в организме, АФК, при повышении их концентрации, могут привести к опасным для поддержания жизнедеятельности клетки процессам: неконтролируемое перекисное окисление липидов (ПОЛ), окислительная модификация нуклеиновых кислот и ферментов с последующей потерей их активности и др. (Арчаков, Мохосеев, 1989; Калуев, 1998; Дубинина, 2001; Davies, 1987). Усиление процессов свободнорадикального окисления (СРО) влечет за собой нарушение ряда важнейших биохимических процессов и функционирования мембранных структур клеток и субклеточных образований, что в свою очередь может послужить толчком к развитию того или иного патологического состояния (Дмитриев, 1995; Жибурт, 1998; Девяткина и др., 2000; Суханова, Серебров, 2000). Нарушение оксидантного гомеостаза приводит к возникновению окислительного стресса (ОС), ключевым событием которого является гиперпродукция АФК (Зенков, Меньшикова, 1993; Bollomo, 1987; Fridovich, 1997) . Изучение роли ОС в патогенезе различных заболеваний позволило выделить ряд патологий, участие АФК в развитии которых не вызывает сомнений: воспалительные процессы любого генеза, радиационные поражения, онкозаболевания, катаракта и др., процессы старения организма также протекают на фоне ОС (Halliwell, 1996; Sun Albert et al, 1998; Саприн, Калинина, 1999; Скулачев, 1999; Подопригорова, 2001). В условиях физиологического оптимума наиболее мощной и универсальной системой, предупреждающей развитие ОС, является антиоксидантная система (АОС). Система антиоксидантной защиты организма представлена рядом низкомолекулярных биоантиоксидантов и специализированных ферментов, проявляющих специфичность в отношении определенных АФК, эффективно функционирующей как внутри клетки, так и во внеклеточном пространстве (Тиунов, 1995; Владимиров, 1998; Halliwell, Gutteridge, 1990).
Острый панкреатит (ОП) является заболеванием, важным патогенетическим звеном которого (независимо от этиологии) является ОС (Birk et al., 1995; Schulz et al., 1999). На сегодняшний день ОП - одна из наиболее актуальных проблем хирургической гастроэнтерологии. Повсеместно отмечается рост заболеваемости ОП и увеличение в структуре заболевания числа деструктивных форм опасных для жизни (Бурневич и др., 2000; Винник, 2001). Особенность ОП заключается в том, что кроме поджелудочной железы (ПЖ) в патологический процесс вовлечены практически все жизненно важные органы и системы (дыхательная, выделительная, кровеносная), что при тяжелом ОП формирует синдром полиорганной недостаточности и приводит к сильной эндогенной интоксикации организма (Филин и др., 1994; Бойко, 1998). Наблюдаемые при ОП нарушения микроциркуляции, приводящие к возникновению гипоксии, способствуют активации процессов ПОЛ в пан-креацитах с последующим повреждением мембран лизосом, активацией ферментов внутри клетки и «самоперевариванием» ткани ПЖ (Коновалов, 2000). При этом ряд авторов рассматривает активацию СРО как главную причину структурных нарушений ПЖ и развития ОП (Шабанов и др., 2001; Steer et al., 1991; Tsai et al., 1998). В то же время механизмы развития ОС, его выраженность на различных стадиях течения заболевания, а также функциональная активность АОС в изучаемой нами литературе не имеют достаточного освещения. В немногочисленных работах посвященных исследованию антиоксидантного статуса при ОП, состояние АОС больных оценивается, в большинстве случаев, по активности СОД и каталазы, либо по концентрации одного из продуктов ПОЛ (Галактионова и др., 1998; Жукова, 2000), что не может дать полноценного представления о состоянии такой сложной системы как антиоксидантная.
Комплекс лечебных мероприятий при ОП включает как медикаментозное консервативное лечение, так и хирургическое вмешательство при тяжелых формах патологии . В последнее время в практику терапии ОП внедряются методы лечения, способствующие восстановлению микроциркуляции в ПЖ и обеспечивающие антирадикальную и антигипоксическую защиту органа и организма в целом (Бондарев и др., 1991; Кашин, Авруцкий, 1998). Одним из таких методов лечения является лазерная терапия, при этом предпочтение отдается лазерам, излучающим в инфракрасной области спектра (Хрячков и др., 1994; Бабаджанов и др., 2002). В области инфракрасного диапазона наблюдается эффект, получивший название оптической прозрачности тканей, глубина проникновения волн ближнего ИК-диапазона достигает 70 -80 мм (Герасимова, 2000), что позволяет воздействовать на глубоко расположенные ткани и органы. Благоприятные терапевтические эффекты проявляются в уменьшении длительности воспалительных процессов, улучшении работы микроциркуляторного русла и реологических свойств крови. Это позволяет использовать данный тип излучение в комплексной терапии ОП. В то же время первичные механизмы лазерного воздействия остаются до конца не выясненными. Высказываются предположения о возможности ИКЛИ стимулировать антиоксидантные защитные механизмы (Брискин и др., 1996; Золотарева и др., 2001), однако наблюдается ли данный эффект у больных ОП, получающих ИК-лазеротерапию на фоне традиционной, в литературных источниках не указывается.
Приведенные данные свидетельствуют об актуальности проблемы и целесообразности проведения исследований по изучению особенности развития окислительного стресса и состояния АОС при ОП на разных сроках течения патологии, а также возможности влияния ИКЛИ на антиоксидантный статус больных ОП.
