ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА В КЛИНИЧЕСКОЙ ГРУППЕ

В группе ожоговых больных от осложнений погибла больная. Смерть наступила в стадию септикотоксемии после первого этапа аутодермопластики. При проведении патоморфологических исследований в печени у больной обнаружены очаги аутолиза, заполненные водой, и жировая дистрофия гепатоцитов.

Следовательно, результаты данных экспериментальных исследований с обезвоживанием согласуются и подтверждаются проявлениями структурно - функциональной нестабильности клеточных мембран гепатоцитов у больных ожоговой болезнью.

Изучение липидного обмена у больных с абдоминальной хирургической патологией проводили на фоне алиментарной недостаточности, так как основной патологический процесс приводил к нарушению поступления пищи в организм, повышенным потерям белка и жидкости, нарушению усвояемости пищевых продуктов. Уже в дооперационном периоде у больных установлен дефицит воды и энергии. Увеличение концентрации НЭЖК в крови на 50 % (Р.< 0,05) свидетельствовало о переключении процесса получения клетками АТФ не за счет окисления глюкозы, а за счет превращений НЭЖК, что для организма может закончиться накоплением кетоновых тел, а это усугубляло бы течение заболевания. Поэтому больным сразу же, то есть в предоперационном периоде начинали проводить дифференцированную инфузионную терапию с учетом алиментарной недостаточности, снижения ОЦК и метаболических нарушений.

Оценивая состояние липидного обмена у обследуемых пациентов, выявили незначительные колебания общего холестерина в сыворотке крови и отклонения в транспортных формах - липопротеидах: уровень ХЛ ЛПВП снижался в послеоперационном периоде через сутки, на 3, 7 день и восстанавливался ХЛ ЛПВП к 10 суткам после операции.

Анализируя показатели в динамике, отметили увеличение холестерина во фракции ЛПОНП и ЛПНП до оперативного вмешательства и через сутки после операции. Уже на 3 сутки установили восстановление уровня холестерина во всех транспортных формах. Концентрация триглицеридов была незначительно увеличена в дооперационном периоде и восстанавливалась до нормальных значений через сутки за счет коррекции ОЦК, энергетического, белкового обменов инфузионно-трансфузионной терапией и неполного парентерального питания. На 7-е и 10-е сутки после отмены инфузионно-трансфузионной терапии уровень триглицеридов возрастал на 18 % (Р.<0,05) и 12 % (Р.<0,05) соответственно.

Объяснить увеличение уровня триглицеридов в крови у больных с хирургической абдоминальной патологией можно за счет нарушения клиренса триглицеридов сыворотки крови в результате ингибирования активности ЛПЛ, расщепляющей триглицериды в составе транспортной формы ЛПОНП. Ингибиторами сывороточной ЛПЛ являются при стрессе насыщенные жирные кислоты (Kissebah A.,1974), накопившиеся в гепатоцитах и снижением процессов ПОЛ.

Потребности в глюкозе у больных после отмены парентерального питания не снижались, с пищей ее еще поступало недостаточно из-за нарушения функции тонкого кишечника. Поступление экзогенной глюкозы в организм, как источника энергии, уменьшало липолитическую активность в жировой ткани и снижало избыточное поступление жирных кислот в кровоток и печень. Повышение активности липолиза до определенного момента, скорее всего, являлось защитной, компенсаторной реакцией организма в экстремальной ситуации. Однако при чрезвычайной своей активации липолиз вреден, так как превращался в повреждающий фактор за счет накопления ацетоновых, кетоновых тел. Поэтому необходимо путем своевременного и правильного проведения парентерального питания снижать отрицательное влияние процессов катаболизма и остановить приток жирных кислот из жировой ткани в печень.

При хирургической абдоминальной патологии за счет корригирования водно-минерального обмена, кислотно-щелочного равновесия, белкового и энергетического обменов к 10 суткам после операции восстанавливалось содержание липидов до физиологической нормы, устранялась перегрузка системы транспорта липидов.

Исследование липидного обмена у ожоговых больных и больных с абдоминальной патологией позволило предположить, что, как и при обезвоживании у животных, у этих больных липидные компоненты участвовали в адаптационных механизмах и использовались в качестве энергетического материала, транспортных форм, пластических и структурных компонентов.

