CC BY
5
DOI :10.31718/2077-1096.18.4.65 УДК 616.24-002:616.12-008.331.1 Тягла О.С.
ОСОБЛИВОСТ1 ЕКСПРЕСИ АПОПТОТИЧНИХ МАРКЕР1В У ХВОРИХ НА ХРОН1ЧНЕ ОБСТРУКТИВНЕ ЗАХВОРЮВАННЯ ЛЕГЕНЬ НА ТЛ1 АРТЕР1АЛЬНО1 Г1ПЕРТЕНЗП
3anopi3bK^ державний медичний уыверситет
В'домо, що i xpoHi4He обструктивне захворювання легень, i артер'альна гiпертензiя являються му-льтифакторiальними захворюваннями та розвиваються внасл'док складноУ взаемод'УУ генетичних фактор'т та чинниюв зовншнього середовища. Метою даного досл'дження було вивчення метабо-л'зму каспази-7 та каспази-9 у пацiентiв на тлi хронiчного обструктивного захворювання легень в поеднаннi з артерiальною г'тертенз'ею. Матерiали та методи. Було обстежено 23 хворих з д'агно-зом гiпертонiчна хвороба II стади i хронiчного обструктивного захворювання легень II стади без кп1'н1'чно значущоУ супутньоУ патологи. Вмст каспаза-7 i каспаза-9 в плазмi кровi визначали з викори-станням в'дпов'дних тест-систем ФА (виробник - Bender Medsystems, Австр'я) в Навчальному медико-лабораторному центрi ЗДМУ зг'дно з доданою до набору нструк^ею. Результати досл'джен-ня. Анал'з динамки досл'джуваних цистеУнових протеаз св'дчить про статистично значущу елева-цю даних маркерiв апоптозу в умовах артерiальноУ гiпертензu та хронiчного обструктивного захворювання легень. Значення каспази-7 в когортi хворих на хронiчне обструктивне захворювання легень + артер'альна гiпертензiя iстотно перевищувало аналог'чнi для груп хворих iз монопато-логiею у виглядi артерiальноУ гiпертензu або хронiчного обструктивного захворювання легень, i складало в середньому 0,41±0,09 нг / мл. Суттева статистично значуща елева^я р'тня каспази-9 у хворих на хронiчне обструктивне захворювання легень + артер'альна гiпертензiя до 2,16±0,29 нг / мл порiвняно з iншими групами також св'дчить на користь б'тьш значноУ iндукцИ апоптотичних процес'т при коморб'днш патолога, нiж при iзольованй артерiальнiй гiпертензiУ або хронiчному об-структивному захворюванн легень. Висновок. Отриманi результати потребують подальшого уточнення характеру взаемозв'язку змни метабол'зму цистеУнових протеаз i первинностi патоге-нетичних процес'т в механзмах формування ризику розвитку ускладнень i прогресування вентиля-цйних порушень у хворих на хронiчне обструктивне захворювання легень у поеднанн з артерiаль-ною г 'тертенз 'ею.
Ключов1 слова: артер1альна ппертенз1я, хрожчне обструктивне захворювання легень, апоптоз, каспаза-7, каспаза-9. Дана стаття е фрагментом НДР кафедри клiнiчноУ фармакологу фармацу фармакотерапУУ i косметологи' ЗДМУ «Клiнiко-бiохiмiчнi та морфологiчнi аспекти дiагностики та можливот фармакотерапевтичноУ корекцУУ кардiоваскулярноУ патологУУ у оаб рiзних вжових груп», № держ. реестрацИ' 0114U001393.
Вступ
Вщомо, що i хроычне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ), i артерiальна гiпертензiя (АГ) являються мультифакторiальними захворюваннями та розвиваються внаслщок складно'Т взаемодп генетичних факторiв та чинниш зов-шшнього середовища [1]. В останн роки спосте-р^аеться достовiрне зростання числа хворих iз даною коморбщною патолопею, зокрема i в Укра'Тш. ХОЗЛ у поеднанн з АГ являеться дуже важливою медико-со^альною проблемою, по-ширенють ^е'Т коморбщно'Т патологи складае у середньому 34,3%, коливаючись в межах 1770%, а за даними аутопсп - до 85%. Розвиток швалщносп та втрати працездатност в результат цих захворювань призводять до значних прямих та непрямих економiчних витрат, що складае серйозне навантаження на кошторис сусптьства i оргашв охорони здоров'я, у зв'язку iз чим актуальнють вивчення цього питання не викликае сумнiвiв. В сучаснш лiтературi юнуе чимало роб^, присвячених вивченню переб^у поеднаноТ патологи ХОЗЛ та АГ, проте деяк дат i доа е дискутабельними та викликають певн протирiччя [2,3].
1снують дан про те, що у хворих з генетично
обумовленою riпертензiею вщбуваеться поси-лення апоптозу з вком. Причому воно передуе значним змшам артерiального тиску. У нещода-вньому дослщжены Хасанова Н.Р. показано, що в оаб з обтяженим амейним анамнезом по АГ i хворих на ппертошчну хворобу бтьш високий систолiчний АТ i дiастолiчний АТ асоцшований з носшством генотипу ТЗ в ген апоптоз-шдукуючого фактора AIF. Полiморфнi маркери гена каспаз 9 CASP9 у хворих ГБ асоцшоваш з рiзними дiапазонами (квартилями) швидкостi Na+-Li+ -антитранспорта в мембранi еритроци-та. Також полiморфiзм GA в ген CASP9, за даними багатофакторного аналiзу, е одним з осно-вних факторiв, що формуе прогноз антиппертен-зивноТ терапп i лкування ХОЗЛ [4].
