Окислительный стресс и рак

Одной из глобальных проблем во всем мире считается заболеваемость раком молочной железы (РМЖ), занимающая центральное место в структуре злокачественных новообразований у женщин. Имеются предположения, что число новых выявленных случаев рака возрастет до 15 млн к 2020 г., что повлечет за собой смерть около 12 млн людей во всем мире. Установлено, что молодые пациентки имеют худший прогноз в сравнении с пожилыми женщинами, что объясняется более агрессивной формой рака [1]. Это диктует необходимость детального изучения молекулярных механизмов, лежащих в основе развития и прогрессирования РМЖ. Одним из таких механизмов развития канцерогенеза является окислительный стресс (ОС).

Целью нашего исследования явился анализ данных литературы, посвященных изучению окислительного стресса в организме женщин, больных раком молочной железы. Анализ данных литературы показал, что при РМЖ исследование ОС проводится по ряду направлений. Прежде всего проводится изучение метаболитов ОС в биосубстратах у пациенток с РМЖ. Так, в ряде исследований показано увеличение концентрации малонового диальдегида (МДА) – одного из токсичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), а также 8-изопростана у женщин с РМЖ [2]. При этом повышение уровня МДА было обнаружено уже на ранних стадиях рака. Было высказано предположение, что МДА из-за его высокой цитотоксичности действует в качестве промотора опухоли и кокарциногенного агента [3]. Аккумуляция токсичных катаболитов ПОЛ при РМЖ сопровождается изменением уровня эндогенных антиоксидантов в тканях и крови. Так, отмечено увеличение активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и уровня восстановленного глутатиона в клетках опухоли молочной железы по сравнению с контролем и таковых у больных группы сравнения (фиброаденома). В то же время активность каталазы по одним источникам снижалась, по другим, наоборот, повышалась. В крови на фоне повышения продуктов ПОЛ и генерации супероксиданинов наблюдалось увеличение активности супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы и глутатиона по сравнению с таковыми у здоровых женщин и больных с фиброаденомой [4]. В других исследованиях, напротив, было установлено, что активность супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, а также уровень восстановленного глутатиона и витаминов С и Е в крови женщин РМЖ были ниже таковых контроля и у больных с фиброаденомой [5, 6]. На основании этих исследований был сделан вывод, что даже повышение активности клеточных антиоксидантных ферментов не защищает макромолекулы от последствий ОС при злокачественных новообразованиях молочной железы. Эти результаты свидетельствуют об увеличенной потребности в антиоксидантах при РМЖ [4]. В исследовании Qebesy H.S. et al. [7] показано увеличение по сравнению с контролем содержания маркеров окислительного стресса (малонового диальдегида и оксида азота) при снижении активности супероксиддисмутазы и уровня восстановленного глутатиона в тканях, полученных после хирургического удаления карциномы молочной железы. Также было установлено, что в зависимости от степени морфологической дифференцировки опухоли содержание МДА и оксида азота в тканях возрастало, тогда как активность супероксиддисмутазы и уровень восстановленного глутатиона, наоборот, снижались. По мнению авторов исследования, эти результаты подтверждали ранее сформулированное предположение об участии активных форм кислорода в механизмах прогрессирования РМЖ [7]. Е.М. Франциянц и соавт. проведено изучение показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты в ткани опухоли молочной железы с различными вариантами роста (синхронный, метахронный и одиночный) [8]. Установлено, что в тканях карциономы молочной железы вне зависимости от варианта ее роста снижен уровень малонового диальдегида, а также витаминов А и Е. В то же время отмечено увеличение активности супероксиддисмутазы и уровня сульфгидрильных групп. В плазме крови больных РМЖ отмечены достоверный рост диеновых коньюгатов, триеновых коньюгатов и оснований Шиффа относительно таковых показателей здоровых лиц, а также увеличение содержания нитратов и нитритов как маркеров эндотелиальной дисфункции. Рост продуктов перекисного окисления сопровождался снижением суммарной антиоксидантной активности плазмы крови, ростом спонтанной и индуцированной агрегации тромбоцитов, что свидетельствовало о взаимосвязи между активацией ПОЛ и нарушением гемостаза при РМЖ [9]. Chigh S. et al. [10] пришли к заключению, что высокий уровень общей антиоксидантной активности плазмы крови и повышенное содержание антиоксидантных производных витамина А и билирубина связаны со снижением риска развития РМЖ. Кроме того, на уровень продуктов ПОЛ и состояние антиоксидантной защиты у больных РМЖ существенное влияние оказывало лечение. Имеются единичные исследования окислено-модифицированных белков при РМЖ. Исследованиями P Rossner et al. [11] показано, что в крови женщин с РМЖ возрос уровень карбониловых производных белков. По мнению авторов, повышение уровня карбониловых производных в плазме крови является маркером риска развития РМЖ. В другом исследовании показано, что в аспирационной жидкости, полученной из сосков молочной железы (nipple aspirate fluid), существенно возрос уровень карбониловых производных белков по сравнению с контролем. Также было показано увеличение концентрации карбониловых производных белков в аспирационной жидкости у женщин с предраком молочной железы [12]. Следовательно, нарушение параметров окислительного стресса при РМЖ не вызывает сомнений. Однако, как показал анализ данных литературы, эти результаты неоднозначны и противоречивы. Недостаточно исследованы характер и направленность изменения окисленных белков у больных РМЖ.

