PECULIARITIES OF PEROXIDATION AND ANTIOXIDANT STATUS IN THE PATHOGENESIS OF CHRONIC PANCREATITIS
- Authors: Akulyonok E.V1, Ivanishkina E.V1, Nankevich I.N1, Abbasov R.R1
-
Affiliations:
- Smolensk State Medical University
- Issue: Vol 23, No 1 (2024)
- Pages: 203-208
- Section: Clinical Medicine: Literature Reviews
- URL: https://journals.rcsi.science/2225-6016/article/view/354569
- DOI: https://doi.org/10.37903/vsgma.2024.1.26
- EDN: https://elibrary.ru/QEKHBU
- ID: 354569
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
Введение За последнее десятилетие распространенность хронического панкреатита (ХП) - полиэтиологического прогрессирующего заболевания с гибелью, атрофией паренхиматозных клеток и фиброзом стромы, увеличилась в 3,17 раз и составляет 27,4-50 случаев на 100 тысяч населения с тенденцией к «омоложению» - снижению среднего возраста заболеваемости с 50 до 39 лет с 4-х кратным увеличением среди подростков и к возрастанию случаев нетрудоспособности до 40% [1, 3, 6]. Патогенез заболевания в аспекте взаимодействия систем свободнорадикального (СР) перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ) остается неясным, несмотря на многолетнюю историю изучения с 1982 года (Rose P. и соавт.) и многочисленные работы, посвященные данной теме [9]. Интенсификация процессов свободнорадикального перекисного окисления липидов в концепции метаболических нарушений вне зависимости от этиологического варианта ХП, основана на дисбалансе продукции свободных радикалов (СР), вторичных продуктов окисления - кетодиенов, сопряженных триенов и конечных продуктов в виде малонового диальдегида и Шиффовых оснований, наряду с депрессией системы, нивелирующей активность ПОЛ, - клеточной защиты - глутатиона и ферментативного звена [2, 7]. Активация нейтрофильной и макрофагальной инфильтрации очага повреждения поджелудочной железы коррелирует с продукцией активных форм кислорода (АФК), избыток которых приводит к формированию оксидативного эндотоксикоза, нарушению биоэнергетических процессов на уровне аэробного и анаэробного механизмов генерации макроэргических субстратов в виде АТФ [2, 8]. Некоторые исследователи отметили зависимость выраженности дисбаланса системы ПОЛ - АОЗ от возраста больных (Н.М. Железнякова и соавт. (2014), тяжести, длительности и осложнений ХП, распространенности хронического воспаления в паренхиме поджелудочной железы (ПЖ) и общей патологии системы пищеварения в условиях развития канцерогенеза [1, 16]. Противоречивость данных об истощении глутатиона и ферментов его метаболизма в условиях интенсификации ПОЛ и целесообразности назначения антиоксидантных препаратов, а также сочетание процессов хронического воспаления с развитием рака ПЖ выступают основой более подробного изучения состояния систем ПОЛ - АОЗ как отечественными, так и зарубежными исследователями при патологии поджелудочной железы [21, 23]. Цель обзора - проведение анализа результатов научных исследований, посвященных изучению и выявлению особенностей уровня активности ПОЛ, состояния АОЗ организма, целесообразности назначения антиоксидантной терапии вне зависимости от этиологического варианта хронического панкреатита. Методика Представленный нами литературный обзор выполнен с использованием поиска актуальных современных российских и зарубежных публикаций на базе крупнейших научных электронных библиотек «PubMed», «Scopus», «eLibrary». Проведено изучение работ, отражающих процессы метаболических изменений, дисбаланс антирадикальной защиты и оксидативного стресса, лежащих в основе патогенеза хронического панкреатита различной этиологии. Особенности оксидативного стресса в патогенезе хронического панкреатита Активация ПОЛ на поверхности клеточных мембран в условиях воспаления под действием