Перепадя С.В., Жуков В.И., Зайцева О.В.,

Моисеенко А.С, Гордиенко Н.А., Бондаренко М.А.

Харьковский национальный медицинский университет, г. Харьков, Украина

Изучение сопряженности взаимодействия возбуждающих и тормозных нейротрансмиттеров у больных колоректальным раком

В настоящее время большинство ученых отмечают, что в механизмах развития канцерогенеза одним из ведущих процессов является нарушение кооперативного взаимодействия интегративных систем обеспечения гомеостаза организма, а именно нервной, гормональной, иммунной и регуляторных систем тканеспецифического контроля метаболических процессов в клеточных структурах [1, 2, 5]. Известно, что регуляторные механизмы интегративных систем тесно сопряжены с медиаторными аминокислотами, принимающими участие в поддержании метаболического динамического постоянства и целостности организма на оптимальном уровне, а также обеспечивающими надежность функционирования органов и систем в условиях адаптации и напряжения защитно-приспособительных реакций [6].

Среди нейротрансмиттеров наряду с ацетилхолином, нейропептидами и моноаминами (адреналин, серотонин, норадреналин, дофамин, гистамин и др.) важное место принадлежит нескольким нейромедиаторным аминокислотам, одни из которых рассматриваются как возбуждающие (глутамат, аспартат), другие - как тормозные медиаторы ЦНС (глицин, таурин, γ-аминомасляная кислота (ГАМК)) [4].

Целью работы явилось изучение содержания в сыворотке крови больных колоректальным раком возбуждающих и тормозных медиаторных аминокислот и обоснование их прогностической роли в патогенезе формирования данного заболевания.

 

Материалы и методы исследования

Обследовано и проведено лечение 81 больного колоректальным раком (КРР) в возрасте от 40 до 73 лет. В зависимости от локализации опухоли больные были распределены следующим образом: рак прямой кишки (РПК) - 37 больных (20 мужчин; 17 женщин); рак поперечно-ободочной кишки (РПОК) - 14 больных (8 мужчин; 6 женщин); рак слепой кишки (РСлК) - 16 больных (9 мужчин; 7 женщин) и рак сигмовидной кишки (РСигК) - 14 больных (8 мужчин; 6 женщин). Группу сравнения (n=18) представляли условно здоровые доноры аналогичного возраста и пола. Все больные находились на стационарном лечении в отделениях Харьковского областного онкологического центра. Программа исследования предусматривала определение в сыворотке крови больных КРР и условно здоровых доноров содержания тормозных медиаторных аминокислот - ГАМК, глицин, таурин и возбуждающих - глутамат, аспартат. Для идентификации аминокислот использовался метод ионообменной хроматографии на ионитах. Регистрация и определение количественного содержания аминокислот осуществлялись на автоматическом анализаторе аминокислот Т339 (Чехословакия) при сравнении полученных результатов со стандартными калибровочными графиками концентраций растворов аминокислот общепринятым методом по прилагаемой инструкции [3]. Статистическая обработка полученных результатов выполнена с использованием методов вариационной статистики с оценкой достоверности различий по Стьюденту-Фишеру.

Результаты и их обсуждение

Исследования выявили выраженные изменения пула свободных плазменных нейропередатчиков и их дисбаланс в условиях развития онкопатологии по сравнению с показателями условно здоровых доноров (таблица).

 

 

Таблица

Динамика содержания медиаторных аминокислот у больных КРР в зависимости от локализации патологического процесса до лечения

Локализация

опухоли, группа наблюдения

(n=81)

Показатели, М±m (нмоль/мл)

Глутамат

Аспартат

ГАМК

Глицин

Таурин

РПК (n=37)

30,84±1,97*

6,20±0,43*

22,46±1,23*

35,16±1,78*

17,36±1,22*

РПОК (n=14)

31,60±2,25*

5,87±0,24*

24,30±1,15*

32,48±2,10*

18,25±1,46*

РСлК (n=16)

27,46±1,18*

6,15±0,32*

21,87±1,52*

37,56±1,84*

19,10±1,37*

РСигК (n=14)

29,26±1,20*

5,43±0,26*

26,14±1,68*

33,42±1,65*

21,40±2,10*

Условно здоровые, группа сравнения (n=18)

 22,58±1,35

4,10±0,38

46,73±1,86

51,27±2,14

27,43±1,76

Примечание: * − различия с условно здоровыми достоверные, р< 0,05.

В сыворотке крови больных КРР относительно группы сравнения обнаружено повышение уровней возбуждающих медиаторных аминокислот глутамата, аспартата и снижение концентрации тормозных медиаторных аминокислот – ГАМК, глицина, таурина. Так, содержание глутамата и аспартата увеличилось при РПК соответственно на 36,6% и 51,2%; при РПОК – 39,9% и 43,2 %; при РСлК – 21,6% и 50,0%; при РСигК – 29,6% и 32,4%. Концентрации ГАМК и глицина снижались при всех формах злокачественного роста на 52,0% и 31,4%; 48,0% и 36,6%; 53,2% и 26,7%; 44,1% и 34,8%, соответственно у больных РПК, РПОК, РСлК и РСигК. Концентрация таурина в сыворотке крови больных в условиях развития РПК, РПОК, РСлК и РСигК снижалась на 36,7%; 33,5%; 30,4% и 22,0%. Локализация опухолевого процесса практически не влияла на динамику содержания нейромедиаторных аминокислот, отличия во всех случаях были статистически недостоверными среди общей группы больных КРР. Не обнаружено изменений в уровнях и динамике концентраций медиаторных аминокислот среди мужчин и женщин.

Наблюдаемая картина уровней медиаторных аминокислот может быть связана с глубокой перестройкой метаболизма у больных КРР, развитием дефицита энергообеспеченности тканей и нарушением сопряженности взаимодействия при этом процессов возбуждения и торможения, что является следствием срыва защитно-приспособительных механизмов обеспечения гомеостаза.

Наиболее существенные сдвиги определялись в энергетически взаимосвязанной метаболической системе ГАМК-глутамат. Свидетельством тому являлось снижение во всех группах больных КРР метаболического коэффициента ГАМК/глутамат. Так, при РСигК он был равен 0,89; при РСлК − 0,80; при РПОК − 0,77 и при РПК − 0,73, тогда как у группы условно здоровых пациентов он составлял 2,07. Для аспартата, глицина, таурина эти изменения были аналогичными, но менее выраженными.

Изучение состояния метаболически сопряженной нейромедиаторной системы ГАМК-глутамат у больных КРР выявило значимую зависимость от стадии развития и степени тяжести болезни. В условиях прогрессирования опухолевого процесса концентрация глутамата в сыворотке крови увеличивалась, тогда как для ГАМК наблюдалось ее значительное снижение. Расчет метаболического коэффициента ГАМК/глутамат до лечения пациентов при II; III и IV стадиях болезни соответствовал значениям 0,96; 0,83 и 0,71. После проведенного адекватного патогенетического лечения наблюдался рост данного показателя до значений 1,51; 1,36 и 1,08. Обращает на себя внимание факт весомого отличия значений метаболического коэффициента ГАМК/глутамат у группы больных КРР и условно здоровых как до, так и после лечения. Необходимо отметить, что изменения концентраций глутамата у больных до и после лечения были статистически недостоверными, тогда как уровень ГАМК значительно повышался в процессе патогенетического лечения. Из этого следует, что увеличение метаболического коэффициента ГАМК/глутамат происходит в основном за счет увеличения содержания в сыворотке крови ГАМК и свидетельствует об усилении и активации защитно-приспособительных механизмов в организме, особенно при II и III стадиях развития опухолевого процесса.

Выводы

Таким образом, анализ динамики содержания нейромедиаторных аминокислот в сыворотке крови больных КРР позволяет судить о том, что при развитии канцерогенеза наблюдается нарушение процессов, связанных с протеосинтезом. При КРР наблюдается значительное снижение  количества тормозных медиаторных аминокислот ГАМК, глицина, таурина и повышение концентрации возбуждающих медиаторных аминокислот глутамата, аспартата. Динамика изменения пула плазменных аминокислот у больных при раке толстого кишечника отражает не только нарушение центральных механизмов обеспечения гомеостаза, но и убедительно свидетельствует об усилении катаболических процессов, значительном напряжении защитно-приспособительных механизмов, ведущую роль в которых играет нейроэндокринная система. Метаболически сопряженная нейромедиаторная система ГАМК-глутамат может служить надежным критерием эффективности патогенетического лечения больных КРР и быть прогностически значимым показателем для профилактической оценки состояния гомеостатической функции организма.

Список литературы

1.     Винник Ю.А. Прогностическое значение метаболитов обмена аминокислоты L-триптофана у больных раком толстого кишечника / Ю.А. Винник, С.В. Перепадя, В.И. Жуков, О.В. Зайцева // Вісник проблем біології і медицини. − 2009. − Вип. 2. − С. 93-97.

2.           Ермолов А.С. Выбор метода хирургического лечения обтурационной непроходимости при опухолях ободочной кишки / А.С. Ермолов, Э.П. Рудин, Д.Д. Оюн // Хирургия. − 2004. − № 2. − С. 4-7.

3.           Зорькин А.А. Метаболические процессы при некоторых экстремальных состояниях / Зорькин А.А., Курцер Б.М., Довжанский А.П. − Кишинев: «Штиинца», 1985. – 246 с.

4.           Раевский К.С. Медиаторные аминокислоты / К.С. Раевский, В.Л.Георгиев. – М.: Медицина, 1986. – 238 с.

5.           Ткач С.М. Колоректальный рак, распространенность, основные факторы риска и современные подходы к профилактике / С.М. Ткач, А.Ю. Иоффе // Украинский терапевтический журнал. − 2005. − № 2. − С. 83-88.

6.     Цыганенко А.Я. Структурно-метаболические механизмы формирования нарушений клеточного и гуморального иммунитета под воздействием детергентов в связи с проблемой охраны водных экосистем / Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Щербань Н.Г. [и др.]. – Харьков, 2001. – С.238-240, 245-249.