Введение к работе
В современной химиотерапии бактериальных инфекций ведущее место занимают антибиотики (Вельтищев Ю. Е. и др., 1992). Несмотря на почти 40-летний период их широкого применения, не всегда эти препараты уменьшали остроту воспалительного процесса (Марчук Г.И. и др., 1989). Новые подходы к терапии антибактериальными препаратами невозможно рассматривать в отрыве от свободно-радикального окисления, нарушение регуляции которого лежит в основе развития многих заболеваний, в том числе воспалительных процессов в легких (Владимиров Ю.А. и др., 1991, Григорьева И.В. и др., 1993, Меньшикова Е.Б. и др., 1991, Осипов А.Н. и др., 1990).
Многочисленные данные свидетельствуют о важной роли активных форм кислорода в иммунном ответе (Меньшикова и др., 1991); патогенезе воспаления (Маянский Д.Н., 1991); активации свободно-радикального окисления липидов (Владимиров Ю.А. и др., 1972), являющегося ключевым звеном липидного обмена клеточных мембран, продукты которого влияют на липидный состав и структурные свойства клеток при целом ряде патологических состояний (Семенов В.Л., 1989, Зенков Н.К. и др., 1993).
Фагоцитирующие клетки являются первой линией защиты организма при бактериальных инфекциях (Маянский А.Н. и др., 1989). Микробицидное действие фагоцитов определяется активацией мембран-связанной НАДФН-оксидазы, восстанавливающей молекулярный кислород с образованием активных форм кислорода (Маянский А.Н. и др., 1989). Взаимодействие фагоцитов с бактериями, вирусами, некоторыми химическими соединениями вызывает развитие каскада структурно-функциональных перестроек, названного дыхательным, или метаболическим "взрывом", результатом которого является повышенная генерация активных форм кислорода (Маянский А.Н. и др., 1989, Babior В. М., 1988).
Перспективным методом изучения свободно-радикального окисления является регистрация хемилюминесценции - сверхслабого свечения,
возникающего при взаимодействии радикалов (Фархутдинов P.P. и др., 1995). Хемилюминесцентные методы имеют принципиальные преимущества по сравнению с биохимическими или физическими методами (ЭПР, полярография и др.).
Хемилюминесценция сыворотки крови, индуцированная ионами двухвалентного железа, характеризует активность радикальных процессов окисления липидов (Фархутдинов P.P., 1989). Хемилюминесценция, возникающая в реакциях с активными формами кислорода, может служить показателем состояния метаболизма фагоцитирующих клеток(Маянский АН. и др., 1989, Меньщикова Е.Б., 1991).
Известно, что лекарственные препараты могут влиять на процессы свободно-радикального окисления (Бродский А.В., 1988, Галеев Ф.С. и др ., 1986, Дремина Е.С. и др., 1995, Boldyrev A. et al., 1987) В настоящее время остро стоит проблема оценки их антиоксидантных и прооксидантных свойств. Большое разнообразие антибактериальных препаратов (более 6000) (Навашин СМ., 1982) и их ведущая роль в лечении воспалительных заболеваний делают необходимым разработку простых модельных тест-систем, которые бы позволяли прогнозировать действие антибиотиков на свободно-радикальное окисление (Дремина Е.С. и др., 1995).
В этой связи представляется актуальным всестороннее исследование влияния антибиотиков на активность радикальных окислительных процессов в различных модельных системах для выявления их прооксидантных и антиоксидантных свойств.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ Целью настоящей работы явилось комплексное экспериментально-клиническое исследование влияния широко используемых антибиотиков на процессы свободно-радикального окисления in vitro и in vivo с использованием метода регистрации хемилюминесценции.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи: 1. Исследовать влияние антибиотиков на свободно-радикальное окисление в модельных системах, генерировавших активные формы
кислорода (цитрат-фосфат-люминол, интактные и активированные продигиозаном фагоциты цельной крови), а также в субстратах, где протекали радикальные реакции окисления липидов (суспензия липосом и ткань печени лабораторных животных).
2. Изучить влияние антибактериальных препаратов на свободно-
радикальное окисление in vivo в плазме крови, ткани печени и почек
интактных крыс Vistar после курса внутримышечных инъекций в
терапевтических дозах в течение восьми суток.
3. Оценить антиоксидантные и прооксидантные свойства антибиотиков
в цельной крови больных острой пневмонией при индивидуальном
тестировании in vitro.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ Впервые осуществлено комплексное исследование влияния широко используемых антибиотиков на процессы свободно-радикального окисления в различных модельных системах, на лабораторных животных in vivo и в фагоцитирующих клетках цельной крови больных острой пневмонией in vitro в условиях клиники. Разработана и апробирована схема скрининга антиоксидантных и прооксидантных свойств не только антибактериальных препаратов, но и лекарственных средств вообще, с использованием метода регистрации хемилгоминесценции. В экспериментах in vitro и in vivo показана возможность коррекции антибактериальными препаратами параметров окислительного метаболизма, измеряемых с помощью люминол-зависимой и Ре2*-индуцированной хемилюминесценции. У больных острой пневмонией при индивидуальном тестировании фагоцитирующих клеток цельной крови с исследуемыми антибиотиками in vitro выявлены индивидуальные изменения реакций окислительного метаболизма фагоцитов, оцениваемых по люминол-зависимой хемилюминесценции.
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ 1. Разработана схема скрининга антиоксидантных и прооксидантных свойств антибактериальных препаратов, включающая:
а) Исследование влияния антибиотиков на процессы свободно-
радикального окисления в различных модельных системах в условиях in vitro:
солевой раствор цитрат-фосфат-люминол, интактные и активированные
продигиозаном фагоциты цельной крови, суспензия липосом, ткань печени
лабораторных крыс.
б) Изучение состояния свободно-радикального окисления в организме
при введении антибиотиков интактным опытным животным в
терапевтических дозах.
в) Оценка антиоксидантных и прооксидантных свойств антибиотиков в
фагоцитах цельной крови больных острым воспалительным процессом,
путем индивидуального тестирования in vitro.
Разработка объективных критериев прооксидантных и антиоксидантных свойств антибактериальных препаратов будет способствовать более эффективному лечению больных острой пневмонией, уменьшая риск развития побочных реакций, сопутствующих антибиотикотерапии.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ 1. В модельных системах, где происходит образование активных форм кислорода (цитрат-фосфат-люминол, интактные и активированные продигиозаном фагоциты цельной крови здоровых лиц), пенициллин, цефаэолин, гентамицин и линкомицин в концентрациях, сопоставимых с терапевтическими, проявляют антиоксидантные свойства.
-
В модельных системах, где протекают реакции свободно-радикального окисления липидов в условиях in vitro (суспензия липосом и ткань печени опытных животных), исследуемые антибактериальные препараты в концентрациях, достигаемых в организме, проявляют антиоксидантные свойства.
-
При введении лабораторным крысам Vistar исследуемые антибиотики в терапевтических концентрациях подавляют процессы свободно-радикального окисления липидов в печени, почках, плазме крови.
-
У больных острой пневмонией наблюдаются индивидуальные изменения реакций окислительного метаболизма фагоцитирующих клеток
цельной крови, оцениваемые по люминол-зависимой хемилюминесценции, при тестировании in vitro с исследуемыми антибиотиками.
5. Разработанная схема скрининга антиоксидантных и прооксидантных свойств антибиотиков перспективна в клинических условиях для оценки индивидуальных изменений реакций окислительного метаболизма фагоцитирующих клеток in vitro больных острым воспалительным процессом.
ВНЕДРЕНИЕ
Работа выполнена в плане научных исследований Башкирского
государственного медицинского университета по теме "Проблемы основных
заболеваний в экологически неблагополучных условиях Башкортостана".
Разработанная схема скрининга антиоксидантных и прооксидантных свойств
лекарственных препаратов с использованием метода регистрации
хемилюминесценции апробирована и внедрена в клиническую практику
пульмонологического, токсико-реанимационного отделений ГКБ N21,
реанимационного отделения ГКБ N22, отделения гемодиализа РКБ им.
Куватова, иммунологической службы ДРКБ г.Уфы. Результаты
исследований включены в курс лекций кафедры фармакологии N2 БГМУ.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные положения работы доложены и обсуждены на:
Всероссийской молодежной научно-технической конференции "Информационные и кибернетические ситемы управления их элементы" (Уфа, 1995);
- II съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока с международным участием (Новосибирск, 1995).
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ РАБОТЫ По материалам диссертационной работы опубликовано 5 научных работ, в том числе 2 - в центральной печати.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертация состоит из разделов: " Введение", "Обзор литературы", "Материалы и методы", "Результаты ", "Обсуждение", "Выводы", "Список литературы". Объем работы 105 страниц машинописного текста, она содержит 20 рисунков и втаблиц. Библиографический список включает в себя ссылки на 97 работ отечественных и 98 зарубежных авторов.
