Маркеры воспаления и окислительного стресса

Рассеянный склероз (РС) — социально значимое заболевание, медицинская и экономическая составляющие которого являются очень актуальными проблемами современной клинической неврологии. Научная ценность и практическая значимость направленных на изучение сложнейших механизмов патогенеза РС работ, состоит в том, что они позволяют разрабатывать перспективные патогенетически обусловленные подходы к лечению этого тяжелейшего заболевания нервной системы [1].

Свободнорадикальное окисление (СРО) липидов и белков является одним из важнейших регуляторов метаболизма липидов, белков и углеводов — процесса, который лежит в основе пластического и энергетического обес­печения функций клетки и организма в целом. Процессы СРО лимитируют регуляцию морфофункционального статуса биологических мембран и внутриклеточного гомеостаза. В любой клетке организма постоянно имеются условия для реализации процессов СРО, обусловленные наличием субстратов — полиеновых липидов, а также инициаторов и катализаторов — активных форм кислорода и ионов металлов переменной валентности. В то же время в норме содержание продуктов СРО в организме невысоко. Это объясняется существованием постоянно функционирующего комплекса механизмов эндогенной системы антиоксидантной защиты (АОЗ) [2]. Строгая регламентация реакций СРО обеспечивается согласованным функционированием неферментативного и ферментативного звеньев этой системы, контролирующей в организме уровень активных форм кислорода, свободных радикалов и молекулярных продуктов. СРО липидов и белков — типичный цепной процесс с разветвлением, протекающим в несколько стадий. В ходе ступенчатой реакции полиненасыщенных липидов и белков в процессе СРО образуется ряд первичных (кетодиены и диеновые конъюгаты), промежуточных (малоновый диальдегид) и конечных (основания Шиффа) молекулярных продуктов, играющих важную роль в структурной модификации биологических мембран и изменении их физико-химических свойств.

Избыток продуктов СРО в организме приводит к нарушению процессов окислительного фосфорилирования, микросомального окисления и детерминации процесса трансляции белковых молекул в клетке. Иммунопатологический процесс при РС сопровождается активацией фагоцитоза. Способность же фагоцитирующих клеток образовывать активные формы кислорода обусловлена наличием на их поверхности ферментов, в частности НАДФ-H2-оксидазы, которая активируется при контакте клеточной мембраны с иммунными комплексами, компонентами комплемента и лимфокинами, что имеет значение в развитии патологического процесса при РС, а активные формы кислорода в свою очередь являются инициаторами и активаторами процессов СРО [3]. При любой патологии в организме создаются условия для интенсификации СРО [4], в результате нарастают параметры первичных, вторичных и конечных продуктов СРО, которые в свою очередь, являясь мощными инициирующими СРО прооксидантами, интенсифицируют его с развитием феномена «снежной лавины». СРО выступает как неспецифическое патогенетическое звено. Следующий этап — проявление функционального дисбаланса в ферментативном и неферментативном звеньях эндогенной системы АОЗ, которая не справляется с задачами регламентации и лимитирования параметров активных форм кислорода, свободных радикалов и молекулярных продуктов СРО.

Это создает условия для формирования «свободнорадикальной патологии», или окислительного стресса. Таким образом, в формировании каскада окислительного стресса можно выделить два блока: интенсификация процессов СРО липидов и белков и функциональный дисбаланс в неферментативном и ферментативном звеньях эндогенной системы АОЗ [5]. Нарушение структурного и функционального состояния клеточных биомембран в результате воздействия избыточных концентраций активных форм кислорода и молекулярных продуктов СРО, а также функциональный дисбаланс ферментативного и неферментативного звеньев эндогенной системы АОЗ как проявление окислительного стресса лежат в основе развития патологии [6]. Окислительный стресс рассматривается как один из механизмов патогенеза при ряде заболеваний нервной системы, включая РС. Более того, в патогенезе заболеваний нервной системы, сопровождающихся демиелинизацией, важное место занимают процессы СРО липидов. Это связано, во-первых, с тем, что миелин является липопротеидной мембраной, состоящей более чем на 80% из фосфо- и гликолипидов, а следовательно, ее структура лимитируется процессами СРО, во-вторых, с особенностями нервной системы, а именно высоким уровнем ненасыщенных жирных кислот и железа — субстратов и катализаторов СРО при значительной интенсификации окислительного метаболизма, что делает нервную систему мишенью для окислительного стресса. Таким образом, в патогенезе РС активно проявляет себя тандем двух взаимосвязанных процессов: иммунопатологического и окислительного стресса [7].

