Одним из основных повреждающих факторов, формирующих критические состояния, является нарушение баланса про- и антиоксидантных систем, полу­чившее название "окислительного стресса". Прямые цитотоксические свойства ядов и гипоксия, сопровождающая острые отравления нейротропными ядами, создают условия для активации процессов свободнорадикального окисления и истощения систем антирадикальной и антиперекисной защиты, что в конечном итоге лежит в основе формирования эндотоксикоза и полиорганной несосто­ятель­ности и может определять исход химической травмы.

Исходя из этого, в литературе сложилось мнение о возможности использования метаболических антигипоксантов на основе сукцината в интенсивной терапии острых тяжелых отравлений нейротропными ядами [3, 7]. Снижение тяжести гипоксии и ее последствий, обусловленных нарушениями транспорта и утилизации кислорода, позволит в свою очередь препятствовать дальнейшему прогрессированию нарушений системы гомеостаза.

Настоящая работа посвящена исследованию роли тканевой гипоксии в условиях тяжелых отравлений нейротропными веществами в формировании патологических процессов, связанных с активацией свободнорадикального окисления и истощения возможностей системы антиоксидантной и анти­перекисной защиты, а также возможности применения препаратов на основе янтарной кислоты в качестве компонента корригирующей терапии.

Материалы и методы

Исследование проводилось в условиях отделения реанимации и интенсивной терапии Центра лечения острых отравлений НИИ Скорой помощи в процессе лечения 66 пациентов (41 мужчина и 25 женщин), поступивших с острыми отравлениями нейротропными ядами (опиаты, гипнотические препараты, нейролептики, антидепрессанты, этанол и его суррогаты) в тяжелом и крайне тяжелом состоянии. Больные были разделены на 2 группы. I группа больных, в интенсивную терапию которых был включен реамберин (35 человек); группа II, лечение которых проводили по традиционной схеме (31 человек).

Рандомизация исследования осуществлялась путем:

1. Случайного включения пациентов в I или II группы;
2. В процессе исследования назначение препаратов (и соответственно включение пациентов в одну из исследуемых групп) и проведение исследований проводилось различными исследователями.

Сопоставимость групп исследования обеспечивалась:

1. Исключением из групп исследований пациентов, имеющих тяжелую соматическую патологию (хронические заболевания сердечно-сосудистой и дыхательной систем, патологию ЦНС);
2. Отсутствием достоверных различий между группами по возрасту (из групп исключали пациентов моложе 18 и старше 60 лет).

"Реамберин" вводили в дозе 400 мл 1,5% раствора 1 раз в сутки в течении 3 суток на фоне базисной интенсивной терапии.

Параметры кислородного баланса определяли на момент поступления в стационар; через 12 ч после начала лечения; на 2 и 3 сут госпитализации. Определение парциального давления газов крови и показателей КОС производилось на газоанализаторе Stat Profile Ultra (Nova biomedical, США). Расчетные параметры газообмена, системы транспорта кислорода и КЩР получали, используя формулы, приведенные в стандартах NCCLS и в монографиях Г.А. Рябова (1988).

Концентрацию ВГ определяли методом G.L. Ellman (1959) в модификации, заключавшейся в осаждении белка 20% раствором сульфосалициловой кислоты. Содержание СГ определяли согласно методике G.Bellomo et al. (1990). Концентрацию МДА определяли по методу M. Uchiyama (1978). Активность глутатион-пероксидазы определяли по методу А.Н. Гавриловой и Н.Ф. Хмары (1986) с использованием в качестве субстрата гидроперекиси трет-бутила, каталазы - по М.А. Королюку (1988). Расчет активности ферментов производился на грамм гемоглобина. Концентрацию гемоглобина в гемолизате определяли гемиглобинцианидным методом.

Полученные в процессе исследования результаты обрабатывались на ЭВМ типа IBM-PC c помощью программной системы STATISTICA for Windows (версия 5.5). Достоверность различий определяли непараметрическими методами (Р<0,05).

Результаты и обсуждение

На момент поступления у всех пострадавших отмечались нарушения внешнего дыхания в связи с развитием токсической энцефалопатии до комы II-III степени, что совпадает с данными, имеющимися в литературе [4]. Учитывая, что время с момента воздействия токсикантов до поступления отравленных в стационар (и вероятно продолжительность нахождения в условиях гипоксии) составило 16,6±1,8 ч в I группе и 18,3±2,8 ч во II группе, уже на момент поступления были выявлены выраженные расстройства всех звеньев транспорта кислорода [5, 6].

