Биологические науки /9.Биохимия и биофизика

Проф. Муравлёва Л.Е. ¹, проф. Молотов-Лучанский В.Б. ¹, доц. Клюев Д.А.¹, доц. Муравлёв В.К.²

¹Карагандинский государственный медицинский университет, ²Карагандинский государственный технический университет

К вопросу о взаимосвязи между уровнем внеклеточных нуклеиновых кислот, свободных пуриновых оснований и их интермедиатов в крови больных с хронической обструктивной болезнью легких

Ранее нашими исследованиями было показано изменение содержания свободных пуриновых оснований (аденин, гуанин) и их интермедиатов (гипоксантин, ксантин, мочевая кислота) в крови больных с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) различной клинической формы и степени тяжести [1,2]. Кроме того, было установлено изменение содержания внеклеточных ДНК и РНК (вкДНК и вкРНК) и кислоторастворимых предшественников (КРФ) в крови больных ХОБЛ различной клинической формы и степени тяжести [3,4]. При анализе полученных результатов было высказано предположение о возможной взаимосвязи между изменением уровня вкНК, КРФ и свободных пуриновых оснований и их интермедиатов в крови больных ХОБЛ.

Для выявления взаимосвязей между указанными показателями и установления силы этих связей, были рассчитаны коэффициенты парной корреляции Пирсона (r).

Для расчета коэффициентов парной корреляции были использованы показатели характеризующие, с одной стороны, уровень аденина (А), гуанина (Г), гипоксантина (Гкс), ксантина (Кс), мочевой кислоты (МК), а с другой стороны, КРФ, вкДНК и вкРНК в плазме крови и эритроцитах лиц группы контроля и больных ХОБЛ.

Больные ХОБЛ были разделены на 5 групп согласно клинической форме заболевания и степени тяжести. В первую группу и вторую группы были включены больные ХОБЛ смешанной клинической формы (эмфизематозная и бронхитическая) средней степени тяжести (1 группа) и тяжелого течения (2 группа). В третью и четвертую группы вошли больные с бронхитической формой ХОБЛ средней степени тяжести (3 группа) и тяжелого течения (4 группа). В пятую группу вошли больные с бронхитической формой ХОБЛ крайне тяжелого течения.

Результаты расчета коэффициентов парной корреляции представлены в таблицах 1-6.

Из данных таблицы 1 следует, что у лиц контрольной группы наблюдается достоверная отрицательная корреляция между уровнем вкДНК и содержанием КРФ в плазме крови.

Зафиксировано наличие прямых достоверных корреляционных связей между содержанием свободных пуриновых оснований (аденин и гуанин), интермедиатами их катаболизма (гипоксантин и ксантин) и конечным продуктом (мочевая кислота). Наличие таких взаимосвязей обусловлено участием и образованием данных соединений в одних и тех же метаболических цепях.

Не наблюдалось достоверных корреляционных связей между показателями, характеризующими уровень пуриновых оснований и продуктов их катаболизма, и параметрами, отражающими содержание внеклеточных нуклеиновых кислот и КРФ в плазме крови и эритроцитах лиц группы контроля.

Таблица 1. Результаты парного корреляционного анализа (* -уровень значимости p<0,05) показателей, характеризующих уровень свободных пуриновых оснований, продуктов их катаболизма и внНК в крови лиц группы контроля

	Г	ГКс	А	Кс	МК	КРФ пл	РНК пл	ДНК пл	КРФ эр	РНК эр	ДНК эр
Г		0,97*	0,88*	0,98*	0,88*	0,32	-0,16	-0,46	0,28	0,11	-0,19
ГКс	0,97*		0,95*	0,97*	0,77*	0,40	-0,08	-0,53	0,34	0,03	-0,28
А	0,88*	0,95*		0,93*	0,59*	0,31	0,06	-0,47	0,44	-0,10	-0,29
Кс	0,98*	0,97*	0,93*		0,84*	0,27	-0,11	-0,46	0,33	0,09	-0,16
МК	0,88*	0,77*	0,59*	0,84*		0,22	-0,32	-0,37	0,06	0,37	-0,01
КРФ пл	0,32	0,40	0,31	0,27	0,22		-0,04	-0,61*	0,04	-0,12	-0,42
РНК пл	-0,16	-0,08	0,06	-0,11	-0,32	-0,04		-0,11	0,34	-0,40	-0,07
ДНК пл	-0,46	-0,53	-0,47	-0,46	-0,37	-0,61	-0,11		0,21	0,29	0,27
КРФ эр	0,28	0,34	0,44	0,33	0,06	0,04	0,34	0,21		-0,27	-0,45
РНК эр	0,11	0,03	-0,10	0,09	0,37	-0,12	-0,40	0,29	-0,27		0,34
ДНК эр	-0,19	-0,28	-0,29	-0,16	-0,01	-0,42	-0,07	0,27	-0,45	0,34

Таблица 2. Результаты парного корреляционного анализа (* -уровень значимости p<0,05) показателей, характеризующих уровень свободных пуриновых оснований, продуктов их катаболизма и внНК в крови больных ХОБЛ смешанной клинической формы средней степени тяжести

	Г	ГКс	А	Кс	МК	КРФ пл	РНК пл	ДНК пл	КРФ эр	РНК эр	ДНК эр
Г		0,98*	0,62	0,62*	0,79*	-0,41	0,09	0,30	0,22	-0,16	0,06
ГКс	0,98*		0,64*	0,58*	0,83*	-0,39	0,07	0,29	0,28	-0,22	0,05
А	0,62	0,64		0,91*	0,80*	-0,23	0,03	0,56	-0,14	-0,02	-0,43
Кс	0,62	0,58	0,91*		0,78*	-0,40	0,20	0,49	-0,20	0,18	-0,27
МК	0,79*	0,83*	0,80*	0,78*		-0,56	0,30	0,37	0,15	-0,03	-0,06
КРФ пл	-0,41	-0,39	-0,23	-0,40	-0,56		-0,02	0,29	-0,40	-0,63*	-0,40
РНК пл	0,09	0,07	0,03	0,20	0,30	-0,02		0,21	-0,07	-0,30	0,20
ДНК пл	0,30	0,29	0,56	0,49	0,37	0,29	0,21		-0,79*	-0,46	-0,67*
КРФ эр	0,22	0,28	-0,14	-0,20	0,15	-0,40	-0,07	-0,79*		0,14	0,67*
РНК эр	-0,16	-0,22	-0,02	0,18	-0,03	-0,63	-0,30	-0,46	0,14		0,09
ДНК эр	0,06	0,05	-0,43	-0,27	-0,06	-0,40	0,20	-0,67*	0,67*	0,09

Из данных таблицы 2 следует, что у больных ХОБЛ смешанной формы, средней степени тяжести зафиксирована достаточно высокая взаимозависимость между уровнем мочевой кислоты, содержанием свободных пуриновых оснований и их катаболитов.

Обращает на себя внимание изменение взаимозависимости между показателями, характеризующими содержанием свободных пуриновых оснований и их катаболитов. Так, сильная связь (r= 0.98) зафиксирована между гуанином и гипоксантином. В тоже время коэффициенты парной корреляции между гуанином и ксантином, гипоксантином и ксантином имели среднюю степень значимости (r= 0.62 и r= 0.58). Между аденином и ксантином сохранялась сильная связь (r= 0.91), тогда как между аденином и гипоксантином коэффициент парной корреляции имел среднюю степень значимости.

Также наблюдалась слабая отрицательная коррелятивная зависимость между вкРНК, сорбированными на эритроцитах, и уровнем КРФ в плазме крови. Обнаружены достоверные отрицательные коррелятивные зависимости между содержанием вкДНК в плазме крови больных и количеством вкДНК и КРФ, сорбированными на эритроцитах (соответственно, r= 0.79, r= 0.67) между вкДНК и КРФ, связанных с эритроцитами (r= 0.67).

Не наблюдалось достоверных корреляционных связей между показателями, характеризующими уровень пуриновых оснований и продуктов их катаболизма, и параметрами, отражающими содержание внеклеточных нуклеиновых кислот и КРФ в плазме крови и эритроцитах больных ХОБЛ смешанной формы, средней степени тяжести.

Из данных таблицы 3 следует, что у больных ХОБЛ смешанной формы тяжелого течения зафиксированы сильные отрицательные коррелятивные связи между содержанием вкДНК, сорбированных на эритроцитах, и свободными пуриновыми основаниями и их катаболитами.

Зафиксировано наличие сильных корреляционных связей между содержанием свободных пуриновых оснований (аденин и гуанин), интермедиатами их катаболизма (гипоксантин и ксантин) и конечным продуктом (мочевая кислота).

Таблица 3. Результаты парного корреляционного анализа (* -уровень значимости p<0,05) показателей, характеризующих уровень свободных пуриновых оснований, продуктов их катаболизма и внНК в крови больных ХОБЛ смешанной клинической формы тяжелого течения

	Г	ГКс	А	Кс	МК	КРФ пл	РНК пл	ДНК пл	КРФ эр	РНК эр	ДНК эр
Г		0,99*	0,97*	0,96*	0,82*	-0,25	-0,09	0,09	-0,48	0,28	-0,83*
ГКс	0,99*		0,99*	0,95*	0,76*	-0,22	-0,07	0,06	-0,46	0,24	-0,86*
А	0,97*	0,99*		0,96*	0,69*	-0,15	-0,04	-0,04	-0,36	0,27	-0,87*
Кс	0,96*	0,95*	0,96*		0,84*	-0,18	-0,11	-0,05	-0,33	0,41	-0,80*
МК	0,82*	0,76*	0,69*	0,84*		-0,36	-0,26	0,08	-0,49	0,38	-0,52
КРФ пл	-0,25	-0,22	-0,15	-0,18	-0,36		0,92*	-0,31	0,71*	0,25	0,27
РНК пл	-0,09	-0,07	-0,04	-0,11	-0,26	0,92*		-0,09	0,43	0,19	0,15
ДНК пл	0,09	0,06	-0,04	-0,05	0,08	-0,31	-0,09		-0,39	-0,23	-0,28
КРФ эр	-0,48	-0,46	-0,36	-0,33	-0,49	0,71*	0,43	-0,39		0,25	0,39
РНК эр	0,28	0,24	0,27	0,41	0,38	0,25	0,19	-0,23	0,25		-0,01
ДНК эр	-0,83*	-0,86*	-0,87*	-0,80*	-0,52	0,27	0,15	-0,28	0,39	-0,01

Выявлена прямая сильная взаимозависимость между содержанием КРФ и вкРНК в плазме крови больных (r= 0.92); между КРФ в плазме крови и сорбированных на эритроцитах коррелятивная зависимость была менее выраженной (r= 0.71).

Из данных таблицы 4 следует, что у больных ХОБЛ бронхитической формы средней тяжести наблюдались сильные коррелятивные зависимости между гуанином, аденином, гипоксантином и ксантином. В тоже время обращает на себя внимание выраженное снижение взаимосвязей между гуанином, аденином, гипоксантином и содержанием мочевой кислоты в плазме крови больных этой группы.

Таблица 4. Результаты парного корреляционного анализа (* -уровень значимости p<0,05) показателей, характеризующих уровень свободных пуриновых оснований, продуктов их катаболизма и внНК в крови больных ХОБЛ бронхитической формы средней степени тяжести

	Г	ГКс	А	Кс	МК	КРФ пл	РНК пл	ДНК пл	КРФ эр	РНК эр	ДНК эр
Г		0,98*	0,92*	0,88*	0,61*	-0,12	-0,27	0,05	-0,55*	-0,40	0,12
ГКс	0,98*		0,97*	0,90*	0,60*	-0,14	-0,31	0,07	-0,52*	-0,39	0,15
А	0,92*	0,97*		0,88*	0,55*	-0,14	-0,33	0,07	-0,45	-0,34	0,19
Кс	0,88*	0,90*	0,88*		0,80*	-0,04	-0,30	-0,07	-0,59*	-0,39	0,20
МК	0,61*	0,60*	0,55*	0,80*		-0,18	-0,34	0,13	-0,77*	-0,71	-0,17
КРФ пл	-0,12	-0,14	-0,14	-0,04	-0,18		0,46	-0,41	0,49	0,49	0,45
РНК пл	-0,27	-0,31	-0,33	-0,30	-0,34	0,46		0,02	0,60*	0,33	0,59*
ДНК пл	0,05	0,07	0,07	-0,07	0,13	-0,41	0,02		-0,36	-0,43	-0,43
КРФ эр	-0,55*	-0,52*	-0,45	-0,59*	-0,77*	0,49	0,60*	-0,36		0,67*	0,49
РНК эр	-0,40	-0,39	-0,34	-0,39	-0,71	0,49	0,33	-0,43	0,67*		0,42
ДНК эр	0,12	0,15	0,19	0,20	-0,17	0,45	0,59*	-0,43	0,49	0,42

Обнаружены слабые отрицательные коррелятивные взаимосвязи между уровнями гипоксантина, гуанина, ксантина, мочевой кислоты и содержанием КРФ, сорбированных на эритроцитах. Слабые коррелятивные зависимости зафиксированы между содержанием вкРНК в плазме крови больных и показателями сорбции КРФ и вкДНК на эритроцитах. Слабые коррелятивные зависимости были обнаружены между КРФ, сорбированных на эритроцитах, и содержанием вкРНК в плазме крови и вкРНК, сорбированной на эритроцитах.

Из данных таблицы 5 следует, что у больных ХОБЛ бронхитической формы тяжелого характера течения наблюдались сильные коррелятивные зависимости между гуанином, аденином, гипоксантином и ксантином. В тоже время в плазме крови больных этой группы возросло значение коэффициентов корреляции между гуанином, гипоксантином и ксантином и содержанием мочевой кислоты. Не было зафиксировано достоверной взаимосвязи между показателями, характеризующими уровень КРФ, вкНК в крови больных этой группы.

Таблица 5. Результаты парного корреляционного анализа (* -уровень значимости p<0,05) показателей, характеризующих уровень свободных пуриновых оснований, продуктов их катаболизма и внНК в крови больных ХОБЛ бронхитической формы тяжелого характера течения

	Г	ГКс	А	Кс	МК	РНК пл	ДНК пл	КРФ эр	РНК эр	ДНК эр
Г		0,99*	0,94*	0,95*	0,78*	0,44	0,51	-0,57	0,15	-0,15
ГКс	0,99*		0,97*	0,96*	0,73*	0,44	0,51	-0,53	0,21	-0,10
А	0,94*	0,97*		0,96*	0,60	0,48	0,50	-0,40	0,28	-0,01
Кс	0,95*	0,96*	0,96*		0,75*	0,57	0,56	-0,49	0,22	-0,01
МК	0,78*	0,73*	0,60	0,75*		0,55	0,48	-0,81*	-0,14	0,01
КРФ пл	0,57	0,61	0,68	0,58	0,15	0,55	0,20	0,06	-0,02	-0,11
РНК пл	0,44	0,44	0,48	0,57	0,55		0,39	-0,37	-0,35	0,32
ДНК пл	0,51	0,51	0,50	0,56	0,48	0,39		-0,61	-0,05	0,00
КРФ эр	-0,57	-0,53	-0,40	-0,49	-0,81*	-0,37	-0,61		0,06	-0,24
РНК эр	0,15	0,21	0,28	0,22	-0,14	-0,35	-0,05	0,06		0,09
ДНК эр	-0,15	-0,10	-0,01	-0,01	0,01	0,32	0,00	-0,24	0,09

Наблюдалась сильная положительная корреляционная взаимосвязь между уровнем мочевой кислоты, и КРФ, сорбированных на эритроцитах крови больных.

Анализ данных, представленных в таблице 6, показал наличие высоких значений коэффициентов парной корреляции между содержанием КРФ, сорбированных на эритроцитах, и гипоксантином (r=1.0), аденином (r=0.98), ксантином (r=0.98) в крови больных с очень тяжелым течением ХОБЛ. Также наблюдались высокие коррелятивные зависимости между КРФ в плазме крови и содержанием вкРНК в плазме (r=1.00). Сильная коррелятивная зависимость выявлена между показателями, характеризующими содержание внДНК и ксантина в плазме крови больных (r=0.96).

Таблица 6. Результаты парного корреляционного анализа (* -уровень значимости p<0,05) показателей, характеризующих уровень свободных пуриновых оснований, продуктов их катаболизма и внНК в крови больных с очень тяжелым течением ХОБЛ.

