INFLUENCE OF LASER TREATMENT ON INDICATORS OF FREE-RADICAL OXIDATION AND ANTIOXIDANT PROTECTION IN SECONDARY PYELONEPHRITIS

Full Text

Введение Острый вторичный пиелонефрит (ОВП), развившийся при камнях лоханки почки на фоне уродинамических нарушений, осложняется многоплановыми метаболическими изменениями и развитием синдрома эндогенной интоксикации (ЭИ) [16]. Клиникобиохимические проявления эндотоксикоза (ЭТ) на органном, тканевом и клеточном уровнях при воспалительном процессе паренхимы почки, благодаря универсальности ЭИ, имеют общие закономерности формирования [7]. Субкомпенсированные в дебюте заболевания нарушения метаболического гомеостаза при дальнейшем их прогрессировании на фоне печеночно-почечной дисфункции приводят к нарастанию токсемии, вплоть до бактериотоксического шока и сепсиса [11]. Показатели ЭИ, как критерии сложных обменных сдвигов в организме, являются интегральной величиной, характеризующей активность, тяжесть и динамику развития инфекционного процесса в почках, как одного из осложнений мочекаменной болезни неспецифической этиологии [15]. Для оценки выраженности воспалительной реакции верхних мочевых путей (ВМП) и контроля за эффективностью детоксикационной терапии используется множество параметров гомеостаза [3, 10]. Среди разнонаправленных нарушений метаболизма, возникающих при инфекционном процессе, свободнорадикальная патология имеет немаловажное значение [5]. Первичные структурные и функциональные изменения липидного гомеостаза, независимо от причинной связи, носят неспецифический характер и вызваны усилением процессов свободнорадикального и перекисного окисления низкомолекулярных и белковых молекул [6]. Важнейший субстрат перекисного окисления липидов (ПОЛ) - малоновый диальдегид, содержание которого косвенно отражает уровень патологической активации процессов окисления, сопровождающих и обусловливающих синдром ЭИ. Более информативным считается одновременное определение малонового диальдегида (МДА) и показателей антиоксидантной (ферментной и неферментной) системы (АОС) защиты, в частности каталазы крови. Активность фермента каталазы (АК) следует рассматривать как адаптационно-защитную реакцию организма в ответ на усиление процессов ПОЛ. Ключевое звено неферментативной АОС - восстановленный глутатион (G-SH). Активность сульфгидриль-ных (тиоловых, SH-) групп с последующим вычислением индекса детоксикации (ИДТ) представляется наиболее чувствительным методом определения уровня эндотоксикоза, позволяющим оценивать его уровень, а также эффективность проводимой терапии [9]. В качестве нетрадиционного метода нормализации метаболического гомеостаза инфекционного генеза при нефролитиазе используется низкоинтенсивное лазерное излучение (НИЛИ) [1, 8, 14]. Отсутствие единого мнения об оптимально достаточном объеме комплекса лабораторного обследования, необходимого для оценки выраженности ЭИ и функционирования естественных систем детоксикации, прогностической значимости критериев ЭТ и исхода заболевания у пациентов с острым воспалением почек на фоне нефролитиаза при использовании в консервативном лечении НИЛИ, до настоящего времени представляет собой актуальную проблему, требующую дальнейшего изучения. Цель исследования - оценить эффективность лазерной терапии в комплексной коррекции острого вторичного пиелонефрита у больных с одиночными камнями почек по основным адаптационным критериям окислительно-антиоксидантного гомеостаза организма. Задачи исследования: 1) изучить состояние интегральных показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты крови при воспалительном процессе верхних мочевых путей на фоне нефролитиаза в зависимости