Бойко В

Бойко В.В., Вінник Ю.О., Моісеєнко А.С., Ткаченко А.С.,

Ткаченко М.О., Моісеєнко Ю.А.

ДУ «Інститут загальної та невідкладної хірургії імені

Зайцева В.Т. НАМН України»,

Харківський національний медичний університет

СТАН МЕДІАТОРНИХ АМІНОКИСЛОТ І БІОГЕННИХ МОНОАМІНІВ У ХВОРИХ НА КОЛОРЕКТАЛЬНИЙ РАК УСКЛАДНЕНИЙ ОБТУРАЦІЙНОЮ НЕПРОХІДНІСТЮ

Проблема діагностики, лікування та прогнозування перебігу колоректального раку (КРР), особливо його ускладнених форм, в багатьох країнах світу, в тому числі України, набуває значної актуальності [1]. В світовій онкологічній структурі захворюваності КРР займає стабільне 3-4 місце. Щорічно на нашій планеті реєструється близько 800 тисяч хворих, які вперше захворіли на рак ободової і прямої кишки [2]. Аналіз рівня онкологічної захворюваності в Україні [1] за останні 5 років свідчить про те, що у чоловічого населення приріст цього показника складає 18,3 та 17,7%, відповідно для раку ободової та прямої кишки. Рівень смертності від злоякісних новоутворень чоловічого населення України показав, що смертність від раку прямої кишки підвищилась на 17,4%, а при пухлинах ободової кишки на 5,8%. Визначення захворюваності на рак ободової та прямої кишки серед жіночого населення України свідчило про їх зростання відповідно на 24,7% і 22,9%, що було одним із найвищих темпів приросту серед основних нозологічних форм пухлин. Рівень смертності жіночого населення від пухлин ободової та прямої кишки підвищився за цей термін відповідно на 3,4% і 10,3%. [1]. Прогностична оцінка розвитку онкоепідеміологічного процесу трьох основних форм злоякісних новоутворень у чоловічого та жіночого населення свідчить про зростання захворюваності на КРР в 1,4 рази до 2017 року з вірогідністю 81,3%. Особливе занепокоєння останнім часом викликає збільшення занедбаних форм КРР, причому ця ситуація є характерною не тільки для регіонів України, Росії, але й для країн Західної Європи. Згідно з літературними джерелами від 20% до 55% уперше зареєстрованих хворих на рак прямої кишки, мають місцево інфільтративне поширення на сусідні органи і тканини, що не дозволяє видалити патологічний осередок оперативним шляхом [3, 4]. Це призводить до високої смертності даного контингенту хворих уже в перші місяці лікування внаслідок ускладнень перебігу захворювання: періфокальне запалення, перфорація кишки, розпад пухлин, кровотеча та анемія, кишкова непрохідність, проростання в сусідні органи та тканини. Наявність ускладнень в свою чергу, обмежує можливість оперативного і хіміопроменевого лікування. За даними багатьох авторів обтураційна непрохідність є найчастішим ускладненням раку товстої кишки і складає серед всіх ускладнень від 10 до 70% [3-5]. Успіхи лікування КРР ускладненого обтураційною непрохідністю в багатьох випадках залежить від ефективності відновлювального етапу хірургічного втручання, стану систем управління гомеостазом (нервова, ендокринна, імунна), наявності ендогенної інтоксикації, порушення мікроциркуляції в стінці товстої кишки і ін. [3-5]. За останні роки накопичено значну кількість досліджень, які вказують на важливу роль медіаторних амінокислот і біогенних моноамінів в забезпеченні гомеостазу, високого рівня метаболізму і біоенергетики, впливаючи на збуджувальні і гальмівні процеси, виконуючи метаболічну, регуляторну, адаптивну функції при екстремальних станах [6-9].

Метою роботи було вивчення стану метаболічної активності медіаторних амінокислот і біогенних моноамінів у хворих на КРР, що ускладнюється обтураційною товстокишковою непрохідністю.

Матеріали і методи дослідження.

