Антиоксидантная активность и перекисное окисление
липидов у больных
с доброкачественными опухолями и раком гортани
А.Р. Антонов, Ю.Г. Бабышкина, А.Б. Киселев*
В структуре онкопатологии рак гортани (РГ) становятся все более весомой частью. Доля РГ среди опухолей верхних дыхательных путей равна 65-70% и занимает первое место [8]. В структуре общей заболеваемости злокачественными опухолями РГ занимает 9 место и составляет 2%, в структуре заболеваемости мужского населения - 5 место [3]. Отмечается неуклонный рост злокачественного перерождения гортани в среднем на 3% в год. Развитие рака связано с предшествующими заболеваниями. Непосредственно к предопухолевым состояниям следует отнести лейкоплакию, пахидермию и гиперкератоз, некоторые доброкачественные опухоли гортани (ДОГ). ДОГ встречаются в 10 раз чаще РГ. Некоторые из этих заболеваний озлокачествляются чаще, другие реже. При этом нет достоверных критериев, с помощью которых можно было бы судить о прогнозе развития того или иного доброкачественного заболевания, о вероятности его малигнизации.
Изучение предраковых состояний, своевременное выявление предракового заболевания и активное лечение делает возможным предупредить развитие злокачественной опухоли. Гомеостаз в организме зависит от состояния интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ) в биомембранах и мощности антиоксидантных систем, в норме поддерживающих ПОЛ стационарно на низком уровне. Процессу свободно-радикальных реакций в организме при патологических состояниях противостоят эндогенные механизмы антиоксидантной защиты (АОЗ), в которую входят ферментативные и неферментативные антиоксиданты, такие как супероксиддисмутаза (СОД), каталаза, глютатионпероксидаза, a-токоферол, ретинол, церулоплазмин и т.д. Нарушение баланса между интенсивностью действия прооксидантных факторов и АОЗ клетки ведет к чрезмерной активации процессов ПОЛ - окислительному стрессу, что является патогенетическим фактором для ряда заболеваний. Несостоятельность АОЗ ведет к накоплению свободных радикалов, избыток которых вызывает окислительные повреждения нуклеиновых кислот и индукцию хромосомных аберраций, что может инициировать канцерогенез [9]. Свободные радикалы и антиоксиданты включены в регуляцию клеточной пролиферации и апоптоза, а нарушение этих процессов является одной из причин запуска злокачественной трансформации и опухолевой прогрессии [10].
Важная роль свободно-радикального механизма повреждения клеточных структур установлена при опухолевых заболеваниях. T.Szatrowski и соавт. [13] установили, что раковые клетки продуцируют большие количества Н2О2, которая может обусловливать мутацию в опухолях, ингибирование антипротеаз, локальное повреждение органа, что может стимулировать гетерогенность опухолей, их инвазивность и метастазирование. При моделировании химического канцерогенеза показано возрастание свободно-радикального окисления, ведущее к росту проницаемости клеточных мембран и частоты митозов [7]. Возможность ингибирования пролиферации опухолевых клеток антиоксидантными ферментами показана на модели асцитной карциномы Эрлиха [5]. Активности СОД и каталазы значительно варьировались в зависимости от сроков развития опухоли. Опухолевые клетки содержали низкие количества Mn-СОД по сравнению с нормальными клетками, причем наблюдалась обратная корреляция между степенью дифференцировки опухолевых клеток и активностью в них фермента. Наиболее низкая активность СОД отмечалась в быстрорастущих опухолях.
В работе [12] изучалось ПОЛ и состояние
антиоксидантной активности у 20 больных раком гортани и 15 здоровых пациентов.
Исследования показали значительное увеличение ПОЛ в группе больных РГ и спад
уровня витамина Е в плазме крови по сравнению с контрольной группой. Важная
роль свободно-радикальных процессов и механизмов их регуляции в патогенезе
опухолевых заболеваний не вызывает сомнений.
Цель
работы - выявление про- и антиоксидантного статуса
больных с доброкачественными опухолями гортани и РГ.
