CC BY
2
Содержание серосодержащих аминокислот и их метаболитов в сыворотке крови у глубоко недоношенных детей. Особенности при бронхолегочной дисплазии
Синица Л.Н., Парамонова Н.С., Наумов А.В.
Гродненский государственный медицинский университет, Беларусь
Sinitsa L.N., Paramonova N.S., Naumov A.V.
Grodno State Medical University, Belarus
The level of sulfur-containing amino acids and their metabolites in the blood serum in profoundly premature infants. The peculiarities of condition in
patients with bronchopulmonary dysplasia
Резюме. Обследовано 75 глубоко недоношенных детей: у 38 младенцев развилась бронхолегочная дисплазия (БЛД), у 37 новорожденных БЛД не сформировалась. Определено содержание гомоцистеина (Hcy), цистеина (Cys), глутатиона (GSH), цистеинилглицина (GysGly) и у-глутамилцистеина в сыворотке крови в 1-2-е сутки жизни. Установлено, что у глубоко недоношенных детей содержание серосодержащих аминокислот и их метаболитов в сыворотке крови при рождении значительно ниже, чем у детей старшего возраста, и не зависит от массы тела и гестационного срока. При оценке оксидативного равновесия следует учитывать содержание в сыворотке крови всех определяемых аминокислот и их метаболитов. Полученные корреляции позволяют предполагать наличие оксидативного стресса у новорожденных с гипопротеинемией, анемией при рождении. Установлена статистически значимая разница в содержании GSH, Cys в сыворотке крови при рождении в зависимости от степени тяжести БЛД,. Имеется сильная корреляционная связь в парах показателей Hcy - Cys и Cys - CysGly у детей с легким течением БЛД. Ключевые слова: недоношенные дети, бронхолегочная дисплазия, гомоцистеин, цистеин, цистеинилглицин, глутатион, у-глутамилцистеин.
Медицинские новости. - 2022. - №8. - С. 79-81. Summary. We examined 75 profoundly premature infants: 38 infants developed bronchopulmonary dysplasia (BPD) and 37 newborns did not develop BPD. Homocysteine, cysteine, glutathione, cysteinylglycine, and y-glutamylcysteine level in their blood serum was determined on day 1-2 of their life. It was found that profoundly premature infants have a significantly lower level of sulfur-containing amino acids and their metabolites in blood serum at birth than older children, and its level does not depend on body weight and gestational age. When assessing oxidative equilibrium, the serum level of all detectable amino acids and their metabolites should be taken into account. The obtained results suggest the presence of oxidative stress in newborns wtth hypoproteinemia and anemia at birth. A statistically significant difference in the level of GSH, Cys in blood serum at birth depending on the severity of BPD was established. There is a significant interrelation in the pairs of Hcy -Cys and Cys - CysGly in children with a mild case of BPD.
Keywords: premature infants, bronchopulmonary dysplasia, homocysteine, cysteine, cysteinylglycine, glutathione, y-glutamylcysteine. Meditsinskie novosti. - 2022. - N8. - P. 79-81.
Несмотря на успехи перинатологии, актуальной проблемой продолжает оставаться формирование бронхолегочной дисплазии (БЛД) у глубоко недоношенных новорожденных. Понимание ряда патогенетических процессов, происходящих в незрелых легких при использовании кислородотерапии, инва-зивной механической вентиляции легких, позволило разработать и внедрить методики заместительной сурфактантной терапии, неинвазивной искусственной вентиляции легких. Однако БЛД у глубоко недоношенных детей продолжает оставаться одной из основных причин младенческой смертности [1, 10, 11].
В настоящее время хорошо известно, что свободные радикалы играют основополагающую роль в повреждении органов и тканей организма [3, 9].
По данным литературы, серосодержащие аминокислоты и их производные
(цистеин (Cys), цистеиновая кислота, цистатионин, таурин, метионин (Met), гомоцистеин (Hcy), глутатион (GSH)) обладают широким спектром влияния на биологические процессы в организме [2, 6].
