Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,120

КСАНТИНОКСИДОРЕДУКТАЗА: АКТИВНОСТЬ В ПЛАЗМЕ КРОВИ И ЛИМФОЦИТАХ У БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ

Бедина С.А. 1 Мозговая Е.Э. 1 Трофименко А.С. 1 Спицина С.С. 1 Мамус М.А. 1
1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной ревматологии им. А.Б. Зборовского»
В статье представлен ферментный профиль ксантиноксидоредуктазы (КОР) плазмы крови и лизатов лимфоцитов у больных ревматоидным артритом (РА) в зависимости от рентгенологической стадии (РС) и функционального класса (ФК). В исследование включены 35 практически здоровых лиц и 77 больных РА. Диагноз РА установлен в соответствии с критериями ACR/EULAR 2010. Лимфоциты выделяли методом А. Böyum в градиенте плотности 1,077–1,079 г/мл. Активность ксантиноксидазы (КО) и ксантиндегидрогеназы (КДГ) определяли методом спектрофотометрии. Референтный диапазон для КО – 2,29–4,31 нмоль/мин/мл и 14,11–31,33 нмоль/мин/мл; для КДГ – 4,52–5,97 нмоль/мин/мл и 18,62–39,64 нмоль/мин/мл в плазме и лимфоцитах соответственно. В исследуемых биологических средах выявлено изменение ферментного профиля КОР, демонстрирующее отчетливую зависимость показателей активности КО и КДГ от ФК и в меньшей степени – от РС поражения суставов. Уровень активности КО в плазме выше 4,78 нмоль/мин/мл, и/или активности КО в лимфоцитах ниже 14,3 нмоль/мин/мл, и/или активности КДГ в лимфоцитах ниже 18,13 нмоль/мин/мл может свидетельствовать о появлении деструктивных процессов в пораженных суставах и необходимости корректировки лечения.
ревматоидный артрит
ксантиноксидоредуктаза
ксантиноксидаза
ксантиндегидрогеназа
плазма крови
лимфоциты
1. Meng X.H., Wang Z., Zhang X.N., Xu J., Hu Y.C. Rheumatoid Arthritis of Knee Joints: MRI-Pathological Correlation. Orthop Surg. 2018. Vol. 10 (3). P. 247-254. DOI: 10.1111/os.12389.
2. Sudoł-Szopińska I., Jans L., Teh J. Rheumatoid arthritis: what do MRI and ultrasound show. J. Ultrason. 2017. Vol. 17 (68). P. 5-16. DOI: 10.15557/JoU.2017.0001.
3. Smolen J.S., Aletaha D., McInnes I.B. Rheumatoid arthritis. Lancet. 2016. Vol. 388 (10055). P. 2023-2038. DOI: 10.1016/S0140-6736(16)30173-8.
4. Neumann E., Frommer K., Diller M., Müller-Ladner U. Rheumatoid arthritis. Z. Rheumatol. 2018. Vol. 77 (9). P. 769-775. DOI: 10.1007/s00393-018-0500-z.
5. Mateen S., Moin S., Khan A.Q., Zafar A., Fatima N. Increased Reactive Oxygen Species Formation and Oxidative Stress in Rheumatoid Arthritis. PLOS ONE. 2016. Vol. 11 (4). P. e0152925. DOI: 10.1371/journal.pone.0152925.
6. Battelli M.G., Polito L., Bortolotti M., Bolognesi A. Xanthine Oxidoreductase-Derived Reactive Species: Physiological and Pathological Effects. Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2016. P. 3527579. DOI: 10.1155/2016/3527579.
7. Зборовская И.А., Бедина С.А., Трофименко А.С., Мозговая Е.Э. Влияние обезболивающих препаратов на активность ферментов пуринового метаболизма в плазме крови и лимфоцитах у больных ревматоидным артритом // Российский журнал боли. 2018. № 3(57). С. 47-53. DOI: 10.25731/RASP.2018.03.018.
8. Чичасова Н.В. Деструкция хряща при ревматоидном артрите, связь с функциональными нарушениями // Современная ревматология. 2014. № 4. С. 60–71. DOI: 10.14412/2074-2711-2014-4-60-71.
9. Bombardier C., Barbieri M., Parthan A., Zack D.J., Walker V., Macarios D., Smolen J.S. The relationship between joint damage and functional disability in rheumatoid arthritis: a systematic review. Annals of the Rheumatic Diseases 2012. Vol. 71. P. 836-844. DOI: 10.1136/annrheumdis-2011-200343.
10. Бедина С.А., Трофименко А.С., Мозговая Е.Э., Спицина С.С., Мамус М.А., Тихомирова Е.А. Активность ферментов прооксидантной и антиоксидантной систем в плазме крови больных ревматоидным артритом // Якутский медицинский журнал. 2020. 2 (70). C. 28-30. DOI: 10.25789/YMJ.2020.70.08.
11. Bala A., Mondal C., Haldar P.K., Khandelwal B. Oxidative stress in inflammatory cells of patient with rheumatoid arthritis: clinical efficacy of dietary antioxidants. Inflammopharmacology. 2017. Vol. 25 (6). P. 595-607. DOI: 10.1007/s10787-017-0397-1.