Материалы и методы. У 28 больных РГ I-II стадии в возрасте 41-61 лет изучали
параметры прооксидантной и антиоксидантной активности в сыворотке крови. Все больные были обследованы до оперативных вмешательств либо
лучевой терапии, или их комбинации. Группа сравнения включала 23 мужчины с ДОГ
в возрасте 31-65 лет. У 95% больных в этой группе гистологически определялись
папилломы гортани, остальные 5% составляли доброкачественные сосудистые
опухоли. Контроль составили 12 мужчин-доноров в возрасте 43-56 лет.
Прооксидантная активность сыворотки крови оценивалась по биохемилюминисценции с
люминолом фирмы "Serva", США. Все измерения вели на биохемилюминометре
"Скиф-0306". Определение продуктов ПОЛ по уровню малонового
диальдегида (МДА) вели по методу Y.Yagi et al. по реакции с тиобарбитуровой кислотой. АОА определяли биохемилюминисцентным методом с
перекисью водорода по А.И. Журавлеву с соавт. Интенсивность хемилюминесценции
измерялась с 2-минутными интервалами в течение часа. Анализ содержания ретинола, a-токоферола,
b-каротина
вели с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии [14]. В работе
использовался отечественный хромотограф "милихром".
Активность СОД исследовали в тесте торможения спонтанного восстановления
нитросинего тетразолия по методу М. Nishikimi(1972) и соавт. в модификации Г.И. Клебанова с
соавт. [2]. Активность СОД выражалась в единицах активности Sigma (SED).
Статистическая обработка полученных
данных велась по общепринятым методикам пакетом прикладных программ Statistica 6.0., Excel 7,0 на PC
Pentium III.
Различие сравниваемых показателей принимались за достоверные при p<0,05.
Результаты
и обсуждение. Результаты исследований показали изменение
процессов ПОЛ у больных с ДОГ и РГ.
Таблица
Параметры
про- и антиоксидантного статуса
|
|
РГ |
ДОГ |
Контроль |
|
|
ПОK, усл. ед. |
0,48+0,02*
^ |
0,30+0,01* |
0,19+0,01^ |
|
|
АОА, усл. ед. |
5.60+0,13*
^ |
6,70+0,10* |
7,77+0,12^ |
|
|
a-токоферол,
мг% |
0,85+0,03*
^ |
1,05+0,02* |
1,27+0,02^ |
|
|
Ретинол, мкг% |
46,28+1,34*
^ |
51,13+0,63* |
58,95+0,66^ |
|
|
b-каротин,
мкг% |
30,56+0,57*
^ |
36,32+0,70* |
39,36+0,36^ |
|
|
МДА, нмоль/мл |
3,62+0,14*
^ |
2,80+0,07 |
2,67+0,04 |
|
|
СОД, SED/мл |
0,46+0,01*
^ |
0,63+0,02* |
0,7+0,01^ |
|
*
- достоверное различие с донорами, ^ - достоверное различие с группой больных с
ДОГ
Полученные данные (табл.) выявили, что уровень
прооксидантной активности у больных РГ больше, чем у больных с ДОГ и вдвое
превышает этот показатель у здоровых доноров. Содержание ферментативных (СОД) и
неферментативных антиоксидантов (a-токоферола,
b-каротина,
ретинола) и общая антиоксидантная активность плазмы у больных раком гортани
(5,60+0,13) были ниже, чем у
доноров и больных с ДОГ (у последних эти показатели снижены в сравнении с
донорами). Концентрация МДА была увеличена у больных РГ и достоверно не
отличалась у больных с доброкачественными опухолями гортани по сравнению с
контролем. Наши данные согласуются с данными польских ученых P. Zalewski и соавт. [15],
которые получили сходные результаты: снижение активности СОД и каталазы и рост
уровня МДА у больных с РГ. Значительное превышение уровня МДА у больных с РГ
отмечают также M.Samir [11], Seven и соавт. [12].
Результаты исследования говорят об активации
процесса образования свободных радикалов и снижении естественной защиты от их
повреждающего действия на структуры клетки как у больных раком гортани, так и
при ДОГ. Причем наиболее выраженные изменения показателей наблюдались раке
гортани. Полученные данные позволяют полагать, что по мере прогрессирования
патологического процесса отмечается напряженность в функционировании системы
АОЗ.