	Г	ГКс	А	Кс	МК	КРФ пл	РНК пл	ДНК пл	КРФ эр	РНК эр	ДНК эр
Г		0,80	0,66	0,74	0,99*	-0,94	-0,91	-0,69	0,78	0,66	0,24
ГКс	0,80		0,97*	0,96*	0,87	-0,57	-0,49	-0,86	1,00*	0,12	0,43
А	0,66	0,97*		0,98*	0,76	-0,44	-0,35	-0,91	0,98*	-0,00	0,57
Кс	0,74	0,96*	0,98*		0,83	-0,57	-0,49	-0,96*	0,98*	0,17	0,65
МК	0,99*	0,87	0,76	0,83		-0,90	-0,86	-0,77	0,86	0,58	0,33
КРФ пл	-0,94	-0,57	-0,44	-0,57	-0,90		1,00*	0,59	-0,56	-0,88	-0,29
РНК пл	-0,91	-0,49	-0,35	-0,49	-0,86	1,00*		0,52	-0,48	-0,92	-0,24
ДНК пл	-0,69	-0,86	-0,91	-0,96*	-0,77	0,59	0,52		-0,88	-0,28	-0,82
КРФ эр	0,78	1,00*	0,98*	0,98*	0,86	-0,56	-0,48	-0,88		0,11	0,47
РНК эр	0,66	0,12	-0,00	0,17	0,58	-0,88	-0,92	-0,28	0,11		0,20
ДНК эр	0,24	0,43	0,57	0,65	0,33	-0,29	-0,24	-0,82	0,47	0,20

В плазме крови больных с очень тяжелым течением ХОБЛ обнаружена прямая высокая взаимосвязь между содержанием гуанина и мочевой кислоты (r=0.99), гипоксантина и аденина (r=0.97), гипоксантина и ксантина (r=0.96), аденина и ксантина (r=0.98).

Обобщая полученные данные, можно сделать следующие выводы. У лиц контрольной группы не обнаружена взаимосвязь между содержанием свободных пуриновых оснований, внеклеточных нуклеиновых кислот и КРФ. Это не позволяет рассматривать вкНК и КРФ как возможные источники пуринов в крови здоровых лиц.

У больных ХОБЛ наблюдались уже иные значения коэффициентов корреляции между свободными пуриновыми основаниями и их катаболитами (сравнительно с контролем), возможно, за счет изменения их образования, реутилизации и элиминации.

Впервые взаимосвязь между свободными пуриновыми основаниями, их катаболитами и вкНК была зафиксирована у больных ХОБЛ смешанной формы тяжелого течения. Резкое усиление коррелятивных связей между содержанием КРФ, сорбированных на эритроцитах, аденином, гипоксантином и ксантином обнаружено у больных с очень тяжелым течением ХОБЛ. У больных в плазме крови этой же группы наблюдалась сильная коррелятивная связь между внДНК и ксантином.

Сорбция на мембранах существенно меняет физико-химические свойства клеток. В первую очередь, от состояния физико-химических свойств мембран зависит работа мембранных транспортеров. Представляется вероятным предположение об изменении скорости переноса свободных пуриновых оснований и интермедиатов через эритроцитарную мембрану вследствие связывания вкНК и КРФ.

Таким образом, полученные нами данные выявили выраженные изменения взаимосвязи между свободными пуриновыми основаниями и их интермедиатами при развитии ХОБЛ. Установлено, что при нарастании степени тяжести ХОБЛ появляется и усиливается степень взаимозависимости

между вкНК, КРФ и показателями катаболизма пуринов. Это не позволяет утверждать единство источника происхождения вкНК, КРФ и пуринов, но доказывает несомненную взаимосвязь между этими процессами и состоянием эритроцитарных мембран.

Литература

1.Purine Bases in Blood Plasma of Patients with Chronic Pulmonary Diseases /L. E. Muravluyova, V. B. Molotov Luchanskiy, D. A. Kluyev et al. // European Researcher. 2012.- N 29 - P. 1449-1454.

2. Интермедиаты катаболизма пуринов в крови больных с диффузными заболеваниями легких / Л.Е. Муравлева, В.Б. Молотов-Лучанский, Д.А. Клюев и др.// Сборник трудов XII Национального Конгресса по болезням органов дыхания– М., 2012.- С. 344-345.

3.Сравнительная характеристика внеклеточных нуклеиновых кислот в крови больных с хроническими болезнями легких / Муравлёва Л.Е., Молотов-Лучанский В.Б., Клюев Д.А., Бакенова Р.А. и др. // Материалы II научно-практической конференции с международным участием «Естественные науки: достижения нового века» - Академический журнал Западной Сибири.- 2012.- № 4.- С. 44.-45.

4. Extracellular nucleic acids in blood of patients with Chronic Obstructive Pulmonary Diseases /Muravlyova, V. B. Molotov Luchanskiy, D. A. Klyuyev et al. // European Researcher. 2013.- N 3-1 - P. 632-637.