Метаболіти гліколізу і активність сукцинатдегідрогенази у новонароджених з синдромом поліорганної недостатності Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

Том 16. N 5-6 2012 р.

© Шкурупш Д.А. УДК:616-053.2-008.83

МЕТАБОЛИИ ГЛ1К0Л13У I АКТИВН1СТЬ СУКЦИНАТДЕГ1ДР0ГЕНАЗИ У НОВОНАРОДЖЕНИХ 3 СИНДРОМОМ П0Л10РГАНН01 НЕД0СТАТН0СТ1

Шкурупш Д.А.

ВДНЗУ «УкраТнська медична стоматолог1чна академ1я», м. Полтава

Одним из основных участников процесса клеточного энергообеспечения является пируват при метаболизме которого образуется 38 молекул аденозинтрифосфата. Шестая реакция этого метаболического пути идет в присутствии сукцинатдегидрогеназы. В условиях кислородного дефицита пируват может превращаться в ла-ктат с образованием лишь 2 молекул аденозинтрифосфата. Новорожденные имеют высокий уровень энергопотребности и поэтому наиболее чувствительны к развитию энергодефицита при критических состояниях. С целью установления звеньев патогенеза синдрома полиорганной недостаточности у новорожденных было проведено исследование содержания лактата, пирувата в сыворотке крови и активности сукцинатдегидроге-назы венозной крови новорожденных с последствиями перинатального инфицирования и асфиксии при рождении, из которых 52 человека имели синдром полиорганной недостаточности и 17 не имели его. У новорожденных с синдромом полиорганной недостаточности было установлено достоверное повышение лактата, пирувата и их соотношения, что демонстрирует наличие клеточного энергодефицита. Также имела место корреляционная связь между активностью сукцинатдегидрогеназы и соотношением лактата и пирувата. Поскольку сукцинатдегидрогеназа является митохондриальным ферментом, предполагается, что у новорожденных с синдромом полиорганной недостаточности клеточный энергодефицит является проявлением митохондриаль-ной патологии.

Ключевые слова: лактат, пируват, сукцинатдегидрогеназа, новорожденные, синдром полиорганной недостаточности.

Вступ

Процес ггмю^зу е ушверсальним мехашзмом ене-ргозабезпечення тваринних органiзмiв. Вщомо, що глiколiз можливий двома шляхами: аеробним та ана-еробним. Одним з основних учаснигав процесу е тро-виноградна кислота, яка частше розглядаеться в ань оннш формi пщ назвою трувату (П). Цей переважно цитозольний субстрат мае здатнють до взаемопере-творення з глюкозою i е метабол^ом для подальших реакцш аеробного процесу енергоутвореня яга перебь гають на мiтохондрiальних мембранах з утворенням 38 молекул аденозинтрифосфату. Одним зi шляхiв отримання штиноТ енерги е окислювальна реак^я перетворення сукцинату до фумарату при наявност каталiтичноТ активности сукцинатдепдрогенази (СДГ) [2].

Однак, в умовах кисневого дефщиту П може пе-ретворюватись на молочну кислоту, яка по аналоги з попередньою частше ф^уруе пщ термЫом «лактат» (Л). В цьому випадку ^га^з ще за енегодефiцитним шляхом з утворенням лише 2 молекул аденозинтри-фосфату. В умовах ппокси блокуеться енергозалежна утилiзацiя Л в процесi глюконеогенезу, що зрушуе рiв-новагу мiж Л i П в бiк першого [1].

Критичнi стани завжди супроводжуються гiпоксiею i тому в глобальному сена е к^тинним гiпоергозом. Ця проблема е особливо актуальною у новонародже-них, яга серед вах вiкових груп мають найвищий рь вень метаболiзму i основного обмiну, а отже - i енер-гопотреби [7, 8].

Осгальки функцiонування суми кожних окремо взя-тих клiтин в загальному обсягу штинноТ маси обумо-влюють функцiонування макроорганiзму в цтому, то у новонароджених з синдромом полюрганноТ недостат-ностi (СПОН) е доцтьним дослiдження метаболiтiв глiколiзу i активностi СДГ.

Мета: встановлення ланок патогенезу СПОН у новонароджених шляхом дослщження вмюту Л, П, Тх спiввiдношення та активностi СДГ у венозшй кровi.