В роботі було досліджено стан медіаторних амінокислот у 73 хворих (38 чоловіків і 35 жінок) на колоректальний рак із компенсованою і субкомпенсованою обтураційною непрохідністю, які перебували на обстеженні і лікуванні в Харківському обласному онкологічному центрі. Діагноз КРР і стадію захворювання було підтверджено клінічними і гістологічними методами: у 44 пацієнтів була діагностовано Ш стадія захворювання з компенсованою обтураційною непрохідністю товстої кишки, а у 29 хворих визначалася субкомпенсована непрохідність з IV стадією КРР. Відповідно до локалізації пухлинного процесу у 29 хворих діагностовано рак прямої кишки (РПК). Із них у 21 пацієнта спостерігалася Ш стадія, а у 8 хворих IV стадія захворювання; у 14 пацієнтів визначався рак попереково-ободової кишки, - із них у 6 діагностовано Ш стадію і у 8 IV стадію пухлинного процесу; у 16 хворих було діагностовано рак сліпої кишки (РСлК), - із них у 9 осіб встановлено Ш стадію і у 7 хворих IV стадію захворювання; у 14 хворих спостерігався рак сигмоподібної кишки (РСигК), - із них у 8 пацієнтів визначена Ш стадія і у 6 IV стадія пухлинного процесу. Вік пацієнтів перебував у межах від 50 до 72 років. Групу порівняння (18 осіб) складали умовно здорові особи аналогічного віку і статі без онкопатології. Програма дослідження передбачала вивчення в плазмі крові хворих і умовно-здорових пацієнтів вмісту збуджувальних (глутамат, аспартат) і гальмівних амінокислот (гліцин, таурин, гама-аміномасляна кислота – ГАМК) за допомогою методу іонообмінної хроматографії на іонітах [10].

Катехоламіни в плазмі крові визначали флуориметричним методом. Принцип цього методу полягає у тому, що під дією окислювачів за рахунок гідроксильних груп фенольного кільця, вони окислюються у адренохром і норадренохром, які в присутності промінів світла перетворюються в амінолютини, здатні флуоресціювати під дією ультрафіолетового світла. В якості окислювачів використовуються йод і залізо, а стабілізатором флуоресценції є аскорбінова кислота. Вимірювання флуоресценції здійснювали при 432-535 нм для визначення адреналіну і норадреналіну; при 365-436 нм для реєстрації дофаміну, і при 365-535 нм визначали флуоресценцію адреналіну, норадреналіну і ДОФА. Розрахунки концентрації в плазмі крові ДОФА, дофаміну, адреналіну, норадреналіну здійснювали спектрофлуориметричним методом на спектрофотометрі «Хітачи-МПР-4» за стандартними кривими [6, 7, 11]. Серотонін в плазмі крові досліджувався спектрофлуориметричним методом при довжині хвилі збудження 360 нм і емісії 480 нм [12]. Статистичний аналіз проводився з використанням методів варіаційної статистики і оцінкою вірогідності результатів за t–критерієм Стьюдента–Фішера.

Результати дослідження і їх обговорення.

Результати дослідження вмісту у плазмі крові збуджувальних амінокислот виявили підвищення рівнів як глутамату, так і аспартату у хворих на КРР при компенсованій обтураційній непрохідності товстої кишки (табл.1). Так, L-глутамат підвищувався в плазмі крові у 2,39 і 2,76 рази, а L-аспартат у 1,66 і 1,9 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій непрохідності. Зростання вмісту збуджувальних амінокислот було тісно поєднано із ступенем тяжкості перебігу захворювання. Підвищення пулу вільних амінокислот плазми пояснюється багатьма авторами активацією катаболічних процесів у тканинах і є пристосувальною реакцією при різних патологічних станах, спрямованою на забезпечення гомеостазу [7, 10]. На їх думку, підвищення фонду амінокислот плазми внаслідок розпаду білків, створює умови для спрямованого синтезу ряду клітинних структур та інших метаболічних потреб організму. Поряд з тим, високий рівень в крові амінокислот може свідчити про пригнічення анаболічних процесів на фоні підвищення катаболічних реакцій. Відомо, що розвиток патологічних порушень та деструктивних процесів характеризується дисбалансом фонду амінокислот і свідчить про значні зміни в обміні речовин. Аналіз вивчення вмісту збуджувальних амінокислот в плазмі крові може вказувати також на суттєву напругу захисно-пристосувальних механізмів. що спрямовані на забезпечення гомеостазу в умовах формування КРР. Оцінка вмісту гальмівних амінокислот, виявила зниження вмісту в плазмі крові хворих на КРР ГАМК у 1,88 і 2,79 рази, L-гліцину у 1,87 і 2,33 рази, таурину у 1,42 і 2,01 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій обтураційній непрохідності. Зменшення рівнів цих амінокислот може бути поєднано з використанням їх для відновлювальних синтезів [7]. Отримані дані дають змогу судити про те, що при КРР спостерігаються значні порушення білкового обміну, які поєднані з катаболічними процесами і анаболічними синтезами. Аналіз функціональної активності збуджувальних і гальмівних амінокислот дає змогу судити про значні порушення адаптаційних і захисно-пристосувальних механізмів у хворих на КРР. Поєднані однією метаболічною системою гальмівні (таурин, гліцин, ГАМК) і збуджувальні (аспартат, глутамат) нейромедіаторні амінокислоти вказують, що при КРР спостерігаються глибокі порушення обміну речовин в різних органах і тканинах, в тому числі головному мозку. Відомо, що глутамат і ГАМК у головному мозку пов'язані між собою єдиною енергетичною системою [7], а співвідношення метаболічного коефіцієнту ГАМК/глутамат у групі умовно здорових пацієнтів відповідало 2,53, у той час як у групі з компенсованою непрохідністю цей показник складав 0,56, а при субкомпенсованій обтураційній непрохідності - 0,33, що свідчило про перевагу збуджувальних процесів над гальмівними. Ці дані переконливо вказують на зрив адаптаційних і захисно-пристосувальних механізмів забезпечення гомеостатичної функції організму, як при компенсованій так і субкомпенсованій обтураційній непрохідності:

Таблиця 1

Стан показників збуджувальних і гальмівних амінокислот у хворих КРР ускладненим обтураційною непрохідністю товстої кишки

Показники	Група спостереження М±m
Показники	Умовно здорові (n=18)	Компенсована непрохідність (n=44)	Субкомпенсована непрохідність (n=29)
L-глутамат, (нмоль/мл)	17,6±1,85	42,10±3,56*	48,73±3,42*
L-аспартат, (нмоль/мл)	4,70±0,38	7,82±0,85*	8,94±0,76*
ГАМК, (нмоль/мл)	44,53±2,67	23,62±1,58*	15,92±1,38*
L-гліцин, (нмоль/мл)	47,64±3,18	25,43±1,45*	20,36±1,64*
Таурин, (нмоль/мл)	25,47±1,53	17,82±1,36*	12,65±1,27*

Примітка:* різниця вірогідна р<0,05

Дослідження вмісту у плазмі крові хворих на КРР біогенних моноамінів виявило зниження концентрації ДОФА, дофаміну, норадреналіну, адреналіну і підвищення серотоніну як при компенсованій так, так і субкомпенсованій обтураційній непрохідності (табл.2). Так, ДОФА знижувався у 1,47 і 2,17 рази, дофамін у 2,18 і 4,25 рази, норадреналін у 2,13 і 3,13 рази, адреналін у 2,5 і 3,47 рази, відповідно при Ш і IV стадії розвитку пухлинного процесу. На цьому фоні серотонін підвищувався у 2,46 і 3,96 рази, відповідно при компенсованій і субкомпенсованій непрохідності товстої кишки. Відомо, що основні гормоноїдні катехоламіни (адреналін, норадреналін) і дофамін в значній мірі продукуються хромафінними клітинами мозкового шару наднирників, парагангліїв, що розташовані біля симпатичних вузлів і ланцюга власних утворень навколо черевної аорти і в районі відходження від неї нижньої брижжової артерії. В наднирниках переважає синтез адреналіну, поза залозою в хромафінних клітинах утворюється переважно дофамін і норадреналін.

Таблиця 2

Вміст біогенних моноамінів в плазмі крові хворих на КРР, що ускладнений обтураційною непрохідністю

Показники	Група спостереження M±m
Показники	Умовно-здорові (n=18)	Компенсована непрохідність (n=44)	Субкомпенсо-вана непрохідність (n=29)
ДОФА, (нмоль/л)	22,43±1,4	15,25±0,96*	10,32±0,84*
Дофамін, (нмоль/л)	9,10±0,67	4,17±0,38*	2,14±0,21*
Норадреналін, (нмоль/л)	6,89±0,54	3,23±0,27*	2,18±0,22*
Адреналін, (нмоль/л)	2,85±0,23	1,14±0,11*	0,82±0,05*
Серотонін, (мкмоль/л)	0,32±0,05	0,79±0,04*	1,27±0,13*

Примітка:* різниця вірогідна

Моноаміни – дофамін, норадреналін, адреналін синтезуються із L-тирозину. Провідну роль у їх синтезах відіграє фермент тирозингідроксилаза, який лімітує швидкість утворення моноамінів і пригнічується по механізму зворотнього зв'язку одним із кінцевих продуктів – норадреналіном або адреналіном. Тому, тирозингідроксилаза і її активація є необхідною умовою для синтезу ДОФА – попередника дофаміну [9, 11]. Дослідження свідчать про можливе пригнічення активності цього ключового ферменту, що лімітує утворення катехоламінів і ДОФА, у хворих на КРР. Ці дані вказують на суттєве пригнічення резервних можливостей симпато-адреналової системи, її тонусу і реактивності. По характеру дії катехоламіни відносяться до сполук ергатропного ряду, які реалізують швидку мобілізацію енергетичних ресурсів організму, забезпечуючи працездатність різних систем, органів і функцій.

Слід зазначити, що серотонін, який виконує функцію симпатичного медіатора і модулятора внутрішньоклітинного обміну речовин, приймає участь в центральній регуляції периферичної вегетативної нервової і ендокринної систем і відповідно у регуляції функціональної активності і трофічного стану органів і тканин. Динаміка вмісту серотоніну у плазмі крові хворих на КРР вказує, що розвиток пухлини товстої кишки супроводжується активацією трофотропної функції організму на фоні значного пригнічення ерготропних метаболічних процесів. Зниження концентрації катехоламінів у плазмі крові може свідчити і про недостатність їх в ЦНС, що характеризує стан хронічного стресу, психічної депресії і передчасного старіння організму при КРР.

Таким чином, результати дослідження свідчать, що колоректальний рак супроводжується порушеннями білкового обміну, дисфункцією збуджувальних і гальмівних нейромедіаторних амінокислот, що вказує на пригнічення адаптаційних і захисно-пристосувальних механізмів забезпечення гомеостатичної функції організму. Аналіз показує, що метаболічний коефіцієнт співвідношення ГАМК/глутамат може бути прогностичною основою для оцінки ступеню тяжкості перебігу захворювання і віддзеркалює важливу роль ЦНС в механізмах розвитку КРР. Визначення вмісту біогенних моноамінів в плазмі крові хворих дало можливість судити, що при даній патології відмічається значне пригнічення симпато-адреналової системи і активація вегетативної нервової системи, що в комплексній оцінці вказує на зниження енергетичного потенціалу організму по забезпеченню процесів життєдіяльності, які були найбільш виражені при субкомпенсованій обтураційній непрохідності товстої кишки.

Література

1. Рак в Украине, 2008-2013. Заболеваемость, смертность, показатели деятельности онкологической службы. - Бюл. Национального канцер-реестра Украины. - К.: 2013. - №12. - 11 с.

2. Ferlay J. Estimates of worldwide burden of cancer in 2008. GLOBOCAN 2008/ J. Ferlay, H. R. Shin, F. Bray [et al.] // Int. J. Cancer. – 2010. – № 127. – P. 2893-2917.

3. Макаров О.Г. Лечение рака толстой кишки, осложненного кишечной непроходимостью / О.Г. Макаров // Колопроктология. – №3 (13). – 2005. – С. 39-43.

4. Пахомова Г.В. Выбор объема оперативного вмешательства при обтурационной непроходимости ободочной кишки / Г.В. Пахомова, Н.С. Утешев, Т.Г. Подловченко [и др.] // Хирургия. – 2003. – №6. – С. 55-59.

5. Пахомова Г.А. Субтотальная колэктомия в лечении обтурационной непроходимости ободочной кишки / Г.В. Пахомова // Проблемы колопроктологии. – М. 200. – 280 с.

6. Клименко Е.М. Содержание катехоламинов в опухолях желудочно-кишечного тракта / Е.М. Клименко, В.С. Шевелева, Р.А. Мельников // Вопросы мед. химии. – 1983. – № 2. – С. 27-34.

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

8. Шмалько Ю.П. Нейрогормональные изменения в процессе роста метастазирующих карцином Льюиса у мышей С-57 ВЛЭК / Ю.П. Шмалько, О.Е. Придатко, И.И, Смелкова // Вопросы мед. химии. – 1985. – № 3. – С. 10-15.

9. Харкевич Д.Д. Влияние дофамина на противоопухолевый иммунитет у больных раком молочной железы / Д.Д. Харкевич // Фармакология и токсикология. –1988. – № 3. – С. 86-89.

10. Зорькин А.А. Метаболические процессы при некоторых экстремальных состояниях / Зорькин А.А., Курцер Б.М., Довжанский А.П. // «Штиинца», - Кишенев. – 1985. – 246 с.

11. Матлина Э.Ш. Клиническая биохимия катехоламинов / Э.Ш. Матлина, В.В. Меньшиков // – 1967. – 254 с.

12. Неродо Г.А. Содержание серотонина и дофамина в крови больных с онкологической патологией/ Г.А. Неродо, Т.И. Кучерова, Е.В. Приходько // Вопросы теоретической и клинической онкологии. – М.: 1996. – С. 108-111.