CC BY
65
УДК: 616.832
АКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ РАССЕЯННОМ СКЛЕРОЗЕ
О.А. Кичерова, Л.И. Рейхерт
ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Тюмень, Россия
Контактная информация:
Кичерова Оксана Альбертовна - доктор медицинских наук, доцент. Место работы и должность: заведующая кафедрой нервных болезней ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России. Адрес: 625023, г. Тюмень, ул. Одесская, д. 46. Электронный адрес: [email protected]
Рейхерт Людмила Ивановна - доктор медицинских наук, профессор. Место работы и должность: профессор кафедры нервных болезней ФГБОУ ВО «Тюменский государственный медицинский университет» Минздрава России. Адрес: 625023, г. Тюмень, ул. Одесская, д. 46. Электронный адрес: [email protected]
Изучено состояние отдельных звеньев системы антиоксидантной защиты (активность супероксиддисмутазы, ка-талазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, содержание альфа-токоферола в мембранах эритроцитов) у больных рассеянным склерозом; проведен сравнительный анализ данных показателей в разные фазы заболевания, а также при различных вариантах его течения. Установлено, что при рассеянном склерозе происходит депрессия антиоксидантной системы, наиболее выраженная при неблагоприятных формах заболевания, а также в период экзацер-бации патологического процесса.
Ключевые слова: рассеянный склероз, оксидантный стресс
Актуальность проблемы рассеянного склероза обусловлена ростом заболеваемости во всем мире и стабильно высокими её показателями в отдельных регионах Российской Федерации, в том числе, в Западной и Восточной Сибири [9, 12, 13, 18, 19]. В настоящее время не вызывает сомнений ведущая роль аутоиммунных механизмов в патогенезе этого заболевания. В то же время остаётся ряд моментов, патогенетическая значимость которых ещё нуждается в уточнении. В частности это касается биохимических механизмов, являющихся универсальными при многих патологических состояниях. Это, прежде всего, процессы перекисного окисления липидов и активность системы антиоксидантной защиты [2, 3, 7, 8, 14, 16]. Изучение характера мем-бранодестабилизирующих процессов в центральной нервной системе остаётся актуальным направлением современной неврологии, хотя и затруднено недоступностью нервной клетки для биохимического исследования. Использование клеток крови при изучении патогенеза рассеянного склероза продиктовано генетической детерминированностью патологического процесса при рассеянном склерозе, однотипностью функционального строения липидного бислоя различных клеток в организме и универсальностью ферментных антиоксидантных систем [1, 10, 11].
Целью настоящего исследования явилось изучение на модели эритроцита показателей системы антиоксидантной защиты (активность ферментов антиоксидантной защиты -СОД, каталазы, Г-5-ФДГ, содержание эндогенного антиоксиданта альфа-токоферола) при рассеянном склерозе.
Материал и методы исследования.
Проведено комплексное исследование 84 больных рассеянным склерозом (РС). Контрольную группу составили 20 практически здоровых доноров аналогичного возраста. Эритроциты получали из крови локтевой вены. В качестве стабилизатора использовали гепарин (25 ЕД. на 1 мл крови). Посуда для отбора и обработки крови была дважды силиконирована. Мембранный комплекс (тени эритроцитов) получали методом осмотического гемолиза [4]. Для приготовления липидных экстрактов использовали 0,1 мл теней эритроцитов. Конечные результаты пересчитывали на миллиграмм липидов, для чего в одном из экстрактов у каждого больного рассеянным склерозом определяли общее содержание липидов с помощью стандартных наборов Био-Ла-Тест.
Уровень антиоксидантной защиты оценивали на основании:
а) определения содержания альфа-токоферола - жирорастворимого антиоксиданта [15];
б) исследования активности супероксиддис-мутазы - фермента антирадикальной защиты [5, 6, 17];
в) исследования активности каталазы - фермента антиперекисной защиты [6];
г) исследования активности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы [1].
Результаты и обсуждение.
Состояние антиоксидантной системы защиты в организме является одним из важнейших механизмов, регулирующих активность переокисления липидов и, косвенно, функциональную значимость эндогенных фосфолипаз. Дефицит или несостоятельность различных звеньев анти-оксидантной защиты создаёт перспективу для формирования цепных реакций дестабилизации клеточных мембран.
