Исследование окислительного статуса организма у пациентов с болезнью Паркинсона

Введение. Болезнь Паркинсона (БП) — второе по частоте встречаемости нейродегенеративное заболевание (после болезни Альцгеймера) и одна из основных причин инвалидизации пожилых людей [1].

В настоящее время наблюдается рост распространенности заболевания, например в Ростове-на-Дону с 56,4 (2013 г.) до 59,9 случая (2015 г.) на 100 тыс. населения (р<0,05), что связано не только с истинным увеличением количества лиц, страдающих БП, но и с улучшением их выявляемости, а также с оптимизацией организации специализированной медицинской помощи [2].

Диагноз БП основывается на моторных клинических проявлениях, сочетающихся с такими немоторными симптомами (НМС), как гипосмия, нарушение сна, нейропсихиатрические расстройства, вегетативная дисфункция [1]. Они могут сопровождать двигательные расстройства на разных стадиях БП и нередко опережать их, существенно снижая качество жизни пациентов [3].

Некоторые НМС можно рассматривать в качестве маркеров ранней диагностики БП, так как в исследованиях Н. Braak и соавт. [4] доказано их появление задолго до моторных нарушений. Отсутствие специфических симптомов делает клиническую диагностику БП на доклинической стадии практически невозможной. Продолжительность «премоторной» стадии БП, по данным разных источников, составляет от 3 до 10 лет [5, 6].

Актуальным является поиск лабораторных диагностических маркеров БП для использования их в качестве скрининговых.

Использование биомаркеров крови для диагностики БП вызывает наибольший интерес у исследователей. Такими биомаркерами могут являться продукты оксидантного стресса, а также специфические белки, накапливающиеся в организме (альфа-синуклеин и др.) [7].

Огромную ценность представляет определение уровня не общего внеклеточного альфа-синукле-

ина (АС), а одной из его изоформ, образующихся в результате посттрансляционных модификаций. В зарубежных исследованиях получены данные, что повышение уровня олигомерного АС в плазме обладает высокой специфичностью (85%) у пациентов с БП по сравнению с контрольной группой [8]. Самое значительное токсическое влияние АС оказывает на митохондрии. Накопление АС, возможно, ингибирует активность митохондриального комплекса 1 [9]. Разобщение процессов окислительного фосфорилирования является триггером генерации активных форм кислорода (АФК) и развития окислительного стресса в клетках.

Образование АФК в клетках является нормальным физиологическим процессом. В то же время при усиленном образовании свободных радикалов (СР) развивается общий неспецифический адаптационный стресс. Свободные радикалы оказывают негативное воздействие на организм, которое может проявляться повреждением липопротеидов мембран, белков, нуклеиновых кислот и др. Негативному воздействию СР и АФК противостоит антиокислитель-ная система, которая способна снижать и тормозить интенсивность свободнорадикальных процессов.

Таким образом, постоянно образующиеся прооксиданты в организме дезактивируются антиоксидантной системой. Антиоксиданты непрерывно регенерируются для постоянного поддержания гомеостаза. По данным нескольких исследований, в нейтрализации негативного воздействия образующихся при окислении цитоплазматического дофамина СР и перикиси водорода в основном принимают участие клеточные механизмы антиоксидантной защиты, которые представлены в основном митохондриальной и цитоплазматической супероксиддисмутазами, преобразующими супероксид в перекись водорода, а также каталазой, конвертирующей перекись до кислорода и воды [10–12]. При воздействии различных факторов, вызывающих окислительный стресс, нарушается баланс между про- и антиоксидантными системами. В результате АФК не могут быть нейтрализованы антиоксидантной системой, нарушается окислительно-восстановительный статус клеток, возникает окислительный стресс.

Большой интерес, по нашему мнению, представляет определение окислительного статуса в норме и при патологии, а также установление роли антиоксидантов в регуляции оксидантного стресса.

По данным литературы, при БП происходит снижение активности антиоксидантной защиты. Известно также, что чувствительность к окислительному стрессу увеличивается с возрастом. Возможно, по этой причине наблюдается возрастное снижение резистентности дофаминергических нейронов к пропаркинсониче-ским факторам и прогрессирующее увеличение числа пациентов с БП после 60–65 лет [13].

Представляется целесообразным поиск комплекса биохимических показателей, в совокупности формирующих некий «молекулярно-биохимический паттерн» болезни Паркинсона, который может быть отражением перестройки обмена веществ, ассоциированной с заболеванием.

Несмотря на множество работ, посвященных исследованию роли окислительного стресса в патогенезе БП, данные литературы о возможности использования показателей окислительного статуса в качестве биомаркеров БП весьма противоречивы. Отсутствуют и данные о взаимосвязи выраженности окислительных нарушений с двигательными и недвигательными симптомами и продолжительностью заболевания. Необходимость более подробного исследования данных характеристик для выявления и изучения диагностических биомаркеров БП побудила к проведению настоящего исследования.

Цель: изучение показателей окислительного статуса в плазме крови и корреляционное сопоставление этих показателей с основными клиническими характеристиками заболевания у пациентов с болезнью Паркинсона.

Материал и методы. Исследование проведено на базе неврологического центра клиники ФГБОУ ВО РостГМУ в период с января 2017 по февраль 2018 г. и включало 32 пациента основной группы (14 мужчин, 18 женщин) и 25 пациентов в качестве группы контроля.

Для оценки состояния антирадикальной защиты организма определяли активность ключевых антиоксидантных ферментов-синергистов: супероксиддис-мутазы (СОД) и каталазы, а также показатели общей окислительной активности (ООА) и общей антиокис-лительной активности (ОАА). Интенсивность процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ) оценива- ли по уровню накопления малонового диальдегида (МДА). Все показатели регистрировали в сыворотке крови на спектрофотометре Hitachi U-2900 (Япония).

В группу контроля вошли 25 пациентов, сопоставимых по полу и возрасту с основной группой. Критерием исключения были нейродегенеративные заболевания.

Участники исследования были ознакомлены с целями и основными положениями исследования, после чего подписали письменно оформленное согласие на участие. Данное исследование одобрено локальным этическим комитетом (протокол № 17/17).

Статистический анализ проводили средствами программы MS Excel 2010. Характер распределения данных оценивали с помощью критерия Шапиро — Уилка. Достоверность различий определяли по критерию Манна — Уитни (U-критерий). Для оценки взаимосвязи между отдельными показателями использовался корреляционный анализ с расчетом параметрического коэффициента Пирсона или непараметрического коэффициента корреляции Спирмена. Критический уровень значимости при проверке статистических гипотез принимался равным 0,01. Для описания признаков с распределением, отличным от нормального, результаты представлены в виде Ме [Ԛ1; Ԛ3], где Me — медиана, Ԛ1 и Ԛ3 — первый и третий квартили.

Результаты. Средний возраст пациентов с БП составил 62,2±8,8 года со стадией заболевания по Хён и Яру 2,0±0,5. Дебют заболевания наблюдался в среднем в 58,1±9,7 года. Продолжительность заболевания была от 0,5 до 15 лет, в среднем 5,1±4,7 года. Анализируя клинические формы БП, выявили значительное преобладание в исследуемой выборке ригидно-дрожательной формы БП (67% случаев).

Медианы концентраций антиоксидантных ферментов СОД и каталазы в сыворотке крови больных составили 39,0 [32,5; 50,9] усл.ед,/мл и 39,7 [34,8; 48,3] ЕД/мин/мл соответственно. Медиана концентрации МДА = 7,4 [7,2; 8,1] нмоль/мл. Медианы активности ОАА = 47,8 [39,5; 57,7]; ООА = 65,2 [55,1; 69,6].

Сформированы две группы пациентов в зависимости от стадии заболевания (ранняя и поздняя). Исследуемые показатели СОД, каталаза, ОАА, ООА в группе с ранней стадией БП достоверно отличались от показателей контрольной группы (U-критерий=43,5; 62; 50; 10,5, p=0,01 соответственно). При сравнении тех же данных во второй группе получены различия только ОАА (U-критерий=10, p=0,01) (таблица).

