CC BY
31
фитопрепаратов, мы выражаем благодарность всем коллегам и партнерам за совместную работу.
Литература
1. Заготовка лекарственного растительного сырья на Дальнем Востоке: Метод, рек. для заготовителей. Хабаровск, 1999. 37 с.
2. Матющенко Н.В., Степанова Т.А. // Фармация. 2003. №5. С. 16-19.
3. Матющенко Н.В. Стандартизация препарата "Элима" и его сырьевых источников, плодов рябины и листьев крапивы по содержанию флаво-ноидов: Дис. ... канд. фарм. наук. Пермь, 2005. 24 с.
4. Мечикова Г.Я., Цимбалист H.A., Степанова Т.А. // Природные ресурсы Хабаровского края: проблемы науки и образования. Хабаровск: ХГПУ, 2004. С. 42-45.
5. Правила пользования лесным фондом для осуществления отдельных видов побочного лесопользования и заготовки второстепенных лесных ресурсов в целях получения природных раститель-
ных продуктов на территории Хабаровского края. Хабаровск: ФГУ ДальНИИЛХ, 2004. 26 с.
6. Степанов А. С. Стандартизация сырья и препаратов элеутерококка колючего и лимонника китайского: Автореф. дис. ... канд. фарм. наук. Пермь, 2004. 23 с.
7. Степанов A.C. // Химико-фармацевтический журнал. 2003. Т.37, №4. С. 54-56.
8. Степанова Т.А. // Растительные ресурсы. 1997. Т.ЗЗ. Вып. 3. С. 12-31.
9. Степанова Т.А. // Растительные ресурсы. 1997. Т.ЗЗ. Вып. 4. С. 54-66.
10. Степанова Т.А. Фармакогностическое изучение викарных видов лекарственных растений Дальнего Востока: Автореф. дис. ... д-ра фарм. наук. М., 1998. 49 с.
11. Степанова Т.А., Степанов C.B., Стусенко О.В. и др. // Азиатско-Тихоокеанский регион в глобальной политике, экономике и культуре XXI века: Межд. науч. конф. Хабаровск, 22-23 сентября 2002 г. Т.
IV. Хабаровск, 2002. С. 122-124.
□□□
УДК 616.153.915 - 053.5/.8 (571.61/.62)" 451.20" В.В. Поступаев, Ю.Г. Ковальский, Е.Г. Рябцева
ДВАДЦАТИЛЕТНИЙ ОПЫТ ИЗУЧЕНИЯ РОЛИ ПЕРОКСИДАЦИИ ЛИПИДОВ В ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
Дальневосточный государственный медицинский университет, г. Хабаровск
Перекисное окисление липидов (ПОЛ) как проявление их свободнорадикального окисления является нормальным метаболическим процессом, широко представленным во всех органах и тканях живых организмов. Важной чертой реакций ПОЛ является их мембранная локализация, причем в нормальных условиях реакции свободнорадикального окисления протекают с малой скоростью и приводят к образованию активных метаболитов -гидроперекисей, перекисных радикалов, альдегидов, кетонов. Влияние процессов ПОЛ на организм проявляется в обновлении состава и поддержании физико-химических свойств мембран, участии в энергетических процессах, регуляции клеточного деления и синтеза биологически активных веществ. Через стадию перекисных производ-
ных полиненасыщенных жирных кислот осуществляется синтез эйкозаноидов (простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов), а также некоторых стероидных гормонов [6, 7, 10].
В нормально функционирующих клетках содержание продуктов свободнорадикального окисления находится на крайне низком уровне, несмотря на обилие субстратов ПОЛ, что говорит о существовании достаточно мощной системы антиоксидант-ной защиты (АОЗ) от повреждающего действия свободных радикалов. АОЗ осуществляется различными механизмами: во-первых, путем устранения активных форм кислорода — супероксидного радикала и пероксида водорода ферментами, суперок-сиддисмутазой (СОД), глутатионпероксидазой (ГПО), каталазой и, во-вторых, "гашением" сво-
бодных радикалов и прерыванием цепных реакций свободнорадикального окисления с помощью мо-лекул-антиоксидантов: токоферола, аскорбиновой кислоты, ретинола, каротиноидов и других. До определенного момента система АОЗ справляется с обезвреживанием нарастающего потока свободных радикалов. Когда же ее резервы исчерпываются, наступает состояние окислительного стресса.
