Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Панкратова М.С.

Эндокринологический научный центр, Москва

Юсипович А.И.

Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

Воронцова М.В.

Эндокринологический научный центр, Москва

Коваленко С.С.

Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

Байжуманов А.А.

Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

Паршина Е.Ю.

Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

Ширяева Т.Ю.

НИИ детской эндокринологии Эндокринологического научного центра, Москва

Максимов Г.В.

Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва

Петеркова В.А.

Эндокринологический научный центр, Москва

Дедов И.И.

ФГБУ «Эндокринологический научный центр» Минздрава России

Особенности кислородного и антиоксидантного статуса крови на фоне заместительной терапии гормоном роста у детей с соматотропной недостаточностью

Авторы:

Панкратова М.С., Юсипович А.И., Воронцова М.В., Коваленко С.С., Байжуманов А.А., Паршина Е.Ю., Ширяева Т.Ю., Максимов Г.В., Петеркова В.А., Дедов И.И.

Подробнее об авторах

Журнал: Проблемы эндокринологии. 2012;58(5): 10‑15

Просмотров: 371

Загрузок: 4

Как цитировать:

Панкратова М.С., Юсипович А.И., Воронцова М.В., Коваленко С.С., Байжуманов А.А., Паршина Е.Ю., Ширяева Т.Ю., Максимов Г.В., Петеркова В.А., Дедов И.И. Особенности кислородного и антиоксидантного статуса крови на фоне заместительной терапии гормоном роста у детей с соматотропной недостаточностью. Проблемы эндокринологии. 2012;58(5):10‑15.
Pankratova MS, Iusipovich AI, Vorontsova MV, Kovalenko SS, Baĭzhumanov AA, Parshina EIu, Shiriaeva TIu, Maksimov GV, Peterkova VA, Dedov II. Peculiarities of the blood oxygen and antioxidant status in the children presenting with somatotrophic insufficiency and managed by the substitution treatment with growth hormone. Problemy Endokrinologii. 2012;58(5):10‑15. (In Russ.).

?>

Связь между дефицитом гормона роста (ГР) и повышенной смертностью от заболеваний сердечно-сосудистой системы у взрослых лиц отмечена давно [1]. Дефицит ГР сопровождается изменениями липидного состава крови и инсулинорезистентностью, что увеличивает риск повреждения сосудистой стенки, развития атеросклероза и других заболеваний сердечно-сосудистой системы [2, 3]. Одним из главных механизмов повреждения эндотелиоцитов является окислительный стресс, обусловленный нарушением равновесия между продукцией активных форм кислорода (АФК) и возможностями антиоксидантной системы клетки. Умеренные количества АФК являются частью нормального метаболизма и производятся in vivo фагоцитами, эндотелиоцитами, фибробластами и миоцитами [4]. При чрезмерной продукции АФК наблюдается повреждение клеток (прежде всего клеточной мембраны) вследствие перекисного окисления липидов и липопротеинов, приводящее к их гибели. В эксперименте продемонстрирована повышенная резистентность к окислительному стрессу у карликовых крыс после курса лечения препаратами ГР [5].

Влияние терапии ГР на состояние антиоксидантной защиты при соматотропной недостаточности привлекает пристальное внимание [6, 7].

Важно выяснить, насколько эффективно обеспечиваются кислородом органы и ткани у детей с соматотропной недостаточностью при значительном увеличении линейного роста на фоне терапии ГР.

Помимо изменения кислородного статуса возможно прямое влияние ГР и инсулиноподобного ростового фактора 1 (ИФР-1) на эритроцитарную функцию [8]. В экспериментах in vitro и на биологических моделях было показано стимулирующее действие гормона на эритропоэз и гранулоцитопоэз, сопровождавшееся увеличением концентрации гемоглобина в крови [9], а также на объем циркулирующей крови, количество эритроцитов и их способность к агрегации [10, 11]. Влияние ГР на морфологию эритроцитов, в частности, на возможность физиологической деформации клеток изучалось на биологических моделях и у здоровых добровольцев [11], однако полученные результаты немногочисленны и противоречивы.