Цель настоящего исследования — изучение роли окислительного стресса в патогенезе РС, разработка на основании данных маркеров окислительного стресса критериев прогноза течения заболевания и рекомендаций по лечению.

Обследовали 220 больных РС, которых разделили на три клинические группы. 1-ю группу составили 40 пациентов с первично-прогрессирующей формой течения, 2-ю — 60 больных с вторично-прогрессирующей формой и 3-ю — 120 пациентов с ремиттирующей формой. В 3-й группе было выделено 60 больных в стадии ремиссии и 60 — обострения. Контрольную группу составили 30 человек сопоставимого возраста без клинических проявлений заболеваний нервной системы — доноры. В качестве субстратов для определения динамики параметров интенсивности СРО липидов и белков, а также показателей активности эндогенной системы АОЗ, верифицирующих окислительный стресс, использовались цельная стабилизированная кровь, сыворотка, плазма крови и взвесь эритроцитов, полученные общепринятыми в биологической методологии способами. При этом применялись следующие методики исследования: спектрофотометрия, спектрокалориметрия, фотоэлектрокалориметрия и биохемилюминесценция. Для оценки достоверности различий показателей в сравниваемых группах по каждому показателю математически были рассчитаны выборочное среднее значение, а также 95% доверительные интервалы для генеральных средних.

Ремиттирующая форма РС характеризуется волно­образным течением с чередованием стадий обострения и ремиссии. Для стадии обострения характерно нарастание имеющихся клинических симптомов заболевания и появление новых, что требует раннего назначения лечения, направленного на купирование обострения. В стадии ремиссии идет относительная стабилизация процесса и лечение проводится препаратами группы ПИТРС — препараты, изменяющие течение РС. Именно поэтому прогнозирование начала стадии обострения имеет большое значение для проведения комплексного лечения с целью купирования обострения: назначается пульс-терапия препаратами метилпреднизолонового ряда с последующим плазмаферезом. Вторично-прогрессирующая форма РС является трансформацией длительно текущей ремиттирующей формы. Эта трансформация клинически наблюдается после 12-15 лет течения заболевания. Вторично-прогрессирующая форма РС характеризуется достаточно быстрым нарастанием новых симптомов поражения нервной системы, а значит — и инвалидизации. Первично-прогрессирующая форма РС характеризуется быстрым нарастанием клинических симптомов заболевания и ранней инвалидизацией пациента.

Первичные, вторичные и конечные продукты СРО липидов и белков при первично- и вторично-прогрессирующей формах течения РС представлены в табл. 1.

Кетодиены и диентовые конъюгаты — первичные продукты СРО липидов, нестойкие, быстро распадаются до малонового диальдегида. Увеличение содержания кето­диенов и диеновых конъюгатов верифицирует интенсификацию процессов СРО — первого блока формирования окислительного стресса при первично- и вторично-прогрессирующем РС.

Малоновый диальдегид — вторичный продукт СРО липидов, который оказывает повреждающее действие, направленное на нарушение структурно-функционального состояния биомембран, что способствует увеличению их проницаемости для ионов кальция с реализацией его повреждающего эффекта. Повышение содержания малонового диальдегида при первично- и вторично-прогрессирующем РС верифицирует первый блок окислительного стресса — интенсификацию процессов СРО.

Основания Шиффа (конечный продукт СРО липидов и белков) образуются в результате взаимодействия малонового диальдегида с белками. Увеличение содержания оснований Шиффа подтверждает тенденцию к хронизации процесса активации СРО липидов и белков. Увеличение содержания малонового диальдегида и оснований Шиффа при первично- и вторично-прогрессирующем РС может стать основой для деструктивного процесса: фрагментации и разрушения биомембран. Увеличение содержания оснований Шиффа также верифицирует первый блок формирования окислительного стресса.

Витамин Е — эндогенный биоантиоксидант, взаимодействующий с радикалами липидов и перекисей с образованием балластных продуктов, сам при этом окисляясь. Витамин Е является эффективным «тушителем» синглетного кислорода и акцептором анион-радикала кислорода. Снижение в крови показателя активности витамина Е свидетельствует о дисбалансе в неферментативном звене эндогенной системы АОЗ — второго блока формирования окислительного стресса.

Общие и небелковые тиолы — это сульфгидрильные группы белков и аминокислот, взаимодействующие с активными формами кислорода, окисляясь при этом. Снижение показателей их активности в крови свидетельствует о выраженной активации процессов СРО при первично- и вторично-прогрессирующем РС, также косвенно указывает на снижение показателя активности восстановленного глутатиона как проявление функционального дисбаланса в эндогенной системе АОЗ — второго блока формирования окислительного стресса.

Центральная роль в ферментативном звене АОЗ принадлежит супероксиддисмутазе — она катализирует реакцию дисмутации супероксидного анион-радикала с образованием перекиси водорода, которая образуется в достаточно высоких количествах вследствие биохимических реакций, протекающих в митохондриях. В связи с этим концентрация перекиси водорода становится высокой и как сильный окислитель способна оказывать токсическое действие на клетку. Повышение показателя активности этого фермента свидетельствует об интенсификации процессов СРО при вторично- и особенно первично-прогрессирующем РС, что верифицирует первый блок формирования окислительного стресса.

Не менее важное место, обеспечивающее защиту от повреждающего действия перекисей различной природы, принадлежит глутатионпероксидазе — одному из компонентов глутатионзависимого антиперекисного комплекса, включающего в себя глутатион как субстрат для работы глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. Последняя осуществляет восстановление окисленного глутатиона, образующегося в процессе функционирования антиперекисной системы, которая катализирует превращение перекиси водорода до гидросоединений, а последние метаболизируются клетками. Повышение показателей активности фермента верифицирует интенсификацию процессов СРО при первично- и вторично-прогрессирующем РС — первый блок формирования окислительного стресса.

В ходе исследования было зарегистрировано уменьшение показателя активности глутатионредуктазы при первично- и особенно вторично-прогрессирующем РС, что убедительно подтверждает функциональный дисбаланс в ферментативном звене АОЗ, верифицирующий формирование второго блока окислительного стресса.

Анализ параметров вторичных и конечных продуктов СРО липидов и белков при ремиттирующей форме РС в стадии ремиссии и обострения представлен в табл. 2.

Было зарегистрировано увеличение содержания вторичного продукта СРО — малонового диальдегида при ремиттирующем РС в стадии ремиссии и особенно

об­острения, что верифицирует интенсификацию процессов СРО — первого блока формирования окислительного стресса.

Отмечено увеличение содержания конечного продукта СРО липидов и белков — оснований Шиффа при ремиттирующем РС в стадии ремиссии и особенно обострения, что верифицирует интенсификацию процессов СРО — первый блок формирования окислительного стресса.

Изучение показателей активности неферментативного звена АОЗ при ремиттирующем РС в стадии ремиссии и об­острения показало снижение активности витамина Е, что свидетельствует о функциональном дисбалансе как проявлении второго блока формирования окислительного стресса.

Продемонстрировано снижение показателей активности общих и небелковых тиолов при ремиттирующем РС в стадии обострения и ремиссии, что верифицирует дисбаланс в неферментативном звене АОЗ — второй блок формирования окислительного стресса.

Отмечено увеличение показателей активности супероксиддисмутазы при ремиттирующем РС в стадии об­острения и ремиссии, что свидетельствует об интенсификации процессов СРО — первого блока формирования окислительного стресса.

Регистрируется увеличение активности глутатионпер­оксидазы при ремиттирующем РС в стадии ремиссии и снижение активности в стадии обострения, что подтверждает функциональный дисбаланс в ферментативном звене АОЗ — второй блок формирования окислительного стресса.

Отмечено снижение активности фермента глутатионредуктазы в стадии ремиссии и менее значительное — обострения, что подтверждает функциональный дисбаланс в ферментативном звене АОЗ — второй блок формирования окислительного стресса.

Из представленных данных могут быть сделаны выводы: исследования больных с РС верифицируют два блока формирования окислительного стресса, одного из звеньев сложной цепи патогенеза при всех клинических формах и стадиях течения заболевания. Верификация окислительного стресса при всех клинических формах и стадиях РС подтверждает непрерывность течения патологического процесса при этом заболевании. Особенно ярко проявляет себя формирование двух блоков окислительного стресса при ремиттирующей форме течения РС в стадии об­острения, что позволяет прогнозировать этот процесс и незамедлительно назначить лечебные мероприятия с целью купирования обострения. Такое прогнозирование найдет широкое применение в практическом здравоохранении. С позиций доказательной медицины при всех клинических формах и стадиях течения РС целесообразно назначение антиоксидантов в комплексном лечении больных с целью нивелирования окислительного стресса.