Moduliruyushchaya rol' biogennykh elementov i aminokislot v syvorotke krovi zhenshchin s dobrokachestvennymi zabolevaniyami molochnykh zhelez

Full Text

Введение Актуальнейшей проблемой клинической маммологии и хирургии является диагностика и лечение больных с заболеваниями молочных желёз, что связано с высокими темпами нарастания распространённости данного заболевания (различными формами мастопатии страдают от 20 до 60% женщин) [1]. Внимание онкологов к мастопатии определяется и тем, что она зачастую является фоном для последующего возникновения рака молочной железы (РМЖ). Так риск развития РМЖ у женщин с мастопатией в 3-5 раз выше, чем в общей популяции. По данным Всемирной Организации Здравоохранения в 2002 году в мире диагностировано 1 млн.150 тыс. новых случаев рака молочной железы (23% от всех опухолей), причём 55% больных с РМЖ регистрируется в развитых странах, а 45% - в развивающихся. В России I и II стадии РМЖ диагносцируются в 61,4%. Рак молочной железы – главная причина онкологической смертности у женщин. Пятилетняя выживаемость от РМЖ в развитых странах – 75%, а в развивающихся – 57%. Соотношение умерших к заболевшим неблагоприятно для нашей страны. Оно в 2 раза больше, чем в США. Смертность от РМЖ в нашей стране увеличилась на 13% за 8 лет, в США уменьшилась на 23%, а в Англии снизилась – на 20%. До 20 лет женщины заболевают РМЖ очень редко, до 30 лет – редко, затем до менопаузы каждое десятилетие частота удваивается. 2/3 случаев рака молочной железы проявляется в период постменопаузы. Всего в России среди заболевших менструирующие составляют 35%, остальное приходится на пациенток в менопаузе. В США ежегодно диагносцируются 56000 больных с предраком молочной железы, в России такой статистики нет [2]. Известно, что функционирование молочной железы регулируется множеством эндокринных и метаболических процессов, что предполагает возможность использовать в лечении не только цитостатики, но и более физиологичные лекарственные препараты [3, 4]. На фоне многочисленных морфологических изменений, свидетельствующих об инициации роста, опухолевый рост тканей сопровождается развитием целого ряда нарушений в метаболических процессах, в регуляции активности которых значительная роль принадлежит аминокислотам (АК) и их производным, определяющим интеграцию основных метаболических потоков в организме [5]. Аминокислоты, обладающие разносторонней биологической активностью и входящие в состав цитокинов и пептидов в качестве структурных элементов, осуществляют регуляцию репаративных процессов в тканях организма за счёт стимуляции клеточной пролиферации или её торможения при апоптозе [6]. Вместе с тем и проблема специфичности микроэлементного (МЭ) обмена тканей опухолей представляет определённый интерес, поскольку биогенные элементы участвуют в процессах пролиферации, апоптоза клеток, формирования структуры белков и нуклеиновых кислот, в процессах тканевого дыхания, кроветворения, иммунных реакциях, присутствуют в активных центрах ферментов гормонов. Микроэлементы выступают в роли катализаторов или ингибиторов биохимических процессов, присутствуя в организме как в ионной форме, так и в виде комплексных соединений с биолигандами. Успехи в лечении доброкачественных и злокачественных новообразований связаны с одной стороны с более ранним выявлением заболевания, а с другой - с комплексным подходом к лечению и поиском его новых эффективных методов. Восстановительное лечение больных, получивших радикальную терапию доброкачественных и злокачественных новообразований, представляет достаточно трудную задачу, о чем свидетельствует множество предложенных как оперативных, так и консервативных методов. Сегодня востребован поиск принципиально новых подходов, так как экстенсивное наращивание мощности молекулярно-эпидемиологических исследований в последние годы не принесло ожидаемых результатов. Поиск специфических, активных веществ, направленных как на активацию или инактивацию ключевых биохимических компонентов опухолевой трансформации, так и на поддержание метаболического гомеостаза организма, в том числе и эффекторов врождённого противоопухолевого иммунитета, обращает наше внимание к исследованию аминокислот и микроэлементов и их противоопухолевых свойств. Исследование биогенных элементов и аминокислотного фонда сыворотки крови женщин может способствовать пониманию механизмов патогенеза доброкачественных заболеваний молочной железы, что может быть использовано в терапии и реабилитации данных больных. Материалы и методы В основу работы положены клинические наблюдения за больными и соматически здоровыми женщинами. Возрастной диапазон пациенток - от 23 до 41 года. Для проведения исследований были сформированы две группы. В контрольную группу (n=12) включены соматически здоровые пациентки, не обращавшиеся в лечебные учреждения в течение последнего года, не имеющие онкологической патологии в анамнезе. Вторую группу (n=11) составили женщины с доброкачественным заболеванием молочных желёз, классифицируемым согласно гистологической классификации доброкачественных опухолей (ВОЗ,1984) как фиброаденома молочной железы (ФАМ). При пальпации определяется плотный узел с чёткими границами, подвижный, безболезненный, без кожных симптомов. Рентгенологическая и ультразвуковая диагностика во всех случаях позволяют подтвердить диагноз. Тактика лечения – секторальная резекция со срочными гистологическими исследованиями. Все диагнозы подтверждены гистологически. Всем женщинам проведено полное исследование сыворотки крови на свободные аминокислоты. Забор крови и ее анализ проводился по стандартной методике. Аминокислотный спектр крови определяли методом ионообменной хроматографии на автоматическом анализаторе (“ААА – 339М”, Чехия). Кровь центрифугировали 15 минут в рефрижераторной ультрацентрифуге “K–23D” при 8000 об/мин. Вторичное центрифугирование супернатанта проводили с осаждением белков 30 минут при 15000 об/мин. Для каждого исследуемого образца на хроматограмме прописывался весь спектр свободных аминокислот и определялась концентрация каждой из них в мкмоль/л. Пробоподготовку образцов для определения микроэлементов проводили в соответствии с требованиями и методическими рекомендациями, утверждёнными МЗ РФ в 1999 году. Содержание МЭ в сыворотке крови пациенток исследовали методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрофотометре (“AAS-3”, Германия) и на приборе «Analist 100» (фирмы Perkin Elmer, США) [7, 8]. Концентрацию МЭ в сыворотке крови определяли в мкг/мл. В качестве интегрального показателя метаболического гомеостаза как в физиологических условиях, так и при различных нарушениях, отражающих определённые патологические состояния, использовали метод определения уровня молекул средней массы (МСМ) в крови [9]. МСМ – маркёр эндогенной интоксикации, распространённого неспецифического синдрома. Степень эндотоксикоза оценивали биохимическим методом Н.И.Габриэлян [10].Уровень эндогенной интоксикации исследовали путём определения МСМ при длине волны 280 нм на спектрофотометре (“Specord M-40” фирмы Carl Zeiss, Jena). Математическая обработка полученных результатов проведена с использованием прикладных программ программ MS Excel 2003 и Statistica (версия 6.0). При оценке однородности групп и достоверности различий средних между группами использовали параметрический t-критерий Стьюдента и непараметрический U-тест Манна-Уитни. Взаимозависимость между рядами оценивали с помощью рангового анализа сопряжённости по Спирмену. Различия между сравниваемыми выборками считали достоверными при p<0,05, p<0,01, p<0,001, p<0,0001. Результаты и обсуждение Анализ MЭ в сыворотке крови у женщин с фиброаденомой молочной железы показал повышенное содержание эссенциальных Zn (р=0,035), Ca (р=0,014), Fe (р=0,013), Mn (р=0,015) по сравнению со здоровыми. У больных женщин (ФАМ) средний уровень цинка возрастает до 7,20 + 1,08 мкг/мл при тенденции к снижению поступления в кровь меди - 0,96 + 0,16 мкг/мл (р=0,035) Взаимодействие обоих элементов имеет клиническое значение. Поступление цинка в кровь возросло на 72%, железа – на 66%, кальция – на 53% и марганца – на 140%. Отмечено повышенное содержание ксенобиотиков в сыворотке крови у здоровых женщин и их нарастающее содержание у больных ФАМ: кадмия (0,01 + 0,003 и 0,02 + 0,002 мкг/мл) и свинца (0,1 + 0,012 и 0,17 + 0,046 мкг/мл) Исследования показали, что развитие ФАМ сопровождается нарушениями обмена цинка, железа, кальция, марганца, меди, магния, кадмия, свинца, что свидетельствует о возможной роли дисбаланса этих микроэлементов в развитии патогенеза мастопатии (р<0,05). У практически здоровых женщин уровень молекул средней массы (МСМ) в сыворотке крови не превышал 0,245 + 0,01 ед.опт.пл. А с увеличением стадии опухолевого процесса у всех обследованных больных ФАМ наблюдается активация протеолиза: содержание МСМ (0,302 + 0, 005 ед.опт.пл.) статистически достоверно повышено (р<0,05), что свидетельствует о выраженных метаболических нарушениях у данного контингента больных. Исследования МСМ в крови женщин ФАМ показали нарастающий уровень эндогенной интоксикации, вызванной интенсивный процессом деградации белковых молекул, а также физиологически активных соединений. Аминокислотный спектр сыворотки крови у всех женщин обладает постоянством и представлен 25 свободными аминокислотами. Установлено, что изменения по суммарному содержанию аминокислот в сыворотке крови между группой соматически здоровых (2222,1 + 59,636 мкмоль/л) и группой женщин с доброкачественными новообразованиями молочных желёз (2178,72 + 136,026 мкмоль/л) были незначительными и статистически недостоверными (р> 0.05). Однако, в группе женщин с доброкачественными новообразованиями наблюдали снижение суммарной концентрации незаменимых АК на 14%. Это, вероятно обусловлено развитием белкового дефицита алиментарного генеза, на который указывает снижение соотношения незаменимых АК к заменимым (Кнез/зам = 0,4) (табл.1.). Развитие гипоаминоацидемии связано и с активным участием АК в ликвидации энергодефицита и избирательным использованием их на пластические нужды [5, 11]. Таблица 1. Фонд незаменимых аминокислот в сыворотке крови АК (мкм/л) Здоровые женщины Женщины с ФАМ THR 141,88 ± 6,350 179,71 ± 16,846 VAL 198,66 ± 29,294 108,71 ± 10,928* МET 16,73 ± 2,256 14,09 ± 1,229 ILE 36,22 ± 6,575 29,95 ± 3,307 LEU 82,07 ± 4,398 65,54 ± 6,287 PHE 41,15 ± 5,244 32,82 ± 3,126 ТRP 20,61 ± 2,567 16,58 ± 2,507 LYS 87,63 ± 6,799 79,99 ± 4,286 HIS 41,82 ± 2,617 50,43 ± 3,280* ARG 22,55 ± 2,990 15,07 ± 1,413 Фонд свободных АК 2222,11 ± 59,636 2178,72 ± 136,026 Кнез/зам 0,5 0.4 Примечание: * - показатели достоверно отличаются от контроля при р<0,05. У женщин с ФАМ наблюдали достоверное падение уровня незаменимых АК на фоне возрастания высокомолекулярных аминокислот: глутаминовой –в 5,1 раза (р=0,0000), и аспарагиновой - на 29,8% (р=0,035). Блокирование катаболизма АК в опухолях обусловливает их накопление и последующее включение на синтез ферментов, необходимых для поддержания высокой интенсивности роста и деления опухоли [5]. Следует отметить обеднение пула серусодержащих АК и значительное снижение концентрации таурина (в 2,2 раза), участвующего в подавлении возросших перекисных процессов, (р=0,034), валина на 45,3%, аминокислоты необходимой для восстановления повреждённых тканей и поддержания азотистого обмена (р=0,004).(табл.1.) Содержание пролина - заменимой АК возросло на 42,5% (р=0,001), глицина – на 17% (р=0,05). Таблица 2. Корреляционные связи между спектром МЭ и АК у женщин с ФАМ (Ранговый анализ сопряжённости по Спирмену) Корреляционные пары R (Spearman) p-level Zn Isoleucine 0,900000 0,037 Fe Serine 0,900000 0,037 Mg Alanine 0,900000 0,037 Fe Phenylalanine 0,900000 0,037 Fe Tryptophan 0,900000 0,037 Mn Ornithine 0,900000 0,037 Mn Histidine 0,900000 0,037 Mg Arginine 0,900000 0,037 Cd Lysine 0,894427 0,041 Cd Tyrosine -0,894427 0,041 Сu Glycine -0,900000 0,037 Zn Serine -0,900000 0,037 Fe Proline -0,900000 0,037 Fe Cysteine -0,900000 0,037 Fe Leucine -0,900000 0,037 Со Phenilalanine -0,900000 0,037 Со Tryptophan -0,900000 0,037 Zn Asparagine -0,974679 0,005 Исследования показали достоверное повышение концентрации аминокислот, повышающих энергообеспечение, стимулирующих иммунную систему и участвующих в синтезе белков: гистидина на 21% (р=0,05), цитрулина на 198% (р=0,019). Развитие опухолевого процесса сопровождается прогрессирующим аминокислотным дисбалансом. Уровни аминокислот сыворотки крови коррелируют с содержанием исследованных биогенных элементов (табл. 2.). Ранговый корреляционный анализ выявил в плазме крови женщин с мастопатией статистически достоверную сильную положительную связь между содержаниями цинка и изолейцина (R = 0,900; р=0,037) и сильные отрицательные связи между уровнями цинка и аспарагина (R = - 0,975; р=0,005), цинка и серина (R = - 0,900; р=0,037), что, несомненно, свидетельствует о значимой сопряжённости цинка с этими аминокислотами. Таблица 2. Корреляционные связи между спектром МЭ и АК у женщин с ФАМ (Ранговый анализ сопряжённости по Спирмену) Корреляционные пары R (Spearman) p-level Zn Isoleucine 0,900000 0,037 Fe Serine 0,900000 0,037 Mg Alanine 0,900000 0,037 Fe Phenylalanine 0,900000 0,037 Fe Tryptophan 0,900000 0,037 Mn Ornithine 0,900000 0,037 Mn Histidine 0,900000 0,037 Mg Arginine 0,900000 0,037 Cd Lysine 0,894427 0,041 Cd Tyrosine -0,894427 0,041 Сu Glycine -0,900000 0,037 Zn Serine -0,900000 0,037 Fe Proline -0,900000 0,037 Fe Cysteine -0,900000 0,037 Установлено, что содержание Fe находится в прямой корреляционной зависимости с содержаниями серина, фенилаланина и триптофана (R = 0,900; р=0,037). В то же время уровень содержания Fe в сыворотке крови не лимитирован метаболизмом заменимых АК - пролина и цистеина, что подтверждает отрицательная корреляция между ними (R = - 0,900; р=0,037). Положительные корреляционные связи отмечены для Mn и орнитина, Mn и гистидина (R = 0,900; р=0,037) Mg и аргинина, Mg и аланина (R = 0,900; р=0,037). У больных с ФАМ имеют место нарушения гомеостаза в виде дефицита фонда незаменимых аминокислот, дисбаланса биогенных элементов, повышения уровня эндотоксинов в крови.

About the authors

Andrey Andreevich Tarkhanov

Email: andrey.tarkhanov@gmail.com

A. V Dorofeev

Lyudmila Akhmetovna Koval'chuk

Email: kovalchuk@ipae.uran.ru

References

Supplementary files