Рiзнi рецептори загибелi клiтини активують единий для вах тканин «каскад смертЬ - каспа-зний каскад. Цi бiлки юнують в цитоплазмi у ви-глядi проферментiв з низькою каталiтичною ак-тивнiстю, але пiсля активацп вони в^грають одну з ключових ролей в початковiй i ефекторних стадiях апоптозу. Каспази належать до класу цисте'нових проте'наз, ранiше вщомих, як ICE (interleukin-1 b-converting enzyme). За своею структурою вони схож1 з похщною гена CED-3 у нематоди C. Elegans. В даний час у людини опи-
сано 11 рiзновидiв каспаз. Вони можуть бути об'еднан в ктька груп по Тх специфiчностi до субстрату i функцiй. Першу групу представляють «початковЬ ферменти (каспаз 8, 9, 10), необхщ-нi для початку i поширення сигналу клiтинноТ за-гибелi. До другоТ можна об'еднати аналоги CED-3 (каспаз 2, 3, 6, 7), як залучаються у стрiмкий процес розщеплення структурних компонент i елементiв життезабезпечення кл^ини (напри-клад, PARP (полi-АДФ-рибоза-полiмераза), що беруть участь в регуляцп мiжгенних взаeмодiй, вiдновленнi ДНК i ядерноТ мембрани. Також до цieТ групи належить i ряд ферментiв, як беруть участь в ДНК-фрагментацiТ. Третя категорiя каспаз (1, 4, 5 i 13), iменованi lCE-подiбнi, можуть бути залученi в рiвнiй мiрi в процес клiтинноТ смерт i запалення. Подiбно тромбоцитопенiТ i комплементоутворенню, каскад каспаз дie за ау-токаталiтичною схемою, приводячи до значного посилення початкового сигналу до апоптозу. Цей процес регулюеться рiзними кофакторами (фактор-1 активацiТ протеаз апоптозу - APAF-1), iнгiбiторами посттрансляцiйного рiвня, «бток-бток» взаемодiею [5].
Деяк дослiдники розглядають енергетичний дефiцит як можливий фактор iндукцiТ апоптозу кл^ин при артерiальнiй гiпертензiТ та ХОЗЛ. В результат пiдвищення артерiального тиску роз-виваеться хронiчне перевантаження серця, при якому можливий помiрний дефщит енергiТ, обу-мовлений як зростанням споживання кл^инами АТФ внаслiдок збтьшення навантаження на се-рцевий м'яз i розвитком гiпертрофiТ мiокарда, так i деякою гiпоксiею тканини, викликаною змiною коронарного кровотоку. Недолiк поповнення енергп в клiтинах може також стати результатом каль^евого перевантаження мтохондрш, що приводить до роз'еднання дихального ланцюга i окисного фосфорилювання. Дефщит АТФ, в свою чергу, порушуе роботу юнних насосiв i, по-ряд з кальцiевим перевантаженням, сприяе зни-женню мембранного потенцiалу мтохондрш i, як наслiдок, вiдкриттю пор i вивiльненню проапоп-тотичних факторiв. Отже, гiпоксiя i подальша змша енергетичного балансу клiтини можуть вь дiгравати суттеву роль в порушены рiвноваги мiж виживанням i загибеллю клiтин. При цьому спосiб штинноТ загибелi залежить вiд ступеня невщповщносп енергетичних потреб клiтини i продукцп енергiТ при мiтохондрiальному окисно-му фосфорилюванню. Так, було виявлено, що тимчасове i оборотне зниження вмiсту АТФ в кл^инах стимулюе Тх апоптотичну загибель, ре-алiзуеться через активацш бiлка р53, форму-вання апоптосоми i iндукцiю каспазного каскаду, в той час як значне зменшення кл^инних запасiв АТФ викликае некроз. Дане явище може бути пояснено тим, що самi апоптотичн процеси е енергозалежними, i Тх здшснення не можливе в умовах вираженого енергетичного дефщиту. Певний внесок в ^^ацш апоптотичноТ програми вносить окислювальний стрес, який активуе ре-
цепторно-опосередкований шлях передачi апоп-тогенних сигналiв. Проведенi експерименти показали, що макроерпчш препарати, антиоксида-нти i селективнi антагонiсти ЕТА-рецепторiв на-дають певний iнгiбуючий ефект на рiзнi ланки апоптотичноТ програми. Дискримiнантний аналiз даних, отриманих пiд час пстолопчного i iмуногi-стохiмiчного дослiджень у спонтанно ппертензи-вних щурiв виявив, що застосован препарати надавали найбтьший ефект на загальну штен-сивнють апоптозу, виражену у виглядi показника «шдекс апоптозу» i, зокрема, на вмют бiлкiв Вах i р53 [6].
Слiд особливо вiдзначити, що до тепершньо-го часу не визначено зв'язок мiж вмiстом марке-рiв ендотелiальноТ дисфункцiТ i апоптозу в пе-риферичнiй кровi i ступенем тяжкостi стану пацн ен^в, якi страждають на гiпертонiчну хворобу, ускладнену ХОЗЛ. До сих шр не встановлено, що е визначальним фактором прогресування ендотелiальноТ дисфункцiТ та обумовленим нею ускладненням. Важливою подiею в розвитку апоптозу е порушення фiзико-хiмiчних властиво-стей мембран кл^ин. Апоптоз ендотелiоцитiв судин або штин периферичноТ кровi може при-зводити до значноТ змiни в'язкостi кров^ утво-рення тромбiв i прогресування локального запалення в судиннш стшщ що також може супрово-джуватися атерогенезом [7].
Мета дослщження
Вивчення метаболiзму каспази-7 та каспази-9 у пацiентiв на тлi хрошчного обструктивного за-хворювання легень (ХОЗЛ) в поеднанн з артерн альною гiпертензiею (АГ).