У всех больных отмечалось снижение потребления кислорода и коэффициента его использования (Таблица 1). На 2-е сутки после инфузии "Реамберина" наблюдалось повышение потребления кислорода и коэффициента использования отличиями от исходного состояния. В группе сравнения на 2-е сутки исследования было отмечено снижение потребления и коэффициента использования кислорода, что свидетельствовало о прогрессировании явлений гипоксии у данной категории больных. На 3-и сутки во II группе показатель потребления кислорода и коэффициент его использования продолжали оставаться низкими. В группе пролеченных "Реамберином" показатели находились без достоверных отличий от нормальных величин (Таблица 1).

При поступлении было отмечено снижение коэффициента утилизации кислорода в I группе, что свидетельствовало о несоответствии потребностей тканей в кислороде к его доставке. Имело место снижение артериовенозной разницы по кислороду. Данные изменения свидетельствовали о нарушении тканевого компонента дыхания при острых тяжелых отравлениях.

После инфузии реамберина было отмечено повышение коэффициента утилизации кислорода и рост артериовезного различия по кислороду, что свидительствовало о нормализации процессов утилизации кислорода тканями. В группе II на 2-е сутки отмечали снижение артериовенозной разницы по кислороду, что свидетельствовало о прогрессировании нарушений тканевого компонента транспорта кислорода. На 3-и сутки артериовенозная разница во II группе была достоверно ниже нормы (Таблица 1).

Таким образом, острые тяжелые отравления сопровождаются нарушениями транспорта кислорода, проявляющиеся, в конечном счете, в недостатке кислорода в тканях организма и характеризуются снижением потребления кислорода, коэффициента его использования и утилизации кислорода тканями. Антигипоксантные эффекты реамберина отразились на показателях кислородного баланса организма и проявлялись на тканевом уровне, что подтверждается ростом таких показателей как потребление кислорода, коэффициент его использования и утилизация кислорода, а также увеличение артериовенозной разницы по кислороду за счет умеренного снижения парциального напряжения в смешанной венозной крови, что свидетельствует об улучшении утилизации кислорода тканями на фоне инфузии "Реамберина".

Нарушение процессов доставки и утилизации кислорода в тканях, наряду с процессами биотрансформации ксенобиотиков системой микросомальных монооксигеназ, лежат в основе активации свободнорадикальных процессов и истощении резервов антирадикальной защиты.

Так в эритроцитах обеих групп больных на момент поступления отмечалось снижение содержания восстановленного глутатиона и повышение уровня малонового диальдегида по сравнению с показателями здоровых доноров, при отсутствии межгрупповых различий на момент поступления в стационар (Таблица 2) и (Таблица 3).

Через 12 ч после инфузии Реамберина в эритроцитах лиц I исследуемой группы отмечалось повышение концентрации восстановленного глутатиона с 0,686±0,120 до 1,140±0,131 (ммоль/г гемоглобина), в эритроцитах пациентов II группы достоверного роста содержания ВГ не отмечалось. Учитывая, что сукцинат, входящий в состав реамберина, не может утилизироваться непосредственно эритроцитами, не обладающими собственной системой митохондрий, повышение уровня ВГ в этих клетках может объясняется восстановлением кислородзависимого дыхания и накоплением НАДФ H и макроэргических соединений [11], необходимых для синтеза ВГ в тканях печени, почек, головного мозга и его дальнейшим переносом в эритроциты [12]. Что косвенно подтверждается данными, свидетельствующими о росте потребления кислорода тканями после назначения препарата. Кроме того, связывание реамберином молекул токсикантов и их метаболитов могло предотвращать расходование восстановленной формы глутатиона в процессе конъюгации. Третья причина восстановления уровня ВГ - компенсация части приходящейся на данное соединение антиоксидантной нагрузки за счет стимулированного сукцинатом синтеза низкомолекулярных антиоксидантов, в первую очередь убихинона и α -токоферола [13].

Через 12 ч концентрация МДА в эритроцитах пациентов, леченных с использованием реамберина, снижалась в 1,31 раза (р<0.05) - соответственно с 55,92±3,71 до 43,02±4,56 (нмоль/г гемоглобина). А в эритроцитах больных II группы концентрация ТБК-связывающих продуктов продолжала нарастать и достигала значений превышающих показали I группы в 1,64 раза (p<0.05) и в 4,4 раза (p<0.05) показатели здоровых доноров (Таблица 3).

