Вступление. Термические поражения являются одной из самых актуальных медико-социальных проблем современной медицины в мире. Несмотря на значительные успехи в лечении данной патологии, летальность среди больных с тяжелыми ожогами остается высокой даже в специализированных стационарах [1]. Особенно высока смертность отмечается при критических (40-50% поверхности тела) и сверхкритических (более 50%) глубоких ожогах. Ожоговый шок (ОШ) является одним из самых опасных периодов ожоговой болезни (ОБ), который довольно часто приводит к смерти больного в 1-4 сутки с момента получения термической травмы. Дальнейший ход ОБ, последствия и сроки лечения больных, в значительной степени зависят от характера интенсивной терапии и развития ОШ []. Современные подходы к лечению ОШ состоят из компенсации и поддержания объема циркулирующей крови на постоянном уровне, снижении образования отеков, нормализации кислотно-щелочного равновесия, восстановление электролитов и белков крови, увеличение перфузии органов и тканей. В реализации этих задач главная роль отводится инфузионной терапии [1-4].
Инфузионная терапия в первые 12 ч с момента получения тяжелого ожога является ключевым моментом в лечении ОШ. По мнению многих исследователей, чем раньше будет восстановлено микроциркуляцию, тем меньше шансов для развития синдрома полиорганной недостаточности [1-3]. Тяжесть синдрома полиорганной недостаточности, который, как правило, включает в себя поражения почек, обусловливает прогноз заболевания. Развитие острой печеночной недостаточности в условиях тяжелой ОХ является одной из причин летальности в период, начиная с 4-х суток после термической травмы.
В настоящее время проблема инфузионной терапии в условиях ОШ окончательно не решена [1-4]. Учитывая это, создание новых комбинированных коллоидно-гиперосмолярных растворов является перспективным и актуальным, а обеспечение специализированных отделений высокоэффективными и доступными по стоимости кровезаменителями с органопротекторными свойствами является важной задачей современной фармакологии [3].
Как исследуемое фармакологическое средство нами был использован коллоидно-гиперосмолярный раствор HAES-LX-5%, разработанный в ГУ «Институт патологии крови и трансфузионной медицины АМН Украины» (г. Львов), который содержит в качестве коллоидной основы поли(0-2-гидроксиэтил) крахмал (средняя молекулярная масса 130000 Дальтон, степень молекулярного замещения 0,4) - 5%, а также многоатомный спирт ксилитол - 5%, щелочной компонент натрия лактат - 1,5%, натрия хлорид - 0,8%, калия хлорид - 0,03%, кальция хлорид - 0,02%, магния хлорид - 0,01%. Теоретическая осмолярность препарата - 890 мосмоль / л [5].
Цель работы. Дать сравнительную оценку нефропротекторным свойствам и эффективности курсовой терапии растворами HAES- LX-5% и Лактопротеина с сорбитолом (референс-препарат) на ранних сроках (до 7 дней) ожоговой травмы у крыс за динамикой энергетических процессов, а также и интенсификацией процессов оксидативного стресса.
Материалы и методы. Экспериментальные исследования фармакотерапевтического действия инфузионного раствора HAES-LX-5% в условиях ожоговой травмы кожи были выполнены на крысах-самцах линии Вистар массой 155-160 г, полученных из вивария ГУ "Институт фармакологии и токсикологии АМН Украины" (г. Киев).
Экспериментальные исследования проводились на базе НИЦ ВНМУ им. Н.И. Пирогова согласно требованиям, утвержденных комитетом по биоэтике ВНМУ им. Н.И. Пирогова (протокол № 5 от 4 марта 2010 года); методических рекомендаций ГФЦ МЗ Украины «Доклинические исследования лекарственных средств». Животные содержались в условиях вивария НИЦ ВНМУ им. Н.И. Пирогова на стандартном водно-пищевом рационе при свободном доступе к воде и пище в виде сбалансированного комбикорма по установленным нормам.
Как референс-препарат использовали коллоидно-гиперосмолярный раствор Лактопротеина с сорбитолом (ЛПС) (ЗАО "Биофарма", Киев). Группе контроля вводили 0,9% раствор NаСl [4, 5].
