Роль линолевой кислоты в окислительном повреждении гемоглобина при цитомегаловирусной инфекции в период беременности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль линолевой кислоты в окислительном повреждении гемоглобина при цитомегаловирусной инфекции в период беременности

Андриевская И.А., Ишутина Н.А.

Цель - оценить влияние линолевой кислоты на окислительное повреждение гемоглобина в эритроцитах крови беременных при цитомегаловирусной (ЦМВ) инфекции в первом триместре.

Материалы и методы. В исследование включены 55 ЦМВ-серопозитивных беременных на сроке 8-11 нед в возрасте (24,7 ± 0,18) года: 20 с обострением цитомегаловирусной инфекции и 35 с латентным течением заболевания. Группу контроля составили 20 ЦМВ-серонегативных беременных, сопоставимые по возрасту и сроку беременности с группой беременных с ЦМВ инфекцией. Исследовали содержание линолевой кислоты, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и метгемоглобина в эритроцитах крови спектрофотометрическим методом. Глутатион в эритроцитах крови определяли гистохимическим методом, общее количество гемоглобина - на автоматическом гематологическом анализаторе, пероксид водорода в сыворотке крови - иммуноферментным методом.

Результаты. При цитомегаловирусной инфекции отмечается повышение показателей экзогенного пероксида водорода и линолевой кислоты в эритроцитах крови беременных. Они в период обострения заболевания в первом триместре беременности вызывают окислительную модификацию и снижение уровня не только супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и глутатиона, участвующих в процессах редокс-регулирования тиол-дисульфидного обмена эритроцитов, но и гемоглобина с образованием высокого количества метгемоглобина, способствуя снижению кислородного метаболизма и развитию гемической гипоксии. При латентном течении заболевания окислительное повреждение гемоглобина в эритроцитах крови беременных нивелируется увеличением активности редокс-ферментов, что поддерживает кислородный гомеостаз на необходимом для развития беременности уровне.

Ключевые слова: беременность, цитомегаловирусная инфекция, гемоглобин, линолевая кислота, окислительный стресс.

The goal is to study the mechanisms of linoleic acid-dependent oxidative damage to hemoglobin in blood erythrocytes of pregnant women with cytomegalovirus (CMV) infection during the first trimester.

Окислительный стресс вирусной этиологии приводит к развитию анемии и сопутствующей ей гемической гипоксии, пролонгирующей осложнения беременности ранних сроков [1, 2], что связывают с повышением циркуляции легко окисляемых свободных полиненасыщенных жирных кислот [3]. Линолевая кислота является триггерным компонентом в процессах липопе- роксидации, действуя как самостоятельно, так и в сочетании с реактивными формами кислорода [4]. Доказано, что ее введение invivoв эксперименте усиливает окислительное повреждение и гемолиз эритроцитов [5]. Также показано опосредованное участие линолевой кислоты в модуляции окислительно-восстановительных реакций и редокс-потенциала в эритроцитах при окислении белков гема [5]. Последнее сопряжено с развитием анемии, что критично для беременности в ранние сроки на фоне обострения цито- мегаловирусной (ЦМВ) инфекции. Несмотря на представленные доводы, необходимы дополнительные исследования, раскрывающие роль ли- нолевой кислоты в окислительном повреждении эритроцитов и гемоглобина в крови беременных при ЦМВ инфекции.

Цель - оценить влияние линолевой кислоты на окислительное повреждение гемоглобина в эритроцитах крови беременных при ЦМВ инфекции в первом триместре.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В исследование включены 55 ЦМВ-серопози- тивных беременных на сроке 8-11 нед в возрасте (24,7 ± 0,18) года: 20 с обострением ЦМВ инфекции (подгруппа 1) и 35 с латентным течением заболевания (подгруппа 2). Группу контроля составили 20 ЦМВ-серонегативных беременных, сопоставимые по возрасту (25,2 ± 0,38) года и сроку беременности с группой беременных с ЦМВ инфекцией.

В работе с обследуемыми лицами соблюдались этические принципы Хельсинской декларации Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных исследований с участием человека» с поправками 2013 г. и правилам клинической практики в РФ, утвержденными приказом Министерства РФ № 200н от 1 апреля 2016 г.

