ІНСТИТУТ ГЕРОНТОЛОГІЇ

АКАДЕМІЇ МЕДИЧНИХ НАУК УКРАЇНИ

РЕШЕТАР Олександр Іванович

УДК: 616.233-007.271-008.915-085.831.7:837.3

ЗМІНИ АКТИВНОСТІ ПРОЦЕСІВ ПЕРЕОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ ТА СТАНУ АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ В ЕРИТРОЦИТАХ І ШЛЯХИ ЇХ НЕМЕДИКАМЕНТОЗНОЇ КОРЕКЦІЇ У ХВОРИХ НА ХРОНІЧНИЙ ОБСТРУКТИВНИЙ БРОНХІТ

03.00.04 - біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Київ -2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Ужгородському національному університеті

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор

Кульчицький Олег Костянтинович,

Інститут геронтології АМН України,

завідувач лабораторії регуляції метаболізму

м. Київ

Офіційні опоненти: доктор медичних наук, професор

Коржов Віталій Іванович,

Інститут фтизіатрії і пульмонології

ім. Ф.Г. Яновського,

завідувач лабораторії біохімії

м. Київ

кандидат медичних наук, доцент

Геруш Ігор Васильович,

Буковинська державна медична академія,

доцент кафедри біологічної хімії

м. Чернівці

Провідна установа: Національний медичний університет

ім. О.О.Богомольця,

кафедра біоорганічної, біологічної та

фармацевтичної хімії

м. Київ

Захист відбудеться “ 20 “ травня 2004 року о 1500 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.551.01 в Інституті геронтології АМН України за адресою: 04114, м. Київ, вул. Вишгородська, 67.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці інституту

(м. Київ, вул. Вишгородська, 67)

Автореферат розісланий “ 16 ” _ квітня _ 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Р.І. Потапенко

1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Високий рівень розповсюдження хронічних обструктивних захворювань легень (ХОЗЛ) і особливо хронічного обструктивного бронхіту (ХОБ), який зустрічається у 20%-25% хворих, що звертаються за медичною допомогою в світі, стійка тенденція росту захворюваності та смертності, а також економічні збитки від даної патології дають підставу вважати ХОБ однією з найбільш соціально-значимих медичних проблем сьогодення (Путов Н.В., 1991; Голева О.П., Ветков В.И., 1995; Чучалин А.Г., 1997; Фещенко Ю.И, 1998; Вишняков Н.И. та співавт.,1999; 2000:, Норейко, 2000; Ивчик, 2003; Фещенко Ю.І., 2003; Pasta D.S., Siafakas N.M., 1998). Недостатня ефективність існуючих способів медикаментозної терапії і відсутність послідовної системи реабілітації хворих на ХОБ приводять до росту питомої ваги важких форм патології (Герасімов С.В, 2000; Аляви А.Л., Каримов М.М., 2002). Тому наукові дослідження в галузі вивчення особливостей функціонального стану бронхологеневої системи, виявлення специфічних патогенетичних механізмів формування бронхіальної обструкції, розробка ефективних методів діагностики, лікування та профілактики ХОБ є сьогодні важливими і актуальними (Добрянський Д.О., 2001; Фещенко Ю.І., 2003; Crystal R.G., 2001; Neurescas E.T., Solway J.,2001).

Відомо, що запальний процес супроводжується локальною акумуляцією фагоцитуючих клітин і активацією їх кисневого метаболізму. Це веде до збільшення продукції активних форм кисню, місцевого посилення реакцій пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ), як одного з провідних прозапальних і продеструктивних маркерів, і виснаження пулу біоантиоксидантів (Владимиров Ю.А., 1989; Гольденберг Ю.М. та співавт., 1991; Игнатова Г.Л. та співавт. 1998; Крокос Н.А., 2001). Порушення рівноваги між процесами ПОЛ та активністю антиоксидантної системи (АОС), що забезпечує антиоксидантний захист (АОЗ), викликає лавиноподібні реакції переокиснення мембранних фосфоліпідів, що призводить до загибелі клітин (Перцова Т.О., Ботвінікова Л.А., 2000; Яшина Л.О. та співавт., 2000; Hatchison, 1995).

Еритроцитам здорової людини притаманний ряд морфометричних показників (МПЕ), які свідчать про надзвичайно важливу роль цих клітин у забезпеченні нормального функціонування багатьох систем організму. І навпаки – патологія певного органу або системи, як правило, проявляється зміною тих чи інших параметрів еритроцитів. Тому еритроцити можна розглядати як певну універсальну сигнальну систему, зміни параметрів якої при патології відображають ступінь порушення структури та функції клітин уражених органів (Аношина М.Ю. та співавт., 2000; Бондарь,Т.П., Шмаров Д.А., Козин Г.И., 2003).

На сьогоднішній час досягнуті певні успіхи в терапії ХОБ. Однак, внаслідок відсутності етіотропного лікування, в останній час акцент робиться на розробці нових методів, які б

2

селективно впливали на окисно-відновні процеси в системі ПОЛ-АОЗ. На основі цих методів розроблюються комплексні програми лікування і реабілітації хворих на ХОБ з врахуванням дії кожного патогенетично направленого терапевтичного фактору (Прохорова М.П., 2000; Білоусов А.М., 2002; Фещенко Ю.І., 2003).

Науковими дослідженнями встановлено, що подібною селективною дією володіє низькоінтенсивне лазерне випромінювання червоного та інфрачервого діапазону, ультрависокочастотний струм, ультразвукові коливання, які вибірково діють на окремі ланки патогенезу ХОБ (Улащик В.С, 1998; Петренко В.И., Петров И.Е., 2000).

Недивлячись на існуючі досягнення в медикаментозному і немедикаментозному лікуванні хворих на ХОБ, проблема підвищення ефективності терапії залишається актуальною.

