5 курс / Психиатрия и наркология для детей и взрослых (доп.) / Диагностика_и_лечение_психических_и_наркологических_расстройств (2)

41.Carpiniello B., Wasserman D. Council of National Psychiatric Associations Working Group on Communication with Patients and Families. European Psychiatric Association policy paper on ethical aspects in communication with patients and their families. European Psychiatry. 2020; 63 (1): e36. doi: 10.1192/j.eurpsy.2020.33.

42.Inglis A., Morris E., Austin J. Prenatal genetic counselling for psychiatric disorders. Prenat. Diagn. 2017; 37 (1): 6–13.

43.Nurnberger J.I. Jr, Austin J., Berrettini W.H. et al. What Should a Psychiatrist Know About

Genetics? Review and Recommendations From the Residency Education Committee of the InternationalSocietyofPsychiatricGenetics.J.Clin.Psychiatry.2018;80(1):17nr12046.

Список сокращений:

БАР — биполярное аффективное расстройство РДР — рекуррентное депрессивное расстройство ПАВ — психоактивные вещества ГТР — генерализованное тревожное расстройство

ОКР — обсессивно-компульсивное расстройство ДЭ — депрессивный эпизод

ISPG — International Society of Psychiatric Genetics (международное сообщество по психиатрической генетике)

49

УДК: 577.334:616.89-008.454(075.4)

Значимость показателей окислительного стресса наразных стадиях

деменции

Е. Е. Дубинина, Л. В. Щедрина Н. М. Залуцкая, С. В. Ковругина

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время является общепризнанным тот факт,что процессы интенсификации свободнорадикального окисления, приводящие к развитию окислительного стресса — неотъемлемая часть биологического механизма в развитии практически любого вида патологии. Окислительный стресс (ОС) —это состояние, характеризующееся избыточным образованием в клетках организма свободных радикалов, активных форм кислорода (АФК) и других реакцион- но-способных соединений, превышающих возможности антиоксидантной защиты [1].

Для ОС, в первую очередь, характерно нарушение соотношения в функционировании анти- и прооксидантной систем организма в сторону повышенияпоследней, что выражается в избыточном образовании свободных радикалов и отсутствии мобилизации активности антиоксидантной системы (АОС), а также в нарушении сбалансированности ее защитных свойств.

ОС сопровождается качественным истощением компонентов ферментативной и неферментативной АОЗ. При патологических условиях активное включениевпроцесснейтрализациисвободнорадикальныхсоединенийнеферментативной АОС сопряжено с дополнительным образованием радикальных продуктов разной степени токсичности. Процесс восстановления антирадикальной способности этих соединений в условиях окислительного стресса снижен. Снижение активности ферментов-антиоксидантов может быть связано с мутацией и окислительной деструкцией ДНК. Если степень ОС достаточно высока или активность антиоксидантных ферментов в клетках недостаточна, происходит активация липолитических, ДНК-восстанавливающих и протеолитических систем, которые можно рассматривать в качестве вторичной АОЗ[2].

В исследованиях на эритроцитах было показано, что ОС повышает чувствительность к окислению белков мембран и связанных с мембранами протеаз, которыеудаляютокисленныеповрежденныебелки.Повышениечувствительности происходитиз-заповышения«липкости»цитоплазматическихпротеазкмембра- не. Каждому окисленному белку соответствует своя АТФ-независимая протеолитическая система. Эта система может предотвращать формирование и накопление цитоплазматических белков, поврежденных окислительным стрессом [9]. Интенсификация окисления липидов в условиях ОС сопровождается нарушением структурной организации клеток, их рецепторов и каналов, мобилизацией метаболизма арахидоновой кислоты.

50

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Метаболические процессы при старении организма

Старение организма связывают с нарастанием молекулярных повреждений генетического аппарата клетки и клеточных мембран, вызванных свободными радикалами, а также снижением функций защитных механизмов организма. Впервые свободнорадикальную теорию старения в 50-х годах прошлого века выдвинул Харман Д. [19]. В дальнейшем его теория нашла подтверждение в последующих многочисленных исследованиях людей пожилого возраста.