Матерiали та методи дослщженн
Було обстежено 23 хворих з дiагнозом ппер-тонiчна хвороба (ГХ) II стади i ХОЗЛ II стади без клiнiчно значущоТ супутньоТ патологiТ, середнiй вiк 51,72±1,22 (49,33-54,09) року (гендерний склад: 22 чоловка i 1 ж1нка), статус палшня можна порiвняти з хворими на ХОЗЛ, 18 хворих ГХ обох статей у вiцi вщ 33 рош до 67 року (серед-нiй вiк 50,74±1,49 (47,81-53,76) ; стввщношення чоловiки / жшки 17 / 83%), II стади захворювання з рiвнем АГ I-III ступеня, рiзного кардюваскуляр-ного ризику, без адекватноТ систематичноТ анти-ппертензивноТ терапiТ, а також 18 па^ен^в з ХОЗЛ II стадГТ, середнш вiк 50,32±0,99 (48,2252,16) рош (гендерний склад: 14 чоловiкiв i 4 жiнки), тривалiсть захворювання 7,52±1,14. 80% активнi курцi, шдекс пачко-рош 17,23±2,69, на шкiдливий професшний фактор (виробничий) вказали 23,53%. Вс обстеженi висловили згоду на участь у проведены дослщження.
Дiагностика ХОЗЛ проводилася на пiдставi загальноприйнятих критерив. Хворi, якi брали участь в дослщжены, мали переважно ХОЗЛ се-реднього i важкого ступеня (по GOLD).
Оцшювали рiвень обсягу форсованого видиху за першу секунду (ОФВ1) i величину сшввщно-
шення обсягу форсованого видиху за першу секунду до форсовано'Т життево'Т емност легень (ОФВ1 / ФЖЕЛ). Визначення функцп зовнiшнього дихання здiйснювалося за стандартною методикою на спiрографiчному апарат «СП1РОКОМ» з використанням програмного забезпечення вщ-повiдно до рекомендацш АмериканськоТ торакально' та СвропейськоТ респiраторноТ спiльноти. Всi пацiенти дали письмову добровтьну згоду на участь в дослщжены та отримували тради-цiйну терапiю, вiдповiдно до рекомендацш ВООЗ.
Вмют CASPASE-7 i CASPASE-9 в плазмi кровi визначали з використанням вщповщних тест-систем 1ФА (виробник - Bender Medsystems, Авс-трiя) в Навчальному медико-лабораторному центрi ЗДМУ згiдно з доданою до набору шстру-кцiею (зав. проф. Абрамов А.В.).
При статистичнш обробц даних використову-вали лiцензiйну програму «STATISTICA for Windows 6.1» (StatSoft Inc., США, сершний номер RGXR412D674002FWC7). Аналiз нормаль-ностi розподту оцiнювали за критерiем Shapiro-Wilk (W). Данi представленi у виглядi середнього i стандартно' помилки репрезентативност вибiр-
кового середнього значення (95% довiрчий íh-тервал (95% Д1)). Порiвняння груп за якiсною ознакою, а також при дослiдженнi частоти зу-CTpi4i показникiв проводили за допомогою кри-терiю х2 з аналiзом таблиць спряженостi. Досто-вiрними вважали вiдмiнностi при рiвнi значущос-тi менше 0,05.
Результати дослщження та 1х обговоренн
Ми отримали наступнi значення рiвнiв показ-ниш маркерiв апоптозу каспаза-7 та каспаза-9 у експериментальних групах наших па^енпв (табл. 1).
Пацieнти iз АГ мали найнижчi значення кас-пази-7 серед дослiджуваних груп - 0,11 ±0,02 нг/мл, в той час як у хворих на ХОЗЛ цей показ-ник був статистично достовiрно (р<0,05) вище на 72,73% - 0,19±0,04 нг/мл. Пацieнти iз коморбщ-ною патологieю в якост ХОЗЛ+АГ демонструва-ли статистично достовiрну (р<0,05) значну еле-вацiю проапоптотичного маркера каспаза-7 до значень 0,41±0,09 нг/мл, що на 272,73% вище порiвняно iз групою хворих на АГ, та на 115,79% бтьше порiвняно iз групою пацieнтiв iз ХОЗЛ.
Таблиця 1
Нтенсившсть процесв апоптозу у обстежених осб
Показник Па^енти iз АГ Пацiенти iз ХОЗЛ Пацiенти iз ХОЗЛ на "mi АГ Величина вiдмiнностей
1 2 3 2 vs. 1 3 vs. 1 3 vs. 2
Каспаза-7, ng/mL 0,11±0,02 (0,050,15) 0,19±0,04 (0,110,27)* 0,41±0,09 (0,19-0,59) * * 72,73% 272,73% 115,79%
Каспаза-9, ng/mL 1,45±0,23 (1,11,9) 1,27±0,29 (0,71-1,84) 2,16±0,29 (1,58-2,73) * * -12,41% 48,97% 70,08%
Примiтка: * - р <0,05 при порiвняннi з пiдгрупою з АГ; # - р <0,
Динамка каспази-9 була досить подiбна ди-намiцi каспази-7 у експериментальних групах. Наявнють у хворих АГ призводило до пщвищен-ня рiвня даноТ цистеТн-залежноТ аспартат-специфiчноТ протеази до 1,45±0,23 нг/мл, при обстеженнi хворих iз ХОЗЛ значення даного маркера становило 1,27±0,29 нг/мл, тобто було на 12,41% вище. Найвищий рiвень каспази-9 вщ-значався у третш групi хворих iз ХОЗЛ+АГ -2,16±0,29 нг/мл, перевищуючи аналопчний пока-зник першоТ групи па^ен^в iз АГ майже на 50%, та другоТ групи iз ХОЗЛ бтьше, ыж на 70%, вщ-повiдно статистично достовiрно (р<0,05). Тобто, коморбщна патологiя сприяла бiльш високому рiвню активацп апоптотичних процесiв в оргаш-змi хворих порiвняно iз групами iз мононозологi-ею.