При усилении процессов ПОЛ или снижении антиоксидантного потенциала клеток происходит накопление токсических продуктов ПОЛ: диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) и продуктов конденсации метаболитов - шиффо-вых оснований (ШО). Показано, что активация процессов ПОЛ наблюдается при различной патологии: лучевом повреждении, воспалительных процессах, гипероксических состояниях, сахарном диабете, атеросклерозе и другой патологии.
Проблема состояния двух противоположно направленных процессов ПОЛ и АОЗ привлекла внимание сотрудников кафедры биохимии ДВГМУ еще в 80-гг. прошлого столетия. Тогда по инициативе доцента Г. В. Ананьевой в практику биохимических исследований на кафедре биохимии были включены методы определения показателей ПОЛ (ДК, МДА, ШО) и АОЗ. Первоначально исследовали обеспеченность организма витаминами-антиокси-дантами (С, Е, А, каротины) и витаминами, активные формы которых выполняли функции коферментов антиоксидантной системы (ТДФ-эффект и активность транскетолазы, ФАД-эффект и активность глутатионредуктазы (ГР), содержание никотинамидных коферментов). Затем нами были использованы методы определения активности ферментов-антиоксидантов (СОД, каталазы, ГПО), содержание восстановленного глутатиона и селена, входящего в состав ГПО.
Г.В. Ананьева, Е.Г. Рябцева, В.В. Поступа-ев, H.A. Степаненко в 1987-1992 гг. занимались исследованием системы ПОЛ-АОЗ у практически здоровых лиц разного возраста. Было изучено влияние обеспеченности организма витаминами А, Е, С, В2, РР и каротиноидами на содержание восстановленного глутатиона, ряда показателей ПОЛ и кинетику встраивания флюоресцентных зондов в мембраны эритроцитов [3]. Для исследования использовали кровь 80 доноров в возрасте от 17 до 28 лет. Было показано, что интенсивность ПОЛ зависела от обеспеченности организма витаминами А, Е, С и каротиноидами. У лиц с выраженным дефицитом витамина Е было выявлено значительное повышение содержания МДА при более низком уровне 1110. Особенно выраженное накопление МДА обнаружено в группе с повышенным содержанием витамина А на фоне недостатка витамина С и каротиноидов. Кинетика встраивания флюоресцентных зондов в мембраны эритроцитов также зависела от обеспеченности названными витаминами. В группе с избыточным содержанием ретинола при нормальной обеспеченности витаминами С, Е, каротиноидами максимум флюоресценции наблюдался через 60 минут, а в группе с избыточным содержанием ретинола при дефиците
аскорбиновой кислоты и каротиноидами — через 30 минут. При недостаточном содержании токоферола и ретинола характер кривых флюоресценции был монотонным. Таким образом было выявлено, что избыток витамина А, особенно на фоне недостаточной обеспеченности аскорбиновой кислотой и каротиноидами, оказывал мембранодеста-билизирующий эффект.
При исследовании показателей ПОЛ и АОЗ у студентов из числа коренных национальностей Сибири и Дальнего Востока был выявлен более выраженный дефицит аскорбиновой кислоты, рибофлавина и крайне низкий уровень никотинамидных коферментов. Недостаточная обеспеченность витаминами-антиоксидантами (Е, С, каротиноидами) сопровождалась усилением процессов ПОЛ, что приводило к накоплению МДА в крови. Концентрация микроэлемента селена, входящего в структуру фермента ГПО, ниже границы нормы определялась у 6,5% лиц. Причем все эти случаи пришлись на группу лиц с сочетанным дефицитом витаминов Е, С и каротиноидов. В этой группе наблюдалось снижение активности глюта-тионпероксидазы, наиболее значительное содержание МДА и дестабилизация эритроцитарных мембран [2].
При изучении динамики обеспеченности вита-минами-антиоксидантами студентов в течение 5 лет (1987-1992 гг.) [4] было выявлено увеличение количества лиц с сочетанным дефицитом витаминов Е, С, каротиноидов (с 21% весной 1987 г. до 46% в 1992 г.). Особенно неблагоприятной была динамика обеспеченности каротиноидами: в 1992 г. процент лиц со сниженной их концентрацией составил 62%.