Изменение кислородного статуса может служить триггером окислительного стресса, что в свою очередь может влиять на метаболические процессы в организме. Оценку кислородного статуса наиболее удобно проводить при помощи спектроскопии комбинационного рассеяния (КР-спектроскопии), позволяющей регистрировать состояние гемоглобина непосредственно в эритроцитах нативной крови в естественном окружении плазмы с собственным значением рН, содержанием газов, белков и белково-липидных комплексов.

При увеличения скорости линейного роста также возможно ускорение метаболических процессов, что само по себе или в сочетании с сопутствующим изменением кислородного статуса стимулирует защитные ресурсы организма, в том числе через усиление окислительных процессов и образование АФК, а также других свободных радикалов, накопление которых инициирует дополнительную активацию антиоксидантных систем.

Для оценки антиоксидантного статуса крови нами были выбраны наиболее полно характеризующие его показатели: супероксиддисмутазная активность, каталазная активность [12], уровень небелковых тиолов, уровень церулоплазмина, количество конечных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), оцениваемого по уровню соединений, связанных с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК-АП) [13]. Супероксиддисмутаза и церулоплазмин ответственны не только за утилизацию супероксид анион-радикала, но и регулируют уровень металлов переменной валентности (меди и железа); каталаза и небелковые тиолы принимают участие в утилизации перекиси водорода, а увеличение уровня продуктов ПОЛ отражает развитие окислительного стресса.

Изменение кислородного статуса и стресс нарушают характеристики эритроцитов, что можно выявить при общем клиническом анализе, а также путем оценки морфологических изменений клеток с помощью лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ) [14].

Не исключено, что в начальном периоде терапии ГР у детей с соматотропной недостаточностью возникает адаптация организма к максимальному ускорению роста, проявляющаяся, в частности, изменением морфофункциональных свойств эритроцитов.

Цель исследования — изучение системного влияния краткосрочной терапии рекомбинантным ГР на кислородный и антиоксидантный статус крови у детей с соматотропной недостаточностью.

Материал и методы

В исследовании приняли участие 11 пациентов (2 девочки и 9 мальчиков в возрасте от 3 до 9 лет) с соматотропной недостаточностью, не получавших ранее терапию ГР. С изолированной формой ГР-дефицита — 10 человек, с множественным дефицитом гормонов аденогипофиза (МДГА) — 1 человек (СТГ/ТТГ). Хронологический возраст (ХВ) составлял 6,1±2,2 года, костный возраст (КВ) — 2,6±0,9 года.

Всем пациентам проводилось стандартное клинико-лабораторно-инструментальное обследование на базе ЭНЦ, включавшее физикальное обследование и антропометрию, рентгенографию кисти с лучезапястным суставом (при включении в исследование), МРТ или КТ головного мозга (при включении в исследование). Для верификации диагноза ГР-стимулирующие пробы: с клофелином — определение ГР в 5 точках (0, 30, 60, 90 и 120 мин) и с инсулином — определение ГР в 7 точках (0, 15, 30, 45, 60, 90 и 120 мин). Лабораторные исследования [общий и биохимический анализ крови, исследование уровня ИРФ-1 и связывающего инсулиноподобный ростовый фактор белка 3 (ИРФСБ-3)] проводили перед началом лечения и через 3 мес терапии. Рекомбинантный ГР вводили подкожно ежедневно 1 раз в день (вечером, перед сном). Доза препарата составляла 0,033 мг на 1 кг массы тела в день.

Исследование антиоксидантного и кислородного статуса проводили в пробах цельной крови, отбираемых натощак, до начала и через 3 мес терапии ГР (кафедра биофизики МГУ им. М.В. Ломоносова) с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния (КР), лазерной интерференционной микроскопии и биохимического анализа показателей антиоксидантного статуса.