Бiльш того, дослщження частоти зустрiчi з аналiзом таблиць спряженостi показало, що в оаб у верхньому квартилi (бтьше 1,6 нг/мл) до-стовiрно частiше рееструвалися прогностично негативнi параметри функцп зовышнього дихання - iзольоване зниження ОФВ1 або ОФВ1 / ФЖЕЛ (х2 = 4,85 при р = 0,028), а також показник частоти загострень в минулому роц (х2 = 6,51 при р = 0,011).
Ц дан вказують на потенцiйний асо^ативний взаемозв'язок мiж динамiкою загальновизнаного
05 при порiвняннi з пiдгрупою з ХОЗЛ
маркера активносп апоптотичних процеав i ви-разнiстю респiраторних порушень при ХОЗЛ на тлi АГ. Для подальшого уточнення характеру взаемозв'язку змiни метаболiзму цистеТнових протеаз i первинносп патогенетичних процесiв в мехаызмах формування ризику розвитку ускла-днень i прогресування вентиляцшних порушень у хворих на ХОЗЛ у поеднанн з Аг в перспективi плануеться побудова математичноТ регресшноТ моделi прогнозування.
Результати та 1х обговорення
Апоптоз може шдукуватися за допомогою рiз-них стимулiв i в рiзних умовах, але iшемiя е пе-реважаючим фактором для його виникнення, що включае посилену генерацiю втьних радикалiв, в тому числi NO-радикала; порушення мтохонд-рiальноТ функцп, збтьшення концентрацiТ вть-них iонiв кальцш в цитоплазмi пошкоджених клн тин, активацш кальпаТна, активацiю каспаз-спецiалiзованих цистеТнових протеаз - безпосе-редшх iнiцiаторiв апоптозу i, нарештi, фрагмен-тацiю ядерноТ ДНК. Активацiя каспаз блокуеться як in vivo, так i in vitro низькомолекулярними пептидами, як ковалентно зв'язуються з ними i шак-тивують Тх, що призводить як до зменшення обсягу загиблих iшемiчних штин, так i до зменшення кл^чних проявiв захворювання [8].
1ш^атором активацп каспаз е вивiльнення цитохрому С з мтохондрш в цитозоль. Доказом схильност клiтин до апоптозу е швидке збть-шення рiвня бiлка паркiна-4. Bci цi змши не ти-повi для кттин, що знаходяться в умовах некрозу. 1нший механiзм апоптозу включае секрецiю лейкоцитами фактора некрозу пухлин i позаклн тиннi iндуктори апоптозу - цитокши, що дiють через 1'х власнi рецептори. Денатурацiя бтюв також активуе апоптоз через зменшення концен-трацп вiльного бiлка теплового шоку. Отже, uni-тина йде в апоптоз, якщо щось трапляеться з IT ДНК, бтками або лтщами [9].
Отже, критичну роль в стимуляцп апоптозу в^фграе зниження ендогенних антиоксидан^в, оскiльки порушення балансу мiж АФК i антиок-сидантами, стввщношення АТФ/АДФ iндукуе деполяризацiю мтохондрш в результатi чого ви-втьняються проапоптознi бiлки, активуються ка-спази, безпосередн медiатори апоптозу.
1снуе два основних шляхи ^^аци апоптозу. Перший реалiзуеться через систему зчеплених з мембраною бтш сiмейства туморнекротичних TNF-рецепторiв, до яких вiдносяться Fas (CD 95), TNF-R1, DR-3, DR-4 i DR. «Рецептори заги-белЬ> розташован на поверхнi клiтини i служать сенсорами позакл^инних сигналiв до апоптозу. Ц сигнали подаються рецептор-специфiчними л^андами, такими як, наприклад, лiганд Fas-L. Цей бiлок належить до амейства TNF-пов'язаних цитокiнiв i синтезуеться як трансмем-бранна молекула, але може юнувати i в солюбн лiзованiй формi, утворенiй пiд впливом метало-протеаз. Bзаемодiя Fas-L c родинним рецептором викликае тримеризацш останнього i утво-рення активних форм FADD, як в свою чергу ви-кликають аутокаталiтичну активацш протеолiти-чно' системи «страти» кл^ини - каскаду каспаз. 1нший л^анд, здатний iнiцiювати апоптоз, TNF-a являе собою розчинний цитокш, який синтезуеться активованими Т^мфоцитами i макрофагами у вщповщь на запалення i iнфекцiю. Пiсля його зв'язування з TNF-рецепторами вщбуваеть-ся практично те ж саме, що i при зв'язуванн Fas-R i Fas-L, з тiею лише рiзницею, що моб^зуеть-ся бiлок TRADD (TNF receptor-associated death domain) [10].
1дентифковано велику ктькють генiв, залу-чених в апоптоз. Деякi з них е онкогенами, наприклад, myc i bcl-2. Також до гешв, якi беруть участь у апоптозу вiдноситься ген АРТ-1 (FAS), що кодуе «рецептор смертЬ, ген полiмерази-1-полi (АДФ рибози) (PARP1), ген шдукованого при гшоксп фактора 1А (HIF-1A), ген апоптоз-шдукованого фактора (AIF), гени р53, bcl-2, bax i гени, що кодують структуру каспаз.
Асо^аци мiж структурним полiморфiзмом ДНК i функцiональним станом геыв вже були виявленi i в вiдношеннi деяких генiв апоптозу. Найбтьш в цьому вiдношеннi вивчений ген р53. У людини вш розташований на короткому плечi 17 хромосоми. Ген складаеться з 11 екзошв, якi
перериваються 10 штронами. Вiдома велика кн лькiсть однонуклеотидних 3aMiH в reHi р53, але найбтьш докладно вивчалися полiморфiзм в 1-му, 3-му, 4-му i 6-му штроы [11].
