УДК 577.15 : 616-001.16

АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ДЕТОКСИКАЦИИ В ПОЧКАХ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ТРАВМЕ

Дударь Анна Ивановна
Нижегородский государственный университет им.Н.И.Лобачевского
Студентка 5 курса Института биологии и биомедицины кафедры Физиологии и Биохимии человека и животных

Аннотация
Данная статья посвящена исследованию активности альдегиддегидрогеназы и алкогольдегидрогеназы в почках крыс с термической травмой. Эксперименты проведены на крысах линии Wistar. Крысам наносили ожог кипятком под наркозом. Проведенное исследование показало, что при термической травме в почках происходят изменения каталитических свойств ферментов биотрансформации, приводящие к развитию эндогенной интоксикации.

Ключевые слова: алкогольдегидрогеназа, альдегиддегидрогеназа, почки, термическая травма


DETOXIFICATION ENZYME ACTIVITY IN THE KIDNEYS IN EXPERIMENTAL THERMAL INJURY

Dudar Anna Ivanovna
Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod
5-year student of the Institute of Biology and Biomedicine, Department of Physiology and Biochemistry of humans and animals

Abstract
This article is devoted to the research activity of aldehydedehydrogenase and alcoholdehydrogenase in the kidney of rats with thermal injury. The experiments were performed on rats line Wistar. Rats were applied boils under anesthesia. The issue showed that the thermal injury in the kidney changes the catalytic properties of biotransformation enzymes, leading to the development of endogenous intoxication.

Keywords: alcoholdehydrogenase, aldehydedehydrogenase, kidneys, thermal injury


Рубрика: Биология

Библиографическая ссылка на статью:
Дударь А.И. Активность ферментов детоксикации в почках при экспериментальной термической травме // Исследования в области естественных наук. 2015. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2015/06/10034 (дата обращения: 30.04.2017).

Термические поражения представляют серьезную медицинскую, социальную и экономическую проблему. Ежегодно в России их регистрируют 500-560 тысяч, что составляет до 8% в общей структуре травматизма населения страны [1]. Показатель общей летальности от ожоговой травмы в Российской Федерации достигает 6,1%. В общей структуре летальности удельный вес ожогов среди прочих видов травм достигает 8%. В последнее десятилетие данный показатель не имеет тенденции к снижению.

Термическая травма сопровождается развитием эндогенной интоксикации, которая сопровождается накоплением в крови токсичных биологически активных компонентов в результате усиления катаболических процессов при снижении эндогенной детоксикации. В частности, увеличивается содержание таких промежуточных метаболитов, как альдегиды [2], которые в повышенных концентрациях вызывают ряд отрицательных эффектов. Процессы генерализации токсичных среднецепочечных альдегидов усиливаются при термической травме в результате ускорения липидной пероксидации.

 Основная роль в процессе детоксикации и выведения токсичных соединений отводится ферментным системам печени и почек. Энзиматический барьер реализуется в ходе реакций окисления и восстановления, метилирования, ацетилирования, различных синтезов. Утилизация альдегидов протекает преимущественно при участии таких ферментов системы биотрансформации как альдегиддегидрогеназа и алкогольдегидрогеназа [3].

Термическая травма приводит к нарушению функции почек, что проявляется развитием нефропатий. Поражение почек проявляется развитием острой почечной недостаточности. При этом клинически отмечается снижение диуреза (вплоть до анурии), протеинурия, гематурия, нарастание в сыворотке крови мочевины и креатинина,протеинурия, появление свободного гемоглобина в моче и различного вида цилиндров в осадке. В литературе есть данные о наличии латентно протекающих почечных нарушениях у больных с ожогами [4].

Таким образом, исследование активности альдегиддегидрогеназы и алкогольдегидрогеназы в почках является актуальным в решении проблемы эндогенной интоксикации при ожоге.

Целью данной работы явилось исследование активности альдегиддегидрогеназы и алкогольдегидрогеназы в почках крыс с термической травмой.

