Изучение окислительной модификации белков у больных с доброкачественными и злокачественными опухолями гортано-глотки Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

© Вв2гик У.А, УогопЬоуа 1_.1_.

УДК [616.22+616.321] - 006 - 074:577.112.34

ИЗУЧЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ МОДИФИКАЦИИ БЕЛКОВ У БОЛЬНЫХ С ДОБРОКАЧЕСТВЕННЫМИ И ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫМИ ОПУХОЛЯМИ ГОРТАНО-ГЛОТКИ

Безрук В А., Воронцова Л Л.

Запорожская медицинская академия последипломного образования, г. Запорожье

В умовах надмiрно'i генераци активних форм кисню, яка супроводжуе будь-який патологiчний процес, розвива-еться неконтрольована модифжащя бшюв, що викликае iх фрагментацт i денатурацiю. Все це призводить до втрати бшками 'х бiологiчно'i активностi. Однак, характер i виражетсть цих проце^в при доброяюсних i зло-яюсних пухлинах гортано-глотки практично не вивченi. Мета: визначити рiвень показниюв окисно' модифжа-ци бшюв плазми кровi у хворих з доброяюсними i злояюсними пухлинами гортано-глотки. Нами було досл(дже-но 20 донорiв, 20 хворих з доброяюсними i 20 хворих 1з злояюсними пухлинами гортано-глотки. Проведено ви-значення окисно'1' модифжаци i ступеня фрагментаци бшюв за здатнiстю амiнокислотних залишюв бшюв вза-емодiяти 2,4-дiнiтрофенiлгiдразолiном з утворенням похiдних 2,4-дiнiтрофенiлгiдразолiна, 'х оптичну щшь-нкть визначали за допомогою спектрофотометра. У хворих ¿з злояюсними та доброяюсними пухлинами гор-тано-глотки вiдмiчено пiдвищення спонтанно' окисно' деструкци бшюв, було збшьшено вмiст альдегiдних груп. 1нтенсивнкть стимульовано' ОМБ перевищувала значення донорiв i в однш i в тшш групах. Вивчення ступеня фрагментаци спонтанно окислених бшюв у хворих 1з злояюсними та доброяюсними пухлинами показало збшьшення кiлькостi продуктiв фрагментаци альдегiдних i кетонних груп. При до^джент iнтенсивностi метал-катал1зованого ступеня фрагментаци окислених бшюв у хворих iз злояюсними пухлинами вiдзначено зниження алюльних груп. Показники альдегiдних i кетонних груп збшьшеш в обох групах. Анал1з одержаних да-них свiдчить про складний i системний характер порушень антиоксидантно' системи як при злояюсних, так I при доброяюсних пухлинах. Змта до^джуваних показниюв окислення бшюв у хворих iз злояюсними новоутво-реннями виражена сильнше, нiж у хворих з доброяюсними пухлинами.

Ключовi слова: злоякюш новоутворення, доброякюы новоутворення, окисна модифка^я бшюв.

Введение

Среди онкологических заболеваний новообразования гортани составляют существенную часть, встречаясь среди опухолей других органов с частотой от 0,9 до 8 %. Причем преобладает рак гортани, которым страдают 60-70 % всех больных злокачественными опухолями ЛОР-органов [6]. Несмотря на большое количество исследований, касающихся этой проблемы, остается множество вопросов, связанных с диагностикой данной патологии [4]. Гомеостаз в организме во многом зависит от соотношения интенсивности свободнорадикального окисления (СРО) [3] и мощности биооксидантных систем, в норме поддерживающих этот процесс на стационарно низком уровне. Патологические процессы сопровождаются более или менее выраженной активацией СРО, приобретающих при исчерпании антиоксидантных резервов взрывной, декомпенсированный характер.

В условиях чрезмерной генерации активных форм кислорода (АФК), сопровождающей любой патологический процесс, развивается неконтролируемая модификация белков, вызывающая их фрагментацию и денатурацию, а также образование первичных аминокислотных радикалов, которые потом вступают во вторичное взаимодействие с соседними аминокислотными остатками, что в целом образует достаточно сложную картину повреждающего действия АФК на белковые макромолекулы. Все это приводит к утрате белками их биологической активности [2, 9, 8]. Белки плазмы, подвергшиеся окислительной деструкции, имеют длительный период распада, по сравнению с

продуктами перекисного окисления липидов, что делает их перспективным маркером интенсивности сво-боднорадикального окисления[1]. Однако, характер и выраженность этих процессов при доброкачественных и злокачественных опухолях гортано-глотки практически не изучены.

Целью работы явилось определение уровня показателей окислительной модификации белков плазмы крови у больных с доброкачественными и злокачественными опухолями гортано-глотки.