Концентрация общего холестерина в сыворотке крови у больных с ожоговой болезнью и с абдоминальной патологией снижалась в зависимости тяжести течения заболевания. При этом отметили повышение содержание холестерина во фракции ЛПНП и снижение холестерина во фракции ЛПВП как у больных с ожоговой болезнью, так и у больных с абдоминальной патологией.

ЛПНП принимают участие в долгосрочной адаптации организма. Эти транспортные липопротеиды обеспечивают доставку в клетку полиеновых жирных кислот, необходимых для создания соответствующего состава моноглицерофосфатидов в липидном бислое клеточной мембраны.

Одновременно со снижением концентрации общего холестерина в сыворотке крови больных с ожоговой болезнью и абдоминальной патологией установили повышение концентрации триглицеридов. Рост содержания триглицеридов в крови у больных с абдоминальной патологией достоверно возрастал на 7 сутки и 10, а у ожоговых больных сохранялся высоким от стадии ожогового шока до реконвалесценции и через месяц после выписки из стационара.

Известно, что транспорт триглицеридов в клетки осуществляется по соответствующему рецепторному пути, как в свободном виде, так и в составе транспортной формы липопротеидов (ЛПОНП) (В.Н.Титов, 1995).

Согласно результатам наших исследований (ожоговые больные), транспорт жирных кислот осуществлялся ЛПВП, в их составе установлено повышенное содержание триглицеридов, т.е. произошла структурная модификация транспортной формы ЛПВП, видимо, за счет повышенной потребности органов и систем в макроэргах. Насыщенные жирные кислоты обеспечивают экстренные потребности в макроэргах сердечной мышцы, легочной ткани за счет ускоренного процесса - окисления и увеличения уровня кетоновых тел. В клетки насыщенные жирные кислоты доставляются фракцией альбумины-НЭЖК.

При неотложных состояниях с поверхности альбуминов вытесняются обычные физиологические компоненты молекулами средней массы, и нарушается функция альбумина (В.Г.Васильков и соавт, 2002) по доставке насыщенных жирных кислот.

Нарушением транспортной функции альбумина можно объяснить повышение уровня свободных жирных кислот в крови у больных с абдоминальной патологией и при обезвоживании у животных в нашем эксперименте. Дефицит воды в организме сопровождался повышенным распадом триглицеридов, окислением жирных кислот, образованием ацетона, -оксибутирата в печени, увеличением уровня альдостерона в крови, что привело к изменению физико-химических свойств клеточных мембран тканей мозга, сердца, почек и легких. Наконец, транспорт насыщенных жирных кислот необходим для обеспечения основных энергозатрат сердечной мышцы, скелетной мускулатуры, ткани легких, печени и почек.

Поэтому изменения концентрации ТГ, НЭЖК, ХЛ и кетоновых тел при неотложных состояниях приводят к структурным изменениям в клеточных мембранах. Снижение уровня эфиров холестерина за счет использования их в качестве субстрата на синтез альдостерона (стероидных гормонов), физико-химические изменения в транспортных формах (ЛПВП) мы отнесли к факторам неспецифической защиты, т.е. липиды являются компонентами цепи долговременных адаптационных механизмов.

Длительное воздействие на организм любого стрессора способствует формированию функциональных нарушений: в фазу резистентности формируются видоизмененные формы липопротеидов, обеспечивающие возможность контакта с более уплотненными клеточными мембранами органов и тканей, и в первую очередь с клетками головного мозга, сердца, легких и почек.

Таким образом, исходя из вышеизложенного, изучение липидного обмена при дегидратации организма, позволило выявить тонкие механизмы липидных перестроек в органах и тканях крыс в разные фазы включения адаптационных механизмов.

Механизмы, лежащие в основе нарушений липидного обмена в результате гиповолемии, кровопотери, термического воздействия на организм, операционной травмы, замыкаются в один круг. Степень их выраженности согласно парадигме современной свободнорадикальной патологии, обусловлена количеством свободных радикалов, активацией ПОЛ и изменением состояния антиоксидантной системы.