Ревматоидный артрит (РА) – распространенное аутоиммунное заболевание соединительной ткани неизвестной этиологии, характеризующееся стойким синовиальным воспалением и разрушением суставов, которым страдает примерно 1% населения мира, при этом около 50% больных теряют трудоспособность в течение 10 лет после начала заболевания [1]. Хотя патогенез его до конца не изучен, очевидно, что болезнь поражает синовиальные суставы и проявляется такими клиническими симптомами, как боль, припухлость, скованность в суставах, сопровождающимися нарушением их функции. Довольно рано у больных РА возникает нарушение структуры суставов. Уже в течение первых двух лет от начала заболевания регистрируются рентгенологические признаки деструкции пораженных суставов: субхондральный остеопороз, единичные костные эрозии. В дальнейшем хронический воспалительный процесс в суставах приводит к прогрессирующему разрушению суставов, их деформации, функциональным нарушениям, анкилозированию и в конечном итоге – к стойкой инвалидности и ухудшению качества жизни [1, 2].

Установлено, что в основе патогенеза РА лежит нарушение иммунорегуляторных процессов, зона ответственности которых распространяется на развитие реакций клеточного и гуморального иммунитета. В результате сбоя этих механизмов развивается хроническое воспаление с поражением в первую очередь суставов, а также различных систем внутренних органов [3]. При этом существенная роль в деструкции хрящевой и субхондральной костной ткани воспаленных суставов с развитием эрозивного артрита отводится паннусу, который представляет собой пролиферирующий синовий [1, 2]. Воспалительная реакция в синовиальной оболочке приводит к притоку периферических иммунокомпетентных клеток: лимфоцитов, нейтрофилов, макрофагов, а также к активации местных клеток. Высвобождаемые ими хемокины и особенно цитокины играют ключевую роль в хронизации воспаления. Клеточные и иммунологические процессы при РА тесно взаимосвязаны [4]. Таким образом, в прогрессирующей деструкции суставов ключевая роль принадлежит нарушениям в системе клеточного и гуморального иммунитета, запускающим глубокие механизмы, способствующие инициации воспаления и его хронизации уже на ранних стадиях заболевания. В то же время в патогенезе РА не менее важное значение отводится окислительному стрессу (ОС), развивающемуся в результате изменения баланса между прооксидантной и антиоксидантной системами организма. Избыточная генерация свободных радикалов и снижение нейтрализующей способности организма сопровождаются повреждением клеточных мембран и внутриклеточных структур белков и липидов [5]. Ферментный комплекс ксантиноксидоредуктаза (КОР), образованный дегидрогеназной и оксидазной формами: ксантиндегидрогеназой (КДГ) и ксантиноксидазой (КО) соответственно, является одним из источников активных форм кислорода (АФК), образующихся в ходе реакций, катализируемых этим энзимом [6].

За последние два десятилетия благодаря новым стратегиям ведения РА, появлению новых биологических методов лечения и более эффективному использованию традиционных модифицирующих противоревматических препаратов было достигнуто значительное улучшение прогноза заболевания. Однако стремительное прогрессирование деструктивных процессов в суставах и их запоздалое обнаружение часто приводят к необратимому разрушению суставов и глубокой инвалидности. В связи с этим своевременная диагностика РА, выявление ранних структурных изменений и соответствующая терапия на ранних этапах заболевания признаны важными факторами, влияющими на улучшение отдаленных клинических исходов [2].

Цель исследования – описание профиля КОР в плазме и лимфоцитах у больных РА в зависимости от рентгенологической стадии (РС) и функционального класса (ФК).

