<<
>>

Особенности уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в зависимости от полиморфизма гена р53 у больных раком легкого

Особую роль в канцерогенезе играют дефекты генов, контролирующих повреждения ДНК и клеточную пролиферацию. Получены многочисленные данные, указывающие на то, что продукт гена р53 является ключевым для биохимических событий, контролирующих стабильность генома.

Обнаружено, что в ответ на повреждение структуры ДНК и другие стрессовые для клетки воздействия быстро повышается продукция р53, это может вызывать либо остановку клеточного цикла, либо апоптоз, а неспособность белка гена р53 дикого типа транслоцироваться в ядро клетки препятствует функционированию гена в качестве супрессора [Gu B., Zhu W.G., 2012; Sahin E., DePinho R.A., 2012; Roemer K., 2012 Wang X., Jiang X., 2012]. Вероятно, именно эта роль белка р53 в качестве “охранника генома” может объяснить то обстоятельство, что ген р53 наиболее часто изменен в опухолях человека. Экспериментально доказано, что мутации или потеря гена р53 способствуют генетической нестабильности, росту и злокачественной трансформации различных соматических клеток. Согласно многочисленным литературным данным, мутации гена р53 способствуют формированию терапевтически резистентных форм опухолей, поскольку они препятствуют индуцированной гибели клеток путем апоптоза [Freed-Pastor W.A., Prives C., 2012; Knappskog S., L0nning P.E., 2012; Miyake N. et al., 2012; Zwang Y. et al., 2012]. Имеются данные, что содержание белка р53 взаимосвязано с активностью антиоксидантных систем. Так, у онкологических больных, как у курящих, так и у некурящих, определено существенное повышение уровня белка р53 и увеличение активности глутатиона- редуктазы [Миль Е.М. и др., 2012]. Обнаружена обратная корреляция между содержанием малонового диальдегида и активностью глутатион-S- редуктазы в группе курящих здоровых доноров и прямая корреляция между уровнями малонового диальдегида и р53 у онкологических больных.

Доказана взаимосвязь компонентов ферментативной защиты и процессов перекисного окисления липидов с содержанием белков регуляторов апоптоза у здоровых курящих и у пациентов с онкологическими заболеваниями. Таким образом, исследование особенностей уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах у больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53 позволит охарактеризовать иммунопатогенез онкологического заболевания в условиях функционирования нормального и мутантного варианта гена р53.

Обнраружено, что в контрольной группе у 69,6 % обследованных выявляется гомозиготное состояние по нормальному аллелю гена р53 и у 30,4 % - гетерозиготное. В данной группе отсутствуют лица с гомозиготным состоянием по мутантному аллелю. У больных НМРЛ в 33,3 % случаев выявлялось гомозиготное состояние по нормальному аллелю гена р53, в 54,7 % - гетерозиготное и в 12,0 % - гомозиготное по мутантному аллелю. Не выявлена зависимость метастазирования в лимфоузлы корня легкого от полиморфизма гена.

При исследовании уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах крови у мужчин контрольной группы и больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53 обнаружено, что в контрольной группе при гетерозиготном состоянии гена выявляются изменения активности ряда оксидоредуктаз.

Так, при гетерозиготном состоянии гена в лимфоцитах крови повышаются уровни активности Г6ФДГ, НАДФМДГ, НАДФИЦДГ, НАДФН-ГДГ (рис. 4.14), Г3ФДГ, ЛДГ, НАДГДГ (рис. 4.15), НАДН-ЛДГ и НАДН-МДГ (рис. 4.16), но при снижении активности МДГ и НАДИЦДГ (см. рис. 4.15).

Подобное состояние уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах крови у мужчин контрольной группы в зависимости от полиморфизма гена р53 позволяет следующим образом охарактеризовать особенности метаболизма клеток иммунной системы. При гетерозиготном состоянии гена р53 повышается интенсивность пластических процессов, которые определяются продуктами пентозофосфатного цикла и соответственно зависят от активности ключевой и инициализирующей реакции - Г6ФДГ. Однако повышенный отток субстратов на пентозофосфат- ный цикл не снижает интенсивность терминальных реакций гликолиза. Более того, у мужчин данной группы выявляется увеличение в 4,5 раза активности анаэробной реакции ЛДГ по сравнению с уровнем, обнаруженным у мужчин контрольной группы с гомозиготой по нормальному аллелю. Можно предположить, что это связано с выраженным повышением активности Г3ФДГ, приводящей к увеличению субстратной стимуляции гликолиза за счет продуктов липидного катаболизма. В то же время снижение активности НАДИЦДГ и МДГ определяет понижение интенсивности субстратного потока по циклу трикарб