Важным патофизиологическим моментом системных реакций организма при патологических состояниях, сопровождающихся гиповолемией, является изменение соотношения липидных компонентов холестерина и фосфолипидов в структуре клеточных мембран органов и тканей.

Рассмотренные выше изменения липидного обмена при дегидратации животных, позволили установить роль отдельных органов в системе компенсаторно - приспособительных механизмов организма.

Так нарастающий дефицит воды в организме приводил к изменениям соотношения липидных компонентов в ткани мозга и характеризовался накоплением свободного холестерина и насыщенных моноглицерофосфатидов, что свидетельствует о снижении активности ПОЛ и об уплотнении мембран клеток головного мозга.

В липидах миокардиоцитов дефицит воды сопровождался изменением моноглицерофосфатидов в сторону повышения содержания полиеновых жирных кислот в клеточных мембранах митохондрий и цитоплазматической, что свидетельствует об активности процессов ПОЛ и нарастанию низкомолекулярных компонентов антиоксидантной системы в виде свободного холестерина.

Соотношение липидных компонентов легочной ткани и почек при обезвоживании организма характеризовалось уменьшением полиеновых моноглицерофосфатидов, нарастающих пропорционально дефициту воды в организме.

В печеночной ткани не удалось выявить изменений в соотношении липидных компонентов и составе индивидуальных моноглицерофосфатидов, за исключением фосфатидилэтаноламина, который накапливался в стадию истощения механизмов компенсации. Это свидетельствует о сохранении высокой активности антиоксидантной системы в печени.

Включение липидов в энергетический обмен обусловлено повышенными потребностями органов и систем в макроэргах из-за развивающейся гипоксии в результате дефицита воды в организме. Восполнение энергозатрат происходит за счет активации липолитических процессов в жировой ткани и увеличения уровня кетоновых тел в печени путем преимущественного синтеза ацетона над - оксибутиратом.

Усиление процесса липолиза с накоплением продуктов катаболизма лежит в основе развития органных осложнений и гибели животных.

Дезорганизация обменных процессов проявлялась формированием в гепатоцитах модифицированных форм липопротеидов (ЛПВП), что установлено после сдачи крови у доноров, у больных ИБС и больных ожоговой болезнью. Незначительные стрессорные воздействия и умеренная гиповолемия у доноров являются причиной развития отклонений в липидном обмене, связанной с накоплением жирных кислот в гепатоцитах.

У ожоговых больных длительное стрессорное воздействие способствовало нарушению липидного обмена и проявлялось формированием модифицированных форм липопротеидов за счет функциональных нарушений и накопления НЭЖК в гепатоцитах в результате активации липолиза.

Даже при простой кровопотере без травматического повреждения тканей, отмечают временное повышение уровня TNF-a в крови, являющегося главной причиной иммунодепрессии. Основным источником TNF-a при кровопотере являются купферовские клетки печени. Кровопотеря влечет за собой каскад событий, ведущих к освобождению цитокинов, подавлению функции макрофагов и лимфоцитов, иммунодепрессии и повышенной чувствительности к септическим осложнениям. Причиной высвобождения цитокинов купферовскими клетками печени является снижение кровотока и повышение концентрации эндотоксинов в крови.

Липидные компоненты являются чувствительными индикаторами патологического процесса. Изменения соотношения структурных компонентов клеточных мембран, переключение энергетического метаболизма с преимущественного расщепления углеводов на липиды, модификация транспортных форм липопротеидов, обеспечивали тонкие структурные приспособительные механизмы адаптации, поддерживали гомеостаз организма в новых условиях.

Своевременная коррекция водно-электролитного, белкового и углеводного обменов у больных с абдоминальной хирургической патологией путем адекватной инфузионно-трансфузионной терапии и неполного парентерального питания восстанавливала липидный обмен и предупреждала развитие осложнений, что очень важно для современной хирургии и клинической реаниматологии.

Анализ результатов экспериментальных и клинических наблюдений раскрывают ведущую роль липидов в развертывании адаптационно - приспособительных механизмов при экстремальных состояниях различного генеза.

Включение липидных компонентов в адаптационные механизмы начиналось на самых ранних этапах - активация симпатоадреналовой и адренергической систем и продолжалось на всех последующих - стадии резистентности и истощения.

