Выраженность оксидативного, нитрозативного и карбонильного стрессов у пациентов разного возраста, страдающих артериальной гипертонией

http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-5-25-29_

УДК 616.12-008.331.1:612.015.39

ВЫРАЖЕННОСТЬ ОКСИДАТИВНОГО, НИТРОЗАТИВНОГО И КАРБОНИЛЬНОГО СТРЕССОВ У ПАЦИЕНТОВ РАЗНОГО ВОЗРАСТА, СТРАДАЮЩИХ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ

Рахманова О.В.

ФГБОУ ВО «Курский государственный медицинский университет», г. Курск, Российская Федерация

Аннотация. С помощью ИФА проведено исследование активности оксидативного, нитрозилирующего и карбонильного стрессов при АГ. Цель - определение значимости свободно-радикального окисления, окислительных модификаций оксида азота, а также окисления белков в патогенезе АГ у женщин разного возраста. Материалы и методы. Обследовано 35 пациенток среднего и 42 пожилого возраста, страдающих АГ 2 ст., проведено физикальное, инструментальное и лабораторное обследование, включающее оценку уровня гликемии, гликированного гемоглобина, общей окислительной активности крови, супероксиддисмутазы-3, N0, нитротирозина, окисленного белка. Результаты. С возрастом при АГ отмечается усиление общей окислительной активности сыворотки крови, повышение содержания МДА и, как компенсаторный механизм, уровня СОД-3 Концентрация нитритов и нитротирозина у групп среднего и пожилого возраста не отличалась. Уровень окисленных белков у пожилых был в два раза ниже, чем в группе среднего возраста. Заключение. У пожилых пациентов, страдающих АГ, причиной формирования поражений органов-мишеней служат нарушения окислительно-восстановительных реакций, выражающиеся в развитии оксидативного, стресса, на фоне которого в результате компенсаторного механизма увеличивается уровень СОД-3. С возрастом происходит изменение активности нитрозилирования и карбонилирования белковых молекул.

Ключевые слова: артериальная гипертония, оксидативный стресс, нитрозативный стресс, карбонильный стресс.

Введение. Болезни системы кровообращения продолжают занимать лидирующую позицию в качестве причин смерти в РФ. Наиболее распространенным сердечно-сосудистым заболеванием у пациентов среднего и пожилого возраста остается артериальная гипертония (АГ). АГ - это предиктор развития фибрилляции предсердий, хронической сердечной недостаточности, острых и хронических нарушений мозгового кровообращения, ИБС, хронической болезни почек, когнитивных нарушений, а также фатальных осложнений [1]. Ведущими патогенетическими факторами развития артериальной гипертонии (АГ), способствующими поражению органов-мишеней, в том числе сосудистого эндотелия признаются процессы свободно-радикального окисления (СРО) в организме пациентов [2, 3], в изучении которых остается много неясного и противоречивого.

Высокие концентрации пероксидов, формирующие состояние оксидативного стресса, катализируют окисление оксида азота, снижая его активную концентрацию, и соответственно, вазодилатирующие возможности сосудистого эндотелия [4]. Процесс па-тохимического взаимодействия оксида азота с продуктами пероксидации обозначен в молекулярной

биохимии как нитрозативный (нитрозилирующий) стресс, который играет одну из важных ролей в патогенезе дисфункции эндотелия (ЭД) [1]. Оксид азота легко окисляется, превращаясь в пероксинитрит. Этот очень активный окислительный радикал, способен разрушать мембраны эндотелиоцитов, вызывая их дисфункцию. В связи с трудностью определения содержания свободного пероксинитрита в плазме крови из-за его высокой реакционной активности, концентрацию пероксинитрита оценивают по содержанию 3-нитротирозина, который представляет собой цитоток-сический яд [5].

Другой из разновидностей нарушений окислительно-восстановительных реакций признается карбонильный стресс, проявляющийся увеличением концентрации активных соединений, содержащих альдегидные и карбонильные группы. Основной результат карбонильного стресса - гликирование и гликоокис-ление белков. Предполагается, что продукты неферментативного гликирования, такие как гликирован-ный гемоглобин, окислительные модификации белка могут влиять на активность NO-синтаз, а также перехватывать оксид азота, что может спровоцировать

развитие васкулярных поражений, в том числе эндо-телиальной дисфункции [6, 7].

