Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,087

ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ЭНДОГЕННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ РАСПРОСТРАНЕННЫМИ ДЕРМАТОЗАМИ

Н.А. Добротина, Т.В.Копытова, Н.А. Щелчкова
В статье охарактеризовано функциональное состояние мембран эритроцитов у больных хроническими распространенными дерматозами при наличии у них эндогенной интоксикации. Показано, что повышенное количество веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ) в крови больных сопровождается активацией процессов окислительной модификации белков и перекисного окисления липидов, снижением общего количества фосфолипидов и сорбционной емкости в мембранах эритроцитов. Делается заключение, что изменения в мембранах эритроцитов под влиянием ВНСММ могут способствовать развитию торпидности течения и фармакорезистентности у больных хроническими распространенными дерматозами.
мембрана
эритроцит
эндогенная интоксикация
дерматозы

В настоящее время доказано, что эндогенная интоксикация (ЭИ) усугубляет течение многих заболеваний. Обнаружены связанные с ЭИ биохимические нарушения метаболизма белков, липидов и нуклеиновых кислот, в том числе и на мембране клетки. Универсальной моделью клеток, отражающей физиологические и патологические изменения в организме, являются эритроциты [8, 6].

Современные научные исследования по улучшению функциональной диагностики и лечения хронических дерматозов связаны с изучением мембранно-клеточного гомеостаза [2, 5]. Основные работы, характеризующие ЭИ у больных дерматозами, посвящены биохимическим изменениям в сыворотке крови [4], в то время как нарушения на мембране клеток и сопряженные с ЭИ остаются во многом неохарактеризованными. По-прежнему нет ответа на вопрос, почему в одних случаях заболевание протекает по «классической схеме», а в других осложняется торпидным течением и толерантностью к терапии. Одной из причин этого могут быть структурные изменения мембран эритроцитов под влиянием ЭИ.

Целью настоящего исследования явилось изучение функционального состояния мембран эритроцитов у больных хроническими распространенными дерматозами при ЭИ.

Материалы и методы

Обследовано 49 пациентов хроническими распространенными дерматозами (ХРД) (псориаз, атопический дерматит, токсидермия). Средний возраст больных составил 40 лет. Все исследования проводились в период клинического обострения. В контрольную группу вошли 20 практически здоровых лиц без признаков кожной патологии.

Количество ВНСММ в плазме и эритроцитах крови осуществляли по методу М.Я. Малаховой (1995). В составе ВНСММ определялись мочевина уреазным методом и олигопептиды (ОП) методом Лоури. Количество продуктов спонтанной окислительной модификации белков оценивалось по уровню 2, 4 - динитрофенилгидразонов [1]. Содержание первичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) определялось в гептановой фазе, а вторичных - в реакции с тиобарбитуровой кислотой [7].

Фракционный состав липидов определялся методом тонкослойной хроматографии [9]. Количественную оценку фракций проводили с помощью компьютерной денситометрии. В липидограммах выделяли следующие фракции: фосфолипиды (ФЛ), состоящие из лизофосфатидилхолина (ЛФХ), сфингомиелина (СМ), фосфатидилхолина (ФХ), фосфатидилэтаноламина (ФЭА); свободный (СХ) и эфиросвязанный (ЭХ) холестерин; неэтерифицированнные жирные кислоты (НЕЖК), триглицериды (ТГ).

Сорбционная емкость мембран эритроцитов (СЕЭ) исследовалась по методу А.А. Тойгабаева в нашей модификации [3].

Результаты и их обсуждение

Адекватным маркером, характеризующим состояние ЭИ в организме, на сегодняшний день считается уровень ВНСММ. Проведенными нами исследованиями у больных ХРД выявлено достоверное повышение уровня суммарных ВНСММ в плазме крови. Оно составило 12,5± 0,4 усл. ед. против 10,03 ± 0,25 усл. ед. у относительно здоровых лиц (p = 0,05). При анализе полученных данных обследованные больные были разделены по этому показателю на две группы. В первую вошли пациенты (n=28) с уровнем ВНСММ плазмы крови, не отличающимся от показателей контрольной группы, а во вторую (n=21) - с уровнем ВНСММ выше среднегрупповых значений (больше 12,5 усл.ед). Таким образом, вторая группа больных включила пациентов с эндогенной интоксикацией по уровню ВНСММ в плазме крови.

В группе больных с ЭИ содержание ВНСММ эритроцитов достоверно (p= 0,001) отличалось от контроля и от показателей первой группы (таблица). Во второй группе больных ХРД выявлено статистически значимое повышение катаболической составляющей в составе спектра ВНСММ и одного из конечных низкомолекулярных продуктов белкового обмена - мочевины, что свидетельствует об активации процессов катаболизма при развитии ЭИ. Очевидно, это продукты нарушенного метаболизма как самих клеток, так и вещества, адсорбированные на поверхности их мембран.

Биохимические показатели состояния мембран эритроцитов у больных

дерматозами в зависимости от наличия ЭИ (М±m) 

Показатель

Контроль, n=20

Больные без ЭИ, n=28

Больные с ЭИ, n=21

МСМ пл, усл.ед.

10,03±0,25

9,95±0,25*

15,42±0,99* **

МСМ эр, усл.ед.

19,26±0,46

20,8±0,52

23,68±0,67* **

Кат МСМ эр., усл. ед

7,3±0,21

8,35±0,24

9,51±0,37* **

ОП эр, мг/л

23,8±1,5

27,8±1,3*

32,23±2,37*

Мочевина, м/моль

0,87±0,13

1,07±0,46*

2,9±0,52* **

ДК эр, мкмоль/л

3,25±0,18

4,73±0,56*

5,06±0,7*

МДА эр, мкмоль/л

5,34±0,28

9,68±0,9*

7,2±1,0

ОФЛ

35,39±1,38

34,9±1,46

30,9±1,52*

ЛФХ

1,26±0,17

0,97±0,11

0,9±0,1

СМ

6,22±0,58

6,25±0,57

4,97±0,37

ФХ

13,86±0,53

13,86±0,68

12,75±0,67

ФЭА

14,05±0,76

13,91±0,7

12,3±0,74

МГ

6,48±0,32

6,06±0,33

6,08±0,51

НЭЖК

27,44±1,5

28,04±1,21

30,0±0,5

ДГЛ

5,92±0,62

7,36±0,58

6,74±0,49

ОХС

24,77±1,85

23,6±1,27

26,27±1,64

ОХС/ОФЛ

0,79±0,13

0,74±0,06

0,933±0,1

ЛФХ/ФХ

0,093±0,01

0,07±0,01

0,075±0,01

ОМБ эр., опт. ед.

0,13±0,015

0,12±0,02

0,018±0,03

СЭЕ, %

48,8±2,1

39±3,1*

38,53±3,07*

* - достоверность различий с контролем (р<0,05)

** - достоверность различий между группой больных без ЭИ и группой больных с ЭИ (р<0,05)

На 80% ВНСММ состоят из метаболитов белков, в том числе продуктов гидролиза фибриногена и глобулинов, катаболизма глюкокортикоидов, ложных медиаторов - продуктов патологического метаболизма. Эти процессы ведут к увеличению содержания ОП. Количество ОП в эритроцитах больных обеих групп достоверно повышено по сравнению с контролем. Таким образом, в рост суммарных ВНСММ эритроцитов крови при ЭИ вносят вклад продукты нарушенного обмена и фрагментации белков.

Интенсивность обменных процессов, как правило, сопровождается активацией ПОЛ, с одновременным угнетением антиоксидантных механизмов. В наших исследованиях определено повышение содержания в мембранах эритроцитов как первичных продуктов ПОЛ - ДК, так и вторичных метаболитов - МДА. При этом обнаружилась разнонаправленность в активности процессов ПОЛ. Так, количество ДК в группе без ЭИ было повышено на 30%, а в группе с ЭИ почти на 60% относительно контроля. В то же время уровень МДА в эритроцитах больных в группе без ЭИ почти в два раза выше контрольных и группы с ЭИ. Известно, что МДА, взаимодействуя с белками и нуклеиновыми кислотами, вызывает образование межмолекулярных сшивок. Подобное действие альдегидов и гидроксиалкеналей приводит к изменению структуры рецепторов, ионных каналов, цитоскелета клетки, ферментов, торможению синтеза внутриклеточных посредников и вызывает деструкцию ДНК и РНК. Таким образом, динамика процессов ПОЛ в группе больных без ЭИ по уровню ВНСММ в плазме крови, очевидно, свидетельствует о том, что формирование ЭИ в организме начинается с ПОЛ клеточных мембран. Хотя в норме эритроциты хорошо защищены от гидропероксидного воздействия как ферментативными, так и неферментативными компонентами АОС, при патологии активность антиоксидантной защиты значительно снижается, что, очевидно, и приводит к накоплению продуктов ПОЛ.

В результате пероксидные продукты окисления мембранных липидов могут нарушать регулярную упаковку мембранного бислоя и вызывать образование дефектных зон в мембране. Известно, что липиды являются активными участниками процесса функционирования мембранных белков, а для состояния иммунной системы большое значение имеет соотношение степени ненасыщенности липидов с уровнем антиоксидантов, способных тормозить реакции окисления полиненасыщенных жирных кислот, связанных с образованием простагландинов и лейкотриенов. Анализ спектра липидов эритроцитов больных ХРД выявил разнонаправленные изменения в соотношении основных фракций липидов в исследованных группах больных.

Из данных таблицы видно, что группа больных с ЭИ характеризуется достоверным снижением общих ФЛ и дислипидемией отдельных классов ФЛ. Снижение иммунологически тропной фракции СМ и легко окисляемой фракции ФЭА может свидетельствовать как об угнетении иммунной системы в данной группе больных, так и о том, что эндотоксические метаболиты усиливают повреждающее действие липидных радикалов, и защитно-приспособительная реакция организма в этом случае направлена на снижение легко окисляемой фосфолипидной фракции ФЭА [5]. Возможно, уменьшение фракции ФЭА, характеризующейся высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, обусловлено их активным включением в реакции свободнорадикального окисления.

Очевидно, что выявленные изменения в составе липидов цитоплазматической мембраны эритроцитов: перераспределение фосфолипидных фракций в системе ЛФХ-ФХ, снижение ФЭА, увеличение отношения ОХС / ОФЛ, могут влиять на структурные и функциональные свойства мембраны клетки.

Считают, что в состоянии окислительного стресса атаке активных форм кислорода подвергаются в первую очередь не липиды, а белки плазматических мембран [1]. Процесс окислительной модификации протеинов сопряжен с образованием большого количества окисленных продуктов. В группе с ЭИ было выявлено увеличение количества динитрофенилгидразонов по сравнению с контролем и группой больных без ЭИ. Окислительная деструкция протеинов мембраны приводит к нарушению ее функциональности по осуществлению трансмембранного транспорта веществ, рецепторных и ферментативных взаимодействий, а также защитной функции. Биологическая роль протеиновых радикалов до конца неясна, но, обладая высоким химическим потенциалом, они могут участвовать в реакциях окисления других биомолекул.

Оптимальный альянс структурных и функциональных компонентов определяет сорбционную способность мембран эритроцитов. Определение СЕЭ у больных ХРД показало статистически низкие значения данного показателя относительно контроля как в группе без ЭИ, так и в группе с ЭИ, что свидетельствует о патологической загруженности клеточной поверхности и ее неспособности к эффективной транспортировке метаболитов по кровяному руслу.

Таким образом, изучив показатели функциональности мембран эритроцитов у больных ХРД, мы пришли к выводу, что накопление в крови больных продуктов измененного метаболизма экзо- и эндогенного происхождения, регистрируемых в составе ВНСММ, ведет к формированию структурных и функциональных изменений клеточных мембран. Глубина мембранных повреждений определяет конформационные перестройки активных центров мембранно-связанных ферментов, структуру и свойства рецепторных белков и далее на такие функции эритроцитов, как связывание и транспортировка различных соединений, в том числе и лекарственных средств, поступающих в организм. Это может являться одной из причин торпидности заболевания у пациентов с ХРД.

Список литературы

  1. Дубинина Е.Е., Пустыгина А.В. Окислительная модификация протеинов, ее роль при патологических состояниях // Укр. биохим. журн. - 2008. - Т. 80, № 6. - С. 5 - 18.
  2. Исаков С.А. Активность супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы у больных атопическим дерматитом и хронической экземой как показатель свободно-радикального статуса крови // Вестн.дерм. и венер. - 2005. - №4. - С. 37-40.
  3. Копытова Т.В. Исследование сорбционной емкости мембран эритроцитов для оценки характера эндогенной интоксикации при дерматозах // Клинич лаборат диагн. - 2006. - №1. - С. 18-19.
  4. Копытова Т.В., Химкина Л.Н., Суздальцева И.В. и др. Окислительный стресс и эндотоксемия у больных тяжелыми распространенными дерматозами // Современные проблемы дерматовенерологии, иммунологии и врачебной косметологии. - 2009. - №2. - С. 10-13.
  5. Кошелева И.В., Иванов О.Л., Куликов А.Г. Показатели перекисного окисления липидов у больных экземой и влияние на них озонотерапии // Росс. журнал кожных и венер. болезней. - 2001. - №6. - С. 34-37.
  6. Новицкий В.В. Рязанцева Н.В., Степовая Е.А., Федорова Т.С. и др. Молекулярные нарушения мембраны эритроцитов при патологии разного генеза являются типовой реакцией организма: контуры проблемы // Бюл. сибирской медицины. - 2006. - №2. - C. 62-69.
  7. Современные методы в биохимии / под ред. А. М. Ореховича. - М: Медицина, 1977. - 345 с.
  8. Субботина Т.Н., Титова Н.М., Савченко А.А. и др. Перекисное окисление липидов и проницаемость мембран эритроцитов у детей и подростков с сахарным диабетом типа 1 // Клин. лаб. диагн. - 2004. - №5. - С. 20, 33-35.
  9. Творогова М.Г. , Исаева Е.А., Проказова Н.В. Определение липидного состава липопротеидов высокой плотности методом тонкослойной храмотографии на селикагеле // Клин. лаб. диагн. - 1998. - 4. - С. 10-14.

Библиографическая ссылка

Н.А. Добротина, Т.В.Копытова, Н.А. Щелчкова ХАРАКТЕРИСТИКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ ПРИ ЭНДОГЕННОЙ ИНТОКСИКАЦИИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМИ РАСПРОСТРАНЕННЫМИ ДЕРМАТОЗАМИ // Фундаментальные исследования. – 2010. – № 2. – С. 39-43;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=1631 (дата обращения: 29.02.2020).

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