CC BY
89
© Рыжко П.П., Зайцева О.В., Жукова Н.В., Солошенко Э.Н., Татузян Е.Г. УДК 616.517-092:612.015.14:612.26.015.11
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ТРИПТОФАНА У БОЛЬНЫХ ПСОРИАЗОМ С НАРУШЕННЫМ МИКРОБИОЦЕНОЗОМ КИШЕЧНИКА
*Рыжко П.П., **3айцева О.В., *Жукова Н.В., ***Солошенко Э.Н., **Татузян Е.Г.
*Кожно-венерологическийдиспансер №15, г.Харьков **Харьковский национальный медицинский университет, г.Харьков ***ГУ «Институт дерматологии и венерологии АМН Украины», г.Харьков
Дослгдження виявили тдвищення в сироватц кровг хворих пац{ент{в вмжту серотонта, мела-тонта, 5-ОЮ К, тдтана та зниження активностг триптофан-2,3-д{окс{генази, що свгдчитъ про глибот порушення бшкового, нейромедгаторного та гормоналъного обм1тв, якг супроводжу-ютъся ендотоксем{ею у хворих на псоргаз з порушеним мгкробгоценозом кишкгвника. Викорис-тання патогенетично об^рунтованог дезттокстацшног, антирадикалъног, гммунокорегуючог, симптоматичног та загалъноукртлюючог тератг дозволило нормалгзувати структурно-метабол{чт показники обмту Ь-триптофана та знизити вмгст його токсичних продуктгв практично до ргвня здорових людей.
Ключов1 слова: псор1аз, мкробюценоз, обмш, триптофан, серотонш, мелатонш, 5-ОЮК, триптофан-2,3-дюксигеназа, ¡ндкан.
В условиях изменения культуральных, биохимических и морфологических свойств микробиоценоза пищеварительного тракта возникают различные дис-трофические изменения покровного эпителия, снижается его барьерная функция, повышается проницаемость его кишечной стенки по отношению к антигенам, микроорганизмам, продуктам обмена белков, углеводов, жиров, чужеродным соединениям и др. [6]. Нарушение кооперативного взаимодействия нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) сопровождается развитием дисбактериоза и сопряжено с ослаблением ферментообразующей, витаминообразующей, дезинтоксикационной и пищеварительной функциями кишечника. В этих условиях происходят серьезные структурно-метаболические изменения во внутренних органах и тканях, лежащие в основе развития многих заболеваний, в том числе и псориаза.
В научной литературе достаточно подробно описаны дисбиотические состояния, показано существенное значение процессов аутоинтоксикации в механизме развития псориаза, что особенно отчетливо проявляется при обострении данного заболевания [7]. По мнению ряда авторов [4], к субстратам эндогенной интоксикации относится большое количество реакционно-способных соединений, среди которых ведущую роль играют активные формы кислорода (АФК), перекиси, гидроперекиси, свободные радикалы, диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид, кетоны, спирты, молекулы средней массы (МСМ) и др. [4]. Среди множественных этиопатогенетических факторов формирования псориаза заслуживает внимание изучение метаболических процессов, связанных с обменом незаменимой аминокислоты триптофана, из которой в кишечнике под воздействием микрофлоры образуются токсичные продукты - индоли-луксусная кислота, скатол, индол. Эти метаболиты, поступая в печень, подвергаются гидроксилированию и обезвреживанию путем соединения с серной или глюкуроновой кислотой, которые и выводятся из организма с мочой [2]. Вместе с тем, триптофан, во-первых, является источником образования никотина-мидных коферментных форм витамина В5 (РР), а во-
вторых, метаболизм триптофана связан с образованием серотонина, мелатонина, 5-гидроксииндолацетата, которые способны оказывать значительное влияние на обменные процессы различных органов и тканей организма [5]. Триптофан может превращаться в различные индольные производные. Конечными продуктами этих превращений, экск-ретируемыми с мочой, являются в основном 5-гидроксииндолацетат, главный продукт гидрокситрип-тофан-серотонинового пути обмена, который является индуктором дифференцировки и пролиферации быстро обновляющихся тканей. Исследования показывают, что изучение обмена триптофана у больных псориазом с нарушенным биотипом не нашло должного отображения в научной литературе и представляет собой актуальную задачу раскрытия патогенетических механизмов формирования этого хронического, часто рецидивирующего дерматоза. Все выше сказанное определило цель настоящей работы - изучение особенностей обмена триптофана у больных генерализованной формой псориаза с нарушенным микробиоценозом кишечника и обоснование патогенетической терапии.
Материалы и методы
Под наблюдением находилось 37 больных женщин в возрасте от 20 до 50 лет с генерализованной формой псориаза в стадии обострения болезни. В группу сравнения было включено 10 практически здоровых пациентов, соответствующего пола и возраста.
Программа исследований предусматривала определение в сыворотке крови, как больных генерализованной формой псориаза, так и условно-здоровых пациентов, содержания триптофана, серотонина, мелатонина, 5-оксииндолуксусной кислоты (5-ОИУК), индикана, а также активности фермента триптофан-2,3-диоксигеназы. Триптофан и метаболиты его обмена серотонин и 5-ОИУК определялись по Atack C., Magnusson T. [6]. Мелатонин исследовался иммуно-ферментным методом с помощью монокпональных антител. Для этих целей использовался набор реактивов Melatonin ELISA (Hamburg), Kat-N2 RE 54021.
Проблеми екологп та медицины
О функциональном состоянии процессов превращения аминокислот в кишечнике под воздействием микрофлоры и обезвреживающей функции печени судили по количеству конечного продукта обмена триптофана -животного индикана в сыворотке крови больных псориазом и условно-здоровых пациентов общепринятым методом [3].
Известно, что L-триптофан является стабилизатором фермента триптофан-2,3-диоксигеназы (ТДО), способствуя образованию устойчивого конформаци-онного состояния и снижения скорости его деградации. ТДО печени обладает абсолютной субстратной специфичностью по отношению к L-триптофану и катализирует необратимо ключевую реакцию катаболизма аминокислоты по кинурениновому пути с образованием N-формилкинуренина. Этот фермент ускоряет встраивание молекулярного кислорода непосредственно в молекулу L-триптофана. В печени данная реакция определяет скорость лимитирующей стадией превращения субстрата по кинурениновому пути обмена. Триптофан-2,3-диоксигеназную активность определяли по Badawy A.A.-B., Evans M. [9].
Результаты экспериментов обработаны методами вариационной статистики с оценкой достоверности различий по Стьюденту-Фишеру.
Результаты и их обсуждение
Исследования показали, что из 37 больных генерализованной формой псориаза выраженные нарушения микробиоценоза кишечника обнаружено у 29 пациентов (94%). Дисбактериоз 1-ой степени наблюдался у 7 больных (24,2%); II степени - 15 больных (51,7%); III степени - у 5 пациентов (17,2%) и IV степени - 2 обследуемых (6,9%). Практически у всех больных отмечался дефицит бифидобактерий и лакто-бактерий (90%) на фоне повышения условно-патогенных микроорганизмов S.Epidermidis, S.Aureus, Candida, Proteus, Klebsiela.
Результаты изучения обмена триптофана обнаружили нарушение содержания ключевых его метаболитов в сыворотке крови больных, сравнительно с группой условно-здоровых пациентов. Эти изменения сопровождались существенным повышением уровней серотонина, мелатонина и 5-ОИУК (табл.1).