В то же время остается открытым вопрос, является ли нарушение ОС одной из причин РМЖ, или он является результатом развития карциномы молочной железы. Дискутируется несколько возможных причин активации ОС при РМЖ. Известно, что опухолевые клетки продуцируют избыточное количество активных форм кислорода вследствие нарушения регуляции НАДФН-оксидазы ГТФ-зой Rac1 [13]. Другой причиной является характерная для клеток большинства карцином молочной железы гиперэкспрессия тимидинфосфорилазы. Этот фермент катализирует распад тимидина до тимина и 2-дезоксидрибозо-1-фосфата. 2-дезоксидрибозо-1-фосфат участвует в реакции гликирования белков, которая сопровождается генерацией активных форм кислорода (АФК). Наконец, предложен специфичный для РМЖ механизм генерации АФК, который называется метаболизмом эстрогенных гормонов лактопероксидазой. Лактопероксидаза – это фермент, который продуцируется в клетках молочной железы, участвует в одноэлектронном окислении 17β-эстрадиола до реакционноспособного феноксильного радикала [13, 14]. Кроме того, определенный вклад в индукцию ОС при РМЖ вносит макрофагальная инфильтрация опухоли. Макрофаги продуцируют не только активные формы кислорода, но и фактор некроза опухоли – α, который, как известно, индуцирует внутриклеточный ОС. Высказано предположение, что ангиогенез опухоли сопровождается чередованием периодов гипоксии и реперфузии, что также приводит к избыточной генерации АФК [13, 14]. Генерация АФК не только вызывает прямые повреждения биополимеров, но и способствует активации внутриклеточных сигнальных путей, которые тоже приводят к сверхпродукции АФК [13]. По мнению Mencalha A. et al. [15], длительная митохондриальная дисфункция является основным механизмом, который ведет к окислительной модификации белков и ПОЛ, а также к высокой вероятности прямого повреждения ДНК и системы репарации. Все это в совокупности приводит к злокачественной трансформации клеток молочной железы, создавая локализованную опухолевую массу, характерную для ранних стадий заболевания. Постоянное образование активных метаболитов кислорода и продуктов ОС способствует метастазированию опухоли, влияя на агрессивность РМЖ. Стойкий ОС также может быть вовлечен в индукцию химически резистентного РМЖ и может рассматриваться в качестве гипотезы для объяснения рецидива заболевания и развития вторичной опухоли. ОС также может быть одним из факторов, влияющих на прогноз заболевания, поскольку химиотерапевтические препараты могут различными путями воздействовать на редокс-статус организма больных РМЖ. Другим направлением исследования ОС у больных РМЖ является изучение последствий его развития для опухолевых клеток. С одной стороны, АФК индуцируют вступление клетки в апоптоз, с другой – стойкий персистирующий ОС приводит к развитию резистентности к апоптозу. Стойкий ОС в клетках карциномы молочной железы может индуцировать преимущественный отбор клеток с устойчивым к апоптозу фенотипом, у которых выключен ген р53 [14, 16]. Это имеет серьезные последствия для лечения РМЖ. Противоопухолевая эффективность радиотерапии, фотодинамической терапии и химиотерапии основана на их способности генерировать АФК и индукции апоптоза опухолевых клеток. Следовательно, стойкий ОС в опухолевых клетках при РМЖ может вызвать устойчивость к лечению. ОС может вызвать ангиогенез в карциноме молочной железы. Рост кровеносных сосудов в микроокружении опухоли молочной железы увеличивает риск метастазирования, связанного с кровью. Свободные радикалы кислорода также могут увеличивать миграцию опухолевых клеток [14, 15, 16]. Модельные исследования позволили предположить, что механизм этого процесса связывают с активацией P38 MAPK, которая в свою очередь увеличивает фосфорилирование белка-27 теплового шока, который и способствует миграции клеток РМЖ [14]. По мнению других исследователей, ОС в клетках опухолей молочной железы способствует метастазированию посредством реорганизации цитоскелета [17]. Высказано предположение, что кислородные радикалы могут увеличивать устойчивость клеток карциномы молочной железы к химиотерапии за счет экспрессии в опухолевых клетках P-гликопротеина, представляющего собой эффлюксную помпу, определяющую множественную лекарственную устойчивость (the multidrug-resistance efflux pump) [17]. Установлено, что низкие и средние концентрации АФК могут вносить вклад в образование опухолей, либо действуя как сигнальные молекулы, либо за счет индукции мутаций геномной ДНК. В то же время высокие уровни АФК способствуют как гибели клеток, так и глубоким повреждениям клеточных структур. На ранних стадиях развития опухоли некоторые авторы рассматривают этот феномен как позитивный. Однако есть сведения о том, что высокий уровень АФК способствует отрыву клеток от клеточного матрикса. В связи с этим поиск путей для усиления окислительного стресса является тем стратегическим направлением, которое может уничтожать раковые клетки. В этой связи представляется перспективным направление, связанное с индукцией окислительного стресса в эндоплазматическом ретикулуме. При развитии окислительного стресса в эндоплазматическом ретикулуме нарушены условия для нормального фолдинга синтезированных белков, что приводит к накоплению последних и активации апоптоза. Такие стресс-индукторы в настоящее время рассматриваются как перспективные многообещающие противоопухолевые препараты [18].

