CC BY
41
УДК 616.366-003.7: 612.015.8
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КРОВИ И СЛЮНЕ БОЛЬНЫХ ЖЕЛЧНОКАМЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ
© 2007 г. Е.А. Питерская, В.В. Внуков
Cholelithiasis is a disease, conditioned by a presence of concretions of different aetiology and composition in gall-bladder and in biliary tracts. Examined a group of questions concerning the occurrence, aetiology & pathogenesis of cholelithiasis; risk groups, mechanisms of formation of gall-stones & their types. Obtained the data on the dynamics of oxidative processes, activity of some enzymes of antioxidant protection & non-enzymatic antioxidants in blood and in saliva of patients with cholelithiasis.
Введение
Желчнокаменная болезнь (ЖКБ) - заболевание ге-патобилиарной системы, обусловленное нарушением обмена холестерина[1, 2]. К основным факторам риска развития ЖКБ можно отнести следующие: генетические, демографические, диетические, медицинские.
Камни желчного пузыря, возникшие на почве воспалительного процесса, как правило, билирубиновые или билирубино-кальциевые, камни не воспалительного генеза - преимущественно холестериновые.
В результате метаболических нарушений, связанных с указанными факторами риска, гепатоциты начинают вырабатывать желчь с измененными свойствами - относительно более высоким содержанием холестерина и меньшим - желчных кислот. В такой лито-генной желчи при гипокинезии желчного пузыря происходят процессы аутоокисления и как следствие -генерация активных форм кислорода (АФК) и интенсификация перекисного окисления липидов (ПОЛ) [1, 3].
Данные процессы регистрируются в первую очередь в крови как ткани, осуществляющей тесный метаболический контакт со всеми органами и тканями и имеющей в своем составе максимально высокие концентрации эндогенных прооксидантов [4].
Кроме того, разработка неинвазивных методов оценки состояния больных ставит задачу исследования биохимических показателей в слюне, что, на наш взгляд является весьма перспективным.
Цель исследования - оценка уровня свободнора-дикального окисления (СРО) и эффективности анти-оксидантных систем крови и слюны больных холециститом.
Методика исследования
На базе Южного окружного медицинского центра и клиники хирургических болезней Ростовского государственного медицинского университета была обследована группа больных с хроническим холециститом, состоящая из 27 мужчин и женщин в возрасте от
45 до 65 лет. Пациенты поступали в клинику с жалобами на боль в правом боку и другими симптомами хронической рецидивирующей и диспепсической форм ЖКБ. Если не были установлены показания к экстренной операции, воспалительный процесс и спазмы купировались анальгетиками и спазмолитиками, назначалось УЗИ и ряд клинических исследований.
Забор крови у пациентов проводили утром натощак путем пункции локтевой вены иглой с широким просветом без шприца, из которой в дальнейшем получали плазму. Забор слюны также производили утром до приема пищи, предварительно предложив пациентам прополоскать ротовую полость физиологическим раствором. В качестве контроля использовали группу практически здоровых людей в возрасте 25-40 лет.
В плазме крови и слюне больных и доноров определяли интенсивность хемилюминесценции (ХЛ) в системе Н2О2 - люминол (Шестаков и др., 1979), содержание диеновых конъюгатов (ДК) (Стальная, 1977), шиффовых оснований (ШО) (Bidlack, Tappel, 1973), малонового диальдегида (МДА) (Стальная, Горишвили, 1977), активность супероксиддисмутазы (СОД) (Сирота, 1999), каталазы (Коралюк, 1988), це-рулоплазмина (ЦП) (Колб, Камышников, 1982), концентрацию мочевины и мочевой кислоты определяли с использованием клинических наборов «Ольвекс».
Статистическая обработка результатов проводилась с использованием t-критерия Стьюдента на компьютере с применением современного пакета статистического анализа STATSOFT Statistica 6.0.
