Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

ОСОБЕННОСТИ ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ У БОЛЬНЫХ АКТИВНОЙ АКРОМЕГАЛИЕЙ

Дудина М.А. 1 Догадин С.А. 1 Cавченко А.А. 2
1 ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России
2 ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера»
Исследованы особенности метаболизма лимфоцитов у больных активной акромегалией. Состояние ряда основных метаболических процессов в лимфоцитах крови при активной стадии акромегалии характеризуется низкой интенсивностью наработки интермедиатов для реакций макромолекулярного синтеза и аэробных процессов при снижении активности глутатион-зависимой антиоксидантной системы. Наряду с этим при активной стадии заболевания происходит разобщение между повышенным окислением субстратов в цикле Кребса и интенсивностью фосфорилирования АДФ, приводящее к пониженному образованию АТФ и недостаточности клеточного дыхания. Установленные изменения внутриклеточного метаболизма лимфоцитов при активной акромегалии, несомненно, соответствуют нарушению функциональной реактивности клеток иммунной системы и могут являться метаболической основой для развития онкологических осложнений акромегалии.
акромегалия
лимфоциты
дегидрогеназы
внутриклеточный метаболизм
1. Молитвословова Н.Н. Акромегалия: современные достижения в диагностике и лечении. Обзор литературы // Пробл. Эндокринол. – 2011. – № 1. – С. 45–­59.
2. Савченко А.А. Высокочувствительное определение активности дегидрогеназ в лимфоцитах периферической крови человека биолюминесцентным методом / А.А. Савченко, Л.Н. Сунцова // Лабораторное дело. – 1989, № 11. – С. 23–25.
3. Савченко А.А. Биолюминесцентное определение активности НАД- и НАДФ-зависимых глутаматдегидрогеназ лимфоцитов // Лабораторное дело. – 1991, № 11. – С. 22–25.
4. Труфакин В.А., Шурлыгина А.В., Дергачева Т.И. и др. // Бюлл. эксперим. биол. и мед. – 1995. – Т. 119, № 2. – С. 181–183.
5. Biagotti E., Bosch K.S., Ninfali P. et al. // J. Histochem. Cytochem. – 2000. – Vol. 48, № 7. – P. 971–977.
6. Colao A. Growth Hormone/Insulin-Like Growth Factor–I System and Connective Tissues: Basic Aspects and Clinical Implications / A. Colao, A. L. Barkan, R. Scarpa // Rheum. Dis. Clin. N. Am. – 2005. – Vol. 31, № 1. – P. 29–42.
7. Dagdelen S. Increased thyroid cancer risk in acromegaly / S. Dagdelen, N. Cinar, T. Erbas // Pituitary. – 2014. – Vol. 17, № 4. – P. 299–306.
8. Geffner M. Effects of growth hormone and insulin-like growth factor I on T- and B-lymphocytes and immune function // Acta Paediatr. – 1997. – Vol. 423, № 1. – P. 76–79.
9. Jenkis P.J. Evidence for a link between IGF-I and cancer / P. J. Jenkis, S.A. Bustin // Eur. J. Endocrinol. – 2004. – Vol. 151. – P. 17–22.
10. Kelley K.W. From hormones to immunity: the physiology of immunology // Br. Behav. Imm. – 2004. – Vol. 18, № 2. – P. 95–113.
11. Melmed S., Colao A., Barkan A. et al. // J. Clin. Endocrinol. Metab. – 2009. – Vol. 10. – P. 1–30.
12. Weroha S.J. The insulin-like growth factor system and cancer / S.J. Weroha, P. Haluska // Endocrinol. Metab. Clin. North America – 2012. – Vol. 41, № 2. – P. 335–350.
13. Tenore A. The expression and function of GH/IGF-I receptors in the immune system // NeuroImm. Biol. – 2002. – Vol. 2. – P. 67–86.
14. Weigent D.A. Growth hormone and insulin-like growth factor-1 production by cells of the immune system // NeuroImm. Biol. – 2002. – Vol. 2. – P. 87–100.
15. Wolk A. The growth hormone and insulin-like growth factor I axis, and cancer // Lancet. – 2004. – Vol. 363, № 9418. – P. 1336–1337.

Акромегалия представляет собой тяжелое нейроэндокринное заболевание, обусловленное длительной нерегулируемой гиперсекрецией гормона роста (СТГ). Ведущей причиной акромегалии является патологическая пролиферация соматотропных клеток аденогипофиза с развитием аденомы [1]. Нерегулируемая гиперсекреция опухолью СТГ, стимулирующего продукцию тканевых гормонов-посредников – инсулиноподобных ростовых факторов ИФР-I и ИФР-II способствует развитию в организме множественных системных и обменных нарушений, среди которых выделяют акромегалическую кардиомиопатию, артериальную гипертензию, респираторную недостаточность, остеоартропатию, сахарный диабет, вторичные онкологические заболевания, а также нарушения в функционировании иммунной системы [6, 7, 9]. Следствием продолжительного воздействия повышенных концентраций СТГ и ИФР-I является не только прогрессирующее увеличение объема и нарушение дифференцировки клеточной массы, но и изменение функциональной активности клеток иммунной системы. Расстройства важнейших внутриклеточных биохимических процессов создают низкий противоопухолевый потенциал иммуноцитов и способствуют развитию различных неопластических процессов, которые оказывают негативное влияние на качество и продолжительность жизни больных акромегалией [13, 14, 15].

Известно, что функциональное состояние любой клетки организма в значительной степени зависит от внутриклеточных метаболических процессов. Особенности метаболизма клеток в наибольшей степени отражают дегидрогеназы, характеризующие в основном два типа метаболических процессов, от которых зависит функционирование клетки, – энергетику и синтез [3]. В свою очередь СТГ и подконтрольный ему ИФР-I являются важнейшими модуляторами функциональной активности иммунных клеток, так как реализуют свое воздействие через рецепторный аппарат на систему внутриклеточного обмена и ряд важнейших биохимических реакций лимфоцитов [8, 10, 12]. Зависимость синтетических и энергетических процессов от концентрации ростовых факторов позволяет использовать лимфоциты периферической крови в качестве объекта исследований нарушений внутриклеточного обмена веществ при акромегалии [5].

Целью данного исследования являлось изучение активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ лимфоцитов крови у больных активной акромегалией.

Материалы и методы исследования

Уровень активности НАД(Ф)-зависимых дегидрогеназ лимфоцитов крови исследован в группе из 88 больных активной акромегалией, из них 67 (76,1 %) женщин и 21 (23,8 %) мужчин. Возраст больных акромегалией колебался от 27 до 77 лет и в среднем составил 51,81 ± 11,89 лет. Соотношение мужчин и женщин – 1:2. Длительность латентного периода акромегалии варьировала от 1 года до 25 лет, медиана – 4,67 лет [1,29; 7,37]. Показатели активной стадии акромегалии основывались на международном соглашении участников Гипофизарного общества и Европейской нейроэндокринологической ассоциации [11] и включали в себя следующие положения: клинические признаки активности процесса, превышение уровня СТГ в сыворотке крови более 0,4 нг/мл натощак, содержание ИРФ-I выше соответствующей возрастной и половой нормы, а также отсутствие подавления уровня СТГ менее 1 нг/мл при проведении орального глюкозотолерантного теста (ОГТТ) с 75 граммами глюкозы. Определение содержания в сыворотке крови СТГ и ИРФ-I проводили методом иммуноферментного анализа с использованием стандартных наборов СТГ ELISA (DBC, Канада) и ИРФ –I ELISA (IDS, США). Референсный диапазон базального уровня СТГ для взрослых соответствовал чувствительности метода определения и составлял 0,06–5,0 нг/мл. Глюкозотолерантный тест с нагрузкой 75 г глюкозы для выяснения степени активности акромегалии выполняли, измеряя исходный уровень СТГ в плазме крови и сравнивая с показателями СТГ через 30, 60, 90 и 120 минут. Активная стадия акромегалии регистрировалась при отсутствии снижения концентрации СТГ ниже 1 нг/мл за период проведения теста. Концентрация ИРФ-I у обследуемых больных в последующем сопоставлялась с возрастными и половыми нормами по таблицам лаборатории Esoterix (США). Контрольная группа состояла из 85 практически здоровых людей, соответствующих по возрасту и полу основной группе. Биолюминесцентным методом определяли активность глицерол-3-фосфатдегидрогеназы (Г3ФДГ), глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), НАД- и НАДН-зависимых реакций лактатдегидрогеназы (ЛДГ), НАД- и НАДН-зависимых реакций малатдегидрогеназы (МДГ), малик-фермента (НАДФМДГ), прямых и обратных реакций НАД- и НАДФ-зависимых глутаматдегидрогеназ (НАД-ГДГ и НАДН-ГДГ, НАДФ-ГДГ и НАДФН-ГДГ соответственно) и глутатионредуктазы (ГР) [2, 3]. Анализ данных проведен с помощью пакета прикладных программ Statistica for Windows, Release 7.0 (StatSoft Inc., США). Проверка количественных данных на нормальность проводилась с помощью теста Шапиро – Уилкса (Shapiro – Wilks W-test). По результатам теста гипотеза о нормальности распределения данных отвергнута. Результаты представлены в виде медианы и интерквартильного интервала между 25-м и 75-м процентилями (Me [С25-С75]). Анализ связи признаков проводился с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (r). Критический уровень достоверности нулевой гипотезы был принят равным 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

У больных с активной акромегалией на фоне ярких клинических признаков заболевания (увеличение стоп и кистей, надбровных дуг, выступание нижней челюсти, выраженные головные боли, рефрактерная к терапии артериальная гипертензия и др.) выявлялись крайне высокие концентрации ростовых факторов в сыворотке крови. На момент клинико-иммунологического исследования уровень базального СТГ у обследуемых больных составил 16,91 нг/мл [7,39; 45,19], СТГ на 60 и 120 минуте ОГТТ – 10,59 нг/мл [4,29; 39,38] и 11,61 нг/мл [4,69; 33,02] соответственно. Медиана ИРФ-I у больных с активной стадией заболевания превышала верхнюю границу возрастной и половой нормы в 2–6 раз и была равна 580,51 мкг/л [401,04; 801,02].

При визуализации хиазмально-селлярной области методом МРТ выявлено наличие макроаденомы у большинства пациентов и лишь у 9 (21 %) размеры опухоли составляли менее 10 мм в диаметре (микроаденомы).

При изучении уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ и концентрации ключевых интермедиатов в лимфоцитах крови у больных активной акромегалией выявлены выраженные отличия от показателей контрольной группы (таблица).

В целом при активной акромегалии, в условиях хронической гиперпродукции ростовых факторов, выявлена низкая интенсивность внутриклеточных метаболических реакций лимфоцитов. Исследуемые НАД(Ф)-зависимые дегидрогеназы находятся на разных метаболических путях лимфоцитов, поэтому их низкая активность в условиях хронической гиперпродукции СТГ/ИРФ-I отражает особенности различных сторон внутриклеточного обмена веществ при акромегалии. При изучении активности митохондриальных НАД(Ф)-зависимых дегидрогеназ обнаружено снижение всех исследуемых НАД-зависимых оксидоредуктаз: НАДИЦДГ, НАДГДГ и МДГ, что позволяет констатировать низкий уровень потока по циклу трикарбоновых кислот. Подобное изменение активности дегидрогеназ цикла трикарбоновых кислот позволяет предположить, что на терминальных стадиях лимонного цикла происходит ингибирование субстратного потока [2, 5]. Высокая активность этого фермента в лимфоцитах больных акромегалией свидетельствует о повышенном синтезе указанных субстратов и интенсивности пластических процессов при данной патологии. Известно, что Г6ФДГ тесно взаимосвязана с глутатионовой системой антиоксидантной защиты [3, 5]. Но, несмотря на значительную активность Г6ФДГ при акромегалии наблюдалось снижение активности, ГР. Возможно, в связи с низкой активностью ГР при акромегалии нарастает дефицит цистеина, недостаток которого в клетках иммунной системы приводит к развитию иммунодефицитных состояний [4]. Выявленное нарушение баланса между воздействием прооксидантных факторов и функциональными возможностями антиоксидантной системы при акромегалии ведет к избыточному неферментному свободнорадикальному окислению, снижая тем самым функциональную активность лимфоцитов.

Активность НАД(Ф)-зависимых дегидрогеназ (мкЕ) в лимфоцитах крови у здоровых людей и больных активной акромегалией (Ме [С25-С75])

Ферменты

Контроль

n = 85

1

Активная акромегалия

n = 88

2

Ме

С25-С75

Ме

С25-С75

Г6ФДГ

5,75

4,5–7,25

0,91

0,02–9,98

p1 < 0,05

Г3ФДГ

37,0

31,0–43,0

0,24

0,01–18,68

ЛДГ

2,1

1,52–2,73

3,26

0,01–55,92

p1 < 0,001

НАДФМДГ

65,0

52,0–72,0

0,18

0,01–2,02

НАДФГДГ

1,3

0,9–1,8

0,01

0,005–0,07

НАДФИЦДГ

43,0

35,0–48,0

0,12

0,0–5,0

p1 < 0,001

МДГ

0,83

0,6–1,26

0,77

0,01–29,71

p1 < 0,01

НАДГДГ

28,0

22,0–34,0

0,03

0,01–6,67

p1 < 0,05

НАДИЦДГ

0,57

0,38–0,86

0,01

0,005–6,62

p1 < 0,01

НАДН-ЛДГ

18,0

14,0–22,0

0,66

0,03–3,97

p1 < 0,01

НАДН-МДГ

0,36

0,24–0,55

0,74

0,1–4,03

p1 < 0,001

ГР

15,0

11,0–20,0

0,01

0,005–15,61

p1 < 0,01

НАДН-ГДГ

0,3

0,21–0,42

0,27

0,01–2,26

p1 < 0,001

НАДФН-ГДГ

18,0

14,0–23,0

14,42

0,51–45,54

p1 < 0,01

Примечание. p1 – статистически достоверные различия с контрольными величинами.

Кроме того, снижение активности НАДФГДГ и НАДГДГ у обследуемых больных позволяет предположить, что в условиях хронической гиперсекреции СТГ дефицит глутамата связан с резко возросшей потребностью в нем быстропролиферирующих клеток. С этим же может быть связано и повышение активности МДГ в лимфоцитах крови у больных акромегалией, которое отражает интенсификацию субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот, основного метаболического процесса в митохондриях, определяющего образование интермедиатов для аэробного дыхания. В то же время в группе больных акромегалией наблюдалось снижение активности НАДН-зависимой реакции МДГ, которая является ключевой в системе малат-аспартатного водородного шунта митохондрий и поддерживает водородный градиент для осуществления окислительного фосфорилирования. Кроме того, выявленные обратные взаимосвязи между уровнями активности ферментов и ростовыми факторами (СТГ и НАДН-ГДГ (r = –0,52; p = 0,014), ИФР-I и НАДФН-ГДГ (r = –0,56; p = 0,007)) отражают регуляторные влияния СТГ/ИФР-I оси на внутриклеточный метаболизм. Данный феномен подтверждает наличие интегрированных взаимодействий между ростовыми факторами и важнейшими метаболическими реакциями лимфоцитов, следовательно, их концентрация отражает особенности регуляции различных сторон внутриклеточного обмена веществ при акромегалии.

Заключение

Таким образом, описанные выше изменения метаболизма лимфоцитов играют существенное значение в обеспечении адаптационных механизмов, перестройки иммунитета, повышении резистентности всего организма при таком тяжелом заболевании, как акромегалия. Метаболизм лимфоцитов при активной акромегалии отличается низким уровнем внутриклеточных биохимических процессов с недостаточностью реакций макромолекулярного синтеза и таких важных энергетических субстратов клетки, как глутаматергическая система и глутатионовый комплекс.

Рецензенты:

Куртасова Л.М., д.м.н., профессор кафедры клинической иммунологии, ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Красноярск;

Матюшин Г.В., д.м.н., профессор, зав. кафедрой кардиологии и функциональной диагностики ИПО, ГБОУ ВПО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Красноярск.

Работа поступила в редакцию 25.12.2014.


Библиографическая ссылка

Дудина М.А., Догадин С.А., Cавченко А.А. ОСОБЕННОСТИ ВНУТРИКЛЕТОЧНОГО МЕТАБОЛИЗМА ЛИМФОЦИТОВ КРОВИ У БОЛЬНЫХ АКТИВНОЙ АКРОМЕГАЛИЕЙ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 10-8. – С. 1490-1493;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36342 (дата обращения: 20.07.2019).

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 = 1.252