Известно, что главным, если не единственным механизмом, посредством которого активность трип-тофан-2,3-диоксигеназы влияет на синтез серотонина в организме, служит изменение уровня свободного L-триптофана [5]. Исследования показали снижение активности ТДО и повышение - L-триптофана. В этих метаболических условиях следует ожидать снижение синтеза коферментных форм НАД1", НАДФ+, так необходимых для усиления восстановительных процессов, пролиферации и дифференцировки эпителиальных клеток при псориазе. Ингибирование этого фермента осуществляется по типу обратной связи конечными продуктами кинуренинового пути обмена L-триптофана НАД+ и НАДФ+, тогда как активация его сопряжена с повышением содержания субстрата оки-
сления - 1_-триптофана. Исследования обнаружили активацию серотонинового пути обмена триптофана. Большая часть метаболита 1_-триптофана - серотонина подвергается окислительному дезаминирова-нию с образованием 5-ОИУК. Исследования обнаружили повышение концентрации в сыворотке крови серотонина и мелатонина на фоне значительного увеличения содержания 5-оксииндолуксусной кислоты (табл. 1), что вероятно может быть связано с повышением активности фермента моноамино-оксидазы, катализирующего дезаминирование и обезвреживание биогенных моноаминов.
Уровень содержания индикана в сыворотке крови больных генерализованной формой псориаза был 4,28±0,36 мкм/л, что значительно выше величин уровня условно-здоровых пациентов 2,2±0,16 мкм/л. Эти данные свидетельствуют о нарушении структурно-метаболических процессов, которые связаны с пищеварением на фоне изменения культурапьных и морфологических свойств микробиоценоза кишечника. Вместе с тем, исследования показывают нарушение микробиоценоза кишечника и повышение функциональной активности детоксикационной функции гепато-цитов печени, что сопровождалось увеличением концентрации индикана в сыворотке крови. Известно, что одним из метаболитов 1_-триптофана является 3-гидроксиантраниловая кислота, обладающая антиок-сидантными свойствами. Она отличается способностью восстанавливать а-токоферол ассоциированный с липопротеидами низкой плотности (ЛПНП). Принимая во внимание эти сведения, можно предположить следующее: ингибирование триптофан-2,3-диоксигеназы способно вносить вклад в состояние оксидантно-антиоксидантного гомеостаза организма, что может быть сопряжено с усилением свободнора-дикальных процессов, перекисного окисления липи-дов и окислительной модификации белков, наблюдающихся у больных псориазом [5], последнее отражает защитно-компенсаторную реакцию организма в условиях дисбиоза желудочно-кишечного тракта.
Исследования обмена 1_-триптофана у лиц, страдающих генерализованной формой псориаза, свидетельствуют о глубоких нарушениях белкового, нейро-медиаторного и гормонального обменов, сопровождающихся нарушением микробиоценоза кишечника и эндоинтоксикацией организма, что свидетельствует о полисистемном характере проявления вторичных -манифестных признаков болезни.
Патогенетически обоснованная модель лечения псориаза включала проведение дезинтоксикацион-ной, антирадикальной, иммунокоррегирующей, симптоматической и общеукрепляющей терапии, что позволило существенно нормализовать структурно-метаболические показатели обмена 1_-триптофана и снизить практически до уровня условно здоровых пациентов содержание токсичных продуктов его обмена в сыворотке крови.
Таблица 1
Показатели обмена триптофана у больных с генерализованной
формой псориаза (М±м)
Показатели Группа больных псориазом (n=37) Группа сравнения (n=10)
До леченияи После лечения
Триптофан (мкм/л) 68,2±2,26* 63,7±2,10* 55,84±1,75
Серотонин (мкм/л) 1,28±0,14* 0,86±0,07* 0,45±0,027
5-ОИУК (мкм/л) 0,36±0,02* 0,28±0,03* 0,22±0,015
Мелатонин (пкг/л) 60,7±3,25* 37,2±2,43* 5,7±0,23
Индикан (мкм/л) 4,28±0,36* 2,73±0,24* 2,2±0,16
ТДО (нмоль кинуренина/мг белка-1 час) 37,2±1,33* 52,3±2,17* 66,5±3,14
1.
3.
4.
6.
7.
Примечание: *-р<0,05 - достоверно относительно группы сравнения
Анализ результатов исследования обнаружил, что L-триптофан и продукты его обмена - серотонин, ме-латонин, 5-ОИУК, индикан являются патогенетическим звеном структурно-метаболических нарушений в условиях формирования псориаза на фоне изменения микробиоценоза кишечника. В комплексной системе лечения псориаза оптимизация патогенетичес-кой терапии должна сопровождаться коррекцией микробиоценоза и триптофанового обмена.
Результаты работы позволили сделать следующие выводы:
1. Генерализованная форма псориаза сопровождается нарушением микробиоценоза кишечника и характеризуется изменением кооперативного взаимодействия аэробной и анаэробной микрофлоры на фоне повышения условно-патогенных организмов и накопления эндотоксинов - продуктов аминокислотного обмена.
2. У больных с генерализованной формой псориаза отмечаются глубокие нарушения обмена триптофана, которые сопряжены с ингибированием кинуре-нинового и активацией серотонинового пути превращения аминокислоты, сопровождающихся повышением в сыворотке крови содержания серотонина, мелатонина, 5-ОИУК, триптофана и снижением активности триптофан-2,3-диоксигеназы.
Summary
FEATURES OF TRIPTOPHAN METABOLISM IN PATIENTS WITH PSORIASIS WITH BOWELS DISTURBEN MICROBIOCYNOSIS
Rizhko P.P., Zaytseva O.V., Zhukova N.N., Soloshenko E.N., Tatuzian Eug.G.
Keywords: psoriasis, microbiocynosis, metabolism, triptophan, serotonin, melatonin, 5-OIAA, triptophan-2,3-dioxygenaza, indikan.
Researches detected the elevation of concentration in psoriasis patients blood serum of serotonin, melatonin, 5-OIAA, indikan and decreasing of activity of triptophan-2,3-dioxygenaza, that shows on deep violations of protein, neuromediator and hormonal metabolism, accompanied endotoxemia at patients with psoriasis with disorder of bowels microbiocynosis. Utilization of pathogenetically grounded desintoxikant, antiradical, immunocorrective, symptomatic and generally roborant therapy allowed to normalize the structural-metabolic indices of the L-triptofan metabolism and to de
Kharkiv National Medical University
Список литературы
Аржевецкая И.А. Основы физиологии обмена веществ и эндокринной системы. М.: Высшая школа, 1983. 271 с. Березов T.T., Коровкин Б.Ф.Биологическая химия М.: Медицина. 1998. 704 с.
Воронина Л.Н., Десенко В.Ф., Кравченко В.Н. и соавт. Руководство к лабораторным и семинарским занятиям по биологической химии. Харьков: «Основа»,1996. 430 с. Григорова И.А., Григоров Б.И., Погорелов В.Н. и соавт. Этиология и патогенетические механизмы модельного атерогенеза. Харьков: РИП «Оригинал».1997. 254с. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл. Биохимия человека. М.: «Мир», 1993. I и II часть. 705 с. Оболенский С.В., Малахова М.Я., Ершов Л.Д. Диагностика стадий эндогенной интоксикации, дифференциальное применение методов эфферентной терапии. Вестник хирургии. 1991, 3: 95-100.
Чаленко В.В. Возможные причины повышения концентрации молекул средней массы при патологии. Пат. Физиология. 1991, 4 : 13-14.
Atack C., Magnusson T. A procedure for the isolation of noradrenaline, adrenaline, dopamine, 5-hydroxytryptamine and histamine from the same tissue sample using a single column of strongly acidic cation exchange resin. Acta pharmacol et toxicol.1978. 42 : 35-57.
Badawy A.A.-B., Evans M. The effect of chemical porphyro-gens and drugs on the activity of rat liver tryptophan pyr-rolase. Biochem J. 1973,136 : 885-892.