Полученные нами данные о состоянии ПОЛ и АОЗ у частоболеющих детей [ I, II] свидетельствовали о снижении эффективности защитных механизмов за счет витаминного звена, следствием чего было увеличение содержания МДА в крови. В процессе проводимого лечения наблюдалась тенденция к нормализации изучаемых показателей.
Было установлено, что изучаемые нами показатели ПОЛ и АОЗ являлись информативными при различной патологии и они отражали эффективность проводимой терапии. Так, при исследовании показателей ПОЛ при гипертонической болезни или ишемической болезни сердца 115] у всех больных было обнаружено значительное повышение содержания продуктов ПОЛ (ДК, МДА, 1110). После курса проводимого лечения с использованием КВЧ-терапии содержание последних снизилось примерно на треть, но оставалось выше, чем в крови здоровых доноров. В то же время у этих больных не было обнаружено динамики изменения активности ферментов СОД, ГПО, каталазы, ГР.
Мы придавали большое значение изменению соотношения системы ПОЛ-АОЗ при изучении экологической патологии. Так, в 90-х гг. зоной экологического неблагополучия был г. Амурск [5, 9, 14] из-за наличия в воздухе побочного продукта сульфатной варки целлюлозы метилмеркаптана (ММ). Его концентрация в воздухе в ряде райо-
нов города превышала ПДК в 57 раз. Известно, что в ходе реакций аутоокисления ММ генерируется в супероксиданион, инициирующий ПОЛ. При обследовании детей (9-15 лет), проживавших в зоне с высокой концентрацией ММ в воздухе (1 группа), было выявлено увеличение содержания МДА почти в 2 раза по сравнению с таковым в контрольной группе. При этом содержание ДК и ШО существенно не различалось. Концентрация одного из важнейших антиоксидантов — аскорбиновой кислоты, а также концентрация витамина А в крови этих детей была ниже, чем в контрольной группе (на 38 и 22,5% соответственно).
При сравнении содержания аскорбиновой кислоты в крови обследованных детей и детей контрольной группы, проживавших в зоне с низкой концентрацией ММ в воздухе, было установлено, что концентрация этого витамина была за пределами нижней границы нормы у всех обследованных детей из неблагоприятной по ММ зоны и у 22 из 25 обследованных детей контрольной группы. Было также отмечено, что у большинства детей (у 65 чел. из экологически неблагоприятного района и 23 чел. контрольной группы) определялся дефицит витамина А. Уровень каротинов в крови детей обеих сравниваемых групп был одинаковым. Наблюдалась тенденция к более низкому содержанию основного антиоксиданта крови — а-токоферола у детей, проживавших в условиях высокого содержания ММ в атмосферном воздухе, причем уровень витамина Е был ниже у всех обследованных детей по сравнению с общепринятой нормой [1].
Проведенные исследования состояния ферментного звена антиоксидантной защиты в крови детей г. Амурска показали, что активность СОД была практически одинаковой в обеих обследованных группах детей. Активность каталазы в крови детей, проживавших в районе загрязнения ММ, в 1,3 раза превышала таковую у детей контрольной группы, которая не компенсировала снижение активности других звеньев антиоксидантной защиты. Также выявлена тенденция к увеличению активности ГПО у детей группы экологического риска, что сопровождалось достоверным снижением восстановленного глутатиона в крови этих детей.
Активность фермента ГР, катализирующего реакцию восстановления глутатиона и поддерживающего его высокий пул в клетке, была одинаковой в крови детей обеих групп. Наряду с этим активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ), поставляющей восстановленный НАДФ для глутатионредуктазной реакции, была ниже у детей 1 группы на 30% по сравнению с показателями контрольной группы.
У взрослых, проживавших в этих же районах, отмечено значительное повышение концентрации МДА (в 2,5 раза) и ШО (в 1,6-2,7 раза). Содержание витаминов-антиоксидантов было резко снижено: аскорбиновой кислоты — в 4,5 раза, Е — на 20-60% и в меньшей степени витамина А и каро-тиноидов. Наблюдалось также уменьшение содержания восстановленного глутатиона. Активность ферментов ГР и Г6ФДГ, прямо или косвенно уча-
ствующих в реакциях восстановления глутатиона, а также каталазы, ГПО существенно не отличалась от контроля. Активность СОД была несколько повышенной.