Необходимо отметить, что для восполнения дефицита энергии самой ранней реакцией организма с участием липидных компонентов является переключение энергетического метаболизма с окисления глюкозы на НЭЖК, способствующее восполнению дефицита энергии недостающим клеткам и изменение соотношения липидных компонентов в структуре клеточных мембран.

Длительное стрессорное воздействие на организм человека характеризовалось накоплением невостребованного энергетического материала в печени, развитием жировой дистрофии гепатоцитов, что приводило к формированию модифицированных транспортных форм - липопротеидов высокой плотности, которые становились поставщиками не только полиеновых, но и насыщенных жирных кислот.

Обобщив в целом состояние обмена триглицеридов и состав липидных компонентов липопротеидов сыворотки крови у больных с абдоминальной патологией, ожоговой болезнью, ИБС, с постинфарктным кардиосклерозом, получили информацию для терапевтов и хирургов о возможности своевременного предупреждения осложнений (метаболические нарушения, жировые эмболии).

Таким образом, одним из направлений в исследовании и расшифровке патогенеза ряда заболеваний и эффективности проводимой терапии является изучение процесса свободнорадикального перекисного окисления липидов СР ПОЛ. Интенсивность СР ПОЛ характеризует равновесие неферментативных окислительных процессов и антиокислительных систем. В норме это равновесие удерживается на стационарном уровне за счет активности антиоксидантных систем. В условиях оксидантного стресса происходит избыточное образование свободных радикалов. В основном эти реакционноспособные атомы и молекулы кислорода супероксидный радикал О₂-, перекись водорода Н₂О₂, гидроксильный радикал ^.ОН, а также синглетный кислород ₁О₂. Свободнорадикальные формы субстратов О₂ начинают образовываться в избыточных концентрациях как следствие несостоятельности антиоксидантной системы клеток, которая представлена ферментами супероксиддисмутазой, каталазой, глутатионпероксидазой и веществами, обладающими антиокислительной активностью б-токоферолом, убихиноном и др. Интенсификация этих реакций может вызвать повреждение мембраны клетки, её барьерной, рецепторной и обменной функций, модификацию молекул нуклеиновых кислот и белков, что ведет к мутациям и инактивации ферментов.

Содержание гидроперекисей липидов ГПЛ, а также липидов фракций крови имеет важное диагностическое значение для оценки активации процесса ПОЛ, которые наблюдаются при развитии ряда заболеваний увеличение ГПЛ в 1,5 - 2 раза в крови больных при холецистите, гепатите, панкреатите, сахарном диабете, атеросклерозе, ишемической болезни сердца.

Г.Г.Ждановым 2001 обнаружено, что при всех критических состояниях и гипероксии имеется выраженная интенсификация СР ПОЛ и снижение активности системы антиоксидантной защиты АОЗ. В 3 - 4 раза повышается уровень промежуточных и конечных продуктов СР-процессов, резко в 2-3 раза снижается активность ключевого фермента антиоксидантной защиты - СОД, возникают значительные изменения структурно-функциональной организации мембран эритроцитов - нарушения их фосфолипидного спектра и гемолитической стойкости, происходит снижение их кислотной и перекисной резистентности, наблюдается усиленный гемолиз и нарастание уровня свободного внеэритроцитарного гемоглобина, являющегося, в свою очередь, мощным прооксидантом.

Все эти изменения СР-процессов наблюдаются у всех больных при неотложных состояниях независимо от их этиологии и наиболее выражены у детей в возрасте до 1 года. Тяжесть указанных изменений СР-процессов коррелирует со степенью тяжести состояния больных и может служить критерием оценки проводимой терапии и прогноза заболевания, а также оценки адекватности общего обезболивания и состояния больного в раннем послеоперационном периоде. Динамический контроль за состоянием СР ПОЛ и активностью системы АО-защиты позволяет определять показания и противопоказания к ГБО. Изменения СР-процессов существенно влияли на состояние иммунитета, фагоцитарную активность лейкоцитов и факторы неспецифической защиты, вызывали дестабилизацию биологических мембран, способствовали развитию нарушений в системе гемостаза, усугубляли патологические изменения, вызванные гипоксией и гипероксией, приводили к нарушениям деятельности миокарда, развитию РДС и к другим неблагоприятным явлениям, заканчивающимся синдромом полиорганной недостаточности. Существенный антигипоксический эффект с одновременной нормализацией СР-процессов оказывает ГБО, проводимая в щадящем режиме 0,25-0,35 атм. в течение 30-40 мин. По выраженности изменений СР ПОЛ и АОЗ можно судить о характере адаптационного ответа больного и эффективности проводимой терапии.

