CC BY
16УДК: 618.14-002-07+612.62/63
клиническое значение факторов клеточной регуляции и ферментов АнтиоксидАнтной системы у пациенток репродуктивного возраста с наружным генитальным эндометриозом
К. В. Слесарева1, Н. В. Ермолова1, В. А. Линде1, И. В. Маркарьян1, О. М. Коган2
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Ростовский научно-исследовательский институт акушерства и педиатрии» Министерства здравоохранения Российской Федерации 2Ростовская клиническая больница Федерального государственного бюджетного учреждения здравоохранения «Южный окружной медицинский центр Федерального медико-биологического агентства России» Адрес переписки: 344013, г. Ростов-на-Дону, ул. Мечникова, 43. E-mail: slesareva.rniiap@yandex.ru
С целью изучения клинического значения факторов клеточной регуляции и ферментов антиоксидантной системы с 2012 по 2014 гг. были обследованы 63 пациентки с наружным генитальным эндометриозом (НГЭ) и 25 пациенток без эндометриоза. Обследование включало ультразвуковое исследование, эндоскопическое, определение уровней трансформирующего фактора роста р1 (ТФРр1), метаболита мелатонина (6-сульфатоксимелатонина (6-СОМТ)), активности ферментов супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, аргиназы. Наружный генитальный эндометриоз I-II стадии характеризуется статистически значимым снижением уровня мелатонина в моче (6-СОМТ) относительно контрольных данных. При I-II стадии в сыворотке крови выявлено увеличение активности каталазы и аргиназы. III-IV стадия НГЭ характеризуется статистически значимым увеличением активности аргиназы в сыворотке крови. В перитонеальной жидкости - при III-IV стадии НГЭ выявлено повышение активности аргиназы и уровня ТФРр1. Характер нарушения ферментативной активности антиоксидантной системы и синтеза мелатонина при НГЭ является теоретическим обоснованием нового подхода к коррекции метаболических процессов при формировании данного заболевания и предупреждения его рецидивов. Ключевые слова: эндометриоз, антиоксидантная система, трансформирующий фактор роста pi, 6-сульфатоксимелатонин, супероксиддисмутаза, аргиназа.
THE CLINICAL SIGNIFICANCE OF CELL REGULATORY FACTORS AND ANTIOXIDANT ENZYMES IN PATIENTS OF REPRODUCTIVE AGE WITH EXTERNAL GENITAL ENDOMETRIOSIS K. V. Slesareva1, N. V. Ermolova1, V. A. Linde1, I. V. Makaryan1, O. M. Kogan2
1Rostov Scientific-Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Ministry of Health of Russian Federation 2Rostov Clinical Hospital, South District Medical Center of the Federal Medical-Biological Agency of Russia
To study the clinical significance of cellular regulation factors and antioxidant enzymes from 2012 to 2014 were examined 63 patients with external genital endometriosis (EGE) and 25 patients without endometriosis. The examination included ultrasound, endoscopy, the definition of transforming growth factor p1 (TGFp1), a metabolite of melatonin (6-sulfatoximelatonin (6-SOMT)), the activity of the superoxide dismutase (SOD), catalase, arginase. I-II stages of external genital endometriosis is characterized by a statistically significant reduction in the level of melatonin in the urine (6-SOMT). At stage I-II EGE in the serum showed an increase levels in arginase and catalase activity. In stage III-IV serum is characterized by a significant increase arginase activity. In peritoneal fluid - with stage III-IV EGE found increased activity of arginase and TGFp1 level. The enzymatic activity of the antioxidant system and the synthesis of melatonin, is the theoretical basis for a new approach to the correction of metabolic processes in the formation of the EGE and prevent its recurrence.
Key words: endometriosis, antioxidant system, TGFpi, 6-sulfatoximelatonin, superoxide dismutase, arginase.
