CC BY
4
ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ КРОВИ У ДЕТЕЙ С ВОСПАЛИТЕЛЬНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ КИШЕЧНИКА
А.Н. Поповичева, А.К. Мартусевич, Э.Н. Федулова, Л.Н. Соснина
ФГБОУ ВО «Приволжский исследовательский медицинский университет» Минздрава России, Нижний Новгород
Abstract
The aim of this study is to estimate the character of changes in the antioxidant defense system (AOD) in children with inflammatory bowel diseases (IBD). The activity of indicators of the antioxidant system of blood was studied in 40 children aged 6 to 17 years with IBD (Crohn's disease and ulcerative colitis) and 35 apparently healthy children of the corresponding age. The concentration of SH-groups in the platelet-free blood plasma, the activity of catalase, and the level of reduced glutathione GSH in the hemolysate of washed erythrocytes were determined. Based on the studies carried out, it was found that violations of the antioxidant activity of the blood of pediatric patients with IBD play a significant role in the pathogenesis of these diseases, while accompanying changes in hemorheology and hemostasis.
Key words: inflammatory bowel disease, Crohn's disease, ulcerative colitis, antioxidant defense system, catalase, glutathione, SH-groups
Целью работы является оценка характера изменений системы антиоксидантной защиты (АОЗ) у детей с воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК). Изучали активность показателей антиоксидантной системы крови у 40 детей в возрасте от 6 до 17 лет с ВЗК (болезнь Крона и неспецифический язвенный колит) и 35 практически здоровых детей соответствующего возраста. Определяли концентрацию SH-групп в бестромбоцитарной плазме крови, активность каталазы и уровень восстановленного глутатиона GSH в гемолизате отмытых эритроцитов. На основании проведенных исследований установлено, что нарушения антиоксидантной активности крови пациентов детского возраста с ВЗК играют значительную роль в патогенезе этих заболеваний, при этом сопровождая изменения гемореологии и гемостаза.
Ключевые слова: воспалительные заболевания кишечника, болезнь Крона, неспецифический язвенный колит, система антиоксидантной защиты, каталаза, глутатион, SH-группы
Важным патогенетическим фактором (ВЗК) является окислительный стресс (ОС), проявляющийся как дисбаланс между накоплением активных форм кислорода (АФК) и нейтрализующими их антиоксидантами (Bourgonje et al., 2020). Система антиоксидантной защиты (АОЗ) организма представлена ферментативными и неферментативными соединениями (каталаза, супероксиддисмутаза, система глутатиона) (Dudzinska et al., 2018). У взрослых
пациентов при ремиссии и активных ВЗК отмечено как значительное снижение активности каталазы в эритроцитах (Mrowicka et al., 2017), так и ее возрастание (Rana et al., 2014). В плазме и сыворотке крови пациентов выявлено снижение активности супероксиддисмутазы, а в эритроцитах - ее возрастание (Szczeklik et al., 2018). Увеличение концентрации глутатиона отмечено Hoffenberg et al. (1997) у пациентов детского возраста в цельной крови, а также в эритроцитах и плазме взрослых пациентов (Sido et al., 1998; Луковникова с соавт., 2000). Целью работы является оценка характера изменений системы АОЗ у детей с ВЗК.
Материал и методы исследования
Изучали состояние окислительного метаболизма крови у 40 детей в возрасте от 6 до 17 лет с ВЗК (20 с болезнью Крона - БК и 20 с неспецифическим язвенным колитом - ЯК) и 35 практически здоровых детей соответствующего возраста (контроль). Диагноз ВЗК верифицирован на основании комплексного обследования, включающего клинико-лабораторный мониторинг, а также эндоскопическое исследование слизистой оболочки кишечника с морфологическим анализом биоптатов.
Концентрацию SH-групп в бестромбоцитарной плазме крови, стабилизированной цитратом натрия, определяли по методу Hu (1994). Метод основан на способности тиоловых соединений при взаимодействии с 5,5'-дитиобис-2-нитробензойной кислотой (реактив Эллмана) (Sigma, США) образовывать окрашенное в желтый цвет соединение 5-тио-2-нитробензойный анион, раствор которого имеет максимум поглощения при 412 нм. Результат выражали в ^М.
Активность каталазы в гемолизате эритроцитов определяли по методу Aeble (1952). Метод основан на определении снижения концентрации перекиси водорода в результате действия каталазы. Насыщенная концентрация перекиси ингибирует фермент, поэтому активность каталазы определяют при низкой концентрация пероксида по изменению оптической плотности при 240 нм. Активность фермента рассчитывали как константу скорости первого порядка и выражали в единицах активности (ед.акт.)/г Нв.
Содержание восстановленного глутатиона GSH в гемолизате эритроцитов определяли по методу Beutler (1990). Восстановленный глутатион взаимодействует с 5,5'-дитиобис-2-нитробензойной кислотой с образованием окрашенного в желтый цвет 5-тио-2-нитробензойного аниона. Увеличение концентрации аниона в ходе данной реакции регистрируют при 412 нм. Результат выражали в мкмоль/г Нв.
Проведение исследования одобрено Локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России. От родителей детей (или от самих детей старше 15 лет) перед взятием образцов получено информированное согласие на участие в исследовании.
Результаты обрабатывали с использованием программы Statistica 6.0.
Результаты исследования и их обсуждение
В нашем исследовании показано нарушение работы системы антиоксидантной защиты организма детей с ВЗК. Значительное (в 1,3 раза)
возрастание активности каталазы в эритроцитах отмечается только при госпитализации детей с БК, продолжающееся и при выписке пациентов (рис. 1).
Рис. 1. Активность каталазы в эритроцитах практически здоровых детей и детей с ВЗК. Примечание: * р<0,05, ** р<0,001 - сравнение с контролем, критерий
Манна-Уитни
Рис. 2. Концентрация восстановленного глутатиона в эритроцитах практически здоровых детей и детей с ВЗК. Примечание: * р<0,05, ** р<0,001 - сравнение с
контролем, критерий Манна-Уитни
340 и
330 --
320 --Т--
310------
300 --+-----
.о _
i 290 ------
m __
S
280 -------
270 -------
260 -------
250 -------
240 J---,---,---,
практически здоровые дети БК ЯК
Рис. З. Уровень SH- групп плазмы крови практически здоровых детей и детей с
B3K.
^нцентрация основного внутриклеточного неэнзиматического антиоксиданта глутатиона GSH у пациентов также возрастает, причем более выраженно у страдающих ЯK (рис. 2). ^н^трация восстановленного глутатиона сохраняется значительно повышенной и при выписке детей с B3K. Уровень общих сульфгидрильных групп характеризует состояние антиоксидантной системы организма, которая, регулируя механизмы свободнорадикального окисления, обеспечивает предотвращение окислительной деградации биомакромолекул (Banne et al., 2003). По данным нашего исследования, уровень SH-групп плазмы крови пациентов детского возраста с B3K имел тенденцию к возрастанию (рис. 3), а при выписке больных с БK превышал значения контроля в 1,14 раза.
Заключение
Таким образом, нарушения антиоксидантной активности крови пациентов детского возраста с B3K играют значительную роль в патогенезе этих заболеваний, при этом сопровождая изменения гемореологии и гемостаза.
Список литературы
1. Bourgonje Arno R, Feelisch Martin, Faber Klaas Nico, Pasch Andreas, Dijkstra Gerard, van Goor Harry Oxidative Stress and Redox-Modulating Therapeutics in Inflammatory Bowel Disease Trends Mol Med. 2020 Nov;26(11):1034-1046. doi: 10.1016/j.molmed.2020.06.006.
2. Dudzinska Ewa, Gryzinska Magdalena, Ognik Katarzyna, Gil-Kulik Paulina, Kocki Janusz Oxidative Stress and Effect of Treatment on the Oxidation
Product Decomposition Processes in IBD Oxid Med Cell Longev. 2018; 7: 7918261. doi: 10.1155/2018/7918261
3. Mrowicka Malgorzata, Mrowicki Jerzy, Mik Michal, Wojtczak Radoslaw Dziki Lukasz, Dziki Adam, Majsterek Ireneusz Association betweenSODI, CAT, GSHPX1 polymorphisms and the risk of inflammatory bowel disease in the Polish population Oncotarget. 2017 Nov 27;8(65):109332-109339. doi: 10.18632/oncotarget.22675.
4. Rana S V, Sharma S, Prasad K K, Sinha S K, Singh K Role of oxidative stress & antioxidant defence in ulcerative colitis patients from north India Indian J Med Res.2014 Apr;139(4):568-71.
5. Szczeklik Katarzyna, Krzysciak Wirginia, Cibor Dorota, Domagala-Rodacka Renata, Pytko-Polonczyk Jolanta, Mach Tomasz, Owczarek Danuta Markers of lipid peroxidation and antioxidant status in the serum and saliva of patients with active Crohn disease Pol Arch Intern Med. 2018 Jun 30;128(6):362-370. doi: 10.20452/pamw.4273.
6. Hoffenberg EJ, Deutsch J, Smith S, Sokol RJ. Circulating antioxidant concentrations in children with inflammatory bowel disease Am J Clin Nutr.1997 May;65(5):1482-8. doi: 10.1093/ajcn/65.5.1482.
7. Sido B, Hack V, Hochlehnert A, Lipps H, Herfarth C, Droge W Impairment of intestinal glutathione synthesis in patients with inflammatory bowel disease Gut. 1998 Apr; 42(4): 485-492.doi: 10.1136/gut.42.4.485
8. Луковникова Т.Н., Колесниченко Л.С, Нестеров И.В. Изменения концентрации восстановленного глутатиона и активности некоторых ферментов его метаболизма в крови больных неспецифическим язвенным колитом. Сибирский медицинский журнал (Иркутск) Год: 2000 Том: 22 Номер: 3 Страницы: 45-48
9. Hu M-L. Measurement of protein thiol groups and glutathione in plasma. In: Packer L, Ed. Methods in Enzymology. San Diego: Academic Press, Vol 233 Part C:pp380-385, 1994.
10. Aeble Y. Spectrophotometer analysis of the catalase activity J Biol Chem. 1952. 195 (1). Р 56-58
11. Beutler, E. Red cell metabolism. A Manual of Biochemical Method. Orlando: Grune and Stratton, 1990. - 188 p.
12. Banne Arthur F, Amiri Amir, Pero Ronald W Reduced level of serum thiols in patients with a diagnosis of active disease J Anti Aging Med. 2003;6(4):327-34. doi: 10.1089/109454503323028920.