Спектроскопия комбинационного рассеяния. Данный метод использовался для исследования конформации гемопорфирина (ГП), позволяющий оценить изменения лигандсвязывающих свойств гемоглобина. Стеклянный капилляр с цельной кровью помещали в ячейку спектрометра и фокусировали на нем луч лазера (λ=473 нм, Р=18—20 мВт). Для каждой пробы отбирали 3 капилляра, каждый из которых оценивали независимо; полученные значения усреднялись. Измеренный в таких условиях спектр КР крови в диапазоне 1200—1700 см-1(рис. 1)

Рисунок 1. Типичный спектр комбинационного рассеяния цельной крови.
представляет собой набор полос, соответствующих спектру гемопорфирина [15]. По отношениям интенсивности полос можно оценить долю оксигемоглобина, способность гемоглобина связывать и отдавать кислород, сродство гемоглобина к кислороду, а также долю комплексов гемоглобин/оксид азота (NO) (табл. 1).

Лазерная интерференционная микроскопия. Морфологические характеристики клеток исследовали методом лазерной интерференционной микроскопии (ЛИМ) [14] в условиях in vitro. Методика приготовления образцов описана ранее [16]. В каждой пробе оценивали не менее 100 клеток. Для обработки изображений использовали программу FIJI [17]. Состояние эритроцитов характеризовали морфологическим индексом (МИ) [18]. При расчете МИ каждой форме эритроцита присваивается определенная сумма баллов (рис. 2).

Рисунок 2. Расчет морфологического индекса для различных форм эритроцитов и их фазовых изображений. Верхний ряд: поперечные сечения стоматоцита 3-го типа (а), 2-го типа (б), первого типа (в), дискоцита (г), эхиноцита 1-го (д), 2-го (е) и 3-го (ж) типов. Нижний ряд: сечения фазовых портретов-клеток. Цифрами указана сумма баллов, присваиваемая каждой морфологической форме эритроцита. Морфологический индекс определяется как среднее арифметическое суммы баллов всех эритроцитов.

Биохимические методы. Антиоксидантная активность цельной крови оценивали по изменению супероксиддисмутазной и каталазной активности и по количеству небелковых тиолов; в плазме определяли количество церулоплазмина и ТБК-активных продуктов (продукты гомолитического распада, реагирующие с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК-РП).

Статистическая обработка проводилась с помощью пакета статистических программ Statistica 6.0. Данные представлены в виде M±SD. При сравнении параметров до и через 3 мес лечения использовали непараметрический критерий Уилкоксона. Корреляционные связи оценивали с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Статистически значимыми считались изменения при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Основные антропометрические и лабораторные показатели детей с соматотропной недостаточностью до и на фоне 3 мес заместительной терапии ГР приведены в табл. 2.

На фоне 3-месячного лечения ГР отмечалось статистически значимое и клинически выраженное увеличение как основных антропометрических показателей, так и концентрации ростовых факторов, что свидетельствует о высокой эффективности применяемой терапии.

Основные морфофункциональные характеристики эритроцитов у обследуемых пациентов до и на фоне терапии представлены в табл. 3.

Количество эритроцитов, общее количество гемоглобина, а также объем эритроцитов (MCV) практически не изменялись, однако наблюдалось статистически значимое уменьшение MCH (средняя концентрация гемоглобина) и MCHС (средняя концентрация гемоглобина в эритроците). Таким образом, можно говорить о развитии незначительной анемии как адаптивной реакции организма. Эритроциты пациентов были представлены главным образом дискоцитами и эхиноцитами первого типа, реже стоматоцитами различных типов и эхиноцитами второго и третьего типов. За период терапии наблюдалась тенденция к увеличению МИ эритроцитов.

При измерениях методом КР-спектроскопии было установлено значимое уменьшение содержания комплексов Hb-NO (характеризующихся связью атома Fe2+ с глобином). Oксид азота играет важную роль в регуляции транспорта O2 эритроцитами и обмена O2 в тканях [19]. Важно то, что, синтезируясь в определенном месте, NO переносится гемоглобином по всему организму [20]. Константа сродства NO к атому железа (Fe2+) порфирина на 5—7 порядков выше, чем O2, и поэтому NO способен конкурировать с кислородом за связывание гемоглобином [21]. Связываясь с атомом Fe2+ гемоглобина, NO способен изменять конформацию гемопорфирина гемоглобина и менять сродство гемоглобина к O2 [20]. Экзогенный NO может увеличивать выделение O2 из эритроцитов [19]. Таким образом, уменьшение доли NO способствует увеличению доли оксигемоглобина в крови, что и подтверждается экспериментально. Действительно, в процессе терапии наблюдалась тенденция к увеличению содержания оксигемоглобина в эритроцитах, способность гемоглобином связывать лиганды уменьшалась, имело место также уменьшение сродства гемоглобина к кислороду.

