Значимость структурно-функционального состояния мембран в патогенезе рассеянного склероза

Рассеянный склероз (РС) - это дизиммунно -нейродегенеративное заболевание, поражающее преимущественно людей трудоспособного возраста, имеющее вариабельное течение и почти с неизбежностью приводящее к инвалидизации. Скорость нарастания инвалидизации у различных больных может существенно различаться, а степень прогрессирования заболевания не всегда возможно объяснить только с точки зрения аутоиммунных механизмов. Изучение патогенетических процессов при рассеянном склерозе на ультраструктурном, мембранном уровне, позволило обосновать связь мембрано-патологических процессов с выраженностью нейродегенерации при этом заболевании [12, 14].

Современная мембранология располагает методиками, позволяющими изучить состояние мем-брано-дестабилизирующих процессов, прежде всего, уровень функциональной активности эндогенных фосфолипаз, динамику накопления липо-перекисей - диеновых конъюгатов (ДК) и шиффовых оснований (ШО), а также структуру и функцию липидной фазы клеточных мембран.

Как следует из представленных в таблице 1 сведений, у больных рассеянным склерозом, независимо от течения заболевания (ремиттирующее (РРС), первично-прогредиентное (ППРС) или вторично-прогредиентное (ВПРС)), выявлено статистически достоверное повышение фосфолипазы А2 и увеличение содержания диеновых конъюгатов и шиффовых оснований в мембранах эритроцитов относительно контроля (р<0,05).

Полученные нами результаты продемонстрировали значительное увеличение содержания продуктов перекисного окисления липидов (ШО и ДК) и повышение активности фосфолипазы А2 у больных при всех вариантах течения рассеянного склероза (РРС, ППРС или ВПРС) относительно контроля (р<0,05). При этом наиболее значительно анализируемые показатели повышены у больных с наименее благоприятными формами РС (ВПРС и ППРС), при которых выраженность морфологического дефекта в центральной нервной системе (ЦНС) наиболее значительна.

Для установления значения повышения активности эндогенных фосфолипаз и процессов ПОЛ (ДК и ШО) в повреждения структур ЦНС и, как следствие, тяжести течения заболевания нами проведен корреляционный математический анализ. Тяжесть заболевания оценена на основании определения степени инвалидизации в баллах по шкале функциональных систем Куртцке.

Таблица 1

Показатели активности ФЛА2, содержание ДК и ШО в мембранах эритроцитов больных в зависимости от варианта течения рассеянного склероза (M±m)

Показатели	Здоровые n=30	Бoльные PC, n=84
		ППPC, n=13	ВПPC, n=25	PPC, n=46
ФЛA 2, % гeмолиза	4,43±0,21	26,65±1,43*/ **	27,08±1,1* / **	15,23±1,0*
ДK, нмoль. мл	48,4±3,5	171,08±7,9* / **	180,1±8,2* / **	109,1±3,9*
ШO у. e. ф.	18,3±1,02	32,7±6,8* / **	29,9±2,0* / **	21,64±6,8*

Пpимечание: * - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду пoказателями здopoвых и бoльных вceх клиничecких фopм PC (р <0,05);

** - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду пoказателями бoльных PPC и пoказателями в двух дpугих гpуппах бoльных PC (р <0,05);

*** - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду пoказателями бoльных ВПPC и ППPC (р <0,05)

Таблица 2

Показатели активности ФЛА2 и содержание в эритроцитарных мембранах больных ремиттирующим рассеянным склерозом ДК и ШО в зависимости от стадии заболевания (M±m)

Показатели	Здоровые, n=30	Больные РРС, n= 46
		Peмиссия, n= 17	Oбocтрение, n= 29
ФЛA 2 % гeмолиза	4,43±0,21	12,7±0,9*	21,6±1,7*/**
ДK нмoль. мл	48,4±3,5	118,7±4,4*	158,64±8,9* / **
ШO у. е. ф.	18,3±1,02	20,9±1,8*	28,69±1,6* / **

Примечание: * - достоверность статистических различий между показателями здоровых и больных РС (р <0,05);  ** - достоверность статистических различий между показателями при обострении и ремиссии у больных РС (р <0,05)

Мы выявили положительную корреляционную зависимость между тяжестью клинических проявлений РС и содержанием в эритроцитарных мембранах ДК (r= +0,742); между тяжестью клинических проявлений РС и активностью ФЛА2 (r= +0,564). Это дает возможность полагать, что мем-брано-дестабилизирующие механизмы в значительной степени влияют на тяжесть клинических проявлений рассеянного склероза.

О взаимосвязи мембрано-дестабилизирующих процессов с клиническими проявлениями заболевания свидетельствуют также изменения количественных характеристик активности эндогенных фосфолипаз и процессов перекисного окисления липидов в зависимости от стадии рассеянного склероза при его ремиттирующем течении (табл. 2).

На основании результатов, представленных в табл. 2, установлено, что активность фосфолипазы А2 и содержание продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) не только статистически достоверно различается в период обострения и ремиссии заболевания, но и в период ремиссии в 2 раза превышает нормативные показатели при сравнении с группой здоровых. Отмеченная нами особенность свидетельствует о чрезвычайно высокой чувствительности патофизиологических процессов в ЦНС, стабилизация которых существенно отстает от стабилизации клинических параметров при РС.

Дополнительным свидетельством активности процессов ПОЛ является повышение уровня нитритов в мембранах эритроцитов у больных РС относительно показателей у лиц контрольной группы. Данные представлены в табл. 3. Так как оксид азота относится к активным формам кислорода, повышенное его количество может свидетельствовать о высокой активности перекисного окисления липидов при рассеянном склерозе.

Таблица 3

Показатели уровня нитритов в эритроцитах здоровых и больных РС (M±m)

Показатель	Величины анализируемых показателей
	У больных РС, n=84	У здоровых, n=30
Нитриты, нмоль/мл	8,18±0,14*	6,63±0,91
Примечание:  * – достоверность статистических различий между показателями у здоровых и больных (p=0,05).

Реакция образования под действием ФЛА2 арахидоновой кислоты, синтез оксида азота под влиянием NO-синтазы являются кальций - зависимыми [15]. Именно поэтому важно исследование содержания внутриклеточного кальция и состояния активности Са-АТФ-азы во взаимосвязи с показателями активности Na-K-АТФ-азы и Mg-АТФ-азы (табл. 4).

Результаты исследований продемонстрировали высокодостоверное снижение активности Са-зависимой АТФ-азы и как следствие нарастание концентрации внутриклеточного кальция у больных РС. Повышение уровня интрацеллюлярного кальция является предиктором гибели клетки, что находит свое отражение в цепи патогенетических реакций при РС. В это же время наблюдается значительное повышение активности натрий-калий-зависимой АТФ-азы, как проявление избыточного накопления натрия и воды во внутриклеточном пространстве и, как следствие, выхода калия в экстрацеллюлярное пространство. Уровень магниевой АТФ-азы оставался на прежнем уровне, что свидетельствует о сохранных компенсаторных возможностях энергетического потенциала клетки – подключение альтернативных источников синтеза макроэргических фосфатов, вероятно – пентозо-фосфатного цикла (шунта).

Таблица 4

Показатели активности АТФ-аз и уровень общего кальция в мембранах эритроцитов у больных РС (M±m)

Показатели	Величина анализируемого показателя
	У здоровых n=30	У больных РС, n=84
		РРС, n=46	ВПРС, n=25	ППРС, n=13
Mg-АТФ-аза, моль/час/мл	7,56±0,4	7,79±0,2	8,01±0,3	7,87±0,3
Na-K-АТФ-аза, моль/час/мл	2,9±0,1	4,09±0,1*	3,96±0,1*	3,16±0,1
Ca-АТФ-аза, моль/час/мл	14,4±0,8	10,87±0,5*	9,03±0,3*	11,01±0,4*
Кальций общий, мкмоль/мл	0,082±0,004	0,094±0,004*	0,101±0,003*	0,093±0,002*

Примечание: * - достоверность статистических различий между показателями здоровых и больных РС (р <0,05)

Taблица 5

Cтруктура липиднoго каркаса эpитроцитарных мeмбран у бoльных РС в зaвиcимости oт тeчения зaбoлевания (M±m)

Aнaлизируемые показатели	Здоровые n=30	Бoльные РС, n=84
		ППPC, n=13	ВПPC, n=25	PPC, n=46
OХЛ, мкмoль/ мл	1,52±0,04	0,82±0,01*	0,75±0,02*	1,43±0,01
OФЛ, мкмoль/мл	0,516±0,03	0,412±0,002	0,432±0,003	0,462±0,002
ФЭA, мкмoль/мл	0,148±0,004	0,071±0,003*	0,069±0,002*	0,121±0,002
ФХ, мкмoль/мл	0,221±0,006	0,144±0,001*	0,121±0,003*	0,119±0.003
CфM, мкмoль/мл	0,124±0,005	0,054±0,002*	0,056±0,001*	0,098±0,001*
ФC, мкмoль/мл	0,079±0,004	0,082±0,001	0,069±0,002	0,075±0,003
ЛФХ, мкмoль/мл	0,048±0,004	0,09±0,004* **	0,12±0,003* **	0,049±0,004

Пpимечание:  * - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду пoказателями здopoвых и бoльных PC (р <0,05);  ** - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду PPC и пoказателями в двух дpугих гpуппах бoльных PC (р<0,05)

Статистически достоверной разницы в показателях активности ферментов трансмембранного транспорта в зависимости от клинического варианта течения РС (РРС, ВПРС, ППРС) не установлено.

В условиях фосфолипазной и перекисной агрессии значительным изменениям подвергаются прежде всего мембранные липиды, в результате чего, по-видимому, модифицируется липидный бислой клеточных мембран [2, 3, 4, 16].

Мы изучили структуру липидной фазы эритроцитарных мембран путем исследования содержания в нем основных фракций фосфолипидов (ФХ, ЛФХ, ФС, ФЭА, СфМ), холестерина и его эфиров у больных рассеянным склерозом (табл. 5). Отмеченное в проведенных нами исследованиях обеднение мембран эритроцитов, как основными фракциями фосфолипидов (ФЭА, ФХ, СфМ, ФС), так и холестерином протекает на фоне накопления лизофосфати-дилхолина - мембранодетергентной фракции. В целом, можно констатировать, что нами установлены

Стpуктура липидного каркаса мeмбран эpитроцитов у бoльных pacceянным cклерозом в зaвисимости oт cтадии зaболевания (M±m)

количественные и качественные изменения структуры липидного бислоя мембран эритроцитов у больных рассеянным склерозом, выраженность которых сопряжена с тяжестью течения заболевания.

Нами проведен сравнительный анализ структуры липидной фазы эритроцитарных мембран в группах больных рассеянным склерозом в стадии экзацербации и в стадии ремиссии. Полученные дaнные пpeдставлены в тaбл. 6.

Установлено, что в период экзацербации РС в эритроцитарных мембранах наблюдается значительное снижение всех основных фракций фосфолипидов, при этом в наибольшей степени уменьшается содержание высоконенасыщенных фосфа-тидилэтаноламина и сфингомиелина.

Заслуживает внимания значительное накопление в эритроцитарных мембранах лизофосфатидил-холина у больных, исследованных в период обострения РС, что является дополнительным свидетельством активации фосфолипаз.

Taблица 6

Показатели	Здоровые n=30	Больные РРС, n=46
		Ремиссия, n= 17	Обострение, n=29
ОХЛ; мкмoль/мл	1,52±0,04	0,89±0,01*	0,56±0,02* **
OФЛ; мкмoль/мл	0,516±0,03	0,312±0,02	0,386±0,01
ФЭA; мкмoль/мл	0,148±0,004	0,096±0,001	0,053±0,001*
ФХ; мкмoль. мл	0,221±0,006	0,196±0,003	0,111±0,002*
CфМ; мкмoль/мл	0,124±0,005	0,082±0,002	0,048±0,002*
ФC; мкмoль/мл	0,079±0,004	0,071±0,003	0,065±0,003
ЛФХ; мкмoль/мл	0,048±0,004	0,09±0,004*	0,22±0,003* **

Пpимечание: * - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду пoказателями бoльных PC и здopoвых (р <0,05); ** - дocтоверность cтатистических paзличий мeжду пoказателями пpи экзацербации и ремиссии у больных РРС (р<0,05)

В стадии ремиссии снижение содержания в мембранах эритроцитов ФХ, ФЭА, СфМ и ФС не имеет статистически достоверных различий с группой здоровых, что может свидетельствовать о нормализации структуры липидной фазы клеточных мембран. Что касается динамики показателей ОХЛ и ЛФХ, несмотря на то, что в период ремиссии уровень ОХЛ повышается, а содержание ЛФХ понижается (различия с периодом обострения статистически достоверны), эти показатели все же не достигают нормативных параметров (разница с группой здоровых статистически достоверна).

Установленные нами закономерности свидетельствуют о том, что биохимические маркеры более торпидны по сравнению с динамикой клинических проявлений рассеянного склероза.

Таким образом, нами доказано, что в патогенезе рассеянного склероза одно из определяющих значений имеет модификация липидного бислоя мембран и изменение их функции. Выявленные изменения являются базовыми, находятся в прямой корреляционной зависимости с тяжестью клинических проявлений РС, а значит, во многом их oпре-деляют [1, 5-11, 13].

Литературы:

• 1.    Быченко С.М., Кичерова О.А. Связь тяжести клинических проявлений рассеянного склероза с выраженностью мембранодестабилизирующих процессов // Медицинская наука и образование Урала. 2009. Т.10, № 2-1 (58). С. 17-19.

• 2.    Бышевcкий A.Ш. Биoхимия для вpaчей / A.Ш. Бышевский, O.А. Тepсенов. Eкатеринбург: Уральский рабочий, 1994. 383 с.

• 3.    Влaдимиров Ю.А. Свободноpaдикальное oкисление липидов и физичecкие cвойства липиднoго слoя биолoгических мeмбран // Биoфизика. 1987. № 5. C. 830-844.

• 4.    Галян С.Л. Предупреждение и ограничение витаминами - антиоксидантами нарушений гемостаза, вызываемых тромбинемией: Автореф. дисс.... докт. мед. наук. Челябинск, 1993. 44 с.

• 5.    Камзеев В.Д., Соколова А.А., Рейхерт Л.И., Быченко С.М., Кичерова О.А., Маркина О.Л., Замятина Е.А. Мембранодестабилизирующие процессы и состояние антиоксидантной системы в эритроцитах больных рассеянным склерозом // Казанский медицинский журнал. 2005. Т. 86. № 5. С. 375-379.

• 6.    Кичерова О.А., Рейхерт Л.И. Механизмы формирования патологического процесса при рассеянном склерозе и способы их коррекции // Медицинская наука и образование Урала. 2017. Т. 18, № 2 (90). С. 147-150.

• 7.    Кичерова О.А., Рейхерт Л.И., Быченко С.М. Рассеянный склероз. Тюмень, 2007. 152 с.

• 8.    Кичерова О.А., Рейхерт Л.И., Доян Ю.И., Рейхерт Л.В. Патогенетические основы ремиелинизации при рассеянном склерозе // Академический журнал Западной Сибири. 2018. Т. 14, № 1 (72). С.47-48.

• 9.    Кичерова О.А., Рейхерт Л.И., Дурова М.В., Ревнивых М.Ю. Структурно-функциональная перестройка клеточных мембран в патогенезе рассеянного склероза // Тюменский медицинский журнал. 2017. Т. 19, № 1. С. 49-53.

• 10.    Кичерова О.А., Рейхерт Л.И., Замятина Е.А. Клиникопатогенетическое обоснование применения копаксона у больных рассеянным склерозом // Неврологический журнал. 2006. Т. 11, № 5. С. 33-36.

• 11.    Кичерова О.А., Рейхерт Л.И., Соколова А.А. Влияние глатира-мера ацетата на патогенетические механизмы ремиттирующей формы рассеянного склероза // Академический журнал Запад ной Сибири. 2015. Т. 11, № 6 (61). С. 51-53.

• 12.    Крылов А.А. Руководство для клинико-диагностических лабораторий / А.А. Крылов, А.М. Кац, А.С. Канторович. М.: М, 1981. 69 с.

• 13.    Тенина О.А., Кичерова О.А., Быченко С.М., Маркина О.Л. Роль оксида азота и некоторых механизмов антирадикальной защиты в формировании клинических проявлений рассеянного склероза // Медицинская наука и образование Урала. 2009. Т. 10, № 2-1 (58). С. 33-35.

• 14.    Шмидт Т.Е. Рассеянный склероз / Т.Е. Шмидт, Н.Н. Яхно. М.: МЕДпресс-информ, 2010. 267 с.

• 15.    Этиология и патогенез рассеянного склероза. / Завалишин И.А., Захарова М.Н., Жученко Т.Д., Переседова А.В. // В кн.: Рассеянный склероз. Избранные вопросы теории и практики / Под ред. И.А. Завалишина, В.И. Головкина. М., 2000. С. 537-580.

• 16.    Spiegel S. Signal transduction through lipid second messengers / S. Spiegel, D. Foster, R. Kolesnick // Curr. Opinion Cell Biol. 1996. № 8. P. 159-167.

THE SIGNIFICANCE OF THE STRUCTURAL AND FUNCTIONAL STATE OF MEMBRANES IN THE PATHOGENESIS OF MULTIPLE SCLEROSIS

O.A. Kicherova, L.I. Reikhert