от длительности заболевания; 2) исследовать влияние базовой терапии на состояние свободнорадикального окисления липидов и антирадикальной способности организма при оценке степени тяжести эндогенной интоксикации, обусловленной вторичным калькулезным пиелонефритом; 3) оценить эффективность лазеротерапии в комплексной коррекции окислительновосстановительного метаболического гомеостаза при остром вторичном пиелонефрите. Материалы и методы исследования Проанализированы результаты консервативной терапии 96 больных 19-40 лет (средний возраст 33,2 ± 4,23 года) острым вторичным пиелонефритом на фоне нефролитиаза: женщин - 50 (52,1 %), мужчин - 46 (47,9 %), находившихся на лечении в урологическом отделении ГБУЗ Республики Мордовия «РКБ № 3», которые в зависимости от вида консервативного лечения методом случайной выборки распределены на две однородные по полу и диагнозу группы (по 48 человек в каждой). Показатели нормы (группа контроля, I) получены у 23 соматически здоровых пациентов 18-25 лет (средний возраст 21,4 ± 1,22 года): 13 (56,5 %) лиц мужского пола, проходивших плановое обследование по линии военкомата и выписанных с заключением «Урологически здоров», и 10 (43,5 %) соматически здоровых женщин-добровольцев. Критерии включения в исследование: клинически и инструментально доказанный одиночный камень лоханки почки диаметром 1,0-2,5 см; возраст пациента до 40 лет; отсутствие в анамнезе указаний на предшествующее амбулаторное лечение и проведение сеансов дистанционной и контактной лито-трипсии; удовлетворительный пассаж мочи из ВМП; осведомленность об условиях и добровольное письменное согласие на участие в исследовании. Группа сравнения (II) представлена 28 женщинами и 20 мужчинами, которые получали базисную терапию (БТ) [13] по поводу клинически и лабораторно-инструментально доказанного острого вторичного пиелонефрита, возникшего у больных на фоне одиночного камня почки. Консервативное лечение ОВП проводили по схеме: цефтриаксон 2,0 г в 200,0 мл 0,9 % раствора хлорида натрия 2 раза в сутки внутривенно, раствор папаверина 2 % - 2,0 мл 2 раза в сутки внутримышечно, раствор хлорида натрия 0,9 % в объеме 800-1000 мл внутривенно капельно 2 раза в сутки, раствор анальгина 50 % - 2,0 мл внутримышечно при выраженном болевом синдроме в поясничной области и повышении температуры тела более 38 °С. Больные основной группы (III), 48 человек (28 женщин и 20 мужчин), в рамках БТ со 2-го дня нахождения в стационаре дополнительно получали сеансы НИЛИ почек аппаратом АЛТ «Узор-3КС» (Калуга) с частотой 0,6 кГц, мощностью 1,5 Вт. ЛИ выполняли ежедневно двумя матричными блоками излучения (БИ-2), прикладываемыми с обеих сторон в проекции почек (костовертебральный угол) в течение 4 минут. Курс лечения - 8 процедур [2]. Интенсивность мембранных реакций ПОЛ оценивали по содержанию вторичного продукта окисления - малонового диальдегида (МДА) раздельно в плазме и в эритроцитах [6]. Активность антиоксидантной защиты организма изучали по содержанию ключевого фермента АК в крови [4]. Универсальным индикатором внутриклеточной интоксикации служили показатели общих тиоловых групп и их небелковой (свободной) фракции [13], по соотношению которых вычисляли индекс детоксикации (ИДТ) в условных единицах [9]. У всех респондентов забор крови из кубитальной вены производили стандартно при поступлении натощак. Эффективность лазерной терапии оценивали на 5-е и 9-е сутки пребывания в стационаре. Статистическую обработку полученных лабораторных данных проводили методами вариационной статистики с использованием пакета МЕДСТАТ, программы Statistica 6. Подсчет проводили по методу вариационной статистики в