Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

ГЕНДЕРНЫЕ ОТЛИЧИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПУРИНОВ В ПЛАЗМЕ И ЭРИТРОЦИТАХ ЛЮДЕЙ РАЗНОГО ВОЗРАСТА

Кит О.И. 1 Франциянц Е.М. 1 Каплиева И.В. 1 Трепитаки Л.К. 1 Димитриади С.Н. 1
1 ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России
Было исследовано содержание отдельных метаболитов пуринового обмена в эритроцитах и плазме условно здоровых людей разного пола, возраста и физической подготовки. Установлено, что у женщин старше 50 лет отмечалось увеличение активности фермента ксантиноксидазы с накоплением ксантина и склонностью к накоплению мочевой кислоты в плазме. У молодых мужчин была увеличена активность ксантиноксидазы в эритроцитах. Накопление гуанина и гипоксантина регистрировалось у молодых женщин – в эритроцитах, у спортсменов – в плазме. Выявленные особенности пуринового метаболизма у молодых женщин, молодых мужчин и спортсменов имели положительную направленность. Так как, во-первых, у молодых женщин и спортсменов накапливались предшественники мочевой кислоты, которые могли быть использованы для активации путей ресинтеза и накопления макроэргических пуринов или в процессах последующего катаболизма. Во-вторых, известно, что чем выше активность патологического процесса в организме, тем ниже активность ксантиноксидазы в эритроцитах и выше активность этого фермента в плазме. Таким образом, нарастание активности ксантиноксидазы в эритроцитах у молодых мужчин – это положительный фактор, в то время как увеличение активности ксантиноксидазы в плазме у возрастных женщин – отрицательный, способствующий накоплению конечных продуктов метаболизма пуринов. Полученные данные необходимо учитывать при анализе пуринового метаболизма при различных патологических состояниях.
пурины
гуанин
аденин
гипоксантин
ксантин
мочевая кислота
эритроциты
плазма
1. Зилва Дж.Ф., Пэннелл П.Р. Клиническая химия в диагностике и лечении. – М.: Медицина, 1988. – С. 408–417.
2. Карпова О.В., Фофанова Н.А., Мартемьянов В.Ф. Клинико-диагностическое значение исследования активности ксантиноксидазы (КО), ксантиндегидрогеназы (КДГ) и 5´-нуклеотидазы (5´-НТ) в плазме крови больных системной склеродермией (ССД) // Актуальные проблемы современной ревматологии: сб. науч. работ [под ред. акад. РАМН А.Б. Зборовского]. Вып. XXIII. – Волгоград, 2006. – С. 65–66.
3. Карпова О.В. Клинико-диагностическое значение исследования активности 5-нуклеотидазы, ксантиноксидазы, ксантиндегидрогеназы в лизатах лимфоцитов, эритроцитов и плазме крови больных системной склеродермией: дис. … кан. мед. наук. – Волгоград, 2007. – 157 с.
4. Мартемьянов В.Ф., Карпова О.В., Емельянов Н.И., Бедина С.А. Активность 5´-нуклеотидазы в эритроцитах крови больных системной склеродермией // Актуальные проблемы современной ревматологии: сб. науч. работ / под ред. акад. РАМН А.Б. Зборовского. – Вып. XXIII. – Волгоград, 2006. – С. 91–92.
5. Насонова В.А., Сигидин Я.А. Патогенетическая терапия ревматических заболеваний. – М., 1985. – 287 с.
6. Орешников Е.В., Гунин А.Г., Мадянов И.В., Орешникова С.Ф. Пурины ликвора и крови при беременности // Проблемы репродукции. – 2008. – № 6. – С. 74–80.
7. Сенявина Н.В., Хаустова С.А., Гребенник Т.К., Павлович С.В. Анализ пуриновых метаболитов в сыворотке материнской крови для оценки риска возникновения патологии беременности // Бюл. эксп. биол. и мед. – 2013. – Т. 155, № 5. – С. 635–638.
8. Хафиз Эйса Сибхан Азраг. Клинико-патогенетическое значение исследования активности ксантиноксидазы, ксантиндегидрогеназы, 5’’-нуклеотидазы в лизатах лимфоцитов, эритроцитов и плазме крови у больных системной красной волчанкой: дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 2009. – 210 с.
9. Хоролец Е.В., Хаишева Л.А., Шлык С.В., Кательницкая Л.И. Особенности пуринового обмена и перекисного окисления липидов у больных инфарктом миокарда // Рациональная фармакотерапия в фармакологии. – 2010. – Т. 6, № 1. – С. 42–47.
10. Bak M.I., Ingwall J.S. Acidosis during ischemia promotes adenosine triphosphate resynthesis in postischemic rat heart. In vivo regulation of 5’-Nucleotidase // J. Clin. Invrst. – 1994. – Vol. 93, № 1. – P. 40–49.
11. Betz A.L., Randall J., Martz D. Xanthine oxidase is not a major source of free radicals in focal cerebral ischemia // Am. J. Physiol. – 1991. – Vol. 260, № 2, Pt 2. – P. H563–H568.
12. Frederiks W.M., Marx F., Kooij A. The effect of ischaemia on xanthine oxidase activity in rat intestine and liver // Int. J. Exр. Pathol. – 1993. – Vol. 74, № 1. – P. 21–26.
13. Gatruli E., Aten R.F., Behrman H.R. Inhibition of gonadotropin action and progesterone synthesis by xanthine oxidase in rat luteal cells // Endocrinologi. – 1991. – Vol. 12, № 5 – P. 2252–2258.
14. Goldberg D.M., Belfield A. Reciprocal relationship of alkaline phosphatase and 5-Nucleotidase in human bone // Nature. – 1974. – Vol. 247, № 5439. – P. 286–288.