Результаты исследования и их обсуждение
ЖКБ - сложное и трудно диагностируемое заболевание. Данная патология опасна фактом крайне медленного развития болезни в связи с чередованием периодов хорошего самочувствия и желчной колики, являющейся ярким показателем периодически активизирующегося воспалительного процесса. Если не наблюдается осложнение ЖКБ перемещением желчных камней при сокращении желчного пузыря, которые могут закупорить желчевыносящие протоки, и отсутствуют сопутствующие ЖКБ заболевания (сахарный диабет, панкреатит), то воспалительный процесс представляется вялопротекающим, и в клинико-биохимических показателях могут отсутствовать резкие отклонения от физиологической нормы.
Важным показателем воспалительного процесса является усиление интенсивности СРО. Анализ результатов нашего исследования показал, что у больных ЖКБ по сравнению с донорами происходит снижение уровня свободнорадикальных процессов (СРП), о чем свидетельствует уменьшение интенсивности процессов генерации АФК, определяемое по регистрации интенсивности ХЛ.
По данным литературы [5], метод ХЛ является важным интегральным показателем, характеризующим соотношение про- и антиоксидантных систем. По показателям ХЛ мы можем судить о снижении генерации таких высокоактивных форм кислорода, как ОН и О2-, которые являются важными центрами радикалообразования. Нами установлено снижение интенсивности ХЛ в системе Н2О2 - люминол по двум
показателям, каждый из которых характеризует определенную стадию и степень развития СРП. В плазме крови наблюдали достоверное снижение амплитуды быстрой вспышки (Н), показывающей содержание в системе гидроперекисей липидов ЯООН на 40 %, а также снижение светосуммы медленной вспышки (Бш), характеризующей число образующихся боковых цепей на стадии разветвления ПОЛ на 68 % (рис. 1).
о -20 -40 -60 -80
-40
--68
плазма
1Н
□ Sm
-74 слюна
Рис. 1. Изменение интенсивности хемилюминесценции в плазме крови и слюне больных холециститом в % отношении к донорам. Все данные, приведенные на рис. 1, достоверны (р<0,05)
Достоверное снижение в плазме крови интенсивности ХЛ по сравнению с контролем указывает на уменьшение уровня СРП, что, учитывая возможность проявления при ЖКБ воспалительных процессов, было для нас неожиданным.
Известна тесная взаимосвязь между СРП и стадиями ПОЛ. В связи с этим следующим этапом нашей работы явилось исследование продуктов ПОЛ в плазме крови больных ЖКБ. Снижение интенсивности СРО - процессов генерации свободных радикалов -должно приводить к последующему снижению концентраций первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ - ДК, МДА и ШО как в плазме, так и в слюне больных ЖКБ, что находит свое подтверждение в полученных нами данных. Достоверное снижение содержания ДК в плазме крови отмечали на 28 %, ШО - на 73 (рис. 2). Первичные молекулярные продукты ПОЛ - ДК весьма неустойчивые соединения, довольно быстро переходящие в более стабильный продукт - МДА, концентрация которого в плазме крови увеличивается на 43 %. Ряд авторов отмечают повышение уровня СРП и интенсивности ПОЛ в функционально связанных с желчным пузырем органах - печени и поджелудочной железе при ЖКБ [1, 6]. Одна из причин развития ЖКБ - нарушение метаболизма холестерина. ПОЛ, протекающее в гепатоцитах печени, ведет к накоплению липопротеидов и инги-бирует ключевой фермент катаболизма холестерина в печени - микросомальную 7а-гидроксилазу [7, 8], что нарушает ферментативную регуляцию обмена холестерина и приводит к поддержанию его стабильно высокого уровня в крови. В этих условиях гепатоциты могут секретировать в кровяное русло липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП), включающие в себя окисленные липопротеиды низкой плотности (ЛПНП), которые подвергаются окислительной деструкции с образованием МДА.
Накопление в плазме альдегидов - вторичных продуктов ПОЛ, может свидетельствовать об усиленной генерации АФК и активации ПОЛ в печени и поджелудочной железе. Развивается окислительный стресс -важнейший универсальный патогенетический механизм протекания многих заболеваний.