Большой интерес вызывает сформулированная концепция роли окислительного стресса в микроокружении карциномы молочной железы. Согласно современным представлениям карцинома молочной железы включает в себя как мутированные соматические клетки, так и систему микроокружения, в которую входят фибробласты, адипоциты, иммунные и эндотелиальные клетки. ОС играет важную роль в инициации и сохранении прогрессирования РМЖ. АФК образуются в различных метаболических путях, включая цепь переноса электронов в митохондриях, активацию NADPH оксидаз (NOX) и т.д. В модельных исследованиях установлено, что при РМЖ АФК образуются как в клетках опухоли, так и в раковой строме и способны индуцировать миграцию клеток. АФК, особенно пероксид водорода, также способны стимулировать рост нормальных фибробластов в миофибробласты, которые в свою очередь способны генерировать большое количество пероксида водорода, усиливая ОС в микроокружении [19]. Установлено, что при РМЖ до 80% фибробластов демонстрируют активированный фенотип. Миофибробласты секретируют коллаген типа I, что повышает плотность молочной железы, что в свою очередь способствует образованию РМЖ и метастазированию. Также было высказано предположение, что коллаген I типа влияет на чувствительность опухолевых клеток к различным химиопрепаратам [19]. Кроме этого, наблюдается увеличение секреции различных факторов роста (TGFβ, IGF, PDGF и т.д.), которые оказывают ряд эффектов, в том числе стимулируют образование АФК через NOX. Иными словами, в микроокружении опухоли образуется большое количество АФК, которое инициирует или способствует прогрессированию РМЖ. В условиях митоптоза, а также при усилении антиоксидантной защиты активные формы кислорода выступают как факторы, ограничивающие онкогенез. Торможение ОС в микроокружении с помощью антиоксидантов является очень заманчивым подходом к терапии РМЖ. Однако добавление коктейля антиоксидантов оказалось малоэффективным для предотвращения рака, а в ряде случаев, наоборот, провоцировало его развитие. Это четко подчеркивает необходимость более детального понимания того, как ОС способствует развитию рака. С усилением генерации активных форм кислорода связан механизм действия ряда препаратов для химиотерапии. Предложено классифицировать препараты для химиотерапии на две категории: препараты прямого и непрямого (косвенного) действия на метаболизм активных форм кислорода. Так, например, такие препараты, как координационные комплексы платины и антрациклины, способствуют генерации чрезвычайно высокого уровня активных форм кислорода, которые могут запускать апоптоз опухолевых клеток. Механизм действия таксанов, алкалоидов барвинка связан с их влиянием на выход цитохрома С, с усилением генерации активных форм кислорода в митохондриях и индукцией апоптоза [20, 21]. Это позволило сформулировать представление о модуляторах ОС при РМЖ как одно из направлений противоопухолевой стратегии. В частности, в качестве таких модуляторов ОС при РМЖ рассматриваются мелатонин и полифенолы [21, 22]. Другие исследователи обосновывают стратегии терапии и профилактики РМЖ, направленные на редокс-систему [21]. Это связано с тем, что компоненты редокс-системы, в частности GSH и тиоредоксин, участвуют в защите опухолевых клеток от апоптоза и в формировании множественной лекарственной устойчивости. Исходя из этого одно из направлений связано с разработкой препаратов, блокирующих синтез GSH и тиоредоксина в опухолевых клетках [18].