Материалы и методы. В эксперименте использованы белые крысы – самцы линии Wistar (Столбовая, Москва, Россия) массой 180-250 г., содержавшиеся на стандартном рационе вивария и имевшие свободный доступ к воде. Животные были разделены на две группы: контрольную – (интактные крысы, n=10) и опытную – (крысы с ожогом, n=10). Животным опытной группы под комбинированным наркозом (золетил+ксила) наносили ожог кипятком на депелированную поверхность спины (20%), экспозиция – 3 с. [5]. Крыс выводили из эксперимента на третьи, седьмые и десятые сутки после травмы путем декапитации под наркозом. Для исследований использовали 10%- ый гомогенат почек на основе среды, содержащей0,25 М раствор сахарозы,0,01 М трис-HCl-буфер (рН=7,5) (1000 g, 10 мин, t=0 + 2°С) [6]. Активность альдегиддегидрогеназы определяли по методу Б. М. Кершенгольц, Л. П. Ильиной с 5мМ ацетальдегидом в качестве субстрата по наработке НАДН [4]. Активность АДГ определяли с использованием в качестве субстрата этилового спирта (прямая реакция, АДГпр) и ацетальдегида (обратная реакция, АДГобр) по методу W. M. Keung et al. (1989) [7]. Концентрацию белка вычисляли по методу Лоури в модификации [8]. Результаты исследований обрабатывали с использованием t-критерия Стьюдента [9]. Обработку данных осуществляли на компьютере с помощью программы BIOSTAT. При расчете t-критерия Стьюдента применяли поправку Бонферрони, позволяющую устранить ошибку первого рода, возникающую при сравнении более чем двух выборок данным методом.

Результаты и их обсуждение.

Полученные результаты показали, что при ожоге общая активность АлДГ на 3 и 10 сутки после травмы в почках статистически значимо не отличается от активности фермента контрольной группы крыс, при этом выявлено снижение общей активности альдегиддегидрогеназы на 7 сутки после поражения (рисунок).

Рис. Общая активность альдегиддегидрогеназы в почках в норме и при ожоге

Примечания: # - статистически значимо по сравнению с контрольными крысами (р≤0,05); ** - статистически значимо по сравнению с ожогом (7 сутки).

Уменьшение активности АлДГ ведет к накоплению большого количества альдегидов, которые, в свою очередь, токсичны для организма обожженных крыс, и, ингибируя активность многих ферментов, снижают детоксикационную функцию почек, одного из органов нейтрализации ксенобиотиков [10]. Возможно, что понижение способности почек инактивировать токсические вещества при ожогах может быть одной из причин увеличения их количества в крови и способствовать развитию синдрома эндогенной интоксикации [4].

Удельная активность альдегиддегидрогеназы в почках статистически значимо возрастает на 3 сутки после ожога на 21,8% (р=0,0246), на 10 сутки после поражения на 45,5% (р=0,0123) по сравнению с активностью фермента контрольной группы животных (таблица). Следует отметить преобладание общей активности альдегиддегидрогеназы и повышение удельной активности фермента в почках во все исследуемые сутки поражения, что свидетельствует о возрастании детоксикационной функции данного органа.

Таблица. Удельная активность альдегиддегидрогеназы и алкогольдегидрогеназы (нмоль НАДН/мин×мг белка) в почках контрольных животных и крыс с ожогом

Показатель Контрольные

крысы

Крысы с ожогом

3 сутки 7 сутки 10 сутки
АлДГ 80,50±5,55 98,04±6,71 # 87,05±8,27 117,10±9,25 #/**
АДГпр 15,25±1,04 32,61±2,85# 29,29±1,27# 49,48±1,14 #/*/**
АДГобр 48,68±2,99 12,91±1,71# 14,91±0,98# 33,36±1,14#/*/**

Примечания: # - статистически значимо по сравнению с контрольными крысами (р≤0,05); *-статистически значимо по сравнению с 3-ми сутками (р≤0,05); ** - статистически значимо по сравнению с ожогом (7 сутки) (р≤0,05) .

Показано, что в почках происходит падение активности АДГобр на 73,5% на 3-и сутки, на 69,4% на 7-е сутки, на 31,5% на 10-е сутки (таблица). В. А. Корячкин и др. (2002) высказали предположение, что нарушение функции почек при ожогах может иметь своей причиной воздействие токсических продуктов на их паренхиму и уменьшение притока крови к органу [11].

