Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ПАРАНЕОПЛАСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЭРИТРОЦИТАХ И ПЛАЗМЕ КРОВИ В ДИНАМИКЕ РАКА ШЕЙКИ МАТКИ (В ЭКСПЕРИМЕНТЕ)

Воронова О.С. 1 Генинг Т.П. 1 Абакумова Т.В. 1 Долгова Д.Р. 1 Генинг С.О. 1
1 Ульяновский государственный университет
Развитие злокачественных опухолей сопровождается значительными изменениями в липидном составе и интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) как в опухоли, так и на уровне организма в целом. В эксперименте на 75 белых беспородных мышах с перевиваемым раком шейки матки (РШМ-5) проведен анализ процессов ПОЛ и активности антиоксидантной системы в эритроцитах и плазме крови. Установлено возрастание у животных с РШМ-5 уровня малонового диальдегида в эритроцитах и плазме крови с увеличением сроков роста опухоли. При этом отмечено повышение уровня супероксиддисмутазы, каталазы, глутатион-редуктазы, глутатион-трансферазы в эритроцитах и разнонаправленная динамика активности этих ферментов в плазме крови. Увеличение уровня ПОЛ на фоне разнонаправленной активности антиоксидантных ферментов может свидетельствовать о нарушении равновесия в системе «перекисное окисление липидов – антиоксиданты».
рак шейки матки
перекисное окисление липидов
антиоксиданты
1. Андреева Л.И. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой / Л.И. Андреева, Л.А. Кожемякин, А.А. Кишкун // Лаб. дело. - 1988. - №11. - С. 41-43.
2. Антонеева И.И. Оксидативный стресс на разных стадиях развития рака шейки матки / И.И. Антонеева, Е.Г. Сидоренко, Т.П. Генинг // Успехи современного естествознания. - 2010. - № 10 - С. 33-36.
3. Арутюнян А.В. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма / А.В. Арутюнян, Е.Е. Дубинина, Н.Н. Зыбина // Методические рекомендации. - СПб., 2000. - 103 с.
4. Барсуков В.Ю. Закономерности паранеопластических расстройств при отечно-инфильтративной форме рака молочной железы / В.Ю. Барсуков, В.Н. Плохов, Н.П. Чеснокова // Современные проблемы науки и образования. - 2008. - №1. - С. 13-19.
5. Герасименко М.Н. Состояние про- и антиоксидантной системы крови при раке почки / М.Н. Герасименко, И.В. Пургина, Р.А. Зуков // Современные проблемы клинической медицины. Онкоурология: материалы всероссийской научно-практической конференции. - 2010. - С. 47-49.
6. Горожанская Э.Г. Свободнорадикальное окисление и механизмы антиоксидантной защиты в нормальной клетке и при опухолевых заболеваниях: лекция // Клиническая лабораторная диагностика. - 2010. - № 6. - С. 28-44.
7. Дубинина Е.Е. Биологическая роль супероксидного анион-радикала и супероксиддисмутазы в тканях организма // Успехи соврем. биол. - 1989. - Т.108, Вып. 1(4). - С. 3-18.
8. Карпищенко А.И. Медицинские лабораторные технологии и диагностика: Справочник: в 2 т. - СПб.: Интермедика, 1999. - С. 27-28.
9. Кудряшова Е.В. Изменение антиоксидантного статуса эритроцитов онкопульмонологических больных / Е.В. Куд- ряшова, Н.М. Титова // Сб. научных трудов «Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии». - Томск, 2004. - Вып. 1. - 115 с.
10. Курникова В.В. О роли активации процессов липопероксидации при гиперпластических процессах эндометрия // Успехи современного естествознания. - М., 2003. - №2. - С. 88.
11. Михаевич О.Д. Некоторые особенности процессов перекисного окисления липидов у онкологических больных и возможности их коррекции: автореф. дис. ... канд. мед. наук. - М., 1992. - 29 с.
12. Нагоева М.Х. Активность внутриклеточного антиоксиданта каталазы эритроцитов у больных ангиной // Естествознание и гуманизм: сб. научн. тр.; под ред. проф., д.б.н. Ильинских Н.Н. - 2007. - Т.4., №3. - 147 c.
13. Розенко Л.Я. К вопросу патогенеза развития рецидивов базальноклеточного рака кожи / Л.Я. Розенко, Е.М. Франциянц, Ф.Р. Джабаров и др. // Сибирский онкологический журнал. - 2009. - № 3 (39). - С. 14-19.
14. Das U.N. A radical approach to cancer // Med.Sci.Monot. - 2002. - V. 8. №4. - Р. 79-92.
15. Ebbehoj E. Comparison between different parameters of cell viability. In vitro studies in a human cervix cancercell line / E. Ebbehoj, S.T. Langkjer // J. Exp. Clin. Cancer Res. 1995. - V. 14 (1). - P. 95-101.

До настоящего времени остаются неизученными прогностически неблагоприятные системные метаболические сдвиги, сопутствующие развитию рака шейки матки и, в определенной степени, способствующие опухолевой прогрессии, в частности, состояние процессов липопероксидации и антирадикальной защиты клеток [4]. Чрезмерное образование свободных радикалов может быть одним из патогенетических факторов канцерогенеза [10].

Установлено, что развитие злокачественных опухолей сопровождается значительными изменениями в липидном составе и интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) как в опухоли, так и на уровне организма в целом [14]. Антиоксиданты обеспечивают связывание и модификацию свободных радикалов [12], предупреждают образование перекисей или разрушают их. Дисбаланс активности ПОЛ и антиоксидантной системы способствует возникновению оксидативного стресса [12].

В соответствии с вышеизложенным, целью исследования явилось изучение уровня ПОЛ и активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах и плазме крови мышей с экспериментальным раком шейки матки.

Материалы и методы исследования

Для моделирования РШМ-5 (банк опухолевых штаммов РОНЦ им. Н.Н. Блохина) самкам беспородных мышей в возрасте 2,5-3 месяцев (n = 75) подкожно в область подмышечной впадины перевивали по 0,5 мл взвеси опухолевой ткани на растворе Хенкса (1:9). Для биохимического исследования брали стабилизированную кровь опытных животных на 20-е, 30-е, 40-е и 60-е сутки после трансплантации солидной опухоли РШМ-5. Интенсивность ПОЛ оценивали по содержанию малонового диальдегида (МДА) в тесте с тиобарбитуровой кислотой по методу Андреевой Л.И. и др. (1988) [1]. Для оценки деятельности системы антиоксидантной защиты (АОЗ) использовали звено ферментативных антиоксидантов, анализируя активность супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионредуктазы (ГР), глутатион-S-трансферазы (ГТ). Определение активности СОД проводили по методу Дубининой Е.Е. (1989) [7]; активности каталазы, ГТ и ГР оценивали по Карпищенко А.И. (1999) [8].

Статистическую обработку проводили с помощью программы Stata v.6.0 c использованием непараметрического U-критерия Манна-Уитни.

Результаты исследования и их обсуждение

Малоновый диальдегид является одним из показателей активности ПОЛ. Образующиеся в результате действия радикалов кислорода и последующего разрыва полиеновых кислот метаболиты определяют неблагоприятные последствия ПОЛ [6].

Изучение уровня ПОЛ в эритроцитах показало, что у животных с РШМ-5 происходит статистически значимое увеличение содержания МДА с 219,65 ± 7,57 мкмоль/л в контроле до 295,05 ± 15,33 мкмоль/л на 20-е сутки, 325,94 ± 14,36 мкмоль/л на 30-е и 334,80 ± 12,98 мкмоль/л на 40-е сутки после трансплантации опухоли. На 60-е сутки уровень МДА в эритроцитах значительно снижен и составляет 185,75 ± 12,97 мкмоль/л.

СОД - фермент, катализирующий реакции дисмутации активных супероксидных радикалов с образованием перекиси водорода и воды. В современной литературе сведения об активности этого фермента в эритроцитах онкологических больных достаточно противоречивы: отмечено повышение активности фермента у больных раком ротовой полости [11]. Ряд исследователей сообщает о низкой активности СОД в эритроцитах [4] при метастазировании опухолей.

В результате проведённых исследований нами установлено, что активность СОД в эритроцитах мышей с РШМ-5 в начальной стадии роста (на 20-е сутки после трансплантации опухоли) увеличивается относительно контроля (1,84 ± 0,24 у.е. против 1,46 ± 0,10 у.е. в контроле). На 30-е сутки развития опухоли уровень СОД соответствует значению контроля; на 40-е сутки достоверно увеличивается, снова снижаясь на 60-е сутки после трансплантации (табл. 1).

Таблица 1

Уровень антиоксидантных ферментов в эритроцитах на разные сутки развития РШМ-5

Показатель

Эксп. группа

Каталаза, ммоль/с·л

ГР, ммоль/мин·л

ГТ, ммоль/мин·л

СОД, у.е.

Контроль, n = 12

17,13 ± 0,64

0,43 ± 0,03

0,14 ± 0,02

1,46 ± 0,10

20 сутки РШМ-5, n = 12

26,79 ± 4,31

0,63 ± 0,05*

0,39 ± 0,06*

1,84 ± 0,24*

30 сутки РШМ-5, n = 12

60,09 ± 3,02*

0,61 ± 0,06*

0,56 ± 0,06*

1,46 ± 0,14

40 сутки РШМ-5, n = 12

68,1 ± 4,01*

1,21 ± 0,01*

0,64 ± 0,08*

2,55 ± 0,13*

60 сутки РШМ-5, n = 12

77,6 ± 4,21*

1,02 ± 0,04*

0,18 ± 0,02

1,73 ± 0,19*

Примечание. * - р ≤ 0,05; данные, статистически значимо отличающиеся от контрольных.

Полученные результаты соответствуют данным ряда исследователей о незначительном увеличении активности фермента в эритроцитах на стадии интенсивного роста опухоли, также соответствуют данным клинических исследований об активности СОД в эритроцитах больных РШМ [2].

Данные об активности каталазы в эритроцитах в динамике канцерогенеза противоречивы. Отмечена повышенная активность каталазы эритроцитов больных РШМ в динамике прогрессирования заболевания [2], при базально-клеточном раке кожи [13]. В то же время ряд исследователей [9] отмечают снижение каталазной активности в эритроцитах при опухолевом процессе, либо указывают, что активность каталазы эритроцитов остается стабильной и не зависящей от стадии заболевания, например, при раке молочной железы [4].

Нами установлено, что активность каталазы в эритроцитах мышей с экспериментальным РШМ стабильно возрастает с увеличением сроков роста опухоли, причем на каждой стадии достоверно отличаясь от данных контроля и предшествующих данных (см. табл. 1).

Активность глутатионзависимых ферментов, в частности, ГР, по данным литературы, увеличена в эритроцитах и сыворотке крови как у животных с опухолями, так и у онкологических больных, особенно при метастазировании опухолей. Полагают, что результаты определения глутатионредуктазной активности могут иметь большое значение для диагностики опухолей и прогнозирования лечения лейкозов [5]. Есть сведения, что при раке почки [5] в плазме крови и эритроцитах значительных изменений в состоянии глутатионового звена не наблюдается, а у онкологических больных с РШМ в эритроцитах снижена активность ГР [2].

По данным нашего исследования, активность ГТ в эритроцитах интактных мышей составляет 0,14 ± 0,02 ммоль/мин/л. Начиная с 20-х суток после трансплантации, уровень ГТ начинает достоверно увеличиваться до 40-х суток после трансплантации (см. табл. 1). На 60-е сутки - активность фермента снижается до 0,18 ± 0,02 ммоль/мин/л. Это, возможно, объяснимо увеличением конечных продуктов ПОЛ и нарушением функционирования компонентов антиоксидантной системы. Уровень ГР в эритроцитах контрольных и опытных мышей изменяется аналогично уровню ГТ, что может быть связано с повышением содержания глутатиона окисленного (см. табл. 1).

Концентрация МДА в плазме крови, возможно, отражает активность процессов ПОЛ в организме и служит маркёром степени эндогенной интоксикации (ЭИ) [3]. У больных РШМ выявлено снижение уровня МДА в плазме крови [2].

Результаты наших исследований уровня МДА в плазме крови мышей в динамике прогрессирования РШМ-5 показали, что интенсивность ПОЛ, оцениваемого по содержанию МДА, статистически значимо возрастает относительно контроля (2,95 ± 0,24 мкмоль/мин/л) только на 30-ые сутки после перевивки опухоли (6,23 ± 0,31 мкмоль/л), на 20-е сутки она даже немного снижена (2,64 ± 0,30 мкмоль/л), продолжая увеличиваться к 40-м и 60-м суткам (7,29 ± 0,53 и 8,46 ± 1,79 мкмоль/л, соответственно).

Ферментативная активность ГТ в плазме крови мышей с РШМ-5 достоверно увеличивается с ростом опухоли, достигая 0,070 ± 0,006 ммоль/мин/л на 60-е сутки после трансплантации опухоли (против 0,016 ± 0,003 ммоль/мин/л в контроле). Уровень ГР в плазме крови мышей с РШМ-5 достоверно выше, чем в контроле, на 20-е, 40-е и 60-е сутки после перевивки опухоли, однако, на 30-е сутки наблюдается заметное понижение активности этого фермента (табл. 2). Каталаза в плазме крови меняет свою активность в динамике прогрессирования РШМ-5 на разные сутки развития опухоли, принимая достоверные значения то выше, то ниже контроля (см. табл. 2).

Таблица 2

Уровень антиоксидантных ферментов в плазме крови на разные сутки развития РШМ-5

Показатель

Эксп. группа

Каталаза, ммоль/с·л

ГР, ммоль/мин·л

ГТ, ммоль/мин·л

Контроль, n = 12

0,100 ± 0,019

0,014 ± 0,004

0,016 ± 0,003

20 сутки РШМ-5, n = 12

0,053 ± 0,09*

0,040 ± 0,008*

0,027 ± 0,003*

30 сутки РШМ-5, n = 12

0,211 ± 0,061*

0,005 ± 0,001*

0,038 ± 0,005*

40 сутки РШМ-5, n = 12

0,035 ± 0,005*

0,039 ± 0,002*

0,043 ± 0,002*

60 сутки РШМ-5, n = 12

0,521 ± 0,089

0,037 ± 0,003*

0,070 ± 0,006*

Примечание. * - р ≤ 0,05; данные, статистически значимо отличающиеся от контрольных

Заключение

Факт усиления ПОЛ в крови при росте злокачественных новообразований у животных и человека не вызывает сомнений. Основными показателями этого являются различные нарушения ферментативной антиоксидантной защиты тканей, причинами которой могут быть угнетение активности каталазы и нарушение ее синтеза; изменения качественного и количественного состава изоферментов СОД, как правило, снижения активности ГП и уменьшение сродства фермента к субстрату [6].

Результаты исследования свидетельствуют о накоплении МДА в крови животных-опухоленосителей при прогрессировании опухоли. Анализ компонентов АОС в эритроцитах и плазме крови показал, что их активность изменяется разнонаправлено на разных стадиях развития опухоли: в эритроцитах наблюдается статистически значимое повышение антиоксидантной активности (АОА). Изменения активности антиоксидантов в плазме крови в процессе роста опухоли не соответствуют таковым в эритроцитах: уровень каталазы и ГР изменяется волнообразно, в отличие от нарастающей динамики в эритроцитах. Разнонаправленная динамика изменений в АОС может говорить о нарушении равновесия в системе «перекисное окисление липидов - антиоксиданты».

Таким образом, исследование состояния системы ПОЛ-АО в эритроцитах и плазме крови мышей с РШМ-5 показывает, что прогрессирование роста опухоли сопровождается рядом нарушений гомеостаза. Выявлена прямая корреляционная связь между стадией роста опухоли и показателями системы ПОЛ-АО. Считается доказанным, что нарушения механизмов и интенсивность сдвигов активности системы соответствуют характеру течения заболевания [15].

Работа поддержана грантом Президента РФ и Гос. заданием Министерства образования и науки РФ.

Рецензенты:

  • Слесарев С.М., д.б.н., профессор кафедры биологии и биоэкологи ФГБОУ ВПО Ульяновский государственный университет, г. Ульяновск;
  • Антонеева И.И., заведующая отделением гинекологии ГУЗ областного клинического онкологического диспансера, врач высшей категории, доктор медицинских наук, г. Ульяновск.

Работа поступила в редакцию 03.07.2012


Библиографическая ссылка

Воронова О.С., Генинг Т.П., Абакумова Т.В., Долгова Д.Р., Генинг С.О. ПАРАНЕОПЛАСТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЭРИТРОЦИТАХ И ПЛАЗМЕ КРОВИ В ДИНАМИКЕ РАКА ШЕЙКИ МАТКИ (В ЭКСПЕРИМЕНТЕ) // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 9-1. – С. 22-25;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=30168 (дата обращения: 05.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074