Таким образом, использование реамберина в комплексной терапии поражений нейротропными ядами приводило к снижению интенсивности протекания процессов ПОЛ. Возможные причины данного положительного эффекта связаны как с восстановлением пула водорастворимых антиоксидантов (ВГ является одним из основных представителей данной группы) и жирорастворимых антиоксидантов в тканях различных органов, так и с увеличением активности ферментов антиперекисной защиты (Таблица 4).

Реамберин оказывал положительное влияние на активность ферментов антирадикальной защиты - глутатион-пероксидазы (ГП) и каталазы. На момент поступления в стационар активность ГП и каталазы в эритроцитах пациентов были ниже показателей здоровых доноров на 40,5% (p<0.05) и 29,2% (p<0.05) соответственно. Данное угнетение активности ферментов, по-видимому, связано с развитием тяжелой гипоксии тканей и усиленной наработкой активных форм кислорода (АФК), наибольшее значение среди которых имеет супероксидный радикал [15 ]. В ряде работ имеются указания, что O₂^- может инактивировать ГП и частично ингибировать каталазу [2, 8, 10].

Применение реамберина в комплексной терапии отравлений нейротропными ядами приводило к полному или частичному восстановлению активности ферментов антиперекисной защиты. Через 12 ч после использования препарата активность ГП в эритроцитах достоверно не отличалась от показателей здоровых доноров. Активность каталазы также повышалась на 16,1 % (p<0.05) и хотя не достигала уровня, характерного для здоровых лиц, но превышала соответствующий показатель у лиц, не получавших реамберин на 22,3 % (p<0.05).

Необходимо отметить, что реамберин включает в себя особую форму сукцината натрия, обладающую повышенной способностью к проникновению через мембранные структуры и утилизации. В настоящее время сукцинат натрия рядом исследователей относят к препаратам, обладающим антиоксидантной активностью [1, 9, 14], тем не менее, эта активность связывается только с прямым действием сукцината - антигипоксическим и антиишемическим. Действительно, реамберин стимулирует потребление кислорода и повышение восстановительного потенциала клетки. Но как видно из таблицы 4, в результате применения данного препарата идет активация и высокомолекулярного - ферментативного звена антиоксидантной системы. Причем механизмы повышения активности каталазы и глутатион-пероксидазы под воздействием производных янтарной кислоты отличаются.

Восстановление активности каталазы (представителя тиол-зависимых ферментов) объясняется участием сукцината в поддержании тиол-дисульфидного равновесия в клетке [16]. В таблице 2 представлено влияние реамберина на динамику изменений концентрации белковых тиолов в эритроцитах пациентов. Действительно, применение препарата вызывало положительную тенденцию к росту количества SH-групп.

Механизм восстановления активности ГП, по-видимому, более сложен: во-первых, за счет повышения концентрации субстрата глутатион-пероксидазной реакции - ВГ, во-вторых, за счет восстановления селено-цистеина, входящего в активный центр данного фермента.

Таким образом, выявленные изменения свидетельствуют об антиоксидантных эффектах действия препарата реамберин, заключающихся в снижении интенсивности протекания процессов перекисного окисления липидов, повышении содержания восстановленного глутатиона, восстановлении тиол-дисульфидного статуса клетки, повышении активности антиоксидантных ферментов (каталазы и глутатион-пероксидазы).

Выводы:

1. Острые тяжелые отравления нейротропными ядами сопровождаются нарушениями транспорта и утилизации кислорода тканями, активацией процессов свободнорадикального окисления и снижением активности системы антирадикальной защиты.

2. Использование "Реамберина" в программе интенсивной терапии у больных с острыми тяжелыми отравлениями нейротоксическими ядами способствовало уменьшению нарушений транспорта кислорода в тканевом компоненте и показателях кислородного баланса организма.

3. "Реамберин" оказывает антиоксидантное действие, заключающееся в снижении интенсивности протекания процессов перекисного окисления липидов, повышение содержания восстановленного глутатиона, восстановлении тиол-дисульфидного статуса клетки, повышении активности антиоксидантных ферментов (каталазы и глутатион-пероксидазы).

