Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема острого панкреатита является одной из сложных в современной гастроэнтерологии. Среди хирургических заболеваний органов брюшной полости панкреатит занимает третье место после острого аппендицита и острого холецистита, что составляет свыше 9% от числа больных с острыми хирургическими заболеваниями органов брюшной полости [Савельев В. С. и др., 1983; Богер М. М., 1984; Вискунов В. Г., 1995J. Актуальность его изучения обусловлена не только частотой встречаемости, но и ростом числа заболеваний, тяжестью течения, сложностью терапии и высокой летальностью. Общая летальность при панкреатите, несмотря на применение современных методик консервативного и оперативного лечения, остается очень высокой и составляет 15% при легких, и 40-70% при деструктивных формах. [Филипенко П. С, 1983; Вискунов В. Г., 1995]. Современные представления о патогенезе этого заболевания позволяют рассматривать острый панкреатит как токсическую энзимопатию. Пусковым механизмом раззития этого заболевания служит высвобождение из ацинарных клеток поджелудочной железы активированных панкреатических ферментов, обычно присутствующих в виде неактивных проферментов [Бэнкс П. А., Лащевкер В. М., 1978; Савельев В. С. и др., 1988]. Наиболее частой причиной гибели больных острым панкреатитом в первые дни заболевания является эндогенная интоксикация, обусловленная массивной ферментемией и сопровождающаяся усилением процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) с развитием циркуляторного гиповолемического шока, отека головного мозга, острой печеночной и почечной недостаточностью [Бэнкс П. А., 1982]. С одной стороны, патогенез эндогенной интоксикации окончательно не изучен. С другой - до сих пор в литературе нет попыток подробного изучения происходящих изменений в детоксикационной системе организма, хотя общепризнано, что при этой патологии снижается детоксикационная функция организма [Бэнкс П. А., 1982; Савельев В. С. и др., 1983; богер М. М., 1984; Владимиров В. Г., Сергиенко В. И., 1986]. Большинство детоксицирующих реакций у человека и животных осуществляется микросомальной монооксигеназной системой печени (МОС), участвующей в первой фазе метаболизма ксенобиотиков. Монооксигеназы локализованы в зндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов. Эти ферменты выполняют важнейшие функции, связанные с биотрансформацией как эндогенных соединений (стероидов, простагландинов, гормонов и др.), так и экзогенных соединений (лекарств, канцерогенов, анестетиков и др.). Ферменты микросомальной монооксигеназной системы печени снижают липидорастворимость чужеродных соединений и облегчают их элиминацию. Ключевую роль в связывании молекул различных соединений и активации кислорода в реакциях монооксигеназного типа играет терминальный компонент этой системы цитохром Р450, на долю которого приходится до 20% всего белка микросомальной фракции печени [Estabrook R. W., 1971]. Среди монооксигеназ наиболее значимыми являются игофорг/ы 1А, 2В и 2С подсемейства. Цитохром Р450 1А подсемейства метаболизирует многие канцерогенные и токсичные соединения, а также участвует в катаболизме гормонов, в частности, эстрогенов [Гуляева Л. Ф. и др., 1994]. В метаболизме
ряда лекарственных препаратов (циклофосфамид, лидокаин, барбитураты)
участвуют CYP 2В и CYP2C [Hietanen Е. et al., 1986, Гуляева Л. Ф. и др., 1S94].