Нсу обладает проапоптозным и провоспалительным действием, повышает выработку свободных радикалов кислорода, повреждает стенки сосудов, усиливает тромбообразование, нарушает функциональную активность эндотели-альных клеток, подавляет трансметилирование и меняет структуру эпигенома [2, 4, 6]. Ввиду высокой цитотоксичности он быстро метаболизируется благодаря двум метаболическим процессам - реме-тилированию и транссульфурированию [6]. При реметилировании Hcy превращается обратно в Met [4], благодаря транссульфу-рированию превращается в цистатионин, Cys, а-кетобутират, эндогенный сероводород, пируват и аммиак [2, 6].
Аминокислота Cys входит в состав белков, является важным компонентом многих ферментов, а также предшественником таурина и эндогенного сероводорода, служит лимитирующим фактором синтеза основного антиок-сиданта в клетках - GSH [2, 6, 13]. Cys подвергается быстрому самоокислению и токсичен для клеток млекопитающих в концентрациях, превышающих нормальные низкие микромолярные концентрации в плазме. Его токсичность контролируется включением Cys в трипептид GSH [6, 7]. Синтезируется GSH в две стадии:
1) глутамат + Cys ^ у-глутамилцистеин + Н2О;
2) у-глутамилцистеин + глицин ^ GSH + Н20.
GSH - один из самых концентрированных восстановителей и низкомолекулярных антиоксидантов в клетке: не-
ВашЕбаВ Корреляции м« и их метаболитами в сыво ;жду серосодержащими аминокислотами ротке крови у глубоко недоношенных детей
Показатель ^у Cys GSH CysGly gluCys
НСУ - г=0,21 р=0,068 г=-0,01 р=0,89 г=0,20 р=0,084 г=0,15 р=0,189
ОУБ г=0,21 р=0,07 - г=-0,24 р=0,035 гз=0,35 р=0,0022 г=0,22 р=0,058
^абШшаВ Корреляционные связи между содержанием Нсу, Cys, GSH и CysGly в сыворотке крови у новорожденных и лабораторными показателями
Показатель ^у Cys GSH CysGly gluCys
Гематокрит в крови при рождении г=0,15 р=0,2 г=0,03 р=0,78 г=-0,42 р=0,00016 г=-0,004 р=0,97 г=0,17 р=0,15
Гемоглобин в крови при рождении г=0,15 р=0,21 г=0,16 р=0,16 г=-0,41 р=0,00029 г=0,03 р=0,0,81 г,=0,12 р=0,3
Общий белок г=0,16 р=0,18 г=-0,02 р=0,86 г=-0,16 р=0,17 г=0,07 р=0,56 г=0,22 р=0,06
Альбумин гз=0,25 р=0,028 г=0,09 [)=0,46 г=-0,24 р=0,038 г=-0,09 р=0,44 г,=0,25 р=0,038
Количество эритроцитов в крови при рождении г=0,16 р=0,17 г=0,11 р=0,36 г=-0,48 р=0,00001 г=0,04 р=0,7 г=0,16 р=0,17
цабЗибаН Содержание Нсу, Cys, GSH, CysGly, gluCys в сыворотке крови у детей с БЛД в 1-2-е сутки после рождения (Ме ^25; Q75), мкмоль/л)
Показатель 1 группа, п=38 (с БЛД) 2 группа, п=39 (без БЛД) Статистическая значимость результатов
НСУ 2,19 (1,76; 2,92) 2,94 (2,04; 7,32) р=0,11
ОУБ 6,48 (3,88; 14,64) 10,67 (6,38; 17,34) р=0,076
GSH 4,03 (1,94; 5,71) 2,60 (1,64; 4,70) р=0,34
CysGly 3,30 (5,20; 8,50) 8,14 (5,31; 11,61) р=0,28
gluCys 1,84 (1,31; 3,56) 2,44 (1,46; 4,22) р=0,17
ЦабшЕнН Содержание нсу, Cys, GSH, CysGly, gluCys в сыворотке крови у детей с БЛД различной степени тяжести (Ме ^25; Q75), мкмоль/л)
Показатель Подгруппа 1 (БЛД, легкое течение), п=6 Подгруппа 2 (БЛД средней степени тяжести), п=23 Подгруппа 3 (БЛД, тяжелое течение), п=9
