Жукова Н.В.,
Зайцева О.В., Жуков В.И., Книгавко В.Г.,
Мирошниченко
Н.Н.
Харьковский
национальный медицинский университет, г.Харьков, Украина
Белковый обмен у больных с распространенной формой псориаза
Современные достижения фундаментальной медицины свидетельствуют, что
жизнедеятельность организма, органов и тканей в наибольшей мере зависит от
степени нарушения метаболизма и гемодинамических расстройств. Следовательно,
можно полагать, что в формировании патохимических механизмов развития псориаза
ведущая роль принадлежит структурно-метаболическим нарушениям. В данном
исследовании мы выделили среди этих процессов белковый обмен (ферменты,
гормоны, нейромедиаторы, рецепторы, аминокислоты), который практически не
изучен при псориазе.
Целью работы явилось изучение белкового обмена и состояния протеиногенных
плазменных аминокислот, а также некоторых продуктов их метаболизма у больных с распространенной
формой псориаза.
Материалы и методы исследования. Под наблюдением находилось 46 больных женщин и мужчин
с распространенным псориазом в стадии обострения болезни в возрасте от 20 до 60
лет. Группа сравнения состояла из 15 практически здоровых пациентов,
соответствующих пола и возраста.
Программа исследования предусматривала
определение в сыворотке крови концентраций общего белка, альбуминов; продуктов
азотистого обмена – креатинина, мочевины, аммиака; острофазных белков –
церулоплазмина и гаптоглобина; аминокислот – цистеина, аспартата, треонина,
серина, пролина, глицина, аланина, валина, цистина, метионина, тирозина, фенилаланина,
лейцина, изолейцина, лизина, гистидина, орнитина, глутамата; некоторых
метаболитов обмена цистеиновой аминокислоты – таурина, аргинина – орнитина,
триптофана – серотонина, мелатонина, 5-ОИУК, индикана; ключевого фермента
кинуренинового пути обмена триптофана – триптофан-2,3-диоксигеназы (ТДО).
Для исследования аминокислот применялся
метод ионообменной хроматографии на ионитах. Определение общего белка,
альбуминов, креатинина и мочевины осуществлялось с помощью набора реактивов
фирмы «Соne Lab» Финляндия и «Roсhe» – Швеция на биохимическом автоматическом
полианализаторе «Соbas mira» фирмы
«Гофман Лярош» (Австрия – Швейцария). Обострение и развитие распространенного
псориаза сопровождается воспалительной реакцией и активацией продукции
острофазных белков – гаптоглобина, церулоплазмина и др. Содержание гаптоглобина
в сыворотке крови определялось по методу, предложенному О.Г. Архиповой и
соавт. [1]. Церулоплазмин изучался с использованием метода Н.А. Rawin в модификации
Г.А. Бабенко [2]. Нейромедиаторная аминокислота ГАМК исследовалась по E. Соrmana, С. Vоmes, G Trolin [3], глутаминовая
аминокислота – по Е. Bernt Н.U. Веrgmeyer.
L-Триптофан и метаболиты его обмена
серотонин и 5–ОИУК определялись по Аtack С., Маgnusson Т. [4]. Мелатонин
исследовался иммуноферментным методом с помощью моноклональных антител. Для
этих целей использовался набор реактивов Меlatonin ELISA (Hamburg), Каt – N2
RE 54021. О функциональном состоянии процессов превращения аминокислот в
кишечнике под воздействием микрофлоры и обезвреживающей функции печени судили
по количеству конечного продукта обмена триптофана – животного индикана в
сыворотке крови больных и условно здоровых пациентов общепринятым методом [5].
Аминокислота L-Триптофан является стабилизатором гемсодержащего фермента
триптофан-2,3-диоксигеназы (ТДО), способствуя образованию устойчивого
конформационного состояния и снижению скорости его деградации.
Триптофан–2,3–диоксигеназную активность определяли по Ваdawy А.А.–В., Evans М [6].
Результаты исследования обработаны методами вариационной сатистики с оценкой
достоверности отличий по t-критерию
Стьюдента-Фишера.
Результаты исследования и их обсуждение.