Процессы свободно-радикального окисления в клетках сердца и сосудов можно объяснять с позиций изменения активности митохондриальных оксидоре-дуктаз. С этой целью рассматривается изменение активности супероксиддисмутазы (СОД) [7].

Исследование механизмов, происходящих с участием активных форм кислорода, активных форм азота и карбонильных соединений, особо значимо, так как эти процессы являются пересечением ключевых регуляторных путей в клетках и тканях живого организма.

Цель исследования: определить патогенетическую значимость свободно-радикального окисления, окислительных модификаций N0, а также перекисно-го окисления белков в патогенезе АГ у женщин среднего и пожилого возраста.

Материалы и методы исследования. Исследование выполнено на кафедре поликлинической терапии и общей врачебной практики ФГБОУ ВО КГМУ Минздрава России. Проведено лабораторное обследование 35 женщин среднего и 42 пациенток пожилого возраста, страдающих артериальной гипертонией II стадии с повышением АД 1,2 степени; средний возраст обследуемых составил соответственно 49,3±1 лет и 64,7±0,68 года.

Критериями исключения из исследования служили вторичные гипертензии, острое нарушение мозгового кровообращения и инфаркт миокарда в анамнезе, пороки сердца, нарушения ритма сердца, ХСН, сахарный диабет, онкологические заболевания.

Перед началом работы, обследуемые подписали информированное согласие на участие в ней. Было получено разрешение Регионального этического комитета на проведение исследования (этический комитет при ФГБОУ ВО КГМУ).

Для изучения процессов перекисного окисления липидов проводилось измерение содержания малоно-

вого диальдегида (МДА). Степень общего окислительного повреждения биологических молекул оценивали в образцах ЭДТА плазмы крови методом ИФА с помощью набора PerOx компании Immundiagnostik AG (Германия). Активность супероксиддисмутазы-3 устанавливали с помощью количественного определения тиоредоксин редуктазы (TR1) человека, применяя набор Human Superoxide Dismutase 3 компании Abfrontier (Корея). Уровень продукции оксида азота (NO) оценивали в реакции Грисса по содержанию стабильного метаболита NO - нитрита (NO2-) в плазме крови. Определение активности нитротирозина производилось иммуноферментным методом с помощью набора Nitrotyrosine ELISA компании Hycult biotech (Нидерланды). Уровень глюкозы, гликирован-ного гемоглобина, общего белка, альбуминов, глобулинов в крови исследуемых определялись стандартизированными лабораторными методиками. Концентрацию ОМБ (окислительная модификация белка) оценивали с помощью набора AOPP (advanced oxidation protein products) Kit компании Immundiagnostik AG (Германия).

При распределении изучаемых переменных, отличным от нормального, статистическая обработка проведена с помощью U-критерия Манна-Уитни, результаты представлялись как Ме (медиана), нижний и верхний квартили (q1 и q2). Взаимосвязи между полученными данными оценивали по коэффициенту корреляции Спирмена. В случаях нормального распределения использовался Т-критерий Стьюдента, коэффициент корреляции рассчитывался по методу Пирсона. Различия между сравниваемыми группами признавались достоверными при p <0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Для выяснения взаимосвязи между уровнем артериального давления и выраженностью свободно-радикального окисления как вероятной причины развития поражений органов-мишеней исследованы их основные маркеры, значения которых представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатели активности окислительного стресса в сыворотке крови больных АГ

Показатель Группа среднего возраста

МДА, ммоль/л 3,62 [3,06; 4,22] 5,02 [4,62; 5,32] P<0,001

PerOx, мкмоль/л 102,91 [61,24; 211] 182,5 [130; 303] P=0,00079

СОД-3, нг/мл 55,09 [44,97; 68] 61,325 [57; 79] P=0,009

Примечание: п - количество пациентов в группе, МДА - малоновый диальдегид, РегОх - общая окислительная активность, СОД-3 - супероксиддисмутаза.

При АГ увеличивалась активность малонового диальдегида, что подтверждает интенсификацию пе-рекисного окисления липидов при хроническом воздействии гипертензии на организм. С возрастом активность ПОЛ возрастала и составила 5,02 [4,62; 5,32]

ммоль/л л по сравнению показателем МДА -3,62 [3,06; 4,22] ммоль/, (р=0,000002) у больных среднего возраста.

Одновременно наблюдалась интенсификация общего окислительного повреждения биологических

молекул по параметру РегОх, также носящая возраст-зависимый характер.

Анализ состояния антиоксидантной защиты выявил значительно большую активность СОД-3 в подгруппе пожилых людей, страдающих АГ, -61,3 [57; 79] нг/мл по сравнению с пациентками среднего возраста - 55 [44,97; 68] нг/мл, (р=0,009). Это подтверждало компенсаторную активизацию антиоксидант-

1 месяц после лечения являются статистически незн сохранение с возрастом.

Определение концентрации нитротирозина и оксида азота как важных продуктов нитрозилирования в плазме крови позволяет предположить и оценить активность процессов нитрозативного стресса на фоне АГ.

Таблица 2

Продукты нитрозилирования в сыворотке крови больных АГ среднего и пожилого возраста

Группа Показатели

NO,мкмоль/л Нитротирозин,нМ

Средний возраст (n=35) 3,06 [2,08; 4,22] 5,77 [4,82; 9,45]

Пожилой возраст (n=42) 3,4 [2,47; 4,08] P=0,55 5,07 [4,5; 6,6] P=0,11

Примечание: n - количество пациентов в группе, NO - оксид азота.

Нитрозилирование как важнейший компонент ок-сидативного стресса отражает степень переокисления продуктов оксида азота (нитритов) до нитротирозина - высокотоксичного клеточного яда. По результатам проведенного исследования Концентрация нитритов в сыворотке крови пожилых пациенток незначително превышала данный показатель у женщин среднего возраста. Уровень нитротирозина - стабильного конечного продукта окисления пероксинитрита у больных АГ среднего возраста составил - 5,77 нМ [4,82;

9,45], у пожилых - 5,07 нМ [4,5; 6,4], (р=0,01), что заставляет предположить уменьшение выраженности процесса нитрозилирования, скорее всего связанного с возрастным снижением активности некоторых ферментов, имеющих пептидную основу.

Для оценки интенсивности процесса окисления белковых молекул и углеводного метаболизма у больных АГ разного возраста были изучены показатели карбонильного стресса, представленные в таблице 3.

Таблица 3

Маркеры карбонильного стресса у людей среднего и пожилого возраста, страдающих АГ

Показатель Группа среднего возраста

Гликированный НЬ, % 4,8 [4,26; 5,2] 4,6 [4,29; 5,1] P=0,7

Глюкоза, ммоль/л 5,5 [4,7; 6,1] 5,01 [4,56; 5,82] P=0,26

Общий белок, г/л 65 [63; 69] 71 [64; 74] P=0,017

Альбумины, г/л 39,4 [36; 41] 38 [36; 40] P=0,23

Глобулины, г/л 21,6 [20,3; 24,3] 26,7 [23,1; 29,3] P=0,00007

АОРР, мкмоль/л 28,72 [18,31; 37,07] 14,705 [13,25; 22,87] P=0,00005

Примечание: п - количество пациентов в группе, А0РР - продукты окисления белков.

Анализ базисных рутинных параметров углеводного и белкового обмена показал их достаточную стабильность и невысокую активность в реакциях свободно радикального окисления у больных с неослож-ненными формами АГ. Так, показатели гликемии и гликированного гемоглобина пациенток среднего и пожилого возраста достоверно не отличались. То же самое можно отметить и в отношении параметров белкового метаболизма, за исключением достоверно более высоких уровней общего белка, концентрации глобулинов сыворотки крови у пожилых больных АГ.

На сегодняшний день уровень окислительной модификации белка (ОМБ) признан одним из наиболее

ранних и стабильных свидетельств поражения различных тканей организма при свободно-радикальной патологии.

По результатам проведенного исследования установлено возраст ассоциированное снижение интенсивности окисления белков, выражавшееся более низкой концентрацией АОРР (передовых продуктов белкового окисления) у пожилых больных АГ по сравнению с группой среднего возраста.

В таблицах 4 и 5 отражены достоверные корреляционные связи между лабораторными маркерами ок-сидативного, карбонильного и нитрозилирующего стрессов у больных АГ среднего и пожилого возраста.

Таблица 4

Корреляционные связи показателей оксидативного, нитрозилирующего и карбонильного

стрессов у больных АГ среднего возраста

Коэффициент Спирмена R t(N-2) p-уровень

Глюкоза, ммоль/л & Гликир гемогл,% 0,838 8,809 0,000

Нитротирозин,нМ & оксид азота, мкмоль/л 0,755 6,609 0,000

СОД, нг/мл & Глобулины, г/л 0,509 3,399 0,002

МДА, ммоль/л & оксид азота, мкмоль/л 0,475 3,101 0,004

PerOx, мкмоль/л & АОРР, мкмоль/л -0,695 -5,552 0,000

Примечание: СОД - супероксиддисмутаза, МДА - малоновый диальдегид, PerOx - общая окислительная активность сыворотки крови, АОРР - продукты окисления белков.

Таблица 5

Корреляционные связи показателей оксидативного, нитрозилирующего и карбонильного стрессов у больных АГ пожилого возраста

Коэффициент Спирмена R t(N-2) р-уровень

Гликир гемогл, % & Глюкоза, ммоль/л 0,701 6,224 0,000

Об.бел, г/л & Глобулины, г/л 0,670 5,702 0,000

оксид азота, мкмоль/л & Нитротирозин, нМ 0,628 5,108 0,000

Глобулины, г/л & PerOx, мкмоль/л 0,590 4,620 0,000

Об.бел, г/л & МДА, ммоль/л 0,441 3,106 0,003

АОРР, мкмоль/л & МДА, ммоль/л -0,432 -3,031 0,004

Глобулины, г/л & АОРР, мкмоль/л -0,516 -3,811 0,000

PerOx, мкмоль/л & АОРР, мкмоль/л -0,561 -4,286 0,000

Примечание: СОД - супероксиддисмутаза, МДА - малоновый диальдегид, PerOx - общая окислительная активность сыворотки крови, АОРР - продукты окисления белков.

Заключение. У пожилых пациентов, страдающих АГ, непосредственной причиной формирования поражений сердца и сосудов как органов-мишеней служат нарушения окислительно-восстановительных реакций, выражающиеся в развитии оксидативного, стресса следствием чего является компенсаторное повышение уровня внеклеточной формы супероксид-дисмутазы.

Таким образом, у больных АГ найдено повышение интенсивности процесса окисления с возрастом и изменение активности нитрозилирования, что подтверждено достоверно более высокой общей окислительной активностью сыворотки в группе пожилого возраста, а также умеренным снижением активности нитротирозина у пожилых пациентов.

Снижение концентрации окислительных модификаций белковых молекул наряду с увеличением уровня общего белка и глобулинов сыворотки крови исследуемых пациентов пожилого возраста может свидетельствовать об уменьшении ферментативной активности пептидов у пациентов пожилого возраста и достаточно продолжительном поддержании окислительного гомеостаза на адекватном уровне при АГ 2 стадии, протекающей без сочетанных ассоциированных состояний и тяжелых осложнений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК

[1] Кобалава Ж.Д. Артериальная гипертония в вопросах и ответах. Справочник практикующих врачей / Ж.Д. Кобалава, Ю.В. Котовская; под ред. В.С. Моисеева. -М.: Фортэ АРТ. - 2002. - 100 с.

[2] Малая Л.Т. Эндотелиальная дисфункция при патологии сердечно-сосудистой системы / Л.Т. Малая, А.Н. Корж, Л.Б. Балковая. - Харьков: Фолиант, - 2000. - 432 с.

[3] Давыдов В.В. Карбонильный стресс как неспецифический фактор патогенеза / В.В. Давыдов, А.И. Божков // Журнал НАМН Украины. - 2014. -Т.20, №1. - С.25-34.

[4] Горшунова Н.К. Значение апоптоза в развитии и прогрессировании эндотелиальной дисфункции при артериальной гипертонии у лиц пожилого возраста / Н.К. Горшунова, А.Н. Тарасов // Кардиология Узбекистана. - 2014. - №1-2. - С. 234.

[5] Горшунова Н.К. Маркеры нитрозативного стресса при эндотелиальной дисфункции у больных артериальной гипертонией пожилого возраста / Н.К. Горшунова, Е.М. Авершина // Клиническая геронтология. - 2014. -Т. 20, № 9/10. - С. 60-61.

