Состояние системы антиоксидантной защиты при остром панкреатите Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Исследования последних лет доказывают важное значение процессов перекисного окисления липидов в патогенезе острого панкреатита [2]. Однако на физиологически нормальном уровне данные процессы постоянно протекают в организме и необходимы для регулирования липидного состава и проницаемости мембран, а также ряда биосинтетических процессов. Такое стационарное состояние определяется функционированием сложной и тканеспецифичной системы ингибиторов свободнорадикального окисления - антиоксидантной системой (АОС), сформировавшейся в процессе эволюции и защищающей клетки крови тканей и органов от повреждающего действия активных форм кислорода (АФК) и продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [3].

В состав АОС входят небелковые компоненты (атокоферол, глутатион, витамины С и Е, мочевая кислота) и ферменты (супероксиддисмутаза, глутатионпероксида-за, каталаза), локализованные как внутри клетки на ее мембранных структурах и в цитозоле, так и внеклеточные их формы. Поскольку продукты ПОЛ, АФК, а также объекты их повреждения сосредоточены в основном в жидкой части крови - плазме, функционирование внеклеточной АОС является не менее важным, чем внутриклеточной АОС.

В организме помимо четырехэлектронного восстановления кислорода в окислительно-восстановительных реакциях происходит одно- и двухэлектронное его восстановление, в результате чего образуются активные формы кислорода (АФК): супероксидный радикал 02~, перекись водорода Н202, гидроксильный радикал ОН, синглетный кислород Ю2. Промежуточные интермедиа™ кислорода образуются в тканях постоянно в результате нормального функционирования окислительно-восстановительных систем и находятся в организме в безопасных концентрациях [1, 2].

Процессы генерации АФК контролируются различными механизмами АОС, ведущими к их торможению при избыточной активности реакций антиоксидации. При срыве в работе этих систем происходит нарушение стационарного равновесия кислородных радикалов, что оказывает негативное действие на организм [8]. АФК отрицательно воздействуют на биологические структуры посредством инициации и поддержания реакций неконтролируемого перекисного окисления липидов, что приводит к изменению структурной и функциональной клеточных мембран, их проницаемости и ионному дисбалансу [5, 10].

Действие АОС направлено на все звенья свободнорадикальной цепи, начиная от инициирования и кончая гидроперекисями. АОС объединяет антиоксидантные механизмы липидной и водной фаз организма, среди которых выделяют два основных: антирадикальную цепь и группу антиоксидантных ферментов.

Антирадикальная цепь осуществляет поток атомов водорода от процессов биологического энзимного окисления [7]. Этот механизм представлен последовательной цепью обратимых окисленно-восстановленных состояний глутатиона, аскорбата и токоферола. Окисленные формы аскорбата, в свою очередь, восстанавливаются глутатионом, получающим атомы водорода от НАДФ или НАД [4].

Группа антиоксидантных ферментов осуществляет гашение радикалов 02~ супероксидцисмутазой, О'2 - токоферолом. В этой группе ведущую роль играют глутатион-пероксидаза, НАДФН-, НАДН-зависимые и другие пероксидазы и каталаза, обрывающие развитие цепи элиминацией перекисей. Конечными продуктами при этом являются оксисоединения, вода и молекулярный кислород. При ферментативном разрушении перекисей расходуются компоненты антирадикальной цепи - восстановленные пиридиннуклеотиды, глутатион, аскорбат и полифенолы.

Интерес представляет поведение таких антиоксидантов, как церулоплазмина (Цп), глутатионпероксидазы (ГП), трансферрина (Тр), обеспечивающих основной антиокислительный потенциал плазмы крови при различных патологических состояниях, в частности панкреатитах

Целью нашей работы была оценка состояния системы антиоксидантной защиты плазмы крови при отечной и деструктивной формах острого панкреатита (ОП)

Контрольную группу составили 20 здоровых людей, во вторую группу вошли больные ОП (36 человек), которые были разделены на следующие подгруппы: а) больные с отечной формой ОП, получавшие комплексное лечение (лазерная терапия и стандартное лечение); б) больные с деструктивной формой ОП (панкреонекроз), подвергнувшиеся хирургическому вмешательству. После операции пациенты получали традиционное консервативное лечение и лазерную терапию.

Для оценки состояния АОС определяли концентрацию Цп, активность ГП, концентрацию железа в плазме крови, общую железосвязывающую способность - Тр плазмы крови.

Состояние АОС плазмы крови у больных отечным панкреатитом

Определение активности ГП, содержания Цп и Тр, а также степени насыщения Тр железом при отечном панкреатите проводили в динамике - с момента поступления больного в стационар в течение 8 суток через 1-2 суток.