Эндометриоз - это одна из центральных медико-социальных проблем, имеющая более чем вековую историю изучения. Частота его составляет 7-15% среди женщин репродуктивного возраста и до 50% - у пациенток с бесплодием [1, 2]. Это значимо влияет на демографическую ситуацию. Боль, как один из симптомов эндометриоза, нарушает не только физическое и психологическое состояние женщины, но в итоге нарушает ее социальное и репродуктивное благополучие [3].
Повреждение биологических молекул (липидов,
мембран клеток, белков) высокореакционными соединениями кислорода является основой в патогенезе развития многих заболеваний, в том числе и эндометриоза [4, 5]. Исследованиями последних лет было установлено, что среди клеточных регуляторов, определяющих уровень образования свободных радикалов кислорода, важное место занимают биологически активные пептиды, к которым относится мелатонин (МТ) [6-8].
МТ представляет огромный интерес как обладатель широкого спектра свойств: регуляция ре-
продуктивной и иммуннои систем, синхронизация сезонных и циркадных биоритмов, цитотоксиче-ского, седативного, а также противоопухолевого и антиоксидантного действия [9].
Таким образом, актуальность дальнейшего исследования функции мелатонина в теоретическом и практическом значении несомненна.
От губительного действия свободных радикалов -активированных кислородных метаболитов - организм защищает множество антиоксидантных ферментов, таких как: антиоксиданты тиолового ряда (например, глу-татион), каталаза, супероксиддисмутаза (СОД) и система трансферрин-церулоплазмин [10, 11]. Содружественная активность СОД и каталазы является важным звеном в работе антиоксидантной системы всего организма.
На сегодняшний день доказано, что перитонеаль-ная жидкость пациенток с наружным генитальным эн-дометриозом (НГЭ) характеризуется высоким уровнем факторов роста [12]. Одним из таких факторов является трансформирующий фактор роста (ТФР01). Он имеет основополагающее значение в регуляции процессов миграции, дифференцировки и пролиферации мезен-химальных клеток в эмбриогенезе, а также регенерации тканей в организме взрослого человека. Установлено, что ростовой фактор блокирует процесс деградации экстрацеллюлярного матрикса за счет снижения синтеза протеиназ и увеличения уровня ингибиторов протеиназ. Вышеуказанное свойство может определять роль ТФРР1 в подавлении пролиферации клеток.
Аргиназа, фермент цикла синтеза мочевины, обладает способностью гидролизовать L-аргинин в орнитин и мочевину с последующим образованием пролина, который, в свою очередь, является источником склерозирования тканей, а, как известно, средняя и тяжелая степень НГЭ в 100% случаев сопровождается развитием спаечного процесса.
Исключительная важность вышеуказанных клеточных биорегуляторов в процессе формирования НГЭ и отсутствие достаточных знаний об их роли в формировании наружного генитального эндоме-триоза определили цель настоящего исследования.
Цель исследования - определить значение факторов антиоксидантной защиты и клеточной регуляции в формировании наружного генитального эндо-метриоза у пациенток репродуктивного возраста.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
С целью исследования механизмов патогенеза и прогрессирования заболевания, оптимизации спосо-
бов его диагностики, а также терапии и последующей реабилитации пациенток с наружным генитальным эндометриозом проведено обследование 88 женщин, 63 - с наружным генитальным эндометриозом и 25 - пациентки контрольной группы, без эндометриоза. Все женщины были обследованы и получили лечение в гинекологическом отделении Федерального государственного бюджетного учреждения «Ростовский научно-исследовательский институт акушерства и педиатрии» Министерства здравоохранения Российской Федерации в период с 2012 по 2014 гг.
При проведении нашей работы были сформированы 3 клинические группы: I группу составили 25 пациенток с I-II стадиями НГЭ, согласно классификации Американского общества фертильности (r-AFS) (1996), во II группу включены 38 больных с III-IV (умеренная и тяжелая) стадиями. III группа контроля включала 25 женщин без эндометриоза.