НСУ 2,12 (1,76; 2,92) 2,18 (1,76; 3,23) 2,04 (1,76; 2,91)
Cys 20,12 (14,64; 21,98) 5,38 (3,59; 11,32)* 4,93 (3,44; 13,72)#
GSH 2,18 (1,78; 5,45) 3,95 (1,72; 5,5) 5,71 (3,72; 7,34)**
CysGly 7,09 (7,08; 8,51) 7,26 (5,37; 8,29) 7,74 (4,5; 9,23)
gluCys 1,97 (1,31; 7,44) 1,76 (1,14; 3,56) 2,65 (1,44; 3,20)
Примечания: * - р12=0,004 при сравнении Cys у детей подгруппы 1 и 2; # - р13=0,025 при сравнении Cys у детей подгруппы 1 и 3; ** - р1-3=0,018 при сравнении GSH у детей подгруппы 1 и 3.
ферментативно нейтрализует свободные радикалы кислорода и азота; с помощью гаммаглутамилтрансферазы ^Т) осуществляет транспорт аминокислот в клетку, при этом вырабатывается цисте-инилглицин (CysGly). GSH необходим для
синтеза лейкотриенов и простагланди-нов; связывает тяжелые металлы; содержит резерв Cys; участвует в биосинтезе ДНК, пролиферации [2, 4, 6, 7].
Исходя из изложенного выше, изучение изменений группы серосодержащих
МЕДИЦИНСКИЕ НОВОСТИ
№8^ 2022
80
аминокислот и их метаболитов при различных физиологических и патологических состояниях, сопровождающихся развитием окислительного стресса, представляет большой теоретический и практический интерес.
Цель исследования - определить содержание серосодержащих аминокислот и их метаболитов в сыворотке крови у глубоко недоношенных новорожденных при рождении, установить их взаимосвязь с перинатальными факторами и формированием БЛД.
Материалы и методы
Обследованы 75 глубоко недоношенных детей, получавших лечение в периоде новорожденности в Гродненском областном клиническом перинатальном центре. Все младенцы с момента рождения получали обследование и лечение согласно протоколам Министерства здравоохранения Республики Беларусь, дополнительно было определено содержание Нсу, Cys, GSH, CysGly и у-глутамилцистеина (gluCys) в сыворотке крови в 1-2-е сутки жизни. Все включенные в исследование дети родились в сроке гестации менее 33 недель; у них отсутствовали пороки развития бронхо-легочной системы, гемодинамически значимые врожденные пороки сердца, врожденный сепсис. У родителей получено информированное согласие на участие в исследовании. У 38 младенцев развилась БЛД, они были отнесены в 1-ю группу (основную). У 37 недоношенных новорожденных БЛД не сформировалась, они составили 2-ю группу (сравнения). Дети 1-й группы родились в сроке гестации 199 (193; 213) дней, или 28 (27; 30) недель. Масса тела при рождении составила 1025,0 (900,0; 1250) г. Пациенты 2-й группы родились в сроке гестации 206 (200; 211) дней, что соответствовало 29 (28; 30) неделям гестации. Дети данной обследуемой группы родились с массой тела 1200,0 (1050; 1430) г. Статистически значимой разницы по сроку гестации и массе тела между группами установлено не было. Степень тяжести БЛД у детей основной группы определялась в соответствии с клинико-лабо-раторными и инструментальными критериями А.Н. Jobe, Е. Вапса1ап [12]. БЛД тяжелой степени была диагностирована у 9 младенцев (23,7%), у 23 (60,5%) -средней, у 6 (15,8%) - легкой степени.
Содержание нсу, Cys, GSH, CysGly, gluCys в сыворотке крови определяли
в научно-исследовательской лаборатории Гродненского государственного медицинского университета методом обращенно-фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии с предко-лоночной дериватизацией с помощью модифицированной методики А.В. Наумова и соавт. [2, 4, 6].
Для статистического анализа данных применяли непараметрические методы с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel и STATISTICA 10.0 для Windows (StatSoft, Inc., США). Количественные данные приводились в виде медианы (Ме), нижней (Q25) и верхней (Q75) квартилей. Для оценки различий между двумя независимыми переменными применен непараметрический U-тест Манна - Уитни (Mann -Whitney U-test). Проверку однородности медиан нескольких групп проводили с помощью рангового дисперсионного анализа Краскела - Уоллиса (Kruskal -Wallis test). Анализ взаимосвязей между переменными выполнен с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Нулевая гипотеза отвергалась на уровне значимости p<0,05 для каждого из использованных тестов.
Результаты и обсуждение
Установлены медианные значения и квартили содержания Hcy, Cys, GSH, CysGly и gluCys в сыворотке крови в 1-2-е сутки жизни у всех обследованных детей. Уровень Hcy в сыворотке крови глубоко недоношенных новорожденных составил 2,37 (1,76; 5,51) мкмоль/л; Cys - 8,76 (4,64;16,24) мкмоль/л; GSH - 3,29 (1,78; 5,71) мкмоль/л, CysGly - 7,26 (5,20; 9,63) мкмоль/л, gluCys - 2,26 (1,39; 4,22) мкмоль/л.
Данные о нормальной концентрации серосодержащих аминокислот и их метаболитов в сыворотке крови в периоде новорожденности весьма противоречивы. Известно, что средний уровень Hcy в плазме крови у здоровых людей ~ 4,8-7,6 мкмоль/л, у детей и подростков - ~5,0 мкмоль/л [4]. P.M. Ueland и соавт. отмечают, что у детей до 12 лет уровень Hcy составляет 4,0-8,0 мкмоль/л (60% уровня взрослых) [15]. Концентрация GSH - 10-15 ммоль/л в цитоплазме и митохондриях клеток [4], в крови - до 18 мкмоль/л [8]. Полученные нами результаты свидетельствуют о невысоком содержании Hcy, GSH у недоношенных новорожденных
в сравнении с их концентрацией у детей старшего возраста.
Далее были проанализированы корреляционные связи между исследованными аминокислотами и их метаболитами (табл. 1).
Из представленной таблицы 1 видно, что имеется статистически значимая корреляция между содержанием Нсу и Cys, а также между CysGly и Cys.
Около 70% Нсу, циркулирующего в крови, присоединено к белкам плазмы, преимущественно к альбумину, а также гемоглобину [6]. Был проведен корреляционный анализ с целью установления взаимосвязей между содержанием серосодержащих аминокислот и их метаболитов в сыворотке крови у глубоко недоношенных новорожденных с рядом биохимических показателей (табл. 2).
Не установлена связь между содержанием серосодержащих аминокислот и их метаболитов у глубоко недоношенных детей в зависимости от срока гестации, а также массы тела при рождении (р>0,05).
Процессы пероксидации занимают значительное место в ремоделировании легочной ткани и формировании БЛД, поэтому был проведен анализ содержания Нсу, Cys, GSH, CysGly и gluCys в сыворотке крови у глубоко недоношенных новорожденных, у которых в неонатальном периоде развилась БЛД. Результаты представлены в таблице 3.
Проведен анализ содержания аминокислот в сыворотке крови при рождении в зависимости от степени тяжести сформировавшейся в дальнейшем БЛД (табл. 4).
При проведении корреляционного анализа получена сильная корреляция между содержанием Нсу и Cys в подгруппе детей с легким течением БЛД (гз=0,83, р=0,04), при средней степени тяжести и тяжелом течении такой взаимосвязи не выявлено.