алиментарных, лекарственных, токсических факторов индуцирует повышенный синтез и накопление в сосудистой стенке окисленных продуктов холестерина, модифицированных молекул липопротеидов низкой плотности, неэстерифицированных жирных кислот, стимулирующих образование эндотелиальных пероксисом и ингибирование ферментативного компонента АОЗ, что обуславливает нарастание синдрома эндотоксемии, гипоксических и ишемических влияний на паренхиму ПЖ [11]. Ранняя стадия окисления в системе ПОЛ характеризуется накоплением диеновых конъюгатов (ДК) - первичных продуктов ПОЛ и малонового диальдегида (МДА) - маркера степени эндогенной интоксикации и степени активности ПОЛ, конечных продуктов - плотных Шиффовых оснований, ведущих к сосудистому стазу [10]. Так, в исследовании Н.Н. Гончаровой и соавт. (2019), увеличение уровня МДА до 254,5% и ДК до 203,8% было отмечено как при ХП с явлениями желтухи, так и без, по сравнению с условно здоровой группой, однако, существенное повышение SH-групп до 187,3% было достоверно в группе с безжелтушной формой ХП. М.Я. Ходос и соавт. (2017) обращают внимание на ключевую роль МДА в контроле клеточного деления из-за его высокого цитотоксического и ингибирующего действия на защитные ферменты в качестве опухолевого промотора, коканцерогена. H. Worning (1989) и M.A. Wallig (1998) рассматривают патогенетическую теорию ХП, основанную на дискоординации реакций между монооксигеназами смешанного типа цитохрома Р-450 и ферментами конъюгации, ведущих к необратимому расходу глутатиона в ацинарной клетке ПЖ и ксенобиотическому стрессу. Метаболический ацидоз, вызванный микроциркуляторными нарушениями, активирует мембранные фосфолипазы, гидролиз части фосфолипидов, повышение проницаемости мембран митохондрий с утратой способности окислительного фосфорилирования при усилении апоптотической клеточной активности и повреждении целостности панкреацитов [19]. Снижение избирательности разрушенных мембран панкреацитов, при этом, определяет существование мальабсорбции, феномена «уклонения ферментов в кровь», синдрома цитолиза, явлений деструкции и нарастание интерстициального отека [11, 17]. В работе Н.И. Мериновой и соавт. (2012), изучение органического матрикса панкреатических камней выявило модификацию альбумина и других белков в панкреатическом и желудочном соке при добавлении конечных продуктов ПОЛ, что с высокой степенью вероятности свидетельствует об инициирующей роли ПОЛ в спонтанной модификации панкреатических белков с образованием нерастворимых протеиново-кальциевых ассоциаторов. В панкреатическом соке у больных ХП по сравнению с контрольной группой отмечен достоверный подъем уровня гидроперекисей липидов и конъюгированных диенов, снижение уровня цис-транс-изомеров и достоверная разница в показателях изомерного соотношения, установленная S.A. Santini et al. (2003). Поддержание длительного воспалительного процесса в ПЖ после купирования обострения свидетельствует о недостаточности физиологического резерва АОЗ для предотвращения структурных изменений ПЖ - панкреофиброза и внеклеточного ремоделирования матрикса ПЖ при участии панкреатических звездчатых клеток (ПЗК) и фиброза мелких сосудов с повышением в них уровня циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), что подтверждают собственные данные И.А. Радионова, Р.