Parameters of the Blood Oxidant/Antioxidant System in Elderly Patients with Acute Poisoning

The aim of the study was to assess the oxidant/antioxidant status in elderly patients in the early period of acute poisoning by psychotropic drugs or corrosive substances.

Material and methods. An open prospective observational study with retrospective control was conducted in 80 patients (age ≥ 60 years) with acute poisoning, of which 49 patients aged 72.1±9.55 years had psychotropic drug poisoning (PDP) and 31 subjects aged 73.0±10.3 years had corrosive substance poisoning (CSP). Patients with mild poisoning were excluded from the study. The control group consisted of 39 volunteers aged 68.3±6.3 years. Total antioxidant status (TAS), blood levels of malondialdehyde (MDA), stable nitric oxide metabolites (nitrite/nitrate, NOx), and oxidative stress index (MDA/TAS) were measured on days 1, 3 and 5 after hospital admission.

Results. When analyzing the changes in the parameters of the oxidant/antioxidant system, we observed lower values of the studied parameters in patients with both PDP and CSP compared to the control group. In patients with PDP, several parameters were reduced: MDA by 1.2 times on days 1 and 3 (P=0.002; P=0.008, respectively), NOx by 1.7 times (P<0.001) at all stages of the study, MDA/TAS by 2.4–2.9 times (P<0.001). In patients with CSP, MDA level decreased by 1.1–1.2 times at all study timepoints (P=0.003; P=0.010; P=0.046, respectively), NOx dropped 1.4–1.6-fold (P=0.012; P=0.004; P=0.023, respectively), and MDA/TAS decreased by 2.3–2.4 times (P<0.001). While comparing patients with favorable and fatal outcome, we found that in survived patients an increase of MDA/TAS along with growing NOx level was seen by day 5 with no significant changes of MDA and TAS, while in non-survivors MDA/TAS dropped continuously due to progressive fall of NOx level, reaching values 2.8–2.9 times (P<0.001) lower than those of the controls.

Conclusion. In elderly patients with acute poisonings due to psychotropic drugs or corrosive substances, an inadequate response of the oxidant/antioxidant system occurs manifesting as a reduced blood level of peroxidation products with simultaneous normal or slightly decreased concentration of antioxidant protection system components. Thus, the oxidative stress develops, which contributes to the death of the patients.

1. Лужников Е.А. (ред.) Медицинская токсикология: национальное руководство. М.: ГЭОТАР — Медиа. 2012: 928. ISBN 978-5-9704-2971-6.

2. Хоффман Р., Нельсон Л., Хауланд М.-Э., Льюин Н., Фломенбаум Н., Голдфранк Л. Экстренная медицинская помощь при отравлениях. М. Практика. 2010: 1440. ISBN: 978-5-89816-095-1.

3. Белова М.В., Леженина Н.Ф., Голиков П.П., Гольдфарб Ю.С., Давыдов Б.В., Матвеев С.Б., Лисовик Ж.А., Федорова Н.В., Евграфов С.Ю. Изменения лабораторных показателей экзо- и эндотоксемии при токсико-гипоксическон энцефалопатии, возникающей вследствие острых отравлений психофармакологическими средствами. Анестезиология и реаниматология. 2005; (6): 15–19. ISSN 0201-7563.

4. Белова М.В., Ильяшенко К.К., Давыдов Б.В., Петров С.И., Батурова И.В., Нимаев Ж.Ц., Лужников Е.А. Особенности окислительного стресса в остром периоде химической болезни. Токсикологический вестник. 2007; (2): 12–15.

5. Rodríguez M.L., Pérez S., Mena-Mollá S., Desco M.C., Ortega Á.L. Oxidative stress and microvascular alterations in diabetic retinopathy: future therapies. Oxid Med Cell Longev. 2019; 2019: 4940825. DOI: 10.1155/2019/4940825. PMID: 31814880.

6. Violi F., Loffredo L., Carnevale R., Pignatelli P., Pastori D. Atherothrombosis and Oxidative Stress: Mechanisms and Management in Elderly. Antioxid Redox Signal. 2017; 27 (14): 1083–1124. DOI: 10.1089/ars.2016.6963. PMID: 28816059.

7. Bielli A., Scioli M.G., Mazzaglia D., Doldo E., Orlandi A. Antioxidants and vascular health. Life Sci. 2015; 143: 209–216. DOI: 10.1016/j.lfs.2015.11.012. PMID: 26585821.

8. Kudryavtseva A.V., Krasnov G.S., Dmitriev A.A., Alekseev B.Y., Kardymon O.L., Sadritdinova A.F., Fedorova M.S., Pokrovsky A.V., Melnikova N.V., Kaprin A.D., Moskalev A.A., Snezhkina A.V. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress in aging and cancer. Oncotarget. 2016; 7 (29): 44879-44905. DOI: 10.18632/oncotarget.9821. PMID: 27270647.

9. Ильяшенко К.К., Евсеев А.К., Боровкова Н.В., Клычникова Е.В., Горончаровская И.В., Тазина Е.В., Ельков А.Н., Поцхверия М.М., Шабанов А.К., Андреев Ю.В. Особенности нарушений маркеров окислительного стресса и апоптоза клеток венозной крови в ранние сроки острых отравлений коррозивными веществами. Токсикологический вестник. 2021; (2): 23–32. DOI: 10.36946/0869-7922-2021-2-23-32.

10. Белова М.В., Ильяшенко К.К., Лужников Е.А. Окислительный стресс в неотложной токсикологии. Общая реаниматология. 2009; 5 (6): 40–44. DOI: 10.15360/1813-9779-2009-6-40.

11. Кишкун А.А. Биологический возраст и старение: возможности определения и пути коррекции. Рук-во для врачей. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2008: 976. ISBN 978-5-9704-0786-8.

12. Волков С.В., Ермолов А.С., Лужников Е.А. Химические ожоги пищевода и желудка: эндоскопическая диагностика и лазеротерапия. М.: Медпрактика-М; 2005: 120. ISBN 5-98803-006-8.

13. Пинчук Т.П., Абакумов М.М., Лужников Е.А. Ильяшенко К.К., Савинцева Е.А., Гуляев А.А., Дементьева И.В., Тропская Н.С., Азаров Я.Б. Эзофагоимпедансоманометрия при химических ожогах пищевода. Токсикологический вестник. 2005; (3): 15–18.

14. Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль Л.М. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов по тесту с тиобарбитуровой кислотой. Вопросы медицинской химии. 1987; 33 (1): 118–122. PMID: 2437702.

15. Голиков П.П., Николаева Н.Ю. Метод определения нитрита/нитрата (NOx) в сыворотке крови. Биомедицинская химия. 2004; 50 (1): 79–85. PMID: 15108630.

16. Daenen K., Andries A., Mekahli D., Van Schepdael A., Jouret F., Bammens B. Oxidative stress in chronic kidney disease. Pediatr. Nephrol. 2019; 34 (6): 975–991. DOI: 10.1007/s00467-018-4005-4. PMID: 30105414.

17. Senoner T., Dichtl W. Oxidative stress in cardiovascular diseases: still a therapeutic target? Nutrients. 2019; 11 (9): 2090. DOI: 10.3390/nu11092090. PMID: 31487802.

18. van der Pol A., van Gilst W.H., Voors A.A., van der Meer P. Treating oxidative stress in heart failure: past, present and future. Eur J Heart Fail. 2019; 21 (4): 425–35. DOI: 10.1002/ejhf.1320. PMID: 30338885.

19. Маткевич В.А., Поцхверия М.М., Гольдфарб Ю.С., Симонова А.Ю. Нарушения параметров гомеостаза при острых отравлениях и пути их коррекции. Токсикологический вестник. 2018; (3): 18–26. DOI: 10.36946/0869-7922-2018-3-18-26.

20. Farahmand S.K., Samini F., Samini M., Samarghandian S. Safranal ameliorates antioxidant enzymes and suppresses lipid peroxidation and nitric oxide formation in aged male rat liver. Biogerontology. 2013; 14 (1): 63–71. DOI: 10.1007/s10522-012-9409-0. PMID: 23179288.

21. Liguori I., Russo G., Curcio F., Bulli G., Aran L., Della-Morte D., Gargiulo G., Testa G., Cacciatore F., Bonaduce D., Abete P. Oxidative stress, aging, and diseases. Clin Interv Aging. 2018; 13: 757–772. DOI: 10.2147/CIA.S158513. PMID: 29731617.

22. Choudhury G., MacNee W. Role of inflammation and oxidative stress in the pathology of ageing in COPD: potential therapeutic interventions. COPD. 2017; 14 (1): 122–135. DOI: 10.1080/15412555.2016.1214948. PMID: 27624918.

23. Baierle M., Nascimento S.N., Moro A.M., Brucker N., Freitas F., Gauer B., Durgante J., Bordignon S., Zibetti M., Trentini C.M., Duarte M.M., Grune T., Breusing N., Garcia S.C. Relationship between inflammation and oxidative stress and cognitive decline in the institutionalized elderly. Oxid Med Cell Longev. 2015; 2015: 804198. DOI: 10.1155/2015/804198. PMID: 25874023.

24. Голиков П.П. Оксид азота в клинике неотложных заболеваний. М.: Медпрактика-М; 2004: 180. ISBN 5-901654-84-6.

25. Förstermann U., Xia N., Li H. Roles of Vascular oxidative stress and nitric oxide in the pathogenesis of atherosclerosis. Circ Res. 2017; 120 (4): 713–735. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.116.309326. PMID: 28209797.

26. Wang Z., Zhu Y. The role of plasma placental isoferritin in pathogenesis of preeclampsia and its predictive value for preeclampsia. Zhonghua Fu Chan Ke Za Zhi. (in Chinese). 2001; 36 (4): 209–211. PMID: 11783362.

27. Брюне Б., Сандау К., фон Кнетен А. Апоптотическая гибель клеток и оксид азота: механизмы активации и антогонистические сигнальные пути. Биохимия. 1998; 63 (7): 966–975. УДК 577.152.6.

28. Seligman S.P., Buyon J.P., Clancy R.M., Young B.K., Abramson S.B. The role of nitric oxide in the pathogenesis of preeclampsia. Am J Obstet Gynecol. 1994; 171 (4): 944–948. DOI: 10.1016/s0002-9378(94)70064-8. PMID: 7943106.

29. Chandrasekaran A., Idelchik M.D.P.S., Melendez J.A. Redox control of senescence and age-related disease. Redox Biol. 2017; 11: 91–102. DOI: 10.1016/j.redox.2016.11.005. PMID: 27889642.

30. Суходолова Г.Н., Ильяшенко К.К., Белова М.В., Симонова А.Ю., Леженина Н.Ф. Особенности вариабельности ритма сердца в первые часы острых отравлений психофармакологическими препаратами у лиц трудоспособного и пожилого возраста. Medline. Ru. Российский биомедицинский журнал. 2015; 16 (1): 285–292.