При введении в организм разнообразных по своей химической структуре и
биологической активности чужеродных соединений может происходить
обратимое повышение активности монооксигеназ. В основе этого явления
лежит генетическая индукция монооксигеназ [Bresnick Є., 1978; Ляхович В. В.,
Цырлов И. Б., 1981; Nebert D. W., Gonzalez F. J., 1987]. Среди ксенобиотиков -
индукторов особое место занимают вещества так называемого
«фенобарбиталового» типа (наркотические, снотворные,
противовоспалительные и другие лекарственные средства), а также индукторы «метилхолантренового» типа, к которым относятся канцерогенные полициклические ароматические углеводороды. Имеются соединения, относящиеся как к метилхолантреновому, так и к фенобарбигаловому типу, индуцирующие многие изоформы цитохрома Р450. К таким соединениям относится Арохлор 1254. С помощью индукторов можно повышать активность ряда ферментов МОС, что будет ускорять метаболизм ксенобиотиков, происходящий с участием этих ферментов. Дальнейшая биотрансформация ксенобиотиков может идти с вовлечением ферментов второй фазы метаболизма ксенобиотиков. Основным ферментом этой фазы является глютатион S-трансфераза, которая вовлечена в детоксикацию электрофильных алкилирующих агентов, и продуктов ПОЛ (Wang W., Ballatori N., 1998]. Основная ее функция заключается в катализе конъюгации гидрофобных соединений с трипептидом глютатионом. Глютатион S-трансферазы (ГБТ) представляют собой семейство изоферментов, способных катализировать перенос глютатиона на большое число электрофильных соединений, как экзогенной, так и эндогенной природы. Активность этого фермента при остром панкреатите не изучалась.
При лечении больного с острым панкреатитом применяется большое количество разнообразных лекарственных препаратов, которые, в конечном счете, метаболизируются в печени. Ввиду снижения детоксикационной функции печени, метаболизм применяемых лекарственных препаратов будет меняться. В настоящее время состояние ферментов первой и второй фазы метаболизма чужеродных соединений в печени при остром панкреатите остается неизученным; нет данных об исходном уровне активности TST и ферментов МОС и их динамическом изменении при этой патологии. В связи с этим, представляется актуальным изучение этого аспекта, так как с одной стороны, позволяет охарактеризовать состояние ферментоз первой и второй фазы метаболизма ксенобиотиков печени, дополняя таким образом, картину патогенеза панкреатита, с другой стороны, - изменяет подходы к лекарственной терапии при этом заболевании. Функциональное состояние печени, способность ее к индукции при остром панкреатите также остается неисследованным. Коррекция детоксикационной функции печени может играть важную роль в течении и исходе этого заболевания.
Цель настоящей работы: исследовать ферменты системы метаболизма ксенобиотиков в печени при остром панкреатите.
Для достижения цели требовалось решение следующих задач: 1. Исследовать активность ферментов систем метаболизма ксенобиотиков 1 фазы (цитохрома Р450):1А1, 1А2, 2В1, 2С6 и 2 фазы (глютатион S-
трансферазы) в печени крыс в ранние (2 и 4 сутки) и отдаленные (10 сутки) сроки острого экспериментального панкреатита;
2. Изучить индуцирующее действие фенобарбитала и Арохлора 1254 на
ферменты 1 -ой и 2-ой фазы метаболизма ксенобиотиков в печени при остром
панкреатите;
3. Оценить активность ферментов 1-ой и 2-ой фазы метаболизма
ксенобиотиков в печени в отдаленные сроки течения заболевания после
отмены индуктора;
-
Исследовать активность аминотрансфераз: АЛТ и ACT в плазме крови и активность ферментов метаболизма ксенобиотиков 1 фазы (цитохрома Р450): 1А1,1А2.2В1, 2С6 в печени больных с острым панкреатитом.
-
Изучить изменения содержания продуктов перекисного окисления липидов и а-токоферола в ткани поджелудочной железы и плазме в первый день заболевания и содержание продуктов перекисного окисления липидов в микросомальной и цитозольной фракции печени в ранний и поздний периоды острого панкреатита;
-
Оценить динамику морфологических изменений в печени и поджелудочной железе на фоне острого экспериментального панкреатита при введении индуктора в ранние и поздние сроки заболевания.