электронных таблицах Excel с подсчетом значений средней арифметической величины выборочной совокупности (М) CLINICAL MEDICINE КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА и стандартной ошибки - средней арифметической (±m). Для оценки критической достоверности различий сравниваемых средних величин применяли /-критерий Стьюдента (для совокупностей с различной дисперсией выборки), критерий А2. Различия признавались статистически достоверными при уровне вероятности безошибочного прогноза (р < 0,05). Результаты и обсуждение Референтные значения показателей гомеостаза, полученные у 23 соматически здоровых пациентов обоего пола, сравнивали с данными, полученными у больных с ОВП, которые до госпитализации по разным причинам не принимали лекарственные препараты. Показатели синдрома ЭИ, отражающие обменные сдвиги в организме, являются интегральной величиной, которую можно рассматривать как критерий активности и тяжести патологического процесса. Соответственно, хронологическая составляющая влияет на характер и величину искомых констант гомеостаза. В связи с этим для оценки динамики прогрессирования биохимического эндотоксикоза в зависимости от продолжительности воспалительного процесса ВМП пациенты распределены на три подгруппы по 32 человека: госпитализированные от начала заболевания в первые трое суток (подгруппа А), на 4-6-е сутки (подгруппа Б) и на 7-10-е сутки (подгруппа В) после дебюта болезни (табл. 1). Эндотоксикоз при недеструктивных формах вторичного пиелонефрита сопровождается гипоксией организма и активизацией процессов перекисного окисления липидов с образованием МДА как одного из критериев ПОЛ. В нашем исследовании проведен анализ содержания МДА в плазме крови (МДАп) и в эритроцитах (МДАэ). Деструктивный характер влияния МДА компенсируется антиокислительными ферментами АОС, в частности каталазой, которая используется как показатель оценки антирадикальной защиты и резистентности организма при патологических процессах. У больных ОВП во всех трех подгруппах концентрация МДАп однонаправленно нарастала в зависимости от продолжительности заболевания. По сравнению с референтными значениями искомого показателя увеличение уровня МДАп в определенные клиническим исследованием сроки забора анализа составило соответственно 20,3 % (подгруппа А), 36,1 % (подгруппа Б) и 71,1 % (подгруппа В). Следует отметить, что данный процесс более выражен на 7-10-е сутки болезни, когда цифровые константы альдегида изменились значительнее - на 36 %. Влияние продолжительности воспалительного процесса на показатели ПОЛ - АОС при остром вторичном пиелонефрите (M ± т) Effect of the duration of the inflammatory process on the indicators ROS-SLA in acute secondary pyelonephritis (M ± m) Таблица 1 / Table 1 ■■ ■ Группы пациентов Группа контроля, Пациенты ОВП, не получавшие амбулаторное лечение, n = 96 n = 23 Подгруппа А, n = 32 Подгруппа Б, n = 32 Подгруппа В, n = 32 ■■ Анамнез Отсутствует Длительность заболевания ■■■ ■■■■ Показатель, ед. изм. / ВЗА 1-е сутки 1-3-и сутки 4-6-е сутки 7-10-е сутки МДАп, мкмоль/л 5,46 ± 0,65 6,57 ± 0,47* 7,43 ± 0,31*х 9,34 ± 0,23*ху МДАэ, мкмоль/л 14,24 ± 1,7 19,3 ± 1,24* 23,7 ± 1,35*х 29,1 ± 1,74*ху ■■ ■ Каталаза крови, нкат/мин/л 2989,43 ± 28,47 2564,32 ± 23,72* 2431,11 ± 22,31*х 2341,16 ± 24,43*ху ■ SH-группы общие, 152,43 ± 16,37 138,02 ± 14,72* 134,41 ± 14,12*х 128,34 ± 13,51*ху ■ ммоль/л ■ SH-группы свободные, 73,24 ± 6,84 51,25 ± 4,27* 47,25 ± 3,36*х 43,78 ± 3,14*ху ■■■ ммоль/л ■■■■ ■ ■ ИДТ, усл. ед. 0,48 ± 0,07 0,37 ± 0,05* 0,35 ± 0,03*х 0,34 ± 0,02*ху u Примечание: ВЗА - время забора анализа; * - достоверность различий (р < 0,001) по сравнению с