Влияние озона на активность оксидоредуктаз печени при экспериментальной термической травме

ВЛИЯНИЕ ОЗОНА НА АКТИВНОСТЬ ОКСИДОРЕДУКТАЗ ПЕЧЕНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ТРАВМЕ

А.Г. Соловьева, С.П. Перетягин, Н.В. Диденко

ФГБУ «Приволжский Федеральный медицинский исследовательский центр» Минздрава России, Нижний Новгород, Россия

Abstract

The influence of ozone on the activity of alcohol dehydrogenase and lactate dehydrogenase of mitochondria of rat liver after combined thermal injury within 7 days was studied. The experiments were performed on Wistar rats. Animals with burns were treated by intraperitoneal infusions of ozonated of 0.9% NaCl solution (concentration of O3 was 3,000 ^g/l) and with the use of inhalation of O3-O2 mixture. After 3 hours and 7 days after injury in liver mitochondria the activity of lactate dehydrogenase and alcohol dehydrogenase was determined. The violation of energy and detoxification functions of the liver in combined thermal injury was detected. It was determined that the ozone recovers lactate dehydrogenase activity and catalytic properties of alcohol dehydrogenase.

Key words: ozone, thermal trauma, lactate dehydrogenase, alcohol dehydrogenase

Изучено влияние озонотерапии на активность алкогольдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы митохондрий печени крыс после комбинированной термической травмы в течение 7 суток. Эксперименты проведены на крысах линии Wistar. Животных с ожогом лечили внутрибрюшинными инфузиями озонированного 0,9 % раствора NaCl (концентрация О3 составила 3000 мкг/л) и с применением ингаляций О3-О2 смесью. Через 3 часа и на 7-е сутки после травмы в митохондриях печени определяли активность лактатдегидрогеназы и алкогольдегидрогеназы. Выявлено нарушение энергетической и

детоксикационной функций печени при комбинированной термической травме. Установлено, что проведение озонотерапии восстанавливает активность лактатдегидрогеназы и каталитические свойства алкогольдегидрогеназы.

Ключевые слова: озон, термическая травма, лактатдегидрогеназа, алкогольдегидрогеназа

Термическая травма сопровождается нарушением практически всех обменных процессов в организме [3, 12]. В первую очередь страдает печень, которая участвует в метаболизме токсических веществ. Одной из основных задач современной комбустиологии является поиск возможных путей коррекции нарушения активности ферментов. Поэтому представляет интерес изучить особенности энергетического обмена и детоксикационной функции печени под

влиянием озона при комбинированной термической травме (КТТ). Цель исследования - определить эффективность озонотерапии на примере изменения активности алкогольдегидрогеназы (АДГ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в митохондриях печени крыс после комбинированной термической травмы в течение 7 суток.

Материалы и методы

Эксперименты были проведены на 50 белых крысах линии Wistar массой 160-180 г. Животных разделили на 5 групп по 10 крыс в каждой группе: 1 группа -интактные здоровые крысы; 2, 3 группы - контрольные, животные с КТТ (3 часа и 7 сутки после ожога соответственно); 4 и 5 группы - опытные, животные с КТТ с воздействием озоном. Под наркозом (золетил+ксила) животным нанесена комбинированная термическая травма: контактный термический ожог III А,Б - IV степени задней поверхности тела на площади 20% (экспозиция 7 сек.) в сочетании с термоингаляционной травмой (экспозиция 20 секунд) [4]. Животных лечили внутрибрюшинными инфузиями озонированного с концентрацией озона 3000 мкг/л 0,9 % раствора NaCl (в количестве 1 мл) и с применением ингаляций О3-О2 смесью. Через 3 часа после травмы и на 7-е сутки животных выводили из эксперимента под наркозом путем декапитации. Митохондрии печени получали путем дифференциального центрифугирования в градиенте плотности сахарозы [8]. Активность лактатдегидрогеназы определяли с использование в качестве субстрата молочной кислоты (прямая реакция, ЛДГпр) и пировиноградной кислоты (обратная реакция, ЛДГобр) [7], алкогольдегидрогеназы с использованием в качестве субстрата ацетальдегида [13], концентрацию белка -по методу Лоури в модификации [9]. Результаты исследований обрабатывали с использованием t-критерия Стьюдента с помощью программы BIOSTAT [1].

