Features of transport of potassium ions in ischemia-reperfusion syndrome of lower extremities, abdominal trauma and hypovolemic shock

80 pubescent white male Wistar rats weighing 190-220 g were used in the experiment. Rats have been on a standard vivarium diet. Animals were divided into 1 control (CG) and 3 experimental groups (EG) (8 animals per group). Haemostatic tourniquets were applied for 120 minutes proximal to the lower paws of animals of the first experimental group under the thiopental-sodium anesthesia (40 mg kg-1). Applying of tourniquets caused the development of ischemic-reperfusion syndrome. Blunt abdominal trauma was simulated in the second experimental group by applying two strikes to the abdomen; Hypovolemic shock was modeled in a group by cutting the femoral vessels and bloodletting from 20 to 22% of the circulating blood volume. Injuries of the third experimental group were combination of injuries of the first two groups. Animals of the control group were inducted into the anesthesia without any injury. The functional status of the kidneys of experimental animals was determined by the method of water loading at 1st, 3rd and 7th day. The concentration of potassium ions was determined in urine and blood serum and the level of its proximal and distal transport, as well as excretion, were calculated. Animals of experimental groups were withdrawn from the experiment by the method of total blood-flow from the heart under thiopental sodium anesthesia. Thus, simulated injuries are accompanied by a significant increasing potassium level in serum in all experimental groups. Moreover, in EG-1 there was a tendency of gradual decrease of indicator on 7 day of observation, in contrast to the indicators in EG-2 and EG-3 where increased on 7 day. In all EG the maximum increase of the indicator was observed on the 1 day of the post-traumatic period. The simulation of various causes of mechanical trauma leads to a significant increase of the excretion of potassium ions in the urine, with the exception of injuries of the abdominal trauma with massive blood loss and applied haemostatic tourniquets on both lower limbs, when on the 7 day the indicator is approaching the level of control group. This can be explained by a significant decrease of diuresis in the experimental group

Bile production features in case of ischemic-reperfusion syndrome of limbs, abdominal trauma complicated with massive blood loss

The level of total bile acids in bile decreased in the groups of experimental animals in comparison with the control group. In the group of animals with simulated ischemic-reperfusion injury level of total bile acids in bile reached the minimal values in on the 3rd day, increasing was showed after on the 7th day, however level still remained lower than in control group. In EG-2 and EG-3 there was a unidirectional decreasing of the index by the seventh day, but in EG-3 these changes were more significant. Consequently, the level of cholesterol in the bile due to simulated injuries decreased in EG-1 and reached the minimal values in on the 3rd day and slightly increased to the seventh day of observation. In EG-2 the index gradually increased to the seventh day of observation. In EG-3 the maximum increasing was observed until the third day, after which it was at the same level. The analysis of the obtained indices testifies to the negative influence of ischemic-reperfusion syndrome on the level of cholesterol in the bile. Described changes influenced the cholato-cholesterol ratio, which was decreasing in all experimental groups. The most significant changes were in EG-3 in which abdominal trauma and hypovolemic shock were combined with ischemic-reperfusion limb syndrome. In the conditions of an experimental trauma with an ischemic-reperfusion injury of the lower limbs, there is a violation of the indices of the biliary function of the liver, which manifest themselves as a significant reduction of the level of total bile acids in the bile with increasing cholesterol concentration

РОЗВИТОК СИНДРОМУ ЕНДОГЕННОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ ЗА УМОВ ПОЄДНАНОЇ ТРАВМИ ОРГАНІВ ЧЕРЕВНОЇ ПОРОЖНИНИ НА ФОНІ ГІПОВОЛЕМІЧНОГО ШОКУ ТА РЕПЕРФУЗІЙНОГО СИНДРОМУ КІНЦІВКИ

