CC BY
24
© Калинин Р.Е., 2005
УДК 616.137. 83/.93-004.6-089-008.9
СОСТОЯНИЕ ПРО- И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМ У БОЛЬНЫХ С ОБЛИТЕРИРУЮЩИМ АТЕРОСКЛЕРОЗОМ СОСУДОВ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ ДО И ПОСЛЕ ОПЕРАТИВНОГО ВМЕШАТЕЛЬСТВА
Р.Е. Калинин
Рязанский государственный университет имени академика И.П. Павлова
В представленной статье анализируются показатели активности супероксид-дисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы крови и концентрации промежуточных (или первичных) метаболитов ПОЛ (диеновые конъюгаты, сопряженные ке-тотриены) и конечные (малоновый диальдегид - МДА) у больных облитерирую-щим атеросклерозом периферических артерий до и после оперативного лечения.
В 1954 г. Хартман впервые высказал гипотезу, что в основе повреждения биомембран лежит агрессивное воздействие свободных радикалов.
В 1972 г. была опубликована монография Владимирова Ю.А. и Арчакова А.И. «Перекисное окисление липидов в биологических мембранах», которая стала своеобразным триггером изучения процессов перекисного окисления липидов в норме и патологии.
Накопились многочисленные факты, свидетельствующие о том, что усиление процессов ПОЛ в организме характеризуется образованием избыточного количества промежуточных и конечных продуктов пероксидации липидов, оказывающих разрушающее действие на клеточные мембраны. Относительно хорошо изучены молекулярные механизмы пероксидации липидов и их значение в развитии многих заболеваний.
В последнее время структурнофункциональное состояние биомембран, обусловленное метаболизмом фосфолипидов и связанным с ним процессами ПОЛ при самых различных патологических процессах изучается настолько интенсив-
но, что получило название «окислительный бум» [14].
Все радикалы, образующиеся в организме аэробов можно разделить на 3 категории: первичные, вторичные и третичные. Первичные образуются из молекул за счет реакций одноэлектронного окисления с участием металлов переменной валентности. В основном это компоненты дыхательной цепи митохондрий (коэнзим Q, супероксид (О/) и окись азота (N0“)).
Вторичные радикалы - это радикалы, образующиеся из перекиси водорода (Н202) (в реакциях Фелтона - Осипова: гидроксильные радикалы ОН), липопере-киси ^О*) и гипохлорит с обязательным присутствием двухвалентного железа. Гидроксильные радикалы - это мощные индукторы цепных реакций перекисного окисления липидов мембран и липопро-теинов плазмы.
Многие заболевания, как сейчас показано, развиваются вследствие агрессивного воздействия именно вторичных радикалов.
Схема образования активных радикалов представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Схема образования первичных и вторичных радикалов.
Исследования, посвященные изучению активности процессов ПОЛ и их роли в развитии сосудистой патологии относительно немногочисленны, и в основном посвящены ангиопатием у больных сахарным диабетом.
Неоспорима роль интенсификации ПОЛ в атерогенезе, активация макрофагов напрямую зависит от баланса между НАДФ-Н оксидазой и глутатион перок-сидазой. Встречаются работы, в которых авторы изучают роль ПОЛ и анти-оксидантной системы в рестенотиче-ском процессе. В 2000 году Ланкин В.З. с соавт. указал на важную роль свободнорадикального окисления в механизмах формирования рестенозов после эндоваскулярных вмешательств [9]. ирзШп JM е! а1 [20] в работе на кроликах, находящихся на гиперхолестерино-вой диете, показал, что после повреждения аорты (баллонная ангиопластика), в стенке аорты происходит активация
параметров ПОЛ. West N et al [22] в работе на кроликах показал большую роль НАДФ Н зависимого ПОЛ в пролиферативном ответе на повреждение в венозных протезах. НАДФ Н оксидаза увеличивается как мембранно-связанная (больше), так и цитозольная. Автор также отмечал снижение NO активности эндотелия. При интенсификации ПОЛ, имеющего место при атеросклерозе, действие NO фактора ингибируется в связи с его взаимодействием с липидными радикалами [7]. Walters TK et al [21] утверждает, что после оперативного повреждения в стенке аорты в 30 раз возрастает активность ПОЛ.
Okamoto E et al [17] предположил, что периваскулярное воспаление играет роль в пролиферации адвентициальных миофибробластов и развитии рестеноза, возможно через активацию ПОЛ. Casrtier Y et al [12] указывает на активацию показателей ПОЛ при артериото-
мии. После реваскуляризации конечности повышается уровень МДА и средних молекул на 3-5 сутки в дальнейшем показатели возвращались к норме.