Результаты изучения белкового обмена
у больных с распространенной формой псориаза в стадии обострения болезни
обнаружили как у мужчин, так и у женщин существенное нарушение со стороны пула
свободных плазменных аминокислот, показателей общего азотистого обмена,
динамики острофазных белков и метаболизма отдельных исследуемых аминокислот.
Эти изменения затрагивали множественные пути их обмена, что сопряжено с
дисфункцией процессов кооперативного взаимодействия окислительных реакций и
восстановительных синтезов. Так, достоверно отмечалось повышение в сыворотке
крови концентрации общего белка и альбуминов на фоне снижения уровней конечных
продуктов азотистого обмена – мочевины и креатинина (табл.1), что указывает на
ингибирование катаболических процессов, сопряженных с превращением белка в
организме и нарушением мочевинообразовательной функции печени.
Таблица 1
Показатели белкового обмена
у больных с распространенной формой псориаза
|
Показатели |
Группа больных псориазом (n=46) |
Группа контроля «условно
здоровые» (n=15) |
|
Общий белок (г/л) |
92,3 ± 4,2* |
67,8 ± 3,4 |
|
Креатинин
(мкмоль/л) |
46,5 ± 2,9* |
69,3 ± 2,4 |
|
Мочевина (мкмоль/л) |
3,2 ± 0,4* |
5,5 ± 0,9 |
|
Альбумин (г/л) |
58,83 ± 2,6* |
46,3 ± 3,7 |
|
Гаптоглобин (г/л) |
2,7 ± 0,12* |
0,76 ± 0,08 |
|
Церулоплазмин (мг/л) |
985,2 ± 31,4* |
456,2 ± 12,7 |
|
Аммиак (нмоль/мл) |
21,84 ± 1,56* |
17,2 ± 1,49 |
|
Глицин (нмоль/мл) |
36,8 ± 1,74* |
49,6 ± 1,83 |
|
ГАМК (нмоль/мл) |
23,4 ± 1,82* |
43,5 ± 3,57 |
|
Таурин (нмоль/мл) |
15,7 ± 0,73* |
25,5 ± 1,62 |
|
Аспартат (нмоль/мл) |
6,9 ± 0,76* |
3,5 ± 0,25 |
|
Глутамат (нмоль/мл) |
30,2 ± 2,62* |
17,9 ± 1,83 |
|
Цистеин (нмоль/мл) |
1,89 ± 0,234* |
1,29 ± 0,16 |
|
Цистатиамин (нмоль/мл) |
17,2 ± 1,67* |
11,5 ± 0,94 |
|
Метионин (нмоль/мл) |
15,8 ± 0,86* |
8,94 ± 0,75 |
|
Изолейцин + лейцин (нмоль/мл) |
12,3 ± 1,05* |
5,53 ±0,78 |
|
Тирозин (нмоль/мл) |
12,98 ± 1,35* |
8,28 ± 0,82 |
|
Фенилаланин (нмоль/мл) |
16,1 ± 1,46* |
8,7 ± 0,93 |
|
Лизин (нмоль/мл) |
35,5 ± 2,33* |
21,2 ± 1,44 |
|
Триптофан (нмоль/мл) |
26,8 ± 1,65* |
22,3 ± 1,02 |
|
Пролин
(нмоль/мл) |
38,4 ± 1,8* |
46,5 ± 2,35 |
|
Аланин (нмоль/мл) |
47,1 ± 2,27* |
61,20 ± 3,74 |
|
Валин (нмоль/мл) |
40,4 ± 3,46* |
15,95 ±1,70 |
|
Гистидин (нмоль/мл) |
14,7 ± 1,6* |
8,8 ± 0,95 |
|
Треонин (нмоль/мл) |
55,3 ± 2,94* |
36,7 ± 2,2 |
|
Серин (нмоль/мл) |
31,4 ± 2,62* |
47,5 ± 2,30 |
|
Глутамин (нмоль/мл) |
200,1 ± 6,2* |
289,2 ± 7,1 |
|
Аргинин (нмоль/мл) |
18,8 ± 1,74* |
25,4 ± 1,3 |
|
Аксипролин (нмоль/мл) |
18,43 ± 2,9* |
12,7 ±1,6 |
|
Орнитин (нмоль/мл) |
7,72 ± 0,36* |
14,3 ± 0,45 |
|
Аспаралин (нмоль/мл) |
13,4 ± 1,2* |
17,8 ± 1,6 |
Примечание : * – различия c контролем достоверные, р<0,05.