60
40 -
к
л о 20
о. 0
н
о -20
н о -40
S? -60
m
-80
-100
43
"-28"
-73
-78 -80 Слюна
Плазма
□ДК ПМДА ПШО
Рис. 2. Изменение содержания продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови и слюне больных ЖКБ
в % отношении к контрольной группе. Все данные, приведенные на рис. 2, достоверны (р<0,05)
В таком состоянии АФК наносят двойной 200 удар по очагу воспаления. С одной стороны, АФК активизируют ПОЛ, по механизму арахидонового каскада образуются новые АФК и накапливается МДА, образующийся из арахидоновой кислоты. МДА и более токсичный вторичный продукт ПОЛ - 4-гидроксиноненаль оказывают свое цито-токсическое действие на липидный слой биомембран, приводя к нарушению биоэнергетики клеток, снижению пластичности и увеличению микровязкости, инактивации мембранных ферментов. С другой стороны, АФК (особенно О2- и N0) при значительных повреждениях клетки могут активировать ядерный белок Р-53, стимулируя апоптоз клетки [9].
Таким образом, как следует из полученных нами данных, при ЖКБ наблюдается снижение СРП и ПОЛ за исключением увеличения МДА в плазме обследуемых больных по сравнению с донорами. Одним из реальных объяснений данного феномена может быть увеличение активности основных регуляторов СРО - ферментативных и неферментативных антиоксидантов, их активной работы и мощных компенсаторных механизмов организма. Главная задача функционирования антиоксидантов -поддержание определенного сбалансированного уровня АФК, гомеостаза между про- и антиоксидантными системами.
Ключевую роль в регуляции уровня АФК и, в частности, О2- в плазме крови выполняет фермент анти-оксидантной защиты - внеклеточная супероксиддис-мутаза (СОД), достоверное увеличение активности которой в плазме составило 171 % (рис. 3).
Увеличение активности другого фермента - анти-оксиданта, синергиста СОД - каталазы составило 53 % (р<0,05). Каталаза работает при высоких концентрациях Н2О2, осуществляя ее разложение в два этапа до нетоксичных продуктов - Н2О и О2. Также достоверно увеличивается активность 3 изучаемого нами антиоксидантного фермента - ЦП на 28 %. Это медьсодержащий гликопротеид, обладающие рядом ферментативных активностей, среди которых супер-оксиддисмутирующая, ферроксидазная, оксидазная.
Таким образом, обнаруженное нами увеличение активности антиоксидантных ферментов может служить оправданным объяснением снижения СРО и ПОЛ в обследуемой нами группе больных по сравнению с донорами. Кроме того, увеличение уровня ан-
тиоксидантов также может быть косвенным показателем воспалительного процесса, так как пусковым механизмом их активации является первоначальное усиление генерации АФК и продукты ПОЛ - первичные медиаторы окислительного стресса. Последующая активация антиоксидантов снижает эти процессы до уровня ниже контрольной группы. Чередование процессов взаимного усиления и тушения (воспаление ^ активизация СРО ^ активация антиоксидантов ^ ингибирование ПОЛ и воспаления) создает благоприятные условия для бессимптомного протекания ЖКБ в течение 15-20 лет до первого вынужденного посещения врача.