Самостоятельной проблемой является комбинированное применение противоопухолевых препаратов и антиоксидантов. При этом включение антиоксидантов рассматривается с позиции предупреждения метаболических нарушений. Была проведена оценка эффективности включения реамберина – препарата с антиоксидантным и антигипоксическим действием – в схему комплексной терапии больных РМЖ. Показано, что включение реамберина в комплексную адъювантную химиотерапию лимитирует нарушение перекисного окисления липидов, а также углеводного и белкового обменов [23]. И.Н. Бондаренко и А.В. Прохач [24], рассуждая о побочных эффектах химиотерапии РМЖ, высказывают мнение о том, что применение антиоксидантов может существенно ограничить развитие метаболических нарушений, вызванных применением цитостатиков. В подтверждение этого положения авторы приводят результаты экспериментальных исследований, свидетельствующих о том, что включение антиоксидантов в комплексную противоопухолевую терапию приводит к снижению эндогенной интоксикации. Использование антиоксидантов представляется перспективным еще и с позиций влияния окислительного стресса на состояние гемостаза при РМЖ. Для рака молочной железы характерны тромбогенные осложнения. Окислительный стресс рассматривается как один из механизмов развития нарушений гемостаза. Активные формы кислорода и токсичные продукты перекисного окисления липидов повреждают мембраны тромбоцитов, способствуя выходу содержимого гранул в кровь, что приводит к усилению прокоагулянтного потенциала, что в свою очередь оказывает влияние на опухоль ткань, провоцируя ее рост [9, 24].

Заключение. Таким образом, углубленное исследование окислительного стресса при раке молочной железы сохраняет свою актуальность с учетом неоднозначности последствий его активации для развития и прогрессирования карциномы молочной железы. Прогресс в понимании направленности изменения параметров окислительного стресса определяет новые направления и подходы применения антиоксидантов для профилактики и лечения рака молочной железы. Применение антиоксидантов рассматривается как перспективное направление для коррекции метаболических нарушений и эндогенной интоксикации, развивающихся в результате химиотерапии рака молочной железы.

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Герасименко М. Н., Зуков Р. А., Титова Н. М., Дыхно Ю. А., Модестов А. А.