Перекисное окисление липидов процесс физиологический, уравновешиваемый антиоксидантной системой, роль которой в регуляции процессов ПОЛ признаётся большинством авторов, однако, данные о терапевтических эффектах антиоксидантов неоднозначны. Противоречивые данные касающиеся применения антиоксидантов в кардиологии и сердечно-сосудистой хирургии, по мнению В.З. Ланкина, связаны в частности с отсутствием данных об исходном антиоксидантном статусе больных включённых в различные исследования, также при лечении больных с облитерирующими поражениями артерий практически не принимается во внимание антиоксидантный статус. Представляется актуальным изучение антиоксидантного статуса у больных с облитерирующим атеросклерозом ещё и в свете данных Спиричева В.Б. выявившего при эпидемиологических исследованиях у жителей России дефицит природных антиоксидантов [10].
В представленной статье анализируются показатели активности суперок-сиддисмутазы, каталазы, глутатионпе-роксидазы крови и концентрации промежуточных (или первичных) метаболитов ПОЛ (диеновые конъюгаты, сопряженные кетотриены) и конечные (малоновый диальдегид - МДА) у больных облитерирующим атеросклерозом периферических артерий до и после оперативного лечения.
Материалы и методы
В исследование вошли пациенты мужского пола, страдающие облитери-рующим атеросклерозом артерий нижних конечностей 11а - IV стадии заболевания
по классификации Фонтена - Покровского, находящиеся на лечении в клинике сосудистой хирургии РязГМУ. Средний возраст пациентов составил 58 лет. Пациенты были разделены на три группы: контроль (группу составили пациенты, получавшие консервативную терапию), опытную группу №1, опытную группу №2. Опытную группу №1 составили пациенты, которым выполнялась реваскуляризи-рующая операция на артериях, причём показатели ПОЛ и антиоксидантной системы учитывались как до, так и после оперативного лечения (на 5ые сутки). В опытную группу №2 были включены пациенты, которым выполнялась операция непрямой реваскуляризации, контроль показателей ПОЛ и АОС проводился также до и на 5ые сутки после операции.
В каждой группе больных определяли активность супероксиддисмутазы кверцитиновым методом [6], каталазы (КАТ) [11], глутатионпероксидазы [2] в крови, концентрацию малонового диальдегида (МДА) методом Гаврилова [4], диеновых конъюгатов (ДК) и сопряженных кетотриенов (СКТ) по Голикову [5].
Результаты и их обсуждения.
Результаты изучения состояния про-и антиоксидантных систем у пациентов, страдающих облитерирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей 11а - IV стадии заболевания представлены а таблицах 1 и 2.
Активность супероксиддисмутазы (СОД) в сыворотке крови в контрольной группе пациентов, получавших консервативное лечение была существенно ниже, чем у здоровых людей на 18 % (р < 0,001).
Активность каталазы в гемолизатах эритроцитов крови практически не отличалась от таковой у здоровых. Концентрация в сыворотке крови малонового диальдегида и диеновых коньюгатов в
контрольной группе пациентов была существенно выше, чем у доноров на 55 и 32 % соответственно.
Таким образом, в контрольной группе пациентов установлены выраженные нарушения в про- и антиоксидантном статусе, выражающиеся в угнетении активности СОД, увеличении концентраций первичных и вторичных метаболитов ПОЛ.
В первой группе до операции в сыворотке крови увеличивается активность СОД на 4% (р > 0,05) по сравнению с здоровыми людьми, на 8% угнетается активность каталазы и на 39% глутатион-пероксидазы (ГП). Одновременно установлено увеличение концентрации на 23% МДА и 43% ДК.
После операции констатируется уве-
личение активности СОД, ГП, угнетение каталазы. Концентрация в сыворотке крови МДА, ДК после операции увеличивается в меньшей степени, чем до операции.
У пациентов второй группы до операции активность СОД была ниже, чем в норме на 5 %, каталаза на 18 % ниже. Концентрация МДА и ДК до операции была выше, чем в контроле (доноры) на 50% 48% соответственно.
После операции активность СОД была выше, чем в контроле, а составляла 21,46 УЕ/мл; каталаза - 149 МЕ.
Ее активность приближалась к таковой у здоровых лиц. Концентрация МДА и ДК в сыворотке крови значительно уменьшалась и составляла 4,2 мкМ/мл и
0,74 УЕ соответственно.
Таблица 1
Показатели концентрации в крови метаболитов ПОЛ, активность энзимов антиок-сидантных систем у здоровых, в контрольной и первой группах пациентов с атеросклеротическими изменениями в сосудах нижних конечностей.
Группы пациентов СОД КАТ ГП МДА ДК СКТ
Контрольная 16,8± 0,47 154± 1,34 4,49± 0,42 4,99± 0,42 0,74± 0,019 0,31± 0,014
Первая, до операции 21,42± 0,61 141± 2,9 3,55± 0,27 4,14± 0,16 0,8± 0,037 0,36± 0,032
Первая, после операции 19,17± 0,63 132± 2,1 5,31± 0,25 4,34± 0,16 0,77± 0,025 0,34± 0,021
Доноры 20,53± 0,3 158± 4,5 5,76± 0,42 3,22± 0,2 0,56± 0,018 0,35± 0,029
Таблица 2
Показатели концентрации в крови метаболитов ПОЛ, активность энзимов антиок-сидантных систем у здоровых, в контрольной и второй группах пациентов с атеросклеротическими изменениями в сосудах нижних конечностей.
