Интенсивность процессов перекисного окисления липидов и активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах при начальных формах сосудистых заболеваний головного мозга

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Интенсивность процессов перекисного окисления липидов и активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах при начальных формах сосудистых заболеваний головного мозга

У больных с начальными формами сосудистых заболеваний головного мозга (НФСЗГМ), к которым относятся начальные проявления недостаточности кровообращения мозга (НПНКМ и дисциркуляторная энцефалопатия I стадии) [1], неврологическая симптоматика немногочисленна, в силу чего своевременная диагностика затруднена.

Современным направлением научных исследований, призванных улучшить диагностику и лечение НФСЗГМ, является изучение клеточно-мембранного гомеостаза [8]. Удачной моделью клеток являются эритроциты, которым присущи общие принципы построения мембраны клеток [2]. В то же время общепризнано, что в патогенезе большинства заболеваний важное место занимают цепные процессы свободнорадикального окисления (СРО) компонентов клетки с участием радикала кислорода [7], Как правило, эти процессы реализуются по механизму перекисного окисления липидов (ПОЛ) [6,12] и традиционно оцениваются по скорости и количеству образования одного из конечных продуктов окисления малонового диальдегида (МДА). Динамика образования продуктов ПОЛ контролируется мембранно-связанной системой биоантиоксидантов, которая, как известно, представлена в основном глутатионсодержащими ферментами [9].

В специальной литературе имеются сведения о характере ПОЛ при цереброваскулярной патологии (ЦВП) [6,8].

Однако вопросы развития и динамики этих процессов у больных с НФСЗГМ в зависимости от основного этиологического фактора и неврологической симптоматики мало изучены [6], что не позволяет сделать однозначных выводов о механизме развития этой патологии.

В связи с этим нами были проведены исследования уровня МДА, диеновых коньюгат (ДК), глутатионзависимых ферментов и пассивного входа 45Са2+ в эритроциты у 132 больных с НФСЗГМ.

В качестве контроля использовали свежую венозную кровь на гепарине, взятую натощак из локтевой вены у 20 практически здоровых молодых людей в возрасте 19-25 лет.

Больных с атеросклеротической дисциркуляторной энцефалопатией (АДЭ) I стадии было 42 человека, с гипертонической дисциркуляторной энцефалопатией (ГДЭ) I стадии 34, с НПНКМ атеросклеротического генеза 26 человек и с НПНКМ, обусловленной гипертонической болезнью, 30. Возраст больных колебался от 35 до 59 лет, мужчин было 77, женщин 55.

Эритроциты получали из цельной крови больных, взятой утром натощак, центрифугированием при 1500 g холодным физиологическим раствором (консервант 'Тлюцигир» 1:4). Определение уровня МДА и ДК велось методом, описанным Я.Н. Коробейниковой [13].

Измерение экстинкции проб выполняли на спектрофотометре «СФ 16» при 532 им в кювете с толщиной слоя 1 см. Определение активности глутатионпероксидазы (ГП) (КФ 1.11.1.9) в эритроцитах проводили по методу, описанному В.М. Моиным [14]; активность глутатионредуктазы (ГР) (КФ 1.6.4.2) определяли методом Л.Ф. Панченко и соавт. [15]. Регистрацию проводили на 2 лучевом регистрирующем спектрофотометре «SPE-CORD W-VIS» в кювете с перемешиванием и толщиной слоя 1 см при 340 нм. Пассивный вход 45Са2+ в эритроциты определяли по методу Ю.В. Постнова и соавт. [16].

Как видно из таблицы, у больных с НФСЗГМ наблюдается усиление спонтанного уровня ПОЛ в эритроцитах, при этом обращает на себя внимание то обстоятельство, что у больных с НПНКМ активность процессов ПОЛ превышает активность ПОЛ у больных ДЭ.

окисление липид глутатионредуктаза мембранный

Из полученных данных также следует, что достоверность повышения содержания МДА в эритроцитах существенно зависела от степени тяжести НФСЗГМ. Так, при НПНКМ, обусловленной атеросклерозом, рост МДА составил 32% по отношению к контролю, а при НПНКМ, обусловленной гипертонической болезнью (ГБ), 25%, при АДЭ I стадии 18%, при ГДЭ I стадии 14% (р<0,05), что в целом свидетельствует об активации цепных процессов в липидных компонентах клеток. Аналогично наблюдалось повышение ДК.

Согласно существующим сегодня представлениям [7], в механизме ПОЛ радикал кислорода атакует двойные связи ненасыщенных жирных кислот мембранных липидов, что способствует формированию гидроперекисей жирных кислот, которые оказывают токсическое воздействие на структурные и каталитические белки, нарушая ионтранспортные процессы и рецепторы клетки. Результаты этих исследований свидетельствуют о том, что при развитии НФСЗГМ возникает цепь патохимических процессов ПОЛ и появляющиеся биологически активные липидные метаболиты нарушают транспорт ионов, особенно Са2+ [4].

Как следует из результатов исследований, у больных с НФСЗГМ наблюдается усиление пассивного входа 45Са2+ в эритроциты, особенно оно значимо у больных гипертонической болезнью.

Согласно литературным данным [17], увеличение концентрации Са2+ в клетке может стимулировать фосфорилазу А и липоксигеназу (их активность зависит от Са2+). Это способствует продукции арахидоновой кислоты и ее метаболитов, которые активируют вход Са2+ путем открытия ионных Са2+ каналов [18].

Как известно [19], функции глутатиона и антиоксидантных глутатионзависимых ферментов заключаются в разрушении и инактивации Н2О2 и гидроперекисей мембранных липидов. Одним из ключевых ферментов антиоксидантной системы является глутатионпероксидаза (ГП), которая в качестве субстрата (донора Н+) использует восстановленный глутатион.

Согласно полученным нами данным (см. таблицу), активность ГП уже на ранних стадиях заболевания уменьшена почти вдвое по сравнению с контролем и имеет тенденцию к дальнейшему уменьшению по мере прогрессирования заболевания. Эти результаты свидетельствуют о том, что пул восстановленного глутатиона в процессе развития ишемии гипоксии головного мозга уменьшен. При прогрессировании заболевания глутатион истощается, либо может нарушаться его синтез. Поддержание пула восстановленного глутатиона в значительной степени обеспечивается ферментом глутатионредуктазой (ГР), которая катализирует реакцию превращения глутатиона окисленного в восстановленный; коферментом реакции выступают восстановительные формы адениннуклеотидов (НАДФ*Н2 и НАД*Н). Показано, что существует нечеткая зависимость возрастания активности ГР в процессе заболевания. Поскольку в этой реакции расходуются восстановленные формы коферментов, можно предположить, что ферментные цепочки пентозофосфатного цикла и глиголиза не способны компенсировать повышенное потребление НАДФ*Н2 и НАД*Н, т.е. в пределах исследуемой ишемии гипоксии восстановительный потенциал клетки истощен.

Как видим, уже на ранних стадиях церебральных ишемических нарушений про исходит активация процессов перекисного окисления липидов в эритроцитах, которая сопровождается истощением активности ферментов глутатионзависимой антиоксидантной системы.

В настоящее время повышенную активность физиологической антиоксидантной системы и интенсификацию процессов ПОЛ рассматривают как естественный адаптационно-компенсаторный процесс, поскольку гидроперекиси являются активаторами синтеза простагландинов, в частности простациклин тромбоксиновой системы, столь важной в поддержании тромбоцитарно - сосудистого гемостаза.

Считают, что усиление процессов ПОЛ происходит в основном за счет пероксидации липидов мембран и липопротеидов плазмы [9]. При этом защита эндотелия и нейроглии от повреждающего действия свободных радикалов, в том числе и гидроперекисей липидов, во многом обеспечивается активностью глутатионсодержащих ферментов, которые снижают количество промежуточных и конечных продуктов ПОЛ до оптимального уровня. Однако у больных с НФСЗГМ наблюдается истощение активности глутатионсодержащих ферментов, что может указывать на достаточно грубые нарушения клеточно-мембранного гомеостаза с истощением адаптационно приспособительных механизмов.

Очевидно, что полученные данные следует учитывать при разработке про грамм комплексного лечения больных с НФСЗГМ.

Литература

1. Акимов Г.А. Начальные проявления сосудистых заболеваний головного мозга. - Л., 1983. - 234 с.

2. Белоус A.M., Лемешко В.В., Бондаренко В.А., Луговой В.И. Основные направления биохимических исследований в криобиологии // Современные проблемы криобиологии и медицины. - М., 1975. - С. 15-23.

3. Биленко М.В. Роль перекисного окисления липидов клеточных мембран в патогенезе ишемических и постишемических расстройств в органах и перспективы применения антиоксидантной терапии // Острая ишемия органов: Тез. докл. 2-го Всесоюз. симп., 20 21 нояб. 1987 г. - M.: 1987. - С. 51-52.

4. Биленко М.В. Ишемические и реперфузионные повреждения органов. - М., 1989. - 367 с.

5. Бурлакова Е.Б. Роль антиокислительной активности липидов в клеточном метаболизме // Витамины: биохимия витамина Е и селена. - Киев, 1975. - С. 37-42.

6. Весельский И.Ш., Саник А.В. Микроциркуляция, реологические свойства крови, их коррекция при ишемических нарушениях мозгового кровообращения // Журн. невропатол. и психиатр. - 1991. - №11. - С. 67-70.

7. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов. - М., 1972. - С. 252.

8. Волошин П.В., Яворская В.А., Малахов В, А. Структурно-функциональные свойства эритроцитов у больных атеросклеротической дисциркуляторной энцефалопатией // Журн. невропатол. и психиатр. - 1991. - №1. - С. 62-65.

9. Журавлев A.M., Филиппов Ю.Н., Симонов В.В. Хемилюминисценция и антиокислительные свойства липидов человека // Биофизика. - 1964. - №6. - С. 671-677.

10. Каган В.Е., Ритов В.Б., Котелевцев С.В. и др. Перекисное окисление липидов как фактор модификации мембранных структур клетки // Физико-химические основы функционирования мембранных структур клетки. - М., 1974. - С. 89-93.

11. Кожевников Ю.Н. О перекисном окислении липидов в норме и патологии // Вопр. мед. химии. - 1985. - №5. - С. 2-6.

12. Козлов Ю.П. Свободнорадикальное окисление липидов в биомембранах в норме и патологии // Биоантиокислители. - М., 1975. - С. 5 - 15.

13. Коробейникова Э.Н. Модификация определения продуктов перекисного окисления липидов в реакции с тиобарбитуровой кислотой // Лаб. дело. - 1989. - №7. - С. 8-9.

14. Моин В.М. Простой и специфический метод определения активности глютатионпероксидазы в эритроцитах // Лаб. дело. - 1986. - №12. - С. 725-728.

15. Панченко Л.Ф., Герасимов A.M. и др. Повышение активности глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы печени крыс при введении фенобарбитала // Фармакология и токсикология. - 1975. - Т. 38, №3. 0 С. 331-337.

16. Постнов Ю.В., Орлов С.Н. Первичная гипертензия как патология клеточных мембран. - М., 1987. - С. 192.

17. Chang J.J., Musser H., McGregor H. Phospholipase A function and pharmacological regulation // Biochem. Pharmacol. - 1987. - Vol. 36. - P.2429-2436.

18. Irvine R.F., Moor R.M., Pollock W.U. et al. Inositol phosphates: proliferation, metabolism and function // Phil. Trans. Roy. Soc. - London, 1988. - Vol. 320. - P.281-298.

19. Milani D., Malgaroli A., Guidolin D et al. Ca2+ - channels and intracellular Ca2+ - stores in neuronal and neurondocrine cells // Cell Calcium. -1990. - Vol. 11. - P.191-199.

Размещено на Allbest.ru