Ендогенна інтоксикація – це складний багатокомпонентний процес, зумовлений патологічною біологічною активністю ендогенних продуктів або дисфункцією систем природної детоксикації. У статті представлено результати експерименту, присвяченого ішемічно-реперфузійному синдрому як обтяжуючому фактору у виникненні ендогенної інтоксикації в моделі поєднаної травми органів черевної порожнини на тлі гіповолемічного шоку. Мета дослідження – вивчити вплив ішемічно-реперфузійного синдрому на зміну показників ендогенної інтоксикації в моделі поєднаної травми органів черевної порожнини на тлі гіповолемічного шоку. Матеріали і методи. Проведено експеримент на 80 нелінійних щурах-самцях масою 190–220 г. У дослідних групах було змодельовано ішемічно-реперфузійний синдром в поєднанні з травмою органів черевної порожнини на тлі гіповолемічного шоку та проаналізовано вміст маркерів ендогенної інтоксикації (молекули середньої маси фракцій, що визначались на довжині хвилі 238; 254; 260 та 280) та еритроцитарного індексу інтоксикації. Вірогідність відмінностей між контрольною групою та групою дослідження оцінювали з використанням непараметричного критерію Манна–Уїтні. Результати досліджень та їх обговорення. Накладання кровоспинних джгутів на дві нижні кінцівки спричинило значне достовірне збільшення показника еритроцитарного індексу інтоксикації (ЕІІ) у всіх групах дослідження. Максимальне збільшення показника ЕІІ було в групі, де накладання джгута поєднувалось із травмою органів черевної порожнини та гіповолемічним шоком. Це довело потенціюючу дію реперфузійного синдрому на розвиток системних змін при поєднаній травмі. Також доведено, що прояв ендогенної інтоксикації протягом перших 24 год після накладання кровоспинних джгутів за своєю силою аналогічний до такого, що виникає унаслідок поєднаної травми органів черевної порожнини на фоні масивної зовнішньої кровотечі. Висновки. Накладання кровоспинних джгутів на дві нижні кінцівки протягом двох годин посилює розвиток ендогенної інтоксикації у моделі поєднаної травми органів черевної порожнини на фоні гіповолемічного шоку, що підтверджується достовірним зростанням показника ЕІІ та молекул середньої маси через 7 діб після реперфузії

Dynamics of antioxidant-prooxidant balance in abdominal injury with underlying hypovolemic shock and reperfusion syndrom of the limbs in experiment

The article describes the results of the experimental study in which the effect of ischemic-reperfusion limb syndrome on changes in the internal organs was studied. Changes in the values of Malone dialdehalide, superoxide dismutase and catalase in the tissues of the kidneys, liver, lungs and muscles of the extremities were studied. These studies confirmed the hypothesis and proved the presence of signs of systemic changes as a result of applying a hemostatic tourniquet, the presence of potentiating effects of reperfusion syndrome with a combined injury of the abdominal cavity against the ground of hypovolemic shock.</p

ОПЕРАЦІЙНИЙ СТРЕС ТА ЙОГО ВПЛИВ НА СИСТЕМНІ ЗМІНИ ПРИ ПОЄДНАНІЙ ТРАВМІ ОРГАНІВ ЧЕРЕВНОЇ ПОРОЖНИНИ В ЕКСПЕРИМЕНТІ

The aim of the study was to study the possibility of using a hemostatic biological haemostatic to stop bleeding from the parenchymal organs of the abdominal cavity using the surgical method of Damage control. The experiment was performed on laboratory rats that were divided into three groups: a control group, a group where, after injury, the liver wound was sutured with standard sutures and a group where the wound was plastered with a biological hemostatic agent. In order to determine the operational stress, we studied the enzymatic link of antioxidant protection - the level of catalase and superoxide dismutase. To study the indices in all experimental animals, the following tissues were taken: the lower lobe of the right lung, the proportion of the liver where the wounds were applied, the gastrocnemius muscle below the harness and the right kidney. The control points of the study were 1, 3 and 7 days after injury. During working with experimental animals, they adhered to all ethical norms established by international rules. The effect of operational stress on the enzymatic component of antioxidant protection in the tissues of the kidneys, liver, lungs and muscles was studied in the study of the combined trauma of the abdominal cavity complicated by massive bleeding and ischemic-reperfusion syndrome of the extremity. The changes in the indices of superoxide dismutase and catalase were studied. The following result was obtained: tamponing the liver wound with chitosan was a quick and effective means of temporary bleeding stop. At the same time, the duration of the operation was reduced from 19.8 to 12.5 minutes (by 36.8%) (p &lt;0.05). Also, the level of catalase and superoxide dismutase was significantly lower in the group where the chitosan of the liver injury was used in comparison with the study group where standard stitches were applied. The deviations, which are determined in lung, liver, kidney and muscle tissues in RG-1 are evidence of the depth of their lesion and dysfunction, is a favorable factor for the further development of the triggering mechanisms of the systemic response of the body to inflammation and multiple organ failure. In contrast to the RG-2 rapid development of the systemic response was avoided. We can assume that ischemic-reperfusion syndrome is a stimulating factor in the development of systemic changes, although this statement requires further proof. It is also important to further prospective study of this topic in terms of the following questions: what effect has chitosan on liver tissue with prolonged exposure (more than 2 days) and what effect does additional injection of infusion solutions have as an agent for the treatment of hypovolemic shock.В работе изучено влияние операционного стресса на ферментативное звено антиоксидантной защиты в ткани почек, печени, легких и мышц при моделировании сочетанной травмы органов брюшной полости, осложненной массивным кровотечением и ишемично-реперфузионным синдромом конечности. Изучали изменения показателей супероксиддесмутазы и каталазы. В результате экспериментального исследования доказано, что применение биологических гемостатиков значительно сокращает время хирургического вмешательства, как следствие уменьшения проявления системных изменений. Можно сделать вывод, что биологические гемостатики могут рассматриваться как средства временной остановки кровотечения из ран паренхиматозных органов брюшной полости при применении тактики Damage control.У роботі вивчено вплив операційного стресу на ферментативну ланку антиоксидантного захисту в тканині нирок, печінки, легень та м’язів при моделі поєднаної травми органів черевної порожнини, ускладненою масивною кровотечею та ішемічно-реперфузійним синдромом кінцівки. Вивчали зміни показників супероксиддесмутази та каталази. Внаслідок експериментального дослідження доведено, що застосування біологічних гемостатиків значно скорочувало час хірургічного втручання. Можна зробити висновок, що біологічні гемостатики потенційно можуть розглядатися як засоби тимчасової зупинки кровотечі з ран паренхіматозних органів черевної порожнини при застосуванні тактики Damage control

