Реферат: Особливості окислювального стресу та стан імунної системи у онкологічних хворих в залежності від методу та результатів лікування
Нами виявлено, що на доопераційному етапі активність iNOs та рівень стабільного метаболіту NO2 були знижені (на 11 та 25% відповідно). Рівень гормонів (кортизолу, адреналіну та норадреналіну) підвищився на 31, 43 та 28% відповідно.
Таким чином, отриманий фактичний матеріал свідчить про те, що у онкологічних хворих на доопераційному етапі окисний стрес розвивається за рахунок активації процесів ПОЛ (без участі ОМБ) на тлі практично повного виснаження АОС. Інтенсифікація процесів ПОЛ, а також зниження генерації NO сприяють активації симпатоадреналової і гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової систем і призводять до надмірного вивільнення катехоламінів і глюкокортикоїдів – адреналіну, норадреналіну, кортизолу (М.Г. Пшенникова, 2000).
Імунна система, яка є регуляторною системою організму, реагує напругою на появу злоякісної пухлини.
На доопераційному етапі спостерігалася активація факторів неспецифічного захисту, що проявлялося стимуляцією фагоцитозу (зокрема моноцитарної ланки), посиленням функціональної здатності (поглинальної та перетравної) й метаболічної активності (НСТсп) фагоцитів й супроводжувалося «респіраторним вибухом» і накопиченням вільних радикалів. Проте функціонально-метаболічний резерв нейтрофілів (НСТст) і бактерицидна активність крові залишалися зниженими, що свідчило про розлади фагоцитарної ланки імунної системи.
Разом з тим істотно змінювалася й специфічна реактивність організму, зокрема активність факторів клітинного імунітету. Спостерігалося зниження загальної кількості Т-лімфоцитів (CD3+ ) до (44,0±1,7)% порівняно з (65,2±2,1)% у групі донорів, ймовірно, за рахунок зменшення кількості Т-лімфоцитів з хелперною функцією (CD4+ ) і збільшення кількості Т-лімфоцитів із супресорною функцією (CD8+ ), а також NK-клітин (CD16+ і CD56+ ) – клітин із цитотоксичною активністю. Виявлений дисбаланс в імунорегуляторних субпопуляціях (CD4+ /CD8+ ) був «платформою» для подальшого розвитку пухлини. Стан хворих на доопераційному етапі можна розцінити як вторинний Т-клітинний імунодефіцит.
В цей же період відмічено збільшення рівня TGF-в, що, можливо, можна пояснити посиленням його синтезу стромальними клітинами пухлини (G.K. Wollenberg et al., 1987; L.C. Schwarz et al., 1988; M. Terzaghi-Howe, 1989; А.А. Фільченков та ін., 1994). На доопераційному етапі також виявлено підвищення концентрації FAS/APO-1, що свідчить про активацію апоптозу. Апоптоз відіграє подвійну роль: позитивну – самогубство клітин призводить до загибелі пухлинного антигену; негативну – самогубство клітин знижує вміст імунокомпетентних клітин, у чому ми також переконалися при дослідженні імунної системи.
У наших дослідженнях показано, що індукція апоптозу (CD95+ ) пов’язана з високим ступенем ушкодження ДНК і, ймовірно, ініціюється значним рівнем глюкокортикоїдів. Одночасна зміна показників TGF-в і CD95+ на доопераційному етапі у онкологічних хворих, ймовірно, свідчить про відношення TGF-в до процесів апоптозу, що підтверджується дослідженнями (C. Lafon et al., 1995, 1996; C. Mathieu et al., 1995), результати яких погоджуються з гіпотезою про більшу схильність злоякісних клітин до апоптозу порівняно з нормальними.
Надлишкова інтенсифікація процесів ВРО ліпідів з накопиченням токсичних продуктів (більшою мірою кінцевих), а також підвищена кількість фрагментованих білків у плазмі, ймовірно, є пусковим механізмом розвитку ендогенної інтоксикації. Відзначене підвищення вмісту молекул середньої маси –МСМ – (у плазмі в 1,9 рази, в еритроцитах в 1,7 рази порівняно з групою донорів) відбувалося за рахунок речовин катаболічного походження (продуктів розпаду клітин).
