Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

АНТИОКСИДАНТНО-ПРООКСИДАНТНЫЙ БАЛАНС КРОВИ И КОЖИ БЕЛЫХ КРЫС С ДЕРМАТИТОМ ПРОСТЫМ РАЗДРАЖИТЕЛЬНЫМ КОНТАКТНЫМ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ЛЕЧЕНИЯ

Гребенникова С.В. 1 Оксенюк О.С. 1 Макляков Ю.С. 1 Калмыкова Ю.А. 1 Смирнова О.Б. 1
1 ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской федерации
Цель: оценить влияние препаратов, содержащих омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты, в сравнении со средствами противовоспалительного действия на состояние показателей окислительного стресса крыс с дерматитом простым раздражительным контактным. В сыворотке крови и гомогенатах кожи 61 крысы с дерматитом простым раздражительным контактным, инициированным ожоговой травмой, определяли содержание малонового диальдегида, активность супероксиддисмутазы и каталазы до и после лечения разных групп животных инъекциями Омегавена и наружно кремом «Витамин Ф 99» жирный, содержащими омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты, и Радевит мазью. Наиболее благоприятной оказалась динамика показателей свободнорадикального окисления липидов и ферментативной антиоксидантной системы после лечения Омегавеном и кремом «Витамин Ф 99» жирный в сравнении с Радевит мазью. Показано преимущество восстановления сбалансированности про- и антиоксидантных параметров крови и кожи крыс с дерматитом простым раздражительным контактным, леченным средствами, содержащими омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты, относительно действия стандартной терапии.
дерматит простой раздражительный контактный
свободнорадикальное окисление липидов
антиоксидантная система
полиненасыщенные жирные кислоты
1. Касихина Е.И. Цитопротективная терапия в комплексном лечении хронических воспалительных заболеваний кожи /Е.И. Касихина // РМЖ дерматология. – 2015. – № 19. – С.1146-1149.
2. Zhou G. Oxidative stress in pathogenezis on psoriasis / G. Zhou, U. Mrovietz, M. Rostami-Yzdi // Free Radic. Biol.Med. –2009. – Vol. 47. – P.891-905.
3. Овчар С.А. Биохимические аспекты регенераторной активности новых производных пиримидина /С.А. Овчар, Ю.С. Макляков, Ю.А. Калмыкова, Е.В. Иванова // Биомедицина. – 2006. – № 4. – С. 100-102.
4. Гребенников В.А. Исследование свободнорадикального окисления при хронической крапивнице и антиоксидантная терапия / В.А. Гребенников, Г.Л. Абрамян, О.Б. Смирнова // Вестник дерматологии и венерологии. – 1995. – № 2. – С. 37.
5. Кеца О.В. Влияние полиненасыщенных жирных кислот на состояние ферментативной антиоксидантной системы печени крыс /О.В. Кеца, Х.М. Швед, О.А. Петрик // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. – 2014. – № 11(1). – С. 39-43.
6. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских технологиях / под ред. Н.Н. Каркищенко, С.В. Грачева. – М., 2010. – 358 с.
7. Amado A. Ирритантный контактный дерматит / A. Amado, J.S. Taylor, A. Sood // Дерматология Фицпатрика в клинической практике. – М., 2012. – Т. 1. – С. 430-437.
8. Стальная И.Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты /И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили //Современные методы в биохимии. – М.,1977. – С.66-68.
9. Mistra, H.P. The role of superoxide anion in the autooxidation of epinephrine and simplassay for superoxide dismutase / H.P. Mistra, I. Fridovich // J. Biol. Chem. – 1972. – Vol. 247, № 10. – Р.3170-3175.
10. Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова, В.Е. Токарев //Лабораторное дело. – 1988. – №1. – С.16-18.
11. Кантюков С.А. Состояние процессов свободно-радикального окисления при термической травме разной степени тяжести / С.А. Кантюков, Л.В. Кривохижина, Р.Р. Фарфутдинов // Вестник ЮУрГУ. – 2010. – № 24. – С.117-124.
12. Нетюхайло Л.Г. Состояние антиоксидантной системы внутренних органов крыс при ожоговой болезни / Л.Г. Нетюхайло, Т.А. Сухомлин, Я.А. Басараб, В.В. Бондаренко, С.В. Харченко // Бюллетень сибирской медицины. – 2014. – Т. 13, № 3. – С. 51-56.
13. Швец В.Н. / Состояние ферментативного перекисного окисления липидов в сердце молодых и старых крыс при стрессе // В.Н. Швец, В.В. Давыдов // Вопросы медицинской химии. – 1995. – Т. 41, № 3. – С. 23-25.

