Ожоговая травма является актуальной и важной проблемой медицины, что детерминировано частотой ее возникновения, сложностью лечения, нередкими неблагополучными исходами. Согласно данным исследований зарубежных и отечественных авторов, термические повреждения составляют от 8 до 16 % всех видов травм, а среди общего числа инвалидов в нашей стране обожженные составляют до 23 % [1, с. 212; 2, с. 128]. По данным Росстата в России зарегистрировано 278200 случаев термической травмы за 2015 г. [3, с. 48]. При этом от несчастных случаев, вызванных воздействием дыма, огня и пламени погибло 5502 человека в 2015 г. и 4656 в 2016 г. [4, с. 119]. Кроме того, термическая травма лидирует среди различных вариантов травм по своей длительности и тяжести течения [5, с. 65]. При развитии ожоговой болезни особое значение уделяется возникновению избыточного синдрома системного воспалительного ответа, оксидативному стрессу и гипоксии. Субклинические проявления гипоксии, как правило, не столь явны, однако предрасполагают к значительным изменениям аэробного обмена при термической травме, дисбалансу между состоянием антиоксидантной и прооксидантной систем организма человека, что может привести к развитию окислительного стресса. При возникновении гипоксии смешанного генеза следует применять препараты антиоксидантного и антигипоксантного действия, так как это является патогенетически обоснованным [6, с. 2]. Наряду с использованием фармпрепаратов антигипоксантного действия все больший интерес представляет поиск и использование немедикаментозных методов лечения. Обусловлено это тем, что они могут применяться как изолированно, так и в сочетании с лекарственными препаратами, как следствие, снижая в них потребность и эффективно воздействуя на различные стороны патологического процесса.
Альтернативным методом стимуляции антиоксидантной системы организма человека рассматривается синглетно-кислородная терапия (СКТ). Физико-химическая концепция СКТ основана на фотохимической и фотоэнергетической сенсибилизации кислорода воздуха и паров воды к ультрафиолетовому излучению с образованием СК [7, с. 32]. Таким образом, в результате действия излучения ультрафиолета происходит активация молекул и атомов кислорода, а также переход электронных облаков кислородной молекулы с высоких энергетических уровней на более низкие, характерные для синглетного состояния. В результате этого возрастает кинетическая энергия, которая на 96,3 кДж/М больше энергии основного триплетного состояния, а следовательно, растет и амплитуда колебательных движений межмолекулярных связей. Молекула кислорода может находиться в таком состоянии относительно недолгое время, а затем она возвращается в исходное состояние. Энергоинформационную основу синглетно-кислородной терапии составляет процесс такого синглетно-триплетного дипольного перехода, сопровождающийся выделением квантов электромагнитной энергии в ультрафиолетовом диапазоне.
Известно, что СК, поступающий в организм человека, оказывает воздействие на внутриклеточные биоэнергетические преобразования, а также на обменные процессы, результатом которых является восстановление резервов антиоксидантной системы [8, с. 76]. Кроме того, СК обладает бактерицидным эффектом в легких за счет активации лейкоцитов. Однако стоит отметить, что молекула СК обладает высокой реакционной способностью, а содержание больших концентраций СК способно вызвать окисление ненасыщенных соединений с образованием гидропероксидов, которые в свою очередь могут вызвать и повреждение структуры биомембран, в частности гемолиз эритроцитов.
Немногочисленные исследования, выполненные в последние годы, свидетельствуют о том, что применение СКТ сопровождается улучшением кровообращения, активацией энергетических процессов в эритроцитах, восстановлением активности ферментов окислительного фосфорилирования, нормализацией функций внешнего дыхания, а также восстановлением кислородного гомеостаза путем снижения гипоксии в тканях и улучшения антиоксидантного статуса организма человека и тканевого дыхания [9, с. 66].
Цель исследования
Оценить влияние 10-дневного курса ингаляций синглетного кислорода на показатели про- и антиоксидантной систем крови пациентов с площадью ожогов 20–50 % поверхности тела.