Пуриновый метаболизм представляет собой совокупность процессов синтеза и катаболизма пуриновых нуклеотидов (АТФ и др.), нуклеозидов (аденозин, гуанозин и др.) и оснований (аденин, гуанин, ксантин) [1].

О важности пуринов известно достаточно много: они оказывают выраженное влияние на проницаемость клеточных мембран, свертываемость крови, секрецию простагландинов, принимают участие в окислительно-восстановительных реакциях, входят в состав коферментов НАД, НАДФ, ФАД. Кроме того, они участвуют в синтезе нуклеиновых кислот, регуляции кровообращения и энергетических процессов [8].

Количественные изменения пуриновых метаболитов возникают не только у людей, страдающих подагрой и мочекислым диатезом, как принято считать, но и при целом ряде других патологических состояний, например, инфаркте миокарда [9]. В последнее время появились работы, где по соотношению пуриновых метаболитов оценивают выраженность тканевой ишемии и окислительного стресса [6]. Продукты пуринового обмена, выделяемые в процессе катаболизма и ресинтеза макроэргических пуринов клетками организма человека, могут быть детектированы в составе биологических жидкостей – сыворотке или плазме крови, и использованы для оценки изменения пуринового метаболизма в клетках [7].

Для врачей многих специальностей важно знать информацию о наличии и выраженности гипоксических процессов в организме. В частности, эти сведения нужны хирургам для определения максимальной продолжительности оперативного вмешательства с минимальным гипоксическим повреждением тканей у пациентов. Однако прежде чем оценить динамику пуринов при тканевой ишемии, необходимо, на наш взгляд, иметь четкую картину их метаболизма в организме здоровых людей.

Исходя из вышесказанного, целью настоящего исследования явилось изучение пуринового обмена в плазме и эритроцитах у здоровых лиц разного пола, возраста и физической подготовленности.

Материалы и методы исследования

Был обследован 31 человек. Мужчин – 18 человек, из них до 50 лет – 10, старше 50 лет – 8. Женщин – 13 человек: до 50 лет – 6, старше 50 лет – 7. Люди с высокой физической активностью («спортсмены») – 7 человек, с обычной физической активностью («не спортсмены») – 24 человека.

Из собранной с ЭДТА крови при помощи градиента – фиколл-верографин выделяли плазму и эритроциты. Лизаты эритроцитов готовились путем замораживания – оттаивания. Пуриновые метаболиты в лизатах клеток рассчитывались для эритроцитов на 1 мл, содержащий 1×109 клеток. Определяли содержание гуанина (Г), гипоксантина (ГК), ксантина (К) и мочевой кислоты (МК) путем прямой спектрофотометрии в водном растворе термокоагулянта плазмы венозной крови по методике Орешникова Е.В. и др., 2008 г. Ксантиноксидаза является ключевым ферментом окисления пуринов. Активность фермента на разных этапах его работы оценивали путем вычисления коэффициентов К/ГК (1 этап), МК/К (2 этап), МК/ГК (оба этапа) [6].

В качестве индикатора интенсивности пуринового обмена (ИПО) рассчитывали величину, представляющую собой отношение концентрации гипоксантина к количеству образующихся из него продуктов: ксантина и мочевой кислоты ‒ и определяющую уровень необратимого катаболизма пуринов [7].

kit01.wmf

Так же вычисляли отношение концентраций (экстинций) К к Г – показатель тяжести гипоксии (ПТГ) [6].

Статистическую обработку полученных результатов проводили при помощи параметрического критерия Стьюдента на персональном компьютере посредством программы Statistica 6.0 и непараметрического критерия Вилкоксона ‒ Манна ‒ Уитни. Достоверными считали различия между двумя выборками при р < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Как видно из табл. 1, у женщин вне зависимости от возраста в плазме крови было в 1,5 раза больше, чем у мужчин, К и в 1,4 раза бóльшие значения коэффициентов: МК/ГК и ПТГ.

Таблица 1

Концентрация пуриновых метаболитов (отн. ед.) и их расчетные коэффициенты
в плазме условно здоровых людей

Пурины

Группы

Г

ГК

К

МК

Коэффициент активности КО

ИПО

К/Г (показатель тяжести гипоксии)

1 этап

К/ГК

2 этап МК/К

оба этапа МК/ГК

Мужчины

0,75 ± 0,06

0,64 ± 0,05

0,09 ± 0,01

0,07 ± 0,02

0,13 ± 0,01

0,58 ± 0,01

0,07 ± 0,004

5,92 ± 0,33

0,11 ± 0,01

Женщины

0,89 ± 0,11

0,76 ± 0,10

0,13 ± 0,02

0,08 ± 0,013

0,17 ± 0,02

0,59 ± 0,01

0,10 ± 0,02

4,96 ± 0,45

0,15 ± 0,02

Достоверные отличия Ж от М

   

     

 

Основной вклад в эти гендерные различия внесли представительницы старшей возрастной группы (табл. 2). Так, у женщин старше 50 лет наблюдалось увеличение коэффициентов К/ГК; МК/К; МК/ГК и ПТГ соответственно в 1,6; 1,3; 1,9 и в 1,6 раз по сравнению с более молодыми женщинами. Кроме того, значения этих же коэффициентов у женщин за 50 лет были больше, чем у мужчин, соответственно в 1,8; 1,1; 1,9 и 1,8 раз. ИПО у возрастных женщин был, напротив, в 1,6 раза ниже, чем у мужчин старшей возрастной группы, и в 1,5 раза ниже, чем у молодых женщин (табл. 2).

Таким образом, в плазме крови метаболизм пуринов отличался только у женщин старшей возрастной группы. У них регистрировалось повышение активности КО на обоих этапах её работы, что, по всей видимости, способствовало накоплению К и развитию склонности к накоплению МК.

В эритроцитах, напротив, изменения пуринового обмена были только у молодых лиц. Так, у молодых мужчин содержание пуринов в эритроцитах не отличалось от пожилых мужчин и молодых женщин. Однако значения коэффициентов, характеризующих активность КО, у них были в 1,4 раза больше, чем у пожилых мужчин (2 этап) и молодых женщин (1 этап) (табл. 3).

Таблица 2

Концентрация пуриновых метаболитов (отн. ед.) и их расчетные коэффициенты в плазме мужчин и женщин разного возраста

Группы

Пурины

Мужчины (М)

Женщины (Ж)

Достоверные отличия Ж от М

до 50 лет

старше 50 лет

*

до 50 лет

старше 50 лет

*

до 50 лет

старше 50 лет

Пуриновые метаболиты

Г

0,78 ± 0,09

0,72 ± 0,06

 

1,10 ± 0,20

0,71 ± 0,080

     

ГК

0,66 ± 0,08

0,62 ± 0,05

 

0,94 ± 0,18

0,61 ± 0,07

     

К

0,09 ± 0,01

0,08 ± 0,01

 

0,12 ± 0,02

0,14 ± 0,03

     

МК

0,06 ± 0,01

0,04 ± 0,01

 

0,06 ± 0,01

0,09 ± 0,02

     

Расчетные коэффициенты

активности КО

1 этап

К/ГК

0,14 ± 0,01

0,12 ± 0,01

 

0,13 ± 0,01

0,21 ± 0,03

 

2 этап МК/К

0,59 ± 0,01

0,56 ± 0,02

 

0,50 ± 0,02

0,63 ± 0,01

 

оба этапа МК/ ГК

0,08 ± 0,01

0,07 ± 0,01

 

0,07 ± 0,01

0,13 ± 0,02

 

ИПО

5,49 ± 0,37

6,45 ± 0,53

 

6,07 ± 0,30

4,00 ± 0,60

 

ПТГ К/Г

0,11 ± 0,01

0,10 ± 0,01

 

0,11 ± 0,01

0,18 ± 0,03

 

Примечание. * – достоверные отличия возрастных от молодых одного пола друг от друга.

Таблица 3

Концентрация пуриновых метаболитов (отн. ед.) и их расчетные коэффициенты в эритроцитах крови мужчин и женщин разного возраста

Группы

Пурины

Мужчины (М)

Женщины (Ж)

Достоверные отличия Ж от М

старше 50 лет

до 50 лет

*

старше 50 лет

до 50 лет

*

старше 50 лет

до 50 лет

Пуриновые метаболиты

Г

0,46 ± 0,12

0,46 ± 0,08

 

0,37 ± 0,08

0,67 ± 0,13

   

ГК

0,48 ± 0,11

0,53 ± 0,09

 

0,39 ± 0,07

0,67 ± 0,11

   

А

0,44 ± 0,07

0,46 ± 0,06

 

0,37 ± 0,05

0,51 ± 0,15

     

К

0,17 ± 0,02

0,20 ± 0,03

 

0,15 ± 0,02

0,19 ± 0,02

     

МК

0,07 ± 0,02

0,10 ± 0,02

 

0,06 ± 0,01

0,08 ± 0,01

     

Расчетные коэффициенты

активности КО

1 этап К/ГК

0,37 ± 0,03

0,42 ± 0,02

 

0,40 ± 0,02

0,29 ± 0,02

 

2 этап МК/К

0,37 ± 0,04

0,48 ± 0,02

0,43 ± 0,03

0,43 ± 0,02

     

оба этапа МК/ ГК

0,14 ± 0,02

0,20 ± 0,02

0,17 ± 0,01

0,12 ± 0,01

 

ИПО

1,89 ± 0,21

1,57 ± 0,13

 

1,65 ± 0,13

2,45 ± 0,19

 

ПТГ К/Г

0,42 ± 0,03

0,45 ± 0,03

 

0,45 ± 0,03

0,30 ± 0,03

 

Примечание. * – достоверные отличия возрастных от молодых в пределах одного пола.

У молодых женщин в эритроцитах больше содержалось Г и ГК соответственно в 1,8 и 1,7 раз по сравнению с возрастными женщинами (табл. 3). В результате значения коэффициентов К/ГК, МК/ГК и К/Г были ниже, чем у более старших женщин, соответственно в 1,4; 1,4 и 1,5 раза, и молодых мужчин – в 1,4; 1,7 и 1,5 раза. ИПО, напротив, в 1,5 раза выше по сравнению и со старшими женщинами, и с молодыми мужчинами.

Кроме возрастных и половых особенностей, мы исследовали особенности метаболизма пуриновых оснований у людей с повышенной и обычной физической активностью. Установлено, что содержание Г и ГК в плазме крови у людей с повышенной физической активностью было больше соответственно в 1,4 и в 1,7 раз, по сравнению с обычными людьми (табл. 4). В эритроцитах содержание пуринов и их расчетные коэффициенты не отличались у спортсменов и людей с низкой физической активностью.

Таблица 4

Концентрация пуриновых метаболитов (отн. ед.) и их расчетные коэффициенты в плазме крови людей с разной физической активностью

Пурины

Группы

Г

ГК

К

МК

Коэффициент активности КО

ИПО

К/Г (показатель тяжести гипоксии)

1 этап

К/ГК

2 этап МК/К

оба этапа МК/ГК

Не спортсмены

0,742 ± 0,037

0,517 ± 0,04

0,099 ± 0,012

0,065 ± 0,008

0,15 ± 0,01

0,59 ± 0,009

0,09 ± 0,009

5,39 ± 0,33

0,13 ± 0,012

Спортсмены

1,046 ± 0,210

0,888 ± 0,180

0,114 ± 0,020

0,065 ± 0,011

0,13 ± 0,01

0,58 ± 0,02

0,07 ± 0,008

5,93 ± 0,47

0,11 ± 0,008

Достоверные отличия

             

Таким образом, несмотря на, казалось бы, аналогичные сдвиги пуринового обмена (повышение активности КО у возрастных женщин и молодых мужчин и накопление Г и ГК у спортсменов и молодых женщин), они регистрировались в разных составляющих крови. В одном случае – в плазме и характеризовали процессы, которые затрагивали весь организм в целом, в другом случае – только в эритроцитах и, соответственно, были частными.

Накопление конечных продуктов метаболизма пуриновых оснований К и склонность к накоплению МК в плазме у женщин старше 50 лет, скорее всего, было связано с повышенной активностью КО. Однако нельзя исключать и снижение активности ферментов, восстанавливающих окисленные субстраты до исходных форм из-за изменения гормонального фона в организме в этом возрасте. Известно, что женщины становятся более склонными к гиперурикемии в период, следующий за наступлением менопаузы. Возможно, что на эти процессы оказывает воздействие уровень половых гормонов [3]. На сегодняшний день установлено, что высокая активность КО в плазме ведет к повышению продукции супероксидных радикалов и ингибиции ими антиоксидантных энзимов, оказывает антистероидогенный эффект [13], способствует выходу гистамина из тучных клеток в экстрацеллюлярное пространство и тем самым способствует интенсификации воспалительного процесса [3].

Изученные нами пурины относятся к одному метаболическому циклу, взаимосвязаны, и поэтому всякие воздействия извне или внутри цикла вызывают определенные изменения внутри него. КО своей реакции, помимо продукции МК, вырабатывает также и супероксидные радикалы, которые ингибируют многие ферменты, в том числе и 5/ – нуклеотидазу [3,10]. Активация КО, которую мы регистрировали в эритроцитах у молодых мужчин, может приводить к дефициту 5/ – нуклеотидазы и, как следствие, к затруднению поступления нуклеотидов внутрь клетки, из-за чего может снизиться её аденилатный заряд и нарушится синтез белка [2, 4, 10].

В то же время установлено, что, например, при системных заболеваниях соединительной ткани чем выше активность патологического процесса, тем ниже активность всех энзимов в эритроцитах и выше активность КО в плазме [3]. Исходя из этого, некоторое повышение активности КО в эритроцитах у молодых мужчин, на наш взгляд – положительная черта, в то время как повышение активности этого же фермента в плазме у возрастных женщин – отрицательная.

У спортсменов в плазме и у молодых женщин в эритроцитах было выявлено большее содержание исходных метаболитов пуринов – Г и ГК. Известно, что Г входит в состав обоих типов нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) и может повторно употребляться для их синтеза. Роль Г до конца не изучена, но его наличие в структуре ДНК свидетельствует о несомненной важности [5]. Повышенный уровень ГК может быть использован клетками для активации пути ресинтеза и накопления макроэргических пуринов или в процессах последующего катаболизма. Причиной роста концентрации гуанина и гипоксантина может быть увеличение в организме их предшественников, в частности – гуанозина [14].

Таким образом, в плазме и эритроцитах разных категорий условно здоровых людей имеются свои нюансы пуринового метаболизма, за исключением, пожалуй, группы мужчин старше 50 лет. Причем если у молодых женщин и мужчин, а также спортсменов эти особенности, скорее всего, имеют положительную направленность, то у возрастных женщин – отрицательную, способствующую накоплению конечных продуктов метаболизма пуринов – ксантина и мочевой кислоты в организме.

Выявленные нами особенности необходимо учитывать при анализе метаболического статуса пуринов при различных патологических состояниях.

Рецензенты:

Шихлярова А.И., д.б.н., профессор, заведующая лабораторией биофизики рака Ростовского научно-исследовательского онкологического института, г. Ростов-на-Дону;

Николаева Н.В., д.м.н., ассистент кафедры онкологии Ростовского государственного медицинского университета, г. Ростов-на-Дону.

Работа поступила в редакцию 30.04.2014.


Библиографическая ссылка

Кит О.И., Франциянц Е.М., Каплиева И.В., Трепитаки Л.К., Димитриади С.Н. ГЕНДЕРНЫЕ ОТЛИЧИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПУРИНОВ В ПЛАЗМЕ И ЭРИТРОЦИТАХ ЛЮДЕЙ РАЗНОГО ВОЗРАСТА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 7-2. – С. 290-294;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34434 (дата обращения: 21.04.2021).

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