груп пой контроля; х - достоверность различий (р < 0,001) по сравнению с подгруппой А; у - достоверность раз-■ личий (р < 0,001) между подгруппами Б и В. Note: ВЗА - sampling time; * - statistical significance (р < 0.001) as compared to the control group; x - statistical ■ significance as compared to group A (р < 0.001); у - statistical significance between subgroups Б and B (р < 0,001). При нелеченном калькулезном пиелонефрите в геометрической прогрессии нарастала концентрация МДА в эритроцитах. К третьим суткам заболевания уровень данного альдегида увеличился на 35,5 %. В дальнейшем отмечена аналогичная динамика: МДАэ к 7-м суткам вырос на 66,4 %, к 10-му дню - на 104,4 % относительно показателя в контрольной группе. На фоне прогрессирующего повышения числа вторичных продуктов ПОЛ в анализируемые сроки исследования мы наблюдали снижение активности фермента каталазы крови по отношению к контролю до 85,8 % (через трое суток), 81,3 и 78,3 % (к 7-м и 10-м суткам). Используемые нами показатели неферментативного звена АОС по мере увеличения продолжительности заболевания имели тенденцию к снижению. Концентрация общих тиоловых групп в течение трех суток уменьшилась до 90,5 %. В дальнейшем эта тенденция сохранялась: к 7-м и 10-м суткам концентрация общих SH-групп составила 88,2 и 84,2 %. Аналогичные, но более выраженные изменения, претерпевал уровень свободных суль-фгидрильных групп, который уменьшился до 69,9 % (на 3-и сутки), на 64,5 % (на 7-е сутки) и на 59,8 % (на 10-е сутки) соответственно. Активность антиокислительного фермента каталазы, как одного из основных критериев интенсификации процессов ПОЛ, которая подтверждается увеличением концентрации МДА, более выраженной в эритроцитах, мы рассматриваем как компенсаторно-защитную ответную реакцию организма на динамику развития воспалительного процесса в почечной ткани (рис. 1). Снижающийся уровень тио-ловых групп, активных центров ферментов, участвующих в регуляции внутриклеточного окислительно-восстановительного равновесия, рассчитанный по отношению свободных и общих SH-групп индекс детоксикации, характеризует состояние окислительно-восстановительного равновесия в тиол-дисульфид-ном звене АОС. При ОВП регрессирующие в динамике значения ИДТ свидетельствуют об угнетении резервных способностей и подтверждают вариабельность адаптационных реакций организма. При дальнейшей статистической обработке анализируемого материала показатели гомеостаза обеих лечебных групп (сравнения и основной) в день поступления суммировали и учитывали как среднее искомое значение на момент госпитализации в качестве контрольных цифр (табл. 2). Влияние базисной терапии ОВП на метаболические реакции организма характеризовалось угнетением интенсивности мембран-i 1-3-и сутки 4-6-е сутки 7-10-е сутки 1-3 days 4-6 days 7-10 days ■ Активность каталазы / Catalase activity ■ Индекс детоксикации / Detoxification index Рис. 1. Активность каталазы и индекс детоксикации при остром вторичном пиелонефрите в зависимости от продолжительности заболевания Fig. 1. Catalase activity and detoxification index in ASP depending on the duration of the disease ных реакций ПОЛ. К 5-м суткам лечения содержание МДАп снизилось на 6,9 % относительно исходного показателя и составило к 9-му дню пребывания в стационаре 20,9 %. Такая же тенденция отмечена у МДАэ, содержание которого уменьшалось соответственно до 88,5 и 76,8 % от контроля. При этом каталазная активность в процессе лечения (на 5-й и 9-й день) увеличилась на 5,9 и 8,9 % от контроля. На фоне консервативной терапии возможность неферментативного звена АОС неуклонно нарастала, о чем свидетельствовали значения общих