ингибированию процессов аэробного дыхания. При этом в метаболической системе у здоровых мужчин с гетерозиготным состоянием гена р53 выявляются изменения активности некоторых оксидоредуктаз, которые направлены на стимуляцию субстратного потока по килу Кребса. Так, повышение активности НАДФИЦДГ - вспомогательной дегидрогеназной реакции, может значительно стимулировать субстратный поток в условиях повышенной концентрации НАДН в митохондриях. Отмечается значительное повышение активности НАДФМДГ, которая является как шунтирующей реакций цикла трикарбоновых кислот, так и ключевой реакцией липидного анаболизма [Kuo C.C. et al., 2008; Xu J. et al., 2008; Fu Z.Y. et al., 2009; Hsieh J.Y. et al., 2009]. Кроме того, повышение активности НАДГДГ также направлено на субстратную стимуляцию лимонного цикла продуктами реакций аминокислотного обмена. Вместе с тем выявляется и обратная реакция - повышение активности НАДФН-ГДГ, которая осуществляет НАДФН-зависимый перенос субстратов энергетического обмена на реакции аминокислотного обмена. В целом, метаболизм лимфоцитов у мужчин контрольной группы с гетерозиготным состоянием гена р53 характеризуется повышением активности ряда пластических процессов и терминальных реакций гликолиза, но при ингибировании реакций, определяющих интенсивность аэробных процессов.

При исследовании уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах крови у больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53 обнаружено, что при гомозиготе по нормальному аллею у больных относительно показателей аналогичной контрольной груп-

пы повышается активность Г6ФДГ (см. рис. 4.14). В то же время, при гомозиготе по мутантному аллелю выявляется статистически достоверное повышение активности данного фермента относительно уровней, обнаруженных при гетерозиготном состоянии гена.

При гомозиготе по нормальному аллелю в лимфоцитах крови больных мужчин относительно контрольных показателей снижена активность НАДФМДГ (см. рис. 4.14). У больных с гетерозиготным состоянием гена также выявляется снижение активности фермента относительно уровня контрольного диапазона, но в то же время активность статистически достоверно повышена относительно уровня больных с гомозиготой по нормальному аллелю. Наибольшая активность НАДФМДГ в лимфоцитах крови у больных с НМРЛ выявляется при гомозиготе по мутантному аллелю, что является статистически достоверным повышением относительно уровней, выявленных при гомозиготе по нормальному аллелю и гетерозиготным состоянием гена р53.

С повышением степени мутации увеличивается активность НАДФГДГ в лимфоцитах крови у больных раком легкого (см. рис. 4.14). Так, при гомозиготе по нормальному аллелю выявляется минимальная активность фермента, которая является статистически более низкой, чем при гомозиготе по нормальному аллелю в контрольной группе. При гетерозиготном состоянии гена р53 активность фермента статистически достоверно повышается, но остается значительно на более низком уровне по сравнению с аналогичной контрольной группой. Максимальная активность фермента выявляется при гомозиготе по мутантному аллелю.

При гомозиготе по нормальному аллелю также выявляется минимальная активность НАДФИЦДГ в лимфоцитах крови у больных мужчин (см. рис. 4.14), к тому же активность фермента статистически ниже, чем у лиц контрольной группы. При гетерозиготном состоянии активность фермента практически не меняется относительно показателей, выявленных при гомозиготе по нормальному аллелю, но остается статистически ниже, чем у лиц аналогичной контрольной группы. При гомозиготе по мутантному аллелю выявляется максимальная активность фермента.

В лимфоцитах крови у больных НМРЛ при гомозиготе по нормальному аллелю активность НАДФН-ГДГ значительно выше, чем в контрольной группе. В то же время, от уровня мутации гена р53 активность фермента не зависит.

