THE EFFECT OF SPECIFIC PHARMACOTHERAPY ON THE DEGREE OF OXIDATIVE MODIFICATION OF PROTEINS AND LIPIDS IN THE BLOOD PLASMA OF PATIENTS WITH KNEE OSTEOARTHRITIS

Cover Page

Abstract


Knee osteoarthritis is followed by the intensification of free radical oxidation of proteins and lipids in the blood plasma of patients. Specific pharmacotherapy leads to a significant reduction in the content of carbonyl groups, aliphatic aldehyde groups and malondialdehyde in the tested samples, and to an increase in the total protein content up to normal physiological values in half of the treated patients. The results of the study allow us to recommend the use of these indicators in laboratory diagnostics for indepth study of the degenerative dystrophic process in the knee joint, as well as to monitor the progress of therapy and to evaluate the effectiveness of therapeutic interventions.

Full Text

В настоящее время остеоартроз (ОА), является одним из наиболее широко распространенных заболеваний суставов. Согласно данным эпидемиологических исследований им страдают более 10 -12% населения всех возрастов, а среди пациентов с патологией опорнодвигательного аппарата около 80% составляют именно больные остеоартрозом [7]. Прогрессирующая деструкция суставного хряща, пролиферативная реакция хрящевой и костной ткани, реактивный синовит, наблюдаемые при ОА, являются одной из причин преждевременной потери трудоспособности и инвалидизации, а также развития хронического болезненного синдрома, значительно снижающего качество жизни пациентов. Длительное время лечение остеоартрозов ограничивалось применением обезболивающих и противовоспалитель ных препаратов. Широкое использование в прошлом кортикостероидов привело к тому, что их побочное действие являлось основной причиной смерти при данном заболевании. Кроме того время, длительный прием неселективных нестероидных противовоспалительных препаратов связан с риском развития серьезных побочных действий: гастропатии, нефропатии, анемии, лекарственной пневмонии, сердечно-сосудистой недостаточности, особенно у больных пожилого возраста [10, 12]. В связи с этим особую актуальность приобретает задача разработки новых методов лечебной коррекции ОА. В настоящее время имеются данные о регенерирующем влиянии препарата алфлутоп на хрящ, приводящее к росту высоты хряща и увеличению его плотности у ряда больных [3]. Другой проблемой современной ревматологии является поиск 27 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2014 г. наиболее адекватных маркеров, которые могут служить тестом не только глубины метаболических нарушений при костносуставной патологии, но и использоваться для контроля хода и оценки эффективности лечебных мероприятий. При ОА, как и при любом другом воспалительном процессе, происходит активация прооксидантных систем организма (ПОС), сопровождающаяся высвобождением большого количества активных форм кислорода (АФК) и интенсификацией, вследствие этого, свободнорадикального окисления биосубстратов, к которым относятся, в первую очередь, белки и липиды [1]. Исходя из вышесказанного, целью нашей работы является исследование влияния препаратов алфлу-топ и дипроспан на интенсивность окислительной модификации белка (ОМБ) и свободно-радикального окисления (СРО) липидов в плазме крови больных ОА коленного сустава. Материалы и методы В работе было исследовано 130 пациентов (женщин) в возрасте от 40 до 60 лет, у которых был диагностирован остеоартроз коленного сустава 1- ой степени (40 человек), 2-ой степени (45 человек) и 3-ей степени (45 человек) согласно клиникорентгенологической классификации деформирующего остеоартроза по Н.С. Ко-синской и Д.Г. Рохлину [4]. Контрольная группа составляла 45 здоровых женщин в возрасте от 40 до 55 лет. Забор крови осуществляли в утренние часы натощак. В качестве антикоагулянта использовали гепарин. ОМБ оценивали по количеству входящих в их состав карбонильных групп: поздние маркеры окислительной деструкции белков - кетодинитрофенил-гидразоны (КДНФГ), регистрировали при длине волны равной 370 нм, алифатические альдегидные группы (ААГ) основных аминокислот, ранние маркеры ОМБ, определяли в тех же пробах при длине волны равной 280 нм [2]. Степень модификации белков выражали в единицах оптической плотности, отнесенных на мг белка для ААГ или нмоль/мг для КДНФГ. Для оценки интенсивности СРО липидов измеряли уровень карбонильных продуктов ПОЛ, активных по отношению к 2-тиобарбитуровой кислоте (ТБК) [8]. Содержание общего белка в плазме крови определяли по методу Лоури [11]. Методика лекарственной инъекционной терапии заключалась во введении, согласно разработанной схеме, внутрисуставно раствора алфлутопа и параартикулярно суспензии бетаметазона (дипроспан). Статистическую обработку результатов анализа проводили с использованием программы Statistica 5,0 Windows. Результаты и обсуждения В литературных источниках накоплены многочисленные данные о первичности перекисного окисления белка и, как