В условиях пропофолового наркоза (60 мг / кг внутрибрюшинно) всем животным проводили катетеризацию бедренной вены и депиляцию боковых поверхностей туловища, а затем моделировали ожоговую травму путем приложения к боковым поверхностям туловища животных четырех медных пластинок, которые предварительно держали в течение 6-ти мин в воде с постоянной температурой 100°С [4, 5].
Общая площадь ожога у крыс указанной массы, согласно расчетной формулы Миха составляла 21-23%, что при экспозиции пластинок в течение 10 с, является достаточной для формирования ожога II-III степеней и сопровождается развитием шокового состояния средней степени тяжести [6].
Исследуемые растворы вводили внутривенно (в/в) в течение 5-6 мин в дозе 10 мл / кг массы тела, через предварительно установленный катетер в бедренной вене. Первое введение растворов осуществляли через 1 ч после моделирования патологического состояния, следующие инфузии выполнялись 1 раз в сутки в течение 7 дней. После каждого введения, для предотвращения тромбирования катетера, его просвет на всю длину заполнялся раствором гепарина в разведении 1:100.
В конце эксперимента (7-е сутки ОБ), для оценки энергетического метаболизма и состояния оксидантно-антиоксидантного равновесия в почках, их извлекали у предварительно эвтаназированных пропофолом животных и выделяли корковое вещество.
Состояние энергетического и углеводного обмена определяли по содержанию в тканях почек аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), аденозиндифосфорной кислоты (АДФ), аденозинмонофосфорной кислоты (АМФ) и уровню лактата и пирувата.
При изучении интенсивности оксидативного стресса в почечной ткани, определяли начальные и конечные продукты этого процесса - диеновые конъюгаты (ДК), триенкетоны (ТК), малоновый диальдегид (МДА). Состояние антиоксидантной системы оценивали по активности супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионпероксидазы (ГПО), уровнем a-токоферола. Указанные биохимические маркеры исследовались по методикам описанным Семененко А.А. [5].
Статистическая обработка полученных результатов проведена в пакете "STATISTICA 5.5" с использованием параметрических и непараметрических методов оценки полученных результатов. Достоверность различий значений между независимыми количественными величинами определяли при нормальном распределении по критерию Стьюдента, а в других случаях с помощью U-критерия Манна-Уитни.
Результаты и обсуждение. Проведенное исследование показало, что тяжелая ожоговая травма, которая приводила к развитию ОШ, сопровождалась значительными нарушениями метаболизма в почках. У крыс после моделирования патологии при ежедневной инфузии 0,9% NаСl в исследуемом биоматериале имели место глубокие расстройства биоэнергетических процессов (табл. 1). В конце опыта, содержание АТФ и АДФ в корковом веществе почек крыс с ОБ было достоверно меньше относительно фонового уровня в среднем соответственно 66,5 и 66,0 % . Указанные изменения в энергетических процессах нефронов происходили на фоне повышения содержания АМФ. Так, в на 7-е сутки наблюдения этот показатель был достоверно выше относительно аналогичного у интактных животных в среднем в 11,2 раза.
Изучение влияния препарата НАЕS-LX-5% на течение исследуемых биохимических показателей при ОБ показало, что инфузия крысам оригинального раствора коллоидно-гиперосмолярного гидроксиэтилкрахмала так же, как и введение Лактопротеина с сорбитолом, тормозило возникновения энергодефицита в тканях почек.
Так, в конце терапии раствором НАЕS-LX-5%, аналогично как и при введении референс-препарата отмечалось статистически достоверное увеличение по сравнению с контрольными животными синтеза АТФ в среднем соответственно на 194,1 и 148,5 %, а АДФ на 152,6 и 184,2 %. Подобные изменения были зарегистрированы на фоне снижения уровня АМФ в конце срока наблюдения (в среднем на 51,2 и 46,5 %, соответственно), что, очевидно, произошло за счет активации аэробного пути окисления глюкозы.
По способности сохранять пул АТФ в тканях почек, терапия крыс с ОБ раствором НАЕS-LX-5%, достоверно превосходила введение ЛПС в среднем на 15,5 %.