В настоящее время проблема лечения воспалительных заболеваний кожи продолжает оставаться весьма актуальной. Развитие окислительного стресса, сопровождающееся интенсификацией свободнорадикальных процессов и снижением естественной антиоксидантной защиты организма, является важным патогенетическим звеном многих заболеваний, в том числе и кожных [1-4]. Однако не только дисбаланс антиоксидантной и прооксидантной систем, но и нарушение соотношения сопряженных ферментов-антиоксидантов может приводить к усилению окислительного стресса за счёт дополнительной генерации активных форм кислорода. В связи с этим особого внимания заслуживают способы лечения, направленные на сбалансирование окислительно-восстановительного гомеостаза и антиоксидантного статуса при заболеваниях кожи, в патогенезе которых существенна роль воспаления.

Весьма перспективным в этом плане представляется использование средств, содержащих омега-3 и омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), являющихся важными регуляторами ряда физиологических процессов в организме [5].

Полиеновые жирные кислоты, входящие в состав фосфолипидов клеточных мембран, являются главной мишенью для кислородных радикалов, инициирующих процесс перекисного окисления липидов, ведущий к глубоким нарушениям структурно-функционального состояния клеточных мембран. Среди продуктов перекисного окисления липидов необходимо отметить малоновый диальдегид (МДА), стабильный поперечносшивающий бифункциональный вторичный интермедиат, способный образовывать комплексы с молекулами ферментов и рецепторов липидного бислоя.

Процессу перекисного окисления липидов в организме противостоит антиоксидантная система, важнейшими ферментативными компонентами которой являются супероксиддисмутаза (CОД) и каталаза (КАТ), совместное действие которых обеспечивает детоксикацию потенциально опасных активных форм кислорода – супероксид анион-радикала и перекиси водорода.

Острое течение воспалительных заболеваний кожи, проявляющееся эритемой и зудящими высыпаниями, может быть вызвано, в частности, ожоговой травмой. При этом воспалительная реакция сопровождается увеличением образования активных форм кислорода, обусловленного ростом активности нейтрофилов, мигрирующих в зону повреждения кожного покрова.

Целью данного исследования явилась оценка влияния препаратов, содержащих омега-3 и омега-6 ПНЖК, в сравнении со средством стандартной терапии, на состояние показателей окислительного стресса белых крыс с дерматитом простым раздражительным контактным (ДПРК).

Материалы и методы исследования

Экспериментальное исследование выполнено на белых крысах-самках линии Wistar массой 300–350 г. с соблюдением Международных принципов Европейской конвенции о защите позвоночных животных и с учётом норм и правил биомедицинской этики [с разрешения этического комитета РостГМУ (протокол № 16/13 от 14.11.2013 г.)].

Крысы содержались в условиях вивария на стандартном рационе. Моделирование ожога и эвтаназию (декапитацию) выполняли с предварительным обезболиванием [6]. У 40 животных, кожу которых предварительно эпилировали, вызывали «выраженную ожоговую травму» (эксперимент 1) с помощью металлической пластины площадью 3,8 см2 и толщиной в 1,5 мм, которую предварительно нагревали на электрической плитке с закрытой спиралью до 200 оС (начальные проявления покраснений покрывающей спираль металлической части) и затем накладывали на кожу в передней области спины в течение 3-х сек. У 21 животного вызывали «умеренную ожоговую травму» (эксперимент 2): аналогично разогретую металлическую пластину до контакта с кожей охлаждали до 120 оС. В результате ожога у крыс развивался ДПРК [7].

Животные были разделены на 5 групп, из которых: 1-я – контрольная – 20 интактных крыс, 2-я, 3-я и 4-я – опытные по 17 животных (10 – с «выраженной ожоговой травмой», 7 – с «умеренной ожоговой травмой»). Среди этих групп: 2-я – без лечения в течение 4-х дней после ожога, остальные – с лечением в течение 11 дней путём ежедневного воздействия на очаг поражения Радевит мазью (3-я группа) и кремом «Витамин Ф 99» жирный (4-я группа). 5-я опытная группа – 10 крыс с «выраженной ожоговой травмой», которых лечили комплексно Омегавеном внутрибрюшинно по 1,0 мл и наружно Кремом «Витамин Ф 99» жирный.