Старение — неизбежный биологический процесс, присущий всем живым организмам. Этосостояние связаносзамедлением иослаблением физиологических и биохимических процессов отдельных органов и тканей, вызывающих сопутствующие болезни и прогрессирование старения.

На уровне центральной нервной системы процессы старения организма сопровождаются нарушением кровоснабжения нейронов головного мозга. Снижениеконцентрациимолекулярногокислородаприводиткувеличениюуровнявосстановленности компонентов дыхательной цепи и накоплению в тканях субстратов, коферментов, флавин- и гемсодержащих компонентов в восстановленном состоянии. В этих условиях за счет избытка донаторов электронов и протонов может происходить утечка единичных электронов, сопряженная с восстановлением кислорода по одноэлектронному пути с образованием супероксид анион-радикала. При ишемии, являющейся характерной для стареющего организма, происходит снижение рН окружающих тканей, нарушается синтез АТФ. Наблюдается частичная деполяризация мембран, ингибирование мембранных транспортных систем и перераспределение ионовкальция.

Во время старения активность основных антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КАТ) и глутатионпероксидазы (ГП) в мозгу меняется. В экспериментах на крысах было показано, что у старых животных КАТ снижается почти во всех областяхмозга, а СОД и ГП возрастает [26]. Дисбаланс СОДипероксидазможетприводитькнакоплениюН2О2.Висследованияхinvitro показано,чтоН2О2 вконцентрацииот50до400 мМвызывает старение клетокиих апоптоз, интенсивность которого находится в зависимости как от концентрации Н2О2, так и от времени. Авторы этих исследований связывают интенсивностьапоптозасостарениеминеврологическимизаболеваниями[25].Нейродегенеративный процесс характеризуется постепенно развивающейся неослабевающей гибелью нейроновбезинтенсивнойтканевойреакции или воспаления.Некоторыеисследователи считают, что возраст-зависимые нейродегенеративные процессы могут быть обусловлены накоплением Н2О2, вызванным снижением активности каталазы на фоне неизменной или повышающейся активности СОД. Активация свободнорадикальныхпроцессовявляетсяоднимизосновныхпатогенетическихфактороввразвитии нейродегенеративных расстройств в пожилом возрасте [6].

Впроцессестаренияорганизмавозрастаетуровеньокисленныхбелковвовсех тканях. Но даже незначительное окисление может приводить к конформационным изменениям в белках, приводя к потере их ферментативной активности и увеличению чувствительности к протеолизу.

51

Повышение уровня пероксидации белков может зависеть от многих факторов:избыткаилинедостаткакислорода,доставляемогокклеткам;интенсивности свободнорадикальных процессов; изменения эффективности связывания ионов транзитных металлов с хелаторами, активности АОЗ [2].

Процессы окисления белков в мозге человека с возрастом усиливаются, что приводит к возрастанию количества карбонильных производных за счет аминокислот: лизина, аргинина, пролина и треонина. Интенсивность окислительных превращений белков связана с их оборотом в тканях и резко возрастает при свободнорадикальнойпатологии.Пероксидациямембранныхбелковилипидовснижает общую антиоксидантную активность. При этом связи между белками и липидамиформируютсяизостатковокисленныхмолекул, чтонарушаетдеятельность рецепторного аппарата клетки. Разрушение мембранных рецепторов вследствие радикальных атак также может быть одной из причин старения.

Кроме окислительной модификации белков, важным механизмом,вовлекаемым в старение и гибель клеток, является липидная пероксидация, началом которой служит лизис фосфолипидов. Это может происходить за счет прямой атаки радикалов, а также непрямой — активацией фосфолипаз (например, фосфолипа-

зы А2) [3].

Такимобразом,вследствие пероксидациимембранных белковилипидов происходит нарушение рецепторного аппарата клетки. По оценке некоторых авторов,втечениежизничеловектеряетот50до70%клеточныхрецепторовидо25% активности ферментов. Кроме того, в процессе жизнедеятельности организма происходит расходование частибелковилипидовнафонезамедленияих синтеза с возрастом. В опытах на крысах было показано, что при старении животных уровень полиненасыщенных жирных кислот вмозговых капиллярах имикрососудах ощутимо снижается. Так, например на 50% падает концентрация арахидоновой кислоты. Из литературных источников известно, что существует прямая зависимость между содержанием и активностью антиоксидантных ферментов и продолжительностью жизни организма [18].

Во всех случаях инициаторами патологических нарушений, приводящих к серьезным старческим заболеваниям, являются реакционные кислородные радикалы. Устойчивость организма, способность антиоксидантной системы противостоять их реакционномувоздействиюопределяет состояние икачествоздоровья пожилых людей. Таким образом, поддержание соответствующего баланса антиоксидантнойипрооксидантнойсистемиграетважнуюрольвсостоянииздоровья в преклонном возрасте.

Окислительный стресс — отягощающий фактор в развитии нейродегенеративных и васкулярных изменений в головном мозге в процессе старения

Состояние ОС фактически охватывает весь организм, но интенсивность его проявления, определенная специфика изменения отдельных компонентов

52

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

антиоксидантной (АОС) и прооксидантных систем (ПОС) может быть разной в разных тканях, что обусловлено их структурной организацией, особенностями биохимических процессов и их функциональнойдеятельностью.

Несмотря на активные исследования деменций альцгеймеровского типа

итяжелых когнитивных нарушений сосудистой этиологии, современная медицина до сих пор не имеет полного представления о причинах их развития. Болезнь Альцгеймера — неизлечимое на сегодняшний день нейродегенеративное заболевание, при котором клетки головного мозга и связимежду ними постепенно разрушаются, вызывая прогрессирующее ухудшение памяти, мышления

идругихкогнитивныхфункций.ЗаболеваниепротекаетнафонеОС,прикотором страдают, в первую очередь, теменно-височные и лобные доли. Это как раз те участки мозга, которые играют самую значимую роль в процессах мышления, запоминания и познания. Деменция Альцгеймеровского типа сопровождается дегенерацией большого числа подкорковых нейронов, холинэргические терминали которых широко распространены в мозге, снижением уровня ключевого ферментасинтезаацетилхолина—холинацетилтрансферазы. Морфологические изменения в тканях головного мозга, внутри нейронов и нервных окончаний включают дефицит крупных пирамидных нейронов, а также появление скоплений пептида предшественника бета-амилоида — амилоида (Аβ) в виде бляшек

инейрофибриллярных сплетений — аномальных нейрофибриллярных клубков из тау-протеина [6, 7]. Избыточное накопление — Аβ амилоида и фосфорилированного тау-белка приводит к нарушению регулярной транспортировки питательныхвеществкклеткамголовногомозгаи,вконечномсчете,ведетихкгибели.

Вместестем,исследованияизмененийвнейронах свидетельствуют отом,что окислительный стресс является состоянием, предшествующим появлению морфологических признаков, свойственных болезни Альцгеймера (БА). Однако исследования процессов окислительного стресса у пациентов с мягким когнитивным снижением (MCI) как промежуточного состояния между нормальным старением и деменцией, которое нередко рассматривается как доклиническая стадиядеменции,довольнонемногочисленны.Известно,чтоупациентовсболезнью Альцгеймера и у лиц с MCI обнаруживаются достоверное увеличение окисленной и нитрированной биливердин редуктазы-A (BVR-A) в области гиппокампа [8]. Значения повышения уровня малонового диальдегида в плазме крови пациентов с MCI и ранними стадиями болезни Альцгеймера более высокие, а активность глутатионредуктазы в эритроцитах — более низкая по сравнению с показателями здорового контроля [31]. Соотношение глутатионредуктаза/глутатионпероксидаза у лиц с MCI имеет промежуточное значение по сравнению

сболее высоким показателем у здоровых пожилых и более низким у пациентов

сболезнью Альцгеймера [8].

Уровень гидропероксидов сыворотки крови лиц с MCI и пациентов с БА с поздним началом достоверно выше, а остаточная антиоксидантная мощность ниже по сравнению с контрольной группой. С увеличением вероятности наличия

53

MCI (отношение шансов: доверительный интервал 2,59, 95%: 1,08–6,21) или БА с поздним началом (ОР: 4,09, 95% ДИ: 1,36–11,81) независимо связаны более высокие уровни (выше уровня медианы) гидропероксидов сыворотки. Кроме того, низкий уровень остаточнойантиоксидантной мощности(нижеуровнямедианы) ассоциирован с повышенным риском наличия MCI (ОР: 3,97, 95% ДИ: 1,62–9,72), но не деменции (ОР: 2,31, 95% ДИ: 0,83–6,63) [12].

Установлено, что концентрация некоторых антиоксидантов (витамины А, В, С,ряда каротиноидов, иактивность ферментов—СОД и ГП снижены в плазме кровипожилыхпациентовсраннимистадиямиболезниАльцгеймераиMCIпо сравнению с контрольной группой [29].

Последние данные показывают, что полиморфизм гена митохондриальной СОД2 играет роль в процессах элиминации активных форм кислорода (АФК), образующихся в митохондриях. Хотя T-аллель гена СОД2 rs4880 SNP (rs4880-Т) не является независимым фактором риска развития амнестического MCI или болезниАльцгеймера, ее наличие увеличиваетриск развитияаMCI упациентов, несущих по меньшей мере одну APOEε4 аллель. Кроме того, комбинация rs4880-T аллеля и APOEε4 аллеля детерминирует повышенный риск развития болезни Альцгеймера [15].

Такимобразом, ужена ранних стадиях заболевания наблюдаетсяразвитие состояния окислительного стресса, сопровождающегося интенсивной генерацией АФК,окислительнойдеструкциейлипидов,белковинуклеиновыхкислот,снижением антиоксидантной защиты организма, что играет существенную роль в прогрессировании болезни Альцгеймера.

Исследования развернутых стадий болезни Альцгеймера выявили нарушения в АОС эритроцитов[16], аJ.R. Connor,ссоавторами обнаружили убольных нарушение способности сохранять баланс транзитных металлов, уменьшение уровня церулоплазмина (ЦП) и, как следствие, потерю трети транспорта меди вбеломисеромвеществе superiortemporalgurusголовногомозга[14].Уменьшение уровня ЦП проявляется снижением клеточной метаболической активности (электрон-транспортная система) и уменьшением способности мозга

кзащите от окислительного повреждения. Потеря белками способности связывать транзитные металлы приводит к усилению ОС и клеточной дисфункции. Дегенерация больших групп нейронов, входящих в м-холинэргическую систему, сопровождается глубокими изменениями ряда нейропептидных систем. Ионы алюминия ускоряют Fe++-зависимую пероксидацию, приводя, таким образом,

кповышенной генерации АФК и гибели нейронов. Таким образом, деменция Альцгеймеровского типа протекает на фоне резко выраженного окислительного стресса.

Сосудистой деменции, как правило, способствует диабет, излишний вес, кардиоваскулярные факторы риска, атеросклероз. Основную роль в развитии сосудистой деменции играют инсульты мозга, главным образом, ишемические. Для данного заболевания характерно двустороннее снижение мозгового кровотока и нарушение обменных процессов, которые могут наступить за несколько лет

54

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

до ее полного развития. Воздействие инфаркта на головной мозг, приводящее к слабоумию, определяется как структурно-морфологическими особенностями мозга,так исопутствующими емунарушениямимозгового метаболизма.

Свободныерадикалы вовлекаютсявразвитие атеросклеротического поражения сосудов. Самым ранним проявлением, которое приводит к утолщению стенок артерий и образованию склеротических бляшек, является отложение холестерола (главным образом, липидов низкой плотности) в субэндотелиальной области мозга. Последние богаты не только холестеролом, но и полиненасыщенными жирными кислотами, которые чувствительны к липидной пероксидации. Вследствие перекисных процессов цепочки жирных кислот могут быть фрагментированы, что может привести к образованию реакционно-способных липидальдегидных метаболитов [22].

Доминирующиймеханизм нарушениябиодоступностиоксидаазота всосудах связансегоокислительнойинактивациейсупероксидом.Имеютсявескиедоказательства того, что выработка супероксида в сосудах увеличивается при гиперхолестеринемии, сахарном диабете, гипертонии и курении. Анион супероксида быстро реагирует с оксидом азота и устраняет его биологическую активность. ВАртериальнойтканикроликов,которыенаходилисьнагиперхолестеринемической диете, обнаруживают повышенное количество анионов супероксида [27]. Инфузия рекомбинантной супероксиддисмутазы человека улучшает опосредованную ацетилхолином коронарную дилатацию, что подтверждает значимость увеличения выработки супероксидного анион-радикала при эндотелиальной дисфункции [21].

Ингибирование СОД в нормальной сосудистой ткани снижает действие оксида азота [23].

Вдополнение к блокированию антиатерогенных эффектовоксида азота,комбинация супероксидного анион-радикала с оксидом азота генерирует пероксинитрит — высокореактивный промежуточный продукт, который способствует перекисному окислению липидов, образованию активных альдегидов, а также нитрованию белка, поддерживающему проатерогенную модификацию липопротеинов низкой плотности (ЛПНП).

Окислительную модификацию ЛПНП (ох-ЛПНП) рассматривают в качестве одной из основных причин развития атеросклеротического процесса в области сосудов и связи его с гиперхолестеринемией [30].

Эта гипотеза предполагает, что ЛПНП первоначально локализуются в сосудистомсубэндотелиальномпространствеивпоследствииокислительномодифицируются резидентными сосудистыми клетками. Хотя механизмы окисления ЛПНПinvivoизученынедостаточно,эндотелиальные клетки,сосудистые гладкомышечные клетки и моноциты способны коллективно окислять ЛПНП. Макрофаги в стенке сосуда усваивают ох-ЛПНП через рецепторы-поглотители и превращаются в богатые липидами «пенистые клетки». В отличие от регулируемого поглощения нативных (неокисленных) ЛПНП рецепторами апо- В/Е, включение ох-ЛПНП в пенистые клетки через пути рецепторов-поглотителей не подлежит

55

регулированиюсотрицательнойобратнойсвязью.Такимобразом,прогрессирующее накопление липидов вмакрофагах, нагруженных липидами, происходит бесконтрольным образом и, как предполагают, представляет собой доминирующий механизм субинтимальной эволюции жировых полос, которая характеризует самые ранние проявления атеросклероза [33].

То, что окисление ЛПНП происходит in vivo, подтверждается исследованиями, демонстрирующими, что антитела против ох-ЛПНП реагируют с пораженными атеросклерозом, а не с нормальными артериями.

В дополнение к увеличению накопления липидов в пенистых клетках, ох-ЛПНП способствует дисфункции сосудов и образованию атеросклеротических бляшек с помощью дополнительных механизмов. оx-ЛПНП стимулирует экспрессию провоспалительных веществ, включая хемотаксический белок моно- цитов-1 и молекулу межклеточной адгезии-1, которые способствуют привлечению моноцитов и адгезии к стенке сосуда [24].

Okmcnmtenah n ctpecc

NHEMNÆ

hakohnehne bocctahobnehh x skbnbanehtob, bocctahobnehne komhohehtob snektpoh-tpahchopthon 4ehn, hohnxehne pH, hepexog kcahtnhgefngpofehas b kcahtnhokcngasy

FNbEub HENPOHA

Рис. 1. Особенности ОС при различных стадиях деменции

56

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Кроме того, ox-ЛПНП непосредственно инактивируют оксид азота, являются цитотоксичными для эндотелиальных клеток [13], стимулируют пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов и регулируют тканевой фактор и экспрессию ингибитора активатора плазминогена-1, которые потенциально могут поддерживать атеротромбоз [10].

оx-ЛПНПстимулируют экспрессию провоспалительных сигнальных молекул, включая хемотаксический белок моноцитов-1 и молекулу межклеточной адге- зии-1, которые способствуют привлечению моноцитов и адгезии к стенке сосуда

[24].

Окисление ЛПНП, взаимодействие АФК с жирными кислотами, связанными с клеточной мембраной, может способствовать порочному кругу продолжающегося окислительного повреждения, приводящего к изменению проницаемости клеточной мембраны и функциональному нарушению клеточного транспорта и сигналлинга. Схематически процессы окислительного стресса при сосудистой деменции можно представить так (рис. 1).

Методический подход к оценке окислительно-восстановительного статуса при различных стадиях деменции у больных пожилого возраста

Для оценки влияния степени ОС на протекание процессов старения и развитие сосудистой деменции у пожилых людей был разработан комплекс биохимических показателей крови, отражающих состояние АОС и интенсивность окислительной модификации белков плазмы крови. Сравнительный анализ анти — и прооксидантной систем позволяет оценить степень нарушения их баланса в зависимости от соотношения компонентов АОС, интенсивность окислительных повреждений, вызываемых АФК, и уровень защиты от них при старении на различных стадиях сосудистой деменции.

Подготовка обследуемых лиц

Взятие венозной крови производили натощак, в утренние часы. При взятии венознойкровинеобходимоучитыватьрядфакторов,которыемогутповлиятьна результат гематологических исследований: физическое перенапряжение (бег, быстрая ходьба, подъем по лестнице), эмоциональное возбуждение, прием пищи накануне исследования, курение,приемалкоголяит.д.Следует соблюдатьследующие условия подготовки пациентов:

•Взятие венозной крови осуществляется после 15-минутного отдыха обследуемого.

•Пациентвовремявзятиясидит,утяжелыхбольныхвзятиекровиможет осуществляться лежа.

•Курение, прием алкоголя и пищи непосредственно перед исследованием исключаются.

Современные вакуумные пробирки для забора крови существуют в различных вариантах: одни предназначены для получения сыворотки (без активатора

57

свертыванияисактиваторомсвертываниядляускоренияполучениясыворотки), другие — для плазмы (содержат различные антикоагулянты, используемые, к примеру, для иммунологических исследований (Li-гепарин), свертывающей системы (3,8% — цитрат натрия) и клинических исследований (ЭДТА К2 и ЭДТА К3 в напылении или жидкой форме). Пробирки могут содержать разделительные гелиигранулятизполистироладлялучшегоотделенияэритроцитарноймассыот сыворотки или плазмы. Кроме того, пробирки могут содержать консерванты для сохранениянекоторыхкомпонентовобразцовкрови,еслионибудутисследоваться через определенное время.

Получение и приготовление сыворотки крови

Венозная кровь забирается в вакуумную пробирку — вакутейнер (9,0 мл) — без антикоагулянта, с активатором свертывания, отстаивается при комнатной температуре (15–20 оС) в течение 10 минут до полного образования сгустка.

Послеретракциисгусткапробы центрифугируют приотносительной центробежнойсилеRCFот1000до1200g(максимальнодо1500g)втечение10минут

(3000 об/мин).

После центрифугирования сыворотку сливают во вторичные пробирки (типа «эппендорф» 1,5 мл) и немедленно исследуют или отправляют на хранение в морозильник при–20 °С. Сыворотка недолжна быть гемолизированной и хилезной.

Получение плазмы крови

Венозная кровь забирается в вакуумную пробирку — вакутейнер (4,0 мл) — с напылением ЭДТА К2 в качестве антикоагулянта для получения плазмы.

Приготовление плазмы

Венозную кровь, полученную с антикоагулянтом, немедленно после взятия перемешивают вручную переворачиванием пробирок с кровью не менее 5 раз. Перемешивание должно осуществляться без встряхивания и пенообразования. Время между началом наложения жгута и смешиванием крови с антикоагулянтом не должно превышать 2 минут.

Центрифугирование после уравновешивания пробирок с кровью, при RCF 1000–1200g,нонеболее1500g,втечение10–15минут(3000об/мин).Плазму немедленносливают в пробирку типа «эппендорф» (1,5 мл) и исследуют.

Приготовление гемолизата эритроцитов

Дляопределенияактивностикаталазыотмытые3–4раза0,9%NaClэритроци- ты крови гемолизировали раствором трис-НС10,05 M (рН 7,4) в соотношении 1:10 в течение 10 минут. 0,02 мл гемолизированных эритроцитов смешивали с 4 мл дистиллированной воды (разведение 1:2000), добавляли одну каплю этилового спирта 96º и оставляли на несколько часов для дальнейшего гемолиза (не менее 4 и не более 12 часов).

58

Рекомендовано к покупке и изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/