АОЗ — антиоксидантная защита

АОС — антиоксидантная система

АОФ — антиоксидантные ферменты

ОС — оксидантный стресс

ПОЛ — перекисное окисление липидов

ПЦР — полимеразная цепная реакция

СДМ — супероксиддисмутаза

СР — свободные радикалы

СРО — свободнорадикальное окисление

ХГ.— хронический гепатит С

ЯК — язвенный колит

HCV — вирус гепатита С

r — коэффициент корреляции Спирмена

Система антиоксидантной защиты (АОЗ) — одна из наиболее древних и многокофакторных биологических систем, главный компонент которой представляет собой сеть ферментов, контролирующих процессы свободнорадикального окисления (СРО). Основными биологическими субстратами ферментов антиоксидантной системы (АОС) являются активные формы кислорода, которые регулируют важнейшие биологические процессы в клетках, механизмы апоптоза, модуляцию иммунного ответа, воспалительные процессы и экспрессию генов [1]. Защита клеток от свободных радикалов (СР) представляет собой многоуровневую систему биооксидантов. Так называемая первичная защита ослабляет реакции инициации СРО, уменьшая концентрацию СР. К АОЗ первой линии, так называемым ловушкам СР, относятся супероксиддисмутазы (СДМ), дисмутирующие супероксидный радикал, каталаза, удаляющая перекись водорода и глутатион, который участвует в детоксикации перекисей [2]. Каталаза является синергистом СДМ, препятствует накоплению продуктов реакции дисмутации и разлагает перекись водорода на молекулы кислорода и воды [3].

Дисбаланс между про- и антиоксидантными реакциями приводит к накоплению продуктов СРО, активации перекисного окисления липидов (ПОЛ), повреждению клеточных мембран и формированию оксидантного стресса (ОС). Известно более 100 нозологий, в патогенезе которых ведущая роль принадлежит активации СРО и накоплению в тканях токсичных СР [1, 4]. Активация свободнорадикальных процессов и ПОЛ — существенный фактор, влияющий на развитие эндогенной интоксикации, независимо от ее этиологии [5]. Исследование роли свободнорадикальных процессов при воспалительных заболеваниях органов брюшной полости, сопровождающихся синдромом эндогенной интоксикации, таких как хронические вирусные заболевания печени и воспалительные заболевания кишечника, представляет большой интерес в условиях современной клиники.

Вирус гепатита С (HCV) вызывает иммуноопосредованное повреждение печени, оказывает прямое гепатотоксическое действие, а также провоцирует ОС, усиливая тем самым процессы ПОЛ [6, 7]. Негативными последствиями усиленной пероксидации липидов и активации процессов СРО могут быть усиление фиброгенеза и прогрессирование патологического процесса в инфицированной печени [8]. Данные о состоянии АОС у больных хроническим гепатитом С (ХГС) противоречивы. Очевидно, это объясняется многокомпонентной структурой, а также многообразием применяемых методик оценки. Отмечено снижение уровней глутатиона и СДМ в сыворотке крови на фоне повышения уровня малонового диальдегида [9]. Однако M. Irshad и соавт. [10] находили при этом нормальные показатели общей антиоксидантной способности сыворотки, возможно, вследствие адаптивного повышения концентрации других антиоксидантов [11].

Заболеваемость язвенным колитом (ЯК) в последние годы имеет тенденцию у неуклонному росту во всех странах [12, 13]. Важная роль в патогенезе ЯК принадлежит ОС с накоплением СР кислорода, обладающих прямым токсическим действием. От полноценности функционирования антиоксидантных ферментов (АОФ) зависит степень повреждающего действия активных форм кислорода на кишечную стенку, образующихся в результате ОС [14]. Установлено, что при воспалительных заболеваниях кишечника снижается активность АОФ, а это приводит к значительному увеличению продуктов ПОЛ [15].

В последнее десятилетие в мире активно ведутся исследования роли генов ферментов АОС в формировании предрасположенности к мультифакторным заболеваниям человека [1]. Менее изученным патогенетическим звеном при воспалительной патологии в целом остается ассоциация полиморфных локусов генов-кандидатов с риском развития заболеваний пищеварительной системы [16].