Таким чином, у онкологічних хворих на доопераційному етапі виявлені порушення окисного гомеостазу, що проявляються в активації процесів ПОЛ зі значним накопиченням початкових і кінцевих продуктів, виснаженні неферментативної ланки АОС, появі продуктів окисної деструкції білків і нуклеїнових кислот, збільшенні концентрації катехоламінів і глюкокортикоїдів, які сприяють розвитку метаболічної імунодепресії у вигляді розладу функції фагоцитарної ланки імунної системи і розвитку вторинного імунодефіциту, наявності вираженої ендогенної інтоксикації.
Виявлені нами різко виражені порушення в різних системах, у тому числі й метаболічній, що призводять до значних деструктивних змін і зумовлюють прогресування захворювання, ймовірно, виникли задовго до виявлення пухлини (встановлення діагнозу). Про це свідчить і те, що наші дослідження стосуються хворих, які вперше звернулися за допомогою на стадії T3 NхМ0 , у той час як на ранніх стадіях (T1 NхМ0 і T2 NхМ0 ) ці хворі в лікувальні установи не зверталися.
Треба думати, що організм або система, що функціонує за умов окисного стресу, у певних межах здатна до саморегуляції. Однак поступовий перехід від компенсаторно-пристосувальних реакцій до стійких незворотних змін гомеостазу виснажує її адаптивні можливості. Одним зі шляхів подолання неминучих негативних наслідків наявності пухлини для організму є розумне лікувальне втручання, тому що у онкохворих уже є порушення метаболізму, зумовлені наявністю злоякісної пухлини.
У хворих 3-ї групи в ранньому післяопераційному періоді (1-й, 7-й день) відзначалося різке підвищення рівня початкових продуктів ПОЛ (Д232 у 2,6 і 5,3 раза; Д273 відповідно у 14,7 і 13,6 рази відносно показників донорів) із приєднанням на 7-й день кінцевих продуктів – ШО. Антиоксидантний захист
у 1-й день був недостатньо ефективний (рівень усіх досліджених нами показників АОС був знижений), тоді як на 7-й день АОС здійснювалася, ймовірно, за рахунок компенсаторного підвищення активності каталази, яка була у 2,3 раза вищою за норму. Інтенсифікація процесів спонтанної ОМБ проявлялася незначним збільшенням рівня альдегідних груп (в 1,2 раза вище за норму), у відповідь на стимуляцію інтенсифікація ОМБ була відсутня, що свідчить про зниження адаптаційно-резервних можливостей. Ступінь спонтанної фрагментації білків був збільшений, що проявлялося у підвищенні вмісту альдегідних груп (на 400 і 500% відповідно). Ступінь стимульованої фрагментації білків виявився нижчим за показники донорів і доопераційні. Надмірна активація ПОЛ, а також генерація NO (про що свідчить висока активність iNOs і збільшення рівня NO2 ) вплинули на ушкодження ДНК, що підтверджується збільшенням рівня 8-гідроксигуанозину в сечі (в 1,7 і 14,5 раза відповідно порівняно з показниками донорів).
На 21-й день (початок променевої терапії) виявлено неконтрольоване збільшення рівня початкових (Д232 і Д273 ) і одного з кінцевих (ШО) продуктів ПОЛ на тлі практично повного виснаження антиоксидантного потенціалу (винятком була каталаза, активність якої була компенсаторно збільшеною), що свідчило про процеси термінової, «аварійної» адаптації організму, яка є досить марнотратною і пов’язана з впливом іонізуючого випромінювання (В.А. Барабой, 1995).
На 30-й день ми спостерігали реактивне пригнічення ПОЛ (зменшення вмісту початкових продуктів), що, ймовірно, пояснюється одночасною дією декількох складових – тривалим впливом променевого та інших стресових факторів (В.А. Барабой, 1995), різким зниженням метаболічної активності нейтрофілів, гіперпродукцією NO і збільшенням рівня Cpl і активності каталази.
Повторна активація процесів ПОЛ, відзначена через 6 міс, проявлялася у підвищенні вмісту початкових продуктів (Д232 в 1,8 і Д273 в 2,3 раза) на тлі захисту неферментативним антиоксидантом – спостерігалося збільшення рівня вітаміну А. Таким чином, відбувалася компенсаторна перебудова АОС у зв’язку з пригніченням активності каталази, тоді як рівень кінцевих продуктів залишався підвищеним.