Изучены состояние прои антиоксидантной системы крови у 150 больных почечно-клеточным раком. Исследована функциональная активность нейтрофилов, содержание диеновых конъюгатов, метаболитов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, активности супероксиддисмутазы, каталазы. Выявлено преобладание окислительных процессов как в плазме, так и в эритроцитах, в сочетании с усиленной продукцией активных форм кислорода нейтрофилами. Наибольшие изменения со стороны прои антиоксидантной системы больных раком почки наблюдаются в плазме крови

Antioxidant system and markers of oxidative stress in renal cell cancer

Pro-and antioxidant blood system in 150 patients with renal cell cancer was studied. Functional activity of neutrophils, concentration of conjugated dienes, 2-thiobarbituric acid-reactive metabolites, and superoxide dismutase and catalase activities were studied. Predominance of oxidative processes in plasma and erythrocytes in combination with neutrophil active oxygen production was found. The largest changes in pro-and antioxidant system of patients with renal cell cancer were observed in the blood plasma

антиоксидантная система и маркеры окислительного стресса при раке почки

М.н. герасименко1, р.А. зуков1, н.М. титова2, ю.А. дыхно1, А.А. Модестов1,

Изучены состояние про- и антиоксидантной системы крови у 150 больных почечно-клеточным раком. Исследована функциональная активность нейтрофилов, содержание диеновых конъюгатов, метаболитов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой, активности супероксиддисмутазы, каталазы. Выявлено преобладание окислительных процессов как в плазме, так и в эритроцитах, в сочетании с усиленной продукцией активных форм кислорода нейтрофилами. Наибольшие изменения со стороны про- и анти-оксидантной системы больных раком почки наблюдаются в плазме крови.

Ключевые слова: активные формы кислорода, рак почки, антиоксидантная система, перекисное окисление липидов.

ANTIOXIDANT SYSTEM AND MARKERS OF OXIDATIVE STRESS IN RENAL CELL CANCER M.N. Gerasimenko1, R.A. Zukov1, N.M. Titova2, Yu.A. Dykhno1, А.А. Modestov1, D.V. Popov1 Krasnoyarsk State Medical University1 Siberian Federal University, Krasnoyarsk2 1, Partizan Zheleznyak Street, 660022-Krasnoyarsk, Russia, e-mail: mgera_08@mail.ru1

Key words: active forms of oxygen, renal cell cancer, antioxidant system, lipid peroxidation.

В последние годы широкое признание получила свободнорадикальная теория канцерогенеза. Активные формы кислорода (АФК), вызывая генетические мутации, способствуют инициации процессов дедифференцировки, одновременно играя существенную роль на всех этапах канцерогенеза. При этом каждый вид опухоли имеет свои индивидуальные особенности нарушения метаболизма АФК [3, 15]. В этом отношении почечноклеточный рак (ПКР) не является исключением. Факторы риска развития ПКР разнообразны: курение, ожирение, профессиональные вредности (асбест, тяжелые металлы), повышенное давление, диабет, алкоголь, оральные контрацептивы, анальгетики. Среди вышеперечисленных факторов имеются как повышающие интенсивность перекисных процессов, так и обладающие антиоксидантным воздействием, что в любом

случае ведет к нарушению баланса между про- и антиоксидантами [10, 13].

клетки крови продуцируют огромное количество АФК, внося большой вклад в свободнорадикальное окисление [11-

Целью исследования явилось изучение уровня продукции АФК нейтрофилами, содержание продуктов ПОЛ и состояние антиоксидантной системы крови больных ПКР до и в динамике после хирургического лечения.

Материал и методы

В Красноярском краевом клиническом онкодиспансере под динамическим наблюдением находилось 150 пациентов с местнораспространенным ПКР в возрасте 50-70 лет, у которых проводилась оценка вышеуказанных показателей в следующие сроки: до операции (п=88); на первые (п=30); третьи (п=25) и седьмые (п=42) сут после радикальной нефрэктомии. Группу контроля составили 40 практически здоровых человек.

Забор крови производили из локтевой вены натощак, в качестве антикоагулянта использовали гепарин. Из полученной крови выделяли плазму, эритроциты и лейкоцитарную взвесь. В плазме и эритроцитах проводилось определение продуктов перекисного окисления липидов: диеновых конъюгатов (ДК), метаболитов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) - ТБК-активных продуктов (ТБКП) и оценивалось состояние антиоксидантной системы по активности антиоксидантных ферментов: супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ). В лейкоцитарной взвеси - спонтанная и индуцированная хемилюминесценция нейтрофильных гранулоцитов. Поскольку остальные лейкоциты обладают ничтожно малой способностью к хе-милюминесценции, то специального отделения фракции нейтрофильных гранулоцитов не производилось [7].

Об уровне ДК судили на основании спектрометрии гептан-изопропанолового экстракта эритроцитов при длине волны 233 нм [6]; ТБКП - по образованию окрашенных продуктов с ТБК при длине волны 532 нм [14]. Принцип метода определения активности СОД основан на ингибировании реакции автоокисления адреналина в щелочной среде в присутствии супе-роксиддисмутазы при длине волны 347 нм [5]. Активность каталазы определяли по образованию окрашенного в желтый цвет комплекса не разрушенной в ходе каталазной реакции перекиси водорода с молибдатом аммония [2].

Описание выборки производили с помощью подсчета медианы (Ме) и интерквартильного размаха (С25 и С75). Проверку гипотезы о статистической достоверности выборок проводили с помощью критерия Манна-Уитни. Статистический анализ производился с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0.

Результаты и обсуждение

При раке почки также отмечается увеличение относительного и абсолютного количества нейтрофильных гранулоцитов [7]. Данные обстоятельства могут способствовать значительному усилению окислительного стресса в крови пациентов. Исследования содержания продуктов перекисного окисления липидов и активности антиоксидантной системы являются довольно распространенным способом оценки окислительного стресса организма.

В ходе исследования было выяснено, что содержание первичных продуктов ПОЛ в плазме повышено в течение всего периода наблюдения (табл. 3). Относительно вторичных продуктов ПОЛ повышенный уровень отмечается до операции и на 3-и сут послеоперационного периода (ПОП). Таким образом, можно говорить об ин-

содержание ДК, тогда как содержание малонового диальдегида резко снижается, 3-и сут ПОП характеризуются нормализацией показателей перекисного окисления липидов, но к 7-м сут содержание первичных продуктов ПОЛ снова возрастает (табл. 4).

уровень спонтанной хемилюминесценции нейтрофилов крови больных раком почки

Показатели Контроль До операции 1-е сут 3-е сут 7-е сут

Максимальная площадь свечения, люцигенин, о.е х105 0,14 0,08-0,21 0,64* 0,23-1,25 0,43* 0,12-2,63 0,67* 0,14-3,94 1,05* ** *** 0,61-2,5

Максимальная площадь свечения, люминол, о.е х105 0,51 0,24-1,00 1,9* 0,84-8,89 4,01* 0,94-7,46 3,33* 0,45-9,2 2,79* 1,37-4,65

Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем (р=0,05); ** - различия статистически значимы по сравнению с аналогичными показателями до операции (р=0,05); *** - различия статистически значимы по сравнению с аналогичными показателями на 1-е сут после операции (р=0,05).

уровень индуцированной зимозаном хемилюминесценции нейтрофилов крови больных раком почки

Показатели Контроль До операции 1-е сут 3-е сут 7-е сут

Максимальная площадь свечения, люцигенин, о.е х105 0,41 0,19-0,54 0,95* 0,41-1,98 1,61* 0,41-4,02 2,33* 0,23-8,58 3 47* ** *** 2,5-9,03

Максимальная площадь свечения, люминол, о.е х105 2,05 1,02-4,1 5,86* 2,3-14,0 11,1* 4,32-19,3 9,43* 1,67-14,6 10,0* ** *** 4,99-26,2

уровень продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови больных раком почки

Показатели Контроль До операции 1-е сут 3-е сут 7-е сут

ДК, ммоль/л 0,38 0,29-0,54 0,72* 0,38-1,27 0,79* 0,38-2,02 0,56* 0,42-1,93 1,22* 0,43-2,05

ТБКП, мкмоль/л 1,6 0,96-2,24 1,92* 1,28-3,14 2,43 1,28-2,88 2,24* 1,66-2,56 1,83* 1,28-2,24

Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем (р=0,05).