Результаты и обсуждение

Полученные результаты показали, что комбинированная термическая травма вызывает статистически значимое увеличение активности лактатдегидрогеназы митохондрий печени в прямой реакции через 3 часа после травмы в 2 раза по сравнению с интактными животными. К 7 суткам после КТТ отмечена нормализация каталитических свойств ЛДГпр по сравнению со здоровыми крысами (рис. 1).

Установлено, что комбинированная термическая травма приводит к снижению активности лактатдегидрогеназы митохондрий печени в обратной реакции через 3 часа после травмы в 2 раза, через 7 часов - в 3 раза (рис. 2). Повышение активности лактатдегидрогеназы в прямой реакции, при снижении активности ЛДГ в обратной реакции сопровождается увеличением количества пировиноградной кислоты, что свидетельствует об ингибировании процессов анаэробного гликолиза, способствуя развитию энергодефицита и снижению количества НАДН, являющегося коферментом большинства оксидоредуктаз [2, 57].

СЗ

И ч <и ю

и

к «

<С К

-а

Ч о

Л

н о о

и «

«

£ <С

900 800 700 600 500 400 300 200 100

интактные КТТ, 3 часа КТТ, 7 сутки КТТ+О3, 3 КТТ+О3, 7 крысы часа сутки

*

**

0

Рис. 1. Удельная активность лактатдегидрогеназы в прямой реакции в митохондриях печени крыс с комбинированной термической травмой при воздействии озона

«

Ч и ю и

к к

л ч о

л н о о к т К

1200 1000 800 600

400 | 200 0

п

интактные КТТ, 3 часа КТТ, 7 сутки КТТ+О3, 3 КТТ+О3, 7 крысы часа сутки

*

Рис. 2. Удельная активность лактатдегидрогеназы в обратной реакции в митохондриях печени крыс с комбинированной термической травмой при воздействии озона

При внутрибрюшинном введении озона активность ЛДГ в прямой реакции в митохондриях печени через три часа после травмы достигла показателей нормы и составила 390,75+2,39 нмоль НАДН/мин*мг белка. Озон способствовал увеличению активности лактатдегидрогеназы в обратной реакции. Под влиянием О3 удельная активность ЛДГобр при термической травме статистически значимо возросла через 3 часа и 7 суток после поражения в 1,3 и 1,6 раза соответственно по

сравнению с КТТ. Таким образом, озон оказывает стимулирующее влияние на кислородный метаболизм, приводя к повышению скорости гликолиза. О3 активирует цикл Кребса путем повышения окислительного карбоксилирования пирувата, стимулируя образование АТФ [10, 11, 14].

Лактатдегидрогеназа, как фермент гликолиза, играя важную роль в регуляции энергетического обмена клетки [6, 7] может взаимодействовать с ключевым ферментом биотрансформации печени алкогольдегидрогеназой. Ранее уже высказывалась гипотеза о связи образованного комплекса ЛДГ-АДГ со структурными компонентами клетки, в частности, с митохондриями [2]. АДГ участвует в регуляции отношения НАДН/НАД в клетке, конкурируя с другими НАД-оксидоредуктазами за кофермент [6].