Вiдомо, що продукт гена р53 - бток, що мю-тить аргiнiн в позицп 72, бiльшою мiрою шдукуе апоптоз, нiж бiлок з пролшом в тiй же позицп. Також була виявлена асо^а^я полiморфiзму R72P гена р53 з розвитком ппертрофп мiокарда лiвого шлуночка у хворих АГ i 1ХС, при цьому носшство алелi 72Р призводило до зниження ризику розвитку ппертрофп лiвого шлуночка у цих хворих. Носшство алелi С i генотишв С/С i С/А гена HIF-1A було асоцшоване з пщвищен-ням ризику розвитку шсульту в популяцiï.
Деякими авторами висловлюеться припу-щення про участь полiмерази-1-полi (АДФ рибози) (PARP-1) у виникненн пов'язаноï з оксидати-вним стресом ендотелiальноï дисфункцп, яка, як вiдомо, вiдiграе важливу роль у виникненнi i про-гресуваннi АГ. Вiдповiдно вiдключення гена PARP-1 призводить до зменшення оксидативно-го стресу, а вщповщно - ендотелiальноï дисфун-кцiï та пошкодження ендотелiю. Вiдомостi про подiбнi взаемозв'язки, хоча i нечисленна е i що-до таких генiв апоптозу, як гени, що кодують структуру каспаз 8 i каспаз 9 [12].
Дослщження Chun-Hsiang Lin зi ствавторами вказуе на те, що непротеол^ичш аероалергени rDP2 знижують життездатнють бронхiальних еш-телiальних клiтин людини BEAS-2B за допомо-гою шдукци апоптозу. Автори також припуска-ють, що rDP2 не тiльки викликають iмунну вщпо-вiдь, а й безпосередньо викликають ушкодження епiтелiю дихальних шляхiв. Результати показу-ють, що високий рiвень rDP2 спричиняе пщви-щений рiвень внутрiшньоклiтинних активних форм кисню, що може сприяти збтьшенню сшв-вiдношення Bax / Bcl-2 i вивтьненню цитохрому С BEAS-2B клiтинами. Цi результати надають докази того, що rDP2 може вносить свш вклад в гiперреактивнiсть дихальних шляхiв за допомо-гою пщвищення внутрiшньоклiтинного рiвня активних форм кисню i, як наслщок, патогенна i проапоптотична сигналiзацiя в епiтелiальних itni-тинах. Клiтинний апоптоз опосередковуеться тонким балансом про- i антиапоптотичних бтш в кл^инах. Зокрема, мiтохондрiальний шлях апоптозу регулюеться ранньою транслокацiею антиапоптотичних (Bcl-2 i Bcl-XL) i проапоптотичних (Bak i Вах) члеыв сiмейства Bcl-2 бтш в середину або назовн з мiтохондрiй [199], як моду-люють вивiльнення проапоптотичних компонен-тiв, таких, як цитохром С, як активують апопто-соми, ефекторн каспази i ДНКази, що призво-дить до фрагментацiï ДНК i розщеплення по-лi(АДФ-рибоза)-полiмераз (PARP). ^м того, на-явнiсть розщепленоï PARP (p85) повiдомляеться в якостi важливого маркера на раннiй стадiï апоптозу в бронхiальному епiтелiï [13]. Отриман дослiдниками результати показують, що rDP2 зменшуе експресiю Bcl-2, але збтьшуе Bax i Bak
рiвень в штинах BEAS-2B, а також збтьшуе на-явнiсть p85 PARP, вказуючи, що rDP2 виклика-ють внутршнш апоптоз бронхiальних епiтелiа-льних кл^ин людини, провокуючи дисбаланс проапоптотичних i антиапоптотичних факторiв.
Таким чином, актива^я клiтин в перiод загос-трення i ремiсil ХОЗЛ у поеднанн з ппертошч-ною хворобою пщвищуе готовнiсть клiтин до апоптозу через Fas-опосередкований механiзм. Можна припустити, що чутливють клiтин до Fas-шдукованого апоптозу визначаеться не тiльки рiвнем експресп Fas-антигену, але i його функцн ональним станом, балансом цитомыв та внутрн шньоклiтинних регуляторiв апоптозу. ^м того, ймовiрно апоптоз штин при ХОЗЛ здiйснюеться також за допомогою шших рецепторiв апоптозу (TNF) i рецепторнезалежним шляхом. Проте на сьогодшшнш день у лiтературних джерелах практично вщсутш данi про роль ^^аторноТ ка-спази 9 та ефекторноТ каспази 3 у апоптозi ней-трофiлiв у пацiентiв iз поеднаним перебiгом ХОЗЛ та ппертошчноТ хвороби. Адже саме кас-паза 3 специфiчно активуе ендонуклеазу CAD. У пролiферуючих клiтинах ця ендонуклеаза пов'я-зана з ТТ шпбп'ором - ICAD (Inhibitor of Caspase Activated DNAse). У апоптотичних кл^инах активна каспаза 3 розрiзае iнгiбiтор ферменту, що вивiльняе ендонуклеазу CAD. Активнють ферменту призводить до деградацп хромосомаль-ной ДНК, викликаючи конденсацш хроматину. Активацiя ендонуклеаз - не едина функцiя кас-паз 3. Ферментативна активнiсть каспаз призводить до реоргашзацп цитоскелету i перетворен-ня клiтини в апоптотичн тiльця.
Фаза екзекуцiТ е активною фазою апоптозу, що вщбуваеться негайно шсля того, як в кштиш включаеться програма самознищення. Вона тривае близько години i характеризуеться яск-равими морфологiчними проявами апоптозу (тобто блебшгом мембрани, конденсацiею хроматину i фрагментацiею ДНК). Кульмша^ею е руйнування клiтини i упаковка ТТ для фагоцитозу. Бiльшiсть дослщжень фази екзекуци фокусува-лася на з'ясуванн ядерних змiн з щентифка^ею механiзмiв, вiдповiдальних за ядерну екзекуцш - таких як зв'язок мiж видiленням цитохрому С, активацiею каспаз 9/3 i фрагментацiею ДНК. З'ясування детально' шформаци тонких мехаш-змiв запуску та регуляцiТ апоптозу нейтроф^в за участю каспаз 3 i 9 при коморбiднiй патологiТ ХОЗЛ та ГБ на сучасному етап е перспективним та актуальним дослщженням, котре допоможе провести вщповщш коригуючi дiТ у схемах лку-вання даноТ групи пацiентiв для досягнення пов-ноцiнноТ тривалоТ ремiсiТ захворювання.
