ЗМІНА АКТИВНОСТІ ФЕРМЕНТІВ АНТИОКСИДНОГО ЗАХИСТУ ПРИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОМУ СИНДРОМІ
DOI:
https://doi.org/10.11603/ijmmr.2413-6077.2019.1.10308Ключові слова:
ішемічно-реперфузійний синдром, травма, втрата крові, гемостатичний джгут, каталаза, супероксиддисмутазаАнотація
Вступ. Крововтрата при цивільній та бойовій травмі кінцівок є найпоширенішою причиною т.з. «превентивних смертей». Оскільки стандарти минулого щодо надання невідкладної медичної допомоги для зупинки кровотеч потребують поліпшення, сьогодні широко досліджуються ускладнення при накладанні гемостатичного джгута.
Мета дослідження. Вивчити особливості реакції ферментативної ланки антиоксидантної системи печінки на тлі модифікацій ішемічно-реперфузійного синдрому (ІРС).
Методи дослідження. У експерименті використано 210 білих щурів-самців віком 5-5,5 місяців. Досліджено динаміку активності антиоксидантних ферментів каталази (Кат) та супероксиддисмутази (СОД) в тканині печінки при розвитку модифікацій ІРС. Забір зразків тканини здійснювали через 24 години, на 3, 7 та 14 доби після травми.
Результати. У наших моделях ІРС рівень Кат в основному зменшувався в кожному періоді експерименту. Пік активності СОД спостерігався на 1, 3 або 7 добу після експериментального ІРС – згідно модифікацій ступенів тяжкості травми. Таким чином, застосування кровоспинного джгута в поєднанні з втратою крові та механічною травмою, викликали найважчі ураження антиоксидної системи. При цьому, навіть одноразове застосування джгута викликало подібні хвилеподібні реакції.
Висновки. Розвиток ІРС супроводжується сильним пригніченням антиоксидної системи печінки. Найбільш значні зміни спостерігалися на тлі застосування кровоспинного джгута, поєднаного з втратою крові та механічною травмою, але навіть ізольоване застосування джгута викликало суттєву зміну активності антиоксидних ферментів.
Посилання
Khanna A, Cowled PA, Fitridge RA. Nitric oxide and skeletal muscle reperfusion injury: current controversies (research review). Journal of Surgical Research. 2005 Sep 1;128(1):98-107. doi: 10.1016/j.jss.2005.04.020 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jss.2005.04.020
Wang WZ, Baynosa RC, Zamboni WA. Update on ischemia-reperfusion injury for the plastic surgeon: 2011. Plastic and reconstructive surgery. 2011 Dec1;128(6):685e-92e. doi: 10.1097/PRS.0b013e318230c57b DOI: https://doi.org/10.1097/PRS.0b013e318230c57b
Van der Spuy L. Complications of the arterial tourniquet South Afr J Anaesth Analg. 2012;18(1):14-8. doi: 10.1080/22201173.2012.10872818 DOI: https://doi.org/10.1080/22201173.2012.10872818
Dennis DA, Kittelson AJ, Yang CC, Miner TM, Kim RH, Stevens-Lapsley JE. Does Tourniquet Use in TKA Affect Recovery of Lower Extremity Strength and Function? A Randomized Trial. Clin Orthop Relat Res. 2016 Jan;474(1):69-77. doi: 10.1007/s11999-015-4393-8. DOI: https://doi.org/10.1007/s11999-015-4393-8
Cengiz M1, Ulker P, Meiselman HJ, Baskurt OK. Influence of tourniquet application on venous blood sampling for serum chemistry, hematological parameters, leukocyte activation and erythrocyte mechanical properties. Clin Chem Lab Med. 2009;47(6):769-76. doi: 10.1515/CCLM.2009.157. DOI: https://doi.org/10.1515/CCLM.2009.157
Tuncali B, Boya H, Kayhan Z, Arac S.Tourniquet pressure settings based on limb occlusion pressure determination or arterial occlusion pressure estimation in total knee arthroplasty? A prospective, randomized, double blind trial Acta Orthop Traumatol Turc. 2018 Jul;52(4):256-60. doi: 10.1016/j.aott.2018.04.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aott.2018.04.001
Rao PR, Viswanath RK. Cardioprotective activity of silymarin in ischemia-reperfusion-induced myocardial infarction in albino rats. Exp Clin Cardiol. 2007;12(4):179-87.
