Пути активации свободно-радикального окисления липидов при остром панкреатите (обзор литературы)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пути активации свободно-радикального окисления липидов при остром панкреатите (обзор литературы)

Благодаря научным изысканиям, проведенным в последние годы, были получены новые сведения о патогенетических механизмах развития острого панкреатита (ОП). В целом ряде экспериментальных и клинических исследований показано, что в возникновении и развитии функциональных и структурных нарушений поджелудочной железы и организма в целом при остром панкреатите основную роль играет активация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ). Увеличение количества продуктов ПОЛ приводит к развитию необратимых изменений, являющихся основой фрагментации и разрушения мембран, гибели клеток.

Изменение свободно-радикального окисления (СРО) и антиоксидантов при остром панкреатите широко представлено и в опытах на животных, и в клинике [3,17,27].

Электронно-микроскопические исследования ультраструктуры ацинарных клеток поджелудочной железы (ПЖ), проведенные на ранних (1-3 часа) этапах развития экспериментального ОП, показали, что, в первую очередь, повреждаются мембранные структуры. В это же время отмечалось нарастание интенсивности индуцированного ионами железа (II) сверхслабого свечения сыворотки крови и накопления в ней вторичного продукта ПОЛ - малонового диальдегида (МДА), что подтверждало изменение скорости липопероксидации адекватно тяжести процесса в ПЖ. Усиление хемилюминесценции сыворотки крови при ОП может быть вызвано накоплением продуктов ПОЛ, недоокисленных соединений СРО, поступающих из очага поражения, либо образующихся в результате ускорения обменных процессов. Снижение уровня свечения при панкреонекрозе обусловлено нарушением целостности мембран клеток и поступлением в кровь избыточного количества низкомолекулярных пептидов. Такой эффект может быть связан либо с прямым антиоксидантным действием белков и полипептидов, молекулярная масса которых менее 20000, либо с их способностью изменять состояние инициатора ПОЛ - ионов железа (II). Степень снижения хемилюминесценции и продуктов, ПОЛ ниже исходных значений - неблагоприятный признак [3,4]. Тенденция к уменьшению показателей ПОЛ у больных с деструктивными формами панкреатита также считается плохим прогностическим признаком. Такое уменьшение, вероятно, вызвано высоким содержанием в сыворотке крови молекул средней массы, способствующих ингибированию процессов ПОЛ [5].

Подъём уровня внеэритроцитарного гемоглобина, выход эндогенных антиоксидантов во внеклеточное пространство вследствие повышения проницаемости эритроцитарных мембран и интенсивности гемолиза при геморрагической форме экспериментального ОП расценивают как проявление своеобразной защитной биологической реакции, направленной на подавление избыточности свободно-радикальных процессов (СРП) и процессов липопероксидации [10, 13]. В.И. Филин, А.Л. Костюченко (1994) отмечают на разных этапах развития ОП активацию ПОЛ со снижением тканевой антиоксидантной защиты, рассматривая продукты СРО липидов вторичными интермедиатами воспаления, что проявляется снижением содержания в плазме восстановленного глутатиона и повышением активности ксантиноксидазы с возрастанием внутриклеточной активности ионизированного кальция, что нарушает энергетику панкреоцитов и способствует углублению их деструкции.

Показана взаимосвязь между показателями ПОЛ крови и активностью патологического процесса в ПЖ у больных с сочетанной патологией ЖВП и ПЖ. Хирургическое вмешательство в периоде ремиссии у больных с показателями ПОЛ, близкими к норме, сопровождалось благоприятным течением послеоперационного периода, а при повышенном содержании продуктов ПОЛ в крови - тяжелый послеоперационный период. Это позволяет предположить наличие у последней группы пациентов воспалительного процесса в ПЖ, не обнаруживаемого при традиционном клинико-биохимическом исследовании и считать целесообразным определение показателей ПОЛ в крови в качестве дополнительного критерия для выбора оптимального времени оперативного вмешательства и о возможности применения антиоксидантов в лечении [8].

