Генерация определенного количества веществ свободнорадикального характера в клетках способствует выполнению клеточных функций. Формирование нарушений при реагировании свободнорадикальных молекул с различными белками, рецепторами, сигнальными факторами происходит при многих нозологических формах [1].
Для широкого ряда заболеваний патологическое изменение глутатионового статуса может играть главную роль в определении симптоматики и тяжести процесса [2]. Профессор В.Х. Хавинсон [3] приводит список и болезней свободных радикалов и определяет свободнорадикальную концепцию формирования признаков заболеваний. Учитывая высокие эпидемиологические показатели распространенности алкоголизма и особенности метаболических нарушений, очевидно, что данный список содержит упоминания об интоксикациях экзогенного характера.
При алкоголь-индуцированном образовании свободных радикалов их устранение может быть неэффективным [4]. В этом аспекте важность приобретают все компоненты антиоксидантной защиты. Серосодержащие составляющие системы объединены в систему глутатиона – трипептида специфического строения с небольшой молекулярной массой и имеющей многогранное функциональное значение с превалирующим влиянием на свободнорадикальные процессы [5]. Выявление функциональной эффективности глутатионовой защиты целесообразно при формировании синдрома физической зависимости от алкоголя.
Цель исследования: выяснение состояния системы глутатиона при алкогольном абстинентном синдроме.
Задачи исследования:
1) оценка уровня восстановленного глутатиона в эритроцитах больных алкоголизмом;
2) определение активности ферментов обмена глутатиона в крови пациентов, страдающих алкоголизмом.
Материалы и методы исследования
70 пациентов с формулировкой диагноза «Психические и поведенческие расстройства в результате употребления алкоголя, средняя стадия. Синдром активной зависимости. Состояние отмены, неосложненное, средней степени тяжести» (F.10.242, F.10.302).
Взятие крови у данных пациентов осуществлялось в первые, третьи, пятые и десятые сутки пребывания в наркологическом отделении. В связи с этим больные были разделены на группы А1, А3, А5, А10.
Определение содержания глутатиона в восстановленной форме и уровня интенсивности действия антиоксидантных ферментов проводилось в осмотическом гемолизате красных клеток крови. В группу сравнения вошли 10 здоровых доноров.
Результаты исследования и их обсуждение
Отмечается уменьшение концентрации глутатиона в восстановительной форме в группе А1 на 14 % (рU < 0,01). Уровень активности глутатионпероксидазы в этой же группе повышен в 1,5 раз при сопоставлении с группой сравнения. Сопровождает данные изменения низкая эффективность рециклирования глутатиона в указанной группе пациентов.
Пациенты группы А3 и А10 также проявляют уменьшенное содержание глутатиона. В группе А10 глутатионредуктазная активность увеличивается, но, вероятно, в недостаточной степени для восстановления уровня глутатиона. Объяснением этого может быть интенсивное потребление восстановительного глутатиона при функционировании глутатион-S-трансферазы.
Выявление изменений глутатионового статуса определяют нарушение протекторных функций компонентов с антиоксидантной активностью у больных алкоголизмом.
Экспериментальное установление принципов формирования антиоксидантной недостаточности было осуществлено на модели развития состояния физической зависимости от алкоголя по А.Х. Абрашитову (1986).
Для этого в ткани печени были определены показатели обмена глутатиона: содержание восстановленного глутатиона по J. Sedlak (1968), активности глутатионредуктазы по I. Carlberg (1985), глутатионпероксидазы по P. Paglia et al. (1967), глутатион-S-трансферазы по W. Habig (1974). Оценка осуществлена через 1, 2, 3, 5 сутки после завершения алкоголизации. В соответствии с этим животные были разделены на группы А1, А2, А3, А5.
Содержание глутатиона уменьшена в группе А1 в 2,3 раза (рU < 0,05) при сопоставлении с данными животных группы сравнения, которые получали воду в эквиобьемном количестве.
Сниженная глутатионтрансферазная активность в данной группе животных может быть обусловлена понижением уровня глутатиона.
Взаимосвязанность указанных параметров сопряжена c их одновременным возвращением к уровню группы А2. В группе А5 активность глутатионпероксидазы повышена на 14 % (рU < 0,05) по сравнению с группой контрольных животных.
Вариантами причин, обусловливающих нарушения в обмене глутатиона, могут быть молекулярные события, связанные с образованием аддуктов глутатиона с ненасыщенными реактивными альдегидами, которые относятся к биологическим маркерам перекисного окисления липидов клеток [6].
Также определенный вклад в изменение глутатионового обмена и общей антиоксидантной емкости крови вносит значительное увеличение интенсивности протекания глутатион-S-трансферазной реакции при алкогольной абстиненции, в которой, вероятно, происходит усиленное потребление восстановленной формы глутатиона [7].
Кроме того, отмечено, что повышение скорости катаболизма цистеина до таурина при введении этилового спирта может способствовать существенному уменьшению содержания восстановленного глутатиона в клетках печени, в результате субстрат-зависимого нарушения биосинтеза глутатиона [8].
В подтверждение этих данных имеются указания на быстрое возвращение к нормальным значениям тканевого уровня общего и восстановленного глутатиона при экспериментальном использовании процистеина в период отмены этанола [9].
В поддержании стабильного уровня биосинтеза глутатиона в клетках также принимает участие путь транссульфирования гомоцистеина.
Исходным веществом для образования гомоцистеина является метионин. Процесс реметилирования гомоцистеина, ускоряемый метионинсинтазой, обеспечивает регенерацию метионина.
Выявленное ингибирование активности данного фермента при экспериментальном моделировании алкогольной зависимости имеет метаболические последствия в плане снижения эффективности реакции трансульфирования гомоцистеина и, соответственно, образования глутатиона [10].
Роль интрацеллюлярного глутатиона в отношении развития адаптивных метаболических изменений при воздействии этанола на клетку достаточно высока.
Существует мнение о повышении чувствительности клеток к повреждающему действию этилового алкоголя и срыве адаптационных возможностей при падении содержания данного трипептида. Наличие в среде клетки достаточного количества аминокислот, которые являются исходными для синтеза глутатиона, восстанавливает содержание трипептида до функционально эффективного значения [11].
Нередко различные соматические заболевания сопровождаются избыточным потреблением алкоголя, формируя значительную часть коморбидной патологии. В значительной степени распространена данная ситуация у пациентов, страдающих сахарным диабетом, оценка воздействия алкоголя на метаболические процессы у данной категории больных является актуальной.
В связи с этим был осуществлен эксперимент, касающийся оценки глутатионового обмена в печеночной ткани при моделировании алкоголизма в условиях аллоксанового сахарного диабета.
Для эксперимента использовали 238 белых беспородных крыс-самцов с массой не более 200 г. Моделирование состояния сахарного диабета осуществлялось внутрибрюшинным введением тетрагидрата аллоксана в дозе 160 мг/кг массы животного.
Раствор этилового спирта (20 %) для формирования метаболических эффектов алкоголя вводили аналогичным образом. Доза составила 2г/кг, что соответствовало одной четвертой полулетальной дозы.
Распределение животных было осуществлено в пределах четырех групп. Группа К получала раствор натрия хлорида (0,9 %, 1 мл). Группа А – животные, у которых применялось введение алкоголя. Группа СД была представлена животным, у которых проводилось моделирование недостатка метаболических эффектов инсулина. Группа СДА – животные, подвергшиеся алкоголизации на фоне аллоксанового сахарного диабета.
Выведение животных из эксперимента проводили через сутки после завершения требуемых манипуляций путем цервикальной дислокации под эфирным наркозом. Определение необходимых параметров глутатионового статуса (уровень восстановленного глутатиона, количество доступных сульфгидрильных групп, активность глутатионпероксидазы, гаммаглутамилтрансферазы, глутатионтрансферазы осуществляли в митоходриальной и надмитохондриальной фракциях печеночной ткани.
Анализ полученных данных экспериментального моделирования показывает, что в группе А выявлено увеличение уровня глутатиона в первые сутки на 45,1 % (рU < 0,001). Однако уже на третьи сутки алкоголизации содержание данного трипептида снижено в 2,5 раза (рU < 0,001). К седьмым суткам показано возвращение восстановленного глутатиона к значениям группы сравнения.
Поступление этилового спирта в организм животных в условиях моделирования сахарного диабета проявилось повышенным содержанием восстановленной формы глутатиона в печеночной ткани на 40,8 % через трое суток исследования при сравнении с данными группы СД.
Существует зависимость уровня тиолсодержащих соединений низкой молекулярной массы от эффективности действия энзимов, относящихся к глутатионовой антиоксидантной системе.
Так, в группе А выявлено уменьшение активности глутатионпероксидазы цитозоля на 7,4 % по сравнению с контролем. В группе СДА, вероятно, происходит более быстрое формирование состояния окислительного стресса, что выражается повышением активности глутатион-S-трансферазы и глутатионпероксидазы.
Данное обстоятельство приводит к нарушению адаптационных возможностей, проявляющемуся в том, что функциональная эффективность действия указанных выше ферментов снижается и происходит уменьшение уровня доступных сульфгидрильных групп по сравнению с данными, полученными при изолированном моделировании сахарного диабета.
Таким образом, в результате эксперимента по определению параметров глутатионового статуса печени алкоголизированных крыс при моделировании аллоксанового диабета было установлено:
а) повышение активностей глутатионпероксидазы и глутатион-S-трансферазы в ранние сроки алкоголизации;
б) резкое снижение активности указанных выше ферментов в поздние сроки исследования, указывающее на выраженное отрицательное влияние алкоголя в отношение показателей, что приводит к срыву компенсаторных механизмов, направленных на восстановление физиологического состояния метаболизма.