Своевременная диагностика изменений в системе СР ПОЛ и их коррекция с помощью экзогенных антиоксидантов различного типа действия, таких, как унитиол, мафусол, витамин Е, мультибионта, витамин С, каталаза, СОД, продектин и др. существенно улучшает результаты лечения больных при неотложных состояниях, что выражается в уменьшении осложнений и летальности, продолжительности пребывания больных в стационарах.

Теория СР-окисления позволяет с новых позиций взглянуть на проблему гиповолемии и гипоксии при патологических состояниях и выработать эффективные методы диагностики процессов ПОЛ, а также применить новые принципы лечения с использованием антиоксидантов и ГБО. Среди большого количества компонент-составляющих патологического процесса, объединяемого термином "синдром системного ответа при воспалении" и распространяющегося на все системы жизнеобеспечения, углубленно изучаются процессы перекисного окисления липидов ПОЛ.

В тканях имеется определенный уровень активности процессов ПОЛ, активация которых и является первопричинным медиатором стресса, то есть посредником между внешним экстремальным воздействием (дефицит воды) и активацией стресс-реализующих компенсаторных механизмов систем организма, что просматривается в предлагаемой нами схеме "Участие энергетических и пластических липидных компонентов в адаптационных механизмах".

В этом плане важно представление об "окислительном стрессе", или "респираторном взрыве", как явлении резкого увеличения продукции супероксид-аниона фагоцитами при стимуляции последних микробными клетками, антигенами, цитотоксинами и другими активаторами. Определенный объём повреждений ведет к генерации воспалительных медиаторов и последующей полиорганной недостаточности, как это получено в результате нашего эксперимента при дегидратации на крысах.

Основными пусковыми механизмами окислительного стресса считаются стресс-реакции, гипоксия, гиповолемия и воспаление.

Таким образом, проведенные исследования липидного обмена в тканях сердечная мышца, легочная ткань, печень и ткань мозга и сыворотке крови позволили установить в эксперименте на лабораторных животных, находящихся в состоянии дегидратации, нарушения в зависимости то фазы включения механизмов компенсации. При этом оказалось, что липидные перестройки в органах были непосредственно связаны с функцией, выполняемой каждым из этих органом. Так в клетках головного мозга, легочной ткани и кардиомиоцитах клеточные мембраны уплотнялись, но в клетках ткани мозга это происходило уже с первых дней дегидратации. В легких и кардиомиоцитах уплотнение необходимо для сохранения водного баланса во всем организме, как крайний приспособительный механизм, Животные погибали от остановки дыхания из-за гипоксии и остановки сердечной деятельности. В клетках печени и почек жидкостность мембран сохранялась до гибели животных

Нами изучены липидные перестройки на органном уровне и в крови в различные фазы включения компенсаторно - приспособительных механизмов и в фазу умирания организма.

Изучение состояния липидного обмена в клинической группе было проведено при патологических состояниях, где обязательно присутствовал дефицит воды и проводилась его коррекция. Обнаруженные нарушения в липидном обмене при изучении сыворотки крови были сопоставимыми с результатами экспериментальных исследований. Это дает возможность учитывать и проводить своевременную диагностику различных нарушений гомеостаза при неотложных состояниях. Принимать адекватное врачебное решение для построения необходимого комплекса мероприятий интенсивной терапии и реанимации, в том числе - по своевременной и адекватной коррекции водно-электролитного обмена, энергетического дефицита, улучшению реологии крови, антигипоксантной и антиоксидантной терапии для стабилизации клеточных мембран, профилактики и лечения синдрома "шоковой клетки".

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

АСТ - аспартатаминотрансфераза

АЛТ - аланинаминотрансфераза

Апо-А-1 - апопротеид А-1

Апо-В48 - апопротеид В48

Апо-В100 - апопротеид В100

Апо-Е - апопротеид Е

АФК - активные формы кислорода

АХАТ - ацил - КоА - холестерин-трансфераза

БПЭХ - белок, переносящий эфиры холестерина

ЛПВП, б - ЛП - липопротеиды высокой плотности

ЛПНП, - ЛП - липопротеиды низкой плотности

КРИ - креатинин-ростовый индекс

ЛП - липопротеиды

ЛПОНП, Пре--ЛП - лиопротеиды очень низкой плотности

ЛППП - липопротеиды промежуточной плотности

ЛПЛ - липопротеидлипаза

ЛПК - локальный печеночный кровоток

ЛФК - лизофосфатидилхолин

ЛХАТ - лецитин-холестерин-ацилтрансфераза

Моно - ЭХ - моноеновые эфиры холестерина

НЭЖК - неэстерифицированные жирные кислоты

ПГФ - полиглицерофосфатиды

ПОЛ - перекисное окисление липидов

СМ - сфингомиелин

ТГ - триглицериды

ТХА-2 - тромбоксан А-2

TNF - тумор некротический фактор

ФЛ - фосфолипиды

ФС - фосфатидилсерин

ФХ - фосфатидилхолин

ФЭА - фосфатидилэтаноламин

ХЛ - холестерин

ХМ - хиломикроны

ЭС-поли-ЖК - эсcенциальные полиеновые жирные кислоты

EDRF - эндогенный фактор релаксации

FNO - фактор некроза опухолей

FAT - фактор активации тромбоцитов

NO - оксид азота

PG - простагландины

12-НЕРТЕ - гидроксиэйкозотетраеновая кислота

ЛИТЕРАТУРА

Петрухина Г.Н., Макаров В.А. Природные эйкозаноиды в регуляции свертывания крови //Биохимия. 1998.-том.63, вып.1 -С.111-121.

Повстяной Н.Е., Козинец Г.П. Патогенез и основы направленной терапии острого периода ожоговой болезни. Ожоговая болезнь. Донецк, 1984. -С.15-16.

Поляков Л.М., Часовских М.И., Панин Л.Е. Липопротеиды _ уникальная транспортная система для ксенобиотиков и биологически активных веществ. // Успехи современной биологии. -1992. -Т.112. вып.4. -С.601.

Попов А.В., Виноградов А.Г. Актуальные проблемы патогенеза атеросклероза. М.: -1982. -С.48-64.

Проказова Н.В., Звездина Н.Д., Коротаева А.А. Влияние лизофосфатидилхолина на передачу трансмембранного сигнала внутрь клетки // Биохимия. -1998. -Т.63.-1.-С.38-46

Пучкова Л.В., Алейникова Т.Д., Цымбаленко Н.В. Биосинтез и секреция церулоплазмина клетками молочной железы у крыс. // Биохимия.-1995.-Т.59.-вып.2.-С.-236-303.

Пылова С.И., Ивлева В.В., Алексеева Г.Г. и др.// Терминальные состояния и постреанимационная патология организма патофизиология, клиника, профилактика и лечение. - М.,- 1999. - С.129-132.

Пятакова Н.В., Григорьев Н.Б., Северина И.С. Роль растворимой гуанилатциклазы в реактивации холинэстеразы, ингибированной фосфороорганическими соединениями. // Биохимия -1999. -Т.64. -вып. 1. -С.-111-115.

Репин В.С. Современное молекулярно-клеточное основание липопротеидной теории атеросклероза. // ВНИИМИ.-М.,-1987.

Репин В.С. Атеросклероз человека: клеточные и молекулярные механизмы. // Успехи современной биологии.-1990.-Т.109. вып.1.

Робсон М.К., Хеггер Дж. П. Патофизиология ожогового повреждения. В кн. Ожоги у детей. Под ред. Карваяла Х.Ф., Паркса Д.Х. -1990. -С.47-54.

Рогожин В.В., Верхотуров В.В. Влияние антиоксидантов (дигогсина, кверцетина и аскорбиновой кислоты) на каталитические свойства пероксидазы хрена. // Биохимия. 1998. -Т.63. вып.6. -С.-781-786