Окислительный стресс как патогенетическое звено женской инфертильности Гребенкина, Людмила Анатольевна

Введение к работе

Актуальность проблемы

В патогенезе нейроэндокринных заболеваний органов репродуктивной системы существенное значение имеют неспецифические биохимические процессы, протекающие на клеточном уровне и во внутренней среде организма, определяющие реактивность организма и его способность к адаптивной перестройке организма [Барабой В.А. и др., 1992; Сутурина Л.В., Колесникова Л.И., 2001; Ниаури Д.А. и др., 2005; Изюмов Д.С. и др., 2010; Lehninger A. et al., 2008; Radak Z., 2008; Paul S., 2008; Niki E. 2009 ].

В регуляторных механизмах обмена веществ реакции перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты, представляющие собой единую систему, обеспечивают клеточный гомеостаз на оптимальном для организма уровне [Владимиров Ю.А., Арчаков В.И., 1972; Крыжановский Г.Н., 2002; Зенков Н.К. и др., 2003; Владимиров Ю.А., 2004; Зоров Д.Б. и др., 2005; Панасенко О.М., Сергиенко В.И., 2010; Kaynara Н. et al., 2004; Kowaltowski, A.J. et al., 2009; Toim L.G., Brand M.D., 2010], тем не менее изучение этих процессов пока не нашло широкого применения как в диагностике, так и в терапии [Agarwal A., 2012].

При дизрегуляционных состояниях в результате активации перекисного окисления липидов в организме происходит нарушение прооксидантно-антиоксидантного баланса, что свидетельствует о развитии окислительного стресса [Зенков Н.К. и др., 1999, 2001; Протопопова Н.В. и др., 2000; Дубинина Е.Е., 2001; Сутурина Л.В., 2002; Балаболкин М.И. и др., 2005; Осипова Е.В. и др., 2006; Колесникова Л.И. и др., 2008; Колесников С.И. и др. 2008; Меньщикова Е.Б. и др., 2008; Владимиров Ю.А и др., 2009; Дубинина Е.Е., Дадали В.А., 2010; Мадаева И.М., 2010; Sies, 1991; Betteridge, 2000; Agarwal et al., 2005, 2006; Yilmaz et al., 2005; Cadet J. et al., 2010].

Оценивая функции ПОЛ и его интермедиатов (тромбоксаны, простациклин, лейкотриены и др.), нужно подчеркнуть физиологическую сущность этого процесса, который, как и любое явление, переходит в свою противоположность при изменении количественных характеристик [Holthe M.R., 2004; Jiang Z. 2011]. Действительно, как один из важнейших типов СРО, ПОЛ является неотъемлемой частью многих жизненно важных процессов [Dorge W., 2002; Agarwal A., 2004; Circi M.L.,2010; Dickinson B.C., 2011; Gomez-Cabrera M.-C. ,2008; Finkel T. , 2012], таких как перенос электрона флавиновыми элементами, обновление состава липидов биомембран, окислительное фосфорилирование в митохондриях, митогенез, проведение нервного импульса, холодовой адаптации [Колосова Н.Г. и др., 1995; Spasic M.B.,et al, 1993], гипобарической тренировке, обладающей мембраностабилизирующим эффектом в обычном и адаптационном режиме [Ланкин В.З. и др., 2001; Киселев С.О. и др., 2002; Меньщикова Е.Б. и др., 2008; Tang L. еt al., 2000; Atkinson J., 2008; Radak Z. et al., 2008; Burhans, 2009].

Эти и некоторые другие данные по анализу проблемы адаптации в общебиологическом аспекте позволили сформулировать принцип, согласно которому в развитии приспособительных реакций целостного организма на метаболическом уровне важнейшую роль играет периодическая инициация свободнорадикального окисления [Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В., 2005, 2007; Feinendegen L.E., 2000].

С целью диагностики различных нарушений репродуктивной системы, помимо клинико-анамнестических характеристик, широко используются исследования гормонов и их метаболитов в различных биологических жидкостях, тесты функциональной диагностики, фармакологические пробы [Йен, Джаффе, 1998; Коколина, 2001; Вихляева, 2006; Кулаков, Лопатина, 2006; Agarwal A., 2012]. До сих пор недостаточно четко определено, в каких функциональных взаимоотношениях находятся процессы липопероксидации и нейроэндокринная регуляция репродуктивных нарушений в частности, у женщин с инфертильностью гормонального генеза [Wang et al., 2001; Montuschi P., 2004; Agarwal et al., 2005; Kemp M, 2008; Lambrinoudaki I.V., 2009; Koppenol W.H. et al., 2010; Mier-Cabrera M., 2010].

