Изменение антиоксидантного статуса опухоленосителя в ходе развития асцитной гепатомы Зайделя

 

Шаталин Юрий В., Пущинский государственный университет, Пущино, Россия

 

Основной вклад в динамику изменения антиоксидантной активности плазмы крови и асцитной жидкости опухоленосителя вносят низкомолекулярные соединения. В работе рассмотрено изменение концентрации белковых и низкомолекулярных составляющих антиоксидантного статуса организма опухоленосителя. Показаны изменения, наблюдаемые в плазме крови и асцитной жидкости при терапии асцитной гепатомы Зайделя дигидрокверцетином.

 

Введение

Целью наших исследований, являлась оценка некоторых компонентов антиоксидантого статуса плазмы крови и асцитной жидкости при развитии асцитой гепатомы Зайделя.

Изменение концентрации антиоксидантов в плазме крови при патологиях позволяет судить о стадии заболевания, что является одной из актуальных задач в клинической диагностике.

Необходимо отметить, что понятия “ антиоксидант” и “антиоксидантная защита” имеют очень размытый характер. Так, антиоксидантами можно назвать все вещества, снижающие активность ферментативных реакций наработки РФК (например, аллпуринол), а так же многие противовоспалительные препараты, ингибирующие развитие метаболического “взрыва” в фагоцитирующих клетках. Иногда вводится понятие “вторичная антиоксидантная система”, которым обозначают специализированные ферментативные механизмы устранения, экзо- и эндонуклеазы и др. Своевременное удаление повреждённых молекул повышает устойчивость клеток к токсическому действию РФК, и поэтому с позиции биологической системы такие ферментативные системы могут рассматриваться как антоксиданты.

 

Результаты и обсуждение

Как известно основным источником реактивных форм кислорода в организме животного являются фагоцитирующие клетки (нейтрофилы, моноциты, макрофаги). Данные клетки являются первым барьером нашего с вами неспецифического иммунного ответа. При воспалении или в зоне роста опухоли потенциальная способность фагоцитирующих клеток продуцировать РФК многократно увеличивается, как было показано нами в ранних работах, что является цитотоксическим фактором по отношению, как к чужеродным клеткам, так и здоровым клеткам организма. Поэтому такие задачи, как изучение изменения концентрации антиоксидантов в зоне воспаления, а так же в плазме крови, до сих пор актуальны.

Основными антиоксидантными в плазме крови являются такие белки, как церулоплазмин и трансферин, помимо этого существенный вклад вносит альбумин, из-за своей высокой концентрации в крови. Вклад белков в антиоксидантный статус плазмы крови, по литературным данным, составляет около 55-72%.

Помимо этого в плазме крови присутствуют экстраклеточная СОД (< 11 мкг/л) и внеклеточная Se-содержащая глутатион пероксидаза, содержащаяся в плазме в очень малой концентрации, основном местом дислокации последней является  бронхоальвеолярная жидкость.

Из низкомолекулярных компонентов плазмы крови можно перечислить основные:

1.                  Токоферол (с ≈ 10-15 мкМ)

2.                  Мочевая кислота (с ≈ 15-20 мкМ)

3.                  Аскорбиновая кислота (с ≈ 0-3 мкМ)

4.                  SH-аминокислоты, карбоновые кислоты, нуклеиновые кислоты, пептиды и некоторые другие.

Изучение изменения антиоксидантного статуса плазмы крови и асцитной жидкости в ходе развития асцитной гепатомы Зайделя, позволило бы использовать антиоксиданты в комплексной терапии на поздних стадиях заболеваний. И использовать их для снижения цитотоксическго потенциала фагоцитирующих клеток.

Одним из способов оценки антиоксидантных свойств вещества является люминол-зависимая хемилюминесценция. Если вещества сильнее тормозят реакцию окисления люминола и как следствие снижают хемилюминесцентный ответ, то оно является лучшим антиоксидантом или обладает лучшими защитными свойствами.

Как видно из рис. 1, добавление  к модельной системе, содержащей перекись водорода – пероксидазу и люминол, образцов плазмы и асцитной жидкости в различных стадиях развития опухоли вызывает тушение ХЛ-ответа. При жизни животного опухоленосителя 12-13 дней, тушение ХЛ-ответа для плазмы крови составляет от 98 до 90% на 1-10 сутки трансплантации опухоли, и аналогично для асцита на 1-5 сутки. После 6 суток наблюдается резкое снижение антиоксидантных свойств для асцитной жидкости и  тушение ХЛ  падает с 90 до 75% к концу жизни опухоленосителя. Так же ещё более резкое снижение с 90% до 75% наблюдается и для плазмы, ближе к гибели животного на 11-13 сутки.