Материалы и методы исследования

Нами было исследовано 20 доноров и 40 больных, которые были разделены на две группы: вторая группа (20 чел.) - больные с доброкачественными опухолями гортано-глотки и третья группа - 20 больных с диагностированными злокачественными новообразованиями гортано-глотки с гистологически подтвержденным диагнозом - плоскоклеточная форма рака. Кровь забиралась из локтевой вены в гепаринизиро-ванные пробирки, утром натощак. Плазма крови отделялась центрифугированием, после чего в ней проводилось определение окислительной модификации и степени фрагментации белков по способности окисленных аминокислотных остатков белков взаимодействовать с 2,4-динитрофенилгидразолином с образованием производных 2,4-

динитрофенилгидразолина, их оптическую плотность определяли с помощью спектрофотометра [5, 7].

Статистический анализ данных проводился по общепринятой методике методом вариационной статистики с помощью пакета прикладных программ

Том 15, N 3-4 2011 р.

«Excel». Вычисляли среднее арифметическое (М), ошибку средней (m). Достоверность результатов исследования определяли по 1-критерию Стьюдента. Сравнительный результат считался достоверным при Р <0,05.

Результаты исследования и их обсуждение У больных со злокачественными и доброкачественными опухолями гортано-глотки отмечено повышение спонтанной окислительной деструкции белков, в частности, содержания альдегидных групп (270 нм), которое превышало показатели доноров на 17 % и на

Показатели окисл

13 % соответственно. В то время как показатели ке-тонных групп (360 нм) в обоих группах соответствовали значениям доноров (табл. 1).

Интенсивность стимулированной ОМБ, характеризующей резервные возможности организма, у больных со злокачественными опухолями гортано-глотки превышала значения доноров в среднем на 27 % . У больных с доброкачественными опухолями содержание альдегидных групп было увеличено на 15 %, а кетонных групп на 18 % превышало значения доноров.

Таблица 1

ьной модификации белков у больных с доброкачественными и злокачественными опухолями гортано-глотки (М ± т)

Показатели Доноры n = 20 Доброкачественные опухоли n = 20 Злокачественные опухоли n = 20

Спонтанная ОМБ 270 нм на 1 мг белка 51,7 ± 1,7 58,7 ± 1,3 60,5 ± 1,8*

363 нм на 1 мг белка 88,4 ± 2,6 88,6 ± 2,0 89,3 ± 3,0

Металл-катализируемая ОМБ 270 нм на 1 мг белка 427,3 ± 14,5 492,8 ± 28,5 542,1 ± 54,1*

363 нм на 1 мг белка 464,3 ± 11,2 548,4 ± 21,1 603,2 ± 6,1* **

Примечания: * - достоверная разница (Р <0,05) относительно группы доноров;

** - достоверная разница (Р <0,05) относительно группы с доброкачественными опухолями

Что касается степени фрагментации спонтанно окисленных белков, то у больных со злокачественными новообразованиями отмечалось увеличение количества продуктов фрагментации альдегидных и кетонных групп на 100 % и 25 % соответственно. При исследовании этих же показателей у больных с доб-

рокачественными опухолями выявлено увеличение альдегидных групп на 60 %, кетонных на 13 % по отношению к донорским значениям. Незначительное повышение содержания алкильных групп до 5 % во внимание не принималось, так как являлось статистически недостоверным (табл. 2).

Таблица 2

Степень фрагментации окисленных белков плазмы крови у больных с доброкачественными

и злокачественными опухолями гортано-глоткиМ ± т)

Показатели Доноры n = 20 Доброкачественные опухоли n = 20 Злокачественные опухоли n = 20

254 нм на 1 мг белка 1,80 ± 0,01 1,85 ± 0,03 1,90 ± 0,01*

Спонтанное окисление 272 нм на 1 мг белка 0,10 ± 0,03 1,16 ± 0,01 0,20 ± 0,02*

280 нм на 1 мг белка 0,08 ± 0,002 0,09 ± 0,004 0,10 ± 0,02*

254 нм на 1 мг белка 1,50 ± 0,01 1,6 ± 0,02 1,30 ± 0,01* **

Металл-катализируемое окисление 272 нм на 1 мг белка 0,30 ± 0,07 0,45 ± 0,01 0,50 ± 0,03*

280 нм на 1 мг белка 0,20 ± 0,002 0,23 ± 0,05 0,30 ± 0,03*

Примечания: * - достоверная разница (Р <0,05) относительно группы доноров;

** - достоверная разница (Р <0,05) относительно группы с доброкачественными опухолями

При изучении интенсивности мелл-катализируемой степени фрагментации окисленных белков плазмы крови у больных со злокачественными опухолями было отмечено снижение количества фрагментации алкильных групп на 13 %. В группе с доброкачественными опухолями отмечается лишь тенденция к увеличению на 7 % этого показателя по отношению к значениям доноров. Что касается изучения показателей альдегидных и кетонных групп у больных со злокачественными опухолями выявлено увеличение на 66 % и 50 % соответственно. У больных с доброкачественными опухолями отмечено увеличение альдегидных групп на 50 % и

кетонных на 15 % по отношению к показателям доноров.

