Application of Melatonin in Oxidative Stress in Rats on the Model of Experimental Sepsis

Сепсис представляет собой генерализованную воспалительную реакцию, недавние исследования показали, что при сепсисе в ходе иммуновоспалительного ответа, образуются атомарные формы кислорода. Активация макрофагов и цитокинов эндотоксином и последующее образование активных форм кислорода имеют центральное патогенетическое значение при различных воспалительных заболеваниях, включая сепсис. Обычно считается, что высвобождение бактериального эндотоксина является начальным событием в развитии сепсиса. Недавно было высказано предположение, что антиоксиданты могут противодействовать токсичности атомарных форм кислорода и что свободнорадикальная абляция при лечении сепсиса может быть полезна при полиорганной недостаточности

Все манипуляции с животными проводились в соответствии с Руководством по содержанию и использованию лабораторных животных

1 – контроль, ложнооперированные животные (n=10);

2 – ложнооперированные животные + внутрибрюшинное (в/б) введение мелатонина (Sigma) 10мг/кг за 30 минут до операции и через 6 часов после операции;

3 – лигирование и перфорация слепой кишки (ЛПСК) (n=10) (модель сепсиса по Zanotti-Cavazzoni S. L, 2009)

4 – ЛПСК+ в/б мелатонин (Sigma) 10мг/кг за 30 минут до операции и через 6 часов после операции (n=10).

Из хвостовой вены у крыс собирали кровь, и на автоматическом биохимическом анализаторе XL – 1000 по стандартной методике определяли уровень аспартаттрансаминазы (АСТ), аланинтрансаминазы (АЛТ), креатинина, азота мочевины в крови (АМК). По методике Zanotti-Cavazzoni S. L. et al., 2009 извлекался органокомплекс (мозг, легкие, диафрагма, печень, почки) готовились гомогенаты (изолированные органы крысы промывали физиологическим раствором, замораживали в жидком азоте и хранили при температуре -80°C до использования). Гомогенат тканей готовили в ножевом гомогенизаторе при скорости 20000 об/мин в течение 30 секунд; соотношение массы ткани к объёму физиологического раствора составляло 1:5. Полученный гомогенат наливали в пробирки и добавляли воду для инъекций ad 5 мл и рабочего раствора реагента (0,57 % ТБК, 10% уксусной кислоты, 0,8% додецилсульфата натрия, pH=3,5) и в соответствии со стандартными методиками происходило определение малонового диальдегида (МДА), глутатиона (ГЛТ) спектрофотометрическими методами на спектрофотометре СФ-56 

Как показано в таблице 1, уровни АЛТ, АСТ, мочевины и креатинина в венозной крови были статистически значимо выше в группе 3, чем в контрольной группе, р < 0,05.

Оценивая биохимические показатели в исследуемых группах, можно резюмировать, что сепсис (септический шок) приводит к оксидативному стрессу при котором нарушаются функции всех органов и систем. Так, уровень АСТ в группе 3 был в 4,2 раза статистически значимо выше, в сравнении с группой 1, р < 0,05. (таб .1.) Уровень АЛТ в группе 4 составил 64,2±10,7 ед/л, что статистически значимо ниже в 2,39 раза сравнении с группой 3 (таб.1.).

Уровни МДА в печени, почках, сердце, легких, диафрагме ­и головном мозге были значительно выше в группе 3, чем в контрольной группе, р < 0,05. На фоне применения мелатонина в группе 4, нами отмечено статистически значимое снижение уровня МДА во всех тканях по отношению к группе 3, р < 0,05 (таб.2.).

Сепсис вызывал достоверное снижение уровня ГЛТ в гомогенатах всех тканей по сравнению с контрольной группой. Нами отмечено, ЛПСК приводило к статистически значимому снижению ГЛТ в сравнении с контрольной группой, а применение мелатонина в группе 4 статистически значимо (р <0,01) нивелировало уровень ГЛТ до уровня контрольных значений. Так уровень ГЛТ в группе 3 составил 1,05±0,1 мкмоль/г, что статистически значимо ниже чем в группе контроля (группа 1), р < 0,01 и статистически значимо ниже на 42,8% в сравнении с группой 4, р < 0,01. Аналогичная закономерность отмечена и в гомогенатах из других органов (таб.3).

Многие литературные источники свидетельствуют о том, что нарушения в системе перекисного окисления липидов играют важную ­роль в патогенезе сепсиса и его осложнений. Экспериментальные и клинические исследования показали, что любое пагубное воздействие на ткани (инфекция, травма) воспринимается макрофагами и моноцитами, которые, в свою очередь, секретируют провоспалительные цитокины, такие, как IL-1 и ФНО-α, тем самым происходит инициация иммуновоспалительного ответа

В настоящем исследовании уровни МДА, как конечного продукта перекисного окисления липидов, были значительно повышены во всех исследованных тканях. Это наблюдение согласуется с предыдущими исследованиями, которые показали повышение уровня липидных фракций и метаболитов в результате окислительного стресса. Кроме ­того, мы обнаружили, что мелатонин нивелирует повышение уровня МДА, что позволяет предположить, что мелатонин может обладать цитопротективным эффектом, защищая клетки, ткани и органы от деструкции, вызванной сепсисом. Полученные нами результаты также подтверждают, что на фоне окислительного повреждения органов у животных с сепсисом отмечается снижение ГЛТ. Наши результаты также показывают, что мелатонин в определенной степени обладает цитопротективным эффектом, благодаря эффекту восполнения ГЛТ, также стоит отметить, что мелатонин не способствовал нарастанию концентрации ГЛТ в сердечной и легочной ткани, это позволяет ­предположить, что цитопротективный эффект, возможно, обладает определенной тропностью к клеткам-мишеням, что безусловно требует проведения дальнейших исследований. Мы использовали наиболее клинически значимую модель сепсиса для мониторинга полиорганной недостаточности, вызванной сепсисом, и обнаружили, что мелатонин препятствует развитию полиорганной недостаточности, вызванную сепсисом, благодаря своим антиоксидантным свойствам.