Для решения поставленных задач использованы следующие методы исследования: клинический (сбор анамнеза), биохимический, эндоскопический. Определение уровня трансформирующего фактора роста ß1 в сыворотке крови и перитонеальной жидкости выполнено с помощью иммуноферментного анализа наборами «R&D systems», USA. 6-СОМТ в утренней порции мочи пациенток осуществлялось методом иммуноферментного анализа (ELISA) реактивами фирмы BUHLMANN (Германия). Активность каталазы и супероксиддисмутазы-1 определяли тест-системами фирмы ABfrontier (США) и Cloud-Clone Corp. (США). Все анализы проведены на многофункциональном счетчике для иммуноферментных исследований с программным обеспечением Victor (Finland). Определение активности аргиназы в сыворотке крови и перитонеальной жидкости проведено унифицированным колориметрическим методом.
Статистическая обработка данных проводилась с помощью пакета программ Office 2010, Statistica 10.01.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Уровень 6-сульфатоксимелатонина, основного метаболита мелатонина, в моче у пациенток с I-II стадиями НГЭ оказался статистически значимо сниженным на 8,9% относительно данных у пациенток контрольной группы (р<0,05) (табл. 1). У больных с III-IV стадиями заболевания уровень мелатонина также был снижен относительно контроля, но статистически значимых отличий нами не получено.
Таблица 1
Содержание 6-сульфатоксимелатонина в моче пациенток с наружным генитальным эндометриозом и женщин контрольной группы
НГЭ I-II НГЭ III-IV Контроль
6-СОМТ (нг/мл) 41* [23,15-46,4] 43,5** [37,44-50,8] 45 [37,02-49,6]
Примечание: * - р<0,05 - статистически значимое отличие показателей I группы от контрольных значений; ** - р<0,01 - статистически значимое отличие показателей I от II группы.
Определенное нами содержание 6-сульфатокси-мелатонина свидетельствует об уменьшении влияния мелатонина на процессы антиоксидантной защиты, снижение иммунных и противоопухолевых механизмов у пациенток с НГЭ.
В процессе свободнорадикальных реакций в организме, наряду с О2 и Н2О2, образуется еще более агрессивный радикал - гидроксидрадикал (ОН^) - главный инициатор перекисного окисления липидов. В отличие от О2 и Н2О2 для защиты от гидроксидрадикала нет специфических ферментных систем. В последнее время эта роль специфического антиоксиданта для ОН принадлежит мелатонину [13].
Мелатонин оказывает стимулирующее влияние на функцию ТФРР1. Доказано повышенное содержание трансформирующего ростового фактора в перитонеальной жидкости пациенток с эндометри-озом по сравнению со здоровыми женщинами, что может быть проявлением компенсаторной реакции иммунной системы, которая связана с активацией антиангиогенных механизмов, направленных на ограничение опухолевидного процесса [14, 15]. Реализация функции TGFpl осуществляется посредством связывания со специфическими рецепторами.
Изменения показателей регуляторов клеточного метаболизма у пациенток с наружным генитальным эн-дометриозом в сыворотке крови отображены в таблице 2.
Таблица 2
Показатели регуляторов клеточного метаболизма у пациенток с наружным генитальным
эндометриозом (сыворотка крови)
Показатель Стадии НГЭ Контроль Р
1-11 стадия НГЭ
Каталаза 9,99* 9,6 0,014
(нг/мл) [8,676-12,431] [8,103-14,104]
Аргиназа 1,44* 0,73 0,05
(мккат/мл) [1,278-1,600] [0,683-0,775]
Ш-М стадия НГЭ
Аргиназа 1,46* 0,72 0,0001
(мккат/мл) [1,3-1,57] [0,68-0,77]
Примечание: результаты представлены как медиана и межквартильный интервал; * - р - статистическая значимость различий показателей по сравнению с контрольной группой.
В нашем исследовании статистически значимое уровне. Количество его в перитонеальной жидкости изменение содержания ТФРР1 в сторону увеличения при выраженных формах НГЭ оказалось в 1,7 раз получено только при ГГГ-ГУ стадии НГЭ на местном выше (р<0,011), чем в группе контроля (табл. 3).