Деденко И.К. и сотр. (1990), оценивая влияние гемосорбции на активность естественных антиоксидантных ферментов при ОП, выявили увеличение содержания гидроперекисей липидов в 2,1, диеновых конъюгатов (ДК) - в 1,9, МДА - в 1,9 раза по сравнению с нормой (р < 0,001) при поступлении у всех больных. Степень клинических проявлений эндотоксемического синдрома прямо коррелировала со степенью снижения антиоксидантной защиты (АОЗ) и увеличением концентрации недоокисленных продуктов ПОЛ в крови больных. Восстановление активности антиоксидантных ферментов при серозном панкреатите происходило к 15-20 суткам, при геморрагическом - не ранее 20 суток. Гемосорбция приводит к значительно ускоренной естественной активации антиоксидантной системы (АОС). Авторы исследования считают, что в условиях гипоксии развивающейся при панкреатите, выключается дыхательная цепь митохондрий, что приводит к восстановлению НАД в НАД Н, высвобождению ферритина и ионов железа (II) из мембран в цитоплазму, неполному восстановлению растворенного в липидном матриксе мембран клеток О₂, что приводит к образованию избыточного количества О₂, Н₂О₂, ОН [4], запускающих неконтролируемое ПОЛ через механизм электронно-транспортных переносчиков, нарушая функцию мембран и вызывая парапедез секрета и ферментов в межклеточное пространство.

Как показано в эксперименте, при панкреатите рано развиваются микроциркуляционные нарушения, которые включают вазоконстрикцию, капиллярный стаз, снижение сатурации кислорода, прогрессирующую ишемию паренхимы ПЖ. Современные взгляды на патогенез реоксигенационных изменений, происходящих в раннем постгипоксическом периоде в различных органах и тканях, в том числе в ПЖ при ОП, рассматривают в качестве ведущего патогенетического звена СРО липидов. Ишемизируясь, панкреатическая ткань становится неспособной продолжать анаэробный метаболизм. Высокоэнергетические фосфаты окисляются до аденозина, инозина и, в конечном итоге, гипоксантина через анаэробный метаболический путь. Образующийся гипоксантин метаболизируется ксантиноксидазой, образующейся из ксантиндегидрогеназы в гипоксических условиях, продуцируя О₂ и другие реактивные метаболиты кислорода (РМК) [30]. Участие ксантиноксидазы в развитии панкреатита за счет генерации СР подтверждается значительным нивелированием процессов панкреатического повреждения при применении ее ингибитора аллопуринола [25]. Выявлено ингибирующее действие даларгина на активность ксантиноксидазы, накопление МДА и выход в кровь панкреатических ферментов после перевязки главного панкреатического протока [6]. Sanfey H. Et al. (1984) получили благоприятный эффект комплексного использования супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы на развитие трех моделей ОЭП - алкогольного, билиарного и ишемического. В случае последнего отдельное введение в перфузируемую ПЖ СОД предотвращало биохимические и морфологические изменения, что предполагает ведущую роль ферментной системы ксантиноксидазы при ишемическом и дополнительное участие других путей активации СРО и запуска последующих патомеханизмов повреждения ацинарной ткани при алкогольном и билиарном ОП. Таким образом, генерация избыточных СР при деградации АТФ до ксантина обнаружена различными исследователями и не вызывает сомнения.

Другим потенциальным источником повышенной продукции СР являются полиморфноядерные лейкоциты, секретирующие реактивные метаболиты кислорода (РМК) [27]. При ишемии-реперфузии нормальные тканевые антиоксидантные защитные механизмы ослаблены и недостаточны для инактивации РМК, образующиеся в большом количестве, в том числе ксантиноксидазной ферментной системой. Кроме того, РМК взаимодействуют с липидами, генерируя потенциальные хемотаксические медиаторы, освобождение цитокинов, активацию комплемента, экспрессию эндотелием молекул межклеточного взаимодействия и активацию нейтрофилов. Миелопероксидаза (МПО) нейтрофилов взаимодействует с Н₂ О₂, образуя еще больше СР, а чем дольше период ишемии, тем большее количество МПО освобождается в ткани [30]. Главенствующую, первичную по отношению к тканевой ишемии - роль отводят нейтрофилам M.D. Menger et al. (1996). При ишемических эпизодах в ПЖ лейкоциты осаждаются в сосудах микроциркуляторного русла, в некоторых случаях даже полностью обтурируя мелкие сосуды, вызывая еще более существенные микроциркуляционные расстройства, и активируются кислородными радикалами. Во время реперфузии в них развивается «дыхательный взрыв» - лавинообразная генерация СР, которую следует рассматривать как возможный триггерный механизм манифестации различных типов панкреатита [9].