Питання про визначення взаємозв’язків між показниками систем ПОЛ, АОЗ та МПЕ у хворих на ХОБ залишається мало вивченим. З’ясування цієї проблеми сприятиме розробці нових генерацій антиоксидантних препаратів для терапії ХОБ, а також обгрунтує доцільність визначення продуктів ПОЛ, активності ферментів АОС та МПЕ, як неспецифічних маркерів патологічного процесу у хворих на ХОБ.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота є фрагментом планової наукової теми кафедри біохімії та фармакології з курсом інфекційних хвороб медичного факультету Ужгородського національного університету “Стан про- антиоксидантних систем, вміст селену та нуклеопротеїдів у хворих з різними формами клінічного протікання атеросклерозу і методи хірургічної та медикаментозної корекції допечінкової форми портальної гіпертензії та її ускладнення” (державний реєстраційний номер 0102U4005294).

Мета і завдання дослідження. Вивчити зміни взаємозв’язків між активністю оксидантної і антиоксидантної систем та морфометричними показниками еритроцитів у хворих на ХОБ та ефективність їх корекції за умов комплексного лікування.

Для реалізації мети вирішувалися наступні завдання:

1.

2.

3.

4.

3

5.

6.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше показана закономірність змін систем ліпопероксидації, антиоксидантного захисту та морфометричних показників еритроцитів при ХОБ.

Встановлено, що у хворих на ХОБ має місце достовірне підвищення концентрації всіх продуктів ПОЛ в крові – сполук з ізольованими подвійними зв’язками (ІПЗ), дієнових кон’югат (ДК), кетодієнів (КД), продуктів, що реагують з тіобарбітуровою кислотою (ТБК-АП).

Показано, що при ХОБ реєструється достовірне зниження активності ферментів АОС – каталази (КАТ), супероксиддисмутази (СОД), що супроводжується зниженням вмісту глутатіону відновленого (ГВ) поряд з підвищеною активністю глутатіонредуктази (ГР).

Доведено, що ХОБ супроводжується змінами МПЕ - збільшенням значень гематокриту (Ht), середнього об’єму еритроцитів (MCV), середнього вмісту гемоглобіну в еритроциті (MCH) та анізоцитозу (RDW).

Вперше розкриті взаємозв’язки вказаних порушень зі статтю, віком, анамнестичною тривалістю захворювання та ступенем порушення функції зовнішнього дихання.

Вперше у хворих на ХОБ показано гальмівний вплив магнітолазеротерапії (МЛТ) на процеси ПОЛ.

Доведено, що застосування базової терапії в поєднанні із МЛТ справляє корегуючий вплив на функціональний стан АОС, що проявляється нормалізацією показників активності її ферментів і сприяє збільшенню кількості осіб з МПЕ, що не різнилися від контрольних.

Практичне значення одержаних результатів. Науково обгрунтована та впроваджена в практику комплексна оцінка показників ПОЛ, АОС та МПЕ у хворих на ХОБ в якості тестів у діагностиці та виборі оптимальної тактики лікування і оцінки ефективності терапії.

При порівняльному аналізі ефективності застосованих лікувальних комплексів (ЛК-1 - базового лікування, ЛК-2 - базового, доповненого ультразвуковою терапією (УЗТ) і ЛК-3 - базового в поєднанні з магнітолазеротерапією), виявлено найбільш ефективний корегуючий вплив на порушення в системах ПОЛ, АОЗ та МПЕ при застосуванні ЛК-3.

Базова терапія в поєднанні з МЛТ у хворих на ХОБ прискорює регрес симптомів хвороби, покращує показники лабораторних тестів, скорочує тривалість перебування хворих в стаціонарі.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок автора полягає у виконанні інформаційного пошуку та аналізу наукової літератури з проблеми, самостійно проведеному комплексі біохімічних досліджень. Автор особисто виконав статистичну обробку отриманих

4

даних, аналіз та узагальнення результатів дослідження.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідалися на 56-й підсумковій науковій конференції професорсько - викладацького складу УжНУ (м. Ужгород, 2002 р), VI Міжнародному медичному конгресі студентів і молодих учених (м.Тернопіль, 2002), IX Конгресі світової федерації українських лікарських товариств (м. Луганськ, 2002), VIII Українському біохімічному з’їзді (м.Чернівці, 2002), науковій конференції “Вчені майбутнього” (м.Одеса, 2002),

57-й підсумковій науковій конференції професорсько-викладацького складу УжНУ (м.Ужгород, 2003), міжкафедральному засіданні співробітників кафедр біохімії та фармакології з курсом інфекційних хвороб, пропедевтики внутрішніх хвороб, факультетської терапії, госпітальної терапії УжНУ (12.11.2003).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 8 наукових праць, в тому числі 4 у виданнях, затверджених переліком ВАК УКраїни.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 170 сторінках машинописного тексту і складається із вступу, огляду літератури, описання матеріалів та методів дослідження, розділів власних досліджень, заключного обговорення одержаних результатів, висновків та практичних рекомендацій. Список літератури містить 253 джерела, з яких 50 - іноземних авторів. Дисертація ілюстрована 58 таблицями та 10 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали та методи дослідження. Обстежено 126 осіб. Із числа обстежених 30 осіб (практично здорових) склали контрольну групу. Формування контрольної групи проводилося відповідно до вимог Міжнародної федерації клінічної хімії (IFCC) (Громашевська Л.Л., 2001).

Основна група складалася з 96 хворих з веріфікованим діагнозом ХОБ у віці від 19 до 69 років (з них 70 чоловіків і 26 жінок), які проходили стаціонарне лікування в пульмонологічному відділенні Ужгородської обласної клінічної лікарні. Діагностика проводилася згідно п.1.3. наказу МОЗ України за № 311 від 30.12.1999 р. Середній вік обстежених становив 47,1 2,7 років, давність захворювання - 10,6 2,7 років. Пацієнти були поділені на групи спостереження: за віком, статтю, давністю анамнезу та особливостями клінічного перебігу захворювання.

Для оцінки змін активності процесів в системі ПОЛ-АОЗ та стану МПЕ у хворих на ХОБ проводили клінічні, біохімічні та загальноприйняті лабораторні дослідження. Біологічним матеріалом для проведення досліджень служила кров. Забір крові проводили вранці натще з ліктьової вени в присутності ЕДТА в кінцевій концентрації 1 ммоль/л.

Про інтенсивність ПОЛ судили за рівнем в еритроцитах ІПЗ, ДК, КД, які визначали за допомогою спектрофотометра “СФ-46” при довжині хвиль Е220, Е232, Е278 відповідно (Волчегорский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Я., Лифшиц Р.И., 1989). Вміст кінцевих

5

продуктів ПОЛ (ТБК-АП) в сироватці крові визначали за реакцією з тіобарбітуровою кислотою (Гаврилов Б.В., Гаврилова А.Р., Мажуль М.Л., 1987). Параметри АОС вивчали шляхом визначення активності в еритроцитах її ферментів – СОД (за Misra H.P., Fridovich I., 1972), КАТ (за Королюк М.А., Иванова Л.И., 1988), вмісту ГВ та активності ГР (за Anderson M.E., 1983) і концентрації ЦП в сироватці крові (за Горячковським М.А., 1998).

Дослідження МПЕ включало визначення кількості еритроцитів (RВС), концентрації гемоглобіну в пробі крові (Нb), гематокриту (Нt) (за загальноприйнятими методиками) та середнього об’єму еритроцитів (MCV), середнього вмісту гемоглобіну в одному еритроциті (МСН), ширини розподілу

еритроцитів по об’єму (RDW) за методиками Miale J.B. (1982) та Сочка А.А., Пічкар Й.І., Лукач Н.Г. (2001).

Для лікування хворих на ХОБ застосовано комплексне лікування, яке включало три лікувальні комплекси (ЛК).

ЛК-1 - базова терапія з застосуванням бронхолітичних, муколітичних, антигістамінних препаратів та лікувальної фізкультури і масажу. Антибіотикотерапія проводилася при наявності показань згідно бактеріологічного паспорту відділення (Русин В.І., Химич В.Ю., Руснак Я.О., 2002).

ЛК-2 - базове лікування було доповнено ультразвуковою терапією. Лікування проводилось за допомогою ультразвукового терапевтичного апарату “УЗТ- 101”, що генерує ультразвукові коливання частотою 880 кГц з використанням випромінювачів площею 4 см2. Ультразвуком впливали в безперервному режимі за лабільною методикою на дві пари полів. Спочатку – на паравертебральні зони з обох боків на рівні Th 4 – Th 12 з інтенсивністю 0,2 Вт/см2, а потім – на задньо-бокові поверхні грудної клітки по ходу 6-8 міжреберних проміжків від паравертебральної до середньої пахвинної лінії з такою ж інтенсивністю ультразвуку. Тривалість сеансу складала 2 хв на кожне поле, курс лікування включав 10 щоденних процедур.

ЛК-3 - базове лікування було доповнено магнітолазеротерапію МЛТ. Курс МЛТ включав 10 щоденних процедур із застосуванням синусоїдального магнітного поля (безперервний режим при положенні “3” або “4” ручки “інтенсивність”). В лікуванні використовувався аппарат для магнітотерапії “Полюс-1”. Індуктори – електромагніти встановлювали над ураженими ділянками легенів. Відстань між індукторами – не менше 5 см. Тривалість процедури 15–30 хв.

Лазеротерапія проводилася за допомогою сканеру медичного “СМ-1.3”. Опромінення яремної та підключичної області проводилось контактним способом через наконечник для крапкового опромінення. При цьому вихідна енергія випромінювання складала 10 мВт, площа опромінення – із врахуванням розсіювання в тканинах – 1см2. Паравертебральна зона

6

опромінювалася за допомогою сканера з вихідною енергією 15 мВт у вигляді пульсуючої сітки (фігура сканування № 13) розмірами 56 см. Тривалість 1 та 2-го сеансів складала по 12 хвилин, 3 – 10-го – по 27 хв. Курс лікування включав 10 щоденних процедур.

Статистична обробка результатів досліджень Результати всіх клініко-лабораторних досліджень опрацьовані методами варіаційної статистики за допомогою комп’ютерної програми Microsoft Exel з розрахунком середніх величин, їх похибки, критерієм достовірності різниці. Зміни вважали достовірними при р0,05 (Иванов Ю.И., Погорелюк О.Н., 1990; Минцер О.П., Угаров Б.Н., Власов В.В., 1991; Лапач С.Н., Чубенко А.В., Бабич П.Н., 2002). Характер зв’язку між перемінними визначався шляхом розрахунку критерію взаємозв’язку - рангового коефіцієнту кореляції Спірмена. Силу зв’язку характеризували за абсолютною величиною коефіцієнту кореляції: до 0,2 - дуже слаба кореляція, до 0,5 - слаба кореляція, до 0,7 - середня кореляція, до 0,9 – висока кореляція, більш ніж 0,9 - дуже висока кореляція (Бююль А., Цефель П., 2002). Отримані результати порівнювалися з аналогічними показниками у практично здорових осіб.

Результати дослідження та їх обговорення. Аналізуючи результати власних досліджень активності процесів ПОЛ, стану АОС та МПЕ у хворих на ХОБ до лікування нами були виявлені суттєві порушення оксидантно-антиоксидантної рівноваги та зміни МПЕ.

Встановлено збільшення вмісту ІПЗ на 36,7% (р0,001), ДК на 35,4% (р0,001), КД на 35,5% (р0,001) і ТБК- АП на 36,6% (р0,001) в крові хворих у порівнянні з контрольною групою (табл. 1.).

Таблиця 1.

Вміст продуктів перекисного окиснення ліпідів у практично здорових людей та хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Показники,

одиниці виміру | Групи обстежених (M+m)

Контрольна група, n=30 | Основна група, n=96

ІПЗ од.оп.г./мл | 2,69 0,16 | 3,570,16*

ДК од.оп.г./мл | 1,28 0,08 | 1,720,07*

КД од.оп.г./мл | 0,63 0,04 | 0,84 0,06*

ТБК-АП нмоль/мл | 3,49 0,21 | 4,77 0,23*

Примітки: * –достовірність (р0,05) різниці з контролем.

7

При цьому у 60%- 64% хворих із всього загалу високі значення всіх продуктів ПОЛ перевищували норму в 1,7-1,9 рази.

Нами встановлено, що надмірне накопичення продуктів ПОЛ при ХОБ супроводжується пригніченою активністю СОД і КАТ еритроцитів, робота яких спрямована на детоксикацію супероксиданіона і пероксиду водню (табл. 2.).

Таблиця 2.

Показники антиоксидантної системи крові у практично здорових осіб та хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Показники,

одиниці виміру | Групи обстежених (M+m)

Контрольна група, n=30 | Основна група, n=96

СОД од/мгHb | 4,14 0,36 | 2,91 0,20*

КАТ мкмоль/хвмгHb1420 68,0 | 1078,29 76,8*

ЦП мг/мл | 31,6 2,8 | 27,9 1,3

ГВ мкмоль/л | 587 18,0 | 358,68 14,5*

ГР мкмоль/хвл | 693 18,0 | 899,9 23,1*

Фактор АОЗ у.о. | 2185 202,0 | 810,0 124,1*

Примітка: * – достовірність (р0,05) різниці з контролем.

Активність СОД (на 29,7%, р0,001) та КАТ (на 31,6%, р0,01) до лікування були достовірно нижчі в порівнянні з контролем.

Водночас у 77% та 68% хворих показники активності СОД (2,22 0,15 од/мгHb, р0,001) і КАТ (851,99 48,56 мкмоль/хвмгHb, р0,001) були нижчі відповідно в 1,9 рази і 1,7 рази порівняно зі значеннями їх у групі практично здорових осіб.

Виявлено дисбаланс в системі глутатіонового редокс-циклу: низький вміст ГВ на фоні підвищеної активності ГР. При цьому, у 89 % хворих рівень ГВ був знижений в 1,6 рази (р0,001) порівняно з контролем, а активність ГР у 85 % обстежених перевищувала значення у здорових в 1,3 рази.

Слід відмітити, що рівні ЦП за середніми показниками по групі не відрізнялися від значень практично здорових осіб.

У більшості хворих на ХОБ МПЕ до лікування характеризувалися суттєвими змінами (рис. 1).

8

Рис.1. Індивідуальний розподіл високих, незмінних та низьких значень морфометричних показників еритроцитів у хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Так, у 72 % хворих показники Ht перевищували контрольні в 1,7 рази (р<0,001), у 65 % хворих MCV і MCH були вище показників контролю відповідно в 1,5 рази (р<0,001) і в 1,3 рази (р<0,01), а значення RDW у 89 % обстежених перевищували контрольні в 1,9 рази (р<0,001).

Аналіз кореляційних зв’язків у системі ПОЛ - АОС у осіб контрольної та основної груп показав, що всередині кожної з систем кількість достовірних зв’язків була незначною, а сила їх слабо виражена. По одному зв’язку відмічено між показниками активності ферментів АОС в обох групах: між ГВ та ГР (r=0,752, р0,001) у осіб контрольної групи і між ГВ та СОД (r=0,270, р0,05) у хворих на ХОБ.

Вивчення характеру кореляції між показниками системи ПОЛ і ферментами АОС дозволило встановити наявність кореляційних зв’язків різного ступеню між вмістом ІПЗ, ДК і КД в крові та активністю КАТ, ГР і вмістом ГВ з переважанням їх кількості та сили в контрольній групі (табл. 3). Характерною особливістю кореляційних зв’язків МПЕ є наявність чіткої залежності між показниками всередині системи (р0,001) в обох обстежених групах.

У контрольній групі між активністю СОД і всіма МПЕ виявлені дуже слабі взаємозв’язки, тоді як у хворих основної групи вони не існували.

Такий стан досліджуваних систем у хворих на ХОБ є несприятливим прогностичним показником, що відображає істотні порушення ліпопероксидного гомеостазу, зниження захисних можливостей АОС, різнонаправлені зміни МПЕ, що, в свою чергу, викликає порушення структурної і функціональної організації клітинних мембран і свідчить про важливу роль ініціації процесів ПОЛ, як неспецифічного патогенетичного механізму у формуванні ХОБ.

9

Таблиця 3.

Коефіцієнти кореляції між показниками перекисного окиснення ліпідів та активністю ферментів антиоксидантного захисту крові осіб контрольної групи та хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Показник | Контрольна група, п=30, rs | Основна група, п=96, rs

ІПЗ і ДК | 0,230 | 0,691*

ІПЗ і КД | 0,380 | 0,477*

ІПЗ і КАТ | 0,459* | -0,333*

ІПЗ і ГР | -0,341* | -0,050

ІПЗ і ГВ | -0,563* | -0,278*

ДК і КД | 0,511* | 0,550*

ДК і КАТ | 0,459* | -0,112

ДК і ГВ | 0,563* | -0,124

ДК і ГР | -0,342* | -0,105

КД і КАТ | 0,257 | -0,030

КД і ГВ | -0,363* | -0,050

КД і ГР | -0,355* | -0,080

МДА і СОД | 0,309* | -0,189

Примітка: * - достовірність (р0,05) коефіцієнта кореляції.