При пригшченш мiтохондрiального дихання вщбуваеться зниження заряду мтохондрш, що шщше апоптоз, а вiдсутнiсть глюкози призводить до некрозу. Вщомо про прямий шлях акти-вацiТ вщкриття гiгантськоТ пори оксидом азоту i виходу цитохрому С, що призводить до запуску каспазного каскаду. Пiд дiею цитотоксичних де-
риватiв NO вiдбуваеться експреая та вихiд в ци-тозоль проапоптотичних бшмв, вiдкриття мто-хондрiальних пор за рахунок окислення або шт-розування тiольних груп цистеТнзалежноТ дтян-ки бiлка внутрiшньоТ мембрани мтохондрш (АТФ / АДФ-антипортер), який пюля цього стае прони-кним неспецифiчним каналом-порою [14]. Цi процеси порушують головну функцш мiтохонд-рш - утворення АТФ, i замють цього вони стають об'ектом непродуктивного спалювання субстра-тiв окислення. Порушення кисневого режиму, трансм^ерний аутокоiдоз, порушення акумуляцп Са2+ мiтохондрiями, пошкодження мембрани мн тохондрiй АФК i NO активують вщкриття пор i вивтьнення апоптогенних бiлкiв з мiтохондрiй. Пероксиштрит нiтрозуе бiлки по залишках тирозину i визначае функцiональнi наслщки, пригнi-чуючи фосфорилювання тирозину, порушуе передачу сигналу в кл^иш. Пероксинiтрит нiтрозуе цитохром С в мiтохондрiях з подальшою змiною його функцш пiдтримки перенесення електронiв в дихальному ланцюзi i вiн бтьше не здатний вiдновлювати аскорбат. Вихщ цитохрому С в цитоплазму дае можливють передбачити участь такого штрозування i в сигнальних процесах, крiм того, це викликае штрозування гуаншу i розрив ланцюгiв ДНК [15].
Висновки
Аналiз динамiки дослщжуваних цистеТнових протеаз свiдчить про статистично значущу еле-вацiю даних маркерiв апоптозу в умовах АГ та ХОЗЛ. Значення каспази-7 в когор^ хворих на ХОЗЛ+АГ iстотно перевищувало аналопчы для груп хворих iз монопатологiею у виглядi АГ або ХОЗЛ, i складало в середньому 0,41±0,09 нг / мл. Суттева статистично значуща елева^я рiвня каспази-9 у хворих на ХОЗЛ+АГ до 2,16±0,29 нг / мл порiвняно з iншими групами також свщчить на користь бiльш значноТ шдукцп апоптотичних процесiв при коморбiднiй патологи, ыж при iзо-льованiй АГ або ХОЗЛ.
Перспективи подальших дослiджень
Отриманi результати потребують подальшого уточнення характеру взаемозв'язку змши мета-болiзму цистеТнових протеаз i первинностi пато-генетичних процесiв в механiзмах формування ризику розвитку ускладнень i прогресування ве-нтиляцiйних порушень у хворих на ХОЗЛ у поед-нанш з АГ.
References
1. Arutyunov GP. Serdechno-sosudystye zabolevanyya y khronycheskaya obstruktyvnaya bolezn legkykh krymynalnye partnery [Cardiovascular diseases and chronic obstructive pulmonary disease criminal partners]. Serdechnaya nedostatochnost. 2011; 3: 16-9. [Russian]
2. Kharchenko TA. Aktualnye problemy lechenyya bolnykh s khronycheskoy obstruktyvnoy boleznyu legkykh [Actual problems of treating patients with chronic obstructive pulmonary disease]. Novosty medytsyny y farmatsyy. 2012; 9: 415. [Russian]
3. Miravitlles M, Anzueto A. Insights into interventions in managing COPD patients: lessons from the TORCH and UPLIFT studies. Int. J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2009; 4: 185-201.
4. Khasanov NR, Khasanova DR, Oslopov VN. Membrannye aspekty vegetatyvnogo reagyrovanyya u bolnykh arteryalnoy gypertenzyey
s razlychnymy sutochnymy profylyamy arteryalnogo davlenyya [The 10.
membrane aspects of the autonomic response in patients with arterial hypertension with different diurnal profiles of blood pressure]. Farmateka. 2010; 12: 206. [Russian]
Belolapenko YA, Abdrashytova AT. Yzuchenye protsessov prezhdevremennogo starenyya y markera apoptoza — belka r53 u rabotayushchykh na gazodobyvayushchem komplekse [Study of the 11.
processes of premature aging and apoptosis marker - p53 protein in the gas production complex]. Materyaly II vserossyyskoy nauchnoy konferentsyy "Nauchnoe tvorchestvo xXl veka" s mezhdunarodnym uchastyem. Opublykovano v zhurnala «V myre nauchnykh otkrytyy», 12
Moskva, 2010; 4(10): 45-7. [Russian]
Liu М, Dilger J. 1325-pos strychnine inhibition of human a1 glycine receptors. Biophys J. 2008; 94: 1325-6.
Barnes PJ, Celli BR. Systemic manifestations and comorbidities of 13.
COPD. Eur Respir J. 2009; 33: 1165-85.