Научная новизна работы. Впервые исследована активность ряда изоформ цитохрома Р450 печени при остром панкреатите. Показано, что при этой патологии активность таких ферментов как CYP1A1, CYP1A2, CYP2B1, CYP2C6 значительно снижена в ранние сроки заболевания, в более поздние сроки намечается тенденция возвращения их активности к контрольному уровню.
Установлено, что при введении индукторов МОС на фоне патологии поджелудочной железы эффект индукции был выше, чем в контрольных случаях. Впервые исследована активность фермента второй фазы метаболизма ксенобиотиков - глютатион S- трансферазы (ГЗТ) печени животных, больных панкреатитом, и показано повышение ее содержания в ранние (2-4 день) сроки заболевания. Введение индукторов (Арохлора 1254 или фенобарбитала) больным панкреатитом животным снижает содержание
rsr.
Впервые прослежены морфологические изменения в печени и поджелудочной железе одновременно с биохимическими исследованиями некоторых ферментов детоксикационной системы печени при остром панкреатите. Выявлено, что введение фенобарбитала при остром панкреатите снижает интенсивность деструктивных изменений в поджелудочной железе.
Проведено изучение динамики изменений перекисного окисления липидов в ткани поджелудочной железы в первые сутки заболевания. Выявлено, что в первые часы заболевания острым панкреатитом в поврежденном органе наблюдается как интенсификация ПОЛ, так и активация компонентов антооксидантной системы.
Практическая ценность работы. Усиление перекисного окисления липидов в поджелудочной железе в ранние сроки, свидетельствующее о повышении концентрации активных форм кислорода, возможно, играет пусковую роль в раннем вовлечении печени в патологический процесс. Это указывает на необходимость применения экстракорпоральных методов
детоксикации в первые сутки заболевания как для предупреждения повреждения печени, так и для снижения содержания эндогенной интоксикации. Результаты, полученные на экспериментальных животных, говорят в пользу того, что некоторые индукторы монооксигеназной системы, в частности фенобарбитал, можно предложить в комплексном лечении панкреатита у пациента. Определение активности ферментов МОС и TST в клинической практике позволит оценить изменения в системе метаболизма ксенобиотиков при остром панкреатите, что указывает на возможность коррекции лекарственной терапии.
Положения выносимые на защиту:
-
В ранние сроки заболевания острым панкреатитом наблюдается более чем 60% снижение активности ферментов первой фазы метаболизма ксенобиотиков: 1А1, 1А2, 2В1, 2С6.
-
Острый панкреатит сопровождается более, чем 2-х кратным повышением активности фермента второй фазы метаболизма ксенобиотков - глютатион S-трансферазы в печени крыс.
3. В ткани поджелудочной железы в первые часы острого панкреатита наблюдается активизация как процессов перекисного окисления липидов, так и факторов антиоксидантной защиты. В печени процессы перекисного окисления липидов не активируются.
4. Введение индукторов микросомальной монооксигеназной системы
(Арохлора 1254 и фенобарбитала) крысам с острым панкреатитом не только
сохраняет индуцибельность цитохрома Р450, но и повышает ее.
-
Активность глютатион S-трансферазы печени при введении индукторов (Арохлора 1254 и фенобарбитала) на фоне острого панкреатита снижается более чем на 80%.
-
Введение Арохлора 1254 в ранние сроки острого панкреатита снижает степень морфологических изменений в печени, а фенобарбитала -интенсивность воспаления в поджелудочной железе.
Апробация работы. Результаты работы доложены на международном симпозиуме «Проблемы лимфологии и эндоэкологии» [Новосибирск, 1998]; на конференции « Новые технологии в хирургии», [Новосибирск, 1999]; на межлабораторном семинаре Института молекулярной биологии и биофизики СО РАМН.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ.
Обьем и структура диссертации. Диссертация изложена на 136 страницах, содержит 14 таблиц и 21 фотографии. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, обсуждения и заключения, выводов и списка литературы, содержащего 134 отечественных и 160 зарубежных источников.