Показатели окислительного метаболизма в плазме крови и эритроцитах больных раком яичников после полихимиотерапии по схеме САР

Введение.*Процессы окислительного метаболизма включают генерацию активных форм кислорода (АФК), перекисное окисления липидов (ПОЛ), окислительную модификацию белков (ОМБ) и антиоксидантную защиту (АОЗ). Образующиеся АФК в норме выступают в качестве медиаторов редокс-регулируемых сигнальных путей [2]. Причины, вызывающие интенсификацию свободнорадикальных процессов, могут быть различными, однако изменения на молекулярном уровне носят однотипный характер. Общими являются разнонаправленные изменения свободнорадикальных процессов и буферной емкости антиоксидантной системы [10]. По- добная ситуация рассматривается как оксида-тивный стресс и является патогенетическим звеном онкозаболеваний [6, 9, 11].

Рак яичников (РЯ), диагностируемый в основном на III–IV стадии заболевания, представляет актуальную проблему современной онкогинекологии [5]. Разработка методов лечения РЯ остается приоритетной [1]. Злокачественные опухоли яичников чувствительны к проведению лекарственной полихимиотерапии (ПХТ). Однако у пациенток с III–IV стадией возможности ПХТ, обладающей выраженным токсическим воздействием, ограниченны в связи с уже имеющимися нарушениями метаболических функций в результате нарастания опухолевой массы в организме. В связи с вышеизложенным возникает необходимость разработки научно обос- нованных подходов к проведению ПХТ РЯ, основанных на использовании в схеме комплексного лечения антиоксидантов.

Цель исследования. Оценка редокс-зави-симых процессов в плазме крови и эритроцитах больных РЯ после ПХТ по схеме САР.

Материалы и методы. Обследуемая группа состояла из 96 первичных больных РЯ, находящихся на III стадии по FIGO. Больные были обследованы до начала лечения, через 3 и 14 дней после первого и через 3 и 14 дней после второго курса ПХТ по схеме САР (цисплатин 75 мг/м², доксорубицин 40 мг/м² и циклофосфамид 600 мг/м²). Интервал между курсами составил 21 день. В контрольную группу вошли 18 практически здоровых женщин.

В плазме и эритроцитах крови оценивали уровень ОМБ по Е.Е. Дубининой (2006). Результаты регистрировали при λ=346 нм и λ=370 нм (альдегидные и кетонные группы нейтрального характера), при λ=430 нм и λ=530 нм (соответственно альдегидные и ке-тонные группы основного характера) в единицах оптической плотности на миллиграмм белка. Для оценки ПОЛ в плазме и гемолизате эритроцитов определяли количество диеновых конъюгатов (ДК) при Е 232/220нм , кетодиенов (КД) при Е 278/220нм , шиффовых оснований (ШО) при Е 400/220нм по методу И.А. Волчегорского (1989). Содержание вторичных продуктов ПОЛ – малонового диальдегида (МДА) – определяли по Л.И. Андреевой (1988). Для оценки ферментативного звена антиоксидантной системы (АОС) в плазме крови и эритроцитах определяли активность каталазы, глутатион-S-трансферазы (ГТ) по А.И. Карпищенко (1999). В гемолизате эритроцитов также определяли активность супер-оксиддисмутазы (СОД). Значимость различий вариационных рядов в связанных попарно выборках оценивалась с помощью U-критерия Вилкоксона–Манна–Уитни. Анализ данных проводился с использованием пакета прикладных программ Statistica 6. Достоверными считали различия между сравниваемыми рядами с уровнем достоверной вероятности 95 % (р ≤ 0,05).

Результаты и обсуждение. Установлено, что усиление редокс-зависимой модификации белков имеет место при поражении различных органов. В отличие от продуктов ПОЛ, карбонильные производные белков плазмы и эритроцитов более стабильны и специфичны, что позволяет использовать их в качестве маркеров оксидативного стресса при патологических процессах [4]. В результате проведенных исследований нами установлено повышение содержания продуктов ОМБ в плазме крови и эритроцитах больных РЯ по сравнению с донорами. Так, содержание альдегидных и кетонных групп нейтрального характера в плазме крови составило 0,510±0,048 ед. опт. плот./мг белка против 0,418±0,034 ед. опт. плот./мг белка в контроле (р<0,05). Содержание карбонильных производных основного характера составило для альдегидных производных 0,303±0,019 ед. опт. плот./мг белка против 0,230±0,022 ед. опт. плот./мг белка в контроле (р<0,05) и для кетонных производных – 309±0,029 ед. опт. плот./мг белка против 0,082±0,012 ед. опт. плот./мг белка в контроле (р<0,05). Содержание в гемолизате эритроцитов больных РЯ альдегидных и кетонных групп нейтрального характера колебалось в пределах коридора нормы. Уровень карбонильных производных основного характера у больных РЯ значимо превышал таковой в эритроцитах доноров и составил для альдегидных групп 0,854± ±0,029 ед. опт. плот./мг белка против 0,706±0,048 ед. опт. плот./мг белка в контроле (р<0,05) и для кетонных групп – 0,501±0,035 ед. опт. плот./мг белка против 0,368±0,020 ед. опт. плот./мг белка в контроле (р<0,05). Результаты изучения уровня ОМБ в плазме крови на фоне ПХТ представлены на рис. 1.

Из данных рис. 1 следует, что прогрессивно и значимо на фоне ПХТ в плазме крови увеличивается содержание карбонильных производных основного характера, регистрируемых при λ=430 нм и λ=530 нм.

Результаты изучения уровня ОМБ в эритроцитах больных РЯ на фоне ПХТ представлены на рис. 2.

ед.опт.пл./мг белка                                                                  ед.опт.пл./мг белка к          ^»Х           X           X           X           X           X          М X

3 день 1 курс ПХТ 3 день 2 курс ПХТ

Рис. 1. Содержание продуктов ОМБ в плазме крови больных РЯ на 3-й и 14-й дни после первого и второго курсов ПХТ по схеме САР

3 день 1 курс ПХТ          3 день 2 курс ПХТ

Рис. 2. Содержание продуктов ОМБ в эритроцитах больных РЯ на 3-й и 14-й дни после первого и второго курсов ПХТ по схеме САР

Из данных, представленных на рис. 2, следует, что содержание кетонных и альдегидных групп нейтрального характера, достоверно увеличенное уже после первого курса ПХТ, продолжало возрастать через 14 дней и оказывалось сниженным после второго курса ПХТ. Уровень карбонильных производных белка в эритроцитах на всех изученных сроках после обоих курсов ПХТ колебался в пределах показателей до введения химиопрепаратов по схеме САР. Колебания уровней различных продуктов ОМБ имеют свои особенности. Возможно, это связано с условиями их обра- зования. Однако образование карбонильных производных происходит в результате сильных повреждающих форм окислительной модификации как путем прямого окисления аминокислотных остатков, так и при взаимодействии с продуктами ПОЛ – МДА [8]. Их содержание является показателем общего окислительного стресса [12].

В результате проведенных исследований была установлена активация процессов ПОЛ в плазме крови и эритроцитах больных РЯ по сравнению с донорами (табл. 1).

Таблица 1

Группа обследуемых	МДА, мкмоль/л	ДК, ед.опт.плот./мл	КД, ед.опт.плот./мл	ШО, ед.опт.плот./мл	ГТ, мкмоль/мин/л	Каталаза, ммоль/мин/л	СОД, у.е./л
ПЛАЗМА КРОВИ
Доноры (n=18)	3,020±0,103	0,451±0,026	0,089±0,007	0,015±0,002	0,031±0,004	4,330±0,710	-
РЯ III стадии (n=96)	4,810±0,190*	0,510±0,064	0,150±0,080*	0,030±0,009*	0,110±0,008*	0,100±0,020*	-
ЭРИТРОЦИТЫ
Доноры (n=18)	305,40±10,36	0,547±0,031	0,121±0,011	0,032±0,005	0,341±0,038	8,796±0,875	0,827±0,136
РЯ III стадии (n=96)	380,82±7,49*	0,876±0,029*	0,146±0,008*	0,050±0,006*	0,870±0,041*	5,710±0,720*	1,950±0,102*

Примечание. * – данные, статистически значимо отличающиеся от показаний доноров (р≤ 0,05).

Показатели ПОЛ – АОС плазмы крови и эритроцитов больных РЯ на III клинической стадии заболевания

Одновременное повышение активности антиоксидантных ферментов: ГТ в плазме крови и ГТ и СОД в эритроцитах (табл. 1) – может свидетельствовать о переходе системы «ПОЛ – АОС» на более высокий уровень функционирования [3]. Снижение активности каталазы как в плазме крови, так в эритроцитах (табл. 1) может указывать на снижение генерации опухолевыми клетками Н 2 О 2 , ингибирующего размножение клеток. Полученные результаты могут находиться в противоречии с рядом других работ, в которых на клеточных культурах показано повышение продукции Н 2 О 2 опухолевыми клетками по сравнению с нормальными [7].

Следующим этапом работы было изучение особенностей протекания реакций ПОЛ и уровня ферментов АОЗ в плазме крови и эритроцитах при проведении курсов ПХТ по схеме САР. Было установлено, что уровень МДА в плазме крови повышался через 3 сут после первого курса ПХТ; сохранялся на этом уровне через 14 сут и через 3 сут после второго курса и снижался до уровня, регистрируемого до начала ПХТ через 14 дней после второго курса (рис. 3). Уровень КД значимо возрастал только через 14 дней после второго курса; уровень ШО возрастал через 3 и 14 дней после первого курса и затем снижался до исходных величин (рис. 4). Активность антиоксидантных ферментов (ГТ и каталазы) была снижена на всех изученных сроках после ПХТ по сравнению с ее уровнем до введения химиопрепаратов у больных РЯ (рис. 3).

нмоль/л

Рис. 3. Уровень МДА в плазме крови и эритроцитах больных РЯ до и после ПХТ по схеме САР

3 день 1 курс ПХТ         3 день 2 курс ПХТ

Рис. 4. Уровни продуктов ПОЛ (ДК, КД и ШО) в плазме крови и эритроцитах больных РЯ до и после ПХТ по схеме САР

Несколько иная картина возникает при анализе компонентов системы «ПОЛ – АОЗ» в эритроцитах больных РЯ после ПХТ по схеме САР (рис. 4). Повышенный по сравнению с эритроцитами доноров уровень МДА продолжает возрастать через 3 дня после первого курса ПХТ, несколько снижается через 14 дней и вновь возрастает после второго курса ПХТ (рис. 3). Уровни ДК, КД и ШО после ПХТ значимо не изменяются (рис. 4).

При оценке активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах больных РЯ после ПХТ по схеме САР установлено достоверное снижение активности ГТ на всех сроках, резкое повышение через 3 сут после первого курса и затем достоверное снижение активности каталазы (рис. 5).

Обследуемая группа

Рис. 5. Активность каталазы и ГТ в плазме крови и эритроцитах больных РЯ до и после ПХТ по схеме САР

Активность СОД, значимо повышенная у больных РЯ (1,950±0,122 у.е./л против 0,827±0,136 у.е./л в контроле), резко снижалась после первого курса ПХТ (0,873±0,090 и 0,940±0,018 у.е./л через 3 и 14 дней соответственно) и значимо возрастала после второго курса ПХТ (2,240±0,274 и 1,750±0,230 у.е./л через 3 и 14 дней соответственно). Подобная динамика, свидетельствующая о большей, чем в плазме крови, антиоксидантной емкости эритроцитов, тем не менее позволяет предполагать в эритроцитах развитие оксида-тивного стресса.

Заключение. Таким образом, химиотерапия по схеме САР у больных РЯ на III клинической стадии по FIGO индуцирует ради-калообразование и изменяет уже нарушенный опухолевым процессом окислительновосстановительный гомеостаз больного. При этом система «ПОЛ – АОС» в плазме крови переходит на более высокий уровень функционирования, в эритроцитах развивается ок-сидативный стресс. Подобная динамика ре-докс-зависимых процессов в различных компонентах крови организма-опухоленосителя характеризует биологический портрет опухоли и диктует целесообразность использования дифференцированной многокомпонентной антиоксидантной терапии у больных РЯ.

• 1.    Бохман Я. В. Руководство по онкогинекологии / Я. В. Бохман. – М. : Медицина, 2002. – 534 с.

• 2.    Дубинина Е. Е. Продукты метаболизма кислорода в функциональной активности клеток (жизнь и смерть, созидание и разрушение). Физиологические и клинико-биохимические процессы / Е. Е. Дубинина. – СПб. : МедПресса, 2006. – 397 с.

• 3.    Лю М. Б. Активные формы кислорода и пероксигенации в инвазии и метастазировании неоплазм / М. Б. Лю, И. С. Подобед, А. К. Едыге-нова // Успехи современной биологии. – 2004. – Т. 124, № 4. – С. 32–341.

• 4.    Применение наночастиц железа в термохимиотерапии экспериментальных опухолей / И. А. Горошинская [и др.] // Онкохирургия. – 2013. – № 1. – С. 84.

• 5.    Cancer statistics, 2001 / R. T. Greenlee [et al.] // CA Cancer J. Clin. – 2001. – Vol. 1. – Р. 15–36.

• 6.    Chiarugi P. Redox regulation of protein tyrosine phosphatases during receptor tyrosine kinase signal transduction / P. Chiarugi, P. Cirri // Trends Biochem Sci. – 2003. – Vol. 8, № 9. – Р. 509–514.

• 7.    Dorward A. Mitochondrial contributions to cancer cell physiology: redox balance, cell cycle, and drug resistance / A. Dorward, S. Sweet, R. Moorehead // J. Bioenerg. Biomembr. – 1997. – Vol. 29, № 4. – Р. 385–392.

• 8.    Kemp M. Nonequilibrium thermodynamics of thiol/disulfide redox systems: a perspective on re-

  dox systems biology / M. Kemp, Y. M. Go, D. P. Jones // Free Radic Biol Med. – 2008. – Vol. 44, № 6. – Р. 921 – 37.

• 9.    Kinnula V. L. Superoxide dismutases in malignant cells and human tumors / V. L. Kinnula, J. D. Crapo // Free Radic Biol Med. – 2004. – Vol. 36, № 6. – Р. 718–744.

• 10.    Linnane A. W. Cellular redox regulation and prooxidant signaling systems: a new perspective on the free radical theory of aging / A. W. Linnane, H. Eastwood // Ann. NY. Acad. Sci. – 2006. – Vol. 1067. – P. 47–55.

• 11.    Zhang, Y. Reactive oxygen species (ROS), troublemakers between nuclear factor-kappaB (NF-kappaB) and c-Jun NH(2)-terminal kinase (JNK) / Y. Zhang, F. Chen // Cancer Res. – 2004. – Vol. 64, № 6. – Р. 1902–1905.

• 12.    Zitnanová I. Protein carbonyls as a biomarker of foetal-neonatal hypoxic stress / I. Zitnanová, K. Sumegová, M. Simko // Clin Biochem. – 2007. – Vol. 40, № 8. – Р. 567–570.

INDICATORS OF OXIDATIVE METABOLISM IN PLASMAAND ERYTHROCYTES OF PATIENTS WITH OVARIAN CANCERAFTER CHEMOTHERAPY SCHEME CAP

D.R. Dolgova, T.V. Abakumova, I.I. Antoneeva, S.S. Pirmamedova, A.U. Tuzeeva, E.U. Nasyrova

Ulyanovsk State University