Так как основной вклад в ингибировние окислительно-восстановительных реакций вносят белки, проследим изменение данных компонентов в ходе развития опухоли.

Концентрация альбумина в плазме здоровых крыс составляет в среднем 35-45 мг/мл. В ходе развития опухоли наблюдается достоверное снижение концентрации альбумина на 3-4 сутки – до 27 мг/мл, что составляет 68%  от контроля. В дальнейшем наблюдается восстановление его уровня практически до первоначального к 8 - 9-м суткам развития опухоли.

В асцитной же жидкости концентрация альбумина на 4-5-е сутки развития опухоли составляла 45 мг/мл; к 7-м суткам концентрация снижалась до 40 мкг/мл и оставалась постоянной в дальнейшем.

Видимо, это связано с тем, что на 3-4 сутки происходит пробой базальной мембраны капиллярной системы и накопление альбуминов в зоне роста опухоли.

Теперь остановимся на трансферрине и церулоплазмине являющихся основными белками участвующими в окислительно-востановительных реакциях.

Изменение концентрации трансферрина в зоне роста опухоли сопровождается её возрастанием, в некоторых случаях достигающего 2-2,5 кратного увеличения, и составляет 120-270 мг/дл.

В плазме крови изменение концентрации трансферрина при этом незначительно.

Изменение церулоплазмина как в зоне роста опухоли, так и в плазме крови незначительное и составляет примерно 20-50 мкг/мл.

На данном этапе можно сказать, что описанного выше уменьшения антиоксидантого статуса нельзя объяснить данными изменениями.

Поэтому основной целью дальнейших исследований являлось изучение изменения концентрации низкомолекулярных антиоксидантов.

Нами были рассмотрены два основных антиоксиданта - токоферол и мочевая кислота.

Концентрация токоферола в ходе роста опухоли снижается как в плазме крови, так и в асцитной жидкости.

Причём в модельной системе добавки токоферола в концентрациях соответствующих тем, которые присутствуют в плазме крови и асцитной жидкости вызывают тушение хемилюминесценции: а именно,  при концентрации 15 мкМ/л составляет примерно на 25%, и уже при концентрации 5 мкМ/л тушения не наблюдается вовсе.

Теперь рассмотрим изменение концентрации мочевой кислоты.

В плазме крови наблюдается достоверное снижение мочевой кислоты вдвое, и соответствуют концентрациям 50-20 мкМ/л.

В асцитной жидкости же, наоборот, наблюдается накопление мочевой кислоты, которое не может быть объяснено только увеличением за счёт притока из циркулирующего русла, т.к. увеличение происходит более чем в 6-7 раз, и изменяется от 25 до 120 мкМ/л к концу жизни опухоленосителя.

Такое изменение концентрации мочевой кислоты в зоне роста опухоли связано с тем, что она является одним из метаболитов трансформированных гепатоцитов.

При этом в модельной системе данные концентрации мочевой кислоты 20-120 мкМ/л вызывают тушение в диапазоне 27-38%, от контроля.

Если сложить вклады только низкомолекулярных составляющих, то наблюдается тушение хемилюминесценции в модельной системе примерно с 50 до 38%, при добавлении асцитной жидкости, и с 52 до 30%, при добавлении плазмы крови, что соответствует снижению антиоксидантной активности.

Как говорилось ранее, величина тушения хемилюминесценции в модельной системе асцитной жидкостью изменятся с 97% тушения до 75%, и с 98% до 90% плазмой крови.

Как видно из этих данных основной вклад в динамику изменения антиоксидантной активности плазмы крови и асцитной жидкости опухоленосителя вносят низкомолекулярные соединения.

В заключении можно привести пример, изменения антиоксидантной активности асцитной жидкости при подколке опухоленосителя антиоксидантами.

До подколки животного антиоксидантами, в частности дигидрокверцетином, наблюдается снижение АОА асцитной жидкости, после же неё тушение ХЛ модельной системы восстанавливается до значения примерно 95%.

Выводы

1.                  Основной вклад в динамику изменения антиоксидантной активности плазмы крови и асцитной жидкости опухоленосителя вносят низкомолекулярные соединения.

2.                  Изменение концентрации альбумина на 3-5 день, может быть интерпретирована как пробой базальной мембраны, коррелирующий с  бурным ростом опухоли (так же визуально наблюдаемым в данный период).

3.                  Многократное изменение концентрации мочевой кислоты в зоне роста опухоли связано с тем, что она является одним из метаболитов трансформированных гепатоцитов.

Работа поддержана тематическим планом федерального агенства по образованию грантами CRDF №RUB2-010001-RU-05 и РФФИ