ЯК занимает одну из ведущих позиций в структуре болезней желудочно-кишечного тракта и остается одной из наиболее серьезных проблем современной гастроэнтерологии [8].
Социальную значимость ЯК определяет преобладание заболевания среди лиц молодого трудоспособного возраста – пик заболеваемости ЯК приходится на 20–30 лет, а также ухудшение качества жизни из-за хронизации процесса, ранней инвалидизации, а следовательно, частого стационарного лечения [6, 2].
Распространенность ЯК составляет от 21 до 268 случаев на 100 тысяч населения. Ежегодный прирост заболеваемости составляет 5–20 случаев на 100 тысяч населения, и этот показатель продолжает увеличиваться (приблизительно в 6 раз за последние 40 лет) [6].
В патогенезе заболевания важное значение имеют изменения иммунологической реактивности, дисбиотические сдвиги, аллергические реакции, генетические факторы, нервно-психические нарушения [1].
Существенный вклад в патогенез ЯК вносит оксидативный стресс (ОС) с накоплением свободных радикалов кислорода, обладающих прямым токсическим действием [7,5]. Активная генерация кислородных радикалов при воспалительных процессах в слизистой оболочке толстой кишки сопряжена с мобилизацией многокомпонентной антиоксидантной системы (АОС), контролирующей уровень продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ). От полноценности функционирования антиоксидантных ферментов зависит степень повреждающего действия активных форм кислорода (АФК) на кишечную стенку, образующихся в результате ОС [3]. Основными АФК в толстой кишке являются гидроксильные свободные радикалы, супероксидный радикал и перекись водорода, в то время как супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза (ГЛП) и каталаза являются основными антиоксидантными ферментами [10].
В проведенных ранее исследованиях показано, что при ЯК наблюдается снижение активности антиоксидантных ферментов, что приводит к значительному увеличению малонового диальдегида (МДА), являющегося одним из конечных продуктов ПОЛ, что свидетельствует о функциональной напряженности АОС и её истощении [9,4]. Установлено, что ОС является ключевым фактором в развитии ассоциированного с ЯК колоректального рака [9].
В доступной нам литературе нет однозначных сведений о состоянии АОС и пероксидации липидов у пациентов с ЯК в зависимости от тяжести атаки и клинико-эндоскопического варианта заболевания, а также о влиянии базисной противовоспалительной терапии на показатели ОС у данной категории больных.
В связи с изложенными выше фактами, изучение системы антиоксидантной защиты и особенностей пероксидации липидов при ЯК является перспективным направлением гастроэнтерологии.
Цель исследования – изучить уровень каталазы, ГЛП и МДА в сыворотке крови у больных ЯК, а также взаимосвязи данных показателей с тяжестью атаки заболевания. Оценить динамику выявленных нарушений в процессе базисной противовоспалительной терапии.
Материал и методы исследования. В простом открытом исследовании приняли участие 100 пациентов с ЯК с впервые выявленными формами заболевания и ранее установленным диагнозом в фазе обострения. Средний возраст составил 34,34±11,47 лет, 57 мужчин и 43 женщины (57 % и 43 % соответственно). Пациенты обследованы на базе гастроэнтерологического и хирургического отделений ГБУЗ КМСЧ №1, ГКБ №2 (г. Пермь). Диагноз ЯК устанавливали на основании Российских рекомендаций по диагностике и лечению взрослых больных ЯК [6]. Степень тяжести атаки ЯК определяли на основании критериев Truelove, Witts, дополненных М.Х. Левитаном; индекса клинической и эндоскопической активности (ИКА и ИЭА) по В. Rachmilewits (1989). Проводили исследование показателей системного воспаления: скорости оседания эритроцитов (СОЭ) и С-реактивного протеина (СРБ).
Уровень каталазы в сыворотке крови исследовали при помощи метода Королюк М.А. (1988 г.), который основан на способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный комплекс. Активность ГЛП определяли на фотометре по скорости окисления НАДФН в инкубационной пробе при длине волны 340 нм (Вавилова Т.П., Евстафьева О.Л., Островская И.Г., 2010 г.). Концентрацию МДА в сыворотке крови определяли по реакции с тиобарбитуровой кислотой фотометрическим методом А. Кона и В. Ливерсейджа в модификации Ю.В. Владимирова и А.В. Арчакова (1972) при длине волны 540 нм. Исследование проводилось с использованием фотоэлектроколориметра КФК-2.
Все пациенты получали базисную противовоспалительную терапию: препараты месалазина (5-АСК) «Салофальк» (фирма «Доктор Фальк», Германия) перорально и ректально; глюкокортикоиды (ГК) «Преднизолон» («Мосхимфармпрепараты им. Н.А.Семашко», «Новосибхимфарм», Россия) парентерально, перорально и ректально). Дозы и способ введения определяли в зависимости от степени тяжести и формы ЯК. Всем пациентам провели комплексное обследование до и через 6 месяцев после назначения терапии. Аналогичная группа по полу и возрасту явилась контрольной; она включала 50 практически здоровых лиц, не имеющих заболеваний пищеварительной системы.
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием программы Statistica 6.1. Данные описывали с помощью среднего арифметического и стандартного отклонения (М±σ). Для оценки значимости различий зависимых групп применяли непараметрический критерий Вилкоксона, а независимых групп – критерий Манна – Уитни. Количественную оценку линейной зависимости между двумя случайными величинами определяли с использованием коэффициента ранговой корреляции по Спирмену (rS). Различия считались достоверными при р<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе исследования было выявлено достоверное снижение уровней антиоксидантных ферментов в группе пациентов с ЯК в сравнении с практически здоровыми лицами. При этом уровень фермента каталазы в среднем был ниже в 2,74 раза, а ГЛП – в 2,02 раза по сравнению с группой контроля (р=0,0000 и р=0,0000 соответственно) (табл. 1). Средний показатель МДА оказался в 2,82 раза выше у больных ЯК, чем в группе здоровых лиц (р=0,0007) (табл. 1).
Таблица 1
Уровень ферментов каталазы, ГЛП и МДА в сыворотке крови больных ЯК и в группе практически здоровых лиц, М ± σ
|
Показатели |
Контрольная группа (n=50) |
Больные ЯК (n=100) |
р |
|
Каталаза, мкат/л |
26,66±6,53 |
9,72±4,02 |
0,0000 |
|
ГП, мкмоль/л |
25,28±5,63 |
12,49±6,17 |
0,0000 |
|
МДА, мкмоль/л |
1,94±1,00 |
5,49±3,42 |
0,0007 |
Примечание: р – статистически значимые результаты.
При сравнительном анализе уровней каталазы и ГЛП в зависимости от тяжести атаки ЯК минимальные значения были получены при тяжелых формах заболевания (6,6±2,21 мкат/л и 9,46±3,95 мкмоль/л соответственно). Тогда как при легкой и среднетяжелой атаке ЯК концентрация данных показателей была значимо выше (табл. 2). Уровень МДА в сыворотке крови нарастал по мере увеличения тяжести атаки ЯК и при тяжелой форме составил 9,95±4,04 мкмоль/л (табл. 2).
Таблица 2
Уровень антиоксидантных ферментов и МДА в сыворотке крови в зависимости от тяжести атаки ЯК, М ± σ
|
Показатели |
Тяжесть атаки ЯК |
р |
||
|
Легкая |
Средняя |
Тяжелая |
||
|
Каталаза, мкат/л |
14,74±2,58 |
11,58±2,26 |
6,6±2,21 |
р1-2=0,0036 р 2-3=0,0000 р 1-3=0,0000 |
|
ГП, мкмоль/л |
18,12±9,15 |
12,02±3,24 |
9,46±3,95 |
р1-2=0,025 р 2-3=0,041 р 1-3=0,0003 |
|
МДА, мкмоль/л |
2,67±1,15 |
3,98±1,52 |
9,95±4,04 |
р1-2=0,029 р 2-3=0,0000 р 1-3=0,0000 |
Примечание: р – статистически значимые результаты.
Таким образом, ЯК в фазе активного воспаления характеризуется активацией процессов свободнорадикального окисления (СРО), усилением пероксидации липидов, проявляющимся повышением уровня МДА и истощением механизмов антиоксидантной защиты со снижением выработки ферментов каталазы и ГЛП. Данные процессы усугубляются с увеличением тяжести атаки ЯК.
В ходе корреляционного анализа была выявлена достоверная прямая взаимосвязь ферментов антиоксидантной защиты между собой (r = 0,53; р = 0,00006). Уровень МДА находился в отрицательной достоверной связи средней силы с показателями каталазы и ГЛП (табл. 2). То есть, чем выше уровень МДА, тем ниже концентрация ферментов АОС.
Также выявлены значимые отрицательные взаимосвязи ферментов АОС и выраженная прямая корреляционная взаимосвязь уровня МДА с тяжестью атаки ЯК (табл. 3). Отмечена обратная связь средней силы между уровнем каталазы, ГЛП и распространенностью патологического процесса в толстой кишке (r = - 0,53; р = 0,0000 – для каталазы и r = - 0,60; р = 0,00006 – для ГЛП). Кроме того, получена сильная прямая связь концентрации МДА с локализацией воспаления при ЯК (r = - 0,75; р = 0,0000) (таб. 3).
Таблица 3
Взаимосвязи исследуемых показателей в группе пациентов с ЯК
|
Показатели |
rS |
p |
|
Каталаза/ ГЛП |
0,53 |
0,00006 |
|
Каталаза/ МДА |
-0,61 |
0,0000 |
|
МДА/ГЛП |
-0,52 |
0,0000 |
|
Тяжесть атаки ЯК/Каталаза1, ГЛП2, МДА3 |
-0,811; -0,462; 0,763 |
0,00001; 0,00072; 0,00003 |
|
ИЭА/ Каталаза1, ГЛП2, МДА3 |
-0,531; -0,602; 0,613 |
0,00001; 0,00002; 0,00003 |
|
Локализация процесса*/ Каталаза1, ГЛП2, МДА3 |
-0,651; -0,492; 0,753 |
0,00001; 0,00022; 0,00003 |
|
СРБ / Каталаза1, ГЛП2, МДА3 |
-0,701; -0,562; 0,813 |
0,00001; 0,00022; 0,00003 |
|
СОЭ / Каталаза1, ГЛП2, МДА3 |
-0,641; -0,442; 0,613 |
0,00001; 0,0012; 0,00003 |
Примечание: rS – коэффициент корреляции Спирмена; р – значимость корреляции связей. *Проктит, левосторонний колит (включая проктосигмоидит), тотальный колит.
Таким образом, существование достоверной корреляционной взаимосвязи между ферментами АОС и уровнем МДА, а также наличие значимых связей данных показателей с тяжестью атаки ЯК, распространенностью патологического процесса, ИЭА, уровнями СОЭ и СРБ свидетельствуют об активации процессов СРО и накоплению в ткани толстой кишки токсичных свободных радикалов, что усугубляет воспалительный процесс и эндогенную интоксикацию.
После проведения базисной противовоспалительной терапии ЯК препаратами 5-АСК и ГК было выявлено достоверное повышение ферментов антиоксидантной защиты и снижение сывороточного уровня МДА (табл. 4). Уровень каталазы в сыворотке крови увеличился в 2,15 раз, а ГЛП – в 1,6 раза. Тогда как концентрация МДА уменьшилась в 2,18 раз у пациентов с ЯК после базисной терапии.
Таблица 4
Уровень ферментов каталазы, ГЛП и МДА в сыворотке крови больных ЯК и до и после базисной терапии, М ± σ
|
Показатели |
Больные ЯК (n=100) |
р |
|
|
До терапии |
После терапии |
||
|
Каталаза, мкат/л |
9,72±4,02 |
20,90±5,01 |
0,0000 |
|
ГП, мкмоль/л |
12,49±6,17 |
20,34±4,71 |
0,0000 |
|
МДА, мкмоль/л |
5,49±3,42 |
2,51±1,19 |
0,0000 |
Примечание: р – статистически значимые результаты.
Полученные данные свидетельствуют о том, что у больных ЯК имеется дисбаланс между прооксидантными и антиоксидантными реакциями, который приводит к накоплению продуктов СРО, активации ПОЛ, повреждению клеточных мембран и формированию окислительного стресса у данной категории больных. Купирование воспалительного процесса в толстой кишке у больных ЯК при помощи препаратов 5-АСК и ГК приводит к улучшению работы АОС и уменьшению пероксидации липидов.
Выводы:
- У больных язвенным колитом выявлено значимое снижение концентрации в сыворотке крови ферментов антиоксидантной защиты: каталазы и глютатионпероксидазы, а также повышение уровня малонового диальдегида, являющегося конечным продуктом перекисного окисления липидов.
- Выявлена значимая взаимосвязь ферментов антиоксидантной защиты и малонового диальдегида между собой, а также с тяжестью атаки язвенного колита, индексом эндоскопической активности, уровнем СОЭ, С-реактивного протеина и распространенностью патологического процесса в стенке толстой кишки.
- Полученные данные позволяют использовать определение уровня каталазы, глютатионпероксидазы и малонового диальдегида в качестве дополнительных неинвазивных методов оценки тяжести патологического процесса при язвенном колите.
- Противовоспалительная терапия препаратами месалазина и глюкокортикоидами привела к увеличению уровня каталазы, глютатионпероксидазы и снижению концентрации малонового диальдегида в сыворотке крови, что способствовало восстановлению баланса между прооксидантными и антиоксидантными реакциями и уменьшению перекисного окисления липидов.