Встановлено статеві особливості порушень у досліджуваних системах. Так, активація процесів ПОЛ більш виражена у жінок (табл. 4), а порушення функціонування АОС та зміни МПЕ реєструється у більшого відсотка чоловіків (рис. 2).

У 65 % - 73 % жінок реєструвалися підвищені порівняно з контрольними рівні ІПЗ, ДК, КД і ТБК-АП у 1,7 – 1,9 рази. Серед чоловіків зазначені зміни зареєстровані у 50% випадків, а інтенсивність накопичення продуктів ПОЛ нижча в 1,3 рази (р0,05). У 62% жінок реєструвалася знижена в 1,2 рази активність СОД, а в 76% чоловіків - в 1,4 рази. Майже у всіх чоловіків (98%) відмічено дисбаланс в глутатіоновій системі, в той час, як у жінок такий стан зареєстровано

тільки у 76% випадків. Встановлено зниження вмісту в сироватці ЦП на 29,4 % у жінок і на 36,7 % у чоловіків.

10

Таблиця 4.

Вміст продуктів переокиснення ліпідів в крові жінок та чоловіків, хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Показники, од. виміру | Контрольна група (n=30) | Групи хворих (М m)

Жінки, n=26 | Чоловіки, n=26

ІПЗ од.оп.г/мл | 2,69 0,16 | 3,870,27* | 3,460,24*

ДК од.оп.г/мл | 1,28 0,08 | 1,840,06* ** | 1,590,09*

КД од.оп.г/мл | 0,63 0,04 | 0,900,08* ** | 0,700,05*

ТБК-АП нмоль/мл | 3,49 0,21 | 5,590,53* ** | 4,180,28

Примітка: * - достовірність (р0,05) відмінності від показників контролю;

**- достовірність (р0,05) відмінності між групами.

Рис. 2. Статеві особливості змін активності ферментів антиоксидантного захисту у хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Активація процесів ПОЛ у хворих на ХОБ обох груп зумовлена неспроможністю системи АОЗ адекватно контролювати інтенсивність накопичення його продуктів. Це підтверджується слабо вираженими кореляційними зв’язками та їх незначною кількістю як всередині систем ПОЛ та АОЗ, так і між ними (r = 0,300 - 0,419).

Нами не виявлено залежності порушень МПЕ від статі – на фоні контрольних значень RBC, Hb, Ht в обох групах показники MCV та MCH були істотно підвищені і не різнилися між групами. Виключенням був RDW, що у жінок перевищував контрольні величини в 1,5 рази, а в чоловіків у 2,1 рази.

11

Отримані результати вказують на те, що направленість та вираженість порушень оксидантно-антиоксидантної рівноваги у хворих на ХОБ залежать від віку (рис. 3., 4.).

Рис. 3. Вікові особливості показників пероксидного окиснення ліпідів у хворих на хронічний обструктивний бронхіт

У хворих віком до 40 років спостерігається накопичення тільки ІПЗ, ДК та КД в 1,3 рази, а вміст ТБК-АП знаходився в межах значень контрольної групи, тоді як у хворих віком більше 40 років відмічено накопичення (в 1,4 -1,5 рази) всіх продуктів ПОЛ.

При цьому слід відмітити, що у хворих обох вікових груп ступінь зниження активності ферментів АОС однаковий, а частота реєстрації низьких показників АОС більша серед хворих віком до 40 років (рис. 4).

Рис. 4. Вікові особливості частоти реєстрації низької активності ферментів антиоксидантної системи у хворих на хронічний обструктивний бронхіт

Порівняльний аналіз МПЕ показав, що серед хворих першої вікової категорії переважали особи з підвищеними значеннями RBC (у 44 % пацієнтів), Ht (у 72 %), RDW (у 78 % обстежених), а серед хворих віком більше 40 років – з високими показниками Hb (у 61 %), MCV (у 74 %), MCH (у 76 %).

12

Нашими дослідженнями встановлено, що інтенсивність процесів ПОЛ у хворих на ХОБ наростає пропорційно давності захворювання. Так, якщо у групі хворих з давністю захворювання до 5 років відмічено високий вміст ІПЗ (3,340,21, од.оп.г/мл, р0,05) і ДК (1,650,11 од.оп.г/мл, р0,01), а в групі з тривалістю захворювання 5-10 років ІПЗ (4,020,24 од.оп.г/мл, р0,01), ДК (1,890,16 од.оп.г/мл, р0,01) і КД (0,990,10 од.оп.г/мл, р0,01), то у хворих з давністю захворювання більше 10 років реєструвалося надмірне накопичення всіх продуктів ПОЛ: ІПЗ - 3,670,22 од.оп.г/мл (р0,01), ДК - 1,800,10 од.оп.г/мл (р0,01), КД - 0,890,04 од.оп.г/мл (р0,01), ТБК-АП - 5,280,38 нмоль/л (р0,001).

Відмічено пригнічення активності ферментів АОС у всіх обстежених групах з найбільшим відсотком осіб з низькими їх значеннями серед хворих з давністю захворювання 5 - 10 років.

Встановлено, що порушення функції зовнішнього дихання у хворих на ХОБ супроводжується змінами функціонування систем ПОЛ та АОЗ і порушеннями МПЕ.

У хворих на ХОБ з дихальною недостатністю (ДН) І та ІІ ст. вміст ІПЗ, ДК, КД в еритроцитах і ТБК-АП в сироватці крові був вищий порівняно з контрольним в 1,2 - 1,4 рази. У хворих з ДН ІІІ ст. рівень продуктів ПОЛ істотно вищий, ніж у контрольній групі, а активність накопичення ІПЗ на 71% (р0,001) і ДК на 63,2% (р0,001) більш виражена, ніж у хворих попередніх груп (табл. 5).

Таблиця 5.

Показники ПОЛ у хворих на ХОБ з різним ступенем дихальної недостатності

Показники,од. виміру, р | Контрольна група (n=33) | Групи хворих, M m

ДН І (n=33) | ДН ІІ (n=35) | ДН ІІІ (n=17)

ІПЗ од.оп.г/мл

р1-3

р2-3 | 2,690,16 | 3,530,21* | 3,580,19* | 4,600,20*

0,01

0,05

ДК од.оп.г/мл

р2-3 | 1,280,08 |

1,770,09* | 1,700,13* | 2,090,13*

0,05

КД од.оп.г/мл | 0,630,04 | 0,800,05* | 0,90±0,07* | 0,890,07*

ТБК-АП нмоль/мл

р1-3 | 3,490,21 |

4,160,34 |

4,930,42* |

5,160,38*

0,05

Примітка: * – достовірність (р0,05) різниці з контролем;

р1,2,3 - достовірність різниці між показниками відповідних груп;

13

При цьому виснаження системи АОЗ у хворих на ХОБ із різним ступенем ДН проявлялося достовірним зниженням активності СОД, КАТ в еритроцитах, вмісту ЦП в сироватці крові та дисбалансом в глутатіоновій редокс-системі без достовірних відмінностей між групами. Встановлено, що порушення вентиляційної здатності легень при ХОБ супроводжується змінами МПЕ, а ступінь їх вираженості прямо корелює зі ступенем ДН.

Зміни досліджуваних систем залежать від фази захворювання. Нами встановлено, що ХОБ у фазі загострення супроводжується дисбалансом показників ПОЛ, що проявляється розгорнутим процесом ліпопероксидації, а нестійка ремісія характеризується активацією початкових його етапів на фоні незмінного вмісту кінцевих продуктів (ТБК-АП) ПОЛ. Водночас у більшості хворих у фазі загострення всі показники АОС були нижче контрольних в 1,3 - 1,6 рази (р0,05), а зниження активності ферментів АОС у хворих з нестійкою ремісією було більш виражене (в 1,7 - 2,2 рази відносно контрольних значень). Ймовірно, причиною такого стану є мобілізація системи АОЗ у відповідь на активацію патологічного процесу.

За результатами досліджень можна стверджувати, що в клінічних проявах ХОБ важливу роль відіграють виявлені нами порушення ліпопероксидного гомеостазу, пригнічення активності ферментів АОС та зміни МПЕ. З цієї точки зору важливим є аналіз впливу комплексного лікування на систему ПОЛ-АОЗ та МПЕ.

Як свідчать результати обстеження у хворих на ХОБ, які лікувалися за ЛК–1 та ЛК-2, проведений курс лікування призводить до клінічного покращення, але майже не впливає на процеси ПОЛ та активність ферментів АОЗ.

Так, після ЛК-1 та ЛК-2 відмічається нормалізація вмісту КД і ТБК-АП, а концентрації ІПЗ та ДК залишились на вихідному рівні, в той час, як ЛК-3 справляє гальмівний вплив на процеси ПОЛ з нормалізацією вмісту всіх його продуктів (табл. 6.).

Таблиця 6.

Зміни вмісту продуктів переокиснення ліпідів в крові хворих на хронічний обструктивний бронхіт під впливом лікування

Групи

обстеження,

n | Показники, одиниці виміру (Мm)

ІПЗ,

од.оп.г./мл | ДК

од.оп.г./мл | КД

од.оп.г./мл | ТБК- АП

нмоль/мл

Контрольна

група (n=30) | 2,690,14 | 1,280,08 | 0,630,04 | 3,490,21

14

Продовження табл.6

ЛК-1

(n=44) | 3,470,16*

3,20,14* | 1,650,07*

1,480,06* | 0,780,04*

0,610,04 ** | 4,420,23*

3,830,13* **

ЛК-2

(n=22) | 3,550,22*

3,080,20* | 1,710,11*

1,540,07* ** | 0,830,05*

0,630,05 ** | 5,20,61*

3,740,20 **

ЛК-3

(n=30) | 3,790,24*

2,810,11 ** | 1,850,15*

1,440,07 ** | 0,920,08*

0,620,03 ** | 4,970,53*

3,210,14 **

Примітка: в чисельнику значення до лікування, в знаменнику – після лікування;

*- достовірність (р0,05) відмінності від контролю;

**- достовірність (р0,05) різниці до та після лікування.

Застосовані лікувальні комплекси проявляють неоднакову ефективність на систему АОЗ (табл. 7.)

Таблиця 7.

Зміни активності ферментів антиоксидантної системи у хворих на хронічний обструктивний бронхіт під впливом застосованих лікувальних комплексів

Група

обстеження,

n, р | Показники, одиниці виміру (Mm)

СОД

од

мгHb | КАТ

мкмоль

хвмгHb | ЦП

мг/мл | ГВ

мкмоль

л | ГР

мкмоль

хвл

Контрольна

група (n=30) |

4,140,36 |

142068,0 |

31,62,8 |

587,018,0 |

693,018,0

ЛК-1 (n=44)

р1 | 2,670,2*

3,400,2*

0,01 | 116667,2*

24339,0* | 27,31,08

27,51,04 | 41310,0*

45311,3*

0,01 | 90918,2*

83416,3*

0,01

ЛК-2 (n=22)

р1 | 2,910,32*

4,020,20* | 1101103,5

130051,7* | 30,21,92

30,81,47 | 40115,0*

48921,0* 0,05 | 89428,0*

77522,0*

0,05

ЛК-3 (n=30)

р1 | 3,110,27*

4,150,20

0,001 | 93360,1*

139341,4

0,001 | 27,10,9*

30,20,85

0,05 | 448,018*

57323,4

0,01 | 89123,4*

7617,71

0,05

Примітка: *- достовірність (р0,05) відмінності від контролю;

р1- достовірність (р0,05) різниці до та після лікування.

15

МПЕ під впливом ЛК-1 та ЛК-2 суттєвих змін не зазнали, в той час, як після ЛК-3 відмічається достовірне збільшення числа осіб зі значеннями, що не різнилися від контрольних (рис. 8.).

Рис. 8. Частота виявлення осіб з контрольними значеннями морфометричних показників еритроцитів серед хворих на хронічний обструктивний бронхіт після лікування за різними лікувальними комплексами

Підводячи підсумок аналізу результатів досліджень впливу різних ЛК на показники, що характеризують процеси ПОЛ, активність ферментів АОС та МПЕ, необхідно відмітити наступне:

1. Застосування базисної терапії (ЛК-1) сприяє стабілізації процесів в системі ПОЛ-АОЗ за рахунок незначного зниження вмісту продуктів ПОЛ в еритроцитах і сироватці крові, підвищення активності ферментів АОС в еритроцитах та оптимізації МПЕ без нормалізації їх показників.

2. ЛК-2 справляє більш виражений корегуючий вплив на зазначені порушення, що проявляється нормалізацією активності ферментів АОЗ, пригніченням процесів ПОЛ. Слід відмітити, що обидва застосовані лікувальні комплекси в однаковій мірі проявляють незначний вплив на МПЕ.

3. На відміну від вищезазначених комплексів, після лікування за ЛК-3 у хворих на ХОБ відмічається нормалізація вмісту продуктів ПОЛ в еритроцитах і сироватці крові, відновлення порушеної рівноваги в системі глутатіону з нормалізацією її показників поряд з достовірним ростом і нормалізацією активності ферментів АОЗ в еритроцитах.

4. МПЕ у хворих на ХОБ після лікування за ЛК-3 за середніми значеннями не досягли показників контрольної групи, але при цьому реєструвався найбільший відсоток осіб зі

16

значеннями їх, що не різнилися з контрольними, порівняно з хворими, що лікувалися за ЛК-1 та ЛК-2.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі - встановлення ролі порушень взаємозв’язків між процесами пероксидного окиснення ліпідів, функціонуванням антиоксидантної системи, змінами морфометричних показників еритроцитів у клінічних проявах хронічного обструктивного бронхіту та обгрунтована ефективність застосування комбінованої магнітолазеротерапії в комплексному лікуванні хворих на хронічний обструктивний бронхіт з метою корекції виявлених порушень.

1. Хронічний обструктивний бронхіт супроводжується активацією процесів пероксидного окиснення ліпідів, що проявляється достовірно підвищеними (порівняно з контрольними) концентраціями в еритроцитах сполук з ізольованими подвійними зв’язками на 36,7%, дієнових кон’югат на 35,4%, кетодієнів на 35,5% і продуктів, що реагують з тіобарбітуровою кислотою на 36,6%.

2. У хворих на хронічний обструктивний бронхіт відмічено порушення функціонування системи антиоксидантного захисту: достовірне зниження активності супероксиддисмутази на 30%, каталази на 31,6%, рівнів глутатіону відновленого на 63,6% та підвищення активності глутатіонредуктази на 30% порівняно зі здоровими.

3. При хронічному обструктивному бронхіті реєструються достовірно підвищені відносно контрольних значень морфометричні показники еритроцитів: гематокрит на 42%, середній об’єм еритроцитів на 38%, середній вміст гемоглобіну в еритроциті на 31%, показник анізоцитозу на 82%.

4. Виявлені вікові особливості порушень оксидантно - антиоксидантної рівноваги та морфометричних показників еритроцитів:

- у хворих віком до 40 років спостерігається накопичення сполук з ізольованими подвійними зв’язками на 31,8%, дієнових кон’югат на 32,8% і кетодієнів на 25,3% вище за рівні їх у здорових, а вміст продуктів, що реагують з тіобарбітуровою кислотою знаходився в межах значень контрольної групи. У хворих віком більше 40 років відмічено достовірне надлишкове накопичення всіх продуктів переокиснення ліпідів – сполук з ізольованими подвійними зв’язками на 42,3%, дієнових кон’югат на 39,8 %, кетодієнів на 40 % і продуктів, що реагують з тіобарбітуровою кислотою на 54,4%;

- у хворих обох вікових груп ступінь зниження активності ферментів антиоксидантної системи однаковий, а частота реєстрації низьких показників більша серед хворих віком до 40 років.

17

5. Виявлені особливості порушень оксидантно - антиоксидантної рівноваги та морфометричних показників еритроцитів в залежності від давності анамнезу та ступеню дихальної недостатності:

- у 71%-75% хворих з давністю захворювання більше 10 років реєструвалось найбільше накопичення всіх продуктів переокиснення ліпідів на тлі низької активності ферментів антиоксидантної системи у 67%-87% хворих;

- з наростанням дихальної недостатності (ДН III ст.) у 78%-82% хворих відмічаються найвищі рівні продуктів переокиснення ліпідів та суттєве зниження (у 88%-94% хворих) активності ферментів антиоксидантного захисту. По мірі збільшення ступеню дихальної недостатності зростає відсоток осіб з порушеннями морфометричних показників еритроцитів (39-58% при ДН I ст., 43-74% при ДН II ст., 53%-82% у хворих з ДН III ст.).

6. Порівняльний аналіз ефективності застосованих лікувальних комплексів дав змогу виявити найбільш виражений позитивний вплив ЛК-3, що проявлялося нормалізацією вмісту продуктів переокиснення ліпідів у крові, активності ферментів антиоксидантної системи та морфометричних показників еритроцитів. У групі хворих на хронічний обструктивний бронхіт, що лікувалися за ЛК-3 реєструвався найбільший відсоток (50%-70% випадків) осіб зі значеннями морфометричних показників еритроцитів, що не різнилися від контрольних.

7. Визначення вмісту продуктів пеоксидногоокиснення ліпідів, активності ферментів антиоксидантного захисту в еритроцитах і сироватці крові та морфометричних показників еритроцитів у хворих на хронічний обструктивний бронхіт можна рекомендувати, як критерій визначення ступеню порушення окиснювального гомеостазу, оцінки ефективності лікування та прогностичний показник.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

1. Частота виявлення порушень рівноваги в системі ПОЛ-АОЗ та стану МПЕ підтверджує необхідність визначення біохімічних показників у хворих на ХОБ, що характеризують окисно-відновний гомеостаз організму.

2. В якості скринінгових тестів обгрунтованим є визначення вмісту продуктів ПОЛ (ІПЗ, ДК, КД та ТБК-АП), активності ферментів АОЗ (СОД, КАТ, ГР, ЦП та ГВ) в еритроцитах і сироватці крові та МПЕ (RBC, Hb, Ht, MCV, MCH, RDW).

3. При визначенні варіантів змін вказаних показників доцільно враховувати зміни взаємозв’язків між системами ПОЛ, АОЗ та МПЕ.

4. При оцінці стану процесів ПОЛ, активності АОС та МПЕ у хворих на ХОБ відмічено взаємозв’язки між порушеннями оксидантно-антиоксидантної рівноваги та віком хворих, статтю і

18

перебігом захворювання, які необхідно враховувати при розробці лікувально-реабілітаційних комплексів.

5. В зв’язку з поліфакторними порушеннями і складністю клінічної картини ХОБ, лікування повинно бути комплексним, включати різні варіанти поєднання медикаментозної і немедикаментозної терапії.

6. Беручи до уваги корегуючий вплив комбінованої МЛТ на стан процесів ПОЛ, активність ферментів АОС та МПЕ, запропонований метод лікування може застосовуватися в комплексному лікуванні хворих на ХОБ.

Перелік наукових праць, опублікованих за темою дисертації:

1.

Дисертантом проведені експериментальні дослідження і статистична обробка отриманих результатів щодо виявлення особливостей перебігу вільнорадикального окиснення ліпідів та стану антиоксидантного захисту у хворих на хронічний обструктивний бронхіт.

2.

Дисертант проводив визначення процесів перекисного окислення ліпідів та активності супероксиддисмутази.

3. Решетар О.І. Стан системи “перекисне окислення ліпідів – антирадикальний захист” у хворих на хронічний обструктивний бронхіт в процесі лікування в залежності від статі // Науковий вісник Ужгородського університету, серія “Медицина”. - вип. 19. - 2003. - С. 194 – 197.

4. Решетар О.І. Зміни показників оксидно-антиоксидної системи у хворих на хронічний обструктивний бронхіт під впливом ультразвукової терапії // Медична хімія.-2003.-Т.5, № 3.- С.90 – 94.

5. Решетар О.І., Фабрі З.Й., Решетар Д.В. Особливості процесів пероксидного окислення ліпідів та активності супероксиддисмутази в еритроцитах хворих на хронічний обструктивний бронхіт. Тези доп.- VIII Український біохімічний з’їзд, Чернівці, жовтень 2002 р.- С. 142.

Дисертантом проведено визначення процесів пероксидного окислення ліпідів та активності супероксиддисмутази в еритроцитах хворих.

6. Решетар О.І., Кишко Т.В., Кульчицький О.К. Вивчення впливу ультразвукової терапії на процеси перекисного окислення ліпідів та активність ферментів антиоксидантної системи у

19

хворих на хронічний обструктивний бронхіт. Тези доп.- Український пульмонологічний журнал.- 2003. - №2. - С. 334.

Дисертант виконував лабораторні дослідження по вивченню процесів перекисного окислення ліпідів та активності ферментів антиоксидантної системи до лікування та після ультразвукової терапії, проводив статистичну обробку отриманих результатів.

7. Решетар О.І. Перекисне окислення ліпідів та активність супероксиддисмутази у хворих на хронічний обструктивний бронхіт. Матеріали VI міжнародного медичного конгресу студентів і молодих учених, Тернопіль, травень 2002.- С. 38.

8. Решетар О.І. Стан процесів перекисного окислення ліпідів у хворих на хронічний обструктивний бронхіт, які зазнали впливу паводку на Закарпатті. Матеріали IX Конгресу СФУЛТ, Луганськ, серпень 2002.-С. 230 – 231.

АНОТАЦІЯ

Решетар О.І. Зміни активності процесів переокиснення ліпідів та стану антиоксидантної системи в еритроцитах і шляхи їх немедикаментозної корекції у хворих на хронічний обструктивний бронхіт. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Інститут геронтології АМН України, Київ, 2004.

Дисертацію присвячено вивченню змін взаємозв’язків між активністю оксидантної та антиоксидантної систем і станом морфометричних показників еритроцитів у хворих на хронічний обструктивний бронхіт та оцінці ефективності їх корекції за умов комплексного лікування. В результаті комплексного дослідження у хворих на ХОБ виявлено виражені зміни як в системі ПОЛ-АОЗ, так і МПЕ, які характеризуються