Материал и методы исследования

В исследование включены 112 человек: 77 (20 мужчин и 57 женщин) больных ревматологического отделения ГУЗ «ГКБСМП № 25» г. Волгограда с верифицированным диагнозом РА в соответствии с критериями ACR/EULAR (2010 г.) и 35 (16 мужчин и 19 женщин) практически здоровых людей – доноров станции переливания крови. Больные РА составили основную группу, практически здоровые доноры – референтную (контрольную) группу. Средний возраст (Me [Q25; Q75]) контрольной группы – 39 [34; 46] лет, основной – 45 [37; 49] лет. Уровень активности РА оценивался по индексу DAS28. По полу и возрасту контрольная группа была сопоставима с основной.

Для исследования использовали плазму и периферические лимфоциты венозной крови. Лимфоциты выделяли методом А. Böyum в градиенте плотности 1,077–1,079 г/мл с использованием лимфосепа («JCN Biomedicals») [7]. Определение жизнеспособности клеток и их подсчет проводили в камере Горяева микроскопическим методом с предварительным окрашиванием суспензии лимфоцитов в 0,2%-ном растворе трипанового синего. Окрашенные клетки из подсчета исключали, поскольку они признавались нежизнеспособными. На следующем этапе лимфоциты лизировали в 1%-ном растворе тритона Х-100 с последующим трехкратным замораживанием – оттаиванием суспензии клеток и центрифугированием. Определение активности ферментов проводили спектрофотометрически с длиной волны для КО – 293 нм, а для КДГ – 340 нм и выражали в нмоль/мин/мл, для лимфоцитов – в пересчете на 107 клеток в 1 мл [7].

Статистическую обработку результатов проводили с использованием программного пакета Statistica 6.0. Для сравнения групп использовали U test Mann–Whitney. Данные, полученные в результате статистического анализа, представляли в виде: Мe [Q25; Q75], где Мe – медиана, Q25 и Q75 – 25-й и 75-й процентили соответственно. Частоту встречаемости признака выражали в процентах. Для анализа статистических связей признаков проводили корреляционный анализ по Спирмену. Достоверными различия считались при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Клиническая характеристика больных РА представлена в таблице 1. Группу больных РА в основном составили пациенты со 2-й степенью активности (63%) и без системных (внесуставных) проявлений (66%). Среди больных РА преобладали пациенты с II–III стадией поражения суставов и II–III ФК. Существенной зависимости между стадией поражения суставов и степенью активности РА нами не обнаружено. Однако с увеличением продолжительности болезни определялась явная тенденция к прогрессированию поражения суставов: I–II РС наблюдалась при длительности РА до 5 лет, при продолжительности болезни 6–10 лет преимущественно (в 87,8% случаев) развивалась II–III, а при длительности болезни свыше 11 лет – III–IV стадии (62,3%). Увеличение активности ревматоидного процесса сопровождалось прогрессированием потери функциональных возможностей суставов. В то же время у 2 больных с минимальной активностью РА наблюдался ФК IV. В данных случаях одновременно диагностировалась и III–IV РС поражения суставов. Мы обнаружили четкую тенденцию параллельного увеличения РС поражения суставов и ФК (r=0,77; p<0,001). Однако в единичных случаях наблюдали существенное нарушение функции суставов при минимальной РС, сопровождающееся высокой активностью РА.

Таблица 1

Клиническая характеристика больных РА

Оцениваемый показатель

Больные РА

Средняя продолжительность болезни, Me [Q25; Q75], лет

8 [6; 10]

Активность по DAS 28: 1/2/3, n (%)

16 (21)/49 (63)/12 (16)

Наличие системных проявлений: есть/нет, n (%)

26 (34)/51 (66)

Рентгенологическая стадия (по Штейнброкеру): I/II/III/IV, n (%):

7 (9)/40 (52)/24 (31)/6 (8)

Функциональный класс: II/III/IV, n (%)

33 (43)/38 (49)/6 (8)

Серопозитивность по РФ: есть/нет, n (%)

59 (77)/18 (23)

Серопозитивность по АЦЦП: есть/нет, n (%)

69 (90)/8 (10)

В референтной группе в обеих биологических средах зависимость активности ферментов от пола и возраста не выявлена, и данные параметры не принимались во внимание при изучении показателей активности энзимов в основной группе. 95-процентильный интервал для КО – 2,29–4,31 нмоль/мин/мл и 14,11–31,33 нмоль/мин/мл; для КДГ – 4,52–5,97 нмоль/мин/мл и 18,62–39,64 нмоль/мин/мл в плазме и лимфоцитах соответственно. У больных РА в целом по группе по сравнению со здоровыми людьми активность КО увеличивалась в плазме и снижалась в лимфоцитах, в то время как активность КДГ снижалась и в плазме, и в лимфоцитах (табл. 2).

Таблица 2

Активность ферментов плазмы крови и лимфоцитов больных РА в зависимости от рентгенологической стадии и функционального класса (Me[Q25; Q75])

Группа

Плазма

Лимфоциты

КО

КДГ

КО

КДГ

Здоровые, n=35

3,28

[3,05; 3,38]1

5,30

[4,83; 5,41]2

20,94

[18,68; 22,67]3

29,76

[26,56; 33,70]4

РА (группа в целом), n=75

5,50

[4,91; 6,10]1

4,88

[4,43; 5,31]2

11,70

[9,99; 12,90]3

15,21

[12,85; 17,86]4

 

p1<0,001

p2=0,059

3р˂0,001

4р˂0,001

Стадия I, n=7

4,93

[3,90; 5,57]5,9,13

4,24

[3,88; 4,76]6,10,14

13,92

[10,51; 15,70]7,11,15

19,30

[11,88; 22,37]8,12,16

Стадия II, n=39

5,47

[4,92; 6,14]5,17,21

5,12

[4,48; 5,34]6,18,22

11,16

[9,17; 12,65]7,19,23

15,14

[13,57; 16,27]8,20,24

Стадия III, n=24

5,91

[5,45; 6,21]9,17,25

4,67

[4,37; 4,86]10,18,26

10,70

[9,27; 11,68]11,19,27

13,95

[12,19; 15,58]12,20,28

Стадия IV, n=7

5,35

[4,93; 5,69]13,21,25

5,25

[4,66; 5,82]14,22,26

12,07

[11,15; 13,02]15,23,27

15,49

[15,04; 17,78]16,24,28

 

5p=0,043

9p=0,012

13p=0,259

17p=0,078

21p=0,078

25p=0,012

6p=0,025

10p=0,139

14p=0,026

18p=0,083

22p=0,320

26p=0,128

7p=0,113

11p=0,038

15p=0,535

19p=0,372

23p=0,227

27p=0,043

8p=0,113

12p=0,061

16p=0,318

20p=0,071

24p=0,306

28p=0,017

ФК II, n=30

5,17

[4,78; 5,52]29,33

4,67

[4,21; 5,23]30,34

13,16

[11,49; 14,30]31,35

16,51

[14,56; 18,13]32,36

ФК III, n=40

6,14

[5,73; 6,50]29,37

5,02

[4,65; 5,54]30,38

10,31

[8,65; 10,99]31,39

15,27

[12,71; 16,42]32,40

ФК IV, n=7

6,46

[6,03; 7,75]33,37

5,00

[4,62; 5,21]34,38

8,22

[5,57; 9,66]35,39

10,34

[9,94; 12,95]36,40

 

29p<0,001

33p=0,0001

37p=0,118

30p=0,053

34p=0,312

38p=0,803

31p<0,001

35p=0,0003

39p=0,045

32p=0,002

36p=0,00003

40p=0,001

Корреляционный анализ Спирмена выявил зависимость между активностью ферментов и ФК у больных РА (табл. 3). В лизатах лимфоцитов эта зависимость носила обратный характер: чем выше ФК, тем ниже активность КО и КДГ; в плазме прогрессирование ФК сопровождалось увеличением активности КО (табл. 2). К тому же в лимфоцитах достоверные энзимные различия обнаружены между всеми ФК.

Таблица 3

Взаимосвязь между РС, ФК и активностью ферментов у больных РА

 

Плазма

Лимфоциты

КО

КДГ

КО

КДГ

Рентгенологическая стадия

0,09

p=0,449

0,09

p=0,456

–0,099

p=0,393

–0,161

p=0,161

Функциональный класс

0,66

p<0,001

0,21

p=0,070

–0,639

p<0,001

–0,501

p<0,001

В то же время между РС и активностью КО и КДГ как в плазме, так и в лимфоцитах достоверной взаимосвязи не обнаружено (табл. 3). Несмотря на то что между всеми РС достоверных ферментных различий практически нет, прослеживается отчетливая тенденция: повышение активности ферментов в плазме и снижение – в лимфоцитах по мере роста стадии поражения суставов (табл. 2). Так, активность КО в плазме больных РА с I стадией ниже по сравнению с больными РА со II и с III РС; активность КДГ при I стадии ниже, чем при II. В лимфоцитах активность КО выше при I РС по сравнению с III.

Таким образом, проведенные нами исследования продемонстрировали отчетливую зависимость показателей активности КО и КДГ от ФК и в меньшей степени – от РС поражения суставов. Наличие деструктивных процессов в суставах и их прогрессирование является одной из основных характеристик РА. Возникает деструкция суставов вследствие хронического прогрессирующего воспалительного процесса в синовиальной ткани сустава и разрастания соединительной ткани с образованием паннуса, она проявляется разрушением хряща и костных структур с образованием единичных или множественных эрозий на суставных поверхностях с последующим анкилозированием суставов. В то же время при раннем РА в становлении функциональных ограничений суставов большое значение принадлежит активности заболевания, структурные изменения (деградация хряща и деструкция субхондральной кости) являются ключевыми факторами в формировании стойких функциональных нарушений при развернутой стадии РА. При этом ведущая роль в необратимой потере функции суставов отводится деградации хряща [8].

Кроме того, в исследованиях зарубежных авторов было показано, что прогрессирование деструктивных рентгенологических изменений и функциональных нарушений суставов сопровождается усилением корреляционной взаимосвязи между ними. Эта связь становится достоверной в случае, если деструкция суставов достигает 1/3 от возможного максимума. Кроме того, с увеличением длительности заболевания растет и сила корреляции [9]. В своем исследовании мы также обнаружили зависимость высокой силы между РС поражения суставов и ФК. Для больных РА разрушение суставов представляет собой серьезную проблему, поскольку процесс повреждения суставов часто начинается еще до появления клинических симптомов заболевания, является прогрессирующим и нередко необратимым. Поэтому важно выявлять пациентов, предрасположенных к разрушению суставов, чтобы как можно скорее начать адекватное лечение и тем самым потенциально предотвратить необратимую деструкцию суставов [9]. Многочисленные опубликованные данные демонстрируют, что предупреждение деструктивных повреждений на ранних стадиях заболевания содействует сохранению функциональной активности пациентов и улучшению  отдаленных клинических исходов [8].

Заключение

В развитии и прогрессировании РА важная роль принадлежит ОС и процессам, которые он запускает в организме [10]. Значительный рост активности КО в плазме крови свидетельствует об участии ферментного комплекса КОР в реализации ОС у больных РА. Вместе с тем снижение активности КО и КДГ в лимфоцитах, несмотря на данные литературы [11], демонстрирующие наличие в них ОС, говорит о том, что свободно-радикальные механизмы в лимфоцитах протекают без существенного участия КОР. Генерация АФК в результате запуска ОС, по-видимому, инициирует метаболические нарушения, сопровождающиеся повреждением и гибелью клеток, формированием нейтрофилами и моноцитами внеклеточных ловушек, что запускает и поддерживает хронический воспалительный процесс, способствует разрушению хрящевого и костного вещества местными тканевыми клетками, синовиальными фибробластами и остеокластами и приводит к развитию стойкой деструкции суставов. При отсутствии лечения местные воспалительные и деструктивные процессы, а также системные воспалительные факторы вызывают прогрессирующее и необратимое разрушение суставов [4]. Уровень активности КО в плазме выше 4,78 нмоль/мин/мл, и/или активности КО в лимфоцитах ниже 14,3 нмоль/мин/мл, и/или активности КДГ в лимфоцитах ниже 18,13 нмоль/мин/мл может свидетельствовать о появлении деструктивных процессов в пораженных суставах и необходимости коррекции терапии. Таким образом, ориентируясь на показатели активности ферментов КОР в плазме и лимфоцитах крови, можно прогнозировать развитие стойких функциональных нарушений у больных РА и корректировать проводимое лечение с целью предотвращения развития необратимой деструкции суставов.


Библиографическая ссылка

Бедина С.А., Мозговая Е.Э., Трофименко А.С., Спицина С.С., Мамус М.А. КСАНТИНОКСИДОРЕДУКТАЗА: АКТИВНОСТЬ В ПЛАЗМЕ КРОВИ И ЛИМФОЦИТАХ У БОЛЬНЫХ РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2021. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31237 (дата обращения: 03.02.2023).

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 = 1.685