Соотношение свободно-радикального окисления липидов и белков у студентов с сопутствующими заболеваниями

УДК 577

СООТНОШЕНИЕ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И БЕЛКОВ У СТУДЕНТОВ С СОПУТСТВУЮЩИМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ

Е.И. Львовская, Е.Н. Саханкова

Уральский государственный университет физической культуры, г. Челябинск

Статья посвящена изучению содержания продуктов перекисного окисления липидов, окислительной модификации белков в слюне студентов, проживающих в г. Кунгуре и г. Челябинске. Рассмотрены изменения процессов свободно-радикального окисления липидов и белков у студентов с различными сопутствующими заболеваниями.

Ключевые слова: окислительный стресс (ОС), перекисное окисление липидов (ПОЛ), окислительная модификация белков (ОМБ), динитрофенилгидразоны (ДФГ).

Введение. Студенческая молодежь является особой профессионально производственной группой, объединенной возрастом, а также специфическими условиями труда и жизни, которые могут отражаться на состоянии здоровья будущих специалистов.

Чрезмерная интенсификация ПОЛ и ОМБ обуславливает повреждение белковых и липидных компонентов мембран, а также мембраносвязанных и свободных ферментов клеток, является мощным фактором нарушения структуры и проницаемости мембранных компонентов клетки [4], что может усугублять клиническую картину основного патологического состояния [5].

Методика исследования: Исследование проводилось на базе ГОУ СПО «Кунгурский колледж промышленных технологий, управления и дизайна» и ФГБОУ ВПО УралГУФК, г. Челябинск. Обследованы студенты в возрасте от 17 до 23 лет, проанализированы результаты медицинского осмотра студентов, рассчитан индекс адаптационного потенциала (АП) сердечно-сосудистой системы по методу Р.М. Баевского [1].

Все студенты были разбиты на группы по сопутствующим заболеваниям: группа студентов из Кунгура - 91 человек: заболевания крови (ЗК) - 13; заболевания костно-мышечной системы (КМС) -15; заболевания органов зрения (ОЗ) - 12; заболевания эндокринной системы (ЭС) - 12; заболевания нервной системы (НС) - 12; заболевания органов дыхания (ОД) - 13; заболевания желудочнокишечного тракта (ЖКТ) - 12; контрольная группа (клинически здоровые) - 19; сочетанная патология (СЧП) - 19.

Группа студентов из Челябинска - 51 человек: заболевания нервной системы (НС) - 12; заболевания костно-мышечной системы (КМС) - 13; контрольная группа (клинически здоровые) - 14; сочетанная патология (СЧП) - 12.

Биохимические методы исследования. Определение первичных, вторичных продуктов

ПОЛ проводили по методу (И.А. Волчегорский и др., 1989, 2000) [6]. Относительное содержание шиффовых оснований рассчитывали по методу (Е.И. Львовская и др., 1991). Определение интенсивности аскорбат-индуцированного ПОЛ производилось спектрофотометрическим методом Е.И. Львовской (1998) [7]. Окислительная модификация белков оценивалась по уровню образования динитрофенилгидразонов по методу Е.Е. Дубининой (1995) [2].

Статистический анализ результатов: полученные данные обработаны с использованием пакета статистических программ Microsoft Excel и STADIA и выражались в виде среднеарифметической (М) и ее стандартной ошибки (m). Для сравнения выборок использовался расчет непараметрических критериев: критерий знаков (G), критерий Вилкоксона (T) для уровней статистической значимости р < 0,05, критерий Клотца (L) [3].

Результаты исследований и их обсуждение. У студентов с сопутствующими заболеваниями, проживающих в Челябинске, по сравнению с контролем (группа практически здоровых), отмечено повышение концентрации липопероксидов (табл. 1).

Более заметное усиление процессов ПОЛ наблюдалось у студентов Челябинска с сопутствующими заболеваниями НС и КМС, в группе с заболеваниями КМС обнаружено увеличение содержания гептанофильных кетодиенов и сопряженных трие-нов на 58 %; шиффовых оснований (гептановая фаза) - на 200 %; изопрапанол-растворимых кетодиенов и сопряженных триенов - на 28 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 100 %.

В группе с заболеваниями НС обнаружено увеличение содержания шиффовых оснований (гептановая фаза) на 300 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 100 %.

Таким образом, более заметное усиление процессов ПОЛ наблюдалось у студентов Челябинска с сопутствующими заболеваниями НС и КМС. Значительное увеличение показателя оснований

Таблица 1

Содержание продуктов ПОЛ у студентов с сопутствующими заболеваниями

Продукты ПОЛ Контроль (здоровые), п = 14 Сопутствующие заболевания

КМС, п = 13 НС, п = 12 СЧП, п = 12

Диеновые коньюгаты (гептан) 0,366 ± 0,001 0,371 ± 0,002 0,368 ± 0,001 0,368 ± 0,001

Кетодиены и сопряж. триены (гептан) 0,040 ± 0,008 0,063 ± 0,029 а = 1 = 9 р < 0,05 0,04 ± 0,008 0,034 ± 0,006

Шиффовы основания (гептан) 0,001 ± 0,001 0,003 ± 0,002 а = 1 =9 р < 0,05 0,004 ± 0,003 а = 2 а£=8 р < 0,05 0,003 ± 0,004

Диеновые коньюгаты (изопроп.) 0,291 ± 0,002 0,294 ± 0,005 0,301 ± 0,001 0,298 ± 0,005

Кетодиены и сопряж. триены (изопроп.) 0,142 ± 0,005 0,180 ± 0,014 а = 1 = 9 р < 0,05 0,155 ± 0,031 а = 2 а£=8 р < 0,05 0,180 ± 0,005

Шиффовы основания (изопроп.) 0,005 ± 0,001 0,010 ± 0,006 а = 1 =9 р < 0,05 0,015 ± 0,006 а = 2^=8 р < 0,05 0,014 ± 0,007

Диеновые коньюгаты (индуц.) 537,314 ± 29,888 544,825 ± 48,240 524,547 ± 21,598 530,845 ± 12,692

Кетодиены и сопряж. триены (индуц.) 1095,804 ± 48,243 1047,811 ± 204,381 1066,415 ± 61,799 946,889 ± 107,236

Примечание. ЕО 232/220 - диеновые коньюгаты (ДК); 278/220 - кетодиены (КД) и сопряженные трие-ны (СТ); 400/220 - шиффовы основания.

Шиффа по сравнению с контролем подтверждает тенденцию к хронизации активации свободнорадикального окисления.

Изменение показателей ОМБ у студентов г. Челябинска отражено в табл. 2.

Наибольшее повышение содержания динит-рофенилгидразонов (ДФГ) по сравнению с контрольной группой - здоровых наблюдалось в группе с заболеваниями НС, а именно аАДФГ (ЕДоп/мл) (алифатические альдегид-динитрофе-нилгидразоны) повышено на 46 %; аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны нейтрального характера, I = 370) - на 26 %; аКДФГосн (ЕДоп/мл) (алифатические кетон-динитрофенил-гидразоны основного характера, I = 430) - на 23 %; аАДФГ (ЕДоп/мл) (алифатические альдегид-

динитрофенилгидразоны), индуцируемых в системе Ре2+/И202, повышено - на 22 %; аКДФГосн (ЕДоп/мл) (алифатические кетон-динитрофенил-гидразоны основного характера, I = 430), индуцируемых в системе Ре2+/И202, повышено на 11 %. Наблюдалось повышение соотношения динитро-фенилгидразонов (ДФГ) базального уровня к индукции: так аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны) базальный уровень к индукции) - на 20 %; аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны нейтрального характера (I = 370) базальный уровень к индукции) -на 13 %.

В группе с заболеваниями КМС отмечено повышенное содержание аАДФГ - на 31 %; аКДФГн -на 29 %; аКДФГосн - на 18 %. Наряду с этим было

отмечено повышение соотношения динитрофенил-гидразонов (ДФГ) базального уровня к индукции: аАДФГ - на 27 %; аКДФГн - на 42 %; аКДФГосн -на 19 %.

