Острый панкреатит ОП является одной из наиболее актуальных проблем хирургической гастроэнтерологии. Патогенез заболевания сложен. Комбинация нескольких пусковых факторов становится причиной начальной внутриацинарной активации панкреатических ферментов, вызывающих аутокаталитическую деструкцию поджелудочной железы (ПЖ) [1;2;3].
Каскад патологических системных реакций, приводящих к формированию полиорганной недостаточности, как в ранние сроки заболевания, так и в фазу постнекротических и септических осложнений, реализуется через выделение в кровь широкого спектра «универсальных» провоспалительных медиаторов (цитокины, простагландины, лейкотриены), вазоактивных субстанций (брадикинин, калликреин-кининовая система), лизосомальных ферментов [1;4;5]. Выход в цитоплазму клеток поджелудочной железы высокоактивных ферментов лизосом, в конечном итоге, приводит к тяжелым нарушениям клеточного метаболизма [1;2].
Полиеновые липиды биомембран являются наиболее вероятной мишенью для кислородных радикалов, гидролитических ферментов лизосом. Однако образующиеся липидные радикалы, высокоактивные ферменты лизосом, как и активные формы кислорода, могут атаковать и другие молекулы биополимеров - белков и нуклеиновых кислот. В возникновении повреждений такого рода важную роль играют не только первичные (диеновые конъюгаты (ДК)), но и промежуточные продукты свободнорадикального окисления липидов - малоновый диальдегид (МДА) и шиффовы основания [6]. При интенсификации свободно - радикального перекисного окисления липидов, происходит подавление гликолиза и разобщение окислительного фосфорилирования и окисление нуклеиновых кислот. Развивается конверсия микросомального цитохрома Р450 в неактивную форму Р420, окисление белковых тиолов до дисульфидов, ингибирование активности ряда мембраносвязанных ферментов.
Цель и задачи: изучить зависимость изменения активности β-галактозидазы, кислой фосфатазы, концентрации диеновых конъюгатов ненасыщенных жирных кислот и малонового диальдегида (МДА) от сроков развития и формы острого панкреатита.
Методы исследования: Объектом исследования были 48 больных различными формами острого панкреатита (ОП) в возрасте 29 - 60 лет. Соотношение мужчин и женщин было 56,4% и 43,6% соответственно. Все больные обращались за медицинской помощью из-за внезапно возникшей и нарастающей во времени опоясывающей боли в эпигастрии, которая развивалась после обильного употребления крепкого алкоголя, мяса и животного жира. Диагноз заболевания устанавливали на основании жалоб, данных анамнеза и объективного исследования, определения билирубина сыворотки крови, активности амилазы, трансаминаз (АлАТ, АсАТ), УЗИ гепатопанкреатодуоденальной зоны, а в ряде случаев лапароскопии. Желтуха развивалась у 16,8% больных, ее причиной были диффузные изменения паренхимы печени, увеличенная головка поджелудочной железы до 35-40 мм, конкрементов в желчевыводящих путях не было.
Для изучения активности ферментов лизосом и концентрации ДК и МДА в плазме крови больные были разделены на две группы: в первую группу вошли 36 пациентов с отечной формой острого панкреатита, во вторую - 12 больных с панкреонекрозом. Контролем служила сыворотка крови 26 доноров, не страдающих аллергией и желудочно-кишечными заболеваниями.
Кровь для исследования брали шприцем, смоченным гепарином 5000 Ед /мл, в момент поступления в стационар и в день выписки. Образцы крови хранили до исследования в герметично укупоренных флаконах при температуре - 75° С.
Экстракцию ДК проводили гептан-изопропанолом при рН 7,6 (Стальная И.Д., 1997). В контрольную пробу вместо суспензии исследуемого образца вносили 1 мл 0,1 М фосфатного буфера. Содержание диеновых конъюгатов в изопропанольной фракции рассчитывали по (Волчегорский И.А. с соавт., 1989).
Содержание МДА определяли по методу Asakava T, Matsushita S. (1979) с дополнениями Гаврилова В.Б., Гавриловой А.Р., Мажуль М.М. (1987), позволяющему исключить влияние гемоглобина и других веществ нелипидной природы на результаты реакций. Для полного распада образовавшихся гидроперекисей липидов и предотвращение дальнейшей спонтанной индукции ПОЛ в аэробных условиях в реакционную смесь добавили 10-2 м ионола, 0,025мл 5% соли Мора (реакция идет в присутствии Fe2+). Бутанольную фракцию спектрофотометрировали при 535 нм. Количество МДА определяли в пересчете на содержащиеся в исследуемых образцах общие липиды, используя коэффициент миллимолярной экстинкции, равный 1,56 - 105, м-1 см-1, и выражали в мкмолях на 1 мг общих липидов [7;8;9].