уровень продуктов перекисного окисления липидов в эритроцитах больных раком почки

Показатели Контроль До операции 1-е сут 3-е сут 7-е сут

ДК, мкмоль/г НЬ 1,74 1,6 3 71* ** 2,32 6,0* **

0,89-4,11 0,99-3,105 1,54-8,93 1,4-6,01 2,27-8,62

ТБКП, нмоль/г НЬ 11,36 9,93* 6,452* ** 8,8 10,83

9,14-15,82 7,47-13,3 4,84-13,69 6,92-14,17 6,97-15,04

тенсивно протекающем перекисном окислении липидов плазмы крови.

В эритроцитах больных ПКР до операции отмечается несколько сниженное относительно контрольных величин содержание ТБКП. На первые сутки после операции увеличивается

Первичные продукты ПОЛ являются основными факторами повреждения мембран в результате окислительного стресса, которые могут существенно снизить функциональные возможности клетки [1]. Существуют экспериментальные данные о неоднозначности уровня ТБКП при различных видах онкологических заболеваний, характерны как повышенные, так и пониженные значения данного показателя [8, 9, 12, 16]. Альдегидные и кетонные продукты ПОЛ обладают высокой способностью связываться с белками, образуя основания Шиффа, а также подвергаться метаболизму под действием неспецифической адегиддегидрогеназы [11]. Эти механизмы способны значительно снизить долю свободного ТБКП как в плазме, так и в эритроцитах.

В плазме крови активности СОД и КАТ имеют разнонаправленную динамику. Существенно снижена активность СОД и повышена КАТ (табл. 5). СОД в плазме крови представлена особой формой экстрацелюлярной СОД, которая синтезируется и выделяется клетками эндотелия сосудов. Внутриклеточные формы СОД вклада в супероксиддисму-тазную активность не вносят, так как вне клетки быстро подвергаются деградации. Данный фермент представлен тремя фракциями, различающимися сродством к гликокаликсу клеток эндотелия и внеклеточному матриксу. Форма, не связанная с эндотелием сосудов, составляет около 10 % от общего количества фермента [3]. Следовательно, по изменению активности данного фермента в

плазме крови трудно судить о величине его синтеза. Можно предположить, что снижение активности СОД в плазме произошло как за счет снижение доли свободной формы, так и за счет инактивации фермента АФК.

В отличие от СОД, КАТ собственной внеклеточной формы не имеет, поэтому активность данного фермента в плазме крови представлена КАТ, вышедшей из клеток в результате их повреждения или разрушения. Сохраняя свою активность, КАТ может способствовать компенсации окислительного стресса в плазме крови.

Дооперационный и ранний послеоперационный периоды характеризуются повышенными активностями СОД и КАТ в эритроцитах (табл. 6). Данные ферменты являются первым звеном защиты от свободнорадикального окисления, устраняя активные формы кислорода - супероксидный радикал и перекись водорода [1, 3]. Доказано, что под действием активных форм кислорода в клетках происходит активация экспрессии редокс-чувствительных генов [4]. Поскольку эритроцит не имеет белоксинтезирующего аппарата, можно говорить об активации данных генов на уровне ядерных предшественников эритроцита. Повышение активности СОД и КАТ в эритроцитах может являться компенсаторным механизмом защиты клеток от окислительного стресса.

Полученные в ходе исследования данные говорят об усилении свободнорадикального окисления в крови больных ПКР за счет усиленной наработки

Активность супероксиддисмутазы и каталазы в плазме крови больных раком почки

Показатели Контроль До операции 1-е сут 3-е сут 7-е сут

СОД, ед/мин х мл 204,41 151,05-250,32 90,93* 57,75-160,48 58,99* 37,02-141,62 130,1* 105,06-160,52 84,51* 45,88-189,7

КАТ, мкмоль/с х мл 0,27 0,16-0,39 0,67* 0,43-1,63 0,6* 0,45-0,84 0,68* 0,66-0,93 0,44* 0,27-0,95

Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем (р=0,05).