Ligeret H, Brault A, Vallerand D, Haddad Y, Haddad PS. Antioxidant and mitochondrial protective effects of silibinin in cold preservation-warm reperfusion liver injury. J Ethnopharmacol. 2008; 115(3): 507-14. doi: 10.1016/j.jep.2007.10.024 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2007.10.024
Senturk H, Kabay S, Bayramoglu G, Ozden H, Yaylak F, Yucel M, Olgun EG, Kutlu A. Silymarin attenuates the renal ischemia/reperfusion injury-induced morphological changes in the rat kidney. World J Urol. 2008; 26(4): 401-7. doi: 10.1007/s00345-008-0256-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s00345-008-0256-1
Hou YC, Liou KT, Chern CM, Wang YH, Liao JF, Chang S, et al. Preventive effect of silymarin in cerebral ischemia-reperfusion-induced brain injury in rats possibly through impairing NF-κB and STAT-1 activation. Phytomedicine. 2010 Oct;17(12):963-73. doi: 10.1016/j.phymed.2010.03.012 DOI: https://doi.org/10.1016/j.phymed.2010.03.012
Görgülü A, Kiriş T, Unal F, Turkoğlu U, Küçük M, Cobanoğlu S. Superoxide dismutase activity and the effects of NBQX and CPP on lipid peroxidation in experimental spinal cord injury. Res Exp Med (Berl). 2000; 199(5): 285-93. doi: 10.1007/s004330050126 DOI: https://doi.org/10.1007/s004330050126
Ergün Yu, Üremis M, Kılınç M, Alıcı T. Antioxidant effect of Legalon(r) SIL in ischemia-reperfusion injury of rat skeletal muscle. Acta Cir. Bras. 2016; 31(4): 264-70. doi: 10.1590/S0102-865020160040000007 DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-865020160040000007
Işlekel S1, Işlekel H, Güner G, Ozdamar N. Alterations in superoxide dismutase, glutathione peroxidase and catalase activities in experimental cerebral ischemia-reperfusion. Res. Exp. Med.1999; 199: 67-76. doi: 10.1007/s004330050121 DOI: https://doi.org/10.1007/s004330050121
Valko M1, Izakovic M, Mazur M, Rhodes CJ, Telser J. Role of oxygen radicals in DNA damage and cancer incidence. Mol Cell Biochem. 2004; 266(1-2): 37-56. doi: 10.1023/B:MCBI.0000049134.69131.89 DOI: https://doi.org/10.1023/B:MCBI.0000049134.69131.89
Hudyma AA, Kashchak TV, Shepitko KV. Antioxidant-prooxidant and cytokine balance in the late period of combined trauma in the experiment. World of Medicine and Biology. 2019;1(67):42-7. doi: 10.26724/2079-8334-2019-1-67-42 DOI: https://doi.org/10.26724/2079-8334-2019-1-67-42
Kim GW, Lewén A, Copin J, Watson BD, Chan PH. The cytosolic antioxidant, copper/zinc superoxide dismutase, attenuates blood-brain barrier disruption and oxidative cellular injury after photothrombotic cortical ischemia in mice. Neuroscience. 2001;105(4):1007-18. doi: 10.1016/S0306-4522(01)00237-8 DOI: https://doi.org/10.1016/S0306-4522(01)00237-8
Kleinschnitz C, Grund H, Wingler K, Armitage ME, Jones E, Mittal M, et al. Post-stroke inhibition of induced NADPH oxidase type 4 prevents oxidative stress and neurodegeneration. PLoS Biology. 2010;8:1-13. doi: 10.1371/journal.pbio.1000479 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1000479
Kofler J, Hurn PD., Traystman RJ. SOD1 overexpression and female sex exhibit region-specific neuroprotection after global cerebral ischemia due to cardiac arrest. J. Cereb Blood. Flow. Metab. 2005; 25:11-30. doi: 10.1038/sj.jcbfm.9600119 DOI: https://doi.org/10.1038/sj.jcbfm.9600119
Rodrigo R, Fernández-Gajardo R, Gutiérrez R, Matamala JM, Carrasco R, Miranda-Merchak A, et al. Oxidative stress and pathophysiology of ischemic stroke: novel therapeutic opportunities. CNS Neurol Disord Drug Targets. 2013;12:698-714. doi: 10.2174/1871527311312050015 DOI: https://doi.org/10.2174/1871527311312050015
Valko M, Leibfritz D, Moncol J, Cronin MT, Mazur M, Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int.J Biochem. Cell. Biol. 2007;39:44-84. doi: 10.1016/j.biocel.2006.07.001 DOI: https://doi.org/10.1016/j.biocel.2006.07.001
Yan BC, Park JH, Ahn JH, Kim IH, Park OK, Lee JC, et. al. Neuroprotection of posttreatment with risperidone, an atypical antipsychotic drug, in rat and gerbil models of ischemic stroke and the maintenance of antioxidants in a gerbil model of ischemic stroke. J. Neurosci. Res. 2014;92:795-807. doi: 10.1002/jnr.23360 DOI: https://doi.org/10.1002/jnr.23360
Zhang YB, Kan MY, Yang ZH, Ding WL, Yi J, Chen HZ, Lu Y. Neuroprotective effects of N-stearoyltyrosine on transient global cerebral ischemia in gerbils. Brain Res. 2009; 1287: 146-56. doi: 10.1016/j.brainres.2009.06.070 DOI: https://doi.org/10.1016/j.brainres.2009.06.070
Orlova EA, Lazarchuk OA. The activity of cytosol superoxide dismutase in rats’ tissues at parapharmaceutics «Vin-Vita». Ukrainian Journal of Clinical and Laboratory Medicine. 2010;5(3):87-90 [in Russian].
