Уровень метаболитов оксида азота и жирорастворимых витаминов-антиоксидантов в крови у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких на разных стадиях заболевания

ВЕСТНИК КАЗНМУ

УРОВЕНЬ МЕТАБОЛИТОВ ОКСИДА

АЗОТА И ЖИРОРАСТВОРИМЫХ ВИТАМИНОВ-АНТИОКСИДАНТОВ

В КРОВИ У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ЗАБОЛЕВАНИЯ

№3-2015

А.В. ЕФРЕМОВ, Р.Е. ТУЛЕУТАЕВА, И.Д. САФРОНОВ

ГБОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Минздрава России

УДК 616.233-002;577.352.38

Целью настоящего исследования явилось изучение содержания метаболитов оксида азота и жирорастворимых витаминов-антиоксидантов баланса в крови при ХОБЛ на разных стадиях развития патологического процесса. Полученные результаты свидетельствуют о снижении уровня продуктов метаболизма ЫО-радикала и содержания жирорастворимых антиоксидантов (а-токоферола, в-каротина и ретинола) в крови у пациентов с ХОБЛ в динамике прогрессирования заболевания. Ключевые слова: ХОБЛ, метаболиты ЫО-радикала, жирорастворимые антиоксиданты, кровь.

Введение. В последние годы интенсивно исследуется роль оксида азота (NO) в патогенезе болезней легких [15]. В результате было показано NO-зависимое бронхо- и вазодилатирующее действие [6]. Высокий уровень генерации N0 модулирует развитие воспалительной реакции, влияет на секреторную и метаболическую активность макрофагов и способен снижать синтез лейкотриенов, за счет возможности ингибирования 5-липооксигенз и НАДФН-оксигеназ [13]. Вместе с тем, некоторые исследователи отмечают, что при патологии легких, напротив, наблюдается снижение синтеза N0 и нарушение эндотелий зависимой регуляции сосудистого тонуса, что может быть связано с разной фазой воспаления или различиями в степени тяжести заболевания [8]. В тоже время известно, что развитие окислительного стресса при ХОБЛ сочетается с усилением продукции NO в результате активации iNOS [7, 12]. С другой стороны одним из механизмов регуляции активность NOS в организме являются жирорастворимые антиоксиданты [11]. Показано, что мощными модулятором активности NOS является витамин Е [14]. Причем эффект у-токоферола выше, чем а-токоферола [5]. Закономерно возникает вопрос о состоянии активности NO системы и уровне жирорастворимых антиоксидантов в организме при ХОБЛ. Поэтому целью настоящего исследования явилось изучение уровня продуктов метаболизма NO и содержания жирорастворимых антиоксидантов в крови при ХОБЛ на разных стадиях развития патологического процесса. Материал и методы исследования.

В соответствии с поставленной целью исследования было обследовано 217 пациентов с ХОБЛ, среди которых было 159 мужчин и 58 женщин в возрасте от 40 до 74 лет (56,7 ± 2,31 лет). Длительность ХОБЛ составляло от 3 до 32 лет. Наличие и степень тяжести ХОБЛ устанавливались в соответствии с критериями GOLD [9] и второго издания Федеральной программы по ХОБЛ [4]. Стадия I (легкое течение) отмечалось у 32 пациентов, стадия II (среднетяжелое

течение) - у 139 пациентов и стадия Ш-ГУ (тяжелое и крайне тяжелое течение) - у 46 пациентов.

Все исследования выполнялись в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной ассоциации «Этические принципы научных и медицинских исследований с участием человека» и «Правилами клинической практики в Российской Федерации», утвержденными Приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 г., № 266.

Определение продуктов метаболизма оксида азота ^Ох) в сыворотке крови проводили реакцией Griess [10] после восстановления нитритов до нитратов активированными медью гранулами кадмия, с последующим спектрофотометрическим исследованием. Уровень NOx определяли путем суммирования концентраций нитратов и нитритов. Содержание жирорастворимых антиоксидинтов (р-каротин, ретинол, а-токоферол) исследовались в сыворотке крови методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [2]. Результаты исследований статистически обрабатывали, вычисляя среднюю арифметическую величину (М), ошибку репрезентативности средней величины (т) и уровень значимости различий средних величин (р) на основании ^критерия Стьюдента с поправкой Бонферони для уровня достоверности 95 % (р < 0,05).