Основные показатели активности антиоксидантной системы и окислительного стресса на ранней и поздней стадиях БП в сравнении с контрольной группой

Показатель	Ранняя стадия БП (I–II стадии по Хён и Яру) (n=18)		Поздняя стадия БП (III–IV стадии по Хён и Яру) (n=14)		Контрольная группа (n=25)
	M±mх	[25; Me; 75]	M±mх	[25; Me;75]	M±mх	[25; Me; 75]
ООА	62,51±11,7	57,1; 65,2; 68,8	61,0±13,2	56,1; 66,8; 68,8	32,4±10,9	24,4; 32,4; 40,4
ОАА	471±11,5	39,5; 42,9; 55,9	49,31±10,8	42,3; 48,3; 57,6	74,5±11,1	67,3; 77,5; 81,7
Каталаза, ЕД /мин/мл	38,81±11,8	29,2; 39,6; 41,3	39,6±9,2	31,2; 38,4; 41,7	28,7±9,4	21,8; 26,3; 35,9
СОД, усл.ед./мл	44,01±12,0	34,7; 39,0; 51,0	42,5±9,7	33,6; 39,0; 51,0	20,4±10,3	12,6; 15,9; 28,9
МДА, нмоль/мл	7,4±1,3	6,4; 7,4; 8,0	7,6±0,9	7,3; 7,4; 8,0	5,8±1,3	4,7; 5,5; 6,8

Примечание:1— статистически значимы различия между исследуемой и контрольной группами (p<0,05); ООА — общая окислительная активность; ОАА — общая антиоксидантная активность; СОД — супероксиддисмутаза; МДА — малоновый диальдегид.

При анализе результатов введен коэффициент (Коэф), демонстрирующий отношение активности антиоксидантной системы к окислительной активности в результате оксидантного стресса. Данный Коэф выявил существенные различия (уменьшение в 3 раза) соотношения показателей ОАА/ООА. У пациентов с БП средний показатель Коэф составил 0,86 (±0,34), а в контрольной группе 2,62 (±1,2). В то же время не получено значимых корреляций Коэф с основными характеристиками заболевания (выраженностью моторных симптомов и НМС), что указывает на необходимость дальнейшего накопления материала и расширения спектра анализа данных.

Обсуждение. Снижение активности ферментов антиоксидантной защиты (СОД, каталаза) преимущественно на поздних стадиях заболевания свидетельствует о наличии хронического окислительного стресса, при котором антиоксидантная система организма приходит в равновесие с образующимися прооксидантами. Запускаются дополнительные защитные реакции организма для снижения уровня СР. В пользу этого также свидетельствует наблюдаемая тенденция к снижению ОАА с увеличением стадии заболевания.

Расчет Коэф продемонстрировал значимое различие состояния окислительного статуса у пациентов и здоровых испытуемых из группы контроля. Уровень Коэф меньше 1 свидетельствует о сдвиге окислительного равновесия в сторону преобладания проок-сидантных процессов над уровнем антиоксидантной защиты. Соответственно, чем этот Коэф выше, тем выше активность антиоксидантов.

МДА является продуктом окислительной деструкции липидов. По повышению данного показателя можно судить о наличии метаболических нарушений в организме, даже на доклинической стадии заболевания. В данном исследовании не получено значимых различий между основными и контрольной группами, хотя показатели ООА у пациентов были вдвое выше, чем у здоровых исследуемых. Возможно, это связано с тем, что в результате окислительного стресса и активизации ПОЛ происходит усиление использования МДА для образования высших жирных кислот, что способствует повышению эффективности репаративных процессов в клетках. И в таком случае данный феномен может рассматриваться в качестве патогенетического подхода для антиоксидантной терапии БП. Планируется уточнить полученные результаты при дальнейшем накоплении материала и расширенном анализе данных.

Заключение. Изучение показателей, характеризующих окислительный стресс и антиоксидантную активность организма, позволило выявить значимую разницу окислительного статуса пациентов на ранней и поздней стадиях заболевания. На ранних стадиях обращает на себя внимание высокая активность антиоксидантных ферментов (СОД и каталазы), а с увеличением стадии БП снижается ОАА. В то же время основной показатель окислительного стресса оказался лишь незначительно повышенным у пациентов по сравнению с контрольной группой и никак не изменялся с течением заболевания, что требует дальнейшего изучения.

Несмотря на многочисленные исследования роли окислительного стресса при нейродегенеративных заболеваниях, до сих пор остается неясным, явля- ется он причиной или следствием дегенерации нейронов. Однако, учитывая его неоспоримое влияние на течение БП, необходимо применять патогенетическую терапию антиоксидантами для снижения окислительной активности, что приведет к замедлению развития заболевания.