Корреляция между Cys и CysGly составила гз=0,94, р=0,о05 у детей с легкой БЛД. Аналогичные данные получены у детей 2-й группы: гз=0,51, р=0,001. Как известно, данные показатели отражают синтез и активность GSH.
Выводы:
1. У глубоко недоношенных детей содержание серосодержащих аминокислот и их метаболитов в сыворотке крови при рождении значительно ниже, чем у детей старшего возраста, и не зависит от массы тела и гестационного срока.
2. При оценке оксидативного равновесия следует учитывать содержание в сыворотке крови не только наиболее изученных Hcy и GSH, но и их метаболитов: Cys, gluCys, CysGly.
3. Полученные корреляции между содержанием Hcy, GSH, gluCys и альбумина в сыворотке крови у недоношенных новорожденных, а также корреляции между концентрацией GSH и содержанием гемоглобина, эритроцитов, уровнем гематокрита предполагают наличие оксидативного стресса у новорожденных с ги-попротеинемией, анемией при рождении.
4. Установлена статистически значимая разница в содержании GSH, Cys в сыворотке крови при рождении в зависимости от степени тяжести БЛД. Имеется сильная корреляционная связь в парах показателей Hcy - Cys и Cys -CysGly у детей с легким течением БЛД.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Бронхолегочная дисплазия / под ред. Д.Ю. Овсянникова, Н.А. Геппе, А.Б. Малахова. - М., 2022. - 176 с.
2. Колбасова Е.А., Киселева Н.И., Наумов А.В. // Вестник ВГМУ. - 2021. - Т.20, №1. - С.72-80.
3. Лысенко В.И. // Медицина неотложных состояний. - 2020. - Т.16, №1. - С.24-34.
4. Мысливец М.Г., Парамонова Н.С., Наумов А.В., Дорошенко Е.М. // Охрана материнства и детства. - 2018. - №1 (31). - С.12-16.
5. Наумов А.В., Данильчик И.В., Сарана Ю.В. // Журнал ГрГМУ. - 2016. - №2. - С.27-32.
6. Наумов А.В. Гомоцистеин. Медико-биологические проблемы. - Минск, 2013. - 311 с.
7. Променашева Т.Е., Колесниченко Л.С., Козлова Н.М. // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2014. -№5 (99). - С.80-83.
8. Рауф Орудж оглы Бегляров // Казанский мед. журнал. - 2017. - Т.98, №3. - С.370-375. doi: 10.17750/KMJ2017-370.
9. Ходос М.Я., Казаков Я.Е., Видревич М.Б., Брайнина Х.З. // Вестник уральской медицинской академической науки. - 2017. - Т.14, №4 - С.381-398, doi: 10.22138/25000-0918-2017-14-4-381-398.
10. Abman S.H., Collaco J.M., et al. // J Pediatr. -2017. - Vol.181. - Р.12-28. doi: 10.1016/j. jpeds.2016.10.082.
11. Hines D., Modi N., et al. // Acta Paediatr. - 2017 -Vol.106, N3. - Р.366-374. doi: 10.1111/apa.13672.
12. Jobe A.H., Bancalari E. // Am. J. Res. Crit. Care Med. - 2001. - Vol.163, N7. - P.1723-1729. doi: 10.1164/ajrccm.163.7.2011060.
13. Kang S.C., Sohn E.H., Lee S.R. // Oxidative Med. Cell. Longevity. - 2020. - Р.1-14. doi: 10.1155/2020/4105382.
14. Rook D., te Braake FW.J., Schierbeek H., et al. // Pediatr. Res. - 2010. - Vol.67, N4. - Р.407-411. doi: 10.1203/pdr.0b013e3181d22cf6.
15. Ueland P.M., Bjorke Monsen A.-L. // Eur. J. Clin. Invest. - 2001. - Vol.31, N11. - P.928-930.
Поступила 28.04.2022 г.
