ssmuБюллетень сибирской медициныBulletin of Siberian Medicine1682-03631819-3684Siberian State Medical University, the Ministry of Healthcare of the Russian Federation10.20538/1682-0363-2020-3-67-75ssmu-2982Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL PAPERSИзменение показателей свертывающей системы крови и неспецифических плазменных протеиназ при развитии синдрома ишемии-реперфузииChanges in the blood coagulation system and non-specific plasma proteinases in ischemia-reperfusion injuryhttps://orcid.org/0000-0002-9204-5198ПисаревА. А.PisarevA. A.

аспирант, кафедра общей и клинической патофизиологии

Россия, Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бул. Ленина, 5/7

5/7, Lenin Boul., Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0001-9451-1757ПетренкоВ. И.PetrenkoV. I.

соискатель, кафедра общей и клинической патофизиологии

Россия, Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бул. Ленина, 5/7

5/7, Lenin Boul., Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0002-1309-4005КубышкинА. В.KubyshkinA. V.

д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой общей и клинической патофизиологии

Россия, Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бул. Ленина, 5/7

5/7, Lenin Boul., Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation

kubyshkin_av@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5092-4672ХарченкоВ. З.KharchenkoV. Z.

д-р мед. наук, профессор, кафедра общей и клинической патофизиологии

Россия, Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бул. Ленина, 5/7

5/7, Lenin Boul., Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation

https://orcid.org/0000-0003-3065-5748ФомочкинаИ. И.FomochkinaI. I.

д-р мед. наук, профессор, кафедра общей и клинической патофизиологии

Россия, Республика Крым, 295051, г. Симферополь, бул. Ленина, 5/7

5/7, Lenin Boul., Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation

КузичкинД. С.KuzichkinD. S.

канд. биол. наук, ст. науч. сотрудник, лаборатория медицинской биохимии и нейроэндокринологии

Россия, 123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76а

76a, Khoroshevskoe Highway, Moscow, Russian Federation

Медицинская академия им. С.И. Георгиевского, Крымский федеральный университет (КФУ) им. В.И. ВернадскогоРоссияMedical Academy named after S.I. Georgievsky, V.I. Vernadsky Crimean Federal UniversityRussian FederationГосударственный научный центр Российской Федерации (ГНЦ РФ), Институт медико-биологических проблем (ИМБП) Российской академии наук (РАН)РоссияState Scientific Center of the Russian Federation, Institute of Medical and Biological Problems of Russian Academy of SciencesRussian Federation2020071020201936775Copyright © Писарев А.А., Петренко В.И., Кубышкин А.В., Харченко В.З., Фомочкина И.И., Кузичкин Д.С., 20202020Писарев А.А., Петренко В.И., Кубышкин А.В., Харченко В.З., Фомочкина И.И., Кузичкин Д.С.Pisarev A.A., Petrenko V.I., Kubyshkin A.V., Kharchenko V.Z., Fomochkina I.I., Kuzichkin D.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.ssmu.ru/jour/article/view/2982Цель

Цель. Определить общие закономерности патогенетических изменений в свертывающей системе крови, неспецифических протеиназ и их ингибиторов при развитии  экспериментального синдрома ишемии-реперфузии.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование проведено на 48 половозрелых самцах крыс линии Вистар массой 180–200 г. Модель синдрома ишемии-реперфузии создавали наложением резиновых жгутов на обе задние конечности на уровне паховой складки сроком на 6 ч. Реваскуляризацию производили через 6, 12 и 24 ч после наложения жгутов. Оценивали состояние внутреннего и внешнего путей свертывания крови, активность  неспецифических протеиназ и их ингибиторов.

Результаты

Результаты. Показатели свертывающей системы крови свидетельствуют о развитии гипокоагуляционных изменений по мере удлинения времени реперфузии. Выявлено повышение значения протромбинового времени (ПВ) на 112,0% (р = 0,0142) и  увеличение активированного частичного тромбопластинового времени (АЧТВ) на 170,0% (р = 0,0147) к 6-му ч реперфузии по сравнению с группой контроля. К 12-м ч  реперфузии протромбиновое время возрастало до 174,2% (р = 0,0389), АЧТВ – в 4,95 раза (p = 0,0002), а растворимых фибрин-мономерных комплексов (РФМК) – на 121,3% (p = 0,0300). Длительность реперфузионного периода до 24 ч характеризовалась  сохранением высоких значений ПВ и АЧТВ, РФМК с повышением содержания  антитромбина III – на 11,4% (р = 0,0371) и снижением протеина С на 71,4% (р =  0,0071). Изменение показателей неспецифических протеиназ и их ингибиторов характеризовалось ростом активности трипсиноподобных протеназ в 2,8 раза (р < 0,001) по отношению к контролю, а также снижением антитриптической активности и уровня  кислотостабильных ингибиторов в 2,2 раза (р < 0,001) с максимумом через 24 ч реперфузии. Выявлена прямая корреляционная связь между показателями,  характеризующими дефицит факторов системы свертывания, и снижением  антипротеиназного потенциала. 

Заключение

Заключение. На основании результатов исследования показателей системы  свертывания крови и неспецифических протеиназ при развитии синдрома ишемии- реперфузии установлено, что нарушения в системе гемостаза характеризуются развитием гипокоагуляции на фоне роста активности трипсиноподобных протеиназ и снижения уровня их ингибиторов. Установленные изменения могут быть связаны с развитием дефицита факторов свертывания и ингибиторов протеиназ и иметь общие механизмы развития.

The aim of this study was to determine the general patterns of pathogenetic changes in the blood coagulation system and in non-specific proteinases and their inhibitors during the development of experimental  ischemiareperfusion injury.

Materials and methods

Materials and methods. The study was conducted on 48 male Wistar rats (180–200 g). We used a model of ischemia-reperfusion injury achieved by applying rubber tourniquets to both hind limbs at the inguinal fold level for 6 hours. Revascularization was performed for 6, 12, or 24 hours following the application of tourniquets, after which we examined the state of the internal and external blood coagulation pathways and the activity of nonspecific proteinases and their inhibitors.

Results

Results. Indicators of blood coagulation system change show the development of blood hypocoagulation changes as the reperfusion time increases. By the 6th hour of reperfusion, the prothrombin time (PT) was lengthened by 112.0% (p = 0.0142) and the activated partial thromboplastin time (APTT) by 170.0% (p = 0.0147) compared with values in the control group. By the 12th reperfusion hour, the PT was lengthened by 174.2% (p = 0.0389), and the APTT increased 4.9-fold (p = 0.0002). When the reperfusion period was increased to 24 hours, it was characterized by lengthened PT and APTT, accompanied by an increase in antithrombin III by 11.5% (p = 0.0371) and a decrease in protein C by 71.4% (p = 0.0071). Changes in the non-specific proteinases and their inhibitors were characterized by a 2.8-fold increase in the trypsin-like proteinase activity (p < 0.001) relative to the control, as well as a 2.2-fold decrease in antitrypsin activity and acid-stable inhibitors (p < 0.001), which reached a maximum after 24 hours of reperfusion. A direct correlation was found between indicators characterizing the deficiency of coagulation system factors and a decrease in antiproteinase potential.

Conclusion

Conclusion. Hemostatic system disorders are characterized by the development of hypocoagulation during ischemia-reperfusion injury as the result of an increase in the trypsin-like proteinase activity and a decrease in the levels of inhibitors. The established changes may be associated with the deficiency of coagulation factors and proteinase inhibitors and share common pathogenic mechanisms. 

свертывающая система кровисиндром ишемии-реперфузиинеспецифические протеиназыblood coagulationischemia-reperfusion injurynon-specific proteinasesРабота выполнена при поддержке Программы развития ФГАВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского» на 2015–2024 гг. в рамках реализации академической мобильности по проекту «Сеть академической мобильности «Развитие научных исследований в области экспериментальной медицины – РНИЭМ», а также при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований «Механизмы участия провоспалительных и апоптотических факторов в инициации повреждения органов при экстремальных состояниях», проект № 17-415-92010р_а.The study was conducted with support of 2015-2024 V.I. Vernadsky Crimean Federal University Development program in line with the realization of “Network of Academic Mobility” project “The Development of Scientific Research in Experimental Medicine” and with the support of Russian Foundation for Basic Research (project № 17-415-92010р_а)ReferencesMaegele M., Schöchl H., Cohen M.J. An up-date on the coagulopathy of trauma. Shock. 2014; 41 (21): 21–25. DOI: 10.1097/SHK.0000000000000088.Maegele M., Schöchl H., Cohen M.J. An up-date on the coagulopathy of trauma. Shock. 2014; 41 (21): 21–25. DOI: 10.1097/SHK.0000000000000088.Федосов М.И., Фомочкина И.И., Кубышкин А.В., Бабанин А.А., Пылаева Н.Ю. Патогенетическое значение протеолитических и цитокиновых механизмов при реперфузионном синдроме. Таврический медико-биологический вестник. 2012; 15 (3): 353–357.Fedosov M.I., Fomochkina I.I., Kubyshkin A.V., Babanin A.A., Pylaeva N.Yu. Pathogenetic significance of proteolytic and cytokine mechanisms in reperfusion syndrome. Tauride Medical and Biological Bulletin. 2012; 15 (3): 354–358 (in Russ.).Харченко В.З., Кубышкин А.В., Анисимова Л.В., Фомочкина И.И., Иванцова Н.Л., Жукова А.А. и др. Ингибиторы протеиназ и антиоксиданты в патогенетической терапии органопатологии при реперфузионном синдроме, осложненном кровопотерей. Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2016; 7 (2): 49–52.Kharchenko V.Z., Kubyshkin A.V., Anisimova L.V., Fomochkina I.I., Ivantsova N.L., Zhukova A.A. et al. Proteinase inhibitors and antioxidants in the pathogenic therapy of organopathology caused by reperfusion syndrome complicated with blood loss. Crimean Journal of Experimental and Clinical Medicine. 2016; 7 (2): 23–25 (in Russ.).Maegele M., Spinella P.C., Schoechl H. The acute coagulopathy of trauma: mechanisms and tools for risk stratification. Shock. 2012; 38 (5): 450–458. DOI: 10.1097/SHK.0b013e31826dbd23.Maegele M., Spinella P.C., Schoechl H. The acute coagulopathy of trauma: mechanisms and tools for risk stratification. Shock. 2012; 38 (5): 450–458. DOI: 10.1097/SHK.0b013e31826dbd23.Oshiro A., Yanagida Y., Gando S., Henzan N., Takahashi I., Makise H. Hemostasis during the early stage of trauma: comparison with disseminated intravascular coagulation. Critical Care. 2014; 18: 61–63. DOI: 10.1186/cc13816.Oshiro A., Yanagida Y., Gando S., Henzan N., Takahashi I., Makise H. Hemostasis during the early stage of trauma: comparison with disseminated intravascular coagulation. Critical Care. 2014; 18: 61–63. DOI: 10.1186/cc13816.Francis A., Baynosa R. Ischaemia-reperfusion injury and hyperbaric oxygen pathways: a review of cellular mechanisms. Diving and Hyperbaric Medicine. 2017; 47 (2): 110–117. DOI: 10.28920/dhm47.2.110-117.Francis A., Baynosa R. Ischaemia-reperfusion injury and hyperbaric oxygen pathways: a review of cellular mechanisms. Diving and Hyperbaric Medicine. 2017; 47 (2): 110–117. DOI: 10.28920/dhm47.2.110–117.Kalogeris T., Baines C.P., Krenz M., Korthuis R.J. Ischemia-reperfusion. Comprehensive Physiology. 2016; 7 (1): 113–170. DOI: 10.1002/cphy.c160006.Kalogeris T., Baines C.P., Krenz M., Korthuis R.J. Ischemia-Reperfusion. Comprehensive Physiology. 2016; 7 (1): 113–170. DOI: 10.1002/cphy.c160006.