А. Мухамадиярова (2009) в ходе эспериментального моделирования ХП. цАМФ, в свою очередь, активизирует транспорт ионов Са в клетку, а избыточное насыщение кальцием и чрезмерное накопление его в митохондриях ведет к разобщению процессов окисления и фосфорилирования и далее к фазе значительного снижения доставки крови к клеткам с нарастающими процессами дистрофии. Оксидативный стресс выступает в роли своеобразного преактиватора ПЗК, которые в дальнейшем в ответ на интрапанкреатическое повышение концентрации провоспалительных цитокинов и ростовых факторов, увеличивают продукцию коллагена, фибронектина, пролиферацию компонентов экстрацеллюлярного матрикса, тем самым, обусловливая прогрессирование фиброзирования ПЖ. Роль антиоксидантных систем в патогенезе хронического панкреатита Существующие в противовес свободнорадикальным процессам ПОЛ многочисленные антиоксидантные системы, направленные на сохранение и поддержание гомеостаза, определяются ферментативной составляющей - глутатионпероксидазой, глутатионтрансферазой, глутатионредуктазой, супероксиддисмутазой (СОД), каталазой, и неферментативной - соединениями низкомолекулярной и белковой природы: жирорастворимыми, низкомолекулярными водорастворимыми и белковыми антиоксидантами, серосодержащими аминокислотами. Ключевую роль в защите клеток от АФК играет низкомолекулярный водорастворимый трипептид - глутатион - главный антиоксидант в гиалоплазме, кариоплазме и матриксе митохондрий. Согласно данным М.В. Моргулис (2015), при апоптозе панкреацитов и нарушении сосудистой проницаемости, глутатион резко высвобождается из клеток с участием белка множественной лекарственной резистентности плазматической мембраны, концентрация которого пропорциональна интенсивности болевого синдрома и уровню МДА. Результаты наблюдения, опубликованные M. Verlaan et al. (2006) были следующими: уровень антиоксидантных тиолов - цистеина, цистинеилглицина, глутатиона, неферментативная антиоксидантная способность были достоверно снижены в группе наблюдаемых с ХП, что взаимосвязано с подъемом концентрации окисленных белковых карбонилов и степенью повреждения липидов клеточных мембран (TBARS). Аналогичные результаты получены M.H. Schoenberg et al. (1995) световой микроскопией резецированной ткани экспериментальных моделей ХП - отмечено истощение системы восстановленного глутатиона вследствие оксидативного стресса. Динамическое наблюдение 125 больных ХП в работе B.N. Girish et al. (2011) с использованием метода пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии отразило снижение АОЗ плазмы как среди лиц с диабетом, так и без диабета, цинковый гомеостаз, при этом, достоверно коррелировал с активностью СОД (p < 0,001). Продолженное исследование B.N. Girish et al. (2022) подтвердило гипотезу о сниженных показателях фолатов и витамина В12, ассоциированных с увеличением риска развития панкреатической недостаточности в 3,4 раза на фоне дефицита системы глутатиона. При хроническом панкреатите отмечен дефицит антиоксидантов: витамина А, витамина Е, витамина С, каротиноидов (β-каротина), ликопина; при наличии СД и у больных со стеатореей усугубляется недостаточность данных антиоксидантов в плазме крови. В единичных исследованиях у больных с ХП при наличии внешнесекреторной недостаточности установлено снижение активности селена плазмы, селенсодержащей глутатионпероксидазы в эритроцитах, СОД и концентрации восстановленного глутатиона в ткани ПЖ на фоне повышения уровня внутритканевого МДА, каталазы, церулоплазмина, что демонстрирует активацию процессов ПОЛ с недостаточностью АОЗ [11, 15]. Эффективность антиоксидантных препаратов в патогенетической терапии ХП Исследования эффективности комбинированных антиоксидантов в комплексной терапии ХП основаны на имеющихся данных связи заболевания с оксидативным стрессом при снижении АОЗ и указывают на неоднозначность их назначения наравне с перспективностью применения препаратов данной группы в ведении больных с болевой формой ХП. Отмечено более быстрое купирование болевого синдрома среди пациентов, принимающих селен, β-каротин, витамин С, витамин Е и метионин с момента обострения ХП. Метаанализ D. Zhou et al. (2015), посвященный оценке терапевтического действия антиоксидантов на выраженность боли при ХП, подтвердил возможность приема данной группы лекарственных средств в мультидисциплинарном подходе с назначением комбинированных форм антиоксидантов. Использование аллопуринола в лечении болевой формы ХП обосновано ингибированием ксантиноксидазы, элиминацией АФК из плазмы крови и торможением процессов липопероксидации. Изученные И.