Steare SE., Yellon DM. The protective effect of heat stress against reperfusion arrhythmias in the rat. J. Mol. Cell. Cardiol. 1993;25:71-81. doi: 10.1006/jmcc.1993.1163 DOI: https://doi.org/10.1006/jmcc.1993.1163
Voronkov AV, Pozdnyakov DI, Ruri EI, Ribalko AE. Comparison of the antioxidant activity of mexidol in different origin brain damage in the experiment. Sovremennyie problemyi nauki i obrazovaniya. 2016;6 [in Russian]. http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=25392.
Takhtfooladi HA, Takhtfooladi HA, Takhtfooladi MA. Effect of curcumine on lung injury induced by skeletal muscle ischemia/reperfusion in rats. Ulus Travma Acil Derg. 2019;25(1):7-11. doi: 10.5505/tjtes.2018.83616 DOI: https://doi.org/10.5505/tjtes.2018.83616
Takhtfooladi MA, Takhtfooladi HA, Sedaghatfar H, Shabani S. Effect of low-level laser therapy on lung injury induced by hindlimb ischemia/reperfusion in rats. Lasers Med Sei. 2015;30:1757-62. doi: 10.1007/s10103-015-1786-6 DOI: https://doi.org/10.1007/s10103-015-1786-6
Calapai G, Squadrito F, Rizzo A, Marciano MC, Campo GM, Caputi AP. Multiple actions of the coumarine derivative cloricromene and its protective effects on ischemic brain injury. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 1995;351(2):209-15. doi: 10.1007/BF00169335 DOI: https://doi.org/10.1007/BF00169335
Calapai G, Marciano MC, Corica F, Allegra A, Parisi A, Frisina N, et al. Erythropoietin protects against brain ischemic injury by inhibition of nitric oxide formation. Eur J Pharmacol. 2000;401(3):349-56. doi: 10.1016/S0014-2999(00)00466-0 DOI: https://doi.org/10.1016/S0014-2999(00)00466-0
Bilgiç Mİ, Altun G, Çakıcı H, Gideroğlu K, Saka G. The protective effect of Montelukast against skeletal muscle ischemia/reperfusion injury: An experimental rat model. Turkish Journal of Trauma and Emergency Surgery. 2018;24(3):185-190. doi: 10.5505/tjtes.2017.22208 DOI: https://doi.org/10.5505/tjtes.2017.22208
Demir M, Amanvermez R, Kamalı Polat A, Karabıçak I, Çınar H, Kesicioğlu T, and Polata C. The effect of silymarin on mesenteric ischemia-reperfusion injury. Med Princ Pract. 2014;23(2):140-4. doi: 10.1159/000356860 DOI: https://doi.org/10.1159/000356860
Tsymbaliuk HY. Dynamics of antioxidant-prooxidant system in kidney’s tissue at abdominal trauma, hypovolemic shock and ischemia-reperfusion syndrome Hospital Surgery. Journal named by L.Ya. Kovalchuk. 2018;3:63-9. [in Ukrainian]. doi: 10.11603/2414-4533.2018.3.8898 DOI: https://doi.org/10.11603/2414-4533.2018.3.8898
Aslan T, Turer MD, Joseph A, Hill MD. Pathogenesis of myocardial ischemia-reperfusion injury and rationale for therapy The American J of Card. 2010;106(3):360-368. doi: 10.1016/j.amjcard.2010.03.032 DOI: https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2010.03.032
Tarasiuk VS, Matviichuk MV, Palamar IV, Koroliova ND, Poliarush VV, Podolian VM, et al. The outlooks on the temporary bleeding control methods in the combat conditions. Reports of Vinnytsia National Medical University. 2017;1(21):220-7. [in Ukrainian].
Byrne RM, Taha AG, Avgerinos E, Marone LK, Makaroun MS, Chaer RA. Contemporary outcomes of endovascular interventions for acute limb ischemia. J Vasc Surg 2014;59(4):988-995. doi: 10.1016/j.jvs.2013.10.054 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jvs.2013.10.054
Fukuda I, Chiyoya M, Taniguchi S, Fukuda W. Acute limb ischemia: contemporary approach. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2015; 63 (10): 540-548. doi: 10.1007/s11748-015-0574-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s11748-015-0574-3
Tsymbaliuk HY. Daily urine renal state under ischemic-reperfusion syndrome of limbs, abdominal injury with hypovolemic shock and their combination in the early period of traumatic disease. Achievements of Clinical and Experimental Medicine. 2018;3:163-169. doi: 10.11603/1811-2471.2018.v0.i3.9350 DOI: https://doi.org/10.11603/1811-2471.2018.v0.i3.9350
Salvadori M, Rosso G, Bertoni E. Update on ischemia-reperfusion injury in kidney transplantation: Pathogenesis and treatment. World J Transplant. 2015; 5:52-67. doi: 10.5500/wjt.v5.i2.52 DOI: https://doi.org/10.5500/wjt.v5.i2.52