Матерiали та методи дослщження

Для досягнення поставлено'!' мети було проведене дослщження вмюту Л, П в сироватц кров^ та актив-нють СДГ венозноТ кровi 69 дiтей, якi перебували на лкуванш в неонатальних стацюнарах мiст Полтави i Кременчука. Критерiями включення в групу були на-явнiсть у новонароджених наслiдкiв перинатального Ыфкування чи асфiксiТ при народженш, критерiями виключення були наявнiсть вроджених аномалм роз-витку з впливом на дихальну та гемодинамiчну сис-теми та наявнiсть хiрургiчноТ патологи. Па^енти були рандомiзованi наступним чином: до основноТ групи були вщнесеш новонародженi, якi мали ознаки СПОН i перебували на лiкуваннi у вщдтенш iнтенсивноТ те-рапiТ (п=52), до групи порiвняння - новонароджен без таких ознак, якi перебували у вщдтеш передчасно народжених i патологiТ новонароджених (п=17). Перед початком обстеження у законних представнигав вах пацiентiв були отриманi письмовi акти ЫформованоТ згоди на участь в обстеженш. Пiд час дослiдження були дотриман права пацiентiв вiдповiдно вимог Ге-льсинськоТ декларацiТ 1975 року з поправками вщ 2005 року. В дашй роботi дослiдження на тваринах не проводились.

Лабораторний аналiз показнигав проводився лабо-раторним вiддiлом ТОВ «Б.А.Т. - БiоАналiтичнi технологи» (м. Харкiв). Визначення концентрацiТ Л i П проводили ензимними методами [3], активнють СДГ визначали в штинному лiзатi за вiдновлювальною реага^ею [1] з використанням реагентiв вщповщно до рекомендацiй виробника.

Статистичний аналiз проводився методами опи-совоТ статистики i непараметричних критерiТв, а саме середнього арифметичного (М), помилки репрезента-тивност (т), медiани (Ме) i квартильного розмаху

Проблеми екологц та медицини

(50L, 50U), критерiю Вiлкоксона-Манна-Уiтнi (U) з роз-рахунком суми paHriB Zr, коефiцieнту кореляцií (R) CnipMeHa. За мУмальний piBeHb безпомилкового прогнозу вважали Р=0,95 i, вiдповiдно, рiвнем iмовiрностi помилки - р<0,05 [5].

Результата та ix обговорення

При порiвняннi результатiв концентрацií Л i П ве-нозноí кровi новонароджених дослщжуваних груп бу-ло встановлено дост^рне пiдвищення обох показни-кiв у д^ей iз СПОН: вмiст Л в основшй групi вiдносно порiвняльноí склав вiдповiдно 0,73±0,02 ммоль/л (Ме=0,70; 50L=0,64; 50U=0,81; Zr=2258,0; n=52) та 0,49±0,01 ммоль/л (Ме=0,49; 50L=0,46; 50U=0,51; Zr=157,0; n=17) (U=4,0; р<0,001); вмют П вiдповiдно склав 0,08±0,002 ммоль/л (Ме=0,08; 50L=0,07; 50U=0,1; Zr=2018,50; n=52) та 0,07±0,004 ммоль/л (Ме=0,07; 50L=0,06; 50U=0,07; Zr=396,50; n=17) (U=243,5; р=0,0005).

Пiдвищення вмюту як Л так i П е характерним для органних уражень i критичних станiв. Пiдвищення рiв-ня Л традицiйно зв'язують з тканинною гiпоксiею, хоча iснують i iншi причини цього процесу, зокрема - пщ-вищення активностi №+-К+-АТФ-ази при наявностi нормоксií, або зниження шренсу цього метаболiту печiнкою. До пщвищення рiвня П можуть призводити дисфунга^я пiруватдегiдрогiназного комплексу, ппер-активнють аеробного глiколiзу при вiдсутностi необ-хiдностi продукцп енергоемних субстратiв, посилення глюконеогенезу при розпадi бiлкiв. Bd цi процеси пе-ребiгають у позакглтинному просторi. Однак внутрш-ньокглтинна реакцiя перетворення П на ацетил-КоА означае його незворотне залучення в процес енергоу-творення. Таким чином, для оцЫки змiн рiвня Л i П в кровi бтьш доцiльним е не вимiрювання абсолютних величин, а оцiнка íх стввщношення (Л/П) [3].

При оцiнцi Л/П було встановлено, що у дп"ей iз СПОН цей показник становив 9,20±0,33 умовних оди-ниць (ум. од.) (Ме=9,11; 50L=7,47; 50U=10,5; Zr=2011,0; n=52), а у дiтей без цього синдрому -7,34±0,44 ум. од. (Ме=7,21; 50L=5,87; 50U=8,70; Zr=404,0; n=17) (U=251,0; р=0,007).