Следовательно, изучение системы АОЗ и ее генетических особенностей у больных хроническими воспалительными заболеваниями органов пищеварительного тракта, в том числе ХГС и ЯК, представляется актуальной задачей гастроэнтерологии.

Цель исследования: изучить полиморфизм rs1001179 гена каталазы (САТ) и оценить уровень ферментов каталазы и ГП при ХГС и ЯК на территории Пермского края.

Обследовали 90 пациентов с хроническим вирусным гепатитом С в фазе реактивации в возрасте от 18 до 70 лет (в среднем 38,3±10,4 года) — 43 женщины и 47 мужчин (48 и 52% соответственно). Диагноз ХГС устанавливали на основании комплекса данных клинико-лабораторного и инструментального обследования. Этиологическую верификацию диагноза проводили с помощью качественного и количественного определения в крови у пациентов РНК HCV с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), а также серологических маркеров HCV. Степень фиброза печени оценивали при помощи фиброэластограммы на аппарате Fibroskan 502, («Echosens», Франция).

Кроме того, обследовали 50 больных ЯК в фазе обострения среднетяжелого и тяжелого течения в возрасте от 20 до 61 года (в среднем 35,38±11,06 года) — 26 женщин и 24 мужчины (52 и 48% соответственно). Диагноз Я.К. установлен на основании данных клинических и лабораторно-инструментальных исследований, включающих ирригографию, ректороманоскопию, колонофиброскопию с биопсией и патолого-гистологическим исследованием.

Критериями исключения пациентов из исследования являлись острые и хронические заболевания любой этиологии (другие заболевания желудочно-кишечного тракта, эндокринной, мочеполовой, сердечно-сосудистой системы); ревматические болезни; онкологические заболевания; сочетанная патология печени; вирусные заболевания другой этиологии.

Контрольная группа включала 50 практически здоровых лиц, не имеющих заболеваний пищеварительной системы, сопоставимых по полу и возрасту с больными ХГС и ЯК.

Уровень каталазы в сыворотке крови определяли по оценке способности к преобразованию данным ферментом субстрата (пероксида водорода), образующего окрашенный комплекс с солями молибдата аммония (М.А. Королюк, 1988). Активность Г.П. определяли на фотометре по скорости окисления НАДФН в инкубационной пробе при длине волны 340 нм (Т.П. Вавилова и др., 2010). Для выявления полиморфных вариантов маркера rs1001179 гена САТ использовали аллель-специфическую ПЦР (ЗАО «Синтол», Москва) на амплификаторе Real-time CFХ-96 («Bio-Rad Laboratories Inc.», США). Для определения генотипов указанного гена у пациентов с ХГС и ЯК, а также здоровых доноров выделяли ДНК из цельной венозной крови, предварительно стабилизированной ЭДТА.

Статистическую обработку полученных данных проводили в программе Statistica 6.0. Для описания полученных количественных признаков, имеющих нормальное распределение, использовали среднее арифметическое (М) ± среднеквадратичное отклонение (SD). Количественную оценку линейной связи между двумя случайными величинами определяли с использованием ранговых коэффициентов корреляций Спирмена (r). Различия между выборками считали достоверными при р<0,05.

В ходе исследования выявлено, что уровень каталазы в группах пациентов с ХГС и ЯК достоверно ниже, чем у практически здоровых лиц (р<0,0001 для обоих сравнений). Отмечен также достоверно более низкий уровень ГП в обеих группах больных по сравнению с группой контроля (табл. 1).

В ходе корреляционного анализа выявлена достоверная прямая взаимосвязь активности АОФ между собой в группах пациентов с ХГС и ЯК (табл. 2).

Полученные нами данные о снижении уровня каталазы и ГП в сыворотке крови больных ХГС и ЯК, а также о наличии достоверной прямой корреляции между ними свидетельствуют об активации процессов СРО и накоплении в ткани печени и кишечника токсичных СР, что усугубляет эндогенную интоксикацию.