Радевит мазь, официально рекомендованная для лечения контактных дерматитов и ожогов, обладает противовоспалительным действием. Омегавен имеет в составе омега-3 и омега-6 ПНЖК, активным веществом крема «Витамин Ф 99» жирный  является витамин F – источник незаменимых  ПНЖК и эфиров омега-3 жирных кислот.

Для биохимического анализа использовали сыворотку крови и гомогенаты кожи, в которых определяли содержание МДА в тесте с тиобарбитуровой кислотой [8], активность СОД (КФ1.15.1.1.) по торможению автоокисления адреналина в карбонатном буфере при рН 10.2 [9] и активность КАТ (КФ1.11.1.6) по степени ингибирования образования пероксидов аммония [10]. Измерения проводили на спектрофотометре Hitachi U-29 (Япония). На основании полученных абсолютных величин вычисляли относительное содержание МДА, СОД и КАТ в процентах от соответствующих контрольных показателей. Затем оценивали соотношение антиоксиданты/прооксиданты (коэффициент К1=СОД,% / МДА,%) и сбалансированность ферментов-антиоксидантов (коэффициент К2 =СОД,% / КАТ,%).

Статистическую обработку результатов проводили с использованием параметрических методов анализа по t-критерию Стьюдента. Достоверными считали различия между группами при Р<0,05.

Результаты исследования

Первый этап работы включал определение показателей окислительного стресса и их соотношений в крови животных с ДПРК, вызванным «выраженной ожоговой травмой» при двух методах лечения: Радевит мазью и с использованием средств, содержащих омега-3 и омега-6 ПНЖК (Омегавен и крем «Витамин Ф 99» жирный).

Как показали результаты исследования, развитие «выраженной ожоговой травмы» привело к снижению в крови животных 2-й группы активности ферментов АОЗ: СОД в 2,0 раза (Р<0,001), КАТ в 1,3 раза (Р<0,05) на фоне тенденции к увеличению МДА ( в 1,1 раза) по сравнению с контролем (табл. 1). При этом существенно изменились соотношения СОД/МДА и СОД/КАТ до 0,44 и 0,66 отн. ед. соответственно. Такое нарушение сбалансированности между антиоксидантной и прооксидантной системами, с одной стороны, и между компонентами ферментативной антиоксидантной защиты, с другой стороны, свидетельствует о развитии окислительного стресса в основном за счёт истощения способности СОД к устранению супероксидных анион-радикалов.

Таблица 1

Компоненты свободнорадикального окисления липидов крови крыс при различных методах лечения (выраженная ожоговая травма), М±m.

Группы животных

МДА

СОД

КАТ

К1,

отн. ед.

К2,

отн. ед.

нмоль/мл

%

усл.ед,/мл

%

ЕД /мин/мл

%

1-я

(n=20)

6,23±0, 44

100,0

23,83±1,57

100,0

44,31±3,47

100,0

1,00

1,00

2-я

(n=10)

7,06±0,47

113,3

11,81±1,09*

49,56

33,55±1,45*

75,72

0,44

0,66

3-я

(n=10)

8,80±0,39*;■

141,3

32,30±5,80

135,5

38,60±0,91

87,11

0,96

1,56

5 –я

(n=10)

7,88± 0,65

126,5

33,42±7,40

140,2

48,60±2,79■;▲

109,7

1,11

1,28

Примечание: * – статистически значимые различия с контрольной группой, ■  –  с группой 2, –  с группой 3.

У животных 3-й группы, получавших в течение 11 дней местное лечение Радевит мазью, отмечено возрастание содержания МДА, активности СОД и КАТ по сравнению со 2-й группой в 1,3 раза (Р<0,05), в 2,7 раза (Р<0,001) и 1,2 раза (Р<0,05) соответственно. Однонаправленный характер изменений данных показателей отразился на их сбалансированности. Так, соотношение СОД/МДА, численно равное 0,96 отн. ед., практически нормализовалось, а соотношение СОД/КАТ оставалось повышенным до 1,56 отн. ед., т.е. имел место дисбаланс в антиоксидантной системе.

