Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обмен биогенных аминов и состояние свободнорадикального окисления при алкогольном делирии и вирусном гепатите С (обзор литературы) 14
1.1 Нарушения обмена биогенных аминов в патогенезе алкогольного делирия 14
1.2 Факторы формирования окислительного стресса при алкогольном делирии ... 22
1.3 Гепатотоксичность этанола как индуктора развития алкогольных психозов 28
1.4 Окислительный стресс у больных с вирусным гепатитом С 30
1.5 Окислительный стресс у больных алкоголизмом с сопутствующим вирусным гепатитом 33
Глава 2 Материалы и методы исследования 36
2.1 Дизайн исследования, характеристика обследованных пациентов 36
2.2 Биохимические методы исследования 39
2.3 Статистический анализ результатов 47
Глава 3 Результаты и обсуждение 48
3.1 Соотношение между уровнем кортизола, показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с алкогольным делирием 50
3.2 Соотношение между уровнем кортизола, показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с типичным алкогольным делирием 55
Соотношение между показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с тяжелым алкогольным делирием 60
Соотношение между показателями обмена биогенных аминов и оказателями свободнорадикального окисления у больных вирусным гепатитом С 63
Соотношение между показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с типичным алкогольным делирием с сопутствующим ВГС 66
3.6 Соотношение между показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с тяжелым алкогольным делирием с сопутствующим вирусным гепатитом С 75
3.7 Обсуждение 83
Заключение 97
Выводы 106
Список сокращений и условных обозначений 108
Список литературы
- Факторы формирования окислительного стресса при алкогольном делирии
- Окислительный стресс у больных алкоголизмом с сопутствующим вирусным гепатитом
- Биохимические методы исследования
- Соотношение между показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с тяжелым алкогольным делирием
Факторы формирования окислительного стресса при алкогольном делирии
Под алкогольным делирием (delirium tremens, АД) понимают иногда опасное для жизни состояние спутанности сознания с сопутствующими соматическими расстройствами, которое развивается после полной / частичной отмены алкоголя у лиц страдающих алкоголизмом II-III стадии [29; 84; 85; 138]. В патогенезе алкогольного делирия определнную роль играют локальные нарушения мозгового кровообращения и повышенная проницаемость сосудов для токсических агентов [46; 88]. В этих условиях сформированные алкоголизмом механизмы зависимости и толерантности, приводят к «искаженному» нейроэндокринному ответу на абстиненцию с разной степенью выраженности психотических нарушений, которые сопровождаются метаболическими и гемодинамическими сдвигами, митохондриальной дисфункцией и нарушениями водно-минерального обмена[29; 83; 100; 154].
Синдром отмены этанола может являться причиной смерти при неблагоприятном течении психоза и выступать в качестве самостоятельного фактора повреждения мозга [29]. Обобщая симптоматику, можно сказать, что алкогольный делирий характеризуется тремя основными синдромами: синдром органического поражения мозга, психотический синдром и синдром вегетативной дисрегуляции. Состояние напрямую связано с гиперреактивностью САС, парасимпатической, ГАМК-ергической и холинергической недостаточностью [66]. Нарушения координации нейромедиаторных систем реализуются в условиях сформированного алкоголизмом дефицита витаминов, в первую очередь витаминов группы В [127;207]. Так, например, дефицит тиамина приводит к развитию острой энцефалопатии по типу тяжелого делирия [143] и формирует недостаточность холинергической нейромедиации. Дефицит пиридоксина является фактором недостаточности гамма-аминомасляной кислоты в ЦНС и снижения активности дофа-декарбоксилазы [63;96;103;121].
Таким образом, возникает дисбаланс между концентрациями аминокислот с разветвленной углеводородной цепью (лейцин, изолейцин, валин) и ароматических аминокислот (тирозин, фенилаланин, триптофан), что нарушает нормальный транспорт аминокислот через ГЭБ. Увеличение их концентраций в ткани мозга - прямое следствие повышения уровней этих аминокислот в плазме крови. Доказано, что селективное повышение уровня ароматических аминокислот в структурах головного мозга способствует синтезу так называемых "ложных" нейротрансмиттеров с последующим нарушением функций головного мозга [43; 77].
Во II стадии алкоголизма отмечается выраженная гиперпродукция КА и их ускоренный метаболизм, что коррелирует с наибольшей толерантностью к этанолу. Повышенный уровень КА ассоциирован с нарушением функционирования Са2+-АТФазы в результате нарушения транспорта ионов натрия, опосредованного, в свою очередь, гиперактивностью Na+,K+-АТФазы [29;46;144]. Алкогольный делирий характеризуется достоверным повышением в крови больных не только уровней норадреналина, адреналина, но и кортикотропин 16 рилизинг фактора, АКТГ и кортизола. По некоторым данным в состоянии абстиненции кортизол плазмы на 164-175% превышает норму[65].
Увеличивается экскреция свободных форм КА, выделение конъюгированных форм повышается, но не так значительно. Прирост экскреции норадреналина зачастую выражен сильнее, чем адреналина, однако уровень адреналина превышает таковые показатели при абстинентном синдроме[29;45]. Этим объясняют рост сс-адренорецепторной симпатикотонии при делирии, поскольку адреналин проявляет в 2-10 раз большее сродство к а-адренорецепторам, чем норадреналин [4]. При этом, уровень дофамина превышает средние нормальные значения до 300%. Редукции делириозной симптоматики у больного соответствует нормализация уровня катехоламинов, а тяжесть делирия коррелирует с уровнем дофамина крови [5; 6; 7; 65].
Возбуждение адренергической системы в первой и второй стадии алкоголизма постепенно сменяется е истощением в третьей [192]. Продолжительность алкогольного делирия в основном составляет от 2 до 8 суток, но иногда затягивается до 20 дней и более. В таких случаях выход из психоза литический, а симптоматика редуцируется волнообразно и постепенно [41;48].
Дофаминергическая система головного мозга играет ключевую роль в патогенезе психических и двигательных расстройств, опосредует эйфоризирующие свойства этанола. Отмечено, что при гиперреактивности дофаминергической системы происходит характерное 4-5 кратное повышение плотности специфических рецепторов, что клинически зачастую проявляется галлюцинаторно-бредовыми психотическими расстройствами [72]. В норме метаболизм медиатора осуществляется преимущественно в глиальных клетках, путем экстраклеточного захвата дофамина и его метилирования катехол - О -метилтрансферазой (КОМТ).
Окислительный стресс у больных алкоголизмом с сопутствующим вирусным гепатитом
Алкогольный делирий развивается на фоне хронических гепатопатий [49]. Практически в 100% случаях у больных алкоголизмом наблюдается патология печени с развитием жировой липодистрофии, гепатита и цирроза [154]. Изменения функционирования органа обусловлены токсическим и иммунотропным действием этанола с активацией свободнорадикальных процессов [19; 154]. Токсичность этанола выражена относительно всех клеток организма и реализуется через прямое взаимодействие спирта с рядом биологических молекул, и опосредовано, через каскад метаболических нарушений в ходе окисления этанола и эффектами ацетальдегида [77]. В печени этанол индуцирует экспрессию изоформы цитохрома Р450 - CYP2E. Считают, что активность цитохромов у больных с хроническим алкоголизмом обеспечивает второй по значимости, после АДГ путь элиминации этанола [42; 124; 216]. Основными продуктами реакции являются ацетальдегид и 1 гидроксиэтил радикал. Монооксигенирование сопровождается массовым выходом супероксиданиона, пероксида и гидроксильного радикала.
Возрастающая до 20 раз активность CYP2E в гепатоцитах, приводит к продукции АФК, превышающей антиоксидантные возможности органа и вносит значительный вклад в алкогольное поражение печени [105]. Ацетальдегид, по месту его образования, утилизируется ацетальдегиддегидрогеназой (АлДГ) до ацетата. Основная часть уксусной кислоты завершает трансформацию в печени (25%) и тканях организма (70%). Образовавшийся ацетил-КоА в конечном счете может преобразовываться до СО2 или использоваться на синтез жирных кислот, кетоновых тел, холестерина и стероидов[105].
Алкоголизм рассматривают, как состояние гиперактивности митохондрий клеток всех органов и тканей [102; 203]. Митохондриальные АФК образуются в окислительном метаболизме как результат одноэлектронного восстановления кислорода [188; 189]. Прием этанола способствует значительному накоплению в тканях жирных кислот (пальмитиновая, олеиновая, линоленовая), а нарушение их утилизации создает условия для усиленной этерификации спиртом. Образующиеся эфиры жирных кислот плохо удерживаются в белковых комплексах и массово поступают в митохондрии. Реализация токсического эффекта связана с ингибированием эфирами жирных кислот Na+K+-АТФазы, что угнетает дыхание и активирует процессы ПОЛ. При ингибировании ацетальдегидом -окисления жирных кислот, в пероксисомах компенсаторно активируется ацил-КоА-оксидаза. Однако пероксимальное окисление генерирует значительное количество супероксидных ионов, так же запускающих цепную реакцию ПОЛ в мембранах гепатоцитов. Дефицит антиоксидантов (прежде всего витамина Е, кофакторов глутатионпероксидазы и СОД - селена, цинка) не компенсирует в достаточной мере свободнорадикальные процессы [102; 138]. Ацетальдегид, как и этанол, угнетает дыхание и все окислительно востановительные процессы. Накопление недоокисленных продуктов дополнительно нарушает аккумуляцию АТФ. Увеличение фонда восстановленных форм пиридиннуклеотидов (НАДН, НАДФН), вызванное дегидрогеназными реакциями, дополнительно снижает использование энергетических возможностей углеводов, ТАГ, жирных кислот и способствует развитию гиперпротеинемии. Усиление протеолиза приводит к интоксикации аммиаком, последний, отвлекая 2-оксоглутарат из цикла Кребса, способствует дефициту сукцината в митохондриях. Кроме того, измененное соотношение НАД \ НАДН в тканях меняет соотношения лактат \ пируват и увеличивает уровень глицерол-3-фосфата с угнетением глюконеогенеза из ряда субстратов. Запасы гликогена истощаются, развивается гипогликемия и усиливается депонирование ТАГ в печени [156; 157].
Нарушение баланса АТФ / АМФ запускает протеинкиназную систему, что является дополнительным механизмом мембраной деструкции[72]. С развитием окислительного стресса связано негативное влияние этанола на фосфолипидные структуры мембран клеток нервной ткани, печени и эритроцитов [156; 157]. При хронической алкогольной интоксикации развивается дисаминоацидемия и диспротеинемия, связанные со снижением захвата циркулирующих в крови аминокислот печенью, с усиление протеолиза во внепеченочных тканях и нарушением процессов синтеза белка, в крови накапливаются токсичные средние молекулы, олигопептиды и белки в норме не присутствующие в крови.
Предрасположенность к алкогольному поражению печени зависит от индивидуальных особенностей протекания реакций ПОЛ и состояния системы антиоксидантной защиты в печени до воздействия этанолом, что подтверждается рядом экспериментальных фактов [3].
Окислительный стресс у больных с вирусным гепатитом С HCV представляет собой оболочечный вирус с положительным одноцепочечной 9,6 т.п.н. РНК-генома, которая кодирует большую молекулу белка-предшественника вирусных белков приблизительно в 3000 аминокислотных остатков. Этот полипротеин расщепляется по меньшей мере на 10 вирусных белков в следующем порядке: коровый белок, E1, E2, p7, NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A и NS5B [147; 148]. Начиная с момента инфицирования вирионом HCV, у пациентов развивается дисбаланс свободнорадикальных процессов. Cуществуют несколько источников продукции свободных радикалов в условиях вирусного гепатита С [117; 179]: - перегрузка печени Fe+2, сопряженнае с усилением ПОЛ - активация вирусным белком NS3 НАДФН-оксидазы в гепатоцитах -увеличением продукции митохондриальных активных форм кислорода вирусным белком NS5A -снижение уровня восстановленного глутатиона -снижение экспрессии антиоксидантных ферментов - увеличение цитокин-зависимой продукции активных форм кислорода -активация НАДФН-оксидазы в лейкоцитарных клетках и клетках Купфера -увеличение экспрессии циклооксигеназы 2 - увеличение экспрессии CYP2E
NS3 протеин может активировать экспрессию протеина NOX2 белка в макрофагах, являющегося составной частью НАДФН-оксиазы. В результате этого генерируется окислительный стресс, влекущий за собой развитие апоптоза в макрофагах и в натуральных киллерах, и дисфункцию Т-лимфоцитов [111; 112;113].
Биохимические методы исследования
Установлено, что, несмотря на резкое повышение содержания дофамина и серотонина, в крови в общей выборке больных с алкогольным делирием отсутствовали статистически значимые различия в активности тромбоцитарной МАО – Б по сравнению с контролем. Скорее всего, это связано с повышенным уровнем эндогенных ингибиторов МАО. Так, у больных с алкогольным делирием наблюдался четырехкратный прирост трибулиновой активности по сравнению с контролем. Уровень активности тромбоцитарной МАО-Б коррелирует с ее активностью в ЦНС, а следовательно, ее активность может отражать метаболизм биогенных аминов в ЦНС. Известно, что эндокринные изменения при ВГС не ограничиваются биогенными аминами, но ещ затрагивают глюкокортикоиды[205]. Установлено, что в обобщенной выборке пациентов с алкогольным делирием уровень циркулирующего кортизола статистически значимо превышает контрольные значения.