А. Радионовым, Р.А. Мухамадияровым (2009) эффекты перфторана в терапии экспериментального ХП, вызвали снижение выраженности оксидативных процессов, однако его результативность была значительно ниже, чем при назначении липосомальной формы антиоксидантов-цитопротекторов - эмоксипина и фридокса. Позитивным моментом в направленности изменений, определяемых применением липосомальной формы перфторана, является значительное уменьшение количества МДА с параллельным увеличением пула ДК и суммарной антиокислительной активности сыворотки крови, что в данном случае может быть связано с улучшением оксигенации тканей под воздействием перфторана. Действие эмоксипина с включением в его молекулу янтарной кислоты заключается в антиоксидантном и мембранопротекторном эффектах, модулировании синтеза простагландинов, повышении содержания полярных фракций липидов, снижении соотношения холестерин/фосфолипиды и активации энергосинтезирующих функций митохондрий [5]. Изучение прооксидантного статуса на фоне применения данной комбинированной антиоксидантной терапии, а также влияние низкоинтенсивной лазерной терапии в результатах исследований N.M. Burduli, S.K. Gutnova (2009) отразили регресс маркеров ПОЛ, увеличение концентрации неферментативной антиоксидантной системы, нормализацию уровня Шиффовых оснований у лиц с редицивирующими формами ХП. Оценивая влияние назначаемого лечения на показатели липопероксидации, следует учитывать, что некоторые препараты базисной терапии ХП способны оказывать как антиоксидантный, так и прооксидантный эффект, к которым, в частности, относятся блокаторы Н2-рецепторов гистамина, способные подавлять генерацию АФК в нейтрофилах у больных [12]. Заключение Проведенный анализ литературы свидетельствует об активации процессов свободнорадикального перекисного окисления липидов и изменениях системы антирадикальной защиты в условиях развития ХП, протекающих на фоне значительного напряжения адаптационных и защитно-приспособительных механизмов, направленных на обеспечение гомеостатической функции организма. Подводя итоги, отметим дисбаланс в равновесии ПОЛ - АОЗ и достоверное угнетение антиоксидантной системы на фоне выраженного воспаления паренхимы ПЖ, формирующие развитие мембранной патологии, влияющие на скорость прогрессирования патологического процесса и развитие возможных осложнений. Антиоксиданты являются достаточно перспективной группой лекарственных средств в ведении больных ХП, особенно с болевой формой, однако, в связи с недостаточно изученным состоянием антиоксидантного статуса пациентов с ХП, обоснованность их рутинного применения не доказана и требует проведения дальнейших многоцентровых исследований.About the authors
E. V Akulyonok
Smolensk State Medical University
Email: email@example.com
студентка лечебного факультета ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России 28, Krupskoj St., 214019, Smolensk, Russia
E. V Ivanishkina
Smolensk State Medical University
Email: email@example.com
доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой пропедевтики внутренних болезней ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России 28, Krupskoj St., 214019, Smolensk, Russia
I. N Nankevich
Smolensk State Medical University
Email: email@example.com
кандидат медицинских наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России 28, Krupskoj St., 214019, Smolensk, Russia
R. R Abbasov