Материалы и методы исследования
В работе представлены результаты обследования 15 больных, находившихся на лечении в ожоговом центре Университетской клиники при Приволжском исследовательском медицинском университете. Первым критерием включения в исследование было наличие термического ожога 2–3 степени, фаза ожоговой болезни – септикотоксемия. Вторым критерием – возраст пострадавших, вошедших в данное исследование, от 30 до 60 лет. Третьим критерием стало обязательное наличие информированного согласия пациента на проведение процедур ингаляций синглетным кислородом. Общая площадь ожогового поражения у больных составляла от 20 до 50 % поверхности тела. Пациентам проводили ежедневный курс ингаляций СК с помощью аппарата AIRNERGY (Германия). Длительность курса – 10 суток. Ингаляции СК осуществляли в течение 10 минут, мощность газового потока – 100 %. Группу контроля составили 15 практически здоровых людей, средний возраст которых от 40 до 50 лет.
Активность супероксиддисмутазы (СОД) (КФ 1.15.1.1.) определяли в гемолизате эритроцитов крови (1:10) по ингибированию образования продукта аутокисления адреналина [10, с. 111]. Для расчета удельной активности фермента оценивали концентрацию белка по методу О.В. Королевой (1979). Показатели перекисного окисления липидов, общей антиоксидантной активности (ОАА) плазмы крови и перекисной резистентности эритроцитов (ПРЭ) определяли методом индуцированной хемилюминесценции [11, с. 8]. Для оценки ПРЭ использовали взвесь отмытых эритроцитов с физрастворе в соотношении 1:4. Концентрацию малонового диальдегида (МДА) в плазме и эритроцитах крови (гемолизат 1:10) определяли с помощью диагностического набора для количественного вычисления содержания ТБК-активных продуктов – ТБК-АГАТ (Москва). Результаты исследований подвергали статистической обработке с использованием t-критерия Стьюдента. При расчете t-критерия Стьюдента использовали поправку Бонферрони. Статистически значимыми считались различия между группами при p < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Важно отметить, что ключевым элементом в развитии системной полиорганной недостаточности при термических поражениях является несостоятельность механизмов кислородного транспорта. При этом происходит излишняя активация процессов свободнорадикального окисления, характер которой зависит от стадии и тяжести ожоговой болезни [12, с. 34]. В результате проведенного исследования также выявлено, что термическая травма сопровождалась повышением уровня ПОЛ на 52,66 % (р = 0,027) по сравнению с уровнем показателя в контроле (таблица).
При этом отмечено повышение концентрации вторичного продукта ПОЛ – МДА в плазме на 19,70 % (р = 0,019), в эритроцитах на 8,5 % (р = 0,017) соответственно по сравнению с концентрацией показателя у практически здоровых людей. Избыточное накопление продуктов ПОЛ может привести к росту проницаемости, хрупкости и даже повреждению клеточных мембран, а также окислительной модификации структурных белков [9, с. 65].
Под влиянием 10-дневного курса ингаляций СК показано снижение уровня ПОЛ на 29,23 % (р = 0,033) по сравнению с интенсивностью ПОЛ в крови пациентов с термической травмой. Однако уровень ПОЛ еще оставался превышен на 8,04 % (р = 0,033) по сравнению с контролем. Кроме того, наблюдалось уменьшение концентрации МДА плазмы под воздействием ингаляций СК на 30,30 % (р = 0,045) по сравнению с концентрацией показателя у пациентов с термической травмой. Схожая тенденция прослеживалась и при влиянии ингаляций СК на уровень МДА в эритроцитах. Снижение интенсивности ПОЛ свидетельствовало о нормализации окислительно-восстановительного баланса в крови ожоговых больных, получивших 10-дневный курс ингаляций СК.
Известно, что наибольший рост свободнорадикального окисления у абсолютного большинства пациентов происходит в эритроцитарных мембранах, и только у половины из них – в плазме крови [12, с. 36]. Поэтому важно отметить, что показатель ПРЭ, увеличившийся под влиянием ожоговой травмы на 12,94 % (р = 0,032), под воздействием ингаляций СК статистически значимо снижался на 16,58 % (р = 0,027), что свидетельствовало о повышении устойчивости мембран эритроцитов к процессам липопероксидации, что в свою очередь позволяет предположить активацию ферментов антиоксидантной защиты организма.