Большую роль в поддержании стационарно невысокого уровня протекания СРП в организме в слож-171
Плазма □ сод ■ КАТ
□ ЦП
¡мочевина
Слюна
|мочевая кислота
Рис. 3. Изменение активности ферментативных и неферментативных антиоксидантов в плазме крови и слюне больных холециститом. Знаком • отмечены достоверные различия (р<0,05) больных желчнокаменной болезнью по сравнению с донорами
ной многоступенчатой антиоксидантной системе, содержащей в своем составе ферменты, низкомолекулярные антиоксиданты и прочие компоненты, играют мочевина и мочевая кислота. Концентрация мочевой кислоты в плазме больных ЖКБ увеличивается на 31 % (р<0,05), а мочевины - снижается на 37 (р<0,05) (рис. 3). Механизм снижения ПОЛ этих неферментативных низкомолекулярных антиоксидантов сходен с ферроксидазной активностью ЦП в системе церуло-плазмин - трансферрин. Они обеспечивают снижение редокс-потенциала пары Бе (III)/ Бе (II), облегчая окисление ионов Бе (II), и тем самым препятствуют их вовлечению в реакции разложения перекисей, сокращают новые потенциальные очаги радикалообра-зования, так как Бе (II) выступает катализатором СРП [10]. Считается, что данный механизм - один из наиболее важных в защите от окисления сывороточных белков и клеточных рецепторов, поскольку во внеклеточных жидкостях ослаблено ферментативное разложение перекисей, хорошо проникающих через клеточные мембраны. Кроме того, мочевая кислота может выступать синергистом с радикалами токоферола и аскорбата, способна ингибировать ОН, О2-, гемовые оксиданты.
При развитии окислительного стресса и интенсификации ПОЛ на фоне многочисленных повреждений структур биополимеров происходит активация про-теиназ и нуклеаз, расщепляющих поврежденные молекулы до конечного продукта распада - мочевины и
мочевой кислоты, которые, осуществляя свое антиок-сидантное действие, тормозят СРО по принципу обратной связи («концепция протекторного катаболизма») [11].
В настоящее время все большее значение приобретают неинвазивные способы получения биологического материала. В связи с этим исследования различных процессов в слюне могут быть очень перспективными для современной медицины и биохимической практики. Существует тесная метаболическая взаимосвязь между кровью и слюной, что выражается в определенной закономерности обнаруженных изменений по большинству биохимических показателей между ними при действии экстремальных факторов или развитии патологических процессов. Биодоступность слюны и неинвазивность способа ее получения для биохимического анализа подчеркивает ценность слюны как в диагностике патологических процессов, так и для оценки эффективности проведенного лечения. Привлекает внимание не только простота взятия и анализы проб слюнной жидкости, но и возможность частого взятия проб и полная безопасность при этом для здоровья пациентов [12].
По полученным нами данным наблюдается однонаправленность обнаруженных изменений по показателям интенсивности ХЛ в плазме и слюне, что указывает на снижение в них СРО. Достоверное снижение интенсивности ХЛ по показателю быстрой вспышки (Н) составило 42 % (р<0,05) и по свето-сумме (Бш) 74 % (р<0,05) по сравнению с донорами (рис. 1). Следует отметить, что снижение показателей ХЛ в слюне происходит в большей степени, чем таковых в плазме, следовательно, угнетение генерации АФК в слюне происходит сильнее, чем в плазме, что подтверждается снижением концентрации продуктов ПОЛ - ДК в слюне на 78 % (р<0,05), ШО - на 80 (р<0,05) (рис. 2). В отношении МДА наблюдается обратная направленность изменений. В слюне происходит снижение его содержания на 48 % (р<0,05). Данные биохимические изменения указывают на отсутствие выраженного воспалительного процесса, больной находится на стадии камненоси-тельства или ремиссии болезни.
Состояние антиоксидантной системы в слюне неоднозначно. Активность каталазы достоверно увеличивается на 124 %, а других антиоксидантных компонентов снижается: активность ЦП - на 46 % (р<0,05), содержание мочевой кислоты - на 33 (р<0,05) (рис. 3). Изменение активности СОД и содержания мочевины не достоверны.
Если ЖКБ не является случайной находкой в результате операций или обследований других органов, то обращение за медицинской помощью происходит, когда патологические процессы в организме привели к ряду осложнений, а иногда затрагивают и функционально связанные органы. За долгие годы пассивного развития болезни желчные камни продолжают расти и увеличиваться в размерах, вплоть до начала проявлений некроза, обратимых и необратимых деструктивных повреждений гепатоцитов,
когда после продолжительного угнетения их функций происходит вторичное поражение печени - реактивный или билиарный гепатит, который может осложниться печеночной и, как следствие, почечной недостаточностью. Эти состояния часто сопровождаются хроническим желчнокаменным панкреатитом с участками некроза поджелудочной железы. К воспалительному процессу зачастую присоединяются инфекции, вызванные микроорганизмами и многократно усиливающие воспаление («порочный круг»). Подобная ситуация уже требует незамедлительного медикаментозного, а порой и хирургического вмешательства.