Анализ состояния отдельных звеньев системы антиоксидантной защиты у больных рассеянным склерозом позволил выявить ряд изменений. Показатели активности ферментов антиок-сидантной защиты и содержание альфа-токоферола в мембранах эритроцитов больных рассеянным склерозом в зависимости от течения заболевания представлены в таблице 1.
Как следует из представленных результатов исследования, при ремиттирующем рассеянном склерозе (РРС) мы не выявили значимых отличий анализируемых показателей по сравнению с контрольной группой. Установлено, что активность ферментов антиоксидантной защиты (су-
пероксиддисмутазы, каталазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы) и содержание альфа-токоферола в мембранах эритроцитов больных РРС находятся в соответствии с нормативными параметрами, что свидетельствует о состоятельности исследованных звеньев системы антиок-сидантной защиты при ремиттирующем течении рассеянного склероза.
У больных с менее благоприятным течением РС (вторично-прогредиентный (ВПРС) и пер-вично-прогредиентный (ППРС) рассеянный склероз) были выявлено значительное снижение активности ферментов антиоксидантной защиты (СОД, каталазы, Г-6-ФДГ) и дефицит эндогенного антиоксиданта альфа-токоферола в мембранах эритроцитов. При этом депрессия системы антиоксидантной защиты более выражена у больных с наиболее неблагоприятным течением рассеянного склероза (ППРС), что отражается в статистически достоверном снижении активности СОД и Г-6ФДГ по сравнению с аналогичными показателями в группе больных ВПРС. Что касается сниженной активности каталазы и дефицита содержания альфа-токоферола, то эти параметры в группах ВПРС и ППРС вполне сопоставимы.
Полученные результаты могут свидетельствовать о том, что при неблагоприятном варианте РС (ВПРС и ППРС) у больных наблюдается срыв компенсаторных возможностей исследованных звеньев системы антиоксидантной защиты (активность СОД, каталазы, Г-6ФДГ, содержание альфа-токоферола).
Таблица 1
Показатели активности ферментов антиоксидантной защиты и содержание а-токоферола в МЭ больных РС в зависимости от течения заболевания (М±т)
Здоровые n=30 Больных РС, n=84
Показатели РРС n=46 ВПРС n=25 ППРС n=13
СОД, % торм. 45,3±2,9 48,36±1,9 28,54±1,21* / ** 21,14±0,8* / ** / ***
Каталаза, моль мин. мл 3,9±0,1 3,19±0,1 2,01±0,09* / ** 1,87±0,1* / **
Г-6ФДГ 662,9±29,9 607,13±26,8 417,8±21,1* / ** 358,4±23,8* / ** / ***
Альфа-токоферол, нмоль. мл 5,8±0,28 5,03±0,1 3,67±0,1* / ** 3,24±0,2* / **
Примечание: * - достоверность статистических различий между показателями здоровых и больных РС (р <0,05); ** - достоверность статистических различий между показателями больных ремиттирующим течением и показателями в двух других группах больных РС (р <0,05); *** - достоверность статистических различий между показателями больных вторично-прогредиентным и первично-прогредиентным течением РС (р<0,05).
Таблица 2
Показатели активности ферментов антиоксидантной защиты и содержание а-токоферола в МЭ больных РС в зависимости от стадии заболевания (M±m)
Здоровые n=30 Больные РС, n=46
Анализируемые показатели обострение n=29 ремиссия n=17
СОД, % торм. 45,3±2,9 24,84±0,9* 44,3±1,3**
Каталаза, моль мин. мл 3,9±0,1 2,41±0,1* 3,4±0,15**
Г-6ФДГ 662,9±29,9 451,3±20,1* 628,1±26,1**
Альфа -токоферол, нмоль. мл 5,8±0,28 3,22±0,2* 5,49±0,1**
Примечание: * - достоверность статистических различий между показателями здоровых и больных РС (р<0,05); ** -достоверность статистических различий между показателями при обострении и ремиссии у больных РС (р<0,05).
Несостоятельность системы антиоксидантной защиты является дополнительным фактором, ведущим к активации процессов перекис-ного окисления липидов и, в конечном итоге, изменению функциональных свойств клеточных мембран и их структуры.
