Научная статья на тему 'Гиперпродукция катехоламинов как фактор индукции окислительного стресса при алкогольном делирии'

Гиперпродукция катехоламинов как фактор индукции окислительного стресса при алкогольном делирии Текст научной статьи по специальности «Медицина и здравоохранение»

CC BY
168
13
Поделиться
Ключевые слова
АЛКОГОЛЬНЫЙ ДЕЛИРИЙ / КАТЕХОЛАМИНЫ / СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ / ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ / ALCOHOLIC MANIA / CATECHOLAMINE / FREE RADICAL OXIDATION / OXIDATIVE MODIFICATION OF PROTEINS

Аннотация научной статьи по медицине и здравоохранению, автор научной работы — Виноградов Д.Б., Изаровский Б.В.

Проведено обследование 115 пациентов с явлениями алкогольного делирия. Определяли содержание продуктов свободнорадикального окисления, катехоламинов, гистамина и серотонина в крови. Результаты проведенного исследования позволяют сделать выводы о том, что гиперпродукция катехоламинов является значимым фактором индукции окислительного стресса при алкогольном делирии. Основным проявлением окислительного стресса является активация окислительной модификации белков с накоплением продуктов альдегидной природы и продуктов окисления ароматических аминокислот.

Похожие темы научных работ по медицине и здравоохранению , автор научной работы — Виноградов Д.Б., Изаровский Б.В.,

Hyperproduction of catecholamines as a factor of oxidative stress induction in the course of alcoholic mania

The study involved 115 patients with symptoms of alcoholic mania. The content of the products of free radical oxidation, catecholamines, histamine and serotonin in the blood was defined. The results of the study allow drawing a conclusion that overproduction of catecholamine is an important factor in the induction of oxidative stress in alcoholic delirium. The main manifestation of oxidative stress is the activation of oxidative modification of proteins with the accumulation of the aldehyde product of nature and the products of oxidation of aromatic amino acids.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Гиперпродукция катехоламинов как фактор индукции окислительного стресса при алкогольном делирии»

16 ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА '5 (90) сентябрь 2015 г.

УДК 616.89-008.441.1-036.1

д.б. виноградов, б.в. изаровский

Челябинская областная клиническая наркологическая больница, 454007, г. Челябинск, ул. 40 лет октября, д. 36

Гиперпродукция катехоламинов как фактор индукции окислительного стресса при алкогольном делирии

виноградов Дмитрий Борисович — кандидат медицинских наук, заведующий отделением неотложной наркологической помощи, тел. (351) 254-47-14, e-mail: cimes8@mail.ru

изаровский Борис васильевич — главный врач, тел. (351) 775-12-22, e-mail: b-izarovskij@yandex.ru

Проведено обследование 115 пациентов с явлениями алкогольного делирия. Определяли содержание продуктов свобод-норадикального окисления, катехоламинов, гистамина и серотонина в крови. Результаты проведенного исследования позволяют сделать выводы о том, что гиперпродукция катехоламинов является значимым фактором индукции окислительного стресса при алкогольном делирии. Основным проявлением окислительного стресса является активация окислительной модификации белков с накоплением продуктов альдегидной природы и продуктов окисления ароматических аминокислот.

Ключевые слова: алкогольный делирий, катехоламины, свободнорадикальное окисление, окислительная модификация белков.

D.B. ViNOGRADOV, B.V. izAROVsKY

Chelyabinsk Regional Clinical Narcology Hospital, 36 40 let Oktyabrya St., Chelyabinsk, Russian Federation, 454007

Hyperproduction of catecholamines as a factor of oxidative stress induction in the course of alcoholic mania

Vinogradov D.B. — Cand. Med. Sc., Head of the Department of Emergency Narcological Care, tel. (351) 254-47-14, e-mail: cimes8@mail.ru izarovsky B.V. — head physician, tel. (351) 775-12-22, e-mail: b-izarovskij@yandex.ru

The study involved 115 patients with symptoms of alcoholic mania. The content of the products of free radical oxidation, catecholamines, histamine and serotonin in the blood was defined. The results of the study allow drawing a conclusion that overproduction of catecholamine is an important factor in the induction of oxidative stress in alcoholic delirium. The main manifestation of oxidative stress is the activation of oxidative modification of proteins with the accumulation of the aldehyde product of nature and the products of oxidation of aromatic amino acids.