Существенные сдвиги были обнаружены со стороны динамики острофазных
белков – гаптоглобина и церулоплазмина, содержание которых во всех случаях было
повышенным сравнительно с группой условно здоровых пациентов и имело тесную
связь со стадией развития воспалительной реакции, что указывает на участие и напряжение
функции печени при псориазе, а также активацию оксидантно-антиоксидантного
гомеостаза.
Анализ свободных плазменных аминокислот
выявил увеличение концентрации в сыворотке крови серусодержащих аминокислот
(цистеина, цистатионина, метионина), аспарагиновой и глутаминовой аминокислоты,
изолейцина, лейцина, тирозина, фенилаланина, лизина, триптофана, валина,
гистидина, треонина, оксипролина при снижении содержания глицина, гамма -
аминомасляной кислоты, таурина, пролина, аланина, глутамина, аргинина, орнитина,
аспартата на фоне увеличения в плазме крови аммиака (NH3).
Отмечалось значительное накопление кетогенных аминокислот – фенилаланина,
лизина, тирозина, лейцина, изолейцина, которые подвергаются катаболическим
превращениям через ацетоацетил~КоА. Среди глюкогенных аминокислот наблюдалось
снижение уровней глицина, серина, аланина и повышение содержания в сыворотке
крови цистеина и треонина. Значительные изменения пула плазменных аминокислот
обнаружены также со стороны аминокислот, участвующих в цикле мочевинообразования,
– аргинина и орнитина. Эти нарушения сопровождались повышением уровня аргинина,
снижением – орнитина и, как следствие, отмечалось ингибирование синтеза
мочевины и накопление аммиака в сыворотке крови. Учитывая, что синтез мочевины
осуществляется в гепатоцитах печени и непосредственно в митохондриях, можно
судить о серьезных структурно-метаболических нарушениях функций энергетического
обмена мочевинообразования и обезвреживания аммиака. В плазме крови больных
распространенным псориазом установлено увеличение уровня аспартата, глутамата и
снижение содержания амидов аспарагиновой и глутаминовой аминокислоты, что
является важным доказательством ингибирования процессов обезвреживания и
утилизации аммиака.
Динамика уровней таких нейромедиаторных аминокислот,
как ГАМК, глутамат, глицин, аспартат, таурин, обеспечивающих уравновешивание
тормозных и возбудимых процессов в организме и осуществляющих обеспечение
адаптационно-приспособительных механизмов, существенно нарушена в условиях
псориаза. Сопряженные тормозные (ГАМК, глицин, таурин) и возбудимые (глутамат,
аспартат) нейромедиаторные системы играют важную роль в углеводном и
аминокислотном обмене головного мозга и периферических органов и тканей.
Являясь нейромедиаторами, они несут различную функциональную нагрузку в
центральной нервной системе: с ГАМК - эргическими влияниями связаны эффекты
торможения, с глутаматом – возбуждения, что обеспечивает уровновешивание
организма и его адаптацию в процессе жизнедеятельности. Исследования выявили
снижение содержания глицина, ГАМК, таурина и повышение в сыворотке крови концентраций
глутамата и аспартата. Поскольку глутамат и ГАМК связаны между собой как
сопряженная метаболическая система, то соотношение коэффициента ГАМК/глутамат в
группе условно здоровых пациентов составляло 2.5, тогда как у больных с
распространенным псориазом этот показатель был равен 0,6, что свидетельствует о
преобладании процессов возбуждения над торможением у данной категории больных
(табл. 1).
Обнаруженные изменения в обмене белков и
аминокислот позволяют судить не только о наличии у больных псориазом эмоциогенного
окислительного хронического стресса, но и о возможной аутоинтоксикации
организма, которая может играть существенную роль в механизмах развития данной
патологии.
Результаты изучения обмена L-триптофана
обнаружили нарушение содержания ключевых его метаболитов в сыворотке крови
больных по сравнению с группой условно здоровых пациентов. Эти изменения
сопровождались существенным повышением уровней серотонина, мелатонина и 5-ОИУК
(табл. 2).
Таблица 2
Показатели обмена L-триптофана у больных с
распространенной формой псориаза (М±м)
|
Показатели |
Группа наблюдения |
||
|
Больные |
Условно здоровые (n=15) |
||
|
До лечения (n=46) |
После лечения(n=46) |
||
|
L-триптофан (мкм/л) |
68,2 ±2,26* |
63,7 ±2,10* |
55,84 ±1,75 |
|
Серотонин (мкм/л) |
1,28 ±0,14* |
0,86 ± 0,07* |
0,45 ±0,027 |
|
5-ОИУК (мкм/л) |
0,36 ±0,02* |
0,28 ±0,03* |
0,22±0,015 |
|
Мелатонин (пкг/л) |
60,7 ±3,25* |
37,2 ±2,43* |
5,7 ±0,23 |
|
Индикан (мкм/л) |
4,28 ±0,36* |
2,73 ±0,24* |
2,2 ±0,16 |
|
ТДО(нмоль кинуренина /мг
белка · 1 час) |
37,2 ±1,33* |
52,3 ±2,17* |
66,5 ±3,14 |
Примечание: * – различия с контролем достоверные; р<0,05.
Известно, что главным, если не
единственным механизмом, посредством которого активность ТДО влияет на синтез
серотонина в организме, служит изменение уровней свободного L-триптофана и гема.
Исследования показали снижение активности ТДО и повышение содержания в
сыворотке крови L-триптофана. Анализ результатов исследования свидетельствовал
об активации серотонинового пути обмена триптофана.
Содержание серотонина отличалось до и
после лечения в 1,48 раза. Но даже после лечения в сравнении с контрольной
группой его концентрация была выше в 1,91 раза.
Эти результаты свидетельствуют о
дисфункции нейроэндокринной системы, обеспечивающей регуляцию
структурно-метаболических процессов в условиях распространенной формы псориаза.
Выводы. Патогенетически обоснованная модель лечения псориаза
включала проведение дезинтоксикационной, антирадикальной, иммунокоррегирующей,
симптоматической и общеукрепляющей терапии, что позволило существенно
нормализовать структурно-метаболические показатели обмена L-триптофана и
снизить практически до уровня условно здоровых пациентов содержание токсичных
продуктов его обмена в сыворотке крови (табл. 2). Исследования обнаружили, что
L-триптофан и продукты его обмена – серотонин, мелатонин, 5-ОИУК, индикан,
являются патогенетическим звеном структурно-метаболических нарушений в условиях
развития псориаза на фоне изменения микробиоценоза кишечника. Оптимизация
патогенетической терапии псориаза должна сопровождаться коррекцией
микробиоценоза, белкового и триптофанового обмена в комплексной системе лечения
данного дерматоза.
Список литературы
1. Архипова О. Г., Шицкая Н. Н., Семенова Я. С.
Определение гаптоглобина в сыворотке крови: Методы исследования в
профпатологии. М.: Медицина,
1988:15-17.
2. Бабенко Г.О. Визначення мікроелементів у клінічних
лабораторіях. Київ: Здоров'я, 1968. 136 с.
3. Cormana E.,
Vomes C., Trolin V. Purification of GABA on small colunus of Dowex: combination with a
method for separation of biogenic amines. Acta pharm. et toxicol. 1980, 46: 235–240.
4. Atack C.,
Magnusson T. A procedure for the isolation of noradrenaline, adrenaline,
dopamine, 5-hydroxytryptamine and histamine from the same tissue sample using a
single column of strongly acidic cation exchange resin. Acta pharm. et toxicol.
1978, 42:35-57.
5. Воронина Л. Н., Десенко В. Ф., Кравченко В. Н. и
др. Руководство к лабораторным и семинарским занятиям по биологической химии.
Харьков: Основа. 1996. 430с.
6. Badawy A., A. –
B., Evans M. The effects of chemical porphyrogens and drugs on the activity of
rat liver tryptophan pyrrolase. Biochem J. 1973, 136: 885-892.