У всех беременных для диагностики ЦМВ инфекции выполнялись молекулярно-биологические (выявление ДНК методом полимеразной цепной реакции в крови, моче, буккальном эпителии и слизистой шейки матки (ООО «НПО ДНК-технология», г. Москва)) и иммунофермент- ные исследования (типоспецифические антитела (иммуноглобулины, 1§) класса М и О в сыворотке крови, индекс авидности) (ЗАО «Вектор-Бест», г. Новосибирск).

Метиловые эфиры жирных кислот в эритроцитах крови получали методом кислого метанолиза [6]. Определение эфиров жирных кислот проводили на газовом хроматографе «Кристалл-2000м» (г. Йошкар-Ола) и капиллярной колонке НР- ГГЛР. Содержание жирных кислот выражалось в процентах от общей суммы площади пиков жирных кислот.

Активность глутатионпероксидазы в эритроцитах крови оценивали спектрофотометрическим методом с использованием наборов реагентов SENTINELDIAGNOSTICS(Италия), супероксид- дисмутазы - RANDOXLaboratoriesLtd. (Англия). Метгемоглобин определяли по М.С. Кушаковско- му [7], глутатион - гистохимическим методом по М.Т. Луценко [8], с последующей цитофотомет- рической обработкой в программе Scion(США). Расчет относительной плотности продуктов реакции проводили в условных единицах (усл. ед.) на один эритроцит с учетом количества окрашенных гранул. Количество гемоглобина в крови определяли на гематологическом автоматическом анализаторе Medonik(Швеция), пероксида водорода (Н₂О₂) в сыворотке крови - иммунофермент- ным методом с использованием наборов BenderMedSystems(Австрия).

Все вычисления и статистический анализ выполняли с помощью программы IBMSPSSStatistics18.0 (StatisticalPackagefortheSocialSciences, США). Полученные результаты оценивали методами статистического описания и проверки статистических гипотез. Проверка на соответствие нормальному закону распределения проводили при помощи критерия Колмогорова - Смирнова. Во всех группах распределение было нормальным, поэтому достоверность различий между группами определялось с помощью параметрического t-критерия Стьюдента. Значения выражали как среднее арифметическое M± ошибка среднего арифметического т. Во всех случаях р< 0,05 считали статистически значимым.

РЕЗУЛЬТАТЫ

В подгруппе 1 основной группы беременных с обострением ЦМВ инфекции в первом триместре беременности содержание экзогенногоH₂O₂ и линолевой кислоты в эритроцитах крови было значительно выше по сравнению с контрольной группой (таблица). Антиокислительная активность супероксиддисмутазы и глутатионперок- сидазы, а также содержание глутатиона в эритроцитах крови беременных данной подгруппы значимо снижались по сравнению с контрольной группой, что свидетельствовало о нарушении процессов редокс-регулирования тиол-ди- сульфидного обмена. В условиях формируемого окислительного стресса в эритроцитах крови беременных подгруппы 1 выявлялось снижение общего количества гемоглобина и увеличение уровня метгемоглобина по сравнению с контрольной группой, что вызывает нарушение метаболизма кислорода.

Таблица

Примечание. Достоверность различий по сравнению с контрольной группой -- р. Note.Statisticallysignificantdifferencescomparedwththecontrolgroup -- p.

В подгруппе 2 основной группы беременных с латентным течением заболевания в первом триместре беременности содержание экзогенного Н₂0₂ и линолевой кислоты в эритроцитах крови было повышенным по сравнению с контрольной группой (см. таблицу). Однако активность редокс-ферментов супероксиддисмутазы и глу- татионпероксидазы увеличивалась, содержание глутатиона в эритроцитах крови беременных подгруппы 2 оставалось сниженным по сравнению с контрольной группой. Интенсификация процессов редокс-регулирования в эритроцитах крови в данной подгруппе беременных, по-видимому, приводила к снижению уровня внутриэритроци- тарного Н₂0₂, что нивелировало окислительную модификацию гемоглобина и повышало его восстановительную способность. Поэтому в показателях общего количества гемоглобина и мет- гемоглобина в эритроцитах крови статистически значимых различий по сравнению с контрольной группой не выявлено.

ОБСУЖДЕНИЕ

Присутствие в крови высокого количества ли- нолевой кислоты может вызывать окислительное повреждение эритроцитов и гемоглобина, что тесно связано с гемической анемией, которая в сочетании с ЦМВ инфекцией приводит к развитию осложнений беременности.