По мнению авторов, не только лейкоциты, инфильтрирующие панкреатическую ткань, но и иммунные сдвиги в организме пациента определяют интенсификацию процессов ПОЛ в органе. Поврежденные клеточные структуры ПЖ способствуют усилению воспалительно-клеточной инфильтрации, поскольку модификация белков вызывает у них появление антигенных свойств, а окисление липидов (в первую очередь, арахидоновой кислоты) инициирует высвобождение хематтрактантов, увеличивающих миграцию фагоцитов к зоне патологических событий. Стимулированные фагоциты продуцируют радикалы кислорода и другие окислители, которые модифицируют тканевые белки и липиды, что способствует еще большей активации и миграции фагоцитов к очагу повреждения [1, 2]. Аутоаллергия редко является самостоятельным этиологическим фактором, но, возникнув вторично, участвует в патогенезе, при длительно существующем повышенном содержании ЦИК в крови стимулируя фагоцитоз и, тем самым, относительную и абсолютную гиперпродукцию СР, ухудшает течение заболевания, способствуя прогрессированию, рецидивированию заболевания, развитию функциональной недостаточности ПЖ [11]. Углублению гипоксии ткани ПЖ способствует и метаболизм арахидоновой кислоты преимущественно через синтез пероксидов липидов с образованием простагландинов, тромбоксана и лейкотриенов, которые сами влияют на проницаемость сосудов и микроциркуляцию [27].

Таким образом, можно выделить две особенности метаболизма ПЖ, которые делают панкреатическую ткань предрасположенной к свободнорадикальному повреждению: низкий интерстициальный рН, особенно в стимулированной железе; РМК, образованные нейтрофильной МПО инактивируют интерстициальные ингибиторы протеиназ, которые в норме защищают ткань от аутолиза, а экстравазация протеиназ вследствие лабилизации мембран органелл и клеток еще значительнее усугубляет этот ингибиторный дефицит и инициирует ПОЛ [30].

J.V. Braganza (1983) выдвинул гипотезу о ведущей роли печеночных оксидаз со смешанной функцией (ОСФ), в том числе цитохрома Р-450, вырабатывающих активные формы кислорода (АФК) в процессе своей деятельности, в развитии панкреатических заболеваний, рассматривая частым звеном патогенеза панкреатита дуодено- или билиопанкреатический рефлюкс и опираясь на следующие факты: желчь крыс, длительно получавших алкоголь, более токсична для ПЖ, чем нормальная желчь, причем токсическое действие алкоголя на ациноциты в данном случае исключается. Кроме этого должны выполняться еще некоторые условия: генетическая предрасположенность к индукции и высокий уровень активности печеночных ОСФ, нормальное функционирование механизма защиты гепатоцитов от повреждения биологически активными интермедиатами, отсутствие взаимодействия ОСФ с билиарной секрецией. Печеночные ОСФ являются наиболее вероятным источником СР, перекисных радикалов липидов и продуктов ПОЛ в желчи, гак как РМК регулярно генерируются во время субстратного окисления. Соответственно интенсивность ПОЛ определяется микросомальным метаболизмом эндогенных продуктов, которые считаются продуктами СРО и в нормальной желчи встречаются в низких концентрациях. Множество индукторов ОСФ известны и как этиологические факторы ОП: алкоголь, лекарственные препараты, сигареты, кофе, диета с высоким содержанием насыщенных жирных кислот и др.

Как известно, болевой фактор является мощным активатором симпатоадреналовой системы, мобилизующий из депо свободные жирные кислоты - основной субстрат ПОЛ [12].

Во многих исследованиях показана эффективность применения широко используемых лекарственных препаратов и находящихся на стадии экспериментальной апробации для лечения панкреатитов различной этиологии и остроты процесса. Большинство работ, однако, посвящено предшествующему индукции окислительного стресса введению веществ с предполагаемыми антиоксидантными свойствами с целью подтверждения вовлечения СР в патогенез воспаления ПЖ.

Благоприятные клинические эффекты сочетанного применения а-токоферола и лидокаина при ОП обусловлены снижением интенсивности СРП, уменьшением активности фосфолипаз, что способствует снижению продукции межуточных продуктов метаболизма и эндогенных токсинов [17]. Баралгин, гордокс, трентал снижают хемилюминисценцию сыворотки крови в более короткие сроки [18]. но, вероятно, такое уменьшение интенсивности ПОЛ вызвано не непосредственным влиянием их на процессы СРО, а лишь устранением причин, вызывающих его активацию. На основании уменьшения болевого синдрома при лечении ловушками СР увеличенная продукция РМК рассматривается как усиливающая боль [24]. Uden S. et al. (1992) обнаружили корреляцию между выраженностью абдоминальной боли и уровнем Se в крови, при отсутствии связи с экзокринной недостаточностью. Сниженный уровень Se плазмы отражает метаболические потребности, связанные с длительно действующими факторами, активирующими ПОЛ. Авторы также сообщили, что антиоксидантные добавки могут уменьшать остаточную боль и предотвращать обострение панкреатита. Применение предшественника восстановленного глутатиона - М-ацетилцистеина ускоряло клиническое выздоровление пациентов с ОП [27].В то же время, в другом более раннем исследовании парентеральная терапия предшественниками глутатиона при ОП оказалась неэффективной [28].

Экспериментальные исследования предварительного и введения после индукции ОП марганцевого соединения супероксиддисмутазы (СОД) с периодом полужизни несравнимо большим, чем у СОД и каталазы, показали уменьшение ПОЛ, внепанкреатических осложнений, гистологических изменений и скорости гибели животных. Поддержание ПОЛ на достаточно высоком уровне, которое не предотвращалось применением антиоксиданта, сохранялось, по мнению авторов, за счет активированных полиморфоядерных лейкоцитов [22]. Улучшение гистологической структуры ПЖ при лечении антирадикальными ферментами обнаружено и в других экспериментах [13]. Синтетический аналог аскорбиновой кислоты (СV-3611), проникающий через клеточные мембраны и аккумулирующийся избирательно в ткани ПЖ, снижает содержание ферментов ПЖ в крови при индуцированном диетой панкреатите у мышей. Применение СОД в той же модели, не влияя значимо на лабораторные и биохимические показатели, существенно улучшало выживаемость животных [29]. Тиосульфат натрия, будучи донатором SH-групп, ингибирует процесс интенсификации ПОЛ, нарастание активности фосфолипазы А₂ при отечно-геморрагическом панкреатите [14]. Препарат способствует рассасыванию очагов некроза, стимулирует процессы регенерации в ПЖ, снижает уровень ферментемии, купирует болевой и диспепсический синдромы [16].

Таким образом, в настоящее время имеются убедительные данные об участии СРП, в том числе важнейшего из них - ПОЛ, в развитии патологии ПЖ. Вместе с тем, авторы неоднозначно высказываются о степени выраженности реакций ПОЛ при ОП. По-видимому, это связано с многочисленностью показателей, по которым оценивается ПОЛ и АОС, и методик их определения, а также с различием биологических сред, из которых берется биологический материал для исследований. Остается неясным также, какие процессы являются первичными для возникновения и прогрессирования заболевания, какова взаимосвязь звеньев АОС и показателей СРО и клиническими, лабораторными и инструментальными данными.

Литература

перекисный липид панкреатит окисление

1. Бацков С.С., Гордиенко А.В. Введение в практическую панкреатологию. - СПб.: Б. и., 1996. -70 с.

2. Бацков С.С., Иноземцев С.А., Ткаченко Е.И. Болезни желчного пузыря и поджелудочной железы. - СПб.: Стройлеспечать, 1996. - 95 с.

3. Владимиров В.Г., Сергиенко В.И. Острый панкреатит. - М.: Медицина, 1986. -240 с.

4. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. - М.: Наука, 1972. - 252 с.

5. Воронецкий А.Н. Титкевич Э.С., Барановская Е.И. Характеристика перекисного окисления липидов при различных формах острого панкреатита // Физиологические и биохимические аспекты патологических процессов. - Смоленск; Витебск: Витебский государственный медицинский институт, 1990. - С. 71-73.

6. Григоревский В.П., Короткина Р.П., Карелин А.А. Исследования антиоксидантного действия даларгина при поражениях поджелудочной железы // III Всесоюзная конференция «Биоантиоксидант». - Т. 2. - М., 1989. - С. 66-67.

7. Деденко И.К., Захараш МП., Софиенко Г.И. и др. Влияние гемосорбции на активность естественных антиоксидантных ферментов при остром панкреатите // Вестник хирургии. - 1990. - Т. 144, №4. - С. 85-88.

8. Дудник Л.Б., Пупелис Г.В., Копылова Т.Н., Кузнецова А.В. Исследование роли процессов перекисного окисления липидов и перспектива применения препаратов антиоксидантного действия при сочетанных заболеваниях желчевыводящих путей и поджелудочной железы // III Всесоюзная конференция «Биоантиоксидант» - Т. 2. - М, 1989. - С. 169-170.

9. Жуков Н.А., Жукова Е.Н., Климова С.К. Показатели перекисного окисления липидов и иммунных сдвигов у больных хроническим панкреатитом в оценке активности обострения заболевания // Материалы Пленума Правления ВНОГ. - М.: Смоленск, 1988. - С. 256-257.

10. Калмыкова Ю.А., Бубнова В.И., Свечникова В.И. и др. Мембраны эритроцитов и антиоксидантная обеспеченность при экспериментальном остром панкреатите // Патофизиология и экспериментальная терапия. - 1992. - №3. - С. 27-29.

11. Линевский Ю.В., Губергриц Н.Б., Губергриц Е.А. и др. Иммунологические механизмы в развитии хронического панкреатита // Советская медицина. -1991. - №10. - С. 33-36.

12. Меерсон Ф.З. Патогенез и предупреждение стрессорных и ишемических повреждений сердца. - М., 1984. - 272 с.

13. Русаков В.И., Шепелев А.П., Свечникова Л.В. и др. Применение ферментов антирадикальной защиты в лечении острого экспериментального панкреатита // Клиническая хирургия. - 1993. - №5. - С. 45-47.

14. Симаварян П.С., Багдасарян Э.Г. Тиосульфат натрия - эффективный антиоксидант при панкреатитах // III Всесоюзная конференция «Биоантиоксидант». - Т. 2. - М., 1989. - С. 99.

15. Филин В.И., Костюченко А.Л. Неотложная панкреатология. - СПб.: Питер. 1994. -410 с.

16. Циммерман Я.С. Фармакотерапия хронического панкреатита // Клиническая медицина. - 1991. - Т. 69, №2. - С. 99-105.

17. Чикинев Ю.В. Применение альфа-токоферола и лидокаина в комплексном лечении острого панкреатита: Автореф. дис…. канд. мед. наук. - Новосибирск, 1995. - 19 с.

18. Эрдыниева Л.С. Реология крови, микроциркуляция и перекисное окисление липидов при хроническом панкреатите и пути медикаментозной коррекции: Автореф. дис…. канд. мед. наук. - М., 1985. - 24 с.

19. Braganza J.M. Pancreatic disease: a causalty of hepatic «detocsification»? // Lancet. - 1983. - Vol. II, JVe 8375. - P. 1000-1003.

20. Braganza J.M., Schofield D., Snehalatha C., Mohan V. Micronutrient antioxidant status in tropical compared with temperate-zone chronic pancreatitis // Scandinavian journal of gastroenterology. - 1993. - Vol. 28, N» 12. - P. 1098-1104.

Braganza J.M., Wickens D.G., Cawood P., Dormandy T.L. Lipid-peroxidation (free-radical-oxidation) products in bile from patients with pancreatic disease // Lancet

Размещено на Allbest.ru