Key words: alcoholic mania, catecholamine, free radical oxidation, oxidative modification of proteins.

Развитие алкогольных психозов во многом определяется нарушениями обмена аминокислот и биогенных аминов. Алкогольный делирий (АД) развивается при выраженной активации гормонального и медиаторного звена симпатоадреналовой системы (САС). Наибольшую роль в патогенезе абстинентного синдрома и АД отводят изменению обмена катехоламинов (КА), в первую очередь дофамина и норадреналина: наблюдается их гиперпродукция, ускоренный метаболизм, увеличивается концен-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ПсИХИАТРИЯНЕВРОЯОГ^И

трация КА в биологических жидкостях [1-3]. Считается, что нарушения обмена катехоламинов при АД обусловлены активацией дофаминергических, норадренергических нейронов, сАс, а также дефицитом витаминов группы В и сопряженным с ним нарушением функции тиамин и пиридоксин-зави-симых ферментов, вовлеченных в метаболизм биогенных аминов [1, 4-6].

Известно, что кА оказывают модулирующее влияние на процессы свободнорадикального окисле-

ния, участвуя в реализации тканевых повреждений при различных патологических состояниях [3, 7, 8]. Высокореактивными продуктами окисления при этом являются сеимихиноны, хиноны, адренох-ромы, адренолютины и меланин. В структуру образующихся соединений могут вовлекаться ионы металлов. Окисленные КА легко взаимодействуют с нуклеофильными группами аминокислотных остатков, истощают запасы аскорбиновой кислоты, а адреналин в высоких концентрациях способен напрямую инактивировать глутатион [1, 2].

В то же время известно, что алкогольный делирий сопровождается развитием выраженного окислительного стресса, основным проявлением которого является усиление окислительной модификации белков (ОМБ) [2, 9], но механизмы усиления окисления белков при этом неизвестны. Очевидно, весомый вклад в формирование окислительного стресса при АД будут вносить процессы ферментативного и неферментативного окисления кА.

Цель исследования — выявление соотношения между интенсивностью свободнорадикального окисления и уровнем активности симпатоадрена-ловой системы для уточнения механизмов развития окислительного стресса при алкогольном делирии.

Проведено обследование 115 пациентов отделения неотложной наркологической помощи Челябинской областной наркологической больницы. Обследованы лица мужского пола трудоспособного возраста (23-55 лет), больные алкоголизмом II-III стадии, с явлениями алкогольного делирия, развивающегося на фоне отмены алкоголя.

Результаты биохимических исследований сопоставлены по следующим группам:

1. «Алкогольный делирий (АД)» — включено 115 пациентов, госпитализированных по поводу алкогольного делирия.

2. «Контроль» — 18 условно здоровых лиц, не имеющих наркологических, психоневрологических, соматических и инфекционных заболеваний.

В плазме крови определяли содержание карбо-нилированных белков (по реакции взаимодействия карбонильных групп с 2,4 — динитрофенилгидра-зином с образованием динитрофенилгидразонов) и

уровень битирозина, содержание продуктов пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) [10, 11]. Содержание адреналина (А), норадреналина (Н), 3,4-ди-гидроксифенилаланина (ДОФА) и дофамина (дА) в крови и суточной моче определяли флюорометри-ческим методом с предварительной адсорбцией на окиси алюминия и детектированием флуоресценции продуктов окисления [12]. Содержание гиста-мина и серотонина оценивали флюориметрическим методом по реакции с о-фталевым диальдегидом [12]. Результаты обрабатывались общепринятыми методами дескриптивной статистики и выражались в виде среднеарифметической (М) и ее стандартной ошибки (т). Применялись критерии непараметрической статистики: Манна — Уитни (и). Статистические взаимосвязи изучали при помощи непараметрического корреляционного анализа, выполняя расчет коэффициентов корреляции рангов по Спирмену (ге). Для проведения кластерного анализа использован метод К-средних (К-means).

Результаты проведенного исследования обобщены в табл. 1 и 2. У больных с алкогольным делирием наблюдались типичные для изучаемого состояния проявления гиперактивации симпатоадреналовой системы: увеличение концентрации катехолами-нов к крови и моче, повышение уровней серотони-на и гистамина в крови.