Литература

1. Ваизов В.Х., Плотникова Т.М., Якимова Т.В. и др. Сукцинат аммония - эффективный корректор циркуляторной гипоксии // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1994. - Т. 118, N9. - С. 276-278.

2. Жуков А.А., Жиронов Г.Ф. Механизм оксигеназных реакций: основные, промежуточные и побочные продукты оксигеназного цикла // Вестн. АМН СССР.- 1988. - N1. - С. 33-43.

3. Ивницкий Ю.Ю. Янтарная кислота в системе метаболической коррекции функционального состояния и резистентности организма. СПб., 1998. - 82 с.

4. Лужников Е.А., Костомарова Л.Г. Острые отравления. - М.: Медицина, 1989. -432 с.

5. Ильяшенко К.К. Токсическое поражение дыхательной системы при острых отравлениях и его лечение: Автореф. дис. д-ра мед. наук. - М., 1997. - 40 c.

6. Калмансон М.Л. Гипоксия и ее коррекция у больных с острыми отравлениями ядами нейротропного действия: Автореф. дис. д-ра мед. наук. - СПб., 2001. - 40 с.

7. Кондрашова М.Н. Выясненные и наметившиеся вопросы на пути исследования регуляции физиологического состояния янтарной кислотой // Терапевтическое действие янтарной кислоты / Под ред. Кондрашовой В.Н. - Пущино, 1976. - С. 8-30.

8. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Структура, свойства, биологическая роль и регуляция глутатионпероксидазы // Успехи совр. биол. - 1993. - Т. 113, вып. 1. - C.107-122.

9. Онуфриев М.В., Лазарева Н.А., Михалев С.Л. и др. Коррекция нарушений сво­бодно­радикальных процессов в мозге крыс в постреанимационном периоде сукцинатом натрия // Бюл. эксперим. биологии и медицины. - 1994. - N2. - С. 214-215.

10. Flohe L. Glutathione peroxidase brought into focus // Free Rad. Biol. - 1982. - Vol. 5. - P. 223-254.

11. Liu H., Kehrer J.P. The reduction of glutathione disulfide produced by t-butyl hydroperoxide in respiring mitochondria // Free Radic. Biol. Med. - 1996. - Vol. 20, N3. - P. 433-442.

12. Lu S.C., Kuhlenkamp J., Ge J.L., Sun W.M., Kaplowitz N. Specificity and directionality of thiol effects on sinusoidal glutathione transport in rat liver // Mol. Pharmacol. - 1994. - Vol. 46, N3. - P. 578-585.

13. Noack H., Kube U., Augustin W. Relations between tocopherol depletion and coenzyme Q during lipid peroxidation in rat liver mitochondria // Free Radic. Res. - 1994. - Vol. 20, N6. - P. 375-386.

14. Ray S.D., Fariss M.W. Role of cellular energy status in tocopheryl hemisuccinate cytoprotection against ethyl methanesulfonate-induced toxicity // Arch. Biochem. Biophys. - 1994. - Vol. 311, N1. - P. 180-190.

15. Reilly P.M., Schiller H.J., Bulkley G.B. Pharmacologic approach to tissue injury mediated by free radicals and other reactive oxygen metabolites // Amer. Journ. Surg. - 1991. - Vol. 161, N4. - P. 488-503.

16. Wang S.T., Kuo J.H., Chou R.G., Lii C.K. Vitamin E protection of cell morphology and protein thiols in rat hepatocytes treated with tert-butyl hydroperoxide // Toxicol. Lett. - 1996. - Vol. 89, N2. - P. 91-98.

Перечень сообщений, условных обозначений,
символов, единиц и терминов

АvDО₂ - артериовенозная разница по кислороду

РаО₂ - парциальное давление О₂ в артериальной крови

РvО₂ - парциальное давление О₂ в смешенной венозной крови

VО₂ - потребление кислорода в 1 мин (STPD)

ВГ - восстановленный глутатион

ГП – глутатион-пероксидаза

ГР -  глутатион-S-трансфераза

Г-6-Ф ДГ - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа

ИИ - индекс интоксикеции

КИК - коэффициент использования кислорода

КУО₂ коэффициент утилизации кислорода

МДА - малоновый диальдегид

ОДН - острая дыхательная недостаточность

ПОЛ - перекисное окисление липидов

СГ - сульф гидрильные группы белков