ДИНАМІКА АНТИОКСИДАНТНО-ПРООКСИДАНТНОГО БАЛАНСУ КІРКОВОГО І МОЗКОВОГО ШАРІВ НИРКИ ПІСЛЯ ГОСТРОЇ КРОВОВТРАТИ, УСКЛАДНЕНОЇ ІШЕМІЄЮ-РЕПЕРФУЗІЄЮ КІНЦІВКИ, ТА ЙОГО КОРЕКЦІЯ КАРБАЦЕТАМОМ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2019.v.i4.10815Ключові слова:
крововтрата, ішемія-реперфузія кінцівки, антиоксидантно-прооксидантний балансАнотація
Мета роботи – з’ясувати вплив гострої крововтрати, ускладненої двогодинною ішемією кінцівки та її реперфузією, на антиоксидантно-прооксидантний баланс у кірковому і мозковому шарах нирки.
Матеріал і методи. Експерименти виконано на 108 нелінійних щурах-самцях масою 160–180 г. Усіх тварин поділили на чотири групи: контрольну та чотири дослідних (по 6 щурів у групі). До першої дослідної групи увійшли тварини, яким моделювали ішемію-реперфузію кінцівки. Під тіопентало-натрієвим знеболюванням тваринам проксимально на ліву лапку на 120 хв накладали джгут «SWAT-T» (США) шириною 10 мм, який повністю припиняв кровотік. У другій дослідній групі в умовах знеболювання тваринам моделювали гостру крововтрату в обсязі 20–22 % обʼєму циркулюючої крові шляхом пересікання стегнової вени. У третій дослідній групі ці ушкодження поєднували. У четвертій дослідній групі тваринам з гострою крововтратою, ускладненою ішемією-реперфузією кінцівки, з метою корекції внутрішньоочеревинно вводили карбацетам в дозі 5 мг на кілограм маси тварини. Тварин виводили з експерименту під тіопентало-натрієвим знеболюванням через 3 і 4 години, а також через 1, 7 і 14 діб з моменту реперфузії, гострої крововтрати та їх поєднання, попередньо провівши визначення функціонального стану нирок методом стимульованого діурезу. В контрольній групі тварин вводили в наркоз, застосовуючи еквівалентну дозу тіопенталу натрію, накладали джгут без припинення кровотоку на 4 год, в подальшому через 3 год визначали функціональний стан нирок методом стимульованого діурезу, а далі під тіопентало-натрієвим знеболюванням тварин виводили з експерименту аналогічним методом. У гомогенатах кіркового і мозкового шарів видаленої нирки визначали вміст реагентів до тіобарбітурової кислоти і активність каталази. На основі цих даних розраховували антиоксидантно-прооксидантний індекс (АПІ).
Результати. Моделювання ішемії-реперфузії кінцівки у досліджуваних функціональних шарах нирки впродовж експерименту зумовлювало істотне зростання величини АПІ з максимумом через 1 добу, що вказувало на домінування антиоксидантних механізмів у тканинах нирки. Під впливом гострої крововтрати величина АПІ у кірковому та мозковому шарах нирки різко зменшувалася, досягаючи мінімуму через 1 добу, й не поверталася до рівня контролю через 14 діб. Ми вперше встановили, що моделювання гострої крововтрати та ішемії-реперфузії кінцівки зумовлювало ще більше зниження величини АПІ у функціональних шарах нирки. Якщо у кірковому шарі за цих умов показник ставав статистично вірогідно меншим, порівняно з групою з гострою крововтратою через 3 і 4 год та 14 діб спостереження, то у мозковому шарі додаткова ішемія-реперфузія супроводжувалася істотним зниженням величини АПІ у всі терміни реперфузійного періоду.
Застосування карбацетаму в дозі 5 мг на кілограм маси впродовж 14 діб рерфузійного періоду у тварин з гострою крововтратою, ускладненою ішемією-реперфузією, порівняно з тваринами без корекції, супроводжувалося істотним зростанням величини АПІ, починаючи з 7 доби – у мозковому шарі нирки, а через 14 діб – і в мозковому, і в кірковому шарах. Отриманий результат свідчить про перспективність карбацетаму як засобу системної корекції за умов гострої крововтрати, ускладненої ішемією-реперфузією кінцівки, і є теоретичним підґрунтям для його використання у клініці.
Висновки. Внаслідок двогодинної ішемії та реперфузії кінцівки у досліджуваних функціональних шарах нирки істотно зростає величина АПІ з максимумом через 1 добу реперфузійного періоду, яка до 14 доби не досягає рівня контрольної групи. Під впливом гострої крововтрати величина АПІ у тканинах нирки різко зменшується, що свідчить про значне домінування прооксидантних механізмів, зумовлене зниженням перфузії нирки. Ускладнення гострої крововтрати ішемією-реперфузією кінцівки зумовлює статистично вірогідно більше зниження величини АПІ у кірковому шарі нирки, порівняно з групою з гострою крововтратою через 3 і 4 год та 14 діб спостереження, у мозковому шарі – у всі терміни реперфузійного періоду.
Використання впродовж 14 діб реперфузійного періоду карбацетаму в тварин з гострою крововтратою, ускладненою ішемією-реперфузією кінцівки, порівняно з тваринами без корекції, зумовлює істотне зростання величини АПІ, починаючи з 7 доби – у мозковому шарі нирки, а через 14 діб – і в мозковому, і в кірковому.
Посилання
Televiak, A.T., Veresiuk, T.O., Selskyi, P.R., & Boimystruk, I.I. (2018). Biokhimichni zminy u syrovatsi krovi shchuriv pry ishemichno-reperfuziinomu syndromi (eksperymentalne doslidzhennia) [Biochemical changes in blood serum of rats with reperfusion-ischemic syndrome (The experimental study)]. Zdobutky klinichnoi i eksperymentalnoi medytsyny – Achievements of Clinical and Experimental Medicine, 2 (34), 122-128 [in Ukrainian].
Stefanov, O.V. (Ed). (2001). Doklinichni doslidzhennia likarskykh zasobiv: metod. rek. [Preclinical drug research: guidelines]. Kyiv: Avitsenna [in Ukrainian].
Kozak, D.V. (2014). Antyoksydantno-prooksydantnyi balans tkanyny sertsia, lehen i pechinky v dynamitsi politravmy [Antioxidant-prooxidant balance of tissue of heart, lungs and liver in the dynamics of polytrauma]. Visnyk Vinnytskoho natsionalnoho medychnoho universytetu – Bulletin of the Vinnytsia National Medical University, 18, 1, 17-20 [in Ukrainian].
Kozak, D.V. (2014). Vplyv karbatsetamu na antyoksydantnyi-prooksydantnyi balans tkanyny sertsia, lehen i pechinky v dynamitsi politravmy [Effect of carbacetam on the antioxidant-prooxidant balance of tissue of the heart, lungs and liver in the dynamics of polytrauma]. Shpytalna khirurhiia – Hospital Surgery, 1 (65), 40-42 [in Ukrainian].
Maksymiv, R.V., Hudyma, A.A., & Sydorenko, V.M. (2017). Dynamika balansu antyoksydantno-prooksydantnykh mekhanizmiv u vnutrishnikh orhanakh pid vplyvom arterialnoho dzhhuta i reperfuzii kintsivky [Dynamics of balance of antioxidant-prooxidant mechanisms in internal organs under the influence of arterial tourniquet and limb reperfusion]. Shpytalna khirurhiia. Zhurnal imeni L.Ya. Kovalchuka – Hospital Surgery. Journal named after L.Ya. Kovalchuk, 1, 37-44 [in Ukrainian].
Korolyuk, M.A., Ivanova, L.I., Mayorova, I.G., & Tokarev, V.Ye. (1988). Metod opredeleniya aktivnosti katalazy [Method for determining the activity of catalase]. Laboratornoye delo – Laboratory Case, 1, 16-19 [in Russian].
Nagornaya, N.V., & Chetverik, N.A. (2010). Oksidativnyy stress: vliyaniye na organizm cheloveka, metody otsenki [Oxidative stress: effect on the human body, assessment methods]. Zdorovia dytyny – Children’s Health, 2. Retrieved from: http://www.mif-ua.com/archive/article/12762.
Posternak, G.I., & Lesnoy, V.V. (2017). Mesto krovoostanavlivayushchego zhguta v sovremennom algoritme vremennoy ostanovki krovotecheniya na dogospitalnom etape [The place of the hemostatic tourniquet in the modern algorithm for temporary stopping bleeding at the prehospital stage]. Meditsina neotlozhnykh sostoyaniy – Emergency Medicine, 4, 83, 57-60 [in Russian].
Semenov, N.S., Morozov, M.V., & Kibalnyi, A.V. (2006). Bezopasnaya tekhnologiya proizvodstva karbatsetama – novogo effektivnogo neyroprotektora [Safe production technology of carbacetam – a new effective neuroprotective agent]. Proceedings of the V International Scientific Conference graduate students and students: Okhorona navkolyshnoho seredovyshcha ta ratsionalne vykorystannia pryrodnykh resursiv – The Protection of the Environment and Rational Use of Natural Resources. Donetsk: DonNTU [in Russian].
Tsarenko, S.V. (2005). Neyroreanimatologiya. Intensivnaya terapiya cherepno-mozgovoy travmy [Neuroreanimatology. Intensive care for traumatic brain injury]. Moscow: Meditsina [in Russian].