Проведенный корреляционный математический анализ позволил выявить высокодостоверные отрицательные корреляционные взаимосвязи между тяжестью клинических проявлений рассеянного склероза и активностью суперок-сиддисмутазы (г = - 0,651; р <0,05), что свидетельствует о патогенетической значимости активности СОД в тяжести клинических проявлений РС.
В связи с тем, что мы имели возможность сравнить состояние системы антиоксидантной защиты при рассеянном склерозе в разные периоды заболевания (обострения и ремиссии) нами исследованы анализируемые показатели системы антиоксидантной защиты (активность СОД, каталазы, Г-6ФДГ, содержание альфа-токоферол) в группе больных РРС. Были установлены существенные изменения в системе антиоксидантной защиты у больных рассеянным склерозом в зависимости от стадии заболевания (обострение или ремиссия). Данные представлены в таблице 2.
Как следует из представленных результатов исследования, совершенно очевидно, что в период экзацербации РРС наблюдается статистически достоверное снижение активности ферментов антиоксидантной защиты (супероксид-дисмутазы, каталазы, глюкозо -6 - фосфатде-гидрогеназы). Кроме того, нами установлено уменьшение содержания в мембранах эритроцитов эндогенного антиоксиданта - альфа-
токоферола, что свидетельствует об истощении пула эндогенных антиоксидантов в условиях их повышенного расходования при свободноради-кальном стрессе.
В период ремиссии показатели активности ферментов антиоксидантной защиты и содержание альфа-токоферола в мембранах эритроцитов статистически достоверно выше по сравнению с аналогичными показателями в период обострения и не имеют статистически достоверных различий с контрольной группой.
Установлено, что срыв компенсации в системе антиоксидантной защиты совпадает с периодом обострения заболевания. Можно предположить, что изученные нами звенья системы антиоксидантной защиты обеспечивают продолжительность ремиссии при РРС. Вполне вероятно, что несостоятельность системы антиок-сидантной защиты является одним из факторов, ведущих к экзацербации при рассеянном склерозе.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что состояние антиоксидант-ной системы является одним из важнейших механизмов в патогенезе рассеянного склероза. Депрессия отдельных звеньев антиоксидантной системы наиболее выражена при неблагоприятных формах рассеянного склероза, а также в период экзацербации, что свидетельствует о срыве компенсаторных возможностей в условиях тяжелого течения патологического процесса. Указанная несостоятельность антиоксидантной системы может являться дополнительным фактором, ведущим к активации ПОЛ и, как следствие к значительным структурно - функциональным перестройкам клеточных мембран [3, 7, 8].
Литература:
1. Асатиани. Ферментные методы анализа. -Москва, 1969. - 740 с.
2. Быченко С.М., Кичерова О.А., Маркина О.Л. Роль нарушений метаболизма в механизмах формирования демиелинизирующего процесса при рассеянном склерозе // Медицинская наука и образование Урала. - 2012. - Том 13, № 1, вып. 1 (69). - С. 15-18.
3. Быченко С.М., Кичерова О.А., Рейхерт Л.И. Роль антиоксидантной системы в патогенезе рассеянного склероза // Медицинская наука и образование Урала. - 2011. - Том 12, № 3-1. -С. 151-153.
4. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врачей. - Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. - 383 с.
5. Верболович В.П., Подгорная Л.М. Определение активности глутатионпероксидазы и суперок-сиддисмутазы на биохимическом анализаторе // Лабораторное дело. - 1987. - № 2. - С. 17-20.
6. Дубинина Е.Е., Ефимова Л.Ф., Софронова Л.И., Геронимус А.Л. Сравнительный анализ активности супероксиддисмутазы и каталазы эритроцитов и цельной крови у новорожденных детей при хронической гипоксии // Лабораторное дело. -1988. - № 8. - С. 10-19.
7. Кичерова О.А. Патогенетическое значение мем-брано-дестабилизирующих процессов и состояния системы антиоксидантной защиты при рассеянном склерозе и возможности их медикаментозной коррекции (проспективное исследование): Дисс... докт. мед. наук. - ТюмГМУ, Пермь, 2013.
8. Кичерова О.А., Рейхерт Л.И. Механизмы формирования патологического процесса при рассеянном склерозе и способы их коррекции // Медицинская наука и образование Урала. - 2017. -Том 18, № 2 (90). - С. 147-150.
9. Малкова Н.А. Современные тенденции эпидемиологии и клиники рассеянного склероза (20-летнее проспективное исследование в Западной Сибири на примере г. Новосибирска): Дисс. докт. мед. наук / НИИ неврологии РАМН. -Москва, 2005.
10. Медди Э., Мэдди Э. Биохимическое исследование мембран. - М.: Мир, 1979. - С. 227-249.
11. Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике. - М.: Медицина, 1987. - 365 с.
12. Подлузская И.Д., Рейхерт Л.И. Эпидемиологические аспекты рассеянного склероза на юге Тюменской области // Медицинская наука и образование Урала. - 2009. - Том 10, № 2-1 (58). -С. 30-3.
References:
1. Asatiani. Fermentnye metody analiza. - Moskva, 1969. -740 s. (In Russ)
2. Bychenko S.M., Kicherova O.A., Markina O.L. Rol' narushenij metabolizma v mehanizmah formirovanija demielinizirujushhego processa pri rassejannom skleroze // Medicinskaja nauka i obrazovanie Urala. - 2012. -Tom 13, № 1, vyp. 1 (69). - S. 15-18. (In Russ)
3. Bychenko S.M., Kicherova O.A., Rejhert L.I. Rol' antioksidantnoj sistemy v patogeneze rassejannogo skleroza // Medicinskaja nauka i obrazovanie Urala. -2011. - Tom 12, № 3-1. - S. 151-153. (In Russ)
4. Byshevskij A.Sh., Tersenov O.A. Biohimija dlja vrachej. - Ekaterinburg: Ural'skij rabochij, 1994. - 383 s. (In Russ)
5. Verbolovich V.P., Podgornaja L.M. Opredelenie ak-tivnosti glutationperoksidazy i superoksiddismutazy na biohimicheskom analizatore // Laboratornoe delo. -
1987. - № 2. - S. 17-20. (In Russ)
6. Dubinina E.E., Efimova L.F., Sofronova L.I., Geronimus A.L. Sravnitel'nyj analiz aktivnosti superoksiddismutazy i katalazy jeritrocitov i cel'noj krovi u novorozhdennyh detej pri hronicheskoj gipoksii // Laboratornoe delo. -
1988. - № 8. - S. 10-19. (In Russ)
7. Kicherova O.A. Patogeneticheskoe znachenie membrano-destabilizirujushhih processov i sostojanija sistemy antioksidantnoj zashhity pri rassejannom skleroze i vozmozhnosti ih medikamentoznoj korrekcii (prospektivnoe issledovanie): Diss. dokt. med. nauk. - TjumGMU, Perm', 2013. (In Russ)
8. Kicherova O.A., Rejhert L.I. Mehanizmy formirovanija patologicheskogo processa pri rassejannom skleroze i sposoby ih korrekcii // Medicinskaja nauka i obrazovanie Urala. - 2017. - Tom 18, № 2 (90). - S. 147-150. (In Russ)
9. Malkova N.A. Sovremennye tendencii jepidemiologii i kliniki rassejannogo skleroza (20-letnee prospektivnoe issledovanie v Zapadnoj Sibiri na primere g. Novosibirska): Diss. dokt. med. nauk / NII nevrologii RAMN. - Moskva, 2005. (In Russ)
10. Meddi Je., Mjeddi Je. Biohimicheskoe issledovanie membran. - M.: Mir, 1979. - S. 227-249. (In Russ)
11. Men'shikov V.V. Laboratornye metody issledovanija v klinike. - M.: Medicina, 1987. - 365 s.
12. Podluzskaja I.D., Rejhert L.I. Jepidemiologicheskie aspekty rassejannogo skleroza na juge Tjumenskoj oblasti // Medicinskaja nauka i obrazovanie Urala. -2009. - Tom 10, № 2-1 (58). - S. 30-32. (In Russ)
13. Рассеянный склероз. Кичерова О.А., Рейхерт Л.И., Быченко С.М. Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования "Тюменская гос. мед. акад. Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию" (ГОУ ВПО ТюмГМА Росздрава). -Тюмень, 2007.
14. Рейхерт Л.И., Быченко С.М., Кичерова О.А., Подлузская И.Д., Тенина О.А., Соколова А.А. Роль окислительного стресса в механизмах формирования демиелинизирующего процесса при рассеянном склерозе // Неврологический вестник. Журнал им. В.М. Бехтерева. - 2006. - Том XXXVIII, № 3-4. - С. 40-45.
15. Рудакова-Шилина Н.К., Матюкова Л.Д. Оценка антиоксидантной системы организма // Лабораторное дело. - 1982. - № 1. - С. 19-22.
16. Соколова А.А., Рейхерт Л.И., Кичерова О.А. Значимость мембрано-патологических процессов в тяжести клинических проявлений и прогнозе рассеянного склероза // Тюменский медицинский журнал. - 2015. - Том 17, № 4. - С. 47-51.
17. Чумаков В.Н., Осинская Л.В. Активность цинк и медь-содержащей супероксиддисмутазы в тканях крыс в норме и при гипоксии // Вопросы мед. химии. - 1979. - № 8. - С. 261-265.
18. Шмидт Т.Е. Новые данные по эпидемиологии, патогенезу и клинике рассеянного склероза (по материалам 28-го конгресса ECTRIMS - Европейского комитета по исследованию и лечению рассеянного склероза, Лион, 2012) // Неврологический журнал. - 2013. - Том 18, № 1. - С. 3944.
19. Шмидт Т.Е., Яхно Н.Н. Рассеянный склероз. -М.: МЕДпресс-информ, 2010. - 267 с.
13. Rassejannyj skleroz. Kicherova O.A., Rejhert L.I., By-chenko S.M. Federal'noe agentstvo po zdravoohraneniju i social'nomu razvitiju, Gos. obrazovatel'noe uchrezhde-nie vyssh. prof. obrazovanija "Tjumenskaja gos. med. akad. Federal'nogo agentstva po zdravoohraneniju i so-cial'nomu razvitiju" (GOU VPO TjumGMA Roszdrava). - Tjumen', 2007. (In Russ)
14. Rejhert L.I., Bychenko S.M., Kicherova O.A., Podluzskaja I.D., Tenina O.A., Sokolova A.A. Rol' okislitel'nogo stressa v mehanizmah formirovanija demielinizirujushhego processa pri rassejannom skleroze // Nevrologicheskij vestnik. Zhurnal im. V.M. Beh-tereva. - 2006. - Tom XXXVIII, № 3-4. - S. 40-45. (In Russ)
15. Rudakova-Shilina N.K., Matjukova L.D. Ocenka anti-oksidantnoj sistemy organizma // Laboratornoe delo. -1982. - № 1. - S. 19-22. (In Russ)
16. Sokolova A.A., Reykhert L.I., Kicherova O.A. The importance of membrane-pathological processes in the severity of clinical manifestations and prediction ofthe multiple sclerosis // Tyumen Medical Journal. - 2015. -Vol. 17, № 4. - P. 47-51. (In Russ)
17. Chumakov V.N., Osinskaja L.V. Aktivnost' cink i med'-soderzhashhej superoksiddismutazy v tkanjah krys v norme i pri gipoksii // Voprosy med. himii. - 1979. - № 8. - S. 261-265. (In Russ)
18. Shmidt T.E. Novye dannye po jepidemiologii, patogenezu i klinike rassejannogo skleroza (po materialam 28-go kongressa ECTRIMS -Evropejskogo komiteta po issledovaniju i lecheniju rassejannogo skleroza, Lion, 2012) // Nevrologicheskij zhurnal. - 2013. - Tom 18, № 1. - S. 39-44. (In Russ)
19. Shmidt T.E., Jahno N.N. Rassejannyj skleroz. - M.: MEDpress-inform, 2010. - 267 s. (In Russ)
THE ACTIVITY OF THE ANTIOXIDANT DEFENSE SYSTEM IN MULTIPLE SCLEROSIS
O.A. Kicherova, L.I. Reykhert
Tyumen state medical University, Tyumen, Russia
Abstract:
The state of individual links of the antioxidant defense system (activity of superoxide dismutase, catalase, glucose-6-phosphate dehydrogenase, alpha-tocopherol content in erythrocyte membranes) in patients with multiple sclerosis was studied; a comparative analysis of these indicators in different phases of the disease, as well as in various variants of its course, was undertaken. It has been established that in multiple sclerosis there is a depression of the antioxidant system, most pronounced under unfavorable forms of the disease, and during the exacerbation of the pathological process.
Key words: multiple sclerosis, oxidant stress
