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: 16.04.2024).