тиоловых групп - 104,3 и 105,7 % от контрольных цифр, на фоне более выраженного (на 8,6 и 19,7 % от исходных показателей) увеличения концентрации свободных SH-групп. Положительный эффект БТ подтвержден нарастанием ИДТ в означенные исследованием сроки забора анализов на 5 и 12,5 % соответственно. Результаты проведенного лечения расцениваются нами как вполне удовлетворительные. Анализируя динамику изучаемых констант окислительно-оксидантного метаболического гомеостаза, следует отметить недостаточный детоксика-ционный эффект БТ, требующий назначения дополнительных лечебных мероприятий для коррекции ОВП. Учитывая усиление процессов метаболизма в почечной ткани, стимуляцию антиоксидантной системы ПОЛ, тормозящую ПОЛ, создаются условия для разрешения инфильтративно-экссудативных процессов и ускоряется пролиферация в очаге воспаления. Избирательное поглощение инфракрасного % CLINICAL MEDICINE КЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА Таблица 2 / Table 2 Динамика показателей ПОЛ - АОС при базисной и сочетанной с лазерным излучением терапии острого вторичного пиелонефрита (M ± m) Dynamics of RQs-sLA indices at baseline and combined with laser radiation therapy of acute secondary pyelonephritis (M ± m) показатель, ед. изм. контроль Группа сравнения основная группа при поступлении Базисная терапия, n = 48 базисная + лазерная терапия, n = 48 Взятие анализа 1-е сутки 5-е сутки 9-е сутки 5-е сутки 9-е сутки МДАп, мкмоль/л 7,78 ± 0,92 7,24 ± 0,81* 6,17 ± 0,73*х 6,95 ± 0,78*у 5,78 ± 0,47*ху МДАэ, мкмоль/л 24,03 ± 2,44 21,27 ± 2,13* 18,45 ± 2,03*х 19,34 ± 2,08*у 17,76 ± 1,92*ху Каталаза крови, нкат/мин/л 2445,53 ± 23,49 2591,27 ± 23,87* 2665,53 ± 24,53*х 2614,33 ± 23,87*у 2694,18 ± 24,67*ху SH-группы общие, ммоль/л 135,59 ± 13,08 141,47 ± 13,26* 143,34 ± 13,32*х 144,06 ± 13,43*у 148,22 ± 14,13*ху SH-группы свободные, ммоль/л 54,43 ± 3,59 59,12 ± 3,43* 65,15 ± 4,14*х 62,54 ± 4,09*у 69,35 ± 4,43*ху ИДТ, усл. ед. 0,40 ± 0,03 0,42 ± 0,02* 0,45 ± 0,02*х 0,43 ± 0,02*у 0,47 ± 0,03*ху Примечание: * - достоверность различий (р < 0,05) по сравнению с референтными значениями; х - достоверность различий (р < 0,05) по отношению к показателям на 5-е сутки; у - достоверность различий (р < 0,05) между группой сравнения и основной группой. Note: * - significance of differences (р < 0,05) as compared to reference values; х - significance of differences (p < 0,05) with regard to the indices received on the 5th day; у - significance of differences (р < 0,05) between the comparison and main groups. ■■ ■■ ЛИ молекулами нуклеиновых кислот и кислорода индуцирует регенерацию тканей и усиливает в них метаболизм. В основной группе, где наряду с базовым лечением дополнительно применяли сеансы % 120 При Базисная Базисная терапия + Базисная Базисная терапия + поступлении терапия лазерная терапия терапия лазерная терапия Upon Baseline Baseline therapy + Baseline Baseline therapy + admission therapy Laser therapy therapy Laser therapy 5-е сутки 9-е сутки 5 days 9 days ■ Активность каталазы / Catalase activity ■ Индекс детоксикации / Detoxification index рис. 2. Динамика активности каталазы крови и индекса детоксикации при остром вторичном пиелонефрите и разных видах консервативной терапии Fig. 2. Dynamics of catalase activity of blood and index of detoxification in ASP and various types of conservative therapy НИЛИ, через 5 и 9 суток показатели ПОЛ снижались более существенно: МДАп - на 10,7 и 25,7 %, МДАэ - на 19,5 и 25,7 % соответственно по сравнению с исходным уровнем. Другим положительным фактором ЛТ стало повышение активности ферментативной антиоксидазной защиты: цифровые значения АК