Причиною таких змiн можна вважати наявнiсть кль тинного енергодефiциту у новонароджених iз СПОН. Це можна пiдтвердити даними активности СДГ. Цей фермент е енергоутворюючим, оскiльки реакцiя «сук-цинат-фумарат», яка проходить за наявностi активности СДГ, дае 2 молекули аденозинтрифосфату. При порiвняннi статистичних показнигав в обох групах не було виявлено рiзницi активностi цього ферменту: у новонароджених iз СПОН активнють СДГ становила

0.02.0,001 ммоль/л-час (Ме=0,02; 501=0,01; 50и=0,02; 1г=1836; п=52), а у дп"ей без цього синдрому -0,02±0,001 ммоль/л-час (Ме=0,02; 50Ь=0,01; 50и=0,01; !г=579; п=17) (и=426,0; р=0,83). Однак, проведений кореляцiйний аналiз довiв наявнiсть прямого статистично значимого зв'язку мiж активнiстю СДГ i Л/П (г=0,25; р=0,04).

Реакцiя перетворення сукцинату в фумарат в при-сутносл СДГ проходить на внутршшй мембранi м^о-хондрiй [4, 6], отже, зважаючи на те, що Л/П е Ытегра-тивним показником штинного енергозабезпечення i враховуючи наведений вище зв'язок мiж Л/П i СДГ можна припустити, що к^тинний енергодефiцит у новонароджених iз СПОН е проявом наявноТ мтохонд-рiальноí патологiТ.

Висновки

1. У новонароджених iз СПОН порiвняно з д^ьми без такого синдрому наявне достг^рне пiдвищення рiвнiв Л i П в венознiй кровi;

2. У новонароджених iз СПОН мае мюце клiтинний енергодефiцит, про що свщчить пiдвищення штегра-тивного стввщношення Л/П;

3. Наявнють прямого статистичного зв'язку мiж значеннями Л/П i рiвнем активностi СДГ дозволяе припустити, що штинний енергодефiцит у новонароджених iз СПОн е проявом мiтохондрiальноТ патоло-гií.

Лiтература

1. Биологическая химия / Е. С. Северин, Т. Л. Алейникова, Е. В. Осипов, С. А. Силаева. - М.: Мед. информ. агентство, 2008. - 367 с.

2. Зайчик А.Ш. Основ1 патохимии / А.Ш Зайчик, Л.П. Чу-рилов.- СПб, 2001.-ЭЛБИ-СП6, 688 с.

3. Камышников В.С. Справочник по клини-ко биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике / В.С.Камышников.- 3-е изд.- М.: МЕД-пресс.-информ, 2009,- 896 с.

4. Методы общей бактериологии: пер с англ./ Под ред. Ф Герхардта и др.- М,: МИР, 1984.-472 с.

5. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение прикладных программ БТАИБИСА / Реброва О. Ю. - М: Медиасфера, 2002. -312 с.

6. Торшин В. А. Клиническое значение уровня лактата крови в лабораторной экспресс-диагностике / В.А. Торшин // Справочник заведующего клинико-диагностической лабораторией, 2006. - № 11. - С. 4349.

7. Хазанов А.И. Клиническая неонатология / А.И. Хаза-нов.-СПб.: Гиппократ, 2009.-424 с.

8. Яковлев А.Ю. Реамберин в практике инфузионной терапии критических состояний (практические рекомендации) / А.Ю.Яковлев.-СПб., 2008.- 32 с.

Summary

METABOLITES OF GLYCOLYSIS AND SUCCINATE DEHYDROGENASE ACTIVITY IN NEWBORNS WITH MULTIPLE ORGAN FAILURE. D.A. Shkurupiy

Key words: lactate, pyruvate, succinate dehydrogenase, newborns, multiorgan failure syndrom.

One of the major participants in cellular energy metabolism in pyruvate which metabolism produces 38 molecules of adenosine triphosphate. The sixth reaction of this pathway goes in the presence of succinate dehydrogenase. Under conditions of oxygen deficiency, pyruvate can be converted to lactate with the formation of only two molecules of adenosine triphosphate. Newborns have a high energy demand and thus they are the most susceptible to the development of energy shortages in critical conditions. With the aim of ascertainment of pathogenesis of newborns' multiorgan failure syndrom the research of lactate and pyruvate containing and succinate dehydrogenase activity of newborns venous blood with sequences to perinatal infection and neonatal asphyxia was performed, among them 52

TOM 16. N 5-6 2012 P.

persons had multiorgan failure syndrom and 17 didn't have it. In infants with multiple organ dysfunction syndrome the significant increase in lactate, pyruvate and their ratio, which shows the presence of cellular energy shortage was found. Also, there was a correlation between the activity and the ratio of lactate dehydrogenase and pyruvate. As succinate dehydrogenase is a mitochondrial enzyme, it is supposed, that cellular energy deficit of newborns with the multiorgan failure syndrom syndrome is a manifestation of mitochondrial pathology.

Higher State Educational Establishment of Ukraine "Ukrainian Medical Stomatological Academy", Poltava

Mamepian Hadiumoe do pedaKuil 14.11.2012 p.