У больных с гомозиготой по нормальному аллелю выявляется повышение активности Г3ФДГ в лимфоцитах крови относительно контрольного диапазона (см. рис. 4.15). При гетерозиготном состоянии гена р53 установлено выраженное снижение активности данного фермента относительно показателей аналогичной контрольной группы, однако статистически достоверного снижения относительно уровня, выявленного у больных с гомозиготой по нормальному аллелю, не обнаружено. При гомозиготе по мутантному аллелю обнаружено статистически достоверное повышение активности Г3ФДГ относительно уровня, обнаруженного у больных с гетерозиготным состоянием гена.

При гомозиготе по нормальному аллелю у больных раком легкого в лимфоцитах крови снижена активность ЛДГ (см. рис. 4.15). При гетерозиготном состоянии уровень активности фермента также снижен относительно контрольного диапазона. В то же время, при гомозиготе по мутантному аллелю гена р53 уровень активности фермента статистически достоверно превышает диапазоны, выявленные при гомозиготе по нормальному аллелю и при гетерозиготном состоянии.

Уровень активности МДГ в лимфоцитах крови у больных НМРЛ при гомозиготе по нормальному аллелю гена р53 не изменяется относительно контрольного диапазона (рис. 4.15). Однако при гетерозиготном и гомозиготном состояниях по мутантному аллелю активность фермента значительно снижается относительно уровня, выявленного при гомозиготе по нормальному аллелю.

У больных раком легкого с гомозиготой по нормальному аллелю гена р53 в лимфоцитах крови активность НАДГДГ не отличается от контрольного уровня (рис. 4.15). При гетерозиготном состоянии активность фермента значительно снижена как относительно контрольного диапазона, так и относительно уровня, выявленного при гомозиготе по нормальному аллелю. Однако при гомозиготе по мутантному аллелю активность НАДГДГ становится статистически достоверно выше, чем при гетерозиготном состоянии.

Активность НАДИЦДГ в лимфоцитах крови у больных мужчин с гомозиготой по нормальному аллелю статистически достоверно превышает контрольный диапазон (см. рис. 4.15). При гетерозиготном состоянии гена р53 активность фермента также превышает контрольный диапазон, но не отличается от уровня, выявленного при гомозиготе по нормальному аллелю. В то же время, при гомозиготе по мутантному аллелю активность фермента в лимфоцитах крови больных выявляется на максимальном уровне и статистически достоверно превышает уровни, выявленные при гомозиготе по нормальному аллелю и гетерозиготном состоянии.

У больных раком легкого с гомозиготой по нормальному аллелю в лимфоцитах крови снижена активность НАДН-ГДГ относительно контрольного диапазона (см. рис. 4.15). При гетерозиготном состоянии и гомозиготе по мутантному аллелю активность фермента статистически достоверно превышает уровень, выявленный при гомозиготе по нормальному аллелю.

Активность НАДН-ЛДГ в лимфоцитах крови у больных НМРЛ с гомозиготой по нормальному аллелю статистически достоверно выше, чем у мужчин контрольной группы (см. рис. 4.16). При гетерозиготном состоянии гена р53 активность данного фермента значительно снижена как относительно контрольного диапазона, так и относительно уровня, выявленного у больных с гомозиготой по нормальному аллелю. При гомозиготе по мутантному аллелю активность НАДН-ЛДГ восстанавливается до диапазона, выявленного у больных с гомозиготой по нормальному аллелю, и становится статистически достоверно выше, чем у больных с гетерозиготным состоянием гена р53.

У больных мужчин с гомозиготой по нормальному аллелю в лимфоцитах крови относительно контрольного диапазона повышена активность НАДН-МДГ (см. рис. 4.16). При гетерозиготном состоянии гена р53 активность фермента статистически достоверно повышается относительно уровня, выявленного при гомозиготе по нормальному аллелю.

При исследовании взаимосвязей между уровнями активности НАДи НАДФ-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах крови больных НМРЛ и размером опухоли в зависимости от полиморфизма гена р53 обнаружено, что при гомозиготе по нормальному аллелю выявляется единственная взаимосвязь размера опухоли с активностью НАДГДГ (г = -0,70, р = 0,005). У больных с гетерозиготным состоянием гена р53 с развером опухоли взаимосвязаны уровни активности Г3ФДГ (г = -0,44, р = 0,032), НАДФМДГ (г = -0,57, р = 0,008), НАДФГДГ (г = -0,55, р = 0,009), МДГ (г = -0,44, р = 0,032) и НАДФН-ГДГ (г = -0,46, р = 0,025). При гомозиготе по мутантному аллелю взаимосвязей между размером опухоли и активностью исследуемых метаболических ферментов лимфоцитов крови не обнаружено.

Анализ уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ позволяет охарактеризовать особенности метаболических процессов в лимфоцитах крови у больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53. Так, у больных НМРЛ с гомозиготой но нормальному аллелю гена р53 относительно контроля повышена активность ключевой и инициирующей реакции пентозофосфатного цикла - Г6ФДГ. Повышение активности данного фермента вызывает повышенный синтез НАДФН и рибозо-5-фосфата и соответственное увеличение интенсивности процессов макромолекулярного синтеза, зависящих от продуктов пентозофосфатного цикла. Известно, что Г6ФДГ является основным конкурентом гликолиза за субстрат и отток субстратов на пластические процессы может привести к снижению активности анаэробного окисления глюкозы [Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., 1998; Snoep J.L. et al., 1996; Ramnanan C.J., Storey K.B., 2006; Mailloux R.J., Нагрег M.E., 2010]. Однако, повышенный уровень переноса продуктов липидного катаболизма через Г3ФДГ на окислительно-восстановительные реакции гликолиза не только восстанавливает, но и увеличивает интенсивность терминальных реакций гликолиза, что проявляется через активацию анаэробной реакции ЛДГ в лимфоцитах крови у больных данной группы. Исходя из повышенной активности НАДИЦДГ, можно заключить, что в лимфоцитах крови у больных с гомозиготой по нормальному аллелю гена р53 интенсивность субстратного потока на уровне начальных реакций цикла трикарбоновых кислот повышена. Причем, высокий уровень субстратного потока на начальном этапе лимонного цикла осуществляется на фоне снижения интенсивности вспомогательных дегидрогеназных реакций НАДФИЦДГ и НАДФГДГ. В то же время, активность МДГ у больных мужчин данной группы соответствует контрольному диапазону, что характеризует нормализацию интенсивности субстратного потока по циклу три- карбоновых кислот на уровне терминальных реакций. Подобное состояние интенсивности субстратного потока по циклу Кребса может быть связано с выраженным увеличением оттока субстратов на реакции аминокислотного обмена через НАДФН-ГДГ. Причем, необходимо отметить, что активность НАДН-ГДГ значительно снижена. По-видимому, высокая интенсивность работы дыхательной цепи и НАД-зависимых дегидрогеназ лимонного цикла ограничивают возможность использования данного кофактора для стимуляции реакций аминокислотного обмена. Повышение активности НАДН-зависимой реакции МДГ отражает повышенную интенсивность водородного шунта, возможность осуществления аэробного дыхания и также является конкурентной по отношению к НАДН-ГДГ. Кроме того, у больных с гомозиготой по нормальному аллелю выявляется сниженная активность НАДФМДГ - шунтирующей реакции цикла Кребса, которая также является ключевой в процессах липидного анаболизма [Kuo C.C. et al., 2008; Xu J. et al., 2008; Fu Z.Y. et al., 2009; Hsieh J.Y. et al., 2009]. Между тем у больных данной группы выявлена единственная отрицательная взаимосвязь между размером опухоли и уровнем активности НАДГДГ. По- видимому, именно субстратная компенсаторная недостаточность НАДГДГ и характеризует функциональную недостаточность лимфоцитов.

В целом можно заключить, что метаболизм клеток иммунной системы крови у больных НМРЛ с гомозиготой по нормальному аллелю активирован. Повышен уровень пластических и энергетических процессов, увеличена интенсивность субстратного стимулирования реакций аминокислотного обмена. Однако повышенный уровень реакций, определяющих интенсивность аэробного дыхания, проявляется на фоне развития конкурентных взаимоотношений в митохондриальном компартменте. Значимость интенсивности реакций лимонного цикла в проявлении функциональной активности лимфоцитов крови подтверждается результатами корреляционного анализа. Сниженная активность ключевой реакции липидного анаболизма и стимулирование анаэробного окисления глюкозы может привести к понижению липидного пула лимфоцитов крови и нарушению мембранных процессов.

При гетерозиготном состоянии гена р53 у больных НМРЛ в лимфоцитах крови выявляется снижение активности Г3ФДГ. По-видимому, в связи с понижением уровня стимулирования реакций анаэробного окисления глюкозы продуктами липидного катаболизма снижается активность анаэробной реакции ЛДГ, которая характеризует интенсивность терминальных реакций гликолиза. Состояние субстратного потока по циклу три- карбоновых кислот определяется высоким (относительно контрольного диапазона) уровнем НАДИЦДГ и сохранением на уровне контрольного диапазона активности МДГ. Причем, также как и при гомозиготе по нормальному аллелю в лимфоцитах крови у больных мужчин с гетерозиготным состоянием гена р53 высокий уровень субстратного потока на начальном этапе цикла трикарбоновых кислот сопровождается сниженными уровнями вспомогательных дегидрогеназных реакций. Сходство метаболических процессов в клетках иммунной системы крови у больных при гомозиготе по нормальному аллелю и гетерозиготном состоянии гена р53 добавляют высокий уровень НАДН-зависимой реакции МДГ и низкая активность малик-фермента. В то же время, интенсивность субстратного взаимодействия цикла трикарбоновых кислот с реакциями аминокислотного обмена снижена. Так, установлено снижение активности НАД- и НАДФ-зависимых глутаматдегидрогеназ, осуществляющих перенос субстратов на реакции лимонного цикла. При этом уровень НАДН- и НАДФН-зависимых глутаматдегидрогеназ соответствует контрольному диапазону. Необходимо отметить, повышенную (по сравнению с уровнем при гомозиготе по нормальному аллелю) активность НАДН-зависимой реакции МДГ, которая является ключевой в системе малат-аспартатного водородного шунта митохондрий [Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., 1998; Magori E. et al., 2005; Mali Y., Zisapel N., 2009]. С помощью корреляционного анализа установлено, что размер опухоли зависит от интенсивности реакций липидного обмена (Г3ФДГ и НАДФМДГ), МДГ и НАДФ-зависимых реакций субстратного обмена между циклом трикарбоновых кислот и реакциями аминокислотного обмена.

Следовательно, в метаболизме лимфоцитов крови у больных НМРЛ с гетерозиготным состоянием гена р53 уровень пластических процессов соответствует контрольному диапазону. Выявляется снижение активности анаэробного окисления глюкозы. Состояние субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот соответствует уровню, выявленному у больных с гомозиготой по нормальному аллелю. Однако уровень взаимодействия между циклом Кребса и реакциями аминокислотного обмена в целом снижен, тогда как активность малат-аспартатного водородного шунта - повышена. С помощью корреляционного анализа подтверждается значимость реакций липидного обмена и осуществляющих субстратное взаимодействие между лимонным циклом и аминокислотным обменом, а также интенсивностью терминальных реакций цикла Кребса в проявлении функциональной активности клеток иммунной системы.

При гомозиготе по мутантному аллелю в лимфоцитах крови больных НМРЛ выявляется максимальная активность Г6ФДГ и Г3ФДГ среди обследуемых групп пациентов. Отток субстратов на пластические процессы с реакций гликолиза компенсируется притоком интермедиатов с реакций липидного катаболизма, в связи с чем активность анаэробной реакции ЛДГ выше, чем у больных с гетерозиготным состоянием гена р53 и соответствует уровню, выявленному у больных с гомозиготой по нормальному аллелю. У больных мужчин с гомозиготой по мутантному аллелю состояние метаболизма митохондриального компартмента характеризуется высоким уровнем НАДИЦДГ и самой низкой активностью МДГ. Высокий уровень субстратного потока по лимонному циклу на уровне НАДИЦДГ также поддерживается повышенной активностью НАДФИЦДГ (в 8,0 раз по сравнению с уровнем при гомозиготе по нормальному аллелю и в 6,2 раза - по сравнению с уровнем при гетерозиготном состоянии). Характерной особенностью для больных с гомозиготой по мутантному аллелю является повышение НАДН-зависимого оттока субстратов с цикла трикарбоновых кислот на реакции аминокислотного обмена и сохранение активности НАДФН-ГДГ. В то же время, повышается и активность ферментов, которые осуществляют перенос субстратов с реакций аминокислотного обмена на цикл Кребса - через НАДГДГ и НАДФГДГ. Уровень реакций цикла трикарбоновых кислот поддерживается высоким уровнем шунтирующей реакции - НАДФМДГ.

В целом, метаболизм лимфоцитов крови у больных НМРЛ с гомозиготой по мутантному аллелю характеризуется повышенным оттоком субстратов на реакции пластического обмена, стимуляцией гликолиза продуктами липидного катаболизма и высоким уровнем реакций начального этапа цикла трикарбоновых кислот. Однако терминальные реакции лимонного цикла находятся на низком уровне, что может сопровождаться ингибированием процессов аэробного дыхания. Возможно, это связано с повышением интенсивности НАДН-зависимого оттока субстратов с цикла Кребса на реакции аминокислотного обмена. Отсутствие взаимосвязей между размером опухоли и активность НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ лимфоцитов крови при гомозиготе по мутантному аллелю гена р53 характеризует регуляторную разобщенность метаболических процессов клеток иммунной системы в проявлении их функциональной активности.

При исследовании активности НАДФ- и НАД-зависимых дегидрогеназ в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого у больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53 обнаружено, что активность Г6ФДГ значительно повышается при гетерозиготном состоянии гена р53 по сравнению с уровнем, выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю, в то время как при гомозиготе по мутантному аллелю также установлено повышение активности фермента, но статистически менее выраженное, чем у больных с гетерозиготным состоянием гена (рис. 4.17). Активность НАДФМДГ в лимфоцитах лимфоузлов региональных лимфоузлов снижается при гетерозиготном состоянии гена, тогда как при гомозиготе по мутантному аллелю уровень фермента значительно повышается (рис. 4.17). В то же время, внутрик

снижается у больных мужчин с гетерозиготным состоянием гена и гомозиготой по мутантному аллелю относительно уровня, выявленного при гомозиготе по нормальному аллелю (рис. 4.17). Активность НАДФИЦДГ в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого при гетерозиготном состоянии гена р53 соответствует диапазону, выявленному при гомозиготе по нормальному аллелю (рис. 4.17). Однако при гомозиготе по мутантному аллелю выявляется выраженное увеличение активности фермента как относительно уровня, выявленного при гомозиготе по нормальному аллелю, так и относительно диапазона, обнаруженного при гетерозиготном состоянии. Активность ГР в 4,5 раза повышена в лимфоцитах лимфоузлов у больных с гетерозиготным состоянием гена р53 (рис. 4.17). При гомозиготе по мутантному аллелю уровень фермента значительно снижается по сравнению как с активностью, вывяленной при гомозиготе по нормальному аллелю, так и с диапазоном, установленном при гетерозиготном состоянии гена. При гетерозиготном состоянии активность НАДФН-ГДГ повышается относительно уровней, выявленных при гомозиготах по нормальному и мутантному аллелях (рис. 4.17).

При исследовании уровней активности НАД-зависимых дегидрогеназ установлено, что активность Г3ФДГ повышена в лимфоцитах крови больных с гетерозиготным состоянием гена р53 по сравнению с уровнем, выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю (рис. 4.18). В то же время, при гомозиготе по мутантному аллелю обнаружено еще более выраженное увеличение активности фермента по сравнению как с уровнем, выявленном при гомозиготе по нормальному аллелю, так и с диапазоном, установленном при гетерозиготном состоянии гена. Уровни активности ЛДГ и МДГ повышены в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого у больных с гомозиготой по мутантному аллелю по сравнению с диапазонами, выявленными у больных с гомозиготой по нормальному аллелю и при гетерозиготном состоянии гена (рис. 4.18). Активность НАДГДГ в 2,8 раза повышена в лимфоцитах лимфоузлов при гетерозиготном состоянии гена р53 по сравнению с уровнем, выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю (рис. 4.18). В то же время, при гомозиготе по мутантному аллелю активность фермента повышается еще выраженнее: в 9,6 раза по сравнению с выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю и в 3,4 раза по сравнению с обнаруженным уровнем при гетерозиготном состоянии. Максимальная активность НАДИЦДГ установлена в лимфоцитах больных с гетерозиготным состоянием гена р53 (рис. 4.18). При гомозиготе по мутантному аллелю активность фермента также увеличивается по сравнению с уровнем, выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю, но остается статистически ниже, чем у больных с гетерозиготным состоянием гена р53.

Максимальная активность НАДН-ЛДГ обнаружена в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого у больных НМРЛ при гомозиготе по нормальному аллелю (рис. 4.19). При гетерозиготном состоянии активность фермента снижается по сравнению с уровнем, выявленном при гомозиготе по нормальному аллелю. В то время как при гомозиготе по мутантному аллелю выявляется еще более выраженное снижение активности оксидоредуктазы. Активность НАДН-МДГ значительно понижена в лимфоцитах лимфоузлов у больных с гомозиготой по нормальному аллелю по сравнению с уровнями, выявленными при гомозиготе по нормальному аллелю и гетерозиготном состоянии гена р53 (рис. 4.19).

При исследовании корреляционных связей между размером опухоли и уровнями активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ лимфоцитов лимфоузлов корня легкого у больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53 обнаружено, что при гомозиготе по нормальному аллелю выявляется единственная взаимосвязь: размер опухоли - активность ГР (г = -0,88, р = 0,0038). В то же время при гетерозиготном состоянии гена р53 с размером опухоли взаимосвязаны уровни активности НАДН-МДГ (г = 0,76, р = 0,021) и НАДФН-ГДГ (г = -0,76, р = 0,021).

Следовательно, при гомозиготе по нормальному аллелю в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого у больных НМРЛ выявляется минимальный отток субстратов на пластические процессы через Г6ФДГ. В связи с этим, даже низкая активность Г3ФДГ и соответственно субстратное стимулирование продуктами липидного катаболизма у больных данной группы не приводит к понижению интенсивности анаэробного окисления глюкозы: активность анаэробной реакции ЛДГ - максимальна. Низкий уровень Г6ФДГ, тем не менее, не приводит к выраженному ингибированию активности ГР. Возможно, это связано с достаточной активностью НАДФМДГ. Кроме того, установленная отрицательная взаимосвязь между размером опухоли и активность ГР определяет высокую значимость последней в проявлении функциональной активности клеток иммунной системы. Метаболизм в митохондриальном компартменте лимфоцитов у больных данной группы находится на минимальном уровне в сравнении с показателями, выявленными при гетерозиготном состоянии и гомозиготе по мутантному аллелю. Это связано, прежде всего, с низкой активностью НАДИЦДГ и НАДГДГ. Несколько более высокая активность МДГ может быть связана с высоким уровнем вспомогательной дегидрогеназной реакцией НАДФГДГ и уровнем шунтирующей реакции НАДФМДГ. Кроме того, необходимо отметить, что активность НАДФН-ГДГ у больных с гомозиготой по нормальному аллелю находится на низком уровне, что определяет пониженную интенсивность НАДФН-зависимого оттока субстратов с цикла трикарбоновых кислот на реакции аминокислотного обмена.

При гетерозиготном состоянии гена р53 у больных НМРЛ в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого значительно возрастает уровень оттока субстратов через Г6ФДГ на пластические процессы. Причем, активность


Усл. обозн. см. на рис. 4.17.

80 л

60

о

40 20 0

Рис. 4.19. Активность НАДН-зависимых реакций ЛДГ (а) и МДГ (б) в лимфоцитах лимфоузлов корня легкого у больных НМРЛ в зависимости от полиморфизма гена р53.

Усл. обозн. см. на рис. 4.17.

фермента настольно значительна, что, несмотря на увеличение уровня Г3ФДГ и соответствующего субстратного стимулирования гликолиза продуктами липидного катаболизма, активность анаэробной реакции ЛДГ значительно понижена по сравнению с уровнем, выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю. Значительно повышается активность ГР - фермента, характеризующего состоянием антиоксидантной глутатион- зависимой системы [Сафонова О.А. и др.,2011; Ефременко Е.С. и др., 2012; Waggiallah H., Alzohairy M., 2011; Djukic M.M. et al., 2012; Niedzwiedz A. et al., 2012; Yan J. et al., 2012]. Причем, определенную роль в стимулировании активности ГР осуществляет повышенный уровень Г6ФДГ [Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф., 1998; Ninfali P. et al., 1996; Bulbul M., Erat M., 2008; Tandogan B. et al., 2011]. Состояние субстратного потока по циклу трикар- боновых кислот характеризуется повышенным уровнем НАДИЦДГ и неизменной (по сравнению с выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю) активностью МДГ. По-видимому, снижение интенсивности субстратного потока на уровне терминальных реакций цикла трикарбоновых кислот при гетерозиготном состоянии гена р53 определяется повышением активности НАДФН-ГДГ в 6,8 раз и соответственно усилением интенсивности НАДФН-зависимого оттока субстратов лимонного