в обозначенные исследованием сроки увеличились на 6,9 и 10,2 % от контрольных показателей в день госпитализации. В процессе комплексной (базисная + НИЛИ) терапии наблюдали аналогичные сдвиги метаболизма, констатируемые внутриклеточными реакциями с участием сульфгидрильных групп. В динамике лечения суммарная концентрация SH-групп в крови на 5 и 9 сутки увеличивалась незначительно: до 106,2 и 109,3 % от цифр при поступлении. При этом более заметные модуляции зафиксированы в небелковой фракции тио-групп, их концентрация в крови достигла 114,9 и 127,4 % от нормативных показателей. На фоне роста и компенсаторных метаболических реакций ИДТ увеличился на 7,5 % (через 5 суток) и 17,5 % (на 9-е сутки лечения) по сравнению с контролем (рис. 2). Нарастание концентрации фермента каталазы следует рассматривать как адаптационно-защитную реакцию организма в ответ на усиление процессов ПОЛ. Индекс детоксикации, характеризующий отношение концентраций SH-свободных к SH-общим, представляет собой тестовый количественный показатель состояния окислительно-восстановительного равновесия в тиодисульфидном звене АОС и может использоваться для оценки антиоксидантных и адаптационных резервов организма. По нашим данным, лазеротерапия в комплексной коррекции воспалительного процесса почечной паренхимы обладает определенной результативностью в плане нормализации состояния системы ПОЛ - АОС у больных вторичным пиелонефритом, развившимся при одиночных камнях лоханки почки. Стабильная и более выраженная динамика нормализации основных детоксикационных критериев - активности фермента каталазы плазмы и индекса детоксикации - подтверждает целесообразность коррекции эндотоксикоза почечного генеза при остром вторичном пиелонефрите. Выводы 1. При остром вторичном пиелонефрите на фоне мочекаменной болезни прогрессирующий синдром эндогенной интоксикации, активация перекисного окисления липидов, угнетение антиоксидантной и каталазной активности крови, снижение индекса детоксикации свидетельствуют о субком-пенсированном метаболическом гомеостазе, прогрессирующем в зависимости от длительности заболевания. 2. Базовая терапия частично восстанавливает процессы свободнорадикального окисления липидов и антирадикальной способности организма и снижает уровень эндотоксикоза, обусловленного вторичным калькулезным пиелонефритом. 3. Дополнительное включение в комплексную терапию воспалительного процесса почечной ткани низкоинтенсивного лазерного излучения более значимо нормализует окислительно-восстановительный метаболический гомеостаз и показатели эндогенной интоксикации. Конфликт интересов отсутствует.

About the authors

I. I Antipkin

National Research Ogarev Mordovia State University

Email: antipkin.ilya50@gmail.com
Postgraduate Student at the Department of Intermediate Level Surgery with the Course of Urology of Medical Institute Saransk, Russia

E. V Ryazantsev

National Research Ogarev Mordovia State University

Email: evryazantsev@mail.ru
Candidate of Medical Sciences, Assistant Professor at the Department of Intermediate Level Surgery with the Course of Urology of Medical Institute Saransk, Russia

V. E Ryazantsev

National Research Ogarev Mordovia State University

Email: bobsonj@mail.ru
Candidate of Medical Sciences, Assistant Professor at the Department of Intermediate Level Surgery with the Course of Urology of Medical Institute Saransk, Russia

A. M Khoshnaw

National Research Ogarev Mordovia State University

Email: azad.warty@mail.ru
Postgraduate Student at the Department of Intermediate Level Surgery with the Course of Urology of Medical Institute Saransk, Russia

References

Supplementary files