У животных 5-й группы, получавших комплексное лечение средствами, содержащими омега-3 и омега-6 ПНЖК, уровень МДА достоверно не отличался от такового во 2-й группе, активность ферментов увеличилась: СОД в 2,8 раза (Р<0,05) , каталазы в 1,5 раза (Р<0,001) по сравнению с группой без лечения. Активность каталазы возросла в 1,3 раза (Р<0,01) и при сопоставлении с 3-й группой, соотношение СОД/КАТ уменьшилось до 1,28 отн. ед., что свидетельствует о выраженной направленности в сторону  его нормализации. Коэффициент СОД/МДА также приблизился к контрольному показателю, составив 1,11 против 1,0 отн. ед.

Таким образом, наиболее эффективным в отношении восстановления сбалансированности показателей окислительного стресса в крови крыс оказалось лечение ДПРК сочетанием Омегавена и крема «Витамин Ф 99» жирный. Такой позитивный результат можно объяснить влиянием содержащихся в использованных лечебных средствах омега-3 и омега-6 ПНЖК.

На втором этапе работы мы оценивали антиоксидантно-прооксидантный статус в гомогенатах кожи животных с ДПРК, вызванном «выраженной ожоговой травмой» (эксперимент 1) и «умеренной ожоговой травмой» (эксперимент 2) при сравнительном лечении Радевит мазью и кремом «Витамин Ф 99» жирный. Результаты представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2

Показатели свободнорадикального окисления липидов пораженной кожи крыс при дерматите простом раздражительном контактном (выраженная ожоговая травма), М±m.

Группы животных

МДА

СОД

КАТ

К1,

отн.ед.

К2 ,

отн. ед.

нмоль/мл

%

усл.ед,/мл

%

ЕД /мин/мл

%

1-я

(n=20)

63,15± 4,98

100,0

589,6 ± 31,7

100,0

20,50±1,49

100,0

1,00

1,00

2-я

(n=10)

147,9± 8,5*

234,2

453,0± 48,0*

76,83

30,84±1,28*

150,4

0,33

0,51

3-я

n=10

164,1±12,1*

259,9

470,1± 91,7

79,73

30,49±1,85*

148,7

0,31

0,54

4-я

(n=10)

142,6± 14,6*

225,8

597,6±27,9

101,4

33,92±1,12*

165,5

0,45

0,61

Примечание: * – статистически значимые различия с контрольной группой; – с группой 2.

Содержание МДА в гомогенатах кожи у животных 2-й группы как с «выраженной ожоговой травмой», так и с «умеренной» увеличено по сравнению с контролем в 2,3 раза (Р<0,01) и в 1,7 раза (Р<0,05) соответственно, при этом обнаружено превалирование в 1,4 раза (Р<0,05) показателя в эксперименте 1, что подтверждает зависимость интенсивности свободнорадикального повреждения  кожного покрова от степени тяжести ожоговой травмы. Полученные результаты согласуются с данными литературы о нарастании количества диеновых конъюгатов и ТБК-активных продуктов в крови крыс при ожогах 3–4 степени тяжести относительно ожогов 1–2 степени [11]. Обнаруженный нами прирост содержания МДА в гомогенатах кожи подтверждается данными об увеличении уровня этого продукта во внутренних органах крыс, особенно в лёгких и почках, на стадии ожогового шока [12], что может указывать на наличие системного окислительного стресса.

Таблица 3

Свободнорадикальное окисление липидов кожи крыс при дерматите простом раздражительном контактном (умеренная ожоговая травма), М±m.

Группы животных

МДА

СОД

КАТ

К1,

отн.ед.

К2 ,

отн.ед.

нмоль/мл

%

усл.ед,/мл

%

ЕД /мин/мл

%

1-я

(n=20)

63,15± 4,9

100,0

589,6 ± 31,7

100,0

20,50 ±1,49

100,0

1,00

1,0

2-я

(n=7)

107,4 ±11,2*

170,1

468,2± 69,4

79,41

33,78±1,70*

164,8

0,47

0,48

3-я

(n=7)

113,2±24,6

179,3

531,6± 95,1

90,16

30,92±1,03*

150,8

0,50

0,60

4 -я

(n=7)

139,6±16,3*

221,1

682,2±44,7

115,7

29,90±1,80*

145,9

0,52

0,79

Примечание: * – статистически значимые различия с контрольной группой, ■  – с группой 2.