Smolensk State Medical University
Email: email@example.com
студент лечебного факультета ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России 28, Krupskoj St., 214019, Smolensk, Russia
References
Гончарова Н.Н., Колесник В.П., Сомкина Е.А. и др. Состояние оксидантно-антиоксидантного гомеостаза у больных хроническим панкреатитом и раком поджелудочной железы // Научный прогресс в странах Европы - новые концепции и современные решения: Материалы 7-ой Международной научной конференции. Штутгарт, Германия, 31 мая 2019 г. - Штутгарт, 2019 г. - С. 354-361. @@Goncharova N.N., Kolesnik V.P., Somkina E.A. i dr. Nauchnyj progress v stranah Evropy - novye koncepcii i sovremennye resheniya: Materialy 7-oj Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. Science progress in European countries - new concepts and modern solutions: Materials of the 7th international scientific conference. - Stuttgart, 2019. - P. 354-361. (in Russian) Железнякова Н.М., Зеленая И.И., Гопций Е.В., Степанова Е.В. Динамика показателей процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантный потенциал у пациентов с коморбидностью ХОБЛ и хронического панкреатита в рамках геронтогенеза // Геронтология. - 2014. - Т.2, №1. - С. 48-55. @@Zheleznyakova N.M., Zelenaya I.I., Gopcij E.V., Stepanova E.V. Gerontologiya. Gerontology. - 2014. - V.2, N1. - P. 48-55. (in Russian) Иванишкина Е.В., Карук М.В., Баненис М.Г. и др. Оценка клинико-лабораторных данных и результатов электрокардиографического исследования у больных хроническим панкреатитом в Смоленской области // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. - 2020. - Т.19, №1. - С. 116-123. @@Ivanishkina E.V., Karuk M.V., Banenis M.G. i dr. Vestnik Smolenskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii. Bulletin of Smolensk State Medical Academy. - 2020. - V.19, N1. - P. 116-123. (in Russian) Колесникова Л.И., Даренская М.А., Колесников С.И. и др. Свободнорадикальное окисление: взгляд патофизиолога // Бюллетень сибирской медицины. - 2017. - Т.16, №4. - С. 16-29. @@Kolesnikova L.I., Darenskaya M.A., Kolesnikov S.I. i dr. Byulleten' sibirskoj mediciny. Bulletin of Siberian Medicine. - 2017. - V.16, N4. - P. 16-29. (in Russian) Крюкова Н.О., Новиков В.Е. Эффективность мексидола и диосмина при стрессе у животных // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. - 2012. - Т.11, №2. - С. 27-30. @@Kryukova N.O., Novikov V.E. Vestnik Smolenskoj gosudarstvennoj medicinskoj akademii. Bulletin of Smolensk State Medical Academy. - 2012. - V.11, N2. - P. 27-30. (in Russian) Меринова Н.И., Козлова Н.М., Колесниченко Н.С. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная система в патогенезе хронического панкреатита // Сибирский медицинский журнал. - 2012. - Т.110, №3. - С. 17-20. @@Merinova N.I., Kozlova N.M., Kolesnichenko N.S. Sibirskij medicinskij zhurnal. Siberian Medical Journal. - 2012. - V.110, N3. - P. 17-20. (in Russian) Меринова Н.И., Козлова Н.М., Колесниченко Л.С. и др. Показатели перекисного окисления липидов и глутатионовой антиоксидантной защиты у больных с обострением хронического панкреатита // Саратовский научно-медицинский журнал. - 2013. - Т.9, №2. - С. 259-262. @@Merinova N.I., Kozlova N.M., Kolesnichenko L.S. i dr. Saratovskij nauchno-medicinskij zhurnal. Saratov Journal of Medical Scientific Research. - 2013. - V.9, N2. - P. 259-262. (in Russian) Моргулис М.В. Особенности окислительно-антиоксидантного статуса при различных этиологических вариантах хронического панкреатита // Современная гастроэнтерология. - 2015. - Т.23, №3. - С. 31-34. @@Morgulis M.V. Sovremennaya gastroenterologiya. Advanced Gastroenterology. - 2015. - V.23, N3. - P. 31-34. (in Russian) Радионов И.А., Мухамадияров Р.А. Коррекция окислительного стресса липосомальной формой антиоксидантов и перфторана при экспериментальном хроническом панкреатите // Казанский медицинский журнал. - 2009. - Т.90, №1. - С. 48-52. @@Radionov I.A., Muhamadiyarov R.A. Kazanskij medicinskij zhurnal. Kazan Medical Journal. - 2009. - V.90, N1. - P. 48-52. (in Russian) Ходос М.Я., Казаков Я.Е., Видревич М.Б., Брайнина Х.З. Окислительный стресс и его роль в патогенезе // Вестник уральской медицинской академической науки. - 2017. - Т.14, №4. - С. 381-398. @@Hodos M.YA., Kazakov YA.E., Vidrevich M.B., Brajnina H.Z. Vestnik ural'skoj medicinskoj akademicheskoj nauki. Bulletin of the Ural medical academic science. - 2017. - V.14, N4. - P. 381-398. (in Russian) Burduli N.M., Gutnova S.K. Effect of various low-intensity laser methods of treatment on an aggregation properties of erythrocytes in chronic pancreatitis // Experimental and Clinical Gastroenterology. - 2009. - N7. - P. 9-13. Burduli N.M., Gutnova S.K. Parameters of lipid peroxidation and antioxidative protection in patients with chronic pancreatitis treated by low-intensity laser therapy // Voprosy kurortologii, fizioterapii, i lechebnoi fizicheskoi kultury. - 2009. - V.24, N1. - P. 9-17. Girish B.N., Rajesh G., Vaidyanathan K. Deficiency of folate and vitamin B12 increases oxidative stress in chronic pancreatitis patients // Indian Journal of Gastroenterology. - 2022. - V.41, N1. - P. 77-83. Girish B.N., Rajesh G., Vaidyanathan K., Balakrishnan V. Assessment of oxidative status in chronic pancreatitis and its relation with zinc status // Indian Journal of Gastroenterology. - 2011. - V.30, N2. - P. 84-88. Grigorieva I.N., Romanova T.I., Ragino Iu.I. Lipid peroxidation in patients with acute and chronic pancreatitis // Experimental and Clinical Gastroenterology. - 2011. - N7. - P. 24-27. Kodydkova J., Vavrova L., Stankova B. et al. Antioxidant status and oxidative stress markers in pancreatic cancer and chronic pancreatitis // Pancreas. - 2013. - V.42, N4. - P. 614-621. Podborska M., Sevcikova A., Trna J. et al. Increased markers of oxidative stress in plasma of patients with chronic pancreatitis // Neuro Endocrinology Letters. - 2009. - V.30, N1. - P. 116-120. Santini S.A., Spada C., Bononi F. et al. Liver, pancreas and biliary tract enhanced lipoperoxidation products in pure pancreatic juice: evidence for organ-specific oxidative stress in chronic pancreatitis // Digestive and Liver Disease. - 2003. - N35. - P. 888-892. Schoenberg M.H., Birk D., Beger H.D. Oxidative stress in acute and chronic pancreatitis // The American Journal of Clinical Nutrition. - 1995. - V.62, N6. - P. 1306-1314. Schoenberg M.H., Büchler M., Pietrzyk C. et al. Lipid peroxidation and glutathione metabolism in chronic pancreatitis // Pancreas. - 1995. - V.10, N1. - P. 36-43. Singh N., Bhardwaj P., Pandey R.M., Saraya A. Oxidative stress and antioxidant capacity in patients with chronic pancreatitis with and without diabetes mellitus // Indian Journal of Gastroenterology. - 2012. - V.31, N5. - P. 226-231. Verlaan M., Roelofs H.M., Van-Schaik A. et al. Assessment of oxidative stress in chronic pancreatitis patients // World Journal of Gastroenterology. - 2006. - V.35, N12. - P. 5705-5710. Wallig M.A. Xenobiotic metabolism, oxidant stress and chronic pancreatitis. Focus on glutathione // Digestion. - 1998. - V.59, N4. - P. 13-24. Worning H. Etiologic aspects of chronic pancreatitis. Review of current theories and experimental evidence // International Journal of Pancreatology. - 1989. - N5. - P. 1-9. Zhou D., Wang W., Cheng X. et al. Antioxidant therapy for patients with chronic pancreatitis: A systematic review and meta-analysis // Clinical Nutrition. - 2015. - V.34, N4. - P. 627-634.
Supplementary files