До кінця 1-го року активація ПОЛ проявлялася у збільшенні рівня одного з початкових продуктів (Д232 ) і стримувалася високим рівнем вітаміну А і Cpl.
У хворих 3-ї групи протягом усього періоду дослідження відзначалася інтенсифікація процесів спонтанного ВРО білків у вигляді збільшення в 1,4 раза вмісту альдегідних груп (що є раннім маркером окисної деструкції білків) і з 30-го дня – в 1,3 раза – кетонних груп, що є пізнім маркером окисної деструкції білків. Все це свідчить про посилення деструкції білків у результаті променевої терапії. Максимальна інтенсифікація процесів стимульованої ОМБ відзначалася через 3 міс (у вигляді перевищення показників норми для альдегідних груп в 1,4 раза й для кетонних – в 1,2 раза) без нормалізації показників до кінця 1-го року.
Протягом усього періоду дослідження виявлялося збільшення ступеня фрагментації спонтанно окислених білків у вигляді підвищення вмісту альдегідних груп, але якщо на допроменевому етапі (1-й і 7-й день) показник перевищував норму на 400 і 500%, то починаючи з 21-го дня й до кінця
1-го року перевищення становило 200%. Ступінь фрагментації спонтанно окислених білків (вміст кетонних груп) був збільшений з 21-го дня й до кінця
1-го року в середньому на 300%.
Ступінь фрагментації стимульовано окислених білків був збільшений, судячи за вмістом альдегідних і кетонних груп, з 30-го дня й до 6-го місяця у 2 рази з тенденцією до нормалізації до кінця 1-го року.
Максимальне збільшення рівня 8-гідроксигуанозину в сечі (у 43 рази) відзначено через 3 міс, що також було наслідком курсу променевої терапії, а можливо, й конформаційних змін Cpl, що призводять до розриву ланцюгів ДНК (Т.П. Вавилова с соавт., 2005).
Протягом усього періоду дослідження відзначалося збільшення активності iNOs і рівня стабільного метаболіту NO2 з максимальним підвищенням показників донорів на 30-й день – на 179 і 156%, що, ймовірно, вплинуло на зниження активності процесів ПОЛ у цей же період. Через 6 міс і 1 рік відзначено збільшення активності iNOs і зниження рівня NO2 , що непрямо свідчило про утворення пероксинітриту, який призводить до пошкодження ДНК (і що можна розцінити як показник індукції неоплазій), внаслідок чого рівень 8-гідроксигуанозину в сечі збільшився й перевищив показники груп порівняння у 20,5 і 15,0 разів.
У хворих 3-ї групи оперативний вплив (а також променевий стрес) проявлялися як загальними, так і специфічними змінами з боку ендокринної системи. Найбільш загальним проявом стресу є мобілізація нейрогуморальних систем підтримки гомеостазу (симпатоадреналової і гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової). Одним із сигналів до запуску стрес-реакції організму була інтенсифікація процесів ПОЛ (Л.Н. Курганова, 2001).
У ранньому післяопераційному періоді (1-й, 7-й день) проявом стресу стало максимальне збільшення рівня норадреналіну на 1-й день, кортизолу й адреналіну – на 7-й. Повторне збільшення рівня кортизолу виявлено через 30 днів і 3 міс (в 1,6 і 1,7 раза відносно донорів) і не змінювалося значно довше, що, можливо, свідчило про стійку «довгострокову адаптацію» й характеризує високу резистентність до стресу, яка сформувалася в результаті повторних його впливів (Ф.З. Меерсон, 1985; Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1998), а, можливо, зумовлено окисною деструкцією білків рецепторного апарату клітин (Е.Ю. Дубинина, 2000).
Повторний максимальний підйом рівня адреналіну, який був на 193% вищий за показники донорів, відзначено на 21-й день, що, ймовірно, пов’язано з впливом променевої терапії, з подальшим зниженням на 30-й день (показники донорів були вищими лише на 31%) і збереженням на тому ж рівні до кінця 6-го місяця. До кінця 1-го року відзначено тенденцію до нормалізації. Виявлено динаміку вмісту адреналіну, ймовірно, зумовлену впливом гіперпродукції iNOs і NO2 (максимальне збільшення на 30-й день), що обмежує активність симпатоадреналової системи за рахунок зниження викиду катехоламінів наднирниками (M. Torres et al., 1994). Рівень норадреналіну повторно підвищувався на 30-й день і 3-й місяць. Через 1 рік він практично відповідав нормі, тоді як рівень кортизолу був на 43% вищий за норму. Ймовірно, високий рівень глюкокортикоїдів обмежує активність норадреналінової ланки стрес-системи, знижуючи синтез, вивільнення й зворотне захоплення норадреналіну в симпатичних нейронах (Е.А. Юматов, 1986; И.Ю. Малишев с соавт., 1998), що підтверджується його динамікою протягом 1-го року та наявністю негативного взаємозв’язку кортизол–норадреналін (r=–0,5).