Уменьшение активности АДГобр, вероятно, связано с изменением физиологических особенностей организма после ожога, развитием полиорганной недостаточности, которая, по мнению М. Я. Малаховой, сопровождает ожоговую травму и, возможно, именно обратная реакция алкогольдегидрогеназы наиболее чувствительна к недостаточности кровоснабжения и гипоксии в органах, а также к эндогенной интоксикации организма [9]. Понижение активности АДГобр при термической травме приводит к накоплению во всех исследуемых органах высокотоксичных альдегидов, ацеталей и кетонов. В почках при ожоге при снижении активности АДГобр статистически значимо возрастает активность АДГпр.

Отмечено повышение удельной активности АДГпр в почках в 2,0 раза на 3-и сутки, в 1,9 и 3,2 раза на 7-е и 10-е сутки после термической травмы.

Вычисленное соотношение удельных активностей АДГпр/АДГобр у интактных крыс составило в почках – 0,31. Полученное значение меньше единицы говорит о преобладании обратной реакции [12]. При термической травме в почках на 3-и, 7-е и 10-е сутки после поражения данное соотношение выше показателя интактных крыс, что приводит к повышению высокотоксичных альдегидов.

Таким образом, проведенные исследования показали, что при термической травме в почках происходят изменения  каталитических свойств ферментов биотрансформации, приводящие к развитию эндогенной интоксикации.


Библиографический список
  1. Крылов К.М. и др. Оказание медицинской помощи пострадавшим с тяжелой термической и комбинированной травмой на догоспитальном этапе // Скорая медицинская помощь, 2009. №2. С. 34-37.
  2. Кирпичева А.Г., Зимин Ю.В. Влияние молекул средней массы на альдегиддегидрогеназную систему печени и эритроцитов в эксперименте // Успехи современного естествознания. 2004. №4. С.21-23.
  3. Малахова М. Я. Эндогенная интоксикация как отражение компенсаторной перестройки обменных процессов в организме // Эфферентная терапия. 2000. Т. 6. № 4. С. 3—14.
  4. Шингаров Э.А. Клинико-лабораторная характеристика поражения почек у детей, перенесших ожоговую болезнь: дис ... канд.  мед.  наук. Москва, 2009. 135 с.
  5. Болтовская В.В. Патоморфология раневого процесса в зоне глубокого ожога кожи в условиях применения низкоинтенсивного электромагнитного излучения. Автореф. дисс. … канд. мед. наук. Саратов: Саратовский государственный медицинский университет, 2006.
  6. Ещенко Н.Д. Методы биохимических исследований, Изд-во Ленинградского ун-та, Ленинград, 1982.
  7. Keung W. M., Ho Y. W., Fong W. P. Isolation and characterization of shrew liver alcohol dehydrogenase // Comp. Biochem. and Physiol. B. 1989. Vol. 93. № 1. pp. 169-173.
  8. Waterborg J.H., Matthews H.R.  The electrophoretic elution of proteins from polyacrylamide gels // Methods Mol. Biol. 1994. №32. рр. 169-175. PMID: 7524939
  9. Гланц С. Медико-биологическая статистика (пер. с англ.). М.: Практика, 1999.
  10. Соловьева А.Г. Роль альдегиддегидрогеназы печени и эритроцитов в развитии ожоговой токсемии у крыс // Вестник Российской академии медицинский наук. 2009. №9. С.36-38.
  11. Корячкин В. А., Страшнов В. И., Чуфаров В. Н. Интенсивная терапия угрожающих состояний. СПб: Санкт-Петербург. мед. изд-во, 2002. 288 с.
  12. 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.644-645
  13. Кершенгольц Б.М., Ильина Л.П. Биологические аспекты алкогольных патологий и наркоманий. Якутск: Издательство ЯГУ, 1998.
  14. Кирпичева А.Г., Зимин Ю.В. Влияние молекул средней массы на альдегиддегидрогеназную систему печени и эритроцитов в эксперименте // Успехи современного естествознания. 2004. №4. С.21-23.
  15. Малахова М. Я. Эндогенная интоксикация как отражение компенсаторной перестройки обменных процессов в организме // Эфферентная терапия. – 2000, Т. 6, № 4.  С. 3—14.


Все статьи автора «Тимур Хусяинов»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: