Суат Зенгин
1 Катедра по спешна медицина, Медицинско училище в Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция
Бехчет А
1 Катедра по спешна медицина, Медицинско училище в Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция
Сахин Карта
2 Отделение по спешна медицина, ¦ Държавна болница Ехиткамил, Газиантеп, Турция
Басри Кан
1 Катедра по спешна медицина, Медицинско училище в Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция
Мустафа Оркмез
3 Медицинска биохимия, Медицински факултет на Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция
Абдула Таскин
4 Катедра по биохимия, Медицински факултет на университета Харан, Санлиурфа, Турция
Угур Лок
5 Катедра по спешна медицина, Университет Адияман, Адияман, Турция
Бедиха Гюлен
6 Катедра по спешна медицина, Университет Безмиалем Вакиф, Истанбул, Турция
Кума Йълдъръм
1 Катедра по спешна медицина, Медицинско училище в Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция
Seyithan Taysi
3 Медицинска биохимия, Медицински факултет на Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция
Резюме
ЗАДЕН ПЛАН:
Отравянето с въглероден окис (COP) е важна причина за смъртността и заболеваемостта в световен мащаб. Това проучване трябваше да изследва нивата на серумна параоксоназа (PON), арилестераза (ARYL), церулоплазмин (Cp) и сулфхидрил (-SH) при лечението на COP и да разбере допълнително патофизиологията на COP.
МЕТОДИ:
Това проспективно проучване обхваща 107 лица с COP (група 1) и 50 здрави доброволци (група 2). Проби от серум, плазма и еритроцити са взети при допускане от всички участници с COP. Този процес се повтаря през 90-та и 180-та минута от лечението. Взети са проби от контролната група само веднъж. Нивата на плазмена PON, ARYL, Cp активност и -SH бяха измерени и в двете групи.
РЕЗУЛТАТИ:
Възрастта, полът и нивото на карбоксихемоглобин не са свързани с нивата на PON, ARYL, Cp и -SH. Нивата на PON, ARYL и -SH бяха значително намалени в група 1 в сравнение с група 2. Обратно, Cp беше значително повишена в група 1 за разлика от група 2. Въпреки че ARYL беше по-ниска при прием при пациенти с COP, отколкото това се наблюдава в 90-та и 180-та минути (P КЛЮЧОВИ ДУМИ: Отравяне с въглероден оксид, Параоксоназа, Арилестераза, Церулоплазмин, Общо сулфхидрилни групи
ВЪВЕДЕНИЕ
Въглеродният окис (CO) е безцветен, без мирис, без вкус и нераздражаващ газ, който се произвежда предимно в резултат на непълно изгаряне на което и да е въглеродно изкопаемо гориво. [1,2] CO отравяне (COP) е сериозен здравословен проблем в световен мащаб. Излагането на високи концентрации е летално, което води до приблизително 50 000 посещения на спешното отделение и 2700 смъртни случая годишно в Съединените щати. [1–3] Неспецифичните симптоми на излагане на CO включват главоболие, гадене, повръщане, сърцебиене, замайване, и объркване. С увеличаването на експозицията пациентите развиват по-изразени и тежки симптоми, а зависимите от кислорода органи, като мозъка и сърцето, показват най-ранните признаци на нараняване. [1,2] Диагнозата на COP зависи преди всичко от историята на експозицията, но точна диагноза е възможна чрез измерване на високи нива на CO хемоглобин (COHb). [1,2,4] Стандартното лечение е прилагането на 100% кислород, което трябва да продължи, докато нивото на COHb се нормализира. [1, 2]
Свободните радикали се определят като молекули или молекулни фрагменти, които съдържат един или повече несдвоени електрони в атомни или молекулярни орбитали. [5] Въпреки че имат много кратък жизнен цикъл, свободните радикали са много вредни за организмите поради тяхната активност. [5] За да предотврати увреждане на свободните радикали, тялото обикновено използва своята антиоксидантна защитна система, но ако антиоксидантите са недостъпни или ако производството на свободни радикали стане прекомерно, може да възникне увреждане на тъканите. Свободните радикали взаимодействат с биомолекули като въглехидрати, липиди, протеини и ДНК, като по този начин водят до структурни и метаболитни промени в клетките. Това води до увреждане на тъканите в жизненоважни органи, включително сърцето, бъбреците, черния дроб, стомаха, белите дробове и мозъка. [5]
Настоящото проучване има за цел да изследва серумните нива на PON, ARYL, Cp и -SH при лечението на COP и да увеличи нашето разбиране за патофизиологията на COP.
МЕТОДИ
Това проучване е проведено в Катедрата по спешна и клинична биохимия на Университета Газиантеп, Турция от 2011 до 2012 г. Протоколът на изследването е в съответствие с принципите на Декларацията от Хелзинки и е одобрен от Комитета по медицинска етика на университета Газиантеп. Всички участници дадоха писмено информирано съгласие.
Това проучване обхваща 157 индивида, от които 107 са включени в група на COP (група 1), а останалите 50 в контролна група (група 2). Контролната група се състоеше от здрави индивиди, които бяха административен персонал на нашата болница (Таблица 1).
маса 1
Сравнение на групи 1 и 2 по отношение на клиничните характеристики и липидните профили
Всички участници бяха без остри или хронични заболявания и бяха с нормален телесен хабитус. Освен това те представиха подробна медицинска история и бяха подложени на физически преглед от лекари. Участници, страдащи от коронарна артериална болест, хиперхолестеролемия, хипертония, неврологични разстройства, захарен диабет, чернодробни и бъбречни заболявания, периферни съдови заболявания, белодробни заболявания, множествена склероза, дефицит на желязо или анемия, както и тези със затлъстяване, наблюдавани след подаване на анамнеза, физикален преглед и лабораторен преглед бяха изключени.
Индекс на телесна маса, вземане на кръвна проба и измерване на нивото на COHb
Индексът на телесна маса се изчислява чрез разделяне на теглото в килограми на ръст в метри на квадрат (kg/m 2). Кръвните проби се изваждат от кубитална вена в кръвни епруветки и веднага се съхраняват върху лед при 4 ° C. След това серумът се отделя от клетките чрез центрофугиране при 3 000 r/min за 10 минути. Серумните проби се съхраняват при –80 ° C до анализ. Кръвни проби за изследване на антиоксиданти са взети веднъж от група 2 и три пъти от група 1: при постъпване и на 90-та и 180-та минута от лечението. Измерванията на нивото на COHb бяха извършени с помощта на импулсно устройство за извличане на СО-оксиметрия (Masimo SET Rainbow, Masimo Co., USA). На всички участници в група 1 беше даден 100% кислород с помощта на маска за лице без въздух и никой от тях не получи хибербарна кислородна терапия.
Измерване на активността на параоксоназа и арилестераза
PON се измерва в базална активност. Скоростта на параоксоновата хидролиза (диетил-р-нитрофенилфосфат) се измерва чрез проследяване на нарастването на абсорбцията при 412 nm при 37 ° С. Количеството генериран р-нитрофенол се изчислява от коефициента на моларна абсорбция при рН 8, който е 17 000 mol/cm. PON на серума се изразява като U/L. [12] Фенилацетатът се използва като субстрат за измерване на ARYL чрез проследяване нарастването на абсорбцията при 270 nm при 37 ° C. Ензимната активност се изчислява от коефициента на моларна абсорбция на произведения фенол, 1 310 mol/cm. Една единица ARYL се определя като 1 μmol фенол, генериран на минута при горните условия, и се изразява като U/L. [19]
Измерване на Cp и общите сулфхидрилни групи на серумни проби
Cp ензимната активност е измерена по метода на Erel. [20] Използвайки този метод, железният йон се окислява до железен йон чрез Cp фероксидазна активност. Резултатите от това измерване са изразени като U/L. -SH на серумните проби се анализира по метода на Ellman [21], модифициран от Hu et al. [22] Резултатите от анализа са изразени като mmol/L.
Статистически анализ
Таблица 2
Сравнение на PON, ARYL и Cp активност, -SH нива (средно ± SD)
Таблица 3
Сравнение на PON, ARYL, Cp активност и -SH нива между двете групи (средно ± SD)
ДИСКУСИЯ
Преди се смяташе, че COP се дължи на клетъчна хипоксия, причинена от заместване на оксихемоглобин с COHb, като същевременно се получава относителна анемия. [23] COP е далеч по-сложен от очакваното и неговата патофизиология е извън образуването на COHb. Патофизиологичните ефекти на CO водят до проблеми в четири области: свързване на хемоглобина, директна клетъчна токсичност, свързване на хем с протеини и увеличаване на окислителите, като азотен оксид (NO). [23] Тези ефекти помагат да се обясни защо нивата на COHb не са свързани с тежестта на клиничната ситуация. Ако не се осигури ранно и подходящо лечение, комбинацията от хипоксия/исхемия и директна клетъчна токсичност и ефектите на окислителите могат да инициират верига от събития, които водят до тежка инвалидност или смърт.
Оксидативният стрес може да възникне поради свръхпроизводство на оксиданти, намаляване на антиоксидантната защита или комбинация от тези фактори. Организмите притежават антиоксидантни механизми за преодоляване на окислителите. Естествената антиоксидантна система, състояща се от антиоксидантни ензими и множество антиоксидантни съединения, защитава функционални и структурни молекули срещу ROS, синглетен кислород, NO, супероксиден анион, водороден пероксид, хидроксилни радикали, алкоксилни радикали и липидни пероксиди, медиирана цитотоксичност и увреждане на тъканите. При някои условия оксидантите се увеличават, а антиоксидантите намаляват, а антиоксидантните механизми може да не са в състояние да предотвратят напълно окислителните щети. В резултат на това се развива оксидативен стрес, който е замесен в над 100 разстройства. Някои от тези нарушения (като захарен диабет, атеросклероза, хипертония, сърдечна аритмия и увреждане на миокарда) присъстват в COP. [1,2,24]
Няма проучване за връзката между COP и антиоксидантните подпараметри (PON, ARYL, Cp и -SH). Доколкото ни е известно, нашият е първият, който изследва нивата на PON, ARYL, Cp и -SH при пациенти с COP. Wang et al [25] демонстрират, че CO-медиираното забавено невронално увреждане може да бъде свързано с увеличаване на липидната пероксидация и намаляване на антиоксидантния статус. Зависимите от времето промени в липидната пероксидация и антиоксидантния статус в серума, мозъчната кора и хипокампуса поне отчасти участват в токсичните ефекти на отравянето с невронни CO. Друго проучване [26] демонстрира, че COP повишава общия оксидантен статус, но не променя общия антиоксидантен статус. Kavakli et al оценяват общите антиоксиданти, докато ние оценяваме ограничен брой антиоксиданти. В настоящото проучване установихме, че нивата на PON и ARYL и -SH са значително по-ниски в група 1, отколкото в група 2 (Таблица 3). Химичните механизми за това очевидно намаляване на антиоксидантната защита не са изяснени и е необходим допълнителен анализ. За разлика от другите антиоксиданти, средното ниво на Cp е повишено вероятно поради компенсаторен механизъм или възпалителен отговор (Таблица 3). В нашето проучване установихме, че нивата на PON, ARYL и -SH се увеличават с времето, докато нивото на Cp намалява (Таблица 2).
Оксидативният стрес, предизвикан от токсичност на CO, играе значителна роля при различни хронични състояния, като сърдечно-съдови заболявания. Доказателства за висок прием на антиоксиданти като каротеноиди, витамин Е, витамин С и селен, свързани с по-нисък риск от много заболявания, са показани в проучвания, включващи големи групи мъже и жени. [27–29] Използването на антиоксиданти също се появява да бъде от полза за възстановяване на тъканите след наранявания с исхемична реоксигенация. [23] Следователно добавянето на антиоксиданти може да доведе до увеличаване на антиоксидантната защитна система и по този начин до подобряване на клиничните симптоми на COP.
В заключение наблюдавахме значително намаляване на нивата на PON, ARYL и -SH при пациенти с COP, което показва, че тези пациенти имат потиснат антиоксидативен статус. Тези резултати обаче не са достатъчни, за да обяснят връзката между антиоксидантите и COP. Необходими са допълнителни проучвания, за да се изяснят възможните механизми в основата на намалените и повишени нива на факторите.
Нашето проучване имаше няколко ограничения. Пациентите с COP не са клинично много сериозни, така че не можем да оценим възможната разлика в антиоксидантния статус по отношение на сериозни случаи. Освен това в нашето проучване бяха изследвани само PON, ARYL, Cp и -SH. Оценката на повече параметри може да доведе до по-добри резултати и да допринесе за по-добро разбиране на патофизиологията на COP.
Бележки под линия
Финансиране: Нито един.
Етично одобрение: Това проучване е одобрено от Комитета по етика на Медицинското училище в Университета Газиантеп, Газиантеп, Турция.
Конфликт на интереси: Авторите съобщават за липса на конфликт на интереси по отношение на това проучване. Авторите носят отговорност за съдържанието на статията.
Сътрудници: Zengin S предложи проучването, анализира данните и написа първия проект. Всички автори са допринесли за дизайна и интерпретацията на изследването и за по-нататъшните чернови.