Изменения в состоянии процессов ПОЛ и АОЗ у взрослых лиц происходили на фоне сдвигов в липидном обмене, которые в основном выражались в гиперхолестеринемии. При сравнительной оценке степени выраженности нарушений в работе системы ПОЛ-АОЗ тканей отмечалось, что она была более выражена у обследованного детского населения, так как интенсификация процессов ПОЛ у них не сопровождалась адекватным активированием работы защитной антиоксидантной системы тканей.
Недавно было показано 116], что продукты ПОЛ могут оказывать ингибирующее влияние на активность 5'-дейодазы в печени животных, что предотвращалось некоторыми антиоксидантами, в частности альфа-токоферолом. Возможность вовлечения процессов ПОЛ в ингибирование активности 5'-дейодазы в печени экспериментальных животных обсуждается и в другой работе [17]. В этой связи диеновые конъюгаты и малоновый ди-альдегид, обнаруженные нами в повышенных концентрациях в крови лиц, экспонированных к ме-тилмеркаптану, могут также ингибировать процесс дейодирования Т4 в Т3 в периферических тканях, что может является одной из причин высокой частоты субклинического гипотиреоза у лиц, подверженных воздействию метилмеркаптана.
В последние годы большое внимание уделяется проблеме загрязнения воды бассейна Амура. В воде выявлено наличие стойких органических загрязнителей, экологическая опасность которых связана с их высокой химической стабильностью во внешней среде и способностью к избирательной кумуляции в жировой ткани живых организмов. Так называемое фенольное загрязнение проявляется в том, что вода и рыба в зимний период приобретают стойкий специфический "аптечный" запах, что делает невозможным использовать их для питания населения. При обследовании населения, проживающего в Приамурье, выявлены высокая частота анемий, заболеваний печени, почек, йод-дефицитные состояния. Обследование населения проводилось в селах Николаевского района (Нижний Амур) и Нанайского района (среднее течение). Население этих регионов использует для питья амурскую воду, а в рационе существенное место занимает речная рыба. В селах Нижнего Амура (Иннокеньевка, Нижние Пронги, Чныр-рах, Нигирь) было обследовано 300 чел. (213 взрослых и 87 детей) [8]. В селах Нанайского района (Троицкое, Найхин) обследовано 360 чел. (208 взрослых и 152 ребенка). В крови взрослых, обследованных во всех населенных пунктах, среднее содержание МДА превышало нормальные показатели. Повышенное содержание МДА у жителей этих сел встречается в 70-75% случаев, а ДК — в 30-40%. Также отменено снижение общей антиокислительной активности плазмы. Наблюдалось снижение активности ферментов антиокси-
дантной защиты — снижение активности каталазы выявлено у 50% обследованных лиц, СОД — у каждого третьего. У детей также наблюдалось увеличение показателей ПОЛ: концентрация МДА — у 68-70% детей, ДК — у 30% детей. Активность каталазы была сниженной у каждого второго обследованного, в ряде случаев отмечалось сочетай-ное снижение активности каталазы и СОД.
Установлено, что изменения показателей ПОЛ и АОЗ отмечались примерно с одинаковой частотой у взрослого и детского населения [12, 13].
В селах Нанайского района выявлены аналогичные изменения: повышенное содержание МДА и ДК отмечалось у взрослых — 65-72% обследованных, ДК — у 28-37%. Снижение активности каталазы выявлено у 25% взрослых и 32% детей, СОД — у 15% взрослых и 12% детей [10].
Таким образом, при воздействии экологически неблагоприятных факторов наблюдается активация ПОЛ и снижение эффективности АОЗ. На наш взгляд, эти изменения обусловлены комплексом причин. С одной стороны, накопление продуктов ПОЛ в крови обследованных может быть связано с усилением пероксидации под воздействием химических соединений, обладающих прооксидантным действием. С другой стороны, это может быть обусловлено снижением эффективности антиоксидант-ной защиты из-за недостаточной активности фер-ментов-антиоксидантов и низким содержанием витаминов, обладающих антиоксидантными свойствами. Нарушение ферментного звена АОЗ может быть связано с ухудшением синтеза ферментных белков, а также с выявленным нами дефицитом микроэлементов: железа, входящего в состав простетичес-кой группы каталазы, и селена — кофактора ГПО. Выраженное усиление процессов пероксидации приводит к повреждению мембран клеток и возникновению различной патологии.