Выводы

Полученные данные свидетельствуют о сложном и системном характере нарушений антиоксидантной системы при доброкачественных опухолях и раке гортано-глотки. В ходе трансформации происходит изменение всех исследуемых показателей окисления белков, причем у больных со злокачественными новообразованиями окислительное повреждение биологических молекул выражено сильнее, чем у больных с доброкачественными опухолями. Вероя-

тно, такая закономерность окислительных процессов связана с тем, что опухоль в процессе своего роста потребляет большое количество необходимых для этого веществ, в том числе и антиоксидан-тов, тем самым снижая общую антиоксидантную активность крови. Таким образом, изучение показателей ОМБ в плазме крови больных злокачественными и доброкачественными опухолями гортано-глотки позволяет использовать их для прогнозирования развития и течения заболеваний.

Литература 1. Хрусталева Е.В. Изменение состояния иммунной системы у больных раком гортани с различной вы-

Summary

THE STUDY OF OXIDATIVE MODIFICATION OF PROTEINS IN PATIENTS WITH BENIGN AND MALIGNANT TUMORS OF LARYNGOPHARYNX V.A. Bezruk, L.L. Vorontsova

Key words: malignant neoplasms, benign neoplasms, oxidative modification of proteins

In conditions of excessive generation of active forms of oxygen, accompanying any pathological process, the uncontrollable modification of proteins develops, causing their fragmentation and denaturation. All this leads to the loss of proteins' biological activity. However, the character and degree of expressiveness of these processes at benign and malignant tumors of larynx and throat practically have not been investigated yet. The aim of research was to determine the level of proteins oxidative modification parameters in plasma of blood in patients with benign and malignant tumors of laryngopharynx. To achieve this aim, 20 donors, 20 patients with benign and 20 patients with malignant tumors of laryn-gopharynx were examined. Determination of oxidative modification and fragmentation degree of proteins has been performed as per the ability of aminoacid residuals of proteins to react on 2,4-dinitrophenylhydrasolinum with formation of derivatives of 2,4-dinitrophenylhydrasolinum, their absorbancy determined with the help of spectrophotometer. In patients with malignant and benign tumors of larynx and throat the increase of spontaneous oxidative destruction of proteins is revealed, the content of aldehyde groups has been increased. The intensity of stimulated ОМP exceeded values of donors both in one and in other group. Study of fragmentation degree of spontaneously oxidized proteins in patients with malignant and benign tumors has shown the increase in amount of products of a fragmentation aldehyde and keto groups. During the research of the metal-catalysed fragmentation degree intensity the oxidized proteins in patients with malignant tumors the decrease of alkyline groups is detected. The parameters of aldehyde and keto groups are increased in both groups. The analysis of the received data displays that damages of antioxidant systems have difficult and systemic character both at malignant and benign tumors. Change of the researched parameters of oxidation of proteins at patients with malignant neoplasms is expressed more strongly, than at patients with benign tumors. Ministry of Public Health of Ukraine

Zaporizhzhya Medical Academy of Postgraduate Education, Zaporizhzhya

Mamepian надтшов до редакци 12.09.2011 р.

раженностью опухолевого процесса / Е.В. Хруста-лева // Вестник оториноларингологии. - 2005. - № 4. - С.22-24.

2. Шкварковський 1.В. Показники про- та антиоксидан-тного стану тканин шлунково-стравохщного переходу при експериментальый гастроезофагеалы-лй рефлюкснм хворобi / 1.В. Шкварковський, 1.Ф. Ме-щишен // КлУчна хiрургiя. - 2008. - № 3. - С. 51-54.

3. Biomarkers of free radical damage applications in experimental animals and in humans / L.L. Zwart, J.H. Meerman, J.N. Commandeur [et al.] // Free Redic. Biol. Med. - 1999. - Vol. 26. - P. 202-226.

4. Protein carbonyl measurements show evidence of early oxidative stress in critically ill patients / C.C. Winter-bourn, I.H. Buss, T.P Chan [et al.] // Crit. Care Med. -2000. - Vol. 28. - P. 143-149.