Виявлені зміни вмісту катехоламінів, незважаючи на їхній адаптивний характер, відображують пошкодження нейрогуморальної регуляції, які порушують умови функціонування імунокомпетентних клітин та їхню участь у захисних реакціях організму (Ю.И. Шилов, Е.Г. Орлова, 2000; Ю.І. Шилов та співавт., 2001, 2003; Ju.I. Shilov, E.G. Orlova, 2003).
Імунна система у хворих 3-ї групи активно реагувала на післяопераційний стрес. На 1-й і 7-й день відзначено зниження функціональної й метаболічної активності нейтрофілів на 30-й і 120-й хвилині, тоді як функціональна активність моноцитів була різко збільшеною, що підтверджено наявністю негативного взаємозв’язку ФЧМ30–ФЧН30 (r=–0,8). Поглинальна й перетравна здатність як нейтрофілів, так і моноцитів на 30-й і 120-й хвилині перевищувала показники донорів. Бактерицидна активність ще з доопераційного періоду залишалася зниженою. На 21-й день показники нейтрофільної ланки на 30-й і 120-й хвилині залишалися незміненими, тоді як з боку моноцитів відзначено зниження функціональної активності й різке зменшення перетравної здатності на 30-й хвилині, тобто виявлено порушення процесів переробки й подання антигену та зниження кількості клітин, спеціалізованих на цій функції (Ю.Д. Ляшев, 2000). Можливо, подібне зниження активності факторів неспецифічної резистентності є необхідною умовою й виконує роль сигналу до подальшого включення адаптаційних процесів, спрямованих на компенсацію порушень (Н.М. Калинина с соавт., 2005).
При подальшому дослідженні (з 30-го дня й до кінця 1-го року) динаміка показників нейтрофільної ланки свідчила про поступову нормалізацію поглинальної здатності, перетравна ж здатність залишалася низькою. У цей же період кількість моноцитів різко збільшувалась з повною нормалізацією поглинальної здатності, тоді як перетравна здатність залишалася зменшеною, що свідчило про незавершеність фагоцитозу. Зниження метаболічної активності нейтрофілів (НСТсп) відзначалося з 7-го дня, а максимальним воно було на 30-й день (в 1,3 раза), що, ймовірно, стало реакцією на променеву терапію. На 6-й місяць і 1-й рік показник відповідав такому у донорів, що свідчило про відновлення окисного потенціалу клітини. У той же час функціонально-метаболічний резерв (НСТст) був знижений протягом усього періоду дослідження, не досягаючи нормальних показників до кінця 1-го року.
До початку курсу променевої терапії неспецифічна резистентність організму була частково збереженою за рахунок функціонування моноцитарної ланки, тоді як функціональна активність нейтрофільної ланки була зниженою ще до початку лікування й збільшувалася під впливом променевої терапії. Це призвело до практично повного виснаження функціональної активності нейтрофільної ланки й до кінця 1-го року – функціонально-метаболічного резерву, тобто спостерігалися явища незавершеного фагоцитозу (нейтрофільна ланка), зменшення функціонально-метаболічного резерву нейтрофілів і активності бактерицидної системи.
На 1-й і 7-й день відзначено різке зниження показників Т-клітинної ланки імунної системи: зменшення як загальної кількості Т-лімфоцитів (CD3+ ), так і кількості субпопуляцій Т-лімфоцитів з хелперною (CD4+ ) і супресорною (CD8+ ) функціями, що, ймовірно, в основному пояснюється високим рівнем норадреналіну й адреналіну, які спричинюють імунодепресивну дію (W. Knapp et al., 1980; S.D. Litwin et al., 1981; E.M. Levy et al., 1984; Г.В. Порядин с соавт., 1985; Б.А. Фролов, 1987).