Таблица 3
Показатели регуляторов клеточного метаболизма у пациенток с НГЭ (перитонеальная жидкость)
Показатель Стадии НГЭ Контроль р
1-11 стадия НГЭ
Аргиназа 1,32* 0,92 р<0,003
(мккат/л) [1,22-1,69] [0,77-1,19]
Ш-М стадия НГЭ
ТФРр1 2561,2* 1458,4 р<0,011
(пг/мл) [2345-4879] [1202-4803]
Каталаза 15,24* 10,3 р<0,001
(нг/мл) [12,26-17,33] [7,52-11,54]
Примечание: результаты представлены как медиана и межквартильный интервал; * - р - статистическая значимость различий показателей по сравнению с контрольной группой.
В нашем исследовании обнаружено, что даже при минимальных стадиях НГЭ имеет место выраженный спаечный процесс (у 44% больных), что оправдано высокой активностью аргиназы. Так, активность аргиназы в сыворотке крови как при минимальных, так и при выраженных стадиях НГЭ была в 2 раза выше относительно контрольных данных (р<0,05; р<0,0001 соответственно). При Г-ГГ стадии
НГЭ спаечный процесс 1 степени был обнаружен нами у 24% пациенток, 2 степени - у 12% больных, 3 и 4 степени по 4% соответственно.
Обращает на себя внимание тот факт, что активность аргиназы в перитонеальной жидкости была статистически значимо в 1,4 раза повышена по сравнению с данными контрольной группы при Г-ГГ стадии НГЭ. При выраженном эндометриозе
(III-IV стадии) статистически значимых отличий у этого показателя не получено, однако при этом у пациенток с III-IV стадией наружного генитального эндометриоза спаечный процесс был обнаружен в 89,4% случаев. Наиболее часто он соответствовал 2 и 3 степени - 26,3 и 44,7% соответственно, тогда как 1 и 4 степени - 7,9 и 10,5%.
Активность каталазы в сыворотке крови пациенток с I-II стадией НГЭ, статистически значимо повышена относительно данных контрольной группы (р<0,014). Увеличение этого показателя составило 4% по отношению к контролю. Данный показатель отражает состояние ферментативной активности важнейшего антиоксидантного энзима на системном уровне, что можно расценивать компенсаторной реакцией организма женщины. При этом при III-IV стадии заболевания статистически значимых отличий от контроля в активности каталазы нами не получено (р<0,813).
Активность супероксиддисмутазы при всех стадиях НГЭ не имела статистически значимых отличий от контроля (р<0,852 и р<0,652 соответственно).
При этом и в перитонеальной жидкости уровни СОД при НГЭ по стадиям от контроля статистически значимо не отличались (р<0,101 и р<0,130 соответственно), тогда как статистически значимое отличие от контроля нами обнаружено при исследовании активности каталазы при III-IV стадии заболевания. Так, активность каталазы пациенток с выраженными формами НГЭ в 1,5 раза превышает контрольные значения (р<0,001). Таким образом, имеют место разнонаправленные изменения активности ферментов антиоксидантной системы. Высокая активность каталазы в сыворотке крови и перитонеальной жидкости обеспечивает нейтрализацию в этих условиях пероксида водорода (H2O2), как и сохранение нормальной активности СОД даёт возможность нейтрализации супероксид радикала (О2).
выводы
1. Клеточные и межклеточные биорегуляторы представлены двукратным увеличением, в частности, ТФРР1 на местном уровне (перитонеальная жидкость) при III-IV стадии НГЭ. Высокий уровень ТФРР1 оказывает влияние на значительное повышение активности аргиназы при I-II и III-IV стадиях, на местном уровне - при III-IV стадии НГЭ, обеспечивающей формирование спаечного процесса вследствие усиления синтеза пролина - основного вещества соединительной ткани.
2. На основании обнаруженных молекулярно-клеточных нарушений подтверждена необходимость использования мелатонина как специфического антиоксиданта для гидроксидрадикала с целью предупреждения его инициирующего действия на перекисное окисление липидов и для купирования болевого синдрома.