В группе с СЧП было отмечено повышение аАДФГ на 12 %; аКДФГн - на 11 % и аАДФГ, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 16 %; аКДФГосн, индуцируемых в системе Ре2+/И202, -на 20 % .

Таким образом, в группе студентов из г. Челябинска с заболеваниями НС, КМС и СЧП отмечено повышенное содержание ранних и поздних маркеров окислительной деструкции белков на базальном уровне и при индукции.

Наиболее значимые изменения содержания липопероксидов наблюдались в группах студентов с сопутствующими заболеваниями из г. Кунгура (табл. 3).

В группе студентов с заболеваниями крови при сравнении с контрольной группой здоровых выявлено повышение содержания кетодиенов и сопряженных триенов(изопрапанол) на 14 %; шиф-фовых оснований (гептановая фаза) - на 100 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 83 %; при этом наблюдалось снижение уровня аскор-бат-индуцированных диеновых коньюгатов на 11 %.

В группе с заболеваниями эндокринной системы по сравнению с контролем наблюдалось повышение содержания гептанофильных кетодиенов и сопряженных триенов на 14 %; шиффовых оснований (гептановая фаза) - на 200 %; кетодиенов и сопряженных триенов - на 19 %; шиф-

Проблемы здравоохранения

Таблица 2

Содержание продуктов ОМБ у студентов с сопутствующими заболеваниями

ОМБ Контроль (здоровые), п = 14 КМС, п = 13 НС, п = 12 СЧП, п = 12

Общий белок, г/л 2,979 ± 0,269 2,653 ± 0,187 2,826 ± 0,047 2,510 ± 0,492

аАДФГ, ЕДоп/мл 2,085 ± 0,368 2,725 ± 0,327 а = 3 =11 р < 0,05 3,047 ± 0,273 Т = 4 а£ = 10 р < 0,05 2,329 ± 1,288 а = 4 а£=11 р < 0,05

аКДФГн, ЕДоп/мл 2,132 ± 0,362 2,743 ± 0,296 а = 3 =11 р < 0,05 2,683 ± 0,715 2,375 ± 1,150 а = 4 а£=11 р < 0,05

аКДФГосн, ЕДоп/мл 1,096 ± 0,220 1,295 ± 0,119 1,352 ± 0,187 1,083 ± 0,568

аАДФГ, ЕДоп/мл, индуц. 3,882 ± 0,145 4,046 ± 0,839 4,738 ± 0,952 4,503 ± 1,284 а = 4 а£=11 р < 0,05

аКДФГн, ЕДоп/мл, индуц. 3,770 ± 0,131 3,432 ± 0,591 4,135 ± 0,358 Т = 4 а£ =10 р < 0,05 4,045 ± 0,485

аКДФГосн, ЕДоп/мл, индуц. 1,877 ± 0,120 1,865 ± 0,368 2,089 ± 0,500 2,248 ± 0,276 а = 4 а£=11 р < 0,05

аАДФГ, баз.ур./индуц. (соотнош.) 0,543 ± 0,103 0,690 ± 0,069 0,650 ± 0,073 Т = 4 а£ =10 р < 0,05 0,497 ± 0,145

аКДФГн, баз.ур./индуц. (соотнош.) 0,571 ± 0,104 0,811 ± 0,054 а =3 а£=11 Р < 0,05 0,644 ± 0,117 0,574 ± 0,216

аКДФГосн, баз.ур./индуц. (соотнош.) 0,600 ± 0,144 0,716 ± 0,095 0,655 ± 0,068 0,470 ± 0,195

Таблица 3

Содержание продуктов ПОЛ у студентов с сопутствующими заболеваниями

Продукты ПОЛ Контроль (здоровые), п = 19 ЗК, п = 13 , 2 С 1 П 11 п ссс, п = 13 МПС, п = 15 СЧП, п = 19

ДК (гептан) 0,372 ± 0,001 0,374 ± 0,005 0,380 ± 0,004 0,373 ± 0,001 0,373 ± 0,002 0,373 ± 0,002

КиСТ (гептан) 0,037 ± 0,003 0,042 ± 0,007 0,042 ± 0,007 0,034 ± 0,001 0,042 ± 0,008 0,039 ± 0,002

ШО (гептан) 0,001 ± 0,001 0,002 ± 0,001 а = 2, а£=9 р < 0,05 0,003 ± 0,001 а = 2, а£=9 р < 0,05 0,001 ± 0,001 0,001 ± 0,001 0,001 ± 0,001

ДК (изопроп.) 0,295 ± 0,002 0,306 ± 0,011 0,307 ± 0,016 0,303 ± 0,003 0,296 ± 0,003 0,299 ± 0,003

КиСТ (изопроп.) 0,139 ± 0,009 0,144 ± 0,022 0,165 ± 0,017 а = 2, а£=9 р < 0,05 0,165 ± 0,028 а = 2, а£=8 р < 0,05 0,137 ± 0,010 0,146 ± 0,007

ШО (изопроп.) 0,006 ± 0,001 0,011 ± 0,006 а = 2, а£=9 р < 0,05 0,008 ± 0,008 а = 2, а£=9 р < 0,05 0,009 ± 0,004 а = 2, а£=8 р < 0,05 0,010 ± 0,005 а = 2, а£=8 р < 0,05 0,010 ± 0,003 а = 1, а£ = 8 р < 0,05

ДК (индуц.) 534,842 ± 21,976 474,739 ± 35,446 524,352 ± 114,450 536,103 ± 38,532 549,474 ± 38,441 541,536 ± 25,035

КиСТ (индуц.) 1186,155 ± 127,157 1075,914 ± 169,557 974,588 ± 203,766 996,848 ± 94,991 1104,628 ± 78,086 1075,591 ± 47,952

АП - - - Напряжение - Напряжение

Примечание. ЕО 232/220 - диеновые коньюгаты (ДК); 278/220 - кетодиены (КД) и сопряженные триены (СТ); 400/220 - шиффовы основания; АП - адаптационный материал.

Таблица 4

Содержание продуктов ОМБ у студентов г. Кунгура

ОМБ Контроль (здоровые), п = 19 ЗК, п = 13 ОД, п = 13 ССС, п = 13 КМС, п = 15 ОЗ, п = 12 МПС, п = 15 СЧП, п = 19

Общий белок, г/л 2,350 ± 0,084 5,336 ± 3,431 3,997 ± 1,482 2,889 ± 0,294 3,705 ± 0,934 2,765 ± 0,605 2,772 ± 0,251 4,115 ± 1,038

аАДФГ, ЕДоп/мл 2,113 ± 0,233 1,722 ± 0,136 2,180 ± 0,414 3,087 ± 0,231 Т = 9 = 10 р < 0,05 2,672 ± 0,405 Т = 11 а£ = 10 р < 0,05 2,742 ± 1,213 Т = 5 а£ = 10 р < 0,05 2,617 ± 0,410 а = 3 а£ = 11 р < 0,05 2,355 ± 0,275

аКДФГн, ЕДоп/мл 2,069 ± 0,148 1,807 ± 0,134 2,109 ± 0,405 3,015 ± 0,164 Т = 9 = 10 р < 0,05 2,456 ± 0,331 2,418 ± 0,631 2,448 ± 0,305 2,260 ± 0,217

аКДФГосн, ЕДоп/мл 1,150 ± 0,128 0,870 ± 0,085 1,232 ± 0,284 1,598 ± 0,257 Т = 9 а£ = 10 р < 0,05 1,275 ± 0,206 1,258 ± 0,107 1,179 ± 0,139 1,134 ± 0,130

аАДФГ, ЕДоп/мл, индуц. 4,683 ± 0,204 4,142 ± 0,408 4,503 ± 0,670 5,235 ± 0,667 4,416 ± 0,527 5,580 ± 0,192 Т = 5 р < 0,05 4,315 ± 0,275 4,127 ± 0,237

аКДФГн, ЕДоп/мл, индуц. 4,684 ± 0,371 4,233 ± 0,396 4,925 ± 0,901 4,259 ± 0,095 4,572 ± 0,722 4,902 ± 0,121 4,007 ± 0,330 4,124 ± 0,273

аКДФГосн, ЕДоп/мл, индуц. 2,299 ± 0,181 2,072 ± 0,184 2,582 ± 0,315 а = 3 = 11 р < 0,05 1,944 ± 0,100 2,323 ± 0,395 2,106 ± 0,157 1,811 ± 0,128 2,034 ± 0,136

аАДФГ, баз.ур./ индуц. (соотнош.) 0,471 ± 0,071 0,422 ± 0,061 0,509 ± 0,113 0,602 ± 0,089 0,640 ± 0,122 Т = 11 а£ = 10 р < 0,05 0,488 ± 0,201 0,619 ± 0,116 а = 3 а£ = 11 р < 0,05 0,576 ± 0,067 а = 4 а£ = 11 р < 0,05

аКДФГн, баз.ур./ индуц. (соотнош.) 0,475 ± 0,066 0,431 ± 0,047 0,455 ± 0,099 0,707 ± 0,023 Т = 9 а£ = 10 р < 0,05 0,581 ± 0,106 0,492 ± 0,117 0,622 ± 0,084 0,557 ± 0,054

аКДФГосн, баз.ур./ индуц. (соотнош.) 0,549 ± 0,091 0,420 ± 0,010 0,480 ± 0,089 0,820 ± 0,106 Т = 9 а£ = 10 р < 0,05 0,606 ± 0,129 0,601 ± 0,096 0,664 ± 0,093 0,565 ± 0,066

АП - - Напряж. Напряж. Напряж. Неуд. - Напряж.

фовых оснований (изопропанольная фаза) - на 33 %; при этом наблюдалось незначительное снижение уровня аскорбат-индуцированных диеновых конью-гатов, кетодиенов и сопряженных триенов.

В группе с заболеваниями ССС по сравнению с контрольной группой было обнаружено увеличение кетодиенов и сопряженных триенов (изопра-панольная фаза) на 19 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 50 % при понижение уровня аскорбат-индуцированных кетодиенов и

сопряженных триенов. Выявленные изменения содержания ПОЛ сопровождались одновременным напряжением механизмов адаптации.

В группе с заболеваниями МПС было обнаружено увеличение содержания гептанофильных кетодиенов и сопряженных триенов - на 14 %; шиффовых оснований (изопропанольная фаза) - на 67 % при незначительном понижении аскорбат-индуцированных кетодиенов и сопряженных триенов.

Проблемы здравоохранения

В группе с СЧП наряду с напряжением механизмов адаптации было обнаружено увеличение содержания шиффовых оснований (изопропаноль-ная фаза) на 67 % при понижении уровня аскор-бат-индуцированных кетодиенов и сопряженных триенов.

Таким образом, в группах студентов с сопутствующими заболеваниями из г. Кунгура наблюдалось заметное усиление процессов ПОЛ. Значительное увеличение кетодиенов и сопряженных триенов, оснований Шиффа при одновременном снижении уровня Ре2+/аскорбат-индуцированного ПОЛ, по сравнению с контролем, свидетельствует о недостаточно точном уровне антиоксидантной защиты.

Изменение показателей ОМБ у студентов г. Кунгура отражено в табл. 4.

В группе с заболеваниями ССС отмечено напряжение механизмов адаптации и по сравнению с контрольной группой наблюдалось повышение содержания динитрофенилгидразонов (ДФГ), а именно аАДФГ - на 46 %; аКДФГн - на 46 %; аКДФГосн - на 39 %; аАДФГ, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 12 %. Наблюдалось повышение соотношения динитрофенилгидразо-нов (ДФГ) базального уровня к индуцированному: аАДФГ - на 29 %; аКДФГн - на 49 %; аКДФГосн -на 49 %.

В группе с заболеваниями КМС при напряжении механизмов адаптации было отмечено повышенное содержание аАДФГ - на 27 %; аКДФГн -на 19 %; аКДФГосн - на 11 %. Также было отмечено повышение аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны - базальный уровень к индукции) - на 36 %; аКДФГн (базальный уровень к индукции) - на 22 %; аКДФГосн (базальный уровень к индукции) на 10 %.

В группе с заболеваниями МПС было отмечено повышенное содержание аАДФГ - на 24 %; аКДФГн - на 18 %. При этом было отмечено повышение соотношения динитрофенилгидразонов (ДФГ) базального уровня к индукции: аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны, базальный уровень) - на 31 %; аКДФГн - на 31 %; аКДФГосн - на 21 %.

В группе с заболеваниями ОЗ был отмечен неудовлетворительный уровень адаптации, а также повышенное содержание аАДФГ на 30 %; аКДФГн - на 17 %; аАДФГ, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 19 %; аКДФГн, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 25 %. При этом было отмечено повышение соотношения динитрофенил-гидразонов (ДФГ) базального уровня к индукции: аКДФГосн - на 10 %.

В группе с заболеваниями органов дыхания при напряжении механизмов адаптации было отмечено повышенное содержание аКДФГосн, индуцируемых в системе Ре2+/И202, - на 12 %.

В группе с сочетанной патологией наряду с напряжением механизмов адаптации наблюдалось незначительное повышение содержания аАДФГ -

на 12 % и аАДФГ (базальный уровень к индукции) -на 22 %; аКДФГн (алифатические кетон-динитро-фенилгидразоны нейтрального характера, 1 = 370, базальный уровень к индукции) - на 17 %.

Заключение. В группах студентов с сопутствующими заболеваниями, наблюдалось увеличение уровня аАДФГ (алифатические альдегид-динит-рофенилгидразоны) наиболее ранних маркеров повреждения, свидетельствующих о нарушении окислительного потенциала клетки, а также уровня аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенил-гидразоны нейтрального характера, 1 = 370) поздних маркеров окислительной деструкции белка, свидетельствующих о снижении резервно-адаптационных возможностей организма.

Студенты, проживающие в г. Кунгуре, имели более низкие показатели ПОЛ и ОМБ. Челябинск является одним из городов с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха, в котором сосредоточены экологически опасные промышленные производства, способствующие тому, что в городе сформировалась неблагоприятная экологическая обстановка, которая вероятнее всего влияет на уровень показателей ПОЛ и ОМБ студентов.

Литература

1. Баевский, Р.М. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии / Р.М. Баевский. - Л.: Медицина, 1979. - 298 с.

2. Дубинина, Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса / Е.Е. Дубинина // Вопр. мед. химии. - 2001. -Т. 47, № 6. - С. 561-581.

3. Лемешко, Б.Ю. Свойства и мощность некоторых критериев случайности и отсутствия тренда /Б.Ю. Лемешко, А. С. Комиссаров, А.Е. Щеглов // Научный вестник НГТУ. - 2012. - № 1(46). -С. 53-66.

4. Львовская, Е.И. Процессы перекисного окисления липидов в норме и особенности протекания ПОЛ при физических нагрузках / Е.И. Львовская, Н.М. Григорьева. - Челябинск, 2005. - 88 с.

5. Окислительная модификация белков и олигопептидов у больных хроническими дерматозами с синдромом эндогенной интоксикации / Т.В. Копы-това, О.Н. Дмитриева, Л.Н. Химкина, Г.А. Пантелеева // Фундаментальные исследования. - 2009. -№ 6. - С. 25-29.

6. Сопоставление различных подходов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах крови / И.А. Волчегорский, А.Г. Налимов, Б.Г. Ярвинский, Р.И. Лифшиц // Вопр. мед. химии. - 1989. - № 1. -С. 127-131.

7. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов перекисного окисления липидов / Е.И. Львовская, И.А. Волчегорский, С.Е. Шемяков, Р.И. Лифшиц // Вопр. мед. химии. - 1991. - № 4. -С. 92-93.

Поступила в редакцию 12 июня 2012 г.