следствие, о ведущей роли ОМБ в развитии окислительного стресса [1]. В связи с этим, окислительная деструкция белков является наиболее ранним индикатором повреждения ткани, что и обосновывает изучение динамики образования продуктов ОМБ при различных патологических состояниях организма. Содержание КДНФГ в циркулирующих и тканевых белках является чувствительным и достаточно стабильным показателем их свободнорадикального повреждения. В то же время наличие в белках ААГ считается наиболее ранним маркером их окислительной деструкции. В результате исследования свободно-радикального окисления белков в плазме крови больных ОА коленного сустава было установлено значительное повышение количества КДНФГ и ААГ по сравнению с нормой у обследованных пациентов на всех стадиях болезни (табл. 1). Как видно из таблицы, повышение тяжести заболевания приводит к выявлению группы лиц, в плазме крови которых темпы ОМБ превышают скорости данного процесса, отмеченные у больных с более ранней стадией ОА. Так, среди обследованных с третьей стадией ОА обнаружена группа пациентов, характеризующаяся катастрофическим нарастанием содержания, как КДНФГ, так и ААГ в исследуемом материале. Данные по ОМБ в плазме крови больных, полученные после проведения 28 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2014 г. медикаментозного лечения с использованием хондропротектора, представлены в таблице 2. Как видно из полученных результатов, среди пациентов, независимо от тяжести заболевания, отчетливо прослеживается тенденция к уменьшению количества больных, имеющих высокий уровень показателей, отражающих степень ОМБ. Кроме того, было выявлено увеличение числа обследованных, в плазме крови которых концентрация, как КДНФГ, так и ААГ или приближается к физиологической норме или изменяется в сторону более низких значений. Проведение специфической фармакотерапии позволило также полностью исключить из числа больных с 1-ой и 2-ей стадией ОА третью и четвертую группы соответственно, отличающихся наиболее высоким содержанием ААГ в белках, подвергшихся окислительной модификации. Таблица 1 Окислительная модификация белков в плазме крови больных остеоартрозом до лечения (M±m) Индексы Содержание КДНФГ, нмоль/мг белка % больных Содержание ААГ, D28c/ мг белка % больных Здоровые 2,5+0,8 - 0,065+ 0,002 - 1-ая 5,65+0,6* 58,0 0,16+0,03* 30,0 12,3+0,9* 42,0 0,26+0,02* 30,0 стадия 0,45+0,02* 40,0 4,78+0,3* 33,3 0,08+0,002 8,3 2-ая 14,56+1,1* 58,3 0,18+0,003* 25,0 стадия 34,85+1,4* ° 8,4 0,48+0,03* 50,0 0,77+0,01* ° 16,7 3-я 4,87+0,58* 44,5 0,21+0,01* 33,3 13,49+1,51* 44,4 0,64+0,06* ° 41,7 стадия 79,04+3,2* ° 11,1 1,49+0,23* ° 25,0 Условные обозначения: *- достоверность различий по сравнению с донорами (Р< 0,05); ° различий по сравнению с 1 - стадией ОА. - достоверность Таблица 2 Окислительная модификация белков в плазме крови больных остеоартрозом после лечения (M±m) Индексы Содержание КДНФГ, нмоль/мг белка % больных Содержание ААГ, D28c/ мг белка % больных Здоровые 2,5+0,8 - 0,065+ 0,002 - 1-ая 3,6+0,1 68,0 0,13+0,02 35,6 стадия 10,11+1,2* 32,0 0,26+0,02* 64,4 2-ая 4,52+0,63 63,0 0,06+0,001 8,3 стадия 15,19+1,59* · 34,7 0,12+0,02* 43,3 31,97+2,2* ° 2,3 0,39+0,02* · 48,4 3-я 7,28+0,61* 65,6 0,24+0,02* 57,0 стадия 14,38+1,85* · 24,3 0,58+0,04* ° 41,7 25,48+2,3* ° 10,1 1,29+0,01* ° 1,3 Условные обозначения: *- достоверность различий по сравнению с донорами (Р< 0,05); ° и - соответственно достоверность (Р< 0,05) и тенденция (Р< 0,01) различий по сравнению с 1- стадией ОА. Исследование содержания общего белка в плазме крови больных ОА показало, что активация процесса ОМБ протекает на фоне достоверного снижения его общей концентрации у 66-80% обследованных независимо от тяжести заболева ния (табл. 3.). Полученные нами результаты соответствуют имеющимся в литературе данным. Считается, что окисление белков приводит к их агрегации или фрагментации, а также увеличению скорости их гидролитического распада в 29 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2014 г. протеасомах, что и обусловливает в конечном итоге снижение концентрации общего белка в плазме крови [1]. После проведения медикаментозного лечения отмечено увеличение численности групп больных, у которых данный показатель в плазме крови регистрировался на уровне контрольных значений -53%, 36% и 57% от общего количества обследованных с 1-ой, 2-ой и 3-ей стадией ОА соответственно против 33%, 18% и 30% до лечения. Поскольку белки, подвергшиеся окислительной модификации, могут выступать в качестве потенциального стимулятора перекисного окисления липидов, в плазме крови больных было исследовано содержание МДА (табл. 4). Таблица 3 Содержание общего белка в плазме крови больных остеоартрозом (M±m) Индексы мг/мл % больных мг/мл % больных Здоровые 70 - 80 До лечения После лечения 1-ая 52, 5+1,0* 66,7 58,9+0,5* 46,7 стадия 66,8+2,5 33,3 68,7+2,2 53,3 2-ая 52,5+0,8* 81,8 55,3+0,7* 63,6 стадия 68,2+1,4 18,8 73,8+3,2 36,4 3-я 52,5+1,2* 70,6 58,9+0,5* 42,9 стадия 