«Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова»

Вид материала

Автореферат

Содержание Научные консультанты Официальные оппоненты Ведущая организация Ученый секретарь диссертационного совета Научная новизна. Практическое значение Положения, выносимые на защиту Реализация результатов исследования. Апробация работы. Объём и структура диссертации. Содержание работы Схема проведения экспериментального исследования Результаты исследований и их обсуждение Практические рекомендации Список работ, опубликованных по теме диссертации

Подобный материал:

• «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова», 449.26kb.
• «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова», 465.69kb.
• «Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова», 377.83kb.
• «Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова», 327.67kb.
• Кувакин Владимир Иванович Заслуженный деятель науки РФ доктор медицинских наук профессор, 361.78kb.
• Осложненных фибрилляцией предсердий, 434.13kb.
• Химических и радиационных воздействиях, 373.8kb.
• «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова», 394.13kb.
• «Военно-медицинская академия им. С. М. Кирова», 845.84kb.
• «Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова», 1026.04kb.

На правах рукописи

КАШУРО

Вадим Анатольевич


ПАТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ И ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ГЛУТАТИОНА В ОЦЕНКЕ ЦИТОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВООПУХОЛЕВЫХ ПРЕПАРАТОВ


14.00.46 – клиническая лабораторная диагностика

14.00.16 – патологическая физиология


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора медицинских наук


Санкт-Петербург

2009

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ

Научные консультанты:

доктор медицинских наук профессор Карпищенко Анатолий Иванович

доктор медицинских наук профессор Белевитин Александр Борисович


Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук профессор Кузнецов Валерий Валентинович

доктор медицинских наук профессор Васильев Андрей Глебович

доктор медицинских наук профессор Ивницкий Юрий Юрьевич


Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П.Павлова» МЗСР РФ


Защита диссертации состоится 22 декабря 2009 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 215.002.08 в Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (194044, г. Санкт-Петербург, ул. Академика Лебедева, дом 6)


С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова

Автореферат разослан “___” ________ 2009 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук профессор

Ю.А Митин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Актуальность. Химиотерапия является одним из перспективных направлений в онкологии, значение которой с каждым годом возрастает. Решающую роль в эффективности противоопухолевого действия химиопрепарата играет его доза. Однако, увеличение дозы в большинстве случаев приводит к развитию побочных реакций, обусловленных токсическим повреждением нормальных органов и тканей (Ганцев Ш.Х., 2004). Побочное действие цитостатиков – «ахиллесова пята» химиотерапии опухолевых заболеваний. По данным некоторых авторов, почти в 25% случаев лечение цитостатиками приходится прекращать из-за развития выраженных побочных эффектов (Блохин Н.Н., 1998; Корман Д.В., 2006). В связи с этим поиск адекватной противоопухолевой терапии заслуживает пристального внимания и требует решения ряда проблем, связанных, прежде всего, с ранней диагностикой и коррекцией побочных токсических эффектов химиотерапевтических препаратов (Гершанович М.Л., 2004).

Основной причиной развития токсических эффектов противоопухолевой терапии является общность мишеней цитостатической терапии в опухоли и в нормальных органах и тканях (Катцунг Б.Г., 1998; Жуков Н.В., Тюляндин С.А., 2008). Развивающаяся при применении цитостатиков токсичность является фактически продолжением их терапевтической активности и характеризует их низкий терапевтический индекс. В этой связи, побочное действие цитостатиков подобно токсическому поражению, реализация которого происходит через различные механизмы повреждения клетки (Grant R.L., et al., 1997). К этим механизмам относятся повреждения генетического аппарата клетки; активация процессов свободнорадикального окисления; повреждения клеточных мембран; нарушения процессов синтеза белка и клеточного деления; повреждающее действие избытка ионов Ca²⁺ в клетке; нарушения энергетического обмена (Барабой В.А. и др., 1998; Глушков С.И., 2006).

Тем не менее, патогенез побочного действия противоопухолевых препаратов, несмотря на кажущуюся полноту, изучен фрагментарно. Успехи последних десятилетий, достигнутые в изучении патогенеза опухолевых заболеваний и их лечения, открыли новые грани токсичности, обусловленные дизрегуляторными изменениями в клетке, а не прямым поражением цитостатиком биологически значимых структур. В частности, дизрегуляторные расстройства связаны с нарушением регуляции тиол-дисульфидного статуса, потерей чувствительности рецепторов к специфичным лигандам, развитием общей и метаболической иммунодепрессии (Антонов В.Г., Козлов В.К., 2004).

Важнейшим условием нормальной жизнедеятельности клеток является поддержание определенного редокс-состояния в цитоплазме, поскольку оно играет существенную роль в таких процессах, как синтез ДНК, экспрессия генов, ферментативная активность и др. (Дмитриев Л.Ф., 2000; Смирнова Г.В., Октябрьский О.Н., 2005). Изменения редокс-состояния внутриклеточного содержимого и отдельных молекул, являющиеся следствием стрессовых воздействий или результатом активности самих клеток, вовлечены в регуляцию многих клеточных процессов, в том числе и устойчивости к токсичности. Физиологически неадекватная редокс-регуляция способна инициировать комплекс изменений аналогичных прямому действию токсиканта на различные клеточные структуры.

Экспериментально и клинически доказано, что в токсическом действии противоопухолевых средств одна из ведущих ролей принадлежит повышенной наработке АФК и реакциям СРО, приводящим к оксидативной модификации нуклеиновых кислот, белков и липидов (Стручков В. А., 1980; Блохин Н.Н., Переводчикова Н.И., 1984; Альберт А., 1989; Минаева Л.В., 2007). Регуляцию изменяющейся при этом в окислительную сторону внутриклеточной среды осуществляют различные редокс-буферы, важнейшим из которых является система глутатиона, участвующая в утилизации АФК и перекисных соединений (Кулинский В.И., 1990; Mannervik B., 1989; Meister A., 1983). Таким образом, внутриклеточный уровень восстановленного глутатиона и ферментов его обмена являются маркерами активности процессов СРО и, следовательно, устойчивости клетки к токсическим повреждениям. В целостном организме количество опухолевых клеток не превышает 1% (Антонов В.Г., Козлов В.К., 2004). Их вклад в системные показатели редокс-обмена невелик. Поэтому системные показатели отражают состояние редокс-обмена прежде всего в нормальных клетках. Учитывая способность цитостатиков изменять интенсивность СРО в сторону окислительного стресса в нормальных клетках, изменения системных показателей редокс-баланса в крови отражает его состояние именно в нормоцитах.

Редокс-изменения предшествуют морфологическим и структурным нарушениям в нормальных клетках (гепатоцитах, миокардиоцитах, энтероцитах и др.). В этой связи, отклонения системных маркеров редокс-обмена от нормальных значений отражают текущее состояние и направление возможного изменения редокс-обмена. Эритроциты являются частью нормального пула клеток, и закономерности нарушения редокс-баланса в эритроцитах идут параллельно аналогичным изменениям во всех других нормальных клетках. Эритроциты играют ключевую роль в межорганном и межтканевом обмене глутатиона и, выполняя, таким образом, роль интегративной системы, отражают состояние общего редокс-статуса организма, в том числе и состояние редокс-статуса при действии цитостатиков (Колесниченко Л.С. и др., 2007; Kyлинский В.И. и др., 2007). В этой связи, изменения редокс-обмена в эритроцитах отражают в той или иной степени его изменения в других клетках. Однако диагностические возможности определения показателей системы глутатиона в эритроцитах для оценки побочного действия противоопухолевых препаратов практически не изучены.

В развитии системы диагностики токсических поражений основной упор делается на маркеры цитолитического синдрома внутренних органов, определяемых в сыворотке крови. Однако повышение активности креатинкиназы отмечается не только при поражении сердечной мышцы, но и при опухолях предстательной железы, мочевого пузыря, желудочно-кишечного тракта (Тиц Н., 1997). И хотя среди пациентов кардиологического профиля этот тест имеет чувствительность 97% и специфичность 67% для поражения сердечной мышцы, повышение активности креатинкиназы свидетельствует об остром повреждении и гибели кардиомиоцитов. Цитостатики даже в высоких кумулятивных дозах не вызывают острого повреждения структуры кардиомиоцитов, поэтому уровень сердечного тропонина T и активность креатинкиназы MB не изменяются при развитии токсической кардиомиопатии (Гершанович М.Л., 2004). Трансаминазы распределены во всех тканях тела. Повышение активности аланинаминотрансферазы наблюдается при поражениях печени, а аспартатаминотрансферазы – сердца. Тем не менее, при токсических поражениях печени так же, как и при заболеваниях сердца преобладает повышение активности аспартатаминотрансферазы (Тиц Н., 1997).

Таким образом, изучение показателей обмена глутатиона, играющего важную роль в поддержании нормальной жизнедеятельности клетки и организма в целом и обеспечивающего многоуровневую и эффективную защиту тканей от повреждающего действия противоопухолевых препаратов, представляется актуальным для создания новых подходов ранней диагностики токсического действия средств химиотерапии и возможности их коррекции.

Целью исследования явилось определение возможности использования показателей обмена глутатиона в эритроцитах в качестве лабораторных тестов для прогнозирования и диагностики развития побочных эффектов при токсическом действии средств химиотерапии и эффективности их коррекции средствами фармакотерапии.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи исследования:

- определить особенности изменений показателей обмена глутатиона и перекисного окисления липидов в различных органах и в эритроцитах белых беспородных крыс при однократном и повторном введении циклофосфана (ЦФ) в различных дозах;

- определить особенности изменений показателей обмена глутатиона и перекисного окисления липидов в различных органах и в эритроцитах белых беспородных крыс при однократном и повторном введении доксорубицина (ДР) в различных дозах;

-определить особенности изменений показателей обмена глутатиона и перекисного окисления липидов в различных органах и в эритроцитах белых беспородных крыс с лимфосаркомой Плисса при повторном введении ЦФ;

- исследовать влияние на показатели обмена глутатиона и перекисного окисления липидов в различных органах и в эритроцитах лабораторных животных лекарственных средств различных фармакологических групп (антиоксиданты, антигипоксанты, производные глутатиона и предшественники его синтеза), используемых для защиты клеток от повреждающего действия цитостатиков;

- определить особенности изменений показателей системы глутатиона и перекисного окисления липидов в эритроцитах пациентов, получающих средства химиотерапии (включая ЦФ и ДР);

- оценить информативность показателей системы глутатиона в эритроцитах для диагностики тяжести цитотоксического повреждения внутренних органов при применении средств химиотерапии (ЦФ, ДР) и эффективности средств фармакологической коррекции.

Научная новизна. Патогенетически обоснована возможность использования ряда показателей обмена глутатиона и процессов ПОЛ в эритроцитах пациентов, получающих полихимиотерапию, для оценки тяжести побочного действия ДР и ЦФ. Впервые проведена комплексная оценка показателей системы глутатиона и процессов перекисного окисления липидов в тканях печени, почек, сердца, головного мозга и в эритроцитах лабораторных животных (здоровых и с лимфосаркомой Плисса) при однократном и повторном введении ЦФ и ДР в различных дозах. Наряду с определением содержания восстановленного глутатиона, свободных сульфгидрильных групп белков, продуктов перекисного окисления липидов и оценки динамики их сдвигов, исследованы патобиохимические изменения, связанные с нарушением активности ферментов обмена глутатиона. Проведен анализ причин, вызывающих нарушения обмена глутатиона и активацию процессов перекисного окисления липидов в исследуемых тканях и органах. Установлено, что в условиях курсового применения исследуемых цитостатиков динамика изменений ряда показателей системы глутатиона в эритроцитах (концентрация ВГ, СГ, МДА и активность Г-6-ФДГ, ГР, ГП) отражает состояние его обмена в повреждаемых тканях внутренних органов (печень, сердце, почки) и эффективность проводимой цитопротекторной терапии. Для оценки риска развития и тяжести цитотоксического поражения тканей внутренних органов, эффективности применяемых препаратов цитопротекции в клинической практике предложено проведение динамического исследования показателей системы глутатиона в эритроцитах пациентов перед каждым новым циклом полихимиотерапии и на 7-е сутки после введения ДР и ЦФ.

Практическое значение работы заключается в том, что полученные в ходе диссертационного исследования данные о динамике изменений показателей системы глутатиона в органах и тканях лабораторных животных и в эритроцитах человека при применении ЦФ и ДР позволяют сформулировать представление о патогенетических механизмах цитотоксического действия исследуемых цитостатиков, связанных с повреждениями указанной биохимической системы. Полученные в ходе экспериментального исследования данные о динамике состояния показателей системы глутатиона и процессов ПОЛ в эритроцитах могут быть использованы в качестве лабораторных тестов оценки тяжести поражения и прогноза исхода интоксикации. Выявленное патогенетическое значение нарушений системы глутатиона может служить основанием для поиска новых эффективных лекарственных средств, обладающих цитопротекторными свойствами, для профилактики и лечения побочных эффектов применения исследуемых препаратов.

Положения, выносимые на защиту:

- патогенетическая роль системы глутатиона в реализации цитотоксических эффектов противоопухолевых средств подтверждается экспериментальными данными о нарушениях обмена глутатиона в органах мишенях (ДР – сердечная мышца, ЦФ – печень), их усилении в результате кумуляции цитостатиков и частичной коррекции при использовании цитопротекторных препаратов;

- исследование обмена глутатиона в эритроцитах и органах мишенях позволяет оценить выраженность цитопротекторных эффектов фармакологических препаратов, а поиск новых средств, действие которых связано с нормализацией обмена глутатиона, является современным направлением фармакологической защиты тканей от побочных эффектов кумулятивного действия ЦФ и ДР;

- определение показателей обмена глутатиона в эритроцитах пациентов, получающих полихимиотерапию, является патогенетически обоснованным для их применения в клинической практике при решении вопросов оценки риска развития побочных эффектов действия ДР и ЦФ и их тяжести, а также для скрининговой оценки цитопротекторных свойств препаратов фармакологической коррекции.

Реализация результатов исследования. Рекомендации, разработанные на основании полученных в ходе диссертационного исследования данных, используются в научной работе и учебном процессе на кафедрах клинической биохимии и лабораторной диагностики, патологической физиологии, военной токсикологии и медицинской защиты Военно-медицинской академии. Диссертационное исследование выполнено в рамках плановых НИР шифр «Циклофосфан», «Цитотоксичность».

Апробация работы. Результаты работы доложены на Всеармейской научно-практической конференции «Терапевтическая помощь в экстремальных ситуациях» (Санкт-Петербург, 2003), X Российском национальном конгрессе «Человек и лекарство» (Москва, 2003), Международном симпозиуме «Медицинские и биологические проблемы, связанные с уничтожением химического оружия» (Волгоград, 2003), XXXVI World Congress on Military Medicine (Санкт-Петербург, 2005), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 40-летию НИО обитаемости и профессионального отбора ВМедА (Санкт-Петербург, 2007), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной, 45-летию ФГУП «НИИГПЭЧ» ФМБА России (Санкт-Петербург, 2007), 3-й Международной научной конференции «Донозология-2007» (Санкт-Петербург, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы лабораторной диагностики» (Санкт-Петербург, 2008), Российской научной конференции «Медико-биологические проблемы токсикологии и радиологии» (Санкт-Петербург, 2008), Российской и Всеармейской научно-практической конференции «Вопросы нефрологии в практике терапевта и эндокринолога» (Санкт-Петербург, 2008).

Публикации. По теме научно-исследовательской работы опубликовано 40 печатных работ, из них в рекомендуемых ВАК изданиях – 7.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 371 странице машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, включающих обзор литературы, общую характеристику материалов и методов исследования, полученных результатов исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. В диссертации приведены 33 рисунка и 119 таблиц (46 в тексте и 73 в приложении). Список литературы содержит 261 библиографический источник, из них 99 отечественных и 162 иностранных публикации.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования

Экспериментальные исследования выполнены на 980 белых беспородных крысах-самцах массой 190–210 г из питомника РАМН «Рапполово», общая схема проведения которого представлена в табл. 1.

Таблица 1