Исследование активности алкогольдегидрогеназы митохондрий печени при КТТ выявило ее достоверное снижение через 3 часа после травмы в 3 раза, свидетельствуя о снижении детоксикационной системы печени после ожога. Через 7 часов после поражения наблюдалось компенсаторное повышение каталитических свойств алкогольдегидрогеназы, при этом удельная активность АДГ осталась статистически значимо ниже значения интактных крыс в 2 раза. Под влиянием озона активность АДГ статистически значимо возросла через 3 часа после поражения в 1,5 раза по сравнению с КТТ (рис. 3). Отмечена тенденция к повышению удельной активности АДГ на 7 сутки после травмы по сравнению с показателями крыс с КТТ без лечения.

600

1 500 ^

1400

^ *

ч §00 А  * *,**

I" П 0

интактные крысыКТТ, 3 часа КТТ, 7 суткиКТТ+ОЗ, 3 часКТТ+ОЗ, 7 сутки

Рис. 3. Удельная активность алкогольдегидрогеназы в митохондриях печени крыс с комбинированной термической травмой при воздействии озона (КТТ -комбинированная термическая травма; * - различия статистически значимы по сравнению с интактными крысами (р<0,05); ** - различия статистически значимы

по сравнению с КТТ

Заключение

Таким образом, комбинированная термическая травма вызывает нарушение энергетической и детоксикационной функций печени. Установлено, что

проведение озонотерапии восстанавливает активность лактатдегидрогеназы и каталитические свойства алкогольдегидрогеназы.

Список литературы

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. М.: Практика, 1998. 237 с.

2. Зимин Ю.В., Соловьева А.Г. Регуляторная роль надмолекулярного комплекса алкогольдегидрогеназы и лактатдегидрогеназы митохондрий клетки // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009. Т. 148, № 12. С. 644645.

3. Козинец Г.П., Слесаренко С.В., Радзиховский А.П., Повстяной Н.Е., Шейман Б.С. Ожоговая интоксикация. Патогенез, клиника, принципы лечения. М.: МЕДпресс-информ, 2005. 25с.

4. Мартусевич А.К., Соловьева А.Г. Влияние ингаляций оксида азота на каталитические свойства альдегиддегидрогеназы эритроцитов у здоровых и имеющих термическую травму животных // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки. 2014. №7. С. 248.

5. Перетягин С.П., Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Зимин Ю.В., Перетягин П.В. Энзимологическая оценка гепатотропного действия озона в субхроническом эксперименте // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012. Т. 154, №12. С. 758-760.

6. Плакунов В.К. Основы энзимологии. М.: Логос, 2001. 128 с.

7. Соловьева А.Г., Зимин Ю.В. Новый способ оценки динамики метаболизма крови у больных с термической травмой // Современные технологии в медицине. 2012. №2. С. 116-117.

8. Финдлей Дж., Эванз У. Биологические мембраны. Методы: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 424 с.

9. Dawson J.M., Heatlic P.L. Lowry method of protein quantification Evidence for Photosensitivity // Anal. Biochem. 1984. Vol. 140, № 2. Р. 391-393.

10. Dumler K.L., Hanley Q.S., Baker C., Luchtel D.L. et al. The effects of ozone exposure on lactate dehydrogenase release from human and primate respiratory epithelial cells // Toxicol. Lett. 1994. Vol. 70, № 2. P. 203-209.

11. Elvis A.M., Ekta J.S. Ozone therapy: A clinical review // J. Nat. Sci. Biol. Med. 2011. Vol. 2, №1. P. 66-70.

12. Hou R., Situ P., Goa H. Changes in blood endotoxin levels after scald in rats // Zhonghua Zheng Xing Shao Shang Wai Ke Za Zhi. 1994. Vol. 10, №1. P. 76-78.

13. Koivusalo M., Baumann M., Votila G. Evidence for the identity of glutathione-dependent formaldehyde dehydrogenase and class III alcohol dehydrogenase // FEBS Lett. 1989. Vol. 257, №1. P. 105-109.

14.Wang L., Chen H., Liu X.H. et al. The protective effect of ozone oxidative preconditioning against hypoxia/reoxygenation injury in rat kidney cells // Ren. Fail. 2014. Vol. 36, № 9. P. 1449-54.