Активность супероксиддисмутазы и каталазы в эритроцитах крови больных раком почки

Показатели Контроль До операции 1-е сут 3-е сут 7-е сут

СОД, ед/мин х г НЬ 1917 1668-2372 2555* 2114-2904 2337* 2029-2558 2459* 2282-2814 2589* 2427-3222

КАТ, мкмоль/с х г НЬ 1,77 2,09* 1,82 2,06* ** 2,18*

1,41-2,03 1,9-2,34 1,7-2,08 1,94-2,28 1,99-2,45

Примечание: * - различия статистически значимы по сравнению с контролем (р=0,05); ** - различия статистически значимы по сравнению с аналогичными показателями на 1-е сут после операции (р=0,05).

АФК нейтрофильными гранулоцитами. Несмотря на умеренное и даже сниженное содержание ТБКП, стабильную активность СОД и КАТ, но учитывая высокое содержание ДК как в плазме, так и в эритроцитах, можно предполагать преобладание окислительных процессов. Длительное протекание окислительного стресса может привести к постепенному истощению возможностей антиоксидантной системы, что, в свою очередь, приведет к срыву адаптационных механизмов организма и может увеличить риск послеоперационных осложнений. Нельзя не отметить, что наибольшие изменения и наибольший сдвиг в системе про- и антиоксидантов наблюдается в плазме крови, тогда как показатели в эритроцитах более стабильны. Исходя из этого, можно говорить о наибольшей информативности плазмы для исследований редокс равновесия в крови больных ПКР.

1. Дубинина Е.Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-химические аспекты. СПб.: Медицинская пресса, 2006. 400 с.

2. КоролюкМ.А., ИвановаЛ.И., МайороваИ.Г. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. 1988. № 1. С. 16-17.

3.МеньшиковаЕ.Б., ЛанкинВ.З., ЗенковН.К. и др. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Слово, 2006. С. 193-236.

4. Октябрьский О.Н., Смирнова Г.В. Редокс регуляция клеточных функций // Биохимия. 2007. Т. 72, № 2. С. 158-174.

5. Сирота Т.В. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использование его для измерения активности супероксиддисмутазы // Вопросы медицинский химии. 1999. № 3. С. 65.

6. Черданцев Д.В., ВинникЮ.С., Каспаров Э.В. и др. Диагностика и лечение окислительного стресса при остром панкреатите. Красноярск, 2002. 147 с.

7. Шкапова Е.А., Куртасова Л.М., Савченко А.А. Показатели люцигенин- и люминолзависимой хемилюминесценции нейтрофилов крови у больных раком почки // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2010. Т. 149, № 2. С. 201 -203.

8. Aydin A., Arsova-Sarafinovska Z., Sayal A. et at. Oxidative stress and antioxidant status in non-metastatic prostate cancer and benign prostatic hyperplasia // Clin. Biochem. 2006. Vol. 39 (2). P. 176-179.

9. Badjatia N., Satyam A., Singh P. et at. Altered antioxidant status and lipid peroxidation in Indian patients with urothelial bladder carcinoma // Urol. Oncol. Semin. Orig. Investig. 2010. Vol. 28. P. 360-367.

10. Gago-Dominguez M., Castelao J.E. Lipid peroxidation and renal cell carcinoma: Further supportive evidence and new mechanistic insights // Free Rad. Biol. Med. 2006. Vol. 40. P. 721-733.

11. Janero D.R. Malondialdehyde and thiobarbituric acid-reactiv-ity as diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury // Free Rad. Biol. Med. 1990. Vol. 9. P. 515-540.

12. Kaynar H., Meral M., Turhan H. et at. Glutathione peroxidase, glutathione-S-transferase, catalase, xanthine oxidase, Cu-Zn superoxide dismutase activities, total glutathione, nitric oxide, and malondialdehyde levels in erythrocytes of patients with small cell and non-small cell lung cancer // Cancer Let. 2005. Vol. 227 (2). P. 133-139.

Читайте также:

Окислительный стресс и рак

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Герасименко М. Н., Зуков Р. А., Титова Н. М., Дыхно Ю. А., Модестов А. А.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Герасименко М. Н., Зуков Р. А., Титова Н. М., Дыхно Ю. А., Модестов А. А.

Antioxidant system and markers of oxidative stress in renal cell cancer