Yskandarova LR, Myngazetdynova LN, Mutalova EG. Kletochno-tsytokynovaya reaktsyya apoptoza u zhenshchyn arteryalnoy gyper-tonyey s metabolycheskymy narushenyyamy [Cell-cytokine reaction 14.
of apoptosis in women with arterial hypertension and metabolic disorders]. GOU VPO «BGMU» Obshchestvennaya organyzatsyya «Medyky Bashkortostana». 2008: 123-6. [Russian] Ashino T, Yamamoto M, Numazawa S. NRF2/keap1 system regulates vascular smooth muscle cell apoptosis for vascular homeostasis: Role in neointimal formation after vascular injury. Sci 15.
Rep. 2016; 6: 26-9.
Реферат
Myngazetdynova LN, Smakaeva ER, Khasanova AR, Turysheva OE, Gallyamova VR. Kletochno-tsytokynovyy kompleks v apopto-tycheskoy reaktyvnosty u bolnykh ostrym koronarnym syndromom [Cell-cytokine complex in apoptotic reactivity in patients with acute coronary syndrome]. Uspekhy sovremennogo estestvoznanyya. 2009; 2: 48-50. [Russian]
Sun Y, An N, Li J. miRNA-206 regulates human pulmonary microvascular endothelial cell apoptosis via targeting in chronic obstructive pulmonary disease. J Cell Biochem. 2018. doi: 10.1002/jcb.27910
Ju J. Corrigendum: An Increased Proportion of Apoptosis in CD4+ T Lymphocytes Isolated from the Peripheral Blood in Patients with Stable Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Tuberc Respir Dis (Seoul). 2018; 81(4): 351. doi: 10.4046/trd.2017.0079.r Xiangjia Zhu, Kun Guo, Yi Lu. Selenium effectively inhibits 1,2-dihydroxynaphthalene-induced apoptosis in human lens epithelial cells through activation of PI3-K. Akt pathway. Molecular Vision. 2011; 17: 2019-27.
Blagonravov ML, Azova MM, Frolov VA. Byokhymycheskoe yssle-dovanye apoptoza kletok myokarda pry ostroy peregruzke levogo zheludochka v eksperymente [Biochemical study of apoptosis of myocardial cells during acute overload of the left ventricle in the experiment]. Voprosy byologycheskoy medytsynskoy y farmatsevtycheskoy khymyy. 2010; 8: 49-53. [Russian] Raymond CB, Wazny LD. Sodium thiosulfate, bisphosphonates, and cinacalcet for treatment of calciphylaxis. Am J Health Syst Pharm. 2008; 65(15): 1419-29.
ОСОБЕННОСТИ ЭКСПРЕССИИ АПОПТОТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ ОБСТРУКТИВНЫМ ЗАБОЛЕВАНИЕМ ЛЕГКИХ НА ФОНЕ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ Тяглая О.С.
Ключевые слова: артериальная гипертензия, хроническое обструктивное заболевание легких, апоптоз, каспаза-7, каспаза-9.
Известно, что и хроническое обструктивное заболевание легких, и артериальная гипертензия являются мультифакториальными заболеваниями, и развиваются вследствие сложного взаимодействия генетических факторов и факторов внешней среды. Целью данного исследования было изучение метаболизма каспазы-7 и каспазы-9 у пациентов на фоне хронического обструктивного заболевания легких в сочетании с артериальной гипертензией. Материалы и методы. Было обследовано 23 больных с диагнозом гипертоническая болезнь II стадии и хроническое обструктивное заболевание легких II стадии без клинически значимой сопутствующей патологии. Уровень каспазы-7 и каспазы-9 в плазме крови определяли с использованием соответствующих тест-систем ИФА (производитель - Bender Medsystems, Австрия) в Учебном медико-лабораторном центре ЗГМУ в соответствии с прилагаемой к набору инструкцией. Результаты исследования. Анализ динамики исследуемых цистеиновых протеаз свидетельствует о статистически значимой элевации данных маркеров апоптоза в условиях артериальной гипертензии и хронического обструктивного заболевания легких. Значение каспазы-7 в когорте больных хроническим обструктивным заболеванием легких + артериальной гипертензией существенно превышало аналогичные показатели для групп больных с монопатологией в виде артериальной гипертензии или хронического обструктивного заболевания легких, и составляло в среднем 0,41±0,09 нг/мл. Существенная статистически значимая элевация уровня каспазы-9 у больных хроническим обструктивным заболеванием легких + артериальной гипертензией до 2,16±0,29 нг/мл по сравнению с другими группами также свидетельствует в пользу более значительной индукции апоптотических процессов при коморбидной патологии, чем при изолированной артериальной гипертензии или хроническом обструктивном заболевании легких. Вывод. Полученные результаты требуют дальнейшего уточнения характера взаимосвязи изменения метаболизма цистеиновых протеаз и первичности патогенетических процессов в механизмах формирования риска развития осложнений и прогрессирова-ния вентиляционных нарушений у больных хроническим обструктивным заболеванием легких в сочетании с АГ.
Summary
PECULIARITIES OF APOPTOTIC MARKER EXPRESSION IN PATIENTS WITH CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE AND ARTERIAL HYPERTENSION Tyaglaya O.S.
Key words: arterial hypertension, chronic obstructive pulmonary disease, apoptosis, caspase-7, caspase-9.
It is known that both chronic obstructive pulmonary disease and arterial hypertension are multifactorial diseases, and develop as a result of a complex interaction of genetic and environmental factors. The purpose of this work was to study the metabolism of caspase-7 and caspase-9 in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in combination with arterial hypertension (AH). Materials and methods. We examined 23 patients with a diagnosis of essential hypertension stage II and COPD stage II without a clinically significant concomitant pathology. The plasma level of caspase-7 and caspase-9 was determined using the appropriate ELISA test systems (manufacturer - Bender Medsystems, Austria) at the Medical and Laboratory Training Centre of Zaporizhzhia State Medical University in accordance with the instructions attached to the kit. The analysis of the dynamics of the studied cysteine proteases indicates a statistically significant
5
6
7
8
9
elevation of these apoptosis markers in the conditions of hypertension and COPD. The value of caspase-7 in the cohort of patients with COPD + AH significantly exceeded similar figures for the groups of patients with a single pathology presented by AH or COPD, and averaged 0.41 ± 0.09 ng / ml. A statistically significant elevation of the caspase-9 level in patients with COPD + AH up to 2.16 ± 0.29 ng / ml compared with other groups also indicates a more significant induction of apoptotic processes in comorbid pathology than in isolated AH or COPD. Conclusion. The obtained results require further clarification of the nature of the relationship between changes in the metabolism of cysteine proteases and the primacy of pathogenetic processes in the mechanisms of risk formation for complications and progression of ventilation disorders in patients with COPD and comorbid essential hypertension.
D0I:10.31718/2077-1096.18.4.71
УДК 616.379-008.64-056.257:616.12-008.331.1:615.851.5 Фуштей 1.М., Солов'юк О.А., Солов'юк О.О.
ВЗАбМОЗВ'ЯЗОК ЗМ1Н ЯКОСТ1 ЖИТТЯ ТА АРТЕР1АЛЬНО1 ЖОРСТКОСТ1 У ХВОРИХ НА ЦУКРОВИЙ Д1АБЕТ ТИПУ 2 В ПО6ДНАНН1 З ОЖИР1ННЯМ
ДЗ «Запорiзька медична академiя пюлядипломноТ' освiти МОЗ УкраТ'ни» Запорiзький державний медичний уыверситет
Мета досл'дження - вивчення загальних особливостей якостi життя, впливу надлишковоУ маси тi-ла на яксть життя, характеру харчовоУ поведнки у хворих на цукровий д 'абет типу 2 в поеднанн з надлишковою масою тта та ожирiнням, а також встановлення кореля^йних зв'язк'т з показниками функцюнального стану артерiальних судин. Було обстежено 64 особи (34 жнки та 30 чоловтв) хворих на цукровий д'абет з надлишковою масою тта та ожирiнням (середн'ш вком 56,3±10,23 ро-к'в), що склали 1 групу, 34 особи (19 жнки та 15 чоловтв), середн'ш вк склав 55,6±11,92 роюв, що увiйшли до 2 групи, а також 28 практично здорових осб контрольноУ групи. Для о^нки якостi життя використовували опитувальники SF-36v2, вплив надлишковоУ маси тта на яксть життя аналi-зували за даними опитувальника IWQOL-Lite, характер харчовоУ поведнки визначали за допомогою опитувальника COEQ4 7days FPRS. Функцональний стан артерiальних судин визначали за допомогою о^нки швидкостi розповсюдження пульсовоУ хвилi з використанням автоматизованого реог-рафiчного комплексу ReoCom («ХАИ-медика» (УкраУна). У хворих на цукровий д 'абет з надлишковою масою тта за даними опитувальника SF-36v2 в 'дзначенi змни з боку якостi життя, як характери-зувалися в першу чергу зниженням р'тня ф'зично'У активност'!, а також со^ального та емо^йного статусу, зазначен змни рiзнилися не ттьки з практично здоровими особами, але й хворими на цукровий д 'абет з нормальною масою тта. Характер харчовоУ поведнки у хворих на цукровий д 'абет з надлишковою масою тта в'др'знявся пдвищеним станом голоду на тлi погiршеного емо^йного стану та пдвищеним бажанням Усти певн види продукт'т, якi можуть сприяти надлишковй мас'1 тта. Структурн змни артерiальних судин, якi характеризують артерiальну жорстксть, були взаемозв'язаними з показниками емо^йного стану та ф'зично'У активност'1 у хворих на цукровий дi-абет з надлишковою масою тта.
Ключовi слова: якють життя, артерiальна жорсткють, цукровий дiабет, ожиршня.
Робота е фрагментом НДР кафедри терапУУ, кл!н!чноУ фармакологи та ендокринологУУ ДЗ «ЗМАПО МОЗ УкраУни» «Перебг артерiальноy гтертензУУ в сполученнi з загальними захворюваннями легень та суглобiв як прояви коморбiдностi: традицiйнi та додатковi фактори ризику кардiоваскулярних подй, механiзми розвитку, дiагностика i лкування», ВН.Р. 03.23.03-15, № держ. реестрацУУ 0115U000658.
Вступ
Останн десят^ччя 4îtko визначена динамка прогресивного зростання частоти розвитку соцн альних хвороб, в першу чергу цукрового дiабету типу 2 (ЦД), артерiальноï ппертензи', iшемiчноï хвороби серця, що суттево пщвищуе рiвень сме-ртносп вщ кардюваскулярно''' патологи [3,8,9 ]. В численних дослщженнях доведено роль мета-болiчних порушень (насамперед, вуглеводного та лшщного обмшу) в формуванн шсулшорезис-тентносп та ЦД, що е характерним для бтьшос-т хворих з надлишковою масою тта та ожирш-ням [2,4,5,10]. У хворих середнього вку при на-явност ожиршня в 30% випадюв визначаються кл^чы ознаки ЦД [4].
Проблема якост життя (ЯЖ) у хворих з над-
лишковою масою тта (НМТ) е надзвичайно актуальною, та со^ально значущою, що насамперед пов'язано з обмеженням рухово'Т щоденно'Т активност порiвняно з особами з нормальною масою тта, а також необхщнютю постшного ко-регування харчово'Т поведшки для дотримання лкувальних програм щодо впливу на динамку маси тта. ^м цього, хворi з НМТ мають низьку самооцшку, рiзноманiтнi депресивн розлади та психолопчш проблеми як вдома, так i на робо-чих мюцях [1,7,11].
У вивченн патогенетичних особливостей ан-попатш при ЦД одне з провщних мюць належить змшам структурно-функцюнальних властивос-тей судинно'Т стшки. Як було показано в роботах низки дослщникв, артерiальна жорсткють е не-залежним фактором кардюваскулярного ризику,