Данные наших исследований показали, что увеличение содержания продуктов ПОЛ имеет неспецифический характер. Оно может быть обусловлено активацией свободнорадикального окисления вследствие витаминного или микроэлементного дисбаланса, воздействия токсических агентов при снижении эффективности АОЗ. Расбалансирова-ность процессов ПОЛ-АОЗ приводит к повреждению клеточных мембран, что является важным патогенетическим фактором при формировании различной патологии.
Таким образом, определение компонентов систем ПОЛ и АОЗ не только дает важную информацию для оценки состояния здоровья населения, но и определяет возможные пути коррекции активности этих систем путем введения в организм витаминов-антиоксидантов или их коферментных форм, а также микроэлементов, тиолов и других веществ, участвующих в АОЗ.
Литература
1. Ананьева Г.В., Козлов В.К., Поступаев В.В. и др. Сезонная характеристика факторов антиок-
сидантной защиты как показателей здоровья детей дошкольного возраста. // Медико-климатические аспекты здоровья на Дальнем Востоке: Тез. докл. межрег. науч.-практ. конф. Владивосток,
1989. С. 136-137.
2. Ананьева Г.В., Остроушко А.Г., Поступаев
B.В. и др. // Социально-экономическое развитие и здоровье малочисленных народов Севера: Тез. докл. респ. семинара. Красноярск, 1990. С. 10-11.
3. Ананьева Г.В., Поступаев В.В., Рябцева Е.Г. и др. // Реконструкция, стабилизация и репарация мембран: Тез. симп. докл. и сообщений Все-созн. симпозиума. Благовещенск, 1989. С. 31.
4. Ананьева Г.В., Рябцева Е.Г. // Патология человека и роль препаратов селена и пантов в ее терапии. Чита, 1993. С. 4-5.
5. Ананьева Г.В., Рябцева Е.Г. Обеспеченность витаминами-антиоксидантами детей г. Амурска, проживающих в экологически неблагоприятной зоне: Тез. докл. регион, ассамблеи "Здоровье населения ДВ". Владивосток, 1996. С. 59-60.
6. Бурлакова Е.Б., Хохлова А.П. // Биол. мембраны. 1985. Т.2. № 6. С. 557-585.
7. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекис-ное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. 252 с.
8. Добрых В.А., Рябкова В.А., Ковальский Ю.Г. и др. Распространенность и характер патологии внутренних органов у взрослого населения Николаевского района // ДМЖ. 2002. №3.
C. 67-69.
9. Ковальский Ю.Г., Рябцева Е.Г., Поступаев
B.В. и др. // Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии: Науч. -практ. конф. СПб., 1998. С. 435-439.
10. Меньшикова Е.Б., Зенков И.К., Шергин
C.М. Биохимия окислительного стресса. Окси-данты и антиоксиданты. Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 1994. С. 58-77.
11. Рябцева Е.Г., Ананьева Г.В., Пивкина Т В. и др. // Актуальные вопросы бальнеопеллоидоте-рапии при санаторно-курортном лечении: Тез. докл. Регион, науч. -практ. конф. Владивосток,
1990. С. 63-64.
12. Рябцева Е.Г., Ковальский Ю.Г. // Дальн. мед. науч.-практ. журн. Владивосток, 2005. С. 62.
13. Рябцева Е.Г., Ковальский Ю.Г. // Регионы нового освоения: состояние, потенциал, перспективы в начале третьего тысячеления. Мат-лы межд. научн. конф. Владивосток-Хабаровск: ДВО РАН, 2002. Т.2. С. 92-95.
14. Филонов В.А., Рябцева Е.Г., Ковальский Ю.Г. // Вопр. совр. педиатрии: Мат-лы IX конгресса педиатров России. М., 2004. С. 432-433.
15. Хрипкова Л.С., Островский А.Б., Ананьева Г.В. и др. // Актуальные пробл. кардиологии и ревматологии. Хабаровск, 1994. С. 44-46.
16. Brzezinska-Slebodzinska Е., Pietras В. // J. Physiol. Pharmacol. 1997. Vol.48, No.3. P.451-459.
17. Maiti P.K., Kar A. // Toxicol. Lett. 1997. Vol.91, No. 1. P. 1-6.
□ □□
