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

ПРОЦЕССЫ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И РОЛЬ ЭРИТРОПОЭТИНА В ИХ КОРРЕКЦИИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ, НАХОДЯЩИХСЯ НА ГЕМОДИАЛИЗЕ

Григорьев Т.А., Осиков М.В.
Проведен анализ влияния ЭПО на процессы СРО у 62 больных ХПН, находящихся на лечении гемодиализом в ГМЛПУЗ «Челябинская областная клиническая больница». У больных ХПН наблюдается активация процессов СРО, о чем свидетельствует накопление первичных и вторичных продуктов ПОЛ в гептановой и изопропанольной фракциях липидного экстракта плазмы и снижение активности основных ферментов антиокислительной защиты: каталазы и СОД. Процедура гемодиализа не оказывает значимого влияния на уровень продуктов ПОЛ в липидных экстрактах плазмы и активность ферментов антиокислительной защиты. Установлено, что применение ЭПО в суммарной дозе около 40000 МЕ в месяц оказывает антиоксидантный эффект при ХПН: снижается содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ в гептановой и изопропанольной фракциях и повышается антиоксидантный потенциал плазмы по показателям активности СОД и каталазы.
Несмотря на прогресс в методах диагностики, лечения и профилактики хронических заболеваний почек, количество лиц с терми­нальной стадией хронической почечной недостаточности (ХПН) ежегодно увеличивается в среднем на 11,7 % [1]. Причиной возникновения оксидативного стресса у больных хронической почечной недостаточностью, находящихся на диализе, является увеличение активности прооксидантных систем, продукции свободных радикалов, и снижение эффективности антиоксидантных систем организма. Оксидативный стресс является неотъемлемой составляющей (ХПН). Несмотря на давность изучения данного вопроса, имеющиеся в литературе данные неоднозначны. О наличии оксидативного стресса свидетельствует повышенный уровень продуктов окисления углеводов, липидов и белков в плазме и тканях больных с уремией. В качестве универсальных механизмов данного явления рассматриваются повышение активности НАДФН-оксидазы лейкоцитов и депрессия антиоксидантной системы [10]. По данным Annuk et al., при уремии изменяется состояние практически всех основных компонентов антиоксидантной системы и маркеров процессов липопероксидации: повышается уровень диеновых коньюгатов, гидроперекисей липидов, окисленного глютатиона [7]. Напротив, Sindhu et al. в эксперименте обнаружили, что при модельной ХПН у крыс снижается системный уровень активности каталазы, а активность глютатионпероксидазы остается неизменной [9].

Одним из средств базисной терапии у больных ХПН является эритропоэтин (ЭПО), его применение основано, прежде всего, на эритропоэтических эффектах и коррекции анемии. В последнее время объектом пристального внимания являются неэритропоэтические плейотропные эффекты ЭПО. Так, выявлено влияние ЭПО на сердечно-сосудистую, центральную нервную систему, систему гемостаза, аффективный статус [4,5,6].  Обнаруженные плейотропные эффекты ЭПО могут быть связаны с процессами свободно-радикального окисления (СРО).

Цель работы: исследовать состояние процессов свободно-радикального окисления у больных ХПН, находящихся на гемодиализе, и оценить роль ЭПО в их коррекции.

Материалы и методы: Первоначально обследовано 160 больных с терминальной стадией ХПН в возрасте от 22 до 72 лет (средний возраст 45,5 лет), находящихся на постоянном лечении в отделении диализа ГМЛПУЗ «Челябинская областная клиническая больница». После рандомизации в исследование включено 62 больных, из них 29 женщин и 33 мужчины. Группа 1 - контроль (n=25) представлена здоровыми людьми - донорами областной станции переливания крови г. Челябинска, не имеющими соматической патологии и сопоставимыми по возрасту и полу с основными группами. Группа 2 - больные ХПН, не принимающие ЭПО, до процедуры гемодиализа (n=24). Группа 3 - больные ХПН, не принимающие ЭПО  после процедуры гемодиализа (n=24). Группа 4 - больные ХПН, принимающие ЭПО, до процедуры гемодиализа (n=38). Группа 5 - больные ХПН, принимающие ЭПО, после процедуры гемодиализа (n=38). Кровь для исследований у больных 2 - 5 групп забиралась из артериального колена артерио-венозной фистулы. Больные 4 и 5 группы получали ЭПО в составе препарата «Рекормон» (МНН: эпоэтин бэта, «Roche» Швейцария) 2 раза в неделю внутривенно в разовой дозе  2000-4000 МЕ в течение 2 месяцев, суммарная доза составила около 40000 МЕ. Продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ) определяли спектрофотометрическим методом в изопропанольной и гептановой фракциях липидного экстракта плазмы [2]. Результаты выражали в единицах экстинции против оптического контроля при 220 нм, 232 нм и 278 нм, отражающих соответственно поглощение изолированных двойных связей, диеновых коньюгатов ацилгидроперекисей, кетодиенов и сопряжённых триенов. Кроме этого, вычисляли индексы окисления - Е232 220  (относительное содержание диеновых коньюгатов), Е278220 (относительное содержание кетодиенов и сопряженных триенов). Конечные продукты ПОЛ определяли путем дополнительного замера оптической плотности экстракта при 400 нм. Уровень конечных продуктов перекисного окисления липидов - шиффовых оснований (ШО) оценивали по соотношению Е400220. Активность супероксиддисмутазы (СОД) в сыворотке крови определяли по методу С. Чевари и др. Активность каталазы в сыворотке крови исследовали по способности перекиси водорода образовывать с солями молибдена стойкий окрашенный продукт жёлтого цвета. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета прикладных программ «Statistica v. 6.0 for Windows». Проверку значимости различий между группами проводили с использованием критериев Манна-Уитни и Вальда-Вольфовитца.

Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что у больных с терминальной стадией ХПН до процедуры диализа наблюдается активация процессов СРО, о чем свидетельствует накопление продуктов ПОЛ в гептановой фракции липидного экстракта плазмы, а именно  диеновых конъюгатов ацилгидроперекисей и кетодиенов и сопряженных триенов, т.е.  соответственно первичных и вторичных продуктов ПОЛ (табл.1).

Таблица 1. Содержание продуктов перекисного окисления липидов в гептановой фракции плазмы у больных ХПН, находящихся на гемодиализе, и влияние ЭПО на их уровень (M±m)

Группы / показатели

Группа 1: здоровые(n=25)

Группа 2: ХПН до диализа(n=24)

Группа 3: ХПН после диализа(n=24)

Группа 4: ХПН+ЭПО до диализа (n=38)

Группа 5: ХПН+ЭПО после диализа (n=38)

Е220, у.е./мл

1,72±0,17

1,98±0,17

1,95±0,19

1,82±0,19

2,31±0,23

Е232, у.е./мл

1,03±0,08

 

1,94±0,15

р1<0,001

1,77±0,14

р1<0,001

1,34±0,15

р2<0,001

1,66±0,18

 

Е278, у.е./мл

0,19±0,02

 

0,44±0,06

р1<0,001

0,49±0,05

р1<0,001

0,27±0,03

р2=0,009

0,28±0,04

р3=0,004

Е400, у.е./мл

0,16±0,02

 

0,25±0,03

 

0,19±0,01

 

0,14±0,02

р2=0,008

0,11±0,01

р3<0,004

Е232 / Е220

0,64±0,02

 

1,10±0,13

р1<0,001

1,34±0,25

р1=0,005

0,72±0,04

р2<0,001

0,69±0,03

р3=0,01

Е278 / Е220

0,11±0,01

 

0,24±0,03

р1=0,006

0,29±0,04

р1<0,001

0,18±0,03

 

0,16±0,03

р3<0,001

Е400 / Е220

0,11±0,01

 

0,14±0,02

р1=0,01

0,15±0,03

 

0,08±0,01

р2=0,02

0,15±0,04

 

Примечание. Здесь и далее р - показатель значимости различий между группами по критерию Манна-Уитни (WW - критерию Вальда-Вольфовитца).

Как известно, гептановая фракция концентрирует большую часть резервных липидов (триацилглицеридов). В изопропанольной фракции липидного экстракта плазмы, которая аккумулирует основное количество мембранных фосфолипидов, повышено содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ как в относительных, так и в абсолютных величинах (табл. 2).

Таблица 2. Содержание продуктов перекисного окисления липидов в изопропанольной фракции липидного экстракта плазмы у больных ХПН, находящихся на гемодиализе и влияние ЭПО на их уровень (M±m)

Группы / показатели

Группа 1: здоровые(n=25)

Группа 2: ХПН до диализа(n=24)

Группа 3: ХПН после диализа(n=24)

Группа 4: ХПН+ЭПО до диализа (n=38)

Группа 5: ХПН+ЭПО после диализа (n=38)

Е220, у.е./мл

4,82±0,59

 

9,68±0,86

р1<0,001

8,79±1,10

р1<0,001

11,41±0,83

р1<0,001

8,10±0,71

р1<0,001

Е232, у.е./мл

2,39±0,30

 

7,08±0,49

р1<0,001

6,02±0,65

р1<0,001

6,22±0,39

р1<0,001

5,66±0,41

р1<0,001

Е278, у.е./мл

1,42±0,11

 

2,94±0,15

р1<0,001

 

2,37±0,30

р1<0,001

р2=0,01

1,40±0,07

р1<0,001

р2=0,02

0,77±0,05

р1<0,01

р4<0,001

Е400, у.е./мл

0,26±0,03

 

0,27±0,04

 

0,30±0,04

 

0,21±0,03

р2<0,001

(WW)

0,18±0,03

р3=0,01

 

Е232 / Е220

0,51±0,02

 

0,78±0,09

р1=0,008

 

0,75±0,07

р1=0,003

 

0,60±0,04

р2=0,005

(WW)

0,78±0,09

р1=0,008

 

Е278 / Е220

0,30±0,01

 

0,35±0,03

р1=0,01

(WW)

0,39±0,07

р1=0,04

 

0,27±0,01

р2<0,001

(WW)

0,37±0,05

 

Е400 / Е220

0,06±0,01

 

0,04±0,01

р1=0,01

(WW)

0,06±0,01

р1=0,04

 

0,02±0,01

р1=0,04

р2=0,002

0,02±0,01

р1=0,04

р3<0,001

Процедура гемодиализа не оказывает значимого влияния на уровень продуктов ПОЛ в липидных экстрактах плазмы, в единичном порядке отмечено снижение абсолютного содержания кетодиенов и сопряженных триенов в изопропанольной фракции, однако пересчет показателя на индекс окисления Е278 / Е220 не подтвердил этого факта.

Процессы свободно-радикального окисления включают не только прооксидантные системы, активность которых фиксируется по содержанию продуктов ПОЛ, но и систему антиоксидантной защиты с многочисленными представителями как в плазме, так и в клетках организма. Рядом авторов указывается, что оксидативный стресс у больных ХПН не корригируется гемодиализной процедурой и связан в значительной мере не только с активацией продукции радикалов, но и со снижением активности антиоксидантной системы [8]. В тоже время, Hirayama А. et al. приводят данные о том, что повышенные ТБК-позитивные продукты плазмы после диализа снижаются до уровня здоровых людей. Нами показано, что у больных ХПН независимо от процедуры диализа в плазме снижается активность каталазы и Cu, Zn - зависимой супероксиддисмутазы (табл. 3).

Таблица 3. Активность ферментов антиокислительной системы плазмы у больных ХПН, находящихся на гемодиализе, и влияние ЭПО на их уровень (M±m)

Группы / показатели

Группа 1: здоровые(n=26)

Группа 2: ХПН до диализа(n=24)

Группа 3: ХПН после диализа(n=24)

Группа 4: ХПН+ЭПО до диализа (n=38)

Группа 5: ХПН+ЭПО после диализа (n=38)

СОД,

Ед/мл

0,87±0,11

 

0,44±0,02

р1<0,001

0,47±0,02

р1<0,001

0,53±0,03

р1<0,001

р2=0,01

0,51±0,01

р1<0,001

 

Каталаза,

мкат/л

17,88±0,72

 

6,52±0,47

р1<0,001

9,79±2,49

р1<0,001

13,58±2,00

р1<0,001

р2<0,001

12,51±2,18

р1<0,001

р3<0,001 (WW)

Отметим преимущественное снижение активности каталазы (в среднем на 64 %) по сравнению с СОД (в среднем на 49 %). Корреляционный анализ позволил установить, что содержание продуктов ПОЛ в плазме увеличивается по мере падения активности ферментов антиокислительной системы, причем, статистически значимые связи больше характерны для СОД, чем для каталазы (табл. 4). Это согласуется с данными о значимости СОД как фермента «аварийного звена» антиоксидантной защиты [3]. Повышение активности НАДФН-оксидазы и депрессия функции СОД в ряде работ рассматривается как универсальный механизм окислительного стресса при ХПН [7].

Таблица 4. Корреляционная матрица между активностью ферментов антиокислительной системы плазмы и содержанием продуктов ПОЛ в липидном экстракте плазмы у больных ХПН

Показатели 

Каталаза,

мкат/л

СОД,

Ед/мл

Е232 / Е220

гептановая фракция

R=-0,50 р<0,05

R=0

R=-0,63 р<0,05

R=-0,04; р>0,05

Е232 / Е220

изопропанольная фр.

R=-0,43 р<0,05

R=-0,17; р>0,05

R=-0,10 р>0,05

R=-0,44; р<0,05

Е278 / Е220

гептановая фракция

R=-0,31 р>0,05

R=-0,30 р>0,05

R=-0,51 р<0,05

R=-0,55; р<0,05

Е278 / Е220

изопропанольная фр.

R=-0,03 р>0,05

R=-0,18 р>0,05

R=-0,32 р>0,05

R=-0,12; р>0,05

Е400 / Е220

гептановая фракция

R=-0,01 р>0,05

R=-0,41 р<0,05

R=-0,55 р<0,05

R=-0,18; р>0,05

Е400 / Е220

изопропанольная фр.

R=0,06 р>0,05

R=-0,66 р<0,05

R=-0,46 р<0,05

R=-0,39; р>0,05

Примечание. В числителе значения R - коэффициента корреляции Спирмена, р - показатель значимости связи до процедуры гемодиализа, в знаменателе - после гемодиализа.

Применение ЭПО у больных ХПН изменяет содержание в плазме продуктов пероксидации липидов (табл. 1, 2). При исследовании продуктов ПОЛ в гептановой фракции плазмы выявлено, что до процедуры гемодиализа снижается содержание первичных, вторичных и конечных интермедиатов ПОЛ, определяемых соответственно на длинах волн 232 нм, 278 нм и 400 нм. Пересчет показателей относительно изолированных двойных связей обнаружил снижение только гидроперекисей липидов - первичных продуктов и оснований Шиффа (конечных продуктов). При анализе продуктов ПОЛ в водно-спиртовой (изопропанольной) фракции плазмы, аккумулирующей структурные липиды, выявлено в условиях применения ЭПО снижение в абсолютных величинах только конечных продуктов ПОЛ, а при пересчете на индексы окисления - всего спектра интермедиатов ПОЛ. После процедуры гемодиализа в гептановой фракции плазмы снижается содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ, в изопропанольной фракции - только конечных. Вероятно, в ходе процедуры гемодиализа дополнительная активация прооксидантных систем приводит к накоплению продуктов ПОЛ, преимущественно в изопропанольной фракции.

Полученные результаты могут свидетельствовать как о прямых, так и опосредованных эффектах ЭПО на выраженность процессов СРО у больных ХПН, находящихся на гемодиализе. Прямое действие ЭПО может реализоваться через вмешательство в активность клеток и плазменных факторов, входящих в состав про- и антиоксидантных систем, опосредованное - через увеличение количества эритроцитов, восстановление кислородообеспечения клеток, снижение выраженности уремической интоксикации и др. В пользу предположения о прямом антиоксидантном эффекте ЭПО свидетельствует его влияние на активность ферментов антиоксидантной защиты (табл. 3). Действительно, в условиях применения ЭПО у больных ХПН повышается активность в плазме СОД и каталазы, причем наблюдается более значимый прирост каталазы (+108 %), а не СОД (+20 %). Однако, активность обоих ферментов все-таки не достигала уровня здоровых людей. Ряд исследователей также высказывают предположение о прямом антиоксидантном действии ЭПО. При экспериментальном синдроме ишемии-реперфузии ЭПО снижает целый ряд показателей оксидативного стресса (МДА, эндотелиальной NO-синтазы) и повышает уровень каталазы. Интересные данные были опубликованы в июне 2011 г. группой итальянских ученых Cassis P. et al. при экспериментальной модели ишемии-реперфузии после трансплантации почек у крыс: оказалось, что цитопротекторный эффект ЭПО в отношении нефроэпителия канальцев нефрона реализуется, в том числе, за счет его антиоксидантного действия, причем он более выражен у СЕРО - карбамилированного производного ЭПО, т.е. не связан с его эритропоэтическим действием. Полагают, что ЭПО может оказывать антиоксидантный эффект за счет активации внутриклеточных механизмов, таких как гемоксигеназа-1 и глютатионпероксидаза, также может снижать внутриклеточное содержание железа (II). Jin W. et al. (2011) вскрыты еще более интимные механизмы прямого антиоксидантного действия ЭПО: в эксперименте при черепно-мозговой травме протекторный эффект ЭПО в отношении легочной ткани реализуется посредством активации антиоксидантного транскрипционного ядерного фактора-2 (Nrf-2) и как следствие изменением активности НАД(Ф)Н-оксидоредуктазы, глутатион-S-трансферазы α-1 и гемоксигеназы-1, что позволило авторам обозначить ЭПО как фактор с антиоксидантным и дезинтоксикационным действием.