69,8+3,1 29,4 69,8+2,7 57,1 Условные обозначения: *- достоверность различий по сравнению с донорами (Р< 0,05). Таблица 4 Перекисное окисление липидов в плазме крови больных остеоартрозом (M±m) Индексы Содержание МДА мкмоль/л % больных Содержание МДА мкмоль/л % больных Здоровые 3,11+0,32 До лечения После лечения 1-ая 6,67+ 0,34* 28,6 7,29+0,39* 35,7 стадия 12,01+ 0,65* 57,1 11,47+0,91* 64,3 28,85+0,77* 14,3 2-ая 3,45+ 0,35 10,2 2,77+ 0,14 25,6 стадия 5,39+0,54 44,4 6,61+ 0,38* 50,0 11,68+0,85* 45,4 11,61+ 0,35* 24,4 3-я 3,21+0,24 10,1 2,81+ 0,08 25,1 стадия 6,42+0,71* 30,2 6,16+ 0,46* 34,9 11,53+0,67* 50,0 13,32+ 0,94* · 35,0 29,58+1,04* 9,8 20,57+ 0,53* ° 5,0 Условные обозначения: *- достоверность различий по сравнению с донорами (Р< 0,05); ° и • - соответственно достоверность (Р< 0,05) и тенденция (Р< 0,01) различий по сравнению с 1- стадией ОА. Из таблицы 4 видно, что на фоне значительного увеличения содержания МДА в плазме крови больных на всех стадиях ОА лишь небольшие группы обследованных - около 10% со 2-ой и с 3-ей стадией заболевания, имели данный показатель эквивалентный норме. После проведение курса терапии с использованием алфлутопа больные с 1-ой, 2-ой и 3-ей стадией ОА распределились по тем же самым группам относительно среднего значения МДА, что и до лечения. Исклю чение составляют только больные с первой стадией заболевания, в плазме крови которых уже не было зарегистрировано содержание МДА, превышающее норму более, чем в 9 раз, как это было установлено до лечения. Для других стадий ОА, после медикаментозного лечения, как и в случае ОМБ, была обнаружена тенденция к уменьшению численности групп с более высоким показателем ТБК-активных продуктов в плазме крови и увеличению с более низким. 30 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2014 г. Как видно из представленных результатов, в крови больных с различной степенью ОА наблюдается широкий разброс численных значений для всех определяемых показателей по ОМБ и ПОЛ. На широкий разброс данных по биохимическим показателям указывается и в других публикациях, посвященных проблеме ОА [5,9]. В связи с этим, мы также полагаем, что широкий диапазон изменения показателей ОМБ и ПОЛ у больных ОА обусловлен различной степенью активности антиокси-дантной и прооксидантной систем и зависит, главным образом, от индивидуальных особенностей организма, а не от наличия у пациентов сопутствующих заболеваний. Полученные в работе результаты свидетельствуют о взаимосвязи между процессом ОМБ и интенсивностью СРО липидов в плазме крови больных на всех стадиях ОА. В то же время было обнаружено, что степень тяжести заболевания мало отражается на изменении таких биохимических показателей, как КДНФГ, ААГ и МДА. Исключение составляет только немногочисленная группа пациентов с 3-й стадией ОА (11%), в плазме крови которых обнаружен максимально высокий уровень содержания окислительно-модифицированных белков. Сравнение представленных нами данных по ОМБ и ПОЛ в плазме крови больных ОА коленного сустава с аналогичными данными для синовиальной жидкости, опубликованными нами ранее [6], позволяет сделать вывод о том, что тенденция к снижению активности прооксидантной системы после проведения специфической фармакотерапии имеет более выраженный характер в СЖ, чем в плазме крови. Очевидно, это связано с тем, что СЖ, являясь пограничным слоем между синовиальной оболочкой, хрящом и субхондральной костью, и непосредственно соприкасаясь со всеми компонентами сустава, имеет возможность максимально быстро реагировать на степень интенсивности окислительного стресса изменением своих биохимических характеристик. Выводы 1. Остеоартроз коленного сустава протекает на фоне ярко выраженного окислительного стресса, характеризующегося значительной интенсификацией процессов окислительной деструкции белков и свободно-радикального окисления липидов в плазме крови больных, а также сопровождается значительным уменьшением общего белка у подавляющего количества обследованных. 2. Проведение специфической фармакотерапии с использованием в качестве лечебных препаратов алфлутопа и ди-проспана позволяет в значительной мере снизить активность прооксидантной системы, уменьшить содержание маркеров окислительного стресса в крови больных, а также поднять концентрацию белка до уровня физиологической нормы. 3. В связи с отсутствием корреляция между уровнем концентрации в плазме крови кетодинитрофенилгидразонов, алифатических альдегидных групп, белка, малонового диальдегида и тяжестью заболевания, данные биохимические показатели нельзя применять для установления стадии ОА. 4. Поскольку после проведения медикаментозного лечения наблюдается положительная тенденция, касающаяся содержание кетодинитро-фенилгидразо-нов, алифатических альдегидных групп, белка и малонового диальдегида в плазме крови больных, данные показатели можно рекомендовать для использования в лабораторной диагностике с целью контроля хода и оценки эффективность лечебных мероприятий.

About the authors

M G Mescheryakova

Email: c_trunk@mail.ru

Ya G Trilis

N V Kirillova

I A Mukhin

References

  1. Токсикологические последствия окислительной модификации белков при различных патологических состояниях / Ю.И. Губский [и др.] // Современные проблемы токсикологии. - 2005. - №3. - С. 8-11.
  2. Окислительная модификация белков плазмы крови больных психическими расстройствами (депрессия, деперсонализация) / Е.Е. Дубинина [и др.] // Вопр. мед. химии. - 2000. - Т. 46, №4. - С. 24-31.
  3. Алфлутоп в лечении больных остеоартро зом / Н.И. Коршунов [и др.] // Российская ревматолгия. - 1998. - №2. - С. 26-31.
  4. Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, №2, 2014 г.
  5. Косинская Н.С. Рабочая классификация и общая характеристика поражений костно-суставного аппарата / Н.С. Косинская, Д.Г. Рохлин. - Л.: Медгиз, 1961. - 175 с.
  6. Матвеева Е.Л. Биохимические изменения в синовиальной жидкости при развитии дегенеративно-дистрофических процессов в коленном суставе: дис. д-ра мед. наук / Е.Л. Матвеева. -Тюмень, 2007. - 35 с.
  7. Использование биохимических показателей для оценки качества лечебных мероприятий у больных остеоартрозом коленного сустава / М.Г. Мещерякова [и др.] // Биомедицинская химия. - 2012. - Т. 58, вып. 2. - С. 230-236.
  8. Рациональная фармакотерапия ревматиче ских заболеваний: руководство для практикующих врачей: в 3-х т. / В.А. Насонова [и др.]; под общ. ред. В.А. Насоновой. - М.: Литтерра, 2010. - Т. 3. - 448 с.
  9. Справочник по лабораторным методам исследования / под ред. Л.А. Даниловой. - СПб.: Питер, 2003. - С. 396.
  10. Диагностика и консервативное лечение заболеваний и повреждений опорнодвигательной системы: справочник: в 8 кн. / Л.А.Корж [и др.]. - Харьков: Основа, 1997. - Кн. 2: Остеоартроз. - 88 c.
  11. Janssen M. Upper gastrointestinal complaints and complication in chronic rheumatic patients in comparison with other chronic diseases / M. Janssen, B. Dijkmans, F.A. van der Sluijs // Br. J. Rheum. - 1992. - Vol. 31. - Р. 747-752.
  12. Protein measurement witch the folin phenol reagent / O.H. Loury [et al.] // J. Biol. Chem. - 1951. - Vol. 193, №1. - P. 265-276.
  13. Ruoff G. Management of pain in patients with multiple health problems: a guide for the practicing physician / G. Ruoff // Amer. J. Med. - 1998. - Vol. 105. - Р. 53-60.

Statistics

Views

Abstract - 348

PDF (Russian) - 234

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2014 Mescheryakova M.G., Trilis Y.G., Kirillova N.V., Mukhin I.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies