Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,564

ОЦЕНКА ВЗАИМОСВЯЗИ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ С УРОВНЕМ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ЭТИОЛОГИИ В СТАБИЛЬНОЙ ФАЗЕ БОЛЕЗНИ

Рахманов Р.С. 1 Страхова Л.А. 1 Блинова Т.В. 1 Трошин В.В. 1 Сапожникова М.А. 1 Умнягина И.А. 1
1 ФБУН «Нижегородский НИИ гигиены и профпатологии» Роспотребнадзора
Проведен анализ интегральных показателей окислительного стресса и антиоксидантной защиты (общего количества пероксидов и антиоксидантной способности сыворотки) и их отдельных компонентов (малонового диальдегида, супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, каталазы и церулоплазминав) в крови больных хронической обструктивной болезнью легких профессиональной этиологии с длительным периодом заболевания в стабильной фазе болезни. Дана оценка изменений данных показателей в зависимости от степени тяжести обструктивных нарушений легочной вентиляции. Установлено, что наибольшей информативностью обладают интегральные показатели, позволяющие оценить уровни окислительного стресса и антиоксидантной защиты в зависимости от тяжести заболевания. Полученные данные могут служить основой для разработки методов индивидуального подхода к коррекции системы оксидантов-антиоксидантов при хронической обструктивной болезни легких профессиональной этиологии с учетом тяжести обструкции.
хроническая обструктивная болезнь легких
стабильная фаза
окислительный стресс
антиокислительная способность
супероксиддисмутаза
глутатионпероксидаза
каталаза
церулоплазмин
1. Асатнани В.С. Новые методы биохимической фотометрии. М.: Наука, 1965 г.
2. Бадамшина Г.Г., Тимашева Г.В., Гимранова Г.Г., Каримова Л.К. Состояние системы «Перикисное окисление липидов – антиоксидантная защита» у работающих в условиях химического комплекса // Гигиена труда – 2015. – № 1. – С.24 – 25.
3. Казимирко В.К., Мальцев В.И., Бутылин В.Ю., Горобец Н.И. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная терапия. К.: Морион, 2004. 6– 160 с.
4. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова // Лабораторное дело. – 1988. – № 1 – С.16-19.
5. Мишина Н.А., Давыдкин И.Л., Купаев В.И. Оксидантно-антиоксидантный статус эритроцитов при хронической обструктивной болезни лёгких / Н.А. Мишина, И.Л. Давыдкин, В.И. Купаев // Вестник РУДН, серия Медицина. – 2010. – № 4354 – С.355.
6. Соодаева С.К. Оксидантные и антиоксидантные системы легких при хронических обструктивных заболеваниях. Хронические обструктивные болезни легких. / Под редакцией А.Г. Чучалина // М.: ЗАО «Издательство БИНОМ». – 2000. – С 92-111.
7. Чучалин А.Г., Авдеев С.Н., Айсанов З.Р. и др. Российское респираторное общество. Федеральные клинические рекомендации по диагностике и лечению хронической обструктивной болезни легких // Пульмонология. – 2014. – №3 – С. 15-36.
8. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Global Strategy for Diagnosis, Management, and Prevention of Chronic Obstructive Pulmonary Disease (Updated 2014).Availableat: htpp://www.goldcopd.org/uploads/users/files/GOLD_Report_2014_Jun 11.pdf.Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease, Inc; 2014. (дата обращения 15.06.2015).
9. Cherubini, Antonio; Ruggiero, Carmelinda; Polidori, M. Cristina; Mecocci, Patrizia. Potential markers of oxidative stress in stroke.// Free Radical Biology and Medicine – vol. 39 issue 7 October 1, 2005. – p. 841-852.
10. Houben, Joyce M.J.; Moonen, Harald J.J.; van Schooten, Frederik J.; Hageman, Geja J. Telomere length assessment: Biomarker of chronic oxidativestress? // Free Radical Biology and Medicine – vol. 44 issue 3 February 1, 2008. – p. 235-246.

Известно, что важным патогенетическим звеном в развитии хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) являются нарушения в системе свободнорадикального окисления [5]. Легкие находятся под постоянным воздействием кислорода и его активных форм (АФК), которые в избытке обладают сильным деструктивным действием, нарушая структуру и функцию легких [6]. Эффект свободных радикалов еще более усиливается в условиях воздействия на организм работающих вредных химических и физических производственных факторов [2]. Положительный баланс в системе свободнорадикального окисления поддерживается антиоксидантной системой и, в частности, её ферментными компонентами. Вопросам окислительного стресса (ОС) при ХОБЛ профессиональной этиологии (ПЭ), посвящены исследования многих авторов [2, 5, 6]. .Однако дискуссионным остается вопрос о значимости отдельных показателей окислительного стресса и антиоксидантной защиты в оценке тяжести течения ХОБЛ ПЭ [9, 10]. Не до конца решен вопрос об информативности интегральных показателей ОС и антиоксидантной защиты организма при данном заболевании в его стабильной фазе.

В связи с вышеизложенным была проведена работа, целью которой явилась оценка информативности интегральных показателей ОС и антиоксидантной защиты и их отдельных компонентов в крови больных ХОБЛ ПЭ, вызванной воздействием кремнесодержащей пыли; установление связи изученных показателей с тяжестью обструктивных нарушений в легких.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования явились больные ХОБЛ ПЭ, находившиеся на плановом лечении в стационаре ФБУН «Нижегородского НИИ гигиены и профпатологии» Роспотребнадзора (n=166). Возраст пациентов составил 60,8±6,1 лет, длительность заболевания 15,5±5,1 года. Все обследуемые были бывшими работниками металлургического и машиностроительного производств, имели большой стаж работы (от 15 до 40 лет), длительный контакт с кремнеземной пылью (от 7 до 15 лет). Диагноз ХОБЛ ПЭ был поставлен на основании общепринятых критериев (рекомендации GOLD, 2014) [8]. Оценка степени тяжести обструктивных нарушений лёгочной вентиляции основывалась на критериях, рекомендованных Российским респираторным обществом по использованию спирометрии [7]. Больные были разделены на три группы по степени тяжести обструктивных нарушений легочной вентиляции. Группу сравнения составили практически здоровые по лабораторным показателям лица в возрасте 43,8±8,5 года, проходившие профилактические осмотры в поликлиническом отделении института (n=80). Критериями исключения из группы сравнения явились патология органов дыхания различного генеза, острые воспаления любой этиологии, а так же наличие контакта с промышленной пылью. Функция внешнего дыхания изучалась при помощи спирометра («Spirolab III S/N 3-2129).

Оценка ОС проведена по интегральному показателю – количеству пероксидов в сыворотке крови, и малоновому диальдегиду (МДА), который до сих пор широко применяется для оценки окислительного стресса [6]. Содержание МДА определяли колориметрическим методом с наборами реагентов «ТБК-АГАТ» (производство ООО «Агат-Мед», Россия) с использованием тиобарбитуровой кислоты. Для определения пероксидов были использованы наборы реагентов «PerOx (TOS/TOC) Kit» фирмы «Immundiagnostik» (Германия). Для оценки степени выраженности ОС использовались данные, рекомендованные производителями наборов: менее 180 мкмоль/л – низкий ОС; от 180 до 310 мкмоль/л – средний ОС; более 310 мкмоль/л – высокий ОС.

Для оценки состояния антиоксидантной системы в сыворотке крови определяли общую антиоксидантную способность сыворотки (АОС) с помощью набора реагентов «ImAnOx (TAS/TAC) Kit» фирмы «Immundiagnostik» (Германия). АОС выражалась в мкмоль разложившейся антиоксидантами перекиси на литр сыворотки и определялась по формуле с использованием стандарта. Для оценки АОС использовались данные, рекомендованные производителями наборов: менее 280 мкмоль/л – низкая АОС; от 280 до 320 мкмоль/л – средняя АОС; более 320 мкмоль/л – высокая АОС. Кроме того, была изучена активность ферментного звена антиоксидантной защиты организма: супероксиддисмутазы (СОД) эритроцитов – первой линии защиты от свободных радикалов, глютатионпероксидазы цельной крови (ГП) и каталазы сыворотки, нейтрализующих перекись водорода и липидные пероксиды. Активность СОД и ГП определяли с помощью набора реагентов «RANSOD Superoxidedismutase MANUAL RXMONZA» и «RANSEL Glutatione Peroxidase MANUAL RXMONZA» фирмы «RANDOX» (United Kingdom), активность каталазы – методом Королюк М.А. и др. [4] в нашей модификации. Содержание в сыворотке крови церулоплазмина (ЦП), обладающего выраженной оксидазной активностью, определяли методом Ревина [1].

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0 (StatsoftInc, USA). Все численные данные представлены, как М±δ. Достоверность различий количественных показателей между группами определялись при помощи критерия Манна-Уитни. Критический уровень значимости результатов исследования принимался при р<0,05. Корреляционные отношения между признаками определялись вычислением оценок коэффициента корреляции и коэффициентов регрессии.

Результаты исследования и их обсуждение

Среди больных ХОБЛ ПЭ основную долю составляли лица с тяжелой степенью обструктивных нарушений легочной вентиляции, наименьшую – со среднетяжелой степенью обструкции (табл. 1).

Таблица 1

Распределение больных ХОБЛ ПЭ по степени тяжести обструктивных нарушений легочной вентиляции

Степень тяжести

Показатель ОФВ1,

%должн

Частота выявления степени тяжести обструктивных нарушений, %

Легкая

> 70

31,9 %

Средне тяжёлая

50 – 59

24,6 %

Тяжёлая

35-49

43,5 %

Примечание. ОФВ1 – объём форсированного выдоха за 1-ю секунду.

Выявленная нами повышенная концентрация МДА свидетельствовала об избыточном образовании продуктов перекисного окисления липидов у больных ХОБЛ ПЭ. Так, у 80,5 % из них концентрация МДА в сыворотке крови превышала норму в 2-3 раза и составляла 2,96±0,85 мкмоль/л при 1,4±0,12 мкмоль/л у лиц группы сравнения (р=0,000). У 13,3 % концентрация МДА достигала 4,5–6,1 мкмоль/л. Достоверной зависимости концентрации МДА от степени выраженности обструктивных нарушений не было обнаружено, т.е. данный показатель не позволял охарактеризовать уровень ОС.

Активность каталазы в среднем на 11,5 %, и содержание церулоплазмина – на 19,0 % превышали уровень у лиц группы сравнения (43,5±14,2 против 38,5±7,8 мкмоль/л, р=0,031 для каталазы и 341,0 ±60,2 мг/л против 276±20,2 мг/л, р=0,001 для церулоплазмина). Вместе с тем, не было выявлено связи данных показателей с выраженностью обструктивных нарушений и МДА.

Анализ активности СОД и ГП у больных ХОБЛ ПЭ показал, что активность СОД и ГП была снижена соответственно у 40,3 % и 13,2 % больных. У 49 % активность СОД и 90 % активность ГП находилась в пределах референтных значений. У остальных активность ферментов была незначительно повышена (табл. 2).

Таблица 2

Величина активности СОД и ГП и частота ее изменения у больных ХОБЛ ПЭ в стабильной фазе болезни в зависимости от степени обструктивных нарушений легочной вентиляции.

Степень тяжести обструкции

СОД

ГП

Величина активности, Е/мл

Частота изменения активности, %

Величина активности, Е/л

Частота изменения активности, %

Норма

Ниже нормы

Выше нормы

Норма

Ниже нормы

Выше нормы

Легкая

(n=16)

178,2±13,7

66,3

25,0

8,7

7977,0±476,2

100

0

0

Средней степени

(n=12)

170,9±24,5

35,8

42,8

21,4

6552,0±478,1

81,9

13,6

4,5

Тяжелая

(n=22)

168,6±13,4

45,8

54,2

0

6206,2±531,6

87,5

12,5

0

Группа сравнения

(n=25)

191,0±24,3*

88,0 %

12,0 %

0

9598±814*

96,0 %

 

4,0 %

* – Средние величины СОД и ГП, определённые в лаборатории ФБУН ННИИ ГП Роспотребнадзора в крови условно здоровых лиц.

Средние величины активности СОД у больных ХОБЛ ПЭ колебались в пределах физиологической нормы (от 164,0 до 240,0 Е/мл). При рассмотрении величин СОД при различной степени обструкции было отмечено, что в группах больных со среднетяжелой и тяжелой степенью обструкции величина активности СОД была достоверно снижена относительно ее величины в группе сравнения (р=0,025; р=0,000). Однако зависимости активности фермента от тяжести обструктивных нарушений не было обнаружено. Выявлены различия в частоте изменений активности СОД: с усилением обструктивного процесса увеличивалась частота обнаружения низкой активности фермента. Почти у половины больных со среднетяжелой и тяжелой степенью обструкции активность СОД была снижена до 110,7±11,4 Е/мл (р=0,000), у 20 % больных активность фермента была повышена до 292,3±15,3 Е/мл (р=0,000). У остальной части (35,8 % и 45,8 %) активность СОД определялась в нормальных пределах.

Изменения активности ГП колебались в пределах референтных значений (от 4171 до 10880 Е/л). Во всех группах больных ГП была достоверно снижена относительно величины у лиц группы сравнения (р=0,002 при легкой степени обструкции; р=0,000 при среднетяжелой и тяжелой степени обструктивных нарушений). У отдельных пациентов активность ГП снижалась до 2583,0 – 1886,0 Е/л. Выявлялась тенденция к снижению средней величины ГП с увеличением степени обструкции.

Таким образом, разнонаправленные изменения активности антиоксидантных ферментов, хотя и свидетельствовали о дисбалансе в системе антиоксидантной защиты, однако они не позволяли судить о ее уровне.

Более информативным оказалось определение интегральных показателей ОС и антиоксидантной защиты – общего количества пероксидов и общей АОС сыворотки, которые позволили провести градацию уровней ОС и АОС. Полученные результаты показали, что общее количество пероксидов в сыворотке больных ХОБЛ ПЭ составляло 650,7±369,3 мкмоль/л, что значительно превышало их содержание у лиц группы сравнения – 380,5±233,2 мкмоль/л (р=0,000). У 16,6 % больных количество пероксидов превышало 1000,0 мкмоль/л, достигая у отдельных пациентов 1605,0 мкмоль/л. У большей части больных ХОБЛ ПЭ (69,8 %) наблюдался высокий уровень ОС: величина пероксидов достигала 783,1±257,0 мкмоль/л. В группе сравнения высокий уровень ОС выявлялся у меньшего числа лиц (46,5 %), а величина пероксидов было достоверно ниже – 591,7±254,2 мкмоль/л (р=0,000). Низкий уровень ОС у больных ХОБЛ ПЭ наблюдался у незначительного числа лиц (9,6 %). В группе сравнения он выявлялся на 15,2 % чаще. Количество пероксидов в обеих группах соответствовало низкому уровню ОС и составляло 101,9±40,3 мкмоль/л у больных и 134,0±54,7 мкмоль/л в группе сравнения. Различий в частоте выявления среднего уровня ОС и величиной пероксидов в обеих группах не было выявлено.

Для больных ХОБЛ ПЭ характерным был низкий уровень АОС: у 75,7 % против 35,7 % в группе сравнения; а количество разложившихся пероксидов было меньшим, чем у условно здоровых лиц (206,5±31,5 против 250,5±20,5мкмоль/л, р=0,000). Средний и высокий уровень АОС у больных встречался значительно реже: у 24,3 % обследуемых против 64,3 % в группе сравнения. Различий в количестве разложившихся пероксидов при высоком и среднем уровня АОС в обеих группах не было выявлено. Обратная коррелятивная связь была выявлена между величинами, характеризующими ОС и АОС: r= – 0,4; р=0,04.

Отмечалась тенденция к увеличению частоты выявления высокого уровня ОС и уменьшения выявления его среднего уровня с увеличением степени тяжести обструктивных нарушений. На этом фоне величина пероксидов в сыворотке, свидетельствующая о высоком уровне ОС, с увеличением степени обструкции увеличивалась (р=0,001, р=0,000), а при среднем и низком уровнях ОС достоверно не отличалась (табл. 3).

Таблица 3

Показатели ОС и общей АОС у больных ХОБЛ ПЭ в стабильной фазе болезни в зависимости от тяжести обструктивных нарушений легочной вентиляции

Уровень ОС

Степень тяжести обструктивных нарушений

Легкая

Средней тяжести

Тяжелая

Окислительный стресс

Частота выявления, %

Величина показателя,

мкмоль/л

Частота выявления, %

Величина показателя, мкмоль/л

Частота выявления, %

Величина показателя, мкмоль/л

Высокий

63,3

702,8±70,6

67,9

754,0±78,4

69,2

894,1±148,7

Средний

30,0

232,4±15,8

26,8

256,8±10,1

23,1

227,2±25,2

Низкий

6,7

70,5±19,7

5,3

119,5±12,2

7,7

79,5±15,2

Антиокислительная способность

Уровень АОС

Частота выявления, %

Величина показателя, мкмоль/л

Частота выявления, %

Величина показателя, мкмоль/л

Частота выявления, %

Величина показателя, мкмоль/л

Высокая

15,8

353,9±9,4

10,7

354,5±11,6

5,5

367,2±9,68

Средняя

10,3

310,0±4,6

12,8

308,6±6,21

20,3

307,0±3,4

Низкая

73,9

262,4±11,8

76,5

250,9±11,1

74,2

204,7±15,1

С усилением процесса обструкции наблюдалось уменьшение доли высокой АОС (от 15,8 % до 5,5 %) и увеличение доли АОС средней степени (от 10,3 % до 20,3 %). Частота выявления низкой АОС с ухудшением патологического процесса не изменялась, однако количество разложившихся пероксидов в группе больных с низкой АОС при тяжелой форме обструкции было достоверно ниже, чем при легкой и среднетяжелой 262,4±11,8 мкмоль/л и 250,9±11,1 мкмоль/л против 204,7±25,1 мкмоль/л (р=0,000).

Заключение

Таким образом, почти у всех больных ХОБЛ ПЭ с длительным периодом заболевания в стабильной фазе болезни установлен высокий уровень ОС, обусловленный избыточным образованием свободных радикалов и продуктов перекисного окисления липидов. Установлена зависимость количества пероксидов в сыворотке от степени обструктивных нарушений. С увеличением тяжести обструкции количество пероксидов в сыворотке увеличивалось.

Высокий ОС у больных ХОБЛ ПЭ сопровождается уменьшением общей АОС сыворотки и разнонаправленными изменениями активности антиоксидантных ферментов, выражающимися в снижении их активности, сохранении ее в нормальных пределах или незначительном повышении. Выявленные изменения СОД, ГП, каталазы и церулоплазмина свидетельствуют об отсутствии активации ферментного звена антиоксидантной защиты в данной фазе болезни, а незначительного увеличения ее отдельных компонентов, по-видимому, недостаточно для нейтрализации избыточного количества свободных радикалов. Данный феномен был отмечен рядом авторов, которые наблюдали резкое падение активности антиоксидантных систем при выраженном окислительном стрессе у пациентов с III стадией ХОБЛ [5]. Кроме того, многочисленными исследованиями установлено, что избыток перекиси водорода является ингибирующим фактором активности таких антиоксидантных ферментов как каталаза, СОД и ГП [3]. Поскольку достоверной зависимости активности ферментов от тяжести обструкции не было выявлено, изученные нами показатели активности СОД, ГП, каталазы и церулоплазмина не могут быть, на наш взгляд, использованы для оценки степени обструктивных нарушений. Однако эти показатели могут использоваться для характеристики состояния системы антиоксидантной защиты и разработке методов ее коррекции.

Проведенные нами исследования показали значимость интегральных показателей ОС и антиоксидантной защиты. Между интегральными показателями ОС и АОС сыворотки выявлена обратная коррелятивная зависимость и наблюдается связь их изменений со степенью выраженности обструктивных нарушений. Представляется важным не только констатировать наличие окислительного стресса и антиоксидантной защиты, но и определить уровень этих нарушений. Используемая нами оценка окислительного стресса и АОС по соответствующим уровням (высокого, среднего и низкого) вполне адекватно отражает состояние данных систем у лиц при ХОБЛ ПЭ. Тем самым определение уровней интегральных показателей ОС и антиоксидантной защиты помагает даст возможность клиницистам более детально оценить риск ухудшения состояния больных ХОБЛ ПЭ, тяжесть течения данного заболевания, его прогноз и эффективность лечения.

Данные показатели могут служить основой для разработки препаратов, направленных на снижение уровня окислительного стресса и повышение антиоксидантной защиты при профессиональной бронхо-легочной патологии.


Библиографическая ссылка

Рахманов Р.С., Страхова Л.А., Блинова Т.В., Трошин В.В., Сапожникова М.А., Умнягина И.А. ОЦЕНКА ВЗАИМОСВЯЗИ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ С УРОВНЕМ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ЭТИОЛОГИИ В СТАБИЛЬНОЙ ФАЗЕ БОЛЕЗНИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 11-2. – С. 223-227;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=7711 (дата обращения: 22.09.2021).

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