В настоящем исследовании мы проанализировали однонуклеотидную замену (SNP) в гене САТ (rs1001179) у 190 человек (50 доноров без хронических заболеваний печени и кишечника, 90 пациентов с ХГС и 50 больных ЯК). При исследовании полиморфизма rs1001179 гена САТ во всех исследуемых группах преобладал генотип G/G (табл. 3). В целом распространенность генотипов и аллелей гена САТ (rs1001179) у больных ХГС практически не отличалась от группы сравнения. Патологическая гомозигота А/А при ХГС имелась в 5% случаев, что достоверно не отличалось от группы контроля при доминантной модели наследования 13% (χ²=2,28; р=0,13). Распространенность гетерозигот G/А в группе здоровых составила 27%, в когорте больных ХГ.— 31% (χ²=2,29; р=0,32). Гомозиготы А/А не выявлены среди пациентов с ЯК (χ²=7,02; р=0,01), а распространенность гетерозигот G/А при доминантной модели наследования в этой группе составила 28%. Нормальные гомозиготы G/G в группах ХГС и ЯК встречались в 64 и 72% случаев соответственно, а в группе контроля — в 60%. Преобладающим в обеих когортах больных являлся мажорный аллель G, частота выявления которого в группе с ХГС составила 80%, в группе больных ЯК — 86%, а в группе здоровых — 73%. Как видно из табл. 3, не обнаружено достоверных различий по частоте выявления патологического минорного аллеля, А изучаемого маркера в группах больных ХГС и здоровых, которая составила при мультипликативной модели наследования соответственно 20 и 27% (χ²=1,08; р=0,3). В группе больных ЯК частота минорного аллеля, А оказалась значительно ниже и составила при мультипликативной модели наследования 14% (χ²=3,95; р=0,05).

Выявленные нами особенности генетического полиморфизма гена САТ (rs1001179) у пациентов с ХГС и ЯК не позволяют рассматривать минорный аллель, А как аллель риска развития данных нозологических форм. Во всех исследуемых группах преобладал генотип G/G. У больных ХГС и в контрольной группе выявлена одинаковая частота патологического аллеля А, а в популяции больных ЯК этот минорный аллель найден в меньшем числе случаев.

У больных ХГС минорный аллель, А демонстрировал достоверную обратную корреляцию с ферментом каталазой (r=–0,16; р=0,02) (см. рисунок). Кроме того, в группе больных ХГС выявлена обратная взаимосвязь минорного аллеля, А гена САТ (rs1001179) с ферментом ГП (r=–0,13; р=0,047).

Таким образом, выявленные у больных ХГС корреляции патологического аллеля, А с процессами синтеза ферментов каталазы и ГП позволяют сделать предположение о возможном влиянии полиморфизма rs1001179 гена САТ на механизмы регуляции АОС в печени. Перестройка промоторной области гена ведет к снижению продукции АОФ, активации процессов СРО и накоплению в ткани печени токсичных СР.

Полученные нами данные о снижении уровня каталазы и ГП в сыворотке крови больных ХГС и ЯК, а также наличие достоверной прямой корреляции между ними свидетельствуют о нарушении АОЗ у больных данной категории. В целом выявленные нами особенности генетического полиморфизма rs1001179 гена САТ у пациентов с ХГС и ЯК не позволяют нам рассматривать минорный аллель, А как аллель риска развития данных нозологических форм. Но наличие у больных ХГС достоверной корреляции патологического аллеля, А с процессами синтеза фермента каталазы и ГП позволяет сделать предположение о том, что полиморфизм rs1001179 гена CAT влияет на механизмы регуляции АОС в печени. Выявленные генетические особенности подтверждают предрасположенность к нарушению синтеза каталазы у больных ХГС и могут использоваться в качестве теста, прогнозирующего возможное развитие ОС у пациентов данной категории. Отсутствие взаимосвязи полиморфизма rs1001179 гена CAT и уровня АОФ у больных ЯК может быть обусловлено небольшой выборкой пациентов, что создает предпосылки для проведения дальнейших исследований.