Таким образом, установлено, что у больных с терминальной стадией ХПН, находящихся на постоянной заместительной терапии гемодиализом, наблюдается активация процессов СРО, о чем свидетельствуют увеличение в гептановой фракции липидного экстракта плазмы вторичных продуктов ПОЛ, в изопропанольной фракции - первичных и вторичных продуктов ПОЛ, а также снижение активности каталазы и Cu, Zn - зависимой супероксиддисмутазы в плазме. Процедура гемодиализа не оказывает значимого влияния на уровень продуктов ПОЛ в липидных экстрактах плазмы и активность ферментов антиокислительной защиты. Применение ЭПО у больных ХПН, находящихся на гемодиализе, приводит к снижению содержания первичных, вторичных и конечных интермедиатов ПОЛ в гептановой и изопропанольной фракции липидного экстракта плазмы, повышаению активности в плазме супероксиддисмутазы и каталазы.

Список литературы

  1. Бикбов, Б.Т., Томилина, Н.А. Состояние заместительной почечной терапии больных с хронической почечной недостаточностью в Российской Федерации в 1998-2007 гг. (Аналитический отчет по данным Российского регистра заместительной почечной терапии) / Б.Т. Бикбов, Н.А.Томилина // Нефрология и диализ.  - 2009. - Том . 11. - С. 144-233.
  2. Волчегорский, И.А. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.Л. Колесников и др. - Челябинск: Издательство Челябинского государственного педагогического университета, 2000. - 167 с.
  3. Дубинина, Е.Е. Характеристика внеклеточной супероксиддисмутазы / Е.Е. Дубинина // Вопр. мед. химии. - 1995. - № 6. - С. 8-12.
  4. Захаров, Ю.М. Цитопротекторные функции эритропоэтина / Ю.М. Захаров // Клиническая нефрология. - 2009. - № 1. - С. 16-21.
  5. Осиков, М.В. Патофизиологический анализ влияния эритропоэтина на психологический статус у больных хронической почечной недостаточностью, находящихся на гемодиализе / М.В. Осиков, К.В. Ахматов, Л.В. Кривохижина // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Cepия «Oбpaзовaниe, здpaвooxpaнeниe, физичecкaя кyльтypa». - 2010. - №19 (195), Вып. 23. - С. 92 - 96.
  6. Осиков, М.В. Влияние эритропоэтина на тромбоцитарно-лейкоцитарные взаимодействия  и экспрессию тромбоцитарных гликопротеинов у больных с терминальной почечной недостаточностью / М.В. Осиков, Т.А. Григорьев // Вестник Уральской медицинской академической науки. - 2011. - №2/1. - С. 56-57.
  7. Annuk, M. Oxidative stress markers in pre-uremic patients / M. Annuk, B. Fellstrom, O. Akerblom et al. // Clin. Nephrol. - 2001. - Vol. 56, № 4. - P. 308-314.
  8. Morena, M. Overproduction of reactive oxygen species in end-stage renal disease patients: a potential component of hemodialysis-associated inflammation / M. Morena, S. Delbosc, A.M. Dupuy et al. // Hemodial. Int. - 2005. - Vol. 9, № 1. - P. 37-46.
  9. Sindhu, R.K., Ehdaie A., Farmand F. et al. Expression of catalase and glutathione peroxidase in renal insufficiency / R.K. Sindhu, A. Ehdaie, F. Farmand et al. // Biochim. Biophys. Acta. - 2005. - Vol. 1743(1-2). - P. 86 - 92.
  10. Vaziri N.D. Oxidative stress in uremia: nature, mechanisms, and potential consequences / N.D. Vaziri // Semin. Nephrol. - 2004. - Vol. 24(5). - P. 469 - 473.

Рецензенты:

  • Телешева Л.Ф., д.м.н., профессор, проректор по научной работе и международным связям ГОУ ВПО «Челябинская государственная медицинская академия Росздрава», г. Челябинск.
  • Попов Г.К., д.м.н., профессор, заместитель директора Челябинского государственного института лазерной хирургии по научной работе, г. Челябинск.

Работа получена 22.07.2011.


Библиографическая ссылка

Григорьев Т.А., Осиков М.В. ПРОЦЕССЫ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И РОЛЬ ЭРИТРОПОЭТИНА В ИХ КОРРЕКЦИИ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ПОЧЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ, НАХОДЯЩИХСЯ НА ГЕМОДИАЛИЗЕ // Современные проблемы науки и образования. – 2011. – № 2. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=4584 (дата обращения: 03.12.2022).

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 = 1.074