В норме повышенная продукция активных форм кислорода компенсируется активацией компонентов антиоксидантной защиты организма человека. Однако термическая травма сопровождается снижением антиокислительной активности, свидетельствующей о дефиците как белковых, так и низкомолекулярных антиоксидантов [12, с. 43], а также повышением перекисного окисления, которое может быть индуцировано продуктами горения и их компонентами, попадающими в кровяное русло вследствие ожога, контаминации микробов на ожоговой поверхности и другими факторами. В результате исследования выявлено, что уровень ОАА статистически значимо снизился на 10,81 % (р = 0,021) у ожоговых пациентов по сравнению с контрольной группой (рис. 1).
Однако 10-дневный курс ингаляций СК вызвал повышение интенсивности ОАА на 8,33 % (р = 0,023) по сравнению с уровнем показателя у ожоговых больных. Это указывает на активацию антиоксидантной системы организма путем ее дополнительной стимуляции и индукции.
Изменение окислительного статуса крови больных с термической травмой под влиянием ингаляций синглетным кислородом
|
ПОЛ (усл. ед.) |
ПРЭ (усл. ед.) |
МДА плазмы (мкмоль/л) |
МДА эритроцитов (мкмоль/л) |
|
|
Контроль |
9,95 ± 0,56 |
8,61 ± 0,25 |
1,32 ± 0,11 |
6,00 ± 0,21 |
|
Больные с термической травмой до курса ингаляций СК |
15,19 ± 0,76* |
9,89 ± 0,43* |
1,58 ± 0,13* |
6,51 ± 0,27* |
|
Больные с термической травмой после курса ингаляций СК |
10,75 ± 0,64** |
8,25 ± 0,29** |
0,92 ± 0,08*/** |
6,35 ± 0,18 |
Примечания: * – различия статистически значимы по сравнению с контролем (р ≤ 0,05); ** – различия статистически значимы по сравнению с показателем у больных с термической травмой до курса ингаляций СК (р ≤ 0,05).
Рис. 1. Общая антиоксидантная активность (усл. ед.) в норме и у пациентов с термической травмой до и после курса ингаляций СК. Примечания:* – различия статистически значимы по сравнению с контролем (р ≤ 0,05); ** – различия статистически значимы по сравнению с показателем у больных с термической травмой до курса ингаляций СК (р ≤ 0,05)
Рис. 2. Удельная активность супероксиддисмутазы (усл. ед./мг белка) в норме и у пациентов с термической травмой до и после курса ингаляций СК. Примечания: * – различия статистически значимы по сравнению с контролем (р ≤ 0,05); ** – различия статистически значимы по сравнению с показателем у больных с термической травмой до курса ингаляций СК (р ≤ 0,05)
Одним из ключевых звеньев антиоксидантной системы защиты организма человека, включающей ферментативное и неферментативное звенья, является СОД. Дисмутирование супероксида с помощью фермента часто называют первичной защитой, так как этот фермент предотвращает дальнейшее образование свободных радикалов. Так, в результате исследования показано, что термическая травма сопровождалась небольшим падением удельной активности фермента (рис. 2), что может свидетельствовать о снижении активности антиоксидантной системы защиты организма в связи с растущим количеством свободных радикалов, образующихся при данной патологии.
Однако под влиянием ингаляций СК удельная активность СОД увеличилась на 57,13 % (р = 0,041) по сравнению с уровнем активности показателя у ожоговых больных. Показан антиоксидантный эффект синглетного кислорода, в том числе за счет активации СОД.
Заключение
Поскольку при ожоговых повреждениях наблюдается дисбаланс между про- и антиоксидантной системами организма человека, чаще всего формируются условия для возникновения оксидативного стресса. В результате исследований показан благоприятный эффект применения 10-дневного курса СК терапии на антиоксидантную систему организма ожоговых больных. При этом повышение антиоксидантной активности происходит в том числе и за счет увеличения активности такого фермента, как СОД. Также важно отметить, что ежедневные ингаляции синглетным кислородом вызывают снижение активности свободнорадикального окисления, что проявляется в уменьшении уровня его вторичного продукта – МДА, а также повышают перекисную резистентность мембран эритроцитов. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования СК при лечении термической травмы и ожоговой болезни в условиях стационара.