Различия в отношениях, характеризующих способность гемоглобина связывать кислород и сродство гемоглобина к кислороду, по сравнению с аналогичными показателями до начала терапии могут быть частично объяснены увеличением доли окси- и соответственно уменьшением доли дезоксигемоглобина в эритроците. Тенденция к увеличению доли оксигемоглобина, возможно, является адаптивным механизмом, направленным на сохранение кислорода в организме при уменьшении его количества в клетках.

Изменения основных маркеров антиоксидантной системы у обследуемых пациентов представлены в табл. 4.

Обнаружено статистически значимое увеличение активности СОД через 3 мес после начала лечения. При этом не было значимых различий между активностью каталазы, уровнем церулоплазмина, небелковых тиолов и концентрацией ТБК-активных продуктов в плазме до и после проводимой терапии. Возрастание активности СОД связано с увеличением генерации супероксиданион радикала. Известно, что в эритроцитах окисление иона железа гемоглобина способствует образованию супероксиданион радикала; это может быть обусловлено адаптационными процессами, развивающимися в ответ на изменение кислородного обмена в тканях, и свидетельствует о повышении антиокислительной активности крови. Отсутствие значимых различий в концентрации ТБК-активных продуктов (непосредственных маркеров окислительного стресса) свидетельствует об отсутствии окислительного стресса у обследуемых пациентов. Таким образом, полученный результат можно интерпретировать как адаптивные изменения антиоксидантной системы крови.

Нами выявлены статистически значимые корреляции ряда исследуемых параметров: отрицательная корреляция между относительным количеством комплексов NO с гемоглобином и содержанием оксигемоглобина (r=–0,79; p<0,05) и положительная корреляция данных комплексов с концентрацией гемоглобина (r=0,67; p<0,05). Отмечена положительная корреляция (r=0,64; p<0,05) между изменениями SDS скорости роста и оксигемоглобина, т.е. чем выше скорость роста, тем больше доля оксигемоглобина. Также имелась отрицательная корреляция между МСНС (средней концентрацией гемоглобина в эритроците) и SDS скорости роста (r=–0,69; p<0,5).

Коэффициент корреляции между активностью каталазы и концентрацией ИФРСБ-3 составил –0,67 (p<0,05), а между относительным содержанием оксигенированного гемоглобина и МИ — 0,67 (p<0,05). Выявлена отрицательная корреляция между содержанием оксигемоглобина и концентрацией ИФР-1 (r=–0,72; p<0,05).

Обнаруженные значимые корреляции показателей роста, ростовых факторов и показателей кислородного и антиоксидантного статуса свидетельствуют о взаимосвязи между системой ГР—ИФР-1 и функциональными свойствами эритроцитов, отражающей в первую очередь развитие адаптивных механизмов в ответ на увеличение линейного роста.

Заключение

Полученные данные свидетельствуют о взаимосвязи системы ГР—ИФР-1 с морфофункциональным состоянием эритроцитов. На фоне краткосрочной терапии ГР у детей с соматотропной недостаточностью отмечается формирование адаптивных механизмов, препятствующих развитию гипоксии и окислительного стресса.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — М.С. Панкратова, А.И. Юсипович, Т.Ю. Ширяева, Г.В. Максимов, В.А. Петеркова, И.И. Дедов

Сбор и обработка материала — М.С. Панкратова, А.И. Юсипович, М.В. Воронцова, С.С. Коваленко, А.А. Байжуманов, Е.Ю. Паршина, Т.Ю. Ширяева

Статистическая обработка данных — М.С. Панкратова, А.И. Юсипович, С.С. Коваленко, А.А. Байжуманов

Написание текста — М.С. Панкратова, А.И. Юсипович, М.В. Воронцова, С.С. Коваленко

Редактирование — Т.Ю. Ширяева, Г.В. Максимов, В.А. Петеркова, И.И. Дедов

Конфликт интересов: авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Статья выполнена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009—2013 гг.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail