Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

ПЕРСПЕКТИВЫ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ НАРУШЕНИЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2 ТИПА

Быков И.М. 1 Мелконян К.И. 1 Алексеенко Е.А. 1 Попов К.А. 1
1 ГБОУ ВПО "Кубанский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
В статье приведены данные об изменении активности ферментов антирадикальной защиты (супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы), накоплении продуктов окислительной модификации и антиокислительной активности плазмы в ротовой жидкости у 25 человек с сахарным диабетом 2 типа и 25 человек при сочетанном течении сахарного диабета 2 типа и ишемической болезни сердца. Установлено, что наиболее выраженные нарушения в прооксидантно-антиоксидантной системе отмечены у пациентов с сахарным диабетом 2 типа, при котором отмечено снижение активности всех ферментов на местном уровне, а также антиокислительной емкости ротовой жидкости (на 29,9%) и наиболее существенное увеличение продуктов окислительной модификации в ротовой жидкости (на 192,3%). Результаты исследования показывают, что в ротовой полости имеются автономные механизмы, регулирующие активность ферментного звена антиоксидантной системы, что сопровождается изменением активности отдельных ферментов в ротовой жидкости при соматических заболеваниях.
ротовая жидкость
супероксиддисмутаза
каталаза
антирадикальная защита
1. Абидов М.Т., Павлюченко И.И., Басов А.А., Моргоев А.Э., Павленко С.Г., Абидов А.Б. Актуальность изучения и сравнительной оценки антиоксидантной активности Тамерита in vitro // Доклады Адыгской (Черкесской) Международной академии наук. – 2010. – Т. 12, № 2. – С. 135-141.
2. Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма: метод. Рекомендации. – СПб.: Фолиант, 2000. – 104 с.
3. Бacoв A.A., Aкoпoвa B.A., Гизeй E.B., Быкoв И.M. Биохимические особенности процессов свободно-радикального окисления и локальной продукции гуморальных факторов защиты в ротовой полости при ИБС с нормальным и нарушенным углеводным обменом // Кубанский научный медицинский вестник. – 2013. – T. 141, № 6. – C. 34-38.
4. Басов А.А., Федосов С.Р., Канус И.С., Еремина Т.В., Пшидаток Д.В., Малышко В.В. Современные способы стандартизации антиоксидантных лекарственных средств и биологически активных добавок // Современные проблемы науки и образования. – 2006.- № 4. – С. 149.
5. Быков И.М., Павлюченко И.И., Луговая И.А., Басов А.А., Федосов С.Р. Сравнительная антиоксидантная емкость некоторых отечественных и импортных чайных напитков // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 10. – С. 40.
6. Губарева Е.А., Каде А.X., Павлюченко И.И., Быков И.М., Зингилевский К.Б., Басов А.А., Макарова М.О., Старицкий А.Г., Борисенко В.Г. Прогностическая значимость определения активности ферментов антирадикальной защиты у больных с острым инфарктом миокарда // Кубанский научный медицинский вестник. – 2008. – № 3-4. – С. 104-106.
7. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимическим исследованиям и лабораторной диагностике. – М.: МЕДпресс-информ, 2004. – 920 с.
8. Коваленко А.Л., Биличенко С.В., Саватеев А.В., Саватеева-Любимова Т.Н. Эффективность цитофлавина в терапии экспериментального диабета различного генеза // Вестник Санкт-Петербургской государственной медицинской академии. – 2006. – № 1. – С.137-139.
9. Королюк М.А., Иванов Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.П. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. – 1988. – №1. – С.16-19.
10. Костюк В.А., Потапович А.И., Ковалева Ж.И. Простой и чувствительный метод определения супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцитина // Вопросы медицинской химии. – 1990. – № 2. – С.88-91.
11. Литвинова М.Г., Басов А.А., Быков И.М. Показатели свободнорадикального окисления в крови и ротовой жидкости у больных при ишемической болезни сердца и сахарном диабете 2-го типа // Кубанский научный медицинский вестник. – 2012. – № 3. – С. 94-98.
12. Basov А.А., Akopova V.А., Bykov I.М. Changing the parameters of prooxidant-antioxidant system in blood and oral fluid of patients with ischemic heart disease and type 2 diabetes mellitus // International Journal on Immunorehabilitation. – 2013. – Vоl. 15, № 2. – Р. 84-86.
13. Faure P. Protective effects of antioxidant micronutrients (vitamin E, selenium) in type 2 diabetes mellitus. //Clin Chem Lab Med. – 2003. – V. 41, № 8. – P. 995-998.
14. Garcia-Caballero M, Tinahones FJ, Cohen RV, editors. Diabetes surgery.fst ed. Madrid: McGraw Hill. – 2010. – P.140-141.
15. Mayer-Davis E.J. Type 2 diabetes in youth: epidemiology and current research toward prevention and treatment //J. Am. Diet. Assoc. – 2008. – Vol.108, № 4 (Suppl 1). – P.S45-S51.
16. Retsky K.L., Freeman M.W., Frei B. Ascorbic acid oxidation product(s) protect human low density lipoprotein against atherogenic modification // J. Biol. Chem. – 2003. – Vol. 268. – Р.1304-1309.