Для начала заболевания характерным является повышение активности ГП, но оно недостоверно по сравнению с контролем. Ко 2-м суткам активность фермента снижается, а начиная с 4-х суток - возрастает. Максимум активности приходится на 6-е сутки, превышая контрольные значения на 81%, в последующем активность ГП возвращается к фоновому уровню. Таким образом, в динамике ГП при отечном панкреатите наблюдается два характерных периода: снижение активности на 2-е сутки и подъем с максимумом на 6-е сутки с момента начала заболевания.

При исследовании динамики Цп отмечена следующая тенденция: в период со 2-х по 8-е сутки содержание Цп

ниже контрольного уровня, причем во все сроки исследования. Наименьшее содержание Цп (на 48% ниже нормы) зарегистрировано на 4-е сутки, начиная с 6-х суток концентрация Цп постепенно возрастает, и на 8-е сутки возрастает на 19%, что на 29% ниже нормы.

Динамика содержания железа и Тр в плазме крови больных имела однонаправленный характер. В первые сутки заболевания содержание железа и Тр в плазме крови не отличалось от контрольных значений. На вторые сутки концентрации железа и содержание Тр несколько возрастали, оставаясь при этом в пределах нормы. Далее отмечено снижение уровня обоих показателей, с минимальным значением на 4-е сутки, в последующем эти показатели увеличивались и на 6-е сутки концентрации железа и Тр составляли 139% и 33% от показателей нормы соответственно. К 8-м суткам исследуемые показатели возвращались к контрольным величинам.

Латентная железосвязывающая способность (ЛЖСС) находится в обратной зависимости от процента насыщения Тр железом. Величина ЛЖСС постепенно снижалась и была минимальной на 6-е сутки (36% от нормы). На 8-е сутки ЛЖСС оставалась существенно сниженной по сравнению с контролем.

При отечном панкреатите наблюдалась четкая корреляция между содержанием железа в плазме крови и общей железосвязывающей способностью (ОЖСС) в начальный момент заболевания (г=0,92, р<0,05), на 6-е и 8-е сутки (г=

0,82, р<0,01; г=0,91, р<0,01 соответственно). Кроме того, отмечалось высокодостоверная обратная корреляция между процентным насыщением Тр железом и ЛЖСС на 2-е, 4-е и 6-е сутки (г=-0,97, г=-0,97, г=-0,97, р<0,01).

Изменение состояния АОС плазмы крови у больных панкреонекрозом

Состояние АОС в данной группе больных оценивали по двум параметрам: активности ГП и содержанию Цп. Динамику этих компонентов АОС плазмы крови наблюдали на протяжении 38 суток пребывания больных в стационаре.

В начальный момент заболевания активность фермента ГП была достоверно повышена на 28% по сравнению с контролем. В последующем активность фермента нарастала, и на 8-е сутки была на 76% выше нормы. На 10-е сутки наблюдалось достоверное снижение активности фермента по сравнению с предыдущим сроком исследований на 22%, однако к 12-м суткам активность ГП вновь возрастала почти до прежнего уровня (на 72% по сравнению с контролем и на 18% по сравнению с 10-ми сутками). В последующие 20 суток активность ГП имела тенденцию к снижению и к моменту выписки пациента из стационара практически не отличалась от таковой у здоровых людей.

В начальном периоде панкреонекроза концентрация Цп в плазме крови больных была существенно снижена и составила 61% от контроля. Последующие 6 суток характеризуются постепенным снижением концентрации данного белка плазмы крови, и на 8-е сутки она составляла 33% от контрольной величины. Начиная с 9-х суток происходит постепенное возрастание Цп, достигающее контрольной величины к 18-м суткам, и к моменту выписки не отличается от такового у здоровых людей.

Заключение

В плазме крови больных отечной формой панкреатита наблюдалось увеличение активности ГП на 34% (Р<0,05), содержание Цп снижено на 30% (Р <0,001) по сравнению с соответствующими показателями в плазме крови относительно здоровых людей. Концентрация Тр практически не отличалась от фонового показателя (выше на 2% по сравнению с нормой). ЛЖСС снижалась на 53% (Р<0,05), а степень насыщения Тр возрастала на 54% (Р<0,05) по сравнению с аналогичными показателями в плазме крови контрольной группы.