Группы пациентов СОД КАТ МДА ДК СКТ
Контрольная 16,8± 0,47 154± 1,31 4,99± 0,42 0,74± 0,019 0,31± 0,014
Вторая, до операции 19,89± 0,43 130± 4,39 4,85± 0,15 0,83± 0,027 0,34± 0,023
Вторая, после операции 21,46± 0,64 149± 5,90 4,20± 0,29 0,74± 0,31 0,38± 0,018
Доноры 20,53± 158± 3,22± 0,56± 0,35±
0,30 4,50 0,20 0,018 0,009
Выводы
1. Развитие атеросклеротических изменений в сосудах нижних конечностей при консервативном методе лечения сопровождается снижением активности ферментов антиоксидантной системы и увеличением концентрации метаболитов ПОЛ.
2. Оперативное вмешательство вносит существенные изменения в увеличении активности энзимов АОС и уменьшении концентрации МДА и ДК.
3. Более значительные улучшения антиоксидантного статуса после операции наблюдается у пациентов 2-й группы. Это вмешательство практически не требует, антиоксидантной коррекции, как у пациентов 1-й группы.
4. Адаптивная реакция про- и ан-тиоксидантных систем у пациентов 2-й группы самостоятельно корректирует соотношения реакций про- и антиокси-дантной систем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Активность глутатионзависимых ферментов при хронических заболеваниях печени / С.Н. Власова, И.А. Шабулина, И.А. Переслечина // Лаб. дело. - 1996. -№8. - С. 19-22.
2. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуро-вой кислотой / В.Б. Гаврилов, А.Р. Гаврилова, Л.М. Максулов Л.М. // Вопр. мед. химии. - 1987. - Т.33, вып. 1. -С. 118-122.
3. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система при ингаляционной травме / П.П. Голиков, С.Б. Смирнов, Л.П. Матвеев // Клинич. лаб. диагностика. - 2000. - №11. - С. 42-43.
4. Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддиезму-тазы, основанный на реакции окисления кверцитина / В.А. Костюк, А.И. Пота-пович, С.В. Ковалева // В опр. мед. химии - 1990 - №2 - С. 88-91.
5. Ланкин В.З. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях: пособие для врачей/ В.З. Ланкин, А.К. Тихазе, Ю.Н. Беленков; НИИ кардиологии им. А.Л. Мясникова РКНПК МЗ РФ. - изд. 2-е, испр. и доп. - М., 2001. - 78 с.
6. Свободнорадикальные процессы при заболеваниях сердечно-сосудистой системы / В.З. Ланкин, А.К. Тихадзе, Ю.Н. Беленков // Кардиология.- 2000. -№ 7. - С. 48-61.
7. Сколько витаминов человеку надо? / В.Б. Спиричев. - М., 2000; 185 с.
8. Red cells metabolism. A manual biochemical methods / E. Beutler //- New York: Gram Stratton - 1975. - 384 p.
9. The activity of c-myb antisense oligonucleotide to prevent intimal hyperplasia is nonspecific / Castier Y [et al.]. J Cardiovasc Surg (Torino). - 1998. -Vol 39, № 1, р. 1-7.
10. Free radicals and antioxidants in the year
2000. A historical look to the future / Gutteridge J.M., Halliwell B. // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 2000 - Vol. 899 - P. 136-147.
11. Perivascular inflammation after balloon angioplasty of porcine coronary arteries / Okamoto E [et al.]. // Circulation. -
2001. - Vol 104 № 18, P.228-35.
12. Effect of vitamin E on aortic lipid oxidation and intimal proliferation after arterial injury in cholesterol-fed rebbits / Upstoun JM [et al.]. // Free Radic Biol Med. - 2001. - Vol 31, № 10, Р.245-53
13. Thrombin generation following arterial injury is a critical initiating event in the pathogenesis of the proliferative stages of the atherosclerotic process / Walters TK [et al.]. // J Vasc Res. - 1994. - Vol. 31 № 3 P. 173-7.
14. Enhanced superoxide production in West N [et al.]. // Arterioscler Thromb
experimental venous bypass graft intimal Vasc Biol. - 2001. - Vol. 21, № 2, P. 189-
hyperplasia: role of NAD (P)H oxidase / 94.
THE STATE OF PRO- AND ANTIOXIDANT SYSTEMS IN CASES OF THE OBLITERATING ATHEROSCLEROSIS OF THE VESSELS OF LOWER EXTREMITIES BEFORE AND AFTER
SURGICAL INTERVENTION.
R.E. Kalinin
In the given article the author analyses the activity of superoxide dismutase, of catalase, glutathionperoxidase in blood and the concentration of the intermediate (or primary) metabolites POL (dien conjugates and attending cetotriens (malonic dialdehyde (MDA) in cases of the obliterating atherosclerosis of peripheral arteries before and after surgical intervention.