Первой подвергается деструктивному воздействию
канцерогенов ферментная антиокислительная система [6]. Активность ферментов -
антиоксидантов ингибируется АФК. Ингибирование СОД или глутатионпероксидазы,
как известно, увеличивает клеточную пролиферацию [1, 5]. Снижение активности
СОД уже на стадии предрака ведет к накоплению супероксидного радикала, что
способствует повреждению ДНК, росту числа мутаций и малигнизации клеток [1, 5].
Идет
истощение компонентов неферментативной АОС (a-токоферола,
ретинола, b-ккаротина),
которые при нейтрализации радикальных продуктов переходят в неактивное
состояние или образуют радикальные продукты разной степени токсичности.
Канцеропротективные свойства b-каротина
обусловлены усиливать иммунный ответ, ингибировать мутагенез, уменьшать индуцированные
ядерные повреждения, защищать клетки, ткани и целый организм от различных
неопластических изменений [4]. Процесс восстановления антирадикальной
способности этих соединений снижается [1].
За счет спада активности ферментативных и неферментативных антиоксидантов у больных РГ развивается цепь событий, связанных с переизбытком свободных радикалов, вызывающих деструктивное действие и нарушения целостности мембран клеток, повреждение ДНК с возникновением мутагенного и канцерогенного эффектов. О росте процессов ПОЛ при РГ свидетельствует возрастание уровня МДА. Анализ показателей свидетельствует о нарушении процессов ПОЛ, коррелирующих с дефицитом антиоксидантов.
1. Дубинина Е.Е. // Вопросы мед. химии.- 2001.- N 6 - с. 561-581.
2. Клебанов Г.И. и др. // Бюлл. эксп. биол. и мед.- 1990.- т.109.- К4.- с.334-336.
3. Пачес А.И. Опухоли головы и шеи.- М.: Медицина,2000.- 480 с.
4. Сергеев А.В. и др. // Вопр. мед. химии.- 1992.- N 6 - с.8-12.
5. Смирнова Л.П., Кондакова И.В. Антиоксидантные ферменты ингибируют пролиферацию опухолевых клеток // проблемы современной онкологии.- Томск, 1999.
6. Ткаченко Е.В. и др. // Рос. онкол. ж.- 1996.- N 2 - с.29-33
7. Царицидзе М.А. и др.// Вопр. мед. химии.- 1984.- N 1.- с.17-20
8. Якубовская Р.И. // Рос. онкол. ж.-
2000.- N 6.- с. 42-50.
9. Gerber M. et al. // Cancer Lett.- 1997.- Vol.114.- p.211-214.
10. Gerber M. et al. // J. Nutr.- 1996 - Vol.126.- p.1201s-1207s.
11. Samir M., Kholy N.M.
// Clin. Otolaryngol.- 1999.- Vol.24 - p.232-234.
12.
Seven A. et al. // Clin.
Biochem.- 1999.- Vol.32 - p.369-373.
13. Szatrowski T.P. // Cancer Res.- 1991 -
Vol.51 - p.794-798.
14. Takeda H. et al. // J. of
Chromatography.- 1996.- N 1-2.- P. 287-292.
15.
Zalewski P. et al. // Otolaryngol Pol.- 2000.- Vol.54 - p.141-144.
Antioxidant
Activity and Lipids' Peroxidation in Patients Having Benign Tumor and Laryngeal
Cancer
A.R.
Antonov, Yu.G. Babyshkina, A.V. Kiselyov
Summary
In patients with laryngeal cancer
and benign tumors of larynx parameters of prooxidant activity and antioxidant
activity and antioxidant content (a-tocopherole, b-carotene, retinol, superoxide dismutase) in
blood plasma were studied. The more pathological process is progressive, the
more antioxidant protection parameters decrease. Obtained data revealed that in
cancer of larynx the increase of prooxidant plasma activity and concentration
of malone dialdehyde is observed. Obtained data show disbalance between
prooxidant and antioxidant systems.
Key words:
laryngeal cancer, antioxidant activity