Общую активность кислой фосфатазы проводили по методу De Duve с соавт., (1955) с учетом рекомендаций Barrett A.Y (1972). Активность фермента пересчитывали на неорганический фосфор (1972). Определение общей активности β-галактозидазы проводили по методу Barrett A.Y. (1972) с незначительными модификациями, используя в качестве субстрата
4-нитрофенол-β-Д-галактопиранозид [10].
Полученные данные обработаны статистически с использованием критериев Стьюдента (простого, парного, с поправкой Бонферрони). Каждый результат представлен в виде среднего арифметического (М), ±m - стандартная ошибка среднего арифметического (М±m).
Результаты и их обсуждение: клиническая оценка свободнорадикального окисления липидов проводилась при обследовании больных с различными формами ОП в остром периоде заболевания и при выписке из стационара. Так у пациентов с отечной формой ОП в первые часы развития заболевания отмечалось значительное усиление свободнорадикальных процессов. При исследовании в сыворотке крови концентрации первичных продуктов (ДК) ПОЛ, мы обнаружили статистически значимое увеличение ДК. Их уровень значительно повышался в остром периоде заболевания с 75,503±0,609 ммоль/мг общих липидов (доноры) до 119,075±1,05 ммоль/мг общих липидов (р<0,001) в момент поступления в стационар.
При поступлении в стационар больных с отеком поджелудочной железы (ПЖ) в плазме крови была обнаружена повышенная концентрация МДА, но увеличение концентрации МДА не достоверно, (р<0,1). Деструктивный процесс в ПЖ сопровождается ростом концентрации в плазме крови промежуточного продукта перекисного окисления липидов (ПОЛ) - МДА. Так, уровень МДА увеличивается с 0,545±0,011 ммоль/мг общих липидов (доноры) до 0,778±0,015 ммоль/мг общих липидов (р<0,001).
При сравнении показателей концентрации МДА у больных панкреонекрозом на момент госпитализации с уровнем МДА у больных с отечной формой ОП, обнаружено, что содержание МДА в плазме крови превышает нормальные значения в 27 раз, а уровень МДА больных с отеком ПЖ в 9 раз.
При переходе заболевания в фазу клинической ремиссии у больных с отеком поджелудочной железа наблюдалось достоверное снижение активности процессов ПОЛ на что указывает динамика изменений содержания в плазме крови ДК и МДА. При этом концентрация ДК снижаясь, приближалась к показателям здоровых лиц (соответственно 86,211± 1,008 и 75,503±0,609 ммоль/мг общих липидов, р<0,01). Подобные ДК изменения наблюдались и со стороны МДА, уровень которого понизился до 0,518±0,0064 (р>0,05).
Таким образом, у больных различными формами ОП отмечалось значительное нарастание процессов ПОЛ. Появление условий для пероксидации клеточных мембран со значительным повышением содержания в плазме крови первичных продуктов ПОЛ - ДК и диенкетонов и незначительное увеличение МДА у больных с отеком поджелудочной железы, возможно, связано с сопряжением процессов ПОЛ на начальных этапах повреждения органа утилизацией липидов в качестве субстратов дыхания в митохондриях за счет усиления их окисления и фосфорилирования. Эта перестройка процессов ПОЛ у пациентов с отеком поджелудочной железы является эффективной и целесообразной в предупреждении нарушений энергетических реакций в поджелудочной железе при окислительном стрессе. У больных же с деструктивным панкреатитом, метаболизм гидроперекисей липидов принимает неконтролируемый свободнорадикальный характер с образованием высокотоксичных конечных продуктов ПОЛ. Некомпенсированное усиление процессов ПОЛ у пациентов с деструктивным панкреатитом, очевидно, приводит к нарушению мембранных структур как наиболее чувствительных к действию АФК. В частности, супероксидный анион-радикал, образующийся в эритроцитах при окислении оксигемоглобина в метгемоглобин, способен инициировать перекисное окисление полиненасыщенных жирных кислот не только эритроцитарной мембраны, но и паренхиматозных органов.
Анализируя показатели активности лизосомальных ферментов больных с отеком поджелудочной железы при поступлении в стационар (фаза энзимной токсемии) мы обнаружили, что активность (по сравнению с периодом выписки из стационара) кислой фосфатазы (соответственно 0,401±0,022 и 0,270±0,021 ммоль/мин/мг белка р<0,001) и β-галактозидазы (соответственно 1,070± 0,046 и 0,780±0,029 ммоль/мин/мг белка р<0,01) была выше, чем при выписке. Попытка найти определенную взаимосвязь между активностью лизосомальных ферментов, амилолитической активностью сыворотки крови и степенью выраженности морфологических изменений в поджелудочной железе была безуспешной (r=0,094, р<0,5)
Во второй группе больных (панкреонекроз) при поступлении в стационар, мы обнаружили резкое увеличение базальной активности кислой фосфатазы и β-галактозидазы (р<0,01). Активная консервативная терапия способствовала стиханию воспалительного процесса в поджелудочной железе и снижению активности исследуемых лизосомальных ферментов в крови. Однако, несмотря на лечение, активность кислой фосфатазы и β-галактозидазы в момент выписки из стационара была выше, чем у доноров (р>0,01).
Таким образом, при корреляционном анализе выявлена прямая (r=+0,807) достоверная (р<0,05) связь между величиной гиперферментемии и вариантами течения острого панкреатита и его клиническими и лабораторными характеристиками, такими, как длительность болевого синдрома в острой стадии болезни, степенью выраженности резорбционно-некротического синдрома. При этом корреляционная связь повышалась по мере увеличения риска неблагоприятного течения панкреатита. Перестройка лизосомального аппарата клеток поджелудочной железы в ответ на ее повреждение от биологически целесообразной, адаптивной в первой группе больных, до повреждения лизосом и возникновения патологических изменений в органе во второй группе, возможно, обусловлено нарушениями микроциркуляции в органе. Динамика активности лизосомальных ферментов достаточно точно отражала характер клинического течения заболевания. Вместе с тем ферменты лизосом, попавшие в циркуляцию, сами, включаясь в цепной цитолитический процесс, вызывали неблагоприятные патологические изменения в виде активации процессов свободнорадикального окисления липидов в мембранах. Однако выраженность процессов перекисного окисления липидов в крови достоверно зависело от тяжести заболевания и концентрации лизосомальных ферментов. Если у больных с отеком ПЖ процесс ПОЛ завершался на стадии зарождения цепей с утилизацией первичных продуктов ПОЛ на стадии образования промежуточных продуктов, то у больных с деструктивным процессом он принимал цепной свободнорадикальный характер с образованием промежуточных продуктов ПОЛ (МДА).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Филипенко, П.С. Механизмы повреждения и защиты поджелудочной железы при остром панкреатите : автореф. дис. ... д-ра мед. наук / П.С. Филипенко. - Ставрополь, 1996. 327 с.
- Масанский, Ю.С. Роль лизосом в механизмах повреждения и защиты печени при панкреатогенном эндотоксикозе : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Ю.С. Масанский. - Ставрополь, 2004.143 с.
- Титоренко, М.В. Влияние α-токоферола и эмоксипина на кислородзависимые процессы в печени при остром панкреатите : автореф. дис. ... канд. мед. наук / М.В. Титоренко. - Ставрополь, 2005. 127 с.
- Драпеза, Е.М. Роль лизосом в механизмах повреждения и защиты миокарда при панкреатогенном эндотоксикозе : автореф. дис. ... канд. мед. наук / Е.М. Драпеза. - Ставрополь, 2002. 137 с.
- Филипенко, П.С. Изменение концентрации диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в миокарде животных с острым панкреатитом / П.С. Филипенко, Г.С. Ивченко и др. // Научные труды VI Международной научно-практической конференции «Здоровье и образование в XXI веке». - М., - 2005. - с 492.
- Черданцев, Д.В. Диагностика и лечение окислительного стресса при остром панкреатите / Д.В. Черданцев, Ю.С. Винник, Э.В. Каспаров и др. - Красноярск, 2002. - 147 с.
- Asakava, T. Tiobarbiture Heid Test for Detecting Lipid Peroxides / T. Asakava, E. Matsushita // Lipids. - 1979. - vol. 14. - P. 401-406.
- Гаврилов, В.Б. Анализ методов определения продуктов перекисного окисления липидов в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой / Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуль М.М.// Вопр. мед. химии. - 987. - №1. С.118-121.
- Lowry O.N., Rosebrough N.J., Farr A.L., et all. Protein measurement with the folin phenol reagent. Ibid.-1951.- VoU93.-p.265-275.
- Barret A.I. Lysosomal enzymes. Jn: Lysosomes a laboratory hand-book. Ending. g. T. Dingle North-Holland Ribl. Co. Amsterdam, London, 1972, - ch. 2. - p. 46-136.