Как видно из таблиц 2 и 3, активность СОД снижена в 1,3 раза в гомогенатах кожи животных с ожоговой травмой без лечения по сравнению с контролем при двух вариантах эксперимента, при этом достоверное изменение показателя (Р<0,05) характерно только для крыс с «выраженной ожоговой травмой». Дисбаланс соотношения СОД/МДА более проявился также в эксперименте 1, составив 0,33 отн. ед. против 0,47. Активность каталазы была повышена при 1 и 2 вариантах в 1,5 раза (Р<0,001) и 1,7 раза (Р<0,001), а отношение СОД/КАТ равнялось 0,51 и 0,48 отн. ед. соответственно. Выявленное разнонаправленное изменение активностей ферментов-синергистов свидетельствует о нарушении баланса СОД/КАТ в очаге поражения.

Лечение животных 3-й и 4-й групп не способствовало снижению содержание МДА при обоих вариантах эксперимента по сравнению с группой 2. Возможно, сохранение повышенного уровня МДА носит адаптивный характер, так как один из путей его метаболизма направлен в сторону липогенеза, стимуляция которого способствует активации репаративных процессов в гидрофобном слое клеточных мембран [13].

Результаты определения активности СОД в коже крыс 4-й группы по сравнению со 2-й показали достоверное возрастание в 1,3 раза при «выраженной ожоговой травме» и в 1.5 раза при «умеренной травме» только при способе лечения, основанном на применении крема «Витамин Ф 99» жирный. Поэтому дисбаланс в системе антиоксиданты/прооксиданты выражен менее сильно при воздействии средства, содержащего ПНЖК.

Активность каталазы оставалась достоверно повышенной по сравнению с контролем при двух способах лечения животных как с «выраженной ожоговой травмой», так и с «умеренной». Соотношение СОД/КАТ в 3-й и 4-й группах составило соответственно 0,54 и 0,61 отн. ед. в 1-м варианте эксперимента и 0,60 и 0,79 отн. ед. во 2-м варианте, то есть нормализация в системе ферментативной антиоксидантной защиты проявилась в большей степени при лечении кремом «Витамин Ф 99» жирный.

Заключение

  1. Экспериментальный ДПРК характеризуется развитием окислительного стресса, обусловленного нарушением сбалансированности антиоксидантной и прооксидантной систем и дисбалансом ферментов первой линии антиоксидантной защиты.
  2. Проявлением данных нарушений является значительное снижение коэффициента СОД/МДА при «выраженной ожоговой травме» в основном за счёт угнетения супероксидустраняющей способности сыворотки крови и интенсификации процессов свободнорадикального окисления липидов в гомогенатах кожи.
  3. Сдвиг равновесия СОД/КАТ при ДПРК связан с неравномерным снижением активности ферментов в крови и разнонаправленным изменением их действия в коже.
  4. Применение Радевит мази для лечения кожного покрова способствует нормализации баланса антиоксиданты-прооксиданты только в крови экспериментальных животных.
  5. Применение крема «Витамин Ф 99» жирный приводит к увеличению коэффициентов СОД/МДА и СОД/КАТ в коже при двух вариантах эксперимента.
  6. Комплексное лечение ДПРК инъекциями Омегавена и наружно кремом «Витамин Ф 99» жирный является наиболее эффективным, что подтверждается нормализацией СОД/МДА, двукратным увеличением СОД/КАТ и достоверным возрастанием каталазной активности сыворотки крови по сравнению с показателем при лечении Радевит мазью.

Таким образом, нами доказано преимущество применения средств, содержащих омега-3 и омега-6 ПНЖК и обоснована целесообразность использования интегральных параметров окислительного стресса в качестве надёжных критериев совершенства патогенетической терапии ДПРК.


Библиографическая ссылка

Гребенникова С.В., Оксенюк О.С., Макляков Ю.С., Калмыкова Ю.А., Смирнова О.Б. АНТИОКСИДАНТНО-ПРООКСИДАНТНЫЙ БАЛАНС КРОВИ И КОЖИ БЕЛЫХ КРЫС С ДЕРМАТИТОМ ПРОСТЫМ РАЗДРАЖИТЕЛЬНЫМ КОНТАКТНЫМ ПРИ РАЗНЫХ СПОСОБАХ ЛЕЧЕНИЯ // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26919 (дата обращения: 18.07.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252