Усиление продукции биогенных аминов само по себе может быть тригерром процессов свободнорадикального окисления по механизму аутоокисления [36]. В общей выборке больных с алкогольным делирием обнаружено увеличение содержания карбонилированных белков по сравнению с контролем на базальном уровне. Кроме того, повышен уровень Fe+2/H2O2 -индуцированного карбонилирования, что свидетельствует о снижении устойчивости белков к карбонильному стрессу. Повышенный базальный уровень карбонилированных белков наблюдался у больных ВГС без наркологической патологии. В обобщенной выборке больных с алкогольным делирием повышенный уровень карбонилированных белков ассоциируется с повышенным уровнем изопропанол - растворимых диеновых конъюгатов. Кроме того, наблюдалось повышение содержания изопропанол - растворимых диеновых конъюгатов у больных ВГС без алкогольной зависимости.
В обобщенной выборке больных с алкогольным делирием повышенный уровень изопропанол растворимых диеновых конъюгатов синхронизирован со снижением содержания этой категории молекулярных продуктов ПОЛ в ответ на индукцию в системе Fe+2/аскорбат, что свидетельствует о высоких темпах ПОЛ в полярных фракциях в результате снижения эффективности действия липофильных антиоксидантов.
Таблица 3.3 - Изменения содержания молекулярных продуктов ПОЛ у больных с алкогольным делирием Показатель Контроль(n=18) Алкогольный делирий(n=115) Диеновые конъюгаты (гептановая фаза), е.о.и. 0,929±0,06 0,920±0,036 Кетодиены и сопряженныетриены(гептановая фаза), е.о.и. 0,39±0,09 0,20±0,074 Шиффовы основания (гептановая фаза), е.о.и. 0,231±0,027 0,083±0,007 Диеновые конъюгаты (изопропанольная фаза), е.о.и. 0,552±0,014 0,594±0,034 Кетодиены и сопряженныетриены(изопропанольная фаза), е.о.и. 0,256±0,027 0,231±0,074 Шиффовы основания (изопропанольная фаза), е.о.и. 0,094±0,006 0,068±0,004 Диеновые конъюгаты(изопропанольная фаза),индукция Fe2+ / аскорбат, е.о.и. 193,73±32,47 176,39±53,67 Кетодиены и сопряженныетриены(изопропанольная фаза),индукция Fe2+ / аскорбат, е.о.и. 164,54±25,37 177,6±53,67
Примечание: - статистически значимые отличия от контрольной группы. е.о.и. – единицы окислительного индекса
В пользу этого свидетельствует низкий уровень изопропанол-растворимых и гептан-растворимых шиффовых оснований в обобщенной выборке больных с алкогольным делирием. Известно, что уровень шиффовых оснований отражает продукцию комплексов переокисленных липидов с белками, характеризующихся антиоксидантными свойствами [36]. Вследствие интенсификации ПОЛ возможно снижение содержания ненасыщенных ацильных радикалов в гептановой фазе, что приводит к снижению содержания гептан-растворимых кетодиенов и сопряженных триенов.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о снижении у больных с алкогольным делирием окисляемости фосфолипидов по сравнению с контролем. Этот феномен развивается независимо от наличия ВГС. Интересно отметить, что между концентрацией кортизола и содержанием гептан растворимых шиффовых оснований отмечено наличие отрицательной корреляционной связи (Rs = -0,816; P=0,015). Вместе с тем наблюдалась отрицательная корреляционная связь между содержанием гептан-растворимых шиффовых оснований и карбонилированных белков (Rs=-0,801;P=0,018). Данная корреляционная связь может характеризовать антиоксидантные свойства белок - липидных продуктов свободнорадикального окисления, к которым относятся шиффовы основания[36]. Вместе с тем, отмечено наличие положительных корреляционных зависимостей между содержанием в крови биогенных аминов и содержанием некоторых продуктов свободнорадикального окисления. В частности обнаружена положительная корреляция между содержанием в крови адреналина (Rs=0,766;P=0,029) и норадреналина (Rs=0,719;P=0,035) и количества карбонилированных белков. Таблица 3.4 - Функциональные пробы печени у больных с алкогольным делирием Показатель Контроль(n=18) Алкогольный делирий(n=115) АСТ, ед\л 31,26±2,48 215,91±15,67 АЛТ, ед\л 35,81±4,42 124,11±19,47 Коэффициент Де Ритиса 0,94±0,078 2,96±0,15 ГГТП, ед\л 40,97±5,76 319,82±25,43 Тимоловая Проба, ед 2,32±0,29 6,17±0,57 Примечание: - статистически значимые отличия от контрольной группы Повышение уровня карбонилированных белков, характерное для алкогольного делирия, может привести к усилению деструктивных поцессов в тканях, ведущих к развитию цитолитического синдрома.
В ходе исследования было установлено, что в объединенной группе больных с алкогольным делирием наблюдались признаки цитолитического синдрома, проявлявшиеся в увеличении 6 раз активности АСТ, в 4 раза АЛТ и в 7 раз активность ГГТП по сравнению с контролем.
Соотношение между показателями обмена биогенных аминов и показателями свободнорадикального окисления у больных с тяжелым алкогольным делирием
Таким образом, как глюкокортикоиды, так и алкоголь могут и усиливать и ингибировать МАО - активность в зависимости от конкретных условий. Поэтому данные, касающиеся особенностей МАО - активности тромбоцитов при хроническом употреблении алкоголя сложны и противоречивы. МАО является весьма важным ферментом метаболизма катехоламинов в свете того факта, что их внутринейрональный метаболизм осуществляется именно этим энзимом, а разрушение катехоламиновых молекул внутри пресинаптических окончаний представляет существенную часть необратимых катаболических процессов распада катехоламиновых медиаторов и гормонов. Баланс метаболизма моноаминовых медиаторов внутри пресинаптической части синапса в значительной степени зависит от трех процессов – уровня синтеза медиатора, скорости его выброса из пресинаптического окончания при стимуляции нерва и спонтанной утечки медиатора из пресинаптических везикул в цитоплазму[32]. Этот механизм занимает весьма важное место (около 60%) в процессах распада медиатора поскольку последний сразу после выхода подвергается инактивации под влиянием деятельности МАО – основного фермента внутриклеточного катаболизма моноаминов. Очевидно, что при столь большой скорости утечки медиатора из депо (пресинаптических пузырьков) уровень его распада в значительной степени может определяться активностью разных форм МАО, локализованных в наружной мембране митохондрий нервных окончаний. Итак, чем выше активность этого энзима, тем более выраженным может быть дефицит моноаминергической нейропередачи [1; 97; 129; 132]. Как известно, основной причиной развития аффективных расстройств является недостаточность центральных норадренергических и серотонинергических систем, в связи с чем антидепрессивная терапия, как правило, сводится к восстановлению потенциала моноаминергической нейромедиации [50]. Таким образом, относительно низкая активность МАО является одним из факторов устойчивости центральных моноаминовых механизмов в условиях повышенной стрессовой нагрузки. Не исключено, что увеличение активности тромбоцитарной МАО отражает определнные патогенетические звенья расстройства психической сферы при алкогольном делирии. Но в тоже время активация тромбоцитарной МАО может иметь и компенсаторный характер. Следует принять во внимание, что наше исследование было выполнено на пациентах с типичным алкогольным делирием, метаболической основой которых является накопление в организме больного ацетальдегида, который, взаимодействуя с серотонином, приводит к образованию тетрагидроизохинолинов и бета-карболинов, обладающих галлюциногенными свойствами [2; 18]. Вероятно, активация МАО позволяет ограничивать участие серотонина в продукции галлюциногенов.
Многие исследователи на основании данных по изменению активности тромбоцитарной МАО склонны судить о состоянии катаболизма биогенных аминов целом [176]. Это связано с тем, что МАО тромбоцитов рассматривается как модель катаболизма нейромедиаторов в центральных пресинаптических окончаниях. Такой подход основывается на том, что экспрессия тромбоцитарной МАО и различных ферментов, регулирующих метаболизм центральных моноаминэргических систем, регулируется одними и теми же транскрипционными факторами семейства АР-2 [177]. Очевидно, что более низкая активность МАО, способствующая замедлению внутринейронального распада катехоламиновых медиаторов, может явиться потенциально неблагоприятным фактором для развития психосоматических расстройств [120]. В частности у лиц с низким содержанием тромбоцитарной МАО обнаружили предрасположенность к алкоголизму II типа с антисоциальным поведением, повышенной агрессивностью и предрасположенностью к суицидальному поведению [118] . Поэтому более низкий уровень активности тромбоцитарной МАО у пациентов с тяжлым алкогольным делирием может объективно характеризовать тяжесть протекания заболевания. Вместе с тем, повышенная экскреция биогенных моноаминов с мочой может способствовать снижению активности МАО за счт уменьшения субстратов для ферментативной реакции. В пользу этого свидетельствуют отрицательная корреляционная связь между активностью тромбоцитарной МАО-Б и количеством норадреналина в суточной порции мочи (Rs=-0,487 ;P=0,047). Аналогичная отрицательная корреляционная зависимость обнаружена между активностью тромбоцитарной МАО-Б и количеством дофамина в суточной порции мочи при тяжлом делирии (Rs=-0,577 ;P=0,049