[6] Манухина Е.Б. Роль оксида азота и кислородных свободных радикалов в патогенезе артериальной гипертензии / Е.Б. Манухина, Н.П. Лямина, П.В. Долотовская // Кардиология. - 2002. - № 11. - С.73-84.

[7] Gorshunova N.K. Subclinical inflammation, oxidative, nitrosative stress and apoptosis in the pathogenesis of

Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК

~ 28 ~

endothelial dysfunction due to hypertension in aging / N.K. Gorshunova, V.A. Lazarenko, G.S. Mal et al // Exp.

Clin. Cardiol. - 2014. - Vol. 20, N 7. - P. 1614-1622.

THE SEVERITY OF OXIDATIVE, NITROSATIVE AND CARBONYL STRESSES IN PATIENTS OF DIFFERENT AGES WITH ARTERIAL HYPERTENSION

Rakhmanova O.V.

Kursk state medical university, Kursk, Russian Federation

Annotation. Using ELISA in blood serum in women of all ages established the activity of the oxidative, and carbonyl stress nitrocel-luose. The aim is to determine the significance offree radical oxidation, oxidative modifications of nitric oxide, and protein oxidation in the pathogenesis of hypertension in people of all ages. Materials and methods. Examined were 35 patients of middle and elderly age of 42, suffering from hypertension 2 tbsp. All patients had a physical examination, laboratory and instrumental examination, including an assessment of the level of glycemia, glycated hemoglobin, total oxidative activity of blood superoxide dismutase-3, NO, nitrotyrosine, oxidized protein. Results. With age, the increase in total oxidative activity of blood serum, an increase in the content of MDA and, as a compensatory mechanism, the concentration of nitrites and nitrotyrosine in middle-aged and elderly groups did not differ in the level of SOD-3. The level of oxidized proteins in the elderly was twice lower than in the middle-aged group Conclusion. In elderly patients suffering from hypertension, the cause of the formation of lesions of target organs are violations of redox reactions, expressed in the development of oxidative, stress, against which the level of SOD-3 increases as a result of the compensatory mechanism. With age, there is a change in the activity of nitrosylation and carbonylation of protein molecules. Key words: arterial hypertension, oxidative stress, nitrosative stress, carbonyl stress.

REFERENCES

[1] Kobalava Zh.D. Arterial'naya gipertoniya v voprosah i otvetah. Spravochnik praktikuyushchih vrachej / Zh.D. Kobalava, Yu.V. Kotovskaya; pod red. V.S. Moiseeva. -M.: Forteh ART. - 2002. - 100 p.

[2] Malaya L.T. EHndotelial'naya disfunkciya pri patologii serdechno-sosudistoj sistemy / L.T. Malaya, A.N. Korzh, L.B. Balkovaya. - Har'kov: Foliant, - 2000. - 432 p.

[3] Davydov V.V. Karbonil'nyj stress kak nespecificheskij faktor patogeneza / V.V. Davydov, A.I. Bozhkov // ZHurnal NAMN Ukrainy. - 2014. - T.20, №1. - p. 25-34.

[4] Gorshunova N.K. Znachenie apoptoza v razvitii i progressirovanii ehndotelial'noj disfunkcii pri arterial'noj gipertonii u lic pozhilogo vozrasta / N.K. Gorshunova, A.N. Tarasov // Kardiologiya Uzbekistana. - 2014. - №1-

2. - p. 234.

[5] Gorshunova N.K. Markery nitrozativnogo stressa pri ehndotelial'noj disfunkcii u bol'nyh arterial'noj gipertoniej pozhilogo vozrasta / N.K. Gorshunova, E.M. Avershina // Klinicheskaya gerontologiya. - 2014. - T. 20, № 9/10. -p. 60-61.

[6] Manuhina E.B. Rol' oksida azota i kislorodnyh svobodnyh radikalov v patogeneze arterial'noj gipertenzii / E.B. Manuhina, N.P. Lyamina, P.V. Dolotovskaya // Kardiologiya. - 2002. - № 11. - p. 73-84.

[7] Gorshunova N.K. Subclinical inflammation, oxidative, nitrosative stress and apoptosis in the pathogenesis of endothelial dysfunction due to hypertension in aging / N.K. Gorshunova, V.A. Lazarenko, G.S. Mal et al // Exp. Clin. Cardiol. - 2014. - Vol. 20, N 7. - P. 1614-1622.