Для полного представления о характере перекисных процессов при репродуктивных нарушениях и при выборе тактики рациональной коррекции их возможных повреждающих эффектов необходимо комплексное обследование, включающее оценку как начальных, так и конечных продуктов ПОЛ, а также уровня факторов, обеспечивающих защиту от возможных повреждений регуляторного аппарата клетки интермедиатами пероксидации липидов [Колесникова Л.И., 1993].

Целью исследования явилось установление закономерностей развития дизрегуляции процессов перекисного окисления липидов, антиоксидантной защиты и системы нейроэндокринной регуляции у женщин с инфертильностью эндокринного генеза для выявления наиболее информативных метаболических показателей, способствующих патогенетическому обоснованию персонифицированного подхода к лечению бесплодия.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Определить особенности состояния системы ПОЛ-АОЗ и нейроэндокринной регуляции у женщин с ановуляцией, индуцированной приемом комбинированных оральных контрацептивов (КОК).

2. Оценить характер окислительного стресса в группе инфертильных женщин с гиперпролактинемией (ГПРЛ), стертой формой врожденной дисфункции коры надпочечников (ВДКН).

3. Выявить особенности функционирования системы ПОЛ-АОЗ в группах инфертильных женщин с гипоталамическим синдромом, дизгормональными заболеваниями молочных желез в зависимости от наличия гиперпролактинемии.

4. Установить взаимосвязи между процессами ПОЛ-АОЗ и состоянием системы нейроэндокринной регуляции у женщин репродуктивного возраста при эндокринном бесплодии.

5. Определить наиболее информативные гормонально-метаболические показатели у инфертильных женщин с бесплодием эндокринного генеза.

6. Разработать методологические подходы к обоснованию персонализированного воздействия на редокс-систему крови инфертильных женщин при различных формах эндокринного бесплодия.

Положения, выносимые на защиту:

1. Характер окислительного стресса и особенности нейроэндокринной регуляции отражают различные дизадаптационные процессы организма у женщин с разными формами эндокринного бесплодия.

2. У бесплодных женщин с гипоталамическим синдромом окислительный стресс выражается в активации процессов ПОЛ на всех этапах пероксидации на фоне снижения содержания показателей АОЗ – активности ферментативного звена, а-токоферола при увеличении уровня общих липидов, и сочетается со снижением уровня тиреоидных гормонов (Т3, ТТГ).

3. Окислительный стресс у бесплодных женщин с дизгормональными заболеваниями молочных желез и гиперпролактинемией характеризуется интенсификацией процессов липопероксидации на уровне образования первичных и вторичных продуктов без избыточного накопления ТБК-АП при снижении концентраций низкомолекулярных антиоксидантов, при этом отмечается увеличение концентраций гормонов стресса (Т3, кортизол).

4. У бесплодных пациенток с врожденной дисфункцией коры надпочечников характер окислительного стресса, способствующий процессу дизадаптации организма, проявляется в снижении содержания общих липидов, активности процессов ПОЛ, уровней всех исследованных параметров АОЗ (ферментативного звена и низкомолекулярных антиоксидантов) на фоне увеличения глюкокортикоидной активности в системе нейроэндокринной регуляции.

Научная новизна

Впервые установлено, что у фертильных женщин с индуцированной приемом КОК ановуляцией, по сравнению с фертильными женщинами, не принимающими КОК, отмечается повышение содержания субстратов окисления на фоне снижения первичных и вторичных продуктов ПОЛ при стабильном уровне ТБК-АП. Показатели АОЗ отражают разнонаправленные изменения концентрации низкомолекулярных компонентов (-токоферол, ретинол) и незначительное снижение активности СОД, общей АОА на фоне неизменного уровня глутатионовой системы. Такое сочетание параметров в системах ПОЛ и АОЗ свидетельствует об отсутствии выраженного ОС.

Приоритетными данными в группе инфертильных пациенток с высоким уровнем пролактина является значимое снижение уровня ТБК-АП, по сравнению с группой контроля. Система АОЗ у этих пациенток характеризуется снижением концентраций ретинола и восстановленного глутатиона на фоне стабильного уровня общей АОА и других компонентов антиокислительной системы. Формирование ОС в данном случае связано с низкой буферной емкостью компонентов АОЗ.

Установлено, что у пациенток с инфертильностью, обусловленной ГС, развитие ОС обусловлено значимым повышением всех интермедиатов ПОЛ, которое ассоциируется с нарушением компартментализации редокс-процессов в плазменном и клеточном отсеках крови (снижение концентрации -токоферола и дисбаланс клеточных факторов - уменьшение активности СОД и увеличение концентрации GSH).