Все вышеуказанное требует в отношении больных ЖКБ разработки комплекса клинико-биохимических мероприятий, позволяющих осуществлять оперативный контроль за состоянием пациентов и, по возможности, долгосрочный прогноз эффективности лечения.
ЖКБ по своей распространенности во всем мире занимает 3-е место, а по статистике наиболее часто выполняемых хирургических операций - среди первых. Изучение механизмов развития, патогенеза, этиологии ЖКБ является важным и актуальным в современной медицине.
Вопрос состояния СРО и ПОЛ, а также антиокси-дантной защиты больных ЖКБ изучен слабо и требует более углубленных и тщательных исследований для понимания механизмов метаболических нарушений при данной патологии.
На фоне снижения свободнорадикального ПОЛ в организме больных ЖКБ активизируется мощная система ферментативных и неферментативных анти-оксидантов.
По сравнению с плазмой в слюне показатели ХЛ и процессы ПОЛ, а также активность антиоксидант-ной защиты выражены слабее.
Учитывая сложный патогенез ЖКБ, необходимо проводить строгий анализ клинико-биохимических показателей, не оставляя без внимания исследование интенсивности СРО и ПОЛ, а также уровень антиок-сидантов, учитывая основные механизмы их активации, выяснять причины подобного состояния баланса про- и антиоксидантных систем. Это может способствовать установлению более точного диагноза и раннему выявлению многочисленных осложнений ЖКБ, не допуская критических состояний организма, когда уже существует реальная угроза здоровью и жизни человека. Выявление болезни на более ранних стадиях дает больший эффект положительного лечения.
Литература
1. Антонян А.А. Особенности течения хронического холецистита в сочетании с хроническим гепатитом: кли-нико-биохимические и морфологическме аспекты: Авто-реф. дис... канд. мед. наук. Саратов, 2003.
2. Ветшев П.С. и др. // Хирургия. 2002. № 3. С. 4-10.
3. Мараховский Ю.Х. // Рос. журн. гастроэнтерологии, гепатологии. 1997. Т. 7. № 1. С. 62-72.
4. Лукаш А.И. и др. Металлсодержащие соединения
плазмы крови при гипербарической оксигенации (экспериментальные и клинические аспекты). Ростов н/Д, 1996. С. 107.
5. Внуков В.В., Лукаш А.И., Менджерицкая Л.Г. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. Спецвыпуск. 2005. С. 18-22.
6. Стрижелецкий В.В. и др. Особенности лечения больных желчнокаменной болезнью, осложненной хроническим панкреатитом. СПб., 2004. С. 8.
7. Серов В.В., Пауков В.С. Воспаление: Руководство для врачей. М., 1995.
Ростовский государственный университет_
8. Ланкин В.З., Котелевцева Н.В. // Вопросы мед. химии. 1981. Т. 27. № 1. С. 133-136.
9. Давыдов В.Г. // Казанский мед. журн. 2004. Т. 85. № 5. С. 377-379.
10. Зенков Н.К., Меньшикова Е.Б., Шергин С.М. // Диагностика, терапия, профилактика. Новосибирск, 1993. С. 181.
11. Кения М.В., Лукаш А.И., Гуськов Е.П. // Успехи. совр. биол. 1993. Т. 113. Вып. 4. С. 456-470.
12. Нагорная Г.Ю. Антиоксидантная система сыворотки крови и слюны детей при нейроциркуляторной дистонии: Дис. ... канд. мед. наук. Ростов н/Д, 2005.
28 ноября 2006 г.
