Влияние механической травмы на состояние ферментной редокс-системы глутатиона в костном мозге крыс

Полный текст

Регулирующее влияние продуктов свободнорадикального окисления [7] и антиоксидантов, в частности глутатиона [5] и аскорбиновой кислоты (АК) [8, 10], на процессы регенерации обусловливает интерес к изучению эндогенных ферментных систем, обеспечивающих функционирование и взаимосвязь указанных биоантиоксидантов в клетках [9]. Значение АК для репаративного остеогенеза и стимуляции кроветворения, с одной стороны, и усиленное расходование этого витамина в тканях при травмах и хирургических вмешательствах — с другой, хорошо известны [6, 10].

Одним из предполагаемых механизмов сохранения фонда восстановленной формы АК в клетках [4] является ферментативное восстановление дегидро-АК глутатионом при участии глутатион: дегидроаскорбат оксидоредуктазы (ГДАР).

Ранее мы показали относительную стабильность глутатион-зависимых ферментов в костном мозге крыс с переломом кости [1]. В данной работе продолжено исследование активности ГДАР, а также глутатионпероксидазы (ГП) и глутатионредуктазы (ГР) в костном мозге крыс при механической травме кости.

Методика исследования. В опытах использовали белых беспородных крыс-самцов массой 150—200 г, содержавшихся на стандартном рационе. Закрытый перелом кости голени задней конечности производили под эфирным наркозом. Контрольных животных также наркотизировали. Животных выводили из опыта декапитацией на 3, 7, 14-е и 30-е сутки после нанесения травмы (по 6 крыс в каждой группе). В гомогенатах костного мозга определяли, как описано ранее [1—3], активность ГДАР, ГП и ГР, выражая ее в нанокаталах окислившегося (ГДАР, ГП) или образовавшегося (ГР) восстановленного глутатиона на 1 мг ДНК. Содержание ДНК определяли по К. Burton [11]. Статистическую обработку результатов проводили с использованием критерия Стьюдента.

 

Активность ГДАР (а) и отношение ГР/ГДАР (б) в костном мозге крыс с переломом кости. По оси абсцисс — время после травмы, сутки; по оси ординат — изменение активности (а) или отношения активностей (б), % от контроля. Одна звездочка — р < 0,05, две звездочки — р < 0,01.

 

Результаты исследования. Как видно из данных, представленных на рисунке (а), в первые 2 нед развития травматической болезни, вызванной переломом кости, статистически значимых изменений активности ГДАР в костном мозге крыс (при расчете на 1 мг ДНК) не отмечается. Лишь к концу 1-го месяца посттравматического периода удается выявить некоторую обедненность (снижение активности фермента на 27%; р < 0,05) новообразованных клеток костного мозга ферментом регенерации АК, обусловливающую их чувствительность к недостатку витамина.

Использованный в данной работе способ расчета активности подтвердил опубликованные ранее [1] данные о стабильности ГП и ГР в костном мозге крыс, получивших механическую травму кости (данные не приводятся).

Статистически достоверных изменений в содержании ДНК в костном мозге крыс в указанные сроки исследования не выявлено.

Анализ взаимосвязи ферментов редокс-цепи глутатиона в костном мозге интактных крыс показал, что отношение уровней активности ГР и ГДАР составляет 3,14±0,18, т.е. мощность восстановления глутатиона в ГР-реакции выше, чем максимально возможного окисления трипептида дегидро-АК, а следовательно, регенерация АК в костном мозге не лимитируется активностью в нем ГР. Отношение мощностей компонентов другой ферментной цепи глутатиона, ГП и ГР, существенно ниже единицы: 0,53±0,03. Учет активностей обоих путей окисления глутатиона также выявляет потенциальную недостаточность ГР-участка редокс-цепи, что следует из «глутатионредуцирующего потенциала» - отношения активности ГР к сумме активностей ГДАР и ГП, равного 0,45±0,02. Исходя из представленных выше данных, костный мозг следует рассматривать как уязвимый для условий и воздействий, требующих усиленного расхода трипептида (окисление сульфгидрильной группы глутатиона).

При развитии травматической болезни баланс указанных ферментных мощностей изменяется (см. рисунок, б) в результате увеличения показателя ГР/ГДАР на 52% по сравнению с контролем (р < 0,01) на 30-е сутки после травмы кости.

Полученные в работе данные подтверждают возможность и целесообразность применения АК и глутатиона в фармакотерапии травматических состояний.

Об авторах

И. А. Богданова

Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

А. М. Герасимов

Центральный институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова

Email: info@eco-vector.com
Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы