Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ ПУРИНОВОГО МЕТАБОЛИЗМА И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В ЛИЗАТАХ ЭРИТРОЦИТОВ БОЛЬНЫХ СИСТЕМНОЙ СКЛЕРОДЕРМИЕЙ

Мартемьянов В.Ф. 1 Зборовская И.А. 1 Мозговая Е.Э. 1 Стажаров М.Ю. 1 Бедина С.А. 1 Мякишев М.В. 1 Абрамов Н.В. 1 Карпова О.В. 1 Ермолаева Н.А. 1
1 Фгбу «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии» Российской академии медицинских наук
В лизатах эритроцитов 54 больных системной склеродермией (ССД) определяли активность 10-ти ферментов пуринового метаболизма (ПМ): аденозиндезаминазы (АДА), АМФ-дезаминазы (АМФДА), адениндезаминазы (АД), гуаниндезаминазы (ГДА), гуанозиндезаминазы (ГЗДА), пуриннуклеозидфосфорилазы (ПНФ), гуанозинфосфорилазы (ГФ), 5-нуклеотидазы (5’-НТ), ксантиндегидрогеназы (КДГ), ксантиноксидазы (КО), и 3-х ферментов антиоксидантной системы (АОС): супероксиддисмутазы (СОД). глутатионредуктазы (ГР), глутатионпероксидазы (ГП). У больных с I степенью активности патологического процесса по сравнению со здоровыми выше активность АДА, ГФ, КО, 5’-НТ, ниже активность АМФДА, АД, ПНФ, КДГ, СОД, ГП и ГР (p < 0,01–0,001). Чем выше активность процесса и острее течение болезни, тем выше активность АМФДА, АД, ГФ и ниже активность АДА, ГДА, ГЗДА, ПНФ и КДГ. Между всеми степенями активности, вариантами течения и стадиями болезни выявлены существенные энзимные различия. Определение активности ферментов ПМ и АОС в эритроцитах больных ССД способствует уточнению степени активности, характера течения, стадии болезни. Предложена гипотеза об участии ферментов ПМ и АОС в патогенезе ССД.
системная склеродермия
пуриновый метаболизм
антиоксидантная система
1. Абрамов Н.Б. Клинико-диагностическое значение исследование активности аденозиндезаминазы, АМФ-дезаминазы и адениндезаминды в лизатах лимфоцитов, эритроцитов и плазме крови больных системной склеродермией: дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 2009. – С. 45–54.
2. Банникова М.В. Клинико-диагностическое значение показателей ферментов антиоксидантной защиты крови у больных ревматоидным артритом и деформирующим остеоартрозом: дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 1992. – С. 77–83.
3. Дмитренко Н.П. Аденозин, его метаболизм и возможные механизмы участия в функции клеток иммунной системы // Успехи современной биологии. – 1984 – Т. 97, № 9. – С. 20–25.
4. Ермолаева Н.А. Клинико-диагностическое исследование активности гуаниндезаминазы, гуанозиндезаминазы, пуриннуклеозидфосфорилазы и гуанозинфосфорилазы в лизатах лимфоцитов, эритроцитов и плазме крови больных системной склеродермией: дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 2007. – С. 37–48.
5. Карпова О.В. Клинико-диагностическое значение исследования активности 5’-нуклеотидазы, ксантиноксидазы, ксантиндегидрогеназы в лизатах лимфоцитов, эритроцитов и плазме крови больных системной склеродермией: дис. … канд. мед. наук. – Волгоград, 2007. – С. 32–44.
6. Тогузов Р.Т., Тихонов Ю.В., Талицкий В.В. и др. Метаболизм пуриновых и пиримидиновых производных – основа диагностики патологических состояний в эксперименте и клинике // Вестник АМН СССР. – 1986. – № 8. – С. 40–52.
7. Филановская Л.И., Блинов М.Н. Ферменты обмена пуриновых нуклеотидов как биохимические маркеры дифференцировки нормальных и лейкозных клеток (обзор литературы) // Вопросы медицинской химии. – 1986. – Т. 32, № 6. – С. 10–16.
8. Hirschhorn R. Conversion of human Erythrocyte – Adenosine Deaminase activity to different tissue-specific Isozymes // J. Clin. Invest. – 1975. – Vol. 55. – P. 661–667.
9. Hwang K.C., Wang I.I., Hsien K.H. Increased erythrocyte adenosine deaminase activity in asthmatic children // Acta. Pediatr. Sin. – 1990. – Vol. 31, № 2. – P. 76–80.
10. Korber W., Meisterernst E., Hermann G. Quantitative measurement of Adenosine Deaminase from human erythrocytes // Clin. Chim. Acta. – 1975. – Vol. 63. – P. 323–333.
11. Subcommittee for scleroderma criteria of the American Rheumatism Association Diagnostic and Therapeutic Criteria Committee. /preliminary criteria for the classification of systemic sclerosis (scleroderma) // Arthr. Rheum. – 1980. – Vol. 23. – P. 581–598.

Системная склеродермия (CCД), или системный склероз, является относительно редким заболеванием (первичная заболеваемость от 3,7 до 20 на млн населения в год), характеризующееся выраженным прогрессирующим течением без четко выраженных фаз клинической ремиссии, множественными висцеральными поражениями, частой и ранней инвалидизацией, достаточно высокой летальностью, что и предопределяет актуальность борьбы с этой нозологией. Учитывая, что ССД сопровождается значительными метаболическими, дистрофическими и иммунными нарушениями, из которых трудно выделить первичные, нам представляется перспективным направлением изучение активности энзимов пуринового метаболизма (ПМ), в котором преломляются проблемы синтеза белка, нуклеиновых кислот, созревания, пролиферации и дифференциации клеток крови, в том числе и иммунокомпетентных. Кроме того, наличие при ССД воспалительных процессов предполагает участие в них свободнорадикального окисления и, соответственно, ферментов антиоксидантной системы (АОС). Исходя из этого, нами были проведены исследования в эритроцитах крови больных ССД активности десяти ферментов ПМ: аденозиндезаминазы (АДА), АМФ-дезаминазы (АМФДА), адениндезаминазы (АД), 5´-нуклеотидазы (5´-НТ), гуаниндезаминазы (ГДА), гуанозиндезаминазы (ГЗДА), пуриннукдеозидфосфорилазы (ПНФ), ксантиндегидрогеназы (КДГ), ксантиноксидазы (КО), и трех ферментов АОС: супероксиддисмутазы (СОД), глутадионпероксидазы (ГП), глутадионредуктазы (ГР).

Цель исследования – повышение качества диагностики активности патологического процесса при ССД, выявление особенностей энзимной активности эритроцитов в зависимости от клинических особенностей заболевания, выяснение возможности участия ферментов ПМ и АОС в патогенезе.

Материалы и методы исследований

Под наблюдением находились 54 больных ССД, из которых 48 (88,9 %) женщин и 6 (11,1 %) мужчин. Диагностика ССД проводилась на основании критериев АРА [11]. Средний возраст больных (М ± m) – 43,1 ± 1,1 лет, длительность болезни – 8,1 ± 0,6 лет. Первая степень активности процесса определялась у 18 (33,3 %), II степень – у 29 (53,7 %), III степень – у 7 (13 %) больных, хроническое течение – у 22 (40,7 %), подострое у 27 (50 %), острое – у 5 (9,3 %) больных. Первая стадия болезни установлена у 18 (33,3 %), II – у 36 (66,7 %) больных.

Эритроциты выделяли из венозной крови пациентов с использованием 3,8 % раствора цитрата натрия с подсчетом количества эритроцитов в 1 мл под микроскопом. Лизаты эритроцитов готовили путем трехкратного замораживания-оттаивания с последующим центрифугированием и удалением клеточных мембран. По оригинальным методикам определяли активность АДА, АМФДА, АД [1], ГДА, ГЗДА, ПНФ, ГФ [4], 5´-НТ, КДГ, КО [5], СОД, ГП, ГР [2]. Активность энзимов выражали в наномоль/мин/мл, содержащим 1×109 клеток, активность АОС ферментов – в условных единицах. Статистическую обработку результатов проводили с использованием программы Statistica 6.0.

Результаты исследований и их обсуждение

Статистически значимой зависимости активности ферментов от пола и возраста не было выявлено (р > 0,05), что позволило в дальнейшем эти факторы не учитывать. У больных ССД с I степенью активности по сравнению со здоровыми (таблица) в лизатах эритроцитов выше активность АДА, ГФ, КО, 5´-НТ (все р < 0,001), ниже активность АД, ПНФ, КДГ, ГР (все р < 0,001), АМФДА, СОД, ГП (все р < 0,01); у больных с II степенью – выше активность АД, ГФ, 5´-НТ (все р < 0,001), АДА, АМФДА (все р < 0,01), ниже активность ГДА, ГЗДА, ПНФ, КДГ, СОД, ГР (все р < 0,001), ГП (р < 0,05); у больных с III степенью выше активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001), ниже активность ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, СОД, ГР (все р < 0,001) и АДА (р < 0,01).

Сравнительные исследования показали, что у больных ССД с I степенью по сравнению с больными с II степенью выше активность АДА, ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, 5´-НТ, ниже активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001); по сравнению с больными с III степенью – выше активность АДА, КО, КДГ, 5´-НТ, ГДА, ГЗДА, ПНФ, ниже активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001).

У больных с ССД с II степенью по сравнению с больными с III степенью выше активность АДА, ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, 5´-НТ), ниже активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001).

В клинической практике вызывает затруднение диагностика обострения болезни, протекающего с минимальной активностью процесса на фоне скудных клинических проявлений, малоизмененных или неизмененных общепринятых острофазовых лабораторных показателей (СОЭ, СРБ и др.). В то же время тактика лечения в фазе клинической ремиссии и обострения даже с минимальной активацией процесса имеет существенные различия, и если фаза обострения своевременно не распознается и не применяется адекватная терапия, то неизбежно прогрессирование патологических изменений в организме больного ускоренными темпами. Нами был проведен сравнительный анализ чувствительности ферментных показателей и острофазовых лабораторных показателей в индикации минимальной активности склеродемического процесса. Результаты исследований показали, что у больных с I (минимальной) степенью активности процесса за верхние референтные пределы здоровых лиц (М ± 2G) выходили показатели активности АДА и КО в 100 % случаев, 5´-НТ – в 72,2 %, за нижние пределы – показатели ПНФ, ГФ, КДГ – в 100 % случаев. Другие энзимные показатели были менее информативны. В то же время у этих же больных за референтные пределы здоровых выходили показатели СРБ, гамма-глобулинов, иммуноглобулинов G, сиаловых кислот, фибриногена в 44,4 % случаев, СОЭ, альфа-2-глобулинов, иммуноглобулинов М – в 33,3 % случаев, иммуноглобулинов А – в 27,8 % и АНФ (+) – в 22,2 % случаев, что значительно ниже по информативности отражения минимальной активации процесса, чем вышеуказанные ферментные показатели.

Проведенные исследования выявили некоторые энзимные различия между вариантами течения заболевания. Так, у больных с хроническим течением болезни по сравнению с больными с подострым течением в эритроцитах выше активность АДА, ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, 5´-НТ, ниже активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001); по сравнению с больными с острым течением выше активность АДА, ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, 5´-НТ, ниже активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001).

Активность энзимов в эритроцитах больных ССД

Контингент

Кол-во больных

Стат. показатели

АДА

АМФДА

АД

ГДА

ГЗДА

ПНФ

ГФ

5´-НТ

КДГ

КО

СОД

ГП

ГР

Здоровые

30

M

m

36,7

0,68

21,6

0,85

12,2

0,29

16,9

0,38

11,7

0,51

179,4

3,15

4,72

0,09

40,1

0,96

48,8

0,54

22,3

0,32

40,0

2,6

235,4

9,9

115,3

3,87

I степень активности

18

M

m

69,6

2,22

18,3

0,31

10,8

0,13

16,2

0,4

12,1

0,11

64,5

3,43

9,62

0,21

52,7

0,79

34,9

0,63

24,5

0,29

25,3

3,36

181,4

16,6

70,2

8,16

II степень активности

29

M

m

40,6

0,97

24,1

0,28

14,0

0,15

11,4

0,38

8,78

0,23

40,1

1,02

12,6

0,24

45,4

0,69

10,6

0,3

24,7

0,43

21,2

2,81

201,3

10,1

61,6

4,87

III степень активности

7

M

m

32,3

0,95

30,6

0,86

17,0

0,31

7,18

0,16

5,22

0,3

28,5

0,72

16,3

0,37

38,6

0,89

7,02

0,13

18,3

0,49

18,3

3,22

204,2

9,68

52,3

5,42

Хроническое течение

22

M

m

61,4

2,75

20,4

0,82

11,5

0,28

15,4

0,4

11,3

0,26

59,0

3,19

10,1

0,24

51,9

0,79

14,2

0,4

30,3

0,71

20,4

2,5

185,3

16,1

62,6

6,9

Подострое течение

27

M

m

42,5

2,5

23,6

0,4

14,1

0,26

10,7

0,37

8,54

0,3

38,8

1,28

12,9

0,29

44,1

0,49

10,2

0,4

24,2

0,61

23,6

2,21

212,8

9,07

57,7

4,46

Острое течение

5

M

m

31,2

0,9

31,7

0,72

17,2

0,34

7,06

0,12

4,96

0,19

28,2

0,8

16,6

0,3

38,1

0,89

6,95

0,14

18,0

0,5

22,2

3,07

216,9

8,32

68,2

5,74

I стадия

18

M

m

54,1

3,33

21,6

1,01

12,5

0,56

14,5

0,61

11,0

0,42

59,7

4,01

10,5

0,37

50,6

1,46

13,8

0,72

29,8

1,24

24,6

2,72

192,3

8,34

72,4

5,69

II стадия

36

M

m

46,7

2,8

23,8

0,69

13,4

0,5

11,2

0,56

8,53

0,39

39,2

1,46

12,9

0,4

45,8

0,81

10,8

0,44

25,0

0,71

20,5

1,86

202,5

7,62

62,5

4,74

У больных с подострым течением по сравнению с больными с острым течением выше активность ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, 5´-НТ, ниже активность АМФДА, АД, ГФ (все р < 0,001).

II стадия болезни в отличие от I стадии характеризуется множественным поражением внутренних органов, что нашло отражение и в энзимной активности в эритроцитах. Так, у больных с I стадией по сравнению с больными с II стадией выше активность ГДА, ГЗДА, ПНФ, КО, КДГ, 5´-НТ, ниже активность ГФ (все р < 0,001).

Таким образом, проведенные исследования выявили существенные изменения активности ферментов ПМ и АОС в эритроцитах больных ССД, зависящие от степени активности процесса, характера течения заболевания и стадии болезни. Установлено, что чем больше степень активности процесса и острее течение заболевания, тем в эритроцитах выше активность АМФДА, АД, ГФ ниже активность АДА, ГДА, ГЗДА, ПНФ, КДГ.

Выявлены статистически значимые энзимные различия между всеми степенями активности, вариантами течения и стадиями болезни, что способствует уточнению развернутого клинического диагноза и своевременному назначению адекватной терапии.

Однако это заключение относится только к энзимам ПМ – показатели активности ферментов АОС не имеют достоверных энзимных различий между степенями активности, вариантами течения и стадиями болезни. Но тем не менее активность СОД, ГП и ГР у всех больных ССД была снижена. Одними из ключевых ферментов ПМ являются АДА и ПНФ, играющие ведущую роль в регуляции адениловых и гуаниловых метаболитов. В наших исследованиях установлено значительное снижение активности ПНФ и в меньшей степени АДА по мере увеличения активности склеродермического процесса. Учитывая, что субстратами для АДА и ПНФ-реакций служат аденозин и гуанозин, логично предположить, что при низкой активности этих ферментов в эритроцитах будет происходить накопление гуанозина и аденозина. Эти нуклеозиды являются биологически активными веществами, и повышенное их содержание в клетках крови ведет к блокаде рибонуклеотидредуктазы, угнетению синтеза ДНК, повышению продукции фактора некроза опухоли-альфа, ответственного за регуляцию иммунных процессов, нарушению созревания, пролиферации и дифференциации клеток [3, 6, 7]. При этом могут нарушаться функциональные свойства эритроцитов, транспорт кислорода, уменьшаться оксигенация тканей, что наблюдается при ССД, и способствует дистрофическим изменениям в тканях. Имеются данные о том, что низкая активность АДА в эритроцитах может привести к выраженным иммунным расстройствам [8, 9, 10]. Учитывая, что клетки различных тканей взаимосвязаны общими метаболическими процессами, и изменения этих процессов в одних клетках тканей не могут не отразиться в других клетках, естественно предположить, что выявленные изменения ПМ и АОС в эритроцитах могут составить некоторые звенья патогенеза ССД. Исходя из этого, можно предположить также, что одной из причин иммунных расстройств могут быть нарушения ПМ, и на основе этого могут быть разработаны новые подходы в лечении, базирующиеся на коррекции ПМ с помощью активаторов или ингибиторов соответствующих ферментов. Однако при этом следует понимать, что изменения активности одних ферментов направлены в сторону выраженного нарушения метаболизма, а других – в сторону сохранения метаболического равновесия, свойственного здоровому организму. То есть, учитывая снижение активности ПНФ и АДА при ССД и повышенное содержание внутриклеточного аденозина и гуанозина, целесообразно использовать активаторы этих энзимов, а для уменьшения продукции аденозина и гуанозина применять ингибиторы 5´-НТ и активаторы АМФДА. Необходимо также учитывать, что при ССД снижена активность антиоксидантных энзимов (СОД, ГП, ГР) и, следовательно, повышена продукция свободных радикалов, которые могут быть причиной снижения активности ПНФ и АДА, и, исходя из этого, добавление в лечебный комплекс антиоксидантных препаратов может также повысить эффективность лечения.

Выводы

1. Определение активности АДА, АМФДА, АД, ГДА, ГЗДА, ПНФ, КДГ, КО и ГФ в лизатах эритроцитов больных ССД способствует уточнению степени активности процесса, характера течения и стадии болезни и своевременному назначению адекватной терапии.

2. Для диагностики минимальной активности склеродермичекого процесса целесообразно определять в лизатах эритроцитов активность АДА, КО, ПНФ, ГДA и КДГ.

3. Дефицит ПНФ и АДА может служить причиной развития, прогрессирования дистрофических процессов в тканях и инициирования иммунных нарушений.

Рецензенты:

Шилова Л.Н., д.м.н., зав. кафедрой госпитальной терапии, ВПТ с курсом клинической ревматологии, ФУВ ГОУ ВПО «Волгоградский государственный медицинский университет Росздрава», г. Волгоград;

Лемперт Б.А., д.м.н., заслуженный врач РФ, зам. главного врача ГУЗ «Городская клиническая больница № 3», г. Волгоград.

Работа поступила в редакцию 18.10.2013.


Библиографическая ссылка

Мартемьянов В.Ф., Зборовская И.А., Мозговая Е.Э., Стажаров М.Ю., Бедина С.А., Мякишев М.В., Абрамов Н.В., Карпова О.В., Ермолаева Н.А. КЛИНИКО-ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ ПУРИНОВОГО МЕТАБОЛИЗМА И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В ЛИЗАТАХ ЭРИТРОЦИТОВ БОЛЬНЫХ СИСТЕМНОЙ СКЛЕРОДЕРМИЕЙ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 9-6. – С. 1053-1056;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=32894 (дата обращения: 25.01.2020).

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