ВПЛИВ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОГО СИНДРОМУ НА АКТИВАЦІЮ СИСТЕМИ ПЕРЕКИСНОГО - ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ У ТКАНИНІ ПЕЧІНКИ

The purpose of the study. The leading mechanism of damage after ischemia / reperfusion is the overproduction of reactive oxygen species. This process leads to the formation of a number of products of lipid peroxidation (LPO).In order to clarify the development of the process of lipid peroxidation, the study of diene conjugates is important. They are the primary products of lipid peroxidation and relate to toxic metabolites that have a damaging effect on lipoproteins, proteins, enzymes and nucleic acids.The above mechanisms are actively occurring in victims with combined trauma and reperfusion injury, and at the same time justifies the need to study changes in the LPO system in such victims in order to correct their treatment.The aim of the work is to study the effect of ischemic-reperfusion syndrome on changes in the lipid peroxidation system of the liver tissue in an experiment in animals with a combined injury of the abdominal organs.Material and methods. In the experiment, 80 mature white male Wistar rats weighing 190-220 g were used.Animals were divided into control and 3 experimental groups (8 animals in each group). In the animals of the first experimental group the development of ischemic-reperfusion syndrome was studied. In the second group under study, a closed injury of the abdominal organs and hypovolemic shock were modeled. In the third group, damages of the first two groups were combined. The control animals were given anesthesia, without the formation of any injuries.In the liver homogenate, the level of diene conjugates, triene conjugates, and malondaldehyde was examined in a day, three, and seven days after injury modeling.Animals of the experimental groups were removed from the experiment in the conditions of thiopental sodium anesthesia by the method of total bleeding from the heart.Results. Analysis of the obtained results showed that the imposition of hemostatic harnesses for a period of 2:00 causes a significant activation of the POL system in the liver tissue, even after seven days, the indicators of MDA, DC and TC did not return to normal values. Comparing the research groups with each other, they have found that the content of DC in the second group was statistically higher than in the first and less than in the third one. In DG-3, the indicator DU is statistically greater than in DG - 1 and DG - 2 in all control points of the experimental study.In DG - level 3, MDA grew up to seven days: starting from the first day it increased 9.4 times (p &lt;0.001), after three days it increased 15.7 times (p &lt;0.001) and seven days later it increased 18.2 times ( p &lt;0.001) compared to benchmarks.The previously mentioned shows the prospect of further research in the context of the correction of systemic changes that occur following the ischemic period.Findings. The ischemic-reperfusion syndrome in the model of a combined injury of the abdominal organs leads to the development of systemic changes, which is indirectly indicated by a significant increase in the performance of the POL system.Ведущим механизмом повреждения после ишемии / реперфузии является избыточная продукция активных форм кислорода. Этот процесс приводит к образованию целого ряда продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). С целью уточнения развития процесса перекисного окисления липидов важное значение имеет изучение диеновых конъюгатов. Они являются первичными продуктами ПОЛ и относятся к токсическим метаболитам, которые оказывают повреждающее действие на липопротеиды, белки, ферменты и нуклеиновые кислоты.Вышеуказанные механизмы активно происходят у пострадавших с сочетанной травмой и реперфузионного повреждения, и одновременно обосновывают необходимость изучения изменений системы ПОЛ в таких пострадавших с целью коррекции их лечения.Цель работы – изучить влияние ишемически-реперфузионного синдрома на изменения в системе перекисного окисления липидов ткани печени в эксперименте у животных с сочетанной травмой органов брюшной полости.Материалы и методы. В эксперименте использовали 80 половозрелых белых крыс-самцов линии Wistar массой 190-220 г. Животных разделили на контрольную и 3 опытные группы (по 8 животных в каждой группе). У животных первой опытной группы изучали развитие ишемически-реперфузионного синдрома. Во второй исследовательские группе   моделировали закрытую травму органов брюшной полости и гиповолемический шок. В третьей группе исследования сочетали повреждения первых двух групп. Животных контрольной группы вводили в наркоз, без формирования любых травм.