Результаты исследования и обсуждение.

При исследовании особенностей содержания NOx у пациентов с различной стадией течения ХОБЛ были установлены отличия в динамике оксида азота в зависимости от стадии заболевания (Таблица 1). Так, уровень NOx в сыворотке крови на начальных стадиях (I) заболевания являлся наиболее высоким в отличие от II и III-IV стадии ХОБЛ. Сравнение больных I и II стадии ХОБЛ выявило снижение содержания NOx в сыворотке крови в 1,37 раза, а сравнение больных I и ПНУ стадии - в 1,72 раза (р < 0,05).

Таблица 1 - Содержание NОx и жирорастворимых антиоксидантов в сыворотке крови у пациентов ХОБЛ с различной стадией

Показатели пациенты ХОБЛ

I стадия II стадия III-IV стадия

NOx (ммоль/мл) 12,1 ± 0,62 8,83 ± 0,54* 6,98 ± 0,39*

а-токоферол (мкмоль/л) 20,9 ± 0,76 16,5 ± 0,49* 15,1 ± 0,54*

в-каротин (мкмоль/л) 1,25 ± 0,11 0,96 ± 0,07* 0,73 ± 0,09*

ретинол (мкмоль/л) 2,01 ± 0,09 1,80 ± 0,07* 1,71 ± 0,08*

Примечание: * - р<0,05 по сравнению с I стадией заболевания

При оценке концентраций жирорастворимых антиоксидантов в крови на разных стадиях ХОБЛ было обнаружено, что их содержание на начальных стадиях заболевания являлся наиболее высоким в отличие от поздних стадий (табл.). Так, сравнение больных I и II стадии

ХОБЛ выявило снижение содержания а-токоферола в сыворотке крови в 1,27 раза, а сравнение больных I и Ш-ГУ стадии - в 1,38 раза (р < 0,05). Аналогичная закономерность наблюдалась и при анализе изменения содержания каротина и ретинола в крови при прогрессировании ХОБЛ.

№3-2015

Таким образом, результаты определения уровня оксида азота в сыворотке крови пациентов с ХОБЛ выявили достоверное снижение его уровня. Это может быть обусловлено тем, что воспалительный процесс сопровождается активацией свободнорадикальных реакций, в результате которых происходит избыточная генерация пероксинитрита ^N00-) и нарушение нитроксидергических процессов. Возможно, это также обусловлено уменьшением образования N0 по окислительному пути метаболизма аргинина [3]. Следовательно, можно предположить, что снижение уровня N0x в крови у пациентов с различной стадией течения заболевания может свидетельствовать о степени тяжести окислительного стресса при ХОБЛ. Причем известно, что окислительный стресс характеризуется истощением потенциала антиоксидантной защиты [1]. Обнаруженное уменьшение содержания жирорастворимых

антиоксидантов (а-токоферола, каротина и ретинола) в крови у пациентов с различной стадией течения ХОБЛ является тому подтверждением.

Полученные данные наглядно демонстрируют тот факт, что одним из важных механизмов прогрессирования ХОБЛ является окислительный стресс, характеризующийся изменением активности свободнорадикальных реакций и процессов антиоксидантного контроля. Причем возможно, что снижение уровня антиоксидантного потенциала в условиях хронического воспаления способствует повышенной изнашиваемости клеточно-тканевых структур респираторного тракта, с последующим нарушением их функции, как на уровне бронхолегочного аппарата, так и организма в целом.

Заключение.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: Биохимический и патофизиологический аспекты. - М.: Наука,

2 Микичур Н.И. Сафронов И.Д. Микрометод определения различных форм токоферола для оценки компенсаторных и патологических состояний организма // Проблемы оценки и прогнозирования функциональных состояний организма в прикладной физиологии. - Фрунзе, 1988. - C. 238-240.

3 Реутов В.П., Сорокина Е.Г. NO-синтазная и нитритредуплектазная компоненты цикла оксида азота // Биохимия. - 1998. - Том 63, № 7. - С. 1029-1040

4 Хроническая обструктивная болезнь легких. Федеральная программа/ Под ред. акад. РАМН, профессора А. Г. Чучалина. — 2-е изд., перераб. и доп. — М., 2004. — 61 с.