В ходе проведенного исследования установлено, что ЦМВ инфекция сочетается с повышением уровня экзогенного Н₂0₂ и линолевой кислоты в эритроцитах крови беременных в первом триместре беременности. Повышение содержания линолевой кислоты в эритроцитах крови беременных с ЦМВ инфекцией можно объяснить следующим. Линолевая кислота по сравнению с другими полиненасыщенными жирными кислотами активно накапливается в клеточных фосфолипидах, вытесняя арахидоновую кислоту [9], что делает ее более доступной для действия Н₂0₂. Однако линолевая кислота может быть дополнительно метаболизирована оксигеназами [10], что приводит к усилению синтеза липопроизводных, поддерживающих окислительные процессы и образование Н₂0₂ в эритроцитах.

Вместе с тем избыток Н₂0₂ также может приводить к существенной модификации тиолов белков, таких как глутатионпероксидаза [11] и супероксиддисмутаза [12, 13], включая образование дисульфидов с низкомолекулярным тиолом глутатионом, что изменяет редокс-ответ эритроцитов [14]. Доказательством явилось снижение активности супероксиддисмутазы и глутатион- пероксидазы в эритроцитах крови беременных с обострением ЦМВ инфекции в первом триместре беременности, что, по-видимому, приводит к накоплению внутриклеточного H₂O₂, вызывающего уменьшение уровня восстановленного глутатиона и накоплению окисленной его формы. Формируемое при этом снижение редокс-потенциала эритроцитов усиливает окислительную модификацию гемоглобина [15], изменяет его способность к восстановлению [16, 17], о чем свидетельствует повышение уровня метгемоглобина в крови беременных с обострением ЦМВ инфекции в первом триместре беременности. При латентном течении ЦМВ инфекции в первом триместре беременности активность редокс-ферментов повышается, что свидетельствует о компенсаторном ответе редокс-системы эритроцитов крови беременных.

Следовательно, высокие количества линолевой кислоты могут напрямую или опосредованно через образование H₂O₂ограничивать редокс-цикл гемоглобина, способствуя образованию метге- моглобина [18], что приводит к нарушению кислородного метаболизма и развитию гемической гипоксии, осложняющей как течение основного заболевания, так и беременности. линолевая кислота кровь метиловый гемоглобин

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЦМВ инфекция в первом триместре беременности сопровождается повышением уровня экзогенного H₂O₂и линолевой кислоты в эритроцитах крови беременных, что вызывает формирование разнонаправленного ответа основных компонентов редокс-системы в период обострения и при латентном течении заболевания. При обострении инфекции снижение редокс-потенциала эритроцитов крови ассоциировано с окислительной модификацией гемоглобина, вызывающей нарушение метаболизма кислорода и развитие гемической гипоксии, осложняющей течение беременности. При латентном течении заболевания дисбаланс элементов окислительно-восстановительной системы эритроцитов крови компенсируется повышением активности редокс-ферментов, что нивелирует окисление гемоглобина, обеспечивая адекватную доставку кислорода в эмбрио- трофобластическую зону.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шестопалов А.В., Арутюнян А.В., Акуева М., Шестопалова М.А., Буштырева И.О. Окислительный стресс в патологии плацентации. Журнал акушерства и женских болезней. 2009; LVIII(1): 93-100. [ShestopalovA.V., ArutyunyanA.V., AkuevaM., ShestopalovaM.A., BushtyrevaI.O.Oxidativestressintheplacentation pathology. Zhurnal akusherstva i zhenskih boleznej. 2009; LVIII (1): 93-100 (in Russ.)].

2. Луценко М.Т., Андриевская И.А., Ишутина Н.А., Мироненко А.Г. Механизмы формирования гипоксии в период беременности и нарушение кровоснабжения плода при цитомегаловирусной инфекции. ВестникРоссийскойакадемиимедицинскихнаук.2015; 70 (1): 106-112. [Lutsenko M.T., Andrievskaya I.A., Ishutina N.A., Mironenko A.G. Mechanisms of hypoxia development during pregnancy and impairment of fetus blood supply in cytomegalovirus infection. Vestnik Rossijskoj akademii meditsinskih nauk.2015; 70 (1): 106-112 (in Russ.)].

3. Титов В.Н., Лисицин Д.М. Жирные кислоты. Физическая химия, биология и медицина. Москва; Тверь: ООО «Издательство «Триада», 2006: 670. [TitovV.N., LisitsinD.M.Fattyacids. Physical chemistry, biology and medicine. Moscow; Tver': OOO «Izdatel'stvo «Triada», 2006: 670 (in Russ.)].