Цель исследования: Выявить закономерности изменения состояния системы антиоксидантной защиты крови и перекисного окисления липидов больных острым панкреатитом при воздействии инфракрасного лазерного излучения в динамике восстановительного периода. Задачи исследования:
1. Изучить состояние АОС крови и процессов ПОЛ при отечной форме острого панкреатита (ОФОП) и панкреонекрозе (ПН) в начальный период заболевания;
2. Исследовать состояние АОС и интенсивность ПОЛ у больных ОФОП и ПН в динамике восстановительного периода;
3. Изучить состояние АОС и интенсивность ПОЛ у больных ПН, получающих ИК-лазеротерапию в динамике.
4. Определить возможность влияния ИКЛИ на состояние АОС и интенсивность процессов ПОЛ в эксперименте in vitro.
Научная новизна: Впервые исследованы особенности развития ОС у больных ОП в начальный период заболевания и в динамике восстановительного периода. Впервые при данной патологии проведено комплексное исследование внутриклеточного и экстрацеллюляного звена АОС, а также оценка интенсивности ПОЛ. Обнаружена прямая корреляционная зависимость концентрации в эритроцитах восстановленного глутатиона и активности глюко-зо-6-фосфатдегидргеназы с содержанием церулоплазмина в плазме крови.
Впервые в экспериментальных и клинических условиях исследованы особенности влияния ИКЛИ на состояние АОС. Установлено, что наиболее выраженная активация антиоксидантных ферментов при облучении in vitro наблюдается в образцах крови больных ПН. Впервые проведено комплексное исследование АОС больных ПН, получающих ИК-лазеротерапию в динамике восстановительного периода. Показано, что восстановление мощности АОС происходит в более ранние строки по сравнению с аналогичной группой больных не получавших лазеротерапию.
Практическая значимость: Исследование функциональной активности антиоксидантной системы и продуктов липидной пероксидации позволяет оценить степень тяжести окислительного стресса при остром панкреатите, что особенно важно в начальный период развития патологии. В процессе исследования установлено, что наиболее информативными показателями, отражающими состояние антиоксидантнои системы крови у больных острым панкреатитом, являются компоненты глутатионовой системы эритроцитов -глутатионпероксидаза (ГПО), глутатионредуктаза и церулоплазмин (ЦП) плазмы крови, это позволяет сократить число определяемых параметров при оценке мощности системы антиоксидантнои защиты.
Изучение состояния антиоксидантнои системы больных в различные сроки течения патологии позволяет осуществлять контроль за эффективностью проводимой терапии и своевременно принимать дополнительные меры, направленные на коррекцию окислительно-восстановительного гомеостаза. Кроме того, оценка тяжести ОС как в начальный период, так и в динамике течения патологии, имеет важное значение с точки зрения прогноза развития дальнейших осложнений. Результаты исследования антиоксидантного статуса у больных ОП использованы при разработке шкалы, позволяющей объективизировать выраженность нарушений в системе антиоксидантнои защиты и применяемой в клинических условиях.
Установленная в процессе экспериментальной работы способность инфракрасного лазерного излучения активировать ряд антиоксидантных ферментов дает возможность применять ИК-лазеротерапию для поддержания и увеличения мощности антиоксидантнои системы крови, депрессия которой наблюдается при остром панкреатите.
Основные положения выносимые на защиту:
1. Начальный период развития ОФОП и ПН сопровождается снижением мощности глутатионовой системы, активности СОД и увеличением концентрации малонового диальдегида в эритроцитах, а также падением содержания ЦП в плазме крови с более выраженными изменениями при ПН.
2. В динамике восстановительного периода у больных ОФОП выраженная депрессия основных компонентов АОС, за исключением ГПО и глутатион-Б-трансферазы регистрируются на 4-е сутки, а у больных ПН на - 12-е сутки. К концу восстановительного периода не все компоненты системы антиоксидантной защиты достигают контрольного уровня.
3. Применение ИК-лазерной терапии оказывает стимулирующее влияние на компоненты АОС за исключением СОД и глутатион-S-трансферазы.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследования обсуждены на заседании Красноярского отделения физиологического общества им И.П. Павлова, а также представлены на конференциях и съездах, включая Международный конгресс "Научная молодежь на пороге XXI века", (Томск, 2000), XXXVIII международную научную студенческую конференцию "Студент и научно-технический прогресс", (Новосибирск, 2000), Всероссийскую научно-практическую конференцию с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов»,. (Красноярск, 1999), Международную конференцию посвященную 75-летию со дня рождения A.M. Уголева «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2001), III Съезд фотобиологов России, (Воронеж, 2001), на Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука - XXI веку», (Иваново, 2001), Всероссийскую научную конференцию с международным участием, посвященную 25-летию НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН, (Красноярск, 2001), X Международный симпозиум «Концепция гомеостаза»: теоретические, экспериментальные и прикладные аспекты», (Красноярск, 2000).
Публикации: По теме диссертации опубликовано 24 печатных работы
Структура и объем диссертации: Диссертация изложена на 142 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, главы «Материалы и методы», главы «Результаты и их обсуждение», заключения, выводов, списка литературы, включающего 203 отечественных и 110 иностранных источника. Работа иллюстрирована 28 рисунками и 12 таблицами.