5 Christen S. Gamma-tocopherol traps mutagenic electrophiles such as NOx and complements alpha-tocopherol / / Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1997. - Vol 94. - P. 3217-3222

6 Clini E., Ambrosino N. Nitric oxide and pulmonary circulation // Med Sci Monit. - 2002. - Vol 8, № 8. - P. 178-182

7 Corradi M., Pesci A., Casana R. Nitrate in exhaled breath condensate of patients with different airway diseases // Nitric Oxide. - 2003. -Vol 8, № 1. - P. 26-30

8 Dinh-Xuan, A.T., Higenbottam, T.W., Clelland, C.A. Impairment of endothelium-dependent pulmonary-artery relaxation in chronic obstructive lung disease // N. Engl. J. Med. - 1991. - Vol 324. - P. 1539-1547

9 Global Initiative for Chronic Obstructive Pulmonary Disease (GOLD). Global Strategy for the Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. // NHLBI/WHO Workshop Report. Publication № 2701. 2001; 100 p

10 Granger DL, Taintor RR, Boockvar KS, Hibbs JB Jr. Measurement of nitrate and nitrite in biological samples using nitrate reductase and Griess reaction // Methods Enzymol. - 1996. - Vol 268. - P. 142-151

11 Navarro A., Gomez C., Sanchez-Pino M.J. Vitamin E at high doses improves survival, neurological performance, and brain mitochondrial function in aging male mice // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. - 2005. - Vol. 289. - P. 1392-1399

12 Nevin B.J., Broadley K.J. Nitric oxide in respiratory diseases // Pharmacol Ther. - 2002. - Vol. 95, № 3. - P. 259-293

13 Ricciardolo F.L., Di Stefano A., Sabatini F., Folkerts G. Reactive nitrogen species in the respiratory tract //Eur J Pharmacol. - 2006.- Vol. 533, № 1-3. - P. 240-252

14 Sacha B., Zierler S., Lehnardt S., Weber J.R., Kerschbaum H.H. Heterogeneous effects of distinct tocopherol analogues on NO release, cell volume, and cell death in microglial cells // J Neurosci Res. - 2008. - Vol. 86, № 16. - P. 3526-3535

15 Sugiura H., Ichinose M. Nitrative stress in inflammatory lung diseases //Nitric Oxide. - 2011. - Vol. 25, № 2. - P. 138-144

А.В. ЕФРЕМОВ, Р.Е. ТУЛЕУТАЕВА, И.Д. САФРОНОВ

9КПЕНЩ СОЗЫЛМАЛЫ ОБСТРУКТИВТ1 АУРУЫ БАР НАУКАСТАРДЫН, АУРУДЫН, ЭРТYРЛI КЕЗ1НДЕГ1 АЗОТ СЫЦАР ТОТЬ^ЫНЫН, МЕТАБОЛИТТЕР1 ЖЭНЕ МАЙДА ЕР1Г1Ш ДЭРУМЕН-АНТИОКСИДАНТТАРДЫН, ДЕН.ГЕЙ1

tywh: Осы зерттеудщ ма;саты азот сыцар тотыгыныц метаболиттерш жэне майда ершш дэрумен-антиоксиданттардыц 0СОА-да, патологиялы; процесстщ эртYрлi кезецдершде, ;андагы балансын зерделеу болды. Алынган нэтижелер 0СОА бар нау;астарда аурудыц динамикада Yдеуi кезшде NO-радикалдыц метаболизм ешмдершщ жэне майда ерМш антиоксиданттардыц (а-токоферол, ß-каротин жэне ретинол) мелшершщ темендеуш дэлелдейдъ

TYrnH4i сездер: 0СОА, NO-радикал метаболиттерш майда ерМш антиоксиданты, кровь.

A.V. EFREMOV, R.E. TULEUTAEVA, I.D. SAFRONOV

LEVEL NITRIC OXIDE METABOLITES AND FAT-SOLUBLE ANTIOXIDANT VITAMIN IN THE BLOOD OF PATIENTS WITH CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE AT DIFFERENT DISEASE STAGES

Resume: The purpose of this study was to examine the contents of nitric oxide and lipid-soluble antioxidant vitamins balance in the blood in patients with COPD at different stages of development of the pathological process. The results obtained show a decrease in the level of metabolic products of NO-radical, and the content soluble antioxidant (a-tocopherol, p-carotene and retinol) in the blood of patients with COPD progression in dynamics.

Keywords: COPD, metabolites NO-radical, liposoluble antioxidants, blood.

2001.- 343 с