В гомогенате печени исследовали уровень диеновых конъюгатов, триенових конъюгатов и малонового деальдегиду через сутки, три и семь суток после моделирования травм. Животных опытных групп выводили из эксперимента в условиях тиопентал натриевого наркоза методом тотального кровопускания из сердца.Результаты. Анализ полученных результатов показал, что наложение кровоостанавливающих жгутов сроком на 2:00 вызывает значительную активацию системы ПОЛ в ткани печени, даже через семь суток показатели МДА, ДК и ТК не возвращались к нормальным величинам. Сравнивая исследовательские группы между собой, выяснили, что содержание ДК во второй группе был статистически больше,  чем в первой и меньше, чем в третьей. В ГД-3 показатель ДУ статистически больше,  чем в ГД - 1 и ГД - 2 во всех контрольных точках экспериментального исследования.В ГД - 3 уровень МДА рос до семи суток: начиная с первых суток вырос в 9,4 раза (р &lt;0,001), через трое суток в 15,7 раза (р &lt;0,001) и через семь суток в 18,2 раза ( р &lt;0,001) по сравнению с контрольными показателями.Вышеуказанное показывает перспективу дальнейшего исследования в разрезе коррекции системных изменений, которые возникают в после ишемическом периоде.Выводы. Ишемически-реперфузионный синдром в модели сочетанной травмы органов брюшных полостей  приводит к развитию системных изменений, о чем косвенно свидетельствует значительный рост показателей системы ПОЛ.Провідним механізмом пошкодження після ішемії/реперфузії є надлишкова продукція активних форм кисню. Цей процес призводить до утворення цілого ряду продуктів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ).З метою уточнення розвитку процесу перекисного окиснення ліпідів важливе значення має вивчення дієнових кон’югатів. Вони є первинними продуктами ПОЛ та відносяться до токсичних метаболітів, які надають шкідливу дію на ліпопротеїди, білки, ферменти і нуклеїнові кислоти. Вищевказані механізми активно відбуваються у постраждалих із поєднаною травмою та реперфузійними пошкодженнями, та водночас обґрунтовують необхідність вивчення змін системи ПОЛ у таких постраждалих з метою корекції їх лікування. Мета роботи – вивчити вплив ішемічно-реперфузійного синдрому на зміни у системі перекисного окислення ліпідів тканини печінки в експерименті у тварин з поєднаною травмою органів черевної порожнини.Матеріали та методи. В експерименті використали 80 статевозрілих  білих щурів-самців лінії Wistar масою 190-220 г. Тварин розподілили на контрольну і 3 дослідні  групи (по 8 тварин у кожній групі). У тварин першої дослідної групи  вивчали розвиток ішемічно-реперфузійного синдрому. У другій дослідні групі  моделювали закриту травму органів черевної порожнини та  гіповолемічний шок.  У третій групі дослідження поєднували пошкодження перших двох груп. Тварин контрольної групи вводили в наркоз, без формування жодних травм.У гомогенаті печінки досліджували рівень дієнових кон’югатів, трієнових кон’югатів та малонового деальдегіду через добу, три та сім діб після моделювання травм. Тварин дослідних груп виводили з експерименту в умовах тіопентало натрієвого наркозу методом тотального кровопускання з серця.Результати. Аналіз отриманих результатів показав, що накладання кровоспинних джгутів терміном на дві години викликає значну активацію системи ПОЛ у тканині печінки, навіть через сім діб показники МДА, ДК та ТК не поверталися до нормальних величин. Порівнюючи дослідні групи між собою, з’ясували, що вміст ДК у другій групі був статистично більшим,  ніж у першій та меншим,   ніж у третій. У ГД-3 показник ДК був статистично більшим,   ніж у ГД – 1 та ГД – 2 у всіх контрольних точках експериментального дослідження.У ГД – 3  рівень МДА зростав до сьомої доби: починаючи з першої доби, зріс у 9,4 раза  (р&lt;0,001), через три доби – у 15,7 раза  (р&lt;0,001) та через сім діб– у 18,2 раза (р&lt;0,001) порівняно з контрольними показниками.Вищевказане показує перспективу подальшого дослідження в розрізі корекції системних змін, які виникають в післяішемічному періоді.Висновки. Ішемічно-реперфузійний синдром в моделі поєднаної травми органів черевної порожнин, призводить до розвитку системних змін, про що опосередковано засвідчує  значне зростання показників системи ПОЛ.