Каркищенко Н.Н., Грачева С.В. Руководство по лабораторным животным и альтернативным моделям в биомедицинских исследованиях. М.: Профиль, 2010: 344.Karkishchenko N.N., Gracheva S.V. Guide to laboratory animals and alternative models in biomedical research. Moscow: Profil, 2010: 344 (in Russ.).Руководство по содержанию и использованию лабораторных животных. 8-е изд.; пер. с англ. под ред. И.В. Белозерцевой, Д.В. Блинова, М.С. Красильщиковой. М.: ИРБИС, 2017: 336.Guidelines for the maintenance and use of laboratory animals; eighth Edition; Trans. I.V. Belozertseva, D.V. Blinova, M.S. Krasilshchikova. Moscow: IRBIS, 2017: 336 (in Russ.).Конвенция Совета Европы о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях, 1986: 37.The Council of Europe Convention on the Protection of Vertebrate Animals Used for Experiments or for Other Scientific Purposes, 1986: 37 (in Russ.).Рекомендации по эвтаназии экспериментальных животных. Документ экспертной группы Европейской комиссии. Ч. 1. 1996; 30: 293–316. Ч. 2. 1997; 31: 1–32.Recommendations for euthanasia of experimental animals: Part 1, Part 2. Laboratory Animals. 1996; 30: 293–316. 1997; 31: 1–32 (in Russ.).Оглоблина О.Г., Платонова Л.В., Пасхина Т.С. Измерение активности трипсино- и эластазоподобных протеиназ полиморфноядерных лейкоцитов и уровня их кислотостабильных ингибиторов в бронхиальном секрете человека. М.: Изд-во МГУ, 1984: 14.Ogloblina O.G., Platonova L.V., Paskhina T.S. Measurement of trypsin and elastase-like proteinases of polymorphonuclear leukocytes and the level of their acid-stable inhibitors in human bronchial secretion. Moscow: Izd-vo MGU, 1984: 14 (in Russ.).Кубышкин А.В., Харченко В.З., Семенец П.Ф., Алиев Л.Л., Фомочкина И.И., Анисимова Л.В. Методы определения активности неспецифических протеиназ и их ингибиторов в сыворотке крови и биологических жидкостях. Киев: Изд-во КНМУ, 2010: 28.Kubyshkin A.V., Kharchenko V.Z., Semenets P.F., Aliev L.L., Fomochkina I.I., Anisimova L.V. Methods for determining the activity of non-specific proteinases and their inhibitors in serum and biological fluids. Kiev: Izd-vo KNMU, 2010: 28 (in Russ.).Hanusz Z., Tarasinska J. Simulation Study on Improved Shapiro – Wilk Tests for Normality. Communications in Statistics – Simulation and Computation. 2014; 43 (9): 2093–2105. DOI: 10.1080/03610918.2013.844835.Hanusz Z., Tarasinska J. Simulation Study on Improved Shapiro–Wilk Tests for Normality. Simulation and Computation, 2014; 43 (9): 2093–2105. DOI: 10.1080/03610918.2013.844835.Iba T., Kidokoro A. High-dose antithrombin therapy for sepsis: mechanisms of action. Shock. 2002; 18 (5): 389–394. DOI: 10.1097/00024382-200211000-00001.Iba T., Kidokoro A. High-dose antithrombin therapy for sepsis: mechanisms of action. Shock. 2002; 18 (5): 389–394. DOI: 10.1097/00024382-200211000-00001.Levi M., Toh C.H., Thachil J., Watson H.G. Guidelines for the diagnosis and management of disseminated intravascular coagulation. British Journal of Haematology. 2009; 145: 24–33. DOI: 10.1111/j.1365-2141.2009.07600.x.Levi M., Toh C.H., Thachil J., Watson H.G. Guidelines for the Diagnosis and Management of Disseminated Intravascular Coagulation. British Journal of Haematology. 2009; 145: 24–33. DOI: 10.1111/j.1365-2141.2009.07600.x.Sawamura A., Gando S., Hayakawa M., Hoshino H., Kubota N., Sugano M. Effects of antithrombin III in patients with disseminated intravascular coagulation diagnosed by newly developed diagnostic criteria for critical illness. Clin. Appl. Thromb. Hemost. 2009; 15 (5): 561–566. DOI: 10.1177/1076029608323497.Sawamura A., Gando S., Hayakawa M., Hoshino H., Kubota N., Sugano M. Effects of antithrombin III in patients with disseminated intravascular coagulation diagnosed by newly developed diagnostic criteria for critical illness. Clin. Appl. Thromb. Hemost. 2009; 15 (5): 561–566. DOI: 10.1177/1076029608323497.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.