Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Басов А.А. 1 Литвинова М.Г. 1

---

1 ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации

В статье приведены данные, отражающие состояние ферментного звена антиоксидантной системы крови у больных с сахарным диабетом (СД) и гипотиреозом при традиционном лечении и комплексной терапии, включающей препараты липоевой кислоты. Проведенными исследованиями установлено, что до лечения показатели ферментного звена антиоксидантной защиты были снижены в крови при СД и гипотиреозе за исключением активности супероксиддисмутазы, повышенной на 18–21 % у пациентов при гипотиреоидном состоянии. Такие изменения активности ферментов антирадикальной защиты приводили к формированию окислительного стресса, что сопровождалось повышением интенсивности свободнорадикальных процессов при СД 1 типа в 6,2 раза, СД 2 типа – в 3,5 раза и декомпенсированном гипотиреозе в 4,46 раза. При использовании традиционного лечения удавалось на 8–14 % повысить показатели активности каталазы и супероксиддисмутазы у пациентов с СД, при этом отмечено снижение показателей хемилюминесценции на 20,5–56,8 % (p < 0,05). С помощью разработанного интегрального показателя функционирования ферментов антирадикальной защиты показана более высокая эффективность лечебных мероприятий при использовании препаратов липоевой кислоты, что подтверждалось положительной динамикой активности каталазы и супероксиддисмутазы во всех обследованных группах, получающих в составе комплексной терапии средства, содержащие липоевую кислоту. Также установлено, что дисбаланс ферментного звена вносит существенный вклад в развитие окислительного стресса при декомпенсации гипотиреоза, при этом физиологические показатели активности каталазы и супероксиддисмутазы были достигнуты после применения препаратов с антиоксидантной направленностью.

Статья в формате PDF

318 KB

супероксиддисмутаза

каталаза

антиоксидантная система

сахарный диабет

гипотиреоз

1. Аметов А.С., Белоножкина Е.С., Павлюченко И.И., Басов А.А. Про- и антиоксидантная система у больных гипотиреозом и ее изменения под влиянием препаратов липоевой кислоты // Проблемы эндокринологии. – 2007. – Т. 53, № 2. – С. 49–54.

2. Басов А.А., Павлюченко И.И., Быков И.М., Федосов С.Р., Губарева Е.А. Способ диагностики нарушений метаболизма в организме в условиях окислительного стресса // Патент на изобретение № 2436101. Российская Федерация, МПК G01N 33/573. 10.12.2011. Бюл. № 34. 20 с.

3. Басов А.А., Павлюченко И.И., Плаксин А.М., Федосов С.Р. Использование аналогово-цифрового преобразователя в составе системы сбора и обработки информации с хемилюминитестером LT-01 // Вестн. новых мед. технологий. – 2003. – Т. 10, № 4. – С. 67–68.

4. Камилов Ф.Х., Мамцев А.Н., Козлов В.Н., Абдуллина Г.М., Лобырева О.В. Активность антиоксидантных ферментов и процессы свободнорадикального окисления при экспериментальном гипотиреозе и коррекции тиреоидных сдвигов йодированным полисахаридным комплексом // Казанский медицинский журнал. – 2012. – № 1. – С. 116–119.

5. Коваленко А.Л., Биличенко С.В., Саватеев А.В., Саватеева-Любимова Т.Н. Эффективность цитофлавина в терапии экспериментального диабета различного генеза // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии. – 2006. – № 1. – С. 137–139.

6. Королюк М.А., Иванов Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.П. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. – 1988. – № 1. – С. 16–19.

7. Костюк В.А., Потапович А.И., Ковалева Ж.И. Простой и чувствительный метод определения супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцитина // Вопросы медицинской химии. – 1990. – № 2. – С. 88–91.

8. Муравлева Л.Е., Газалиев А.М., Кудрявцев С.С., Молотов-Лучанский В.Б. Влияние цитафата на состояние окислительного метаболизма у крыс с диабетической нефропатией // Экспериментальная и клиническая фармакология. – 2005. – № 5. – С. 47–50.

9. Павлюченко И.И., Басов А.А., Быков И.М., Орлова С.В. Интегральные методы оценки уровня эндогенной интоксикации и перекисного окисления биомолекул при острых и хронических заболеваниях // Аллергология и иммунология. – 2004. – Т. 5. – № 4. – С. 551–554.

10. Павлюченко И.И., Басов А.А., Федосов С.Р. Система лабораторной диагностики окислительного стресса // Патент на полезную модель № 54787. Российская Федерация, A61K 33/00. 27.07.2006. Б.21. 2с.

11. Поздняков О.М., Кобозева Л.П., Мичунская А.Б., Онищенко Н.А., Володина А.В., Клименко Е.Д., Плахотний М.А., Закирьянов А.Р. Диабетические осложнения у крыс при длительных сроках моделирования сахарного диабета 1-го типа // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. – 2007. – № 4. – С. 21–25.

12. Faure P. Protective effects of antioxidant micronutrients (vitamin E, selenium) in type 2 diabetes mellitus. //Clin Chem Lab Med. – 2003. – Vol. 41, № 8. – P. 995–998.

13. Garcia-Caballero M, Tinahones FJ, Cohen RV, editors. Diabetes surgery.fst ed. – Madrid: McGraw Hill, 2010. – P. 140–141.

14. Mayer-Davis E.J. Type 2 diabetes in youth: epidemiology and current research toward prevention and treatment // J. Am. Diet. Assoc. – 2008. –Vol. 108, № 4, Suppl 1. – P. S45–S51.

15. Retsky K.L., Freeman M.W., Frei B. Ascorbic acid oxidation product(s) protect human low density lipoprotein against atherogenic modification // J. Biol. Chem. – 2003. – Vol. 268. – Р. 1304–1309.

В соответствии с современными медико-биологическими представлениями эндокринные заболевания, такие как сахарный диабет (СД) и гипотиреоз, относят к группе свободнорадикальных патологий. Известно, что недостаток инсулина и тиреоидных гормонов вызывает нарушения энергетического обмена и способствует формированию дисбаланса в прооксидантно-антиоксидантной системе организма, что ведет к усилению процессов перекисного окисления биомолекул и приводит к развитию разнообразных осложнений [1, 9, 13, 15]. В настоящее время продолжается совершенствование лечебных мероприятий при рассматриваемых эндокринопатиях, но тем не менее поздние сосудистые осложнения остаются главными причинами инвалидизации и смертности, что связано с поражением жизненно важных органов и систем [11, 14]. Во многих отечественных и зарубежных исследованиях показана негативная тенденция, связанная с постоянно увеличивающейся заболеваемостью СД во всех странах и увеличением встречаемости его хронических осложнений, что обусловливает высокую социальную значимость изучаемой патологии.

В ряде работ продемонстрировано, что развитие сосудистых осложнений можно предупредить или замедлить с помощью средств, имеющих антиоксидантные свойства [5, 8, 12], однако до сих пор не существует единого мнения о терапевтической тактике ведения больных СД и гипотиреозом с применением препаратов с антиоксидантной направленностью, остаются не до конца разработанными принципы дифференцированного антиоксидантного лечения в зависимости от выраженности осложнений, а также не учтено влияние антиоксидантной терапии на отдельные звенья эндогенной антиоксидантной системы (АОС).

Одними из перспективных средств антиоксидантной коррекции являются тиолсодержащие соединения (HS-группы), широко представленные в организме как низкомолекулярными (глутатион, цистеин, гомоцистеин, N-ацетилцистеин, дигидролипоевая кислота), так и высокомолекулярными соединениями [4].

Учитывая вышеизложенное, в данном исследовании проведено изучение показателей активности ферментов антирадикальной защиты (ФАРЗ) в крови при СД 1 и 2 типа, а также первичном гипотиреозе. Кроме того, было изучено влияние дисбаланса ферментного звена АОС на показатели свободнорадикального окисления (СРО) и возможности коррекции выявленных нарушений в работе прооксидантно-антиоксидантной системы с помощью тиолсодержащих препаратов (липоевой кислоты).

Целью настоящей работы была оценка взаимосвязи между дисбалансом функционирования ферментного звена АОС и показателями СРО в крови при СД 1 и 2 типа, гипотиреозе, а также динамика показателей прооксидантно-антиоксидантной системы у обследованных групп больных при использовании в комплексной терапии препаратов липоевой кислоты.

Материалы и методы исследования

При выполнении исследования было обследовано 128 человек, страдающих СД 1 и 2 типа (n = 88) и гипотиреозом (n = 40), проходивших лечение в государственном бюджетном учреждении здравоохранения (ГБУЗ) «Краевая клиническая больница № 1 имени профессора С.В. Очаповского», ГБУЗ «Краевая клиническая больница № 2», ГБУЗ «Клинический госпиталь для ветеранов войн», ГБУЗ «Краевая консультативная поликлиника» (г. Краснодар). В группу 1 были включены пациенты с СД 1 типа (n = 44), в группу 2 – с СД 2 типа (n = 44), в группу 3 – с гипотиреозом (n = 40), каждую из указанных групп в дальнейшем разделили на равные подгруппы в зависимости от проводимой терапии: подгруппу А составили пациенты, получающие традиционное лечение, подгруппу Б – получающие дополнительно в комплексной терапии тиолсодержащие препараты липоевой кислоты (этилендиаминовую и трометамоловую соли альфа-липоевой кислоты) в курсовой дозе не менее 3000 мг тиоктовой кислоты (парентерально). Контрольную группу составили 25 здоровых добровольцев, сопоставимых по полу и возрасту с обследованными больными (группа 4). Определение показателей прооксидантно-антиоксидантной системы в крови осуществляли в 1-е сутки нахождения больных в стационаре и на 10-й день после проведенного лечения.

В группах больных с СД состояние углеводного обмена оценивали с помощью гликозилированного гемоглобина (HbA1c), средние значения которого достоверно (p < 0,05) превышали физиологические значения, но не отличались статистически значимо между собой в группе 1 (9,1 ± 0,8 %) и группе 2 (8,7 ± 0,3 %). Степень тяжести первичного гипотиреоза определяли по уровню тиреотропного гормона (ТТГ), показатели которого составили в среднем в группе 3 – 16,4 ± 1,9 мМЕ/л.

Активность супероксиддисмутазы (СОД) в гемолизате эритроцитов определяли по методу [7] и выражали в условных единицах, отнесенных к 1 грамму гемоглобина (Hb) в крови. Определение активности каталазы (КАТ) в гемолизате эритроцитов проводили колориметрическим методом [6] и выражали в мкмоль / (мин∙г Hb) в крови.

При оценке интенсивности СРО в плазме крови использовали метод люминол-зависимой H2O2-индуцированной хемилюминесценции, максимум вспышки хемилюминесценции (МВХЛ) и площадь хемилюминесценции (ПХЛ) измеряли на хемилюминотестере ЛТ-01 по методике [3] в модификации [10] и выражали в условных единицах (усл. ед.) и единицах площади (ед. пл.) соответственно.

Комплексную оценку ферментного звена АОС проводили с помощью интегрального показателя функционирования ферментов антирадикальной защиты (ИПФФАРЗ) по разработанной методике [2] и выражали в единицах соотношения каталаза/супероксиддисмутаза (ед. соотн. КАТ/СОД).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили в соответствии с методами, принятыми в вариационной статистике, с использованием свободного программного обеспечения – системы статистического анализа R (R Development Core Team, 2008, достоверным считали различие при р < 0,05).

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенных исследований было установлено, что у всех обследованных больных наблюдался выраженный дисбаланс в работе ферментного звена АОС, который сопровождался клинически значимым повышением интенсивности СРО и формированием окислительного стресса (ОС). Активность СОД у всех пациентов с СД была снижена, так, в подгруппе 1а она была меньше контрольных значений на 36,9 % (p < 0,05), 1б – на 45,4 % (p < 0,05), 2а – на 41,2 % (p < 0,05), 2б – на 43,0 % (p < 0,05), что указывает на имеющиеся нарушения утилизации супероксидного анион-радикала (·ОО-), являющегося одним из основных факторов, приводящих к повреждению макромолекул при развитии ОС, и, следовательно, участвующего в формировании поздних осложнений при СД. Активность КАТ у обследованных пациентов этих подгрупп также была снижена: в подгруппе 1а она была ниже данных контрольной группы на 20,2 % (p < 0,05), 1б – на 24,3 % (p < 0,05), 2а – на 13,8 % (p < 0,05), 2б – на 16,1 % (p < 0,05), что говорит о невозможности полноценной защиты организма на молекулярном и клеточном уровне от реактивных молекул (Н2О2, гидропероксиды), образующихся в условиях ОС при окислительной модификации белков, липидов и нуклеиновых кислот в результате воздействия активных форм кислорода. Такие сонаправленные изменения активности ферментов первой и второй линий антирадикальной защиты организма, по-видимому, связаны с особенностями ингибирования биологически активных молекул при сахарном диабете, что может быть обусловлено различными патобиохимическими процессами: гликозилированием аминокислотных остатков лизина в составе активного центра фермента, аллостерическим ингибированием ферментов в условиях ОС избытками пероксида водорода, фрагментацией и потерей ферментативной активности вследствие воздействия активных форм кислорода, снижение активности вследствие взаимодействия амино- или SH-групп с токсичными эндогенными альдегидами с образованием Шиффовых оснований, нарушением процессов транскрипции генов, кодирующих ферменты АОС, истощением при ОС неферментных компонентов АОС, выполняющих роль кофакторов в этих ферментативных реакциях. Все эти изменения активности ФАРЗ сопровождались выраженным повышением интенсивности процессов СРО (табл. 1): в подгруппе 1а МВХЛ и ПХЛ возрастали в 6,2 и 2,0 раза соответственно (p < 0,05), 1б – в 3,9 и 1,9 раза (p < 0,05), 2а и 2б – в 3,5 и 1,3 раза (p < 0,05), что подтверждает существенное преобладание прооксидантных факторов над потенциалом эндогенной АОС организма при декомпенсации углеводного обмена у пациентов с СД.

Таблица 1

Показатели ферментного звена АРЗ и СРО пациентов с СД и гипотиреозом до лечения (M ± m)

Примечание. * – р < 0,05 в сравнении с показателями контрольной группы 4.

Несколько иные изменения активности ФАРЗ были отмечены у пациентов с гипотиреозом. Если активность КАТ у них также снижалась: в подгруппе 3а – на 27,1 %, 3б – на 28,3 %, то активность СОД возрастала на 18,1 % в подгруппе 3а и на 20,6 % в подгруппе 3б, что может отражать адаптационные изменения активности ферментов 1-й и 2-й линий антирадикальной защиты в условиях развивающегося нарушения энергетического обмена у таких больных и, как следствие, приводящего к формированию ОС. При этом выявлено повышение интенсивности процессов СРО в подгруппах 3а и 3б (табл. 1).

При комплексной оценке дисбаланса ферментного звена АОС было установлено, что наиболее существенную роль эти нарушения играют при развитии ОС у пациентов с СД 1 типа и гипотиреозом, тогда как у больных с СД 2 типа значение дисбаланса работы ферментов 1-й и 2-й линии антирадикальной защиты менее существенно для формирования ОС (табл. 1). Необходимо отметить, что если при СД 1 типа выраженные нарушения работы ФАРЗ, приводящие к развитию, ОС связаны преимущественно с выраженным ингибированием СОД на фоне менее существенного снижения активности КАТ, то при гипотиреозе преобладает недостаточность каталазной (пероксидазной) активности, при этом в условиях ОС у таких пациентов компенсаторно возрастает активность СОД, что, однако, может сопровождаться избыточным накоплением гидропероксидов и образованием большого количества вторичных свободных радикалов, приводя к необратимому повреждению клеточных структур.

На фоне проводимого лечения отмечена положительная динамика во всех обследованных группах (табл. 2).

Таблица 2

Показатели ферментного звена АРЗ и СРО пациентов с СД и гипотиреозом после проведенной терапии с препаратами липоевой кислоты (M ± m)

Примечание. * – р < 0,05 в сравнении с показателями контрольной группы 4.

Следует отметить, что наиболее существенные положительные изменения показателей работы ФАРЗ отмечены у пациентов, получающих комплексное лечение с препаратами липоевой кислоты. Так, значение ИПФФАРЗ в подгруппе 1б снизилось на 96,8 % в сравнении с показателями до лечения (p < 0,05), в подгруппе 2б данные ИПФААРЗ уменьшились на 69,2 % (p < 0,05), а у больных с гипотиреозом значения ИПФФАРЗ достигли референтного интервала контрольной группы. В этих подгруппах подобные изменения характерны и для показателей СРО (МВХЛ и ПХЛ). Полученные результаты указывают также на то, что у пациентов с СД развитие ОС обусловлено не только нарушениями работы ФАРЗ, но и в большей мере другими патогенетическими факторами: гипергликемией, инсулинорезистентностью, активацией факторов транскрипции, что требует прежде всего ликвидации абсолютной или относительной инсулиновой недостаточности у таких больных, и только после этого целесообразно применение различных средств (тиолсодержащих, витаминов группы В, Е, С и прочих) с антиоксидантной направленностью.

В то же время комплексная антиоксидантная терапия при гипотиреозе позволяет достаточно быстро компенсировать нарушения ферментного звена АОС и снизить риск развития осложнений у таких пациентов.

Выводы

Таким образом, полученные данные, характеризующие состояние ферментного звена АОС свидетельствуют о значимой роли дисбаланса в работе первой и второй линий ФАРЗ при развитии ОС как у больных с СД, так и в большей мере при гипотиреозе. При этом отмечено преобладание недостаточности дисмутазной активности при СД и клинически значимое снижение каталазной активности при гипотиреозе. Применение в комплексной терапии при СД и гипотиреозе препаратов липоевой кислоты позволяет существенно уменьшить нарушения в работе ФАРЗ, а также достоверно снизить интенсивность процессов СРО.

Рецензенты:

Быков И.М., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой фундаментальной и клинической биохимии, ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Краснодар;

Каде А.Х., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой общей и клинической патофизиологии, ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Краснодар.

Работа поступила в редакцию 17.01.2014.

Библиографическая ссылка