Полученные результаты можно интерпретировать следующим образом. В условиях воздействия стрессорных агентов при отечном панкреатите глутатионпероксидазная активность в плазме крови повышается как компенсаторный механизм, направленный на обезвреживание избытка липоперекисей. Известно, что стресс различного происхождения не влияет на активность СОД, каталазы и ряда других ферментов-антиоксидантов, но активируют ГП печени [6,9]- Кроме того, в печени, продуцирующей экстрацеллюлярную ГП, удельная активность фермента самая высокая по сравнению с другими тканями. Нельзя исключить и усиление биосинтеза фермента в печени при этой патологии [11], так как ГП является индуцибельным ферментом.

В нашем же исследовании содержание ЦП не только не увеличивается, но и достоверно снижается, имеет место гипоцерулоплазминемия. Однозначное объяснение этому факту дать невозможно. По-видимому, основной причиной снижения ферроксидазной активности Цп являются конформационные изменения белковой молекулы из-за возможной окислительной модификации.

Изменение активности Ш при отечной форме панкреатита происходило волнообразно: на 2-е сутки отмечалось недостоверное снижение каталитической мощности фермента с дальнейшим ее нарастанием, максимумом на 6-е сутки и снижением практически до фонового значения к 8-м суткам. Содержание Цп в первые двое суток совпадает с динамикой ГП, а затем активность ГП и содержание Цп изменяются реципрокно.

В плазме крови при отечной форме панкреатита наблюдается увеличение содержания одного из конечных продуктов ПОЛ - малонового диальдегида (МДА) на 25% по сравнению с контрольной группой. Динамика содержания МДА совпадает с изменением активности ГП, и, по-видимому, при отечной форме панкреатита основной вклад в

снижение концентрации МДА к 8-м суткам вносит этот фермент. Нельзя исключить и роль Тр в этом процессе, но выборка для определения данного антиоксиданта была невелика и достоверные отличия по сравнению с контролем получены только на 6-е сутки, когда уровень Тр повысился на 33%, а процент насыщения его железом - на 77%.

При панкреонекрозе, деструктивной форме острого панкреатита, в плазме крови активность ГП была повышена на 46% по сравнению с контролем (Р<0,01) и превышала активность ГП в плазме крови больных отечной формой ОП на 12%. В отличие от ГП содержание Цп при панкреонекрозе снижалось на 28% по сравнению с контрольной группой (Р<0,001), но не отличалось от содержания ЦП у больных отечной формой ОП.

При панкреонекрозе содержание МДА в плазме крови повышено на 54% по сравнению с контрольной группой и на 29% - по сравнению с содержанием МДА в плазме крови больных отечной формой ОП. Динамика содержания МДА при панкреонекрозе совпадает с характером изменения активности ГП: на 6-8-е сутки отмечен минимум в содержании МДА и максимальная активность фермента, превышающая фоновую на 72%. В этот же период содержание Цп снижено на 62,5% по сравнению с соответствующим показателем в группе контроля. В отличие от отечной формы ОП, при панкреонекрозе содержание МДА после снижения на 6-8-е сутки в дальнейшем вновь нарастает до уровня, характерного для начала заболевания. Возрастание концентрации МДА происходит на фоне снижения активности ГП и приближения содержания Цп к фоновому значению. Проведенный анализ содержания МДА, активности ГП и содержания Цп при панкреонекрозе позволяет считать, что первоначального компенсаторного увеличения активности ГП в плазме крови недостаточно для коррекции метаболических нарушений, имеющих место при данной патологии.

Результаты, полученные при выполнении данной работы, позволяют рекомендовать исследование состояния АОС плазмы крови в качестве дополнительного критерия, определяющего не только тяжесть метаболических нарушений при остром панкреатите, но и позволяющего отслеживать ход лечения и выбирать тактику коррекции возникших метаболических сдвигов.

Выводы

1. Активность ГП в плазме крови относительно здоровых людей составляет 4,85 ± 0,54 мкмоль/мин-л, содержание ЦП - 15,74 ± 0,92 мг %.

2. Содержание железа в плазме крови относительно здоровых людей равно 17,75 ± 3,63 мкмоль/л, насыщение Тр железом составляет 47,74 ± 8,90%, ЛЖСС - 21,24 ± 3,21 мкмоль/л, содержание Тр - 38,14 ± 4,20 мкмоль/л.

3. В плазме крови больных острым панкреатитом активность ГП увеличена на 34%, содержание ЦП снижено на 30%, содержание Тр не изменяется, а насыщение Тр железом возрастает на 54% по сравнению с соответствующими показателями в контрольной группе.

4. Динамика активности ГП и содержание ЦП изменяются как при отечной форме панкреатита, так и при панкреонекрозе реципрокно.

Мощности АОС плазмы крови при деструктивной форме панкреатита недостаточно для компенсации возникающих метаболических нарушений.