Изучение редокс-системы у бесплодных пациенток с ДМ, в отличие от женщин контрольной группы, выявило повышение субстратов окисления, первичных и вторичных интермедиатов ПОЛ, которые сочетались со снижением концентраций низкомолекулярных плазменных антиоксидантов при повышении уровня окисленной формы глутатиона, что позволяет определить этот феномен как классический окислительный стресс.

Показано, что в группе бесплодных пациенток с ВДКН, по сравнению с группой контроля, дисбаланс системы ПОЛ-АОЗ характеризуется незначительным повышением пероксидного компонента и существенным снижением всех компонентов АОЗ, что позволяет расценивать такое соотношение подсистем как окислительный стресс.

Установлено, что формирование специфических особенностей окислительного стресса при всех исследованных синдромах и нозологических формах бесплодия эндокринного генеза ассоциировано с концентрацией ПРЛ.

Теоретическая и практическая значимость

Теоретическая значимость настоящей работы заключается в том, что изученные синдромы и нозологические формы женской инфертильности эндокринного генеза отличаются спецификой состояния ПОЛ-АОЗ и видом оксидативного стресса, которые отражают и определяют нарушение метаболического и нейроэндокринного статуса у этих пациенток.

Полученные в работе данные по исследованию редокс-статуса подтверждают клинические наблюдения о возможности длительного безопасного применения КОК у практически здоровых фертильных женщин.

Рекомендуется детальное изучение и использование показателей системы глутатиона, и в особенности его окисленной формы, для проведения комплекса лечебно-профилактических мероприятий, направленных на нормализацию баланса ПОЛ-АОЗ при женском бесплодии эндокринного генеза.

В связи с нетипичным изменением концентрации ретинола при окислительном стрессе у некоторых изученных групп пациенток с эндокринным бесплодием, его роль как антиоксиданта должна оцениваться с учетом прогормональных эффектов этого ретиноида.

Измерение показателей состояния системы ПОЛ-АОЗ могут быть использованы для оптимизации длительного применения лекарственных препаратов в персонализированной терапии больных с женской инфертильностью эндокринного генеза.

Дифференцированная оценка показателей ПОЛ и АОЗ при каждой форме эндокринного бесплодия у женщин может быть рекомендована для назначения в комплексную терапию антиоксидантов в составе дополнительных препаратов или специально составленной диеты.

При обследовании пациенток с эндокринным бесплодием целесообразно определение концентрации ДГЭА-С, обладающего свойствами активного антиоксиданта прямого действия.

Апробация работы

Материалы диссертации представлены и обсуждены на 10th Congress of European Society of Contraception (Prague,30^th April-3rd May, 2008), 13th World Congress of Gynecological Endocrinology (Florence, February 28 – March 2, 2008), Всероссийской научно-практической конференции «Здоровая семья – здоровый ребенок – 2009» (Иркутск, 1-2 июня, 2009), Всероссийской научно-практической конференции «Амбулаторно-поликлиническая профилактика - платформа женского здоровья» (Москва, 30 марта - 3 апреля, 2009 г.), ХVI Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 6-10 апреля, 2009), Шестой международной крымской конференции «Окислительный стресс и свободнорадикальные патологии», (Судак, Украина, 20-29 сентября, 2010), Gene-environment interaction in health and disease 6^th International Congress of Pathophysiology, Ecogenomic models of Cardiometabolic Diseases 14^th International SHR Symposium (Montreal, Canada, September 22 to 25, 2010), XI Всероссийском научном форуме «Мать и дитя», (Москва, 28 сентября-1октября, 2010), 14^th World Congress of Ginecological Endocrinology II Congresso ISGE (Italia, 2010), Всероссийской научно-практической конференции «Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири» (Красноярск, 2011), V Региональном научном форуме «Мать и Дитя» (Геленджик, 28-30 июня, 2011), XII Всероссийском научном форуме «Мать и дитя» (Москва, 27-30 сентября, 2011), V Всероссийской научно-практической конференции «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (Новосибирск, 12 –14 апреля, 2011), ХIХ Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 23-27 апреля, 2012), 15 World Congress of gynecological endocrinology. III Congresso ISGE (Firenze, Italia, 7-10 marzo, 2012), Восьмой международной крымской конференции «Окислительный стресс и свободно-радикальные патологии» (Судак, Украина, 22-28 сентября, 2012), ХIII Всероссийском научном форуме «Мать и дитя» (Москва, 2012).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 52 научные работы, в том числе 30 – журналах и изданиях, рекомендуемых ВАК Минобразования и науки РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 240 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов и списка литературы. Текст диссертации иллюстрирован 36 таблицами и 43 рисунками. Список литературы включает 468 наименований, из них – 212 на русском и 256 – на иностранных языках.