3 курс / Патологическая физиология / Транспорт_кислорода_при_адаптации_человека_к_условиям_Арктики_и

2.4. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита у жителей

го АО — Цп. Строгой возрастной зависимости в содержании Цп выявить не удалось. Можно лишь отметить, что в группе 40–49 лет содержание Цп ниже, чем в других группах. Отсутствие возрастных различий отмечали и другие исследователи. Так, у практически здоровых людей в возрасте от 20 до 59 лет наблюдались лишь незначительные колебания в содержании Цп [Герасимов А.А., 1996].

Известно, что Цп, находясь в плазме крови, может перехватывать циркулирующие в крови свободные радикалы, связывать и ингибировать миелопероксидазу [Segelmark M. et al., 1997]. По всей видимости, в условиях измененной проницаемости капилляров высокое содержание Цп, отражающее активность сывороточного звена антиоксидантной защиты, можно рассматривать как целесообразную реакцию организма. Известно, что Цп способен защитить от окисления сывороточные белки и клеточные рецепторы путем связывания ионов переменной валентности, усиливающих образование активных форм кислорода [Белова С.В., Карякина Е.В., 2010; Aouffen M. et al., 2004]. Он является основным ингибитором процессов ПОЛ в сыворотке крови, первым реагирует на нарушение в системе ПОЛ/АО, очевидно, по этому критерию клиницисты его относят к «острофазовым» маркерам [Weng X.D. et al., 1996]. В то же время известно, что Цп под действием перекиси водорода может инактивироваться. Окислительное повреждение ЦП полностью предотвращалось пируватом [Aouffen M. et al., 2004].

Представляет интерес оценка активности другого фермента — регулятора активности перекисных процессов в организме, глутатионредуктазы (Гр). Активность Гр в сыворотке крови изучена у коренных жителей ХМАО — ханты и манси (табл. 26).

Активность Гр в сыворотке крови снижена как у коренного, так и некоренного населения ХМАО. При этом среди коренных жителей в возрасте 50–59 лет активность фермента не отличалась от данных группы сравнения.

Содержание продуктов ПОЛ у коренных жителей Севера невелико, по-видимому, за счет высокой активности основного сывороточного АО — церулоплазмина. При этом не следует забывать об антиоксидантной роли Тф, содержание которого в плазме близко к уровню в группе сравнения или даже превышает его.

Таким образом, результаты изучения функции внешнего дыхания, описанные в гл. 2, свидетельствуют о развитии у северян гипервентиляции, снижении резервных показателей. В группе 30–39 лет они выше по сравнению с другими группами, в возрасте 40–49 лет — снижаются интенсивно после 5 лет жизни на Севере. У коренных жителей резервные показатели выше, чем у приезжего населения.

101

Гл. 2. Система транспорта кислорода у приезжих и коренных жителей

При оценке КОС выявлены сдвиг рН в кислую сторону, увели- чение рСО2 в вене во всех возрастных группах с нарастанием (v–c)pCO2. В группе 30–49 лет достоверно снижено рО2 в венозной крови. Интересно, что в группе 20–29 лет СрОЭ увеличен независимо от полярного стажа, тогда как в группе 30–39 лет — в первые годы жизни на Севере. При этом ИСф снижен в группе 20-летних, а в группе 30–39 лет не отличался от нормы. У коренных жителей Эр увеличены в объеме и толщине, но концентрация Hb у них снижена, что отразилось на степени гемоглобинизации. Изменение морфометрических характеристик Эр, увеличение (v–c)pCO2 и снижение рО2 в венозной крови свидетельствуют об изменении тканевого метаболизма. Транскапиллярный обмен, оцененный по ПК, на Севере повышен. У приезжих северян ГЧ выше, чем у коренных. Выявленное увеличение частоты «отрицательной» ПК с возрастом коренных жителей свидетельствует о том, что поступление пластических субстратов преобладает над процессом выведения. Не исключено, что в этом заключается эволюционно закрепленный механизм оптимального транспорта пластических субстратов в клетки. Другой особенностью коренных жителей является высокое содержание Цп — сывороточного АО. Очевидно, что высокую антиокислительную активность сыворотки, отмеченную ранее у коренных жителей Севера [Колосова Н.Г., 1981], можно объяснить активностью этого АО.

102

Глава 3. СИСТЕМА ТРАНСПОРТА КИСЛОРОДА У БОЛЬНЫХ С КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И КРАЙНЕГО СЕВЕРА

3.1. Система транспорта кислорода при хронических обструктивных болезнях легких

3.1.1. Система транспорта кислорода у жителей Западной Сибири с хроническими обструктивными болезнями легких

Обследовано 34 больных с ХОБЛ в г. Новосибирске. Результаты оценки функции внешнего дыхания представлены в табл. 27. У больных с ХОБЛ снижены показатели, отражающие резервные возможности легких: VEmax, RV и VC. При этом в 1,5 раза увеличен VT и более чем в 2 раза VE относительно должных величин (табл. 27).

Выявленная гипервентиляция приводила к снижению рСО2 в капиллярной крови до 25,1±1,0 мм рт. ст. (табл. 28). Показатели рН, BB, SB и BE/BD свидетельствуют о развитии метаболического ацидоза. Увеличение концентрации ионов водорода способно вызвать рефлекторное усиление легочной вентиляции и одновременно повысить выведение СО2. При этом гипервентиляция может обеспечивать и другой компенсаторный механизм, направленный на уменьшение гипоксемии (pO2ñ — 61,2±1,43 ìì ðò. ñò., SO2с — 90,4±3,7 %). Показано, что гипоксемия при ХОБЛ (pO2 — 63,3±7,7 мм рт. ст.) сопровождалась сдвигом кривой диссоциации влево [Clerbaux T. et al., 1996] и она не настолько выражена, чтобы вызывать сдвиг вправо.

Таким образом, у больных с ХОБЛ наблюдались сложные нарушения кислотно-основного состояния крови: отмечены признаки

Ò à á ë è ö à 27

Функция внешнего дыхания у больных с хроническими обструктивными болезнями легких в Западной Сибири

103

Гл. 3. Транспорт кислорода у больных с кардиореспираторной патологией

Ò à á ë è ö à 28

Показатели кислотно-основного состояния крови у жителей Западной Сибири с хроническими обструктивными болезнями легких

1 ð < 0,05; 2 ð < 0,01; 3 ð < 0,001 относительно группы практически здоровых.

метаболического ацидоза, сопровождающегося включением компенсаторного механизма — развитием респираторного алкалоза (снижение рСО2, увеличение VE). Является ли эта компенсаторная реакция адекватной? Очевидно, нет, поскольку значения pO2 è SO2 капиллярной крови оставались сниженными (табл. 28). При этом отмечалось также статистически значимое низкое содержание BB и SB в капиллярной и венозной крови по сравнению с таковым у практи- чески здоровых людей, что свидетельствует об истощении буферных систем в поддержании КОС. Убедительным доказательством этого явления служит выраженный сдвиг BE/BD в сторону дефицита BB как в капиллярной, так и венозной крови.

Интересные результаты получены при оценке морфофизиологи- ческих параметров эритроцитов у больных с ХОБЛ (табл. 29). Эритроциты больных имели больший объем, увеличенную толщину и низкий индекс сферичности по сравнению с данными практически здоровых людей.

Содержание Hb и количество Эр у больных с ХОБЛ было в пределах физиологической нормы, а показатель СрСЭ — статистически значимо оказался меньше по сравнению с данными практически здоровых людей, что свидетельствует о сниженной насыщенности Эр гемоглобином (табл. 30).

Какие изменения происходят на уровне капилляров у больных с ХОБЛ при наличии капиллярной гипоксемии и увеличении размеров Эр? Ответ на этот вопрос был получен при изучении ПК и ВК у больных (табл. 31).

104

3.1. Система транспорта кислорода при хронических обструктивных болезнях легких

блюдалось преобладание «положительной» ПКб (40 %) и «положительной» ПКж (17,1 %). В 17,1 % случаев зарегистрирована «нулевая» ПК, что, вероятно, отражалось на метаболизме клеток и свидетельствовало о недостаточном обеспечении клеток и тканей энергетиче- скими и пластическими веществами. Наметилась тенденция к повышению ВК, связанная с увеличением размеров эритроцитов (СрОЭ, ТЭ, ИСф). Но поскольку Ht не изменялся, а количество клеток увеличилось несущественно, то изменения размеров эритроцитов не отразились на ВК (p < 0,1). Увеличение ТКГ при низком содержании гепарина предполагает склонность к тромбообразованию.

Ò à á ë è ö à 31

Транскапиллярный обмен у жителей Западной Сибири с хроническими обструктивными болезнями легких

2 ð < 0,01; 3 ð < 0,001 относительно группы практически здоровых.

105

Гл. 3. Транспорт кислорода у больных с кардиореспираторной патологией

Таким образом, нарушение транскапиллярного обмена у пациентов, связанное с повышенной сосудистой проницаемостью, сопровождалось значимым уменьшением рО2 в венозной крови. Однако из-за недостаточной доставки кислорода (рО2 в капиллярной крови 61,2 ± 1,43 мм рт. ст.) капиллярно-венозная разница по рО2 — (ñ–v)pO2 у больных снижена, т.е. несмотря на повышенную утилизацию кислорода тканями, создаются условия для развития тканевой гипоксии, клетки недостаточно снабжаются кислородом. Количественно и качественно измененная ПК, гипоксемия, отклонения ки- слотно-основного состояния крови способствуют активации реакций ПОЛ.

Повреждение легочной ткани воспалительным процессом у больных сопровождалось повышенной наработкой как первичных, так и вторичных продуктов ПОЛ (табл. 32).

Активация перекисных процессов у пациентов с ХОБЛ протекала на фоне снижения активности ферментативного и неферментативного звеньев антиоксидантной системы. Показано, что концентрация ГВ у больных уменьшена, статистически значимо сниженной оказалась активность Гp, что, по-видимому, связано с несколько сниженной активностью ключевого фермента пентозо-фосфатного шунта Г-6-ФДГ. Концентрация Тф и Рт в сыворотке крови больных не отличалась значимо от таковых у практически здоровых жителей.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что у больных с ХОБЛ, проживающих в Западной Сибири, на всех изученных этапах доставки О2 (внешнее дыхание, эритроциты, капилляры, мембраны) выявлены существенные различия с контрольными данными, полученными при обследовании практически здоровых жителей этого региона.

Ò à á ë è ö à 32

Реакции перекисного окисления липидов и показатели антиоксидантной защиты у жителей Западной Сибири с хроническими обструктивными болезнями легких

1 ð < 0,05; 2 ð < 0,01; 3 ð < 0,001 относительно группы практически здоровых.

106

Гл. 3. Транспорт кислорода у больных с кардиореспираторной патологией

детельствует о существовании физиологической метгемоглобинемии. По мнению M. Grippi и G. Tino [1997], у здоровых людей она не должна превышать 3 %. Показано, что повышенная концентрация MtHb связана с низкой активностью фермента — диафоразы 1 (NADH2 зависимой метгемоглобинредуктазы). У жителей промышленного г. Норильска его активность не превышала 1,47 ± 0,09 ед., тогда как у жителей г. Новосибирска, не имеющих контакта с профессиональными вредностями, она была выше и составила 3,07 ± 0,02 ед. [Егунова М.М., Ким Л.Б., 1981].

Повышенными у больных с ХОБЛ оказались также концентрация HbF и общего Hb по сравнению с аналогичными показателями практически здоровых жителей г. Норильска. По данным литературы, концентрация HbF у здоровых людей не превышает 1 % от общего содержания Hb [Дударев В.П., 1978; Marti H.R., 1963; Beutler E., 1978; Schiliro G. et al., 1980].

Таким образом, для больных с ХОБЛ жителей г. Норильска характерно повышенное содержание общего гемоглобина и количества Эр, в то же время насыщенность Эр гемоглобином имеет тенденцию к снижению. Увеличение количества Эр у больных можно рассматривать как проявление умеренной вторичной полицитемии, которая сопровождалась увеличением Htc [Offenstadt G. et al., 1986]. Экспериментальными исследованиями с гемодилюцией установлено, что достаточное обеспечение тканей О2 возможно лишь при оптимальной величине Ht в капиллярах [Ernst F.D., 1985]. Изменение

108

3.1. Система транспорта кислорода при хронических обструктивных болезнях легких

фракционного состава Hb может свидетельствовать о скрытых компенсаторных реакциях системы красной крови при действии широкого спектра промышленных ядов-метгемоглобинообразователей [Миляков М.Н., 1991].

Увеличение кислородной емкости крови — мощный механизм компенсации. Теоретически он повышает рО2 в капилляре в средней и венозной его части. Однако увеличение кислородной емкости крови за счет увеличения количества Эр сопровождается усилением сопротивления кровотоку в микрососудах, что в конечном итоге может стать отрицательным фактором регуляции микроциркуляции [Иванов К.П., 1993, 1997]. На модели острого воспалительного процесса у мышей, вызванного введением E. ñoli, наблюдали весьма выраженную активацию эритропоэза с развитием гиперплазии красного ростка костного мозга [Гольдберг Е.Д. и др., 1995]. При 3-й стадии хронических заболеваний бронхолегочной системы у северян в костном мозге грудины и ребер находили сочетание очагов гиперплазии с участками атрофии и склероза, которые отражали состояние органов кроветворения у больных в экстремальных условиях Крайнего Севера [Авцын А.П. и др., 1985]. Полученные данные у обследованных нами больных могут быть отражением изменений, происходящих в костном мозге.

Эр у больных имели меньший объем и толщину по сравнению с данными у практически здоровых. Различий в минимальных и максимальных диаметрах не обнаружено (табл. 35).

Изучение транскапиллярного обмена выявило, что у больных с ХОБЛ незначительно повышена ПК как для жидкости, так и для белка (табл. 36). При этом отмечено низкое значение ГЧ, наблюдалась тенденция к снижению ВК. Показатель (с–v)SO2 у больных статистически значимо ниже по сравнению со здоровыми жителями из-за относительной венозной гипероксии.

Изменения тканевой трофики сопровождались высоким уровнем МДА в сыворотке крови (3,53 ± 0,36 нмоль МДА/мл). По данным В.И. Хаснулина [1998], концентрация МДА у больных с ХОБЛ г. Норильска составила 3,07 ± 0,25 нмоль/мл, что согласуется с полу- ченными нами данными. Имеются данные об увеличении интенсивности ПОЛ при ХОБЛ также в Эр и клетках легочной ткани. Во время обострения интенсивность перекисного гемолиза увеличивалась в 2–5 раз [Авцын А.П. и др., 1985]. Обнаруженный существенный дефицит витамина С у жителей г. Норильска [Краснопевцев В.М., Истомин А.В., 1994] сопровождался снижением АО защиты за счет жирорастворимых витаминов. Так, у больных с ХОБЛ концентрация Тф не превысила 0,77 ± 0,046 мг%, а Рт — 51,5 ± 2,35 мкг%. ВК

109

Гл. 3. Транспорт кислорода у больных с кардиореспираторной патологией

у больных с ХОБЛ ниже, чем у здоровых, что, очевидно, связано с увеличением количества меньших по объему Эр, циркулирующих в периферической крови.

Таким образом, на основании данных, полученных при обследовании пациентов с ХОБЛ в г. Норильске, можно выделить механизмы, мобилизация которых обеспечивает достаточное поступление О2 в организм: гипервентиляцию, умеренную полицитемию и увеличе- ние кислородной емкости крови и HbF, обладающего большим сродством к О2.

3.1.3. Функция внешнего дыхания, показатели красной крови и транскапиллярный обмен у коренных жителей Крайнего Севера с хроническими обструктивными болезнями легких

В настоящем разделе представлены результаты обследования больных с ХОБЛ, коренных жителей сельской местности Республики Саха (Якутия). Оценка функции внешнего дыхания, потребления О2 è ÊÈÎ2 рассмотрена ниже (табл. 37).

Показатель VT у больных увеличен на 38,6 % от должных вели- чин, VE — 74,4 %. Но при этом VC снижена (p < 0,02) за счет уменьшения RVin и RVex. Статистически значимо снижены показатели пневмотахометрии (p < 0,01). Результаты исследования свидетельствуют о снижении эластичности легочной ткани на фоне обструктивных процессов в легких. Потребление кислорода у больных незна- чительно повышено (14,6 % от должных величин). Эффективность дыхания, оцененная по КИО2, уступает таковой у практически здо-

110