Таблица 1. Энергетический обмен в почках у крыс с термической травмой на фоне семидневной внутривенной инфузии исследуемых коллоидно-гиперосмолярных растворов (М±m, n=10)
Примечания: здесь и далее ОБ – ожоговая болезнь; ЛПС – раствор Лактопротеина с сорбитолом; в круглых скобках изменения относительно соответствующего показателя у интактных животных; * - р<0,05 относительно интактных животных; # - р<0,05 относительно контроля; ● - р<0,05 относительно ЛПС.
Деградация энергетических ресурсов в почках крыс контрольной группы с ОХ сопровождалась активацией анаэробного гликолиза. Доказательством этого является достоверное увеличение на 7-е сутки (в среднем соответственно на 265,5 %) уровня молочной кислоты при параллельном снижении (в среднем на 66,0 %) содержания пирувата относительно интактных крыс, что является свидетельством возникновения цитоплазматического ацидоза в клетках почечной паренхимы (табл. 2). В противовес этому, инфузия раствора НАЕS-LX-5%, так же как и ЛПС, способствовала снижению по сравнению с контролем содержания лактата (в среднем соответственно на 56,5 и 26,9 %) и повышения уровня пирувата (в среднем на 166,7 и 144,4 %), что указывает на усиленную утилизацию лактата энергосинтезирующими системами нефронов.
Таблица 2. Содержание метаболитов глюкозы в почках у крыс с термической травмой на фоне семидневной вутривенной инфузии исследуемых коллоидно-гиперосмолярных растворов (М±m, n=10)
Причем по своему корригирующему воздействию на стабилизацию уровня молочной кислоты, оригинальный раствор гидроксиэтилкрахмала оказался эффективнее ЛПС в среднем на 16,0% (р<0,05).
Полученные нами результаты (табл. 3) свидетельствуют о том, что при экспериментальной ОБ в корковом веществе почек наблюдалась активация процессов оксидативного стресса. На это указывало статистически достоверное увеличение относительно фоновых показателей уровней ДК, ТК, и МДА в среднем на 86,7, 509,5 и 391,4% соответственно.
Учитывая то, что показателем степени усиления свободнорадикальных процессов, является не только повышение содержания продуктов оксидативного стресса, но и характер функционирования систем антиратикальной защиты, нами было исследовано активность основных антиоксидантных ферментов и содержания a-токоферола в почках при ОБ у крыс.
Таблица 3. Показатели оксидантно-антиоксидантного баланса в почках у крыс с термической травмой на фоне семидневной внутривенной инфузии исследуемых коллоидно-гиперосмолярных растворов (М±m, n=10)
У крыс после моделирования патологии в условиях ежедневной инфузии 0,9% NаСl в исследуемом биоматериале имело место снижение активности каталазы, СОД, ГПО и содержания a-токоферола: в конце опыта данные показатели были ниже относительно аналогичных значений в группе интактных крыс в среднем соответственно на 81,0; 73,8; 47,1 и 53,2% (р<0,05).
Инфузионная терапия крыс с ОБ раствором НАЕS-LX-5%, так же, как и раствором Лактопротеина с сорбитолом приводила к угнетению процессов липопероксидации в почках, о чем свидетельствует статистически достоверное снижение уровней ДК, ТК и МДА относительно контроля в конце опыта в среднем на 63,4, 404,7 и 317,3% и 68,4, 416,6 и 325,9% соответственно (р<0,05). Наряду с этим, наблюдалось достоверное повышение активности основных антиоксидантных ферментов в указанный период: каталазы, СОД, ГПО и уровня a-токоферола относительно контроля в среднем на 48,1, 30,0, 24,4% и 46,2, 28,3, 23,3% соответственно.
Заключение. Таким образом, курсовая инфузионная внутривенная терапия крыс с ожоговой травмой средней степени тяжести, общей площадью термического поражения кожных покровов 21-23%, оригинальным коллоидно-гиперосмолярным раствором HAES- LX - 5% способствовала деэскалациии в тканях почек явлений энергодефицита и оксидативного стресса, что может свидетельствовать о наличии у исследуемого раствора нефропротекторных свойств при данной патологии. По величине своего модулирующего воздействия на энергетический метаболизм и состояние оксидантно-антиоксидантного равновесия в тканях почек, оригинальный раствор гидроксиэтилкрахмала не уступал (а иногда и превышал) эффективность лактопротеина с сорбитолом.