3. Установленный характер нарушения ферментативной активности антиоксидантной системы и синтеза мелатонина при наружном генитальном эндометриозе является теоретическим обоснованием нового подхода к коррекции метаболических процессов при формировании данного заболевания и предупреждению его рецидивов.
ЛИТЕРАТУРА
1. McLaren JF. Infertility evaluation. Obstet Gynecol Clin North Am. 2012 Dec;39(4):453-463.
2. Mcleod BS, Retzloff MG. Epidemiology of endometriosis: an assessment of risk factors. Clin Obstet Gynecol. 2010 Jun;53(2):389-396.
3. Kamath MS, Bhattacharya S. Demographics of infertility and management of unexplained infertility. Best Pract Res Clin Obstet Gynaecol. 2012 Dec;26(6):729-738.
4. Качалина Т.С., Семериков М.В., Стронгина Л.П. Современные представления о патогенезе наружного генитального эндометриоза. Современные технологии в медицине. 2011;1:117-122.
5. Супрун С.В., Лебедько О.А., Козлов В.К. Активация свободно-радикального окисления как фактор риска повреждения клеточных мембран эритроцитов при осложненном течении беременности. Таврический медико-биологический вестник. 2011;14(3 Ч. 1):231-234.
6. Чернышова И.В., Сандакова Е.А., Шутов
A.А. Состояние серотонинтранспортной системы у больных генитальным эндометриозом. Уральский медицинский журнал. 2013;4:70-75.
7. Anisimov VN, Vinogradova IA, Panchenko AV, Popovich IG, Zabezhinski MA. Light-at-Night-Induced Circadian Disruption, Cancer and Aging. Curr Aging Sci. 2012 Dec;5(3):170-177.
8. Tamura H, Nakamura Y, Korkmaz A, Manchester LC, Tan DX, Sugino N, Reiter RJ. Melatonin and the ovary: physiological and pathophysiological implications. Fertil Steril. 2009 Jul;92(1):328-343.
9. Reiter RJ, Tan DX, Maldonado MD. Melatonin as an antioxidant: physiology versus pharmacology. J Pineal Res. 2005 Sep;39(2):215-216.
10. Адамян Л.В., Бургова Е.Н., Сереженков
B.А., Сонова М.М., Осипова А.А., Арсланян К.Н., Поддубная О.Н. Роль железосвязывающих белков крови в антиоксидантной защите и их связь с гени-тальным эндометриозом. Акушерство и гинекология. 2009;5:37-41.
11. Agarwal A, Aziz N, Rizk B. Studies on Women's Health. New York: Humana Press; 2013.
12. Ермолова Н.В. Патогенетические механизмы формирования наружного генитального эндометриоза и его стадий у пациенток репродуктивного возраста: Дис. ... д-ра мед. наук. Ростов-на-Дону; 2009.
13. Marseglia L, Aversa S, Barberi I, Salpietro CD, Cusumano E, Speciale A, Saija A, Romeo C, Tri-
O P M r M H A n b H bl E C T A T b M
marchi G, Reiter RJ, Gitto E. High endogenous melatonin levels in critically ill children: a pilot study. J Pedi-atr. 2013 Feb;162(2):357-360.
14. Kyama CM, Overbergh L, Debrock S, Valckx D, Vander Perre S, Meuleman C, Mihalyi A, Mwenda JM, Mathieu C, D'Hooghe TM. Increased peritoneal and endometrial gene expression of biologically relevant cytokines and growth factors during the
menstrual phase in women with ehdometriosis. Fertil Steril. 2006 Jun;85(6):1667-1675.
15. Mecha E, Omwandho COA, Zoltan D, Tinneberg HR, Konrad L. TGF-ßs induce smad-dependent signaling and apoptosis in human endometrial and endometrioid cells. Abstracts from 1 st European Congress of Endometriosis; 2012 November 29 - December 1; Siena-Italy. Journal of Endometriosis. 2012;4(4):204-212.