В последние годы все большее внимание уделяется разработке новых неинвазивных алгоритмов с использованием ротовой жидкости (РЖ) для оценки состояния антиоксидантной защиты (АОЗ) и свободнорадикального окисления при патологии внутренних органов, в том числе для проведения мониторинга терапии, направленной на уменьшение процессов перекисного окисления [12]. Учитывая все это, для определения ведущих лабораторных критериев следует изучить особенности изменения показателей активности ферментов антирадикальной защиты в РЖ, которая позволит повысить эффективность использования неинвазивной диагностики у пациентов с сахарным диабетом (СД) 2 типа и его сочетании с ишемической болезнью сердца [11]. Медико-социальная значимость СД 2 типа обусловлена не только широкой распространенностью данной патологии среди населения [15], но и высокой частотой развития различных осложнений, сопровождающихся повреждением многих органов и систем, нередко приводящих к неблагоприятным исходам, при этом в последние годы отмечено увеличения частоты встречаемости СД 2 типа, в связи с чем проблема своевременного выявления и коррекции нарушений системы АОЗ становится все более актуальной и требует разработки новых лабораторных подходов в диагностике и мониторинге эффективности проводимой терапии [14]. Благодаря последним достижениям в биохимии и стоматологии продолжают совершенствоваться и внедряться в клиническую практику лабораторные методы, позволяющие осуществлять неинвазивную диагностику соматических заболеваний с помощью исследования показателей в РЖ, что существенно расширяет диагностические возможности и позволяет более эффективно контролировать состояние пациентов.

Процессы свободнорадикального окисления (СРО), которые являются универсальными и необходимы для нормальной жизнедеятельности, должны поддерживаться на физиологическом уровне, что обеспечивается АОЗ. Нарушение регуляции окислительного метаболизма приводит к усилению СРО, что сопровождается развитием различных патологических состояний при СД 2 типа [16], в том числе возрастанием осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы.

В этой связи представляется актуальным исследование выраженности пероксидации и нарушений ферментного звена антиоксидантной защиты в ротовой жидкости при СД 2 типа и его сочетании с ишемической болезнью сердца. 

Материалы и методы исследования

Обследование пациентов и забор материала проводили на клинических базах: МБУЗ "Городская поликлиника №7 города Краснодара" (г. Краснодар), отделения кардиологии № 3 ГБУЗ "Клинический госпиталь для ветеранов войн" (г. Краснодар), отделения эндокринологии ГБУЗ "Краевая клиническая больница №1 имени профессора С.В.Очаповского" министерства здравоохранения Краснодарского края (г. Краснодар), ГБУЗ "Краевая консультативная поликлиника" (г. Краснодар). Материалом для исследования была РЖ больных с СД 2 типа (9 мужчин и 16 женщин, в возрасте – 64,9±2,2 года, n=25, группа 1), РЖ больных с СД 2 типа и ишемической болезнью сердца (n=25, 10 мужчин и 15 женщин в возрасте (M±m) – 61,5±2,6 года, группа 2). Контрольную группу 3 составили 25 человек (мужчин 12 и женщин 13, в возрасте – 56,3±8,7 года) без патологии пародонта, не имеющих клинических и лабораторных признаков СД 2 типа и ишемической болезни, соизмеримых по полу и возрасту с другими обследованными группами.

Определение антиокислительной активности проводили амперометрически на анализаторе антиоксидантной активности "Яуза-01-ААА" по способу [4], по которому сначала при определенном потенциале (1,3 В) измеряли электрический ток, возникающий при окислении на поверхности рабочего электрода стандарта (аскорбиновой кислоты в концентрации от 0,1 до 8,0 мг/л), на основании полученных данных выполняли построение калибровочного графика. Для оценки выраженности СРО в биожидкостях определяли реагирующие с тиобарбитуровой кислотой продукты пероксидации (ТБК-РП). Определение продуктов окислительной модификации биомолекул проводили на основании количественной оценки окрашенного комплекса, образующегося при взаимодействии вторичных продуктов окислительной модификации, содержащихся в РЖ, с тиобарбитуровой кислотой. Полученные результаты выражали в микромолях ТБК-РП на 1 л РЖ [7].

 Среди показателей ферментного звена антирадикальной защиты изучали активность глутатионпероксидазы (ГПО), глутатионредуктазы (ГР), супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ). Активность ГПО определяли по уровню израсходованного в результате реакции окисления восстановленного глутатиона. Оставшийся после реакции восстановленный глутатион определяли с помощью 5,5'-дитиобис(2-нитробензойной) кислоты (реактив Эллмана). Активность ГПО выражали в мкмоль / (мин • г белка) [2]. Активность фермента ГР измеряли по степени окисления (НАДФН+Н+) в ходе реакции восстановления окисленного глутатиона при длине волны 340 нм. Активность ГР выражали в мкмоль / (мин • г белка) [2]. Активность СОД в РЖ определяли по методу [9] и выражали в условных единицах, отнесенных к 1г белка РЖ. Определение активности КАТ в РЖ проводили колориметрическим методом [9], и выражали в мкмоль/ (мин • г белка) в РЖ.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли методами вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента. Достоверным считали различие при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Выраженные изменения в прооксидантно-антиоксидантной системе на местном уровне наблюдались во всех группах пациентов. При изучении активности ферментов, регулирующих обмен тиоловых субстратов, было установлено, что в РЖ больных с СД 2 типа и его сочетании с ишемической болезнью сердца определяется дисбаланс в работе ГПО и ГР: активность ГПО была снижена на 45,7% и в группах 1 и 2 соответственно (p<0,05), активность ГР – на 49,1% (p<0,05), что указывает на существенное падение восстановительного  потенциала ферментного звена АОС и говорит о невозможности рециркуляции у таких больных тиоловых низкомолекулярных антиоксидантов и, безусловно, является неблагоприятным предиктором развития осложнений стоматологического и соматического характера [3, 16]. Оценивая количественно с помощью ТБК-РП состояние пероксидации в ротовой полости, было выявлено, что наиболее значительные нарушения встречались в группе 2, которые в 2,92 раза превышали показатели контрольной группы (р<0,05), а также были выше значений в группе 2 (на 32,8% ), что указывает на ведущую роль эндокринной патологии в развитии нарушений окислительного гомеостаза в ротовой полости и может быть связано как с рекреторной функцией слюнных желез и накоплением в РЖ глюкозы при декомпенсации СД, так и с выраженными нарушениями функционирования гематосаливарного барьера при диабете в условиях формирования макро- и микрососудистых осложнений. Интенсификация процессов свободнорадикального окисления, вызывает повреждение биополимеров, биологически активных молекул и структурных компонентов клеточных мембран, поэтому своевременное использование в комплексной терапии препаратов с антиоксидантной направленностью представляется целесообразным у этих категорий больных [1, 5, 8, 13].

При анализе активности основных ферментов АОС на локальном уровне были выявлены патологические изменения для КАТ и СОД в РЖ обследованных больных: в группе 1 активность КАТ снижалась на 41,5% (p<0,05), активность СОД уменьшалась на 44,9% (p<0,05), в группе 2 было понижение активности КАТ на 49,6% (p<0,05) и активности СОД на 51,7% (p<0,05), что позволяет говорить о наличии в ротовой полости собственной локальной АОС, позволяющей автономно регулировать с помощью ферментов АОЗ интенсивность процессов свободнорадикального окисления. Такая организация ферментного звена АОС в РЖ обеспечивает дополнительную антиоксидантную протекцию слизистой ротовой полости в случае снижения антиоксидантной емкости крови при соматических заболеваниях [6]. Так, в группе 1 и 2 было установлено уменьшение антиоксидантной активности РЖ на 30,0% и 43,9% соответственно (p<0,05). Следует отметить несколько большие резервы антиоксидантной защиты у пациентов с повышением у них активности СОД, что позволяет на определенном этапе нивелировать повреждающее воздействие супероксидного анион-радикала на слизистую ротовой полости.

На основании проведенных экспериментов необходимо отметить, что большое диагностическое значение для оценки уровня окислительного стресса в организме имеет определение в РЖ низкомолекулярных и ферментных компонентов прооксидантно-антиоксидантной системы, в наибольшей степени отражающих тяжесть патологического процесса у пациентов при сочетанном течении СД 2 типа и ишемической болезнью сердца.

Заключение

Необходимо отметить, что устойчивость организма к окислительному повреждению определяется организованной, взаимодополняющей работой всех механизмов защиты от свободных радикалов. Можно сказать, что, судя по полученным результатам, у больных СД 2 типа и ишемической болезнью сердца имеется выраженная разобщенность функционирования ферментов антирадикальной защиты, приводящая в свою очередь к снижению антиоксидантного потенциала низкомолекулярного звена АОЗ в РЖ. На основании полученных результатов, можно сказать, что изучение ведущих показателей ферментного и неферментного звеньев АОЗ в РЖ позволяет достаточно точно оценивать потенциал неспецифической защиты организма, что может быть использовано в диагностическом алгоритме для неинвазивной диагностики окислительного стресса и иммунологической дисфункции при СД 2 типа и при его сочетанном течении с ишемической болезнью сердца. Использование подобного подхода позволит более рационально проводить мониторинг их состояния в амбулаторных условиях.

 


Библиографическая ссылка

Быков И.М., Мелконян К.И., Алексеенко Е.А., Попов К.А. ПЕРСПЕКТИВЫ НЕИНВАЗИВНОЙ ДИАГНОСТИКИ НАРУШЕНИЙ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ПРИ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2 ТИПА // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 3-4. – С. 531-534;
URL: http://applied-research.ru/ru/article/view?id=6665 (дата обращения: 23.09.2020).

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