При исследовании содержания продуктов ОМБ в плазме крови пациентов с алкогольным делирием выявлено существенное увеличение содержания карбонильных производных (альдегидные продукты) и битирозина (табл. 2). При этом наблюдались разнонаправленные (увеличение содержания первичных продуктов при снижении вторичных и конечных) изменения содержания продуктов ПОЛ на фоне общего снижения его интенсивности. Эти данные свидетельствуют о высокой степени активности процесса диеновой конъюгации, соответствующей стадии инициации ПОЛ. Судя по снижению содержания вторичных и конечных продуктов, липопероксидация прерывается на этом этапе.

Вклад гиперпродукции катехоламинов в развитие окислительного стресса при алкогольном делирии подтверждается наличием корреляционных взаимосвязей между их содержанием в крови и уров-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 1. Содержание биогенных аминов в крови и моче при алкогольном делирии

Группа Показатель Контроль (n=18) Алкогольный делирий (n = 115) Кластерный анализ

Кластер 1 (n=21) Кластер 2 (n=94)

Адреналин, нг/мл (кровь) 2,02±0,65 3,37±0,41* 3,78±0,32* 1,46±0,48 **

Адреналин, нг/мл (моча) 32,25±7,14 142,73±16,04* 416,97±39,69* 84,22±6,97 **

Норадреналин, нг/мл (кровь) 1,31±0,28 2,79±0,35* 3,83±1,01* 2,46±0,32* **

Норадреналин, нг/мл (моча) 12,79±3,34 242,56±32,37* 667,44±68,34* 107,09±15,92* **

ДОФА, нг/мл (кровь) 0,9±0,08 3,01±0,21* 3,39±0,55* 2,88±0,21*

ДОФА, нг/мл (моча) 15,31±1,83 52,26±3,4* 64,76±9,02* 48,27±3,34*

Дофамин, нг/мл (кровь) 1,39±0,28 3,2±0,16* 2,82±0,26* 3,32±0,19*

Дофамин, нг/мл (моча) 133,86±25,93 445,97±17,5* 474,99±32,83* 436,71±20,57*

Серотонин, мкг/мл 0,5±0,14 0,69±0,05* 0,78±0,05* 0,59±0,08 **

Гистамин, мкг/мл 4,82±0,51 5,7±0,56* 7,62±1,35* 5,08±0,59 **

Примечание: * — статистически значимые отличия от соответствующего показателя контрольной группы (P<0,05); ** — статистически значимые различия между подгруппами

18 ^ ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА '5 (90) сентябрь 2015 г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 2. Уровень продуктов свободнорадикального окисления в плазме крови при алкогольном делирии

Группа Показатель Контроль (n = 18) Алкогольный делирий (n = 115) Кластерный анализ

Кластер 1 (n=21) Кластер 2 (n=94)

Диеновые конъюгаты, е.и.о. (гептановая фаза) 0,93±0,03 0,95±0,01* 0,91±0,01 0,96±0,01*

Кетодиены и сопряженные триены, е.и.о.(гептановая фаза) 0,31±0,08 0,2±0,01* 0,19±0,01* 0,23±0,02* **

Шиффовы основания, е.и.о. (гептановая фаза) 0,23±0,04 0,08±0,01* 0,07±0,02* 0,09±0,01* **

Диеновые конъюгаты, е.и.о.(изопропанольная фаза) 0,56±0,01 0,59±0,01* 0,58±0,01* 0,6±0,01* **

Шиффовы основания, е.и.о.(изопропанольная фаза) 0,1±0,01 0,07±0,01* 0,05±0,01* 0,07±0,01*

Альдегид-ДНФГ, ЕД/г белка 38,23±3,73 167,41±12,99* 210,32±24,72* 154,6±14,91* **

Кетон-ДНФГ, мкмоль/г белка 5,3±0,9 6,06±0,66 4,14±0,32 6,63±0,84

Альдегид-ДНФГ (МКО), ЕД/г белка 99,61±12,12 314,87±25,17* 412,34±49,41* 285,77±28,4* **

Кетон-ДНФГ (МКО), мкмоль/г белка 38,43±1,86 29,38±1,03* 26,86±2,19 30,13±1,16* **

Битирозиновые сшивки, ЕД/г 0,3±0,11 0,48±0,03* 0,52±0,07* 0,47±0,04*

Примечание: * — статистически значимые отличия от соответствующего показателя контрольной группы (P<0,05); ** — статистически значимые различия между подгруппами. ДНФГ — динитрофенилгидразо-ны. МКО — металл-катализируемое окисление (индукция Fe2+/H2O2 in vitro). е.и.о. — единицы индекса окисления

Таблица 3. Корреляции между уровнями биогенных аминов и содержанием продуктов свободнорадикального окисления в крови у пациентов с алкогольным делирием

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Показатели Адреналин Норадреналин

Альдегид-ДНФГ 0,29* 0,40*

Кетон-ДНФГ 0,24 0,01

Альдегид-ДНФГ (МКО) 0,26* 0,44*

Кетон-ДНФГ (МКО) -0,19 -0,36*

Битирозиновые сшивки -0,25 -0,28*

Диеновые конъюгаты 0,04 0,29*

Кетодиены и сопряженные триены -0,13 -0,15

Шиффовы основания -0,41* -0,45*

Примечание: * — P<0,05. ДНФГ — динитрофенилгидразоны.

МКО — металл-катализируемое окисление (индукция Fe2+/H2O2 in vitro)

нями продуктов свободнорадикального окисления (табл. 3). Анализ корреляционных взаимосвязей позволяет сделать выводы о том, что уровни КА в крови при алкогольном делирии напрямую связаны с изменениями концентрации продуктов ОМБ альдегидной природы, обратно связаны с концентрацией производных, содержащих кетогруппу и концентрации битирозина в плазме крови.

В ходе проведения кластерного анализа с целью проверки предположения о наличии взаимосвязей между степенью активации САС и уровнем окислительного стресса, исследуемая группа пациентов была разделена на 2 подгруппы. По уровню кате-

холаминов в крови и моче (табл. 1), были выделены кластеры с высокой (№1) и умеренной (№2) активацией САС. При этом кластер 1 статистически значимо отличается высокими концентрациями КА, низким уровнем ПОЛ и относительно более выраженной окислительной модификацией белка (табл. 2). Уровень адреналина в крови и моче пациентов второго кластера не отличался от контрольных значений, а концентрации норадреналина, ДОФА и дофамина были существенно ниже (табл. 1).

Известно, что дислипидемия, характерная для хронической алкогольной интоксикации, приводит к уменьшению содержания липидов, имеющих в

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ПСИХИАТРИЯ. НЕВРРЛ

своем составе полиненасыщенные ацилы [2], которые в свою очередь являются одним из наиболее значимых субстратов для свободнорадикального окисления. В то же время многие аминокислотные остатки также повержены действию свободных радикалов. Прежде всего это касается ароматических аминокислот с развитой системой двойных связей. Поэтому при ряде патологических состояний именно белки, а не липиды являются преимущественными объектами свободнорадикального окисления [11]. Это утверждение в полной мере относится к АД. Вызывая усиление ОМБ, катехоламины практически не влияют на процессы липопероксида-ции. Более того, ряд авторов отмечает способность адренохрома ингибировать ПОЛ, проявляя выраженные антиоксидантные свойства [13, 14]. Возможно, по этой причине диеновая конъюгация в данном случае не продолжается образованием вторичных и конечных продуктов ПОЛ. Можно предположить, что вследствие высоких концентраций КА в крови процессы свободнорадикального окисления смещаются на адреналин и адренохром и далее на белки. В результате наблюдается снижение интенсивности ПОЛ и увеличение уровня ОМБ с накоплением продуктов альдегидной природы и продуктов свободнорадикального окисления ароматических аминокислот. Некоторые из них в свою очередь являются предшественниками биогенных аминов (ДОФА, 5-гидрокситриптофан).

Отличительной особенностью пациентов первого кластера также является высокая концентрация серотонина и гистамина. Считается, что наруше-

ЛИТЕРАТУРА

1. Таганович А.Д., Олецкий Э.И., Котович И.Л. Патологическая биохимия. — Москва: Бином, 2013. — 448 с.

2. Шабанов П.Д., Калишевич С.Ю. Биология алкоголизма. — Санкт-Петербург: Лань. — 1998. — 2l2 с.

3. Yu P.M., Tipton T.F., Boultan A.A. Current neurochemical and pharmacological aspects of biogenic amines // Elsevier Science Pub Co. — 1995. — 372 р.

4. Богданова И.В. Роль дофамина в механизмах формирования некоторых расстройств ЦНС и состояний зависимости: обзор литературы // Украинский вестник психоневрологии. — 2011. — №19. — Вып. 2 С67). — С. 5-8.

5. Зубарев А.С. Определение, профилактика и лечение делирия у критически больных пациентов: Рекомендации // Ассоциация клинической фармации Великобритании (Перевод) Июнь 200б года. URL: www.twirpx.com/file/12080б8

6. Кекелидзе З.И., Земсков А.П., Филимонов Б.А. Тяжелый алкогольный делирий // Русский медицинский журнал. — 1998. — №2.

— С. 103-108.

l. Dina O.A., Khasar S.G., Alessandri-Haber N., et al. Neurotoxic catecholamine metabolite in nociceptors contributes to painful peripheral neuropathy // Eur. J. Neurosci. — 2008. — Vol. 28, №б.

— С. 1180-1190.

8. Duncan J., Johnson S., Ou X.M. Monoamine oxidases in major depressive disorder and alcoholism // Drug Discoveries & Therapeutics. — 2012. — Vol. 3. — С. 112-122.

9. Erwin W.E., Williams D.B., Speir W.A. Delirium tremens // South Med. J. — 1998. — Vol. 91, №5. — С. 425-432.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ния, вызванные активацией норадренергической системы, компенсируются параллельной активацией серотонинергической системы и наоборот [6, 15]. Но подобного рода компенсация может иметь и обратную сторону. Извращенный выброс серотони-на связывают с эйфорией и галлюцинациями, сравнимыми с эффектами ЛСД. Особую роль в развитии психотического синдрома алкогольного делирия отводят продуктам конденсации альдегидов с биогенными аминами. Доказана их галлюциногенная активность, способность ингибировать тирозинги-дроксилазу, дофаминдекарбоксилазу, моноами-ноксидазы и обратный захват серотонина [16]. Учитывая, что среди продуктов ОМБ преобладают альдегидные производные аминокислот, параллельное увеличение секреции ДОФА и серотонина в таких условиях может усугублять течение АД.

В целом результаты проведенного исследования позволяют сделать выводы о том, что гиперпродукция КА является значимым фактором индукции окислительного стресса при АД. Основным проявлением окислительного стресса является активация ОМБ с накоплением продуктов альдегидной природы и продуктов окисления ароматических аминокислот. В связи с этим представляется перспективной разработка методов медикаментозной коррекции алкогольного делирия, предусматривающая применение в комплексной терапии препаратов, ограничивающих свободнорадикальное окисление ароматических аминокислот и образование альдегидных продуктов ОМБ.

10. Волчегорский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Г., Лиф-шиц Р.И. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропаноль-ных экстрактах крови // Вопросы медицинской химии. — 1989.

- Т. 35, №1. — С. 127-131.

11. Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток: физиологические и клинико-биохимические аспекты. — Санкт-Петербург: Медпресса, 2006.

— 400 с.

12. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. — Москва: МЕД-пресс-информ, 2009. — 896 с.

13. Block G., Dietrich M., Norkus E.P., et al. Factors Associated with Oxidative Stress in Human Populations // American Journal of Epidemiology. — 2002. — Vol. 156, №3. — Р. 274-285.

14. Spencer J.P.E., Whiteman M., Jenner P., Halliwel B. 5-S-Cysteinyl-conjugates of catecholamines induce cell damage, extensive DNA base modification and increases in caspase-3 activity in neurons // J. Neurochem. — 2002. — Vol. 81, №1. — Р. 122-129.

15. Зайковский В.В. Детоксикация при острых отравлениях этанолом, осложненных алкогольным абстинентным синдромом или алкогольным делирием: автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Москва, 2011.

16. Паценко А.А., Канунникова Н.П. Прооксидантные и антиоксидантные свойства тетрагидроизохинолиновых алкалоидов в модельной реакции Фентона // Новости медико-биологических наук. — 2011. — Т. 4, №3. — С. 77-82.