4. Rao Y., Lokesh B.R. Modulatory effects of a-linolenic acid on generation of reactive oxygen species in elaidic acid enriched peritoneal macrophages in rats. Indian J. Exp. Biol. 2014; 52: 860-869. DOI: 10.1079/bjn19970062.

5. Yuan T., Fan W.-B., Cong Y., Xu H.-D., Li Ch.-J., Meng J., Bao N.-R., Zhao J.-N. Linoleic acid induces red blood cells and hemoglobin damage via oxidative mechanism. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 2015; 8 (5): 5044-5052.

6. Carren J.P., Dubacy J.P.-J. Adaptation of a micro-seale method to the micro-seale for fatty acid methyl traus- estenif: cation of biological lipid extracts. Chromatography. 1978; 151: 384-390.

7. Кушаковский М.С. Клинические формы повреждения гемоглобина. Лен.отделение: Медицина, 1968: 324. [Kushakovskij M.S. Clinical forms of hemoglobin impairment. Len. otdelenie: Meditsina Publ., 1968: 324 (in Russ.)].

8. Луценко М.Т., Андриевская И.А. Способ определения глутатиона в эритроцитах периферической крови. Пат. 2526832, Рос. Федерация. [Lutsenko M.T., Andrievskaya I.A. Method of determining glutathione in peripheral blood erythrocytes. Pat. 2526832, RF (in Russ.)].

9. Wang L., Lim E.J., Toborek M., Hennig B. The role of fatty acids and caveolin-1 in tnf-a-induced endothelial cell activation. Metabolism. 2008; 57 (10): 1328-1339. DOI: 10.1016/j.metabol.2008.01.036.

10. Elinder F., Liin S.I. Actions and mechanisms of polyunsaturated fatty acids on voltage-gated ion channels. Front. Physiol. 2017; 8: 43. DOI: 10.3389/fphys.2017.00043.

11. Sato K., Akaike T., Kohno M., Ando M., Maeda H. Hydroxyl radical production by H₂O₂ plus Cu,Zn-su- peroxide dismutase reflects the activity of free copper released from the oxidatively damaged enzyme. J. Biol. Chem. 1992; 267: 25371-25377.

12. Uchida K., Kawakishi S. Identification of oxidized histidine generated at the active site of Cu,Zn-superox- ide dismutase exposed to H₂O₂. Selective generation of 2-oxo-histidine at the histidine 118. J. Biol. Chem.1994; 269.(4): 2405-2410.

13. Tiwari A., Hayward LJ. Familial amyotrophic lateral sclerosis mutants of copper/zinc superoxide dismutase are susceptible to disulfide reduction. J. Biol. Chem. 2003; 27 8(8): 5984-5992. DOI: 10.1074/jbc.m210419200.

14. Cho C.-S., Lee S., Lee G.T., Woo H.A., Choi E.-J., Rhee S.G. Irreversible inactivation of glutathione peroxidase 1 and reversible inactivation of peroxiredoxin II by H₂O₂ in red blood cells. Antioxidants & Redox Signaling. 2010; 12(11): 1235-1246. DOI: 10.1089/ars.2009.2701.

15. Pimenova T., Pereira C.P., Gehrig P., Buehler P.W., Schaer D.J., Zenobi R. Quantitative mass spectrometry defines an oxidative hotspot in hemoglobin that is specifically protected by haptoglobin. Journal of Pro- teome Research.2010; 9 (8): 4061-4070. DOI: 10.1021/ pr100252e.

16. Bonaventura C., Henkens R., Alayash A.I., Banerjee S., Crumbliss A.L. Molecular controls of the oxygenation and redox reactions of hemoglobin. Antioxidants & Redox Signaling. 2013; 18 (17): 2298-2313. DOI: 10.1089/ ars.2012.4947.

17. Meng F., Alayash A.I. Determination of extinction coefficients of human hemoglobin in various redox states. Anal. Biochem. 2017; 521: 11-19. DOI: 10.1016/j. ab.2017.01.002.

18. Nagababu E., Rifkind J.M. Reaction of hydrogen peroxide with ferrylhemoglobin: superoxide production and heme degradation. Biochemistry. 2000; 39 (40): 12503-- 12511. DOI: 10.1021/bi992170y.

Размещено на Allbest.ru