Tsymbaliuk, H.Yu. (2018). Dynamika zmin v antyoksydantno-prooksydantnii systemi v tkanynakh nyrok pry poiednanii travmi orhaniv cherevnoi porozhnyny na foni hipovolemichnoho shoku ta syndromi ishemii-reperfuzii [Dynamics of changes in antioxidant-prooxidant system in kidney tissues with combined injury of abdominal organs on the background of hypovolemic shock and ischemia-reperfusion syndrome]. Shpytalna khirurhiia. Zhurnal imeni L.Ya. Kovalchuka – Hospital Surgery. Journal named after L.Ya. Kovalchuk, 3 (38), 63-69 [in Ukrainian].
Clasper, J.C., Brown, K.V., & Hill, P. (2009). Limb complications following pre-hospital tourniquet use. J. R. Army Med. Corps., 155 (3), 200-202. DOI: https://doi.org/10.1136/jramc-155-03-06
Global Terrorism Index. Retrieved from: http://economicsandpeace.org/wp-content/uploads/2015/11/2015-Global-Terrorism-Index-Report.pdf.
Efficacy of prehospital application of tourniquets and memostatic dressings to control traumatic external hemorrhage. Retrieved from: https://www.ems.gov/pdf/research/Studies-and-Reports.pdf.
Elster, E.A., Frank, K.B., & Todd, E.R. (2013). Implications of combat casualty care for mass casualty events. JAMA, 310 (5), 475-476. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2013.167481
McEwen, J.A., Masri, B.A., Day, B., & Jeyasurya, J. (2015). Development of personalized tourniquet systems using a new technique for measuring limb occlusion pressure. World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, (June 7-12, 2015) Toronto, Canada. Springer International Publishing, 1325-1328. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-19387-8_323
Lobb, I., Sonke, E., Aboalsamh, G., & Sener, A. (2015). Hydrogen sulphide and the kidney: important roles in renal physiology and pathogenesis and treatment of kidney injury and disease, Nitric Oxide, 46, 55-65. DOI: https://doi.org/10.1016/j.niox.2014.10.004
Lee, С., Porter, K.M., & Hodgetts, T.J. (2007). Tourniquet use in the civilian prehospital setting. Emerg. Med. J., 24 (8), 584-587. DOI: https://doi.org/10.1136/emj.2007.046359
Francischetti, I., Moreno, J.B., Scholz, M., & Yoshida, W.B. (2010). Leukocytes and the inflammatory response in ischemia reperfusion injury. Rev. Bras. Cir. Cardiovasc, 25 (4), 575-584. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-76382010000400023
Murphy, E., & Steenbergen, C. (2008). Mechanisms underlying acute protection from cardiac ischemia-reperfusion injury. Physiol. Rev., 88 (2), 581-609. DOI: https://doi.org/10.1152/physrev.00024.2007
Shlaifer, A., Yitzhak, A., Baruch, E.N., Shina, A., Satanovsky, A., Shovali, A., …, & Glassberg, E. (2017). Point of injury tourniquet application during Operation Protective Edge-What do we learn? J. Trauma Acute Care Surg., 83, 2, 278-283. DOI: https://doi.org/10.1097/TA.0000000000001403
Wu, D., Wang, J., Li, H., Xue, M., Ji, A., & Li, Y. (2015). Role of hydrogen sulfide in ischemia-reperfusion injury. Oxid. Med. Cell Longev., 1, 1-16. DOI: https://doi.org/10.1155/2015/186908
Wall, P.L., Duevel, D.C., Hassan, M.B., Welander, J.D., Sahr, S.M., & Buising, C.M. (2013). Tourniquets and occlusion: the pressure of design. Mil. Med., 178 (5), 578-587. DOI: https://doi.org/10.7205/MILMED-D-12-00490
Van der Spuy, L. (2012). Complications of the arterial tourniquet. South Afr. J. Anaesth Analg., 18 (1), 14-18. DOI: https://doi.org/10.1080/22201173.2012.10872818
Wright, G., Mcdonald, V.S., & Smith, V.G. (2015). Whould civilian pre-hospital emergency care provision include tourniquets for the management of uncontrolled traumatic haemorrhage? Australasian Journal of Paramedicine, 12 (4), 1-5. DOI: https://doi.org/10.33151/ajp.12.4.213
Volotovska, N.V., Nhokwara, T.C., & Zhulkevych, I.V. (2019). Changes in the glutathione system's activity of internal organs in the first hours of experimental limb ischemia-reperfusion syndrome, combined with blood loss and mechanical injury. Zdobutky klinichnoi i eksperymentalnoi medytsyny – Achievements of Clinical and Experimental Medicine, 1, 23-27. DOI: 10.11603/1811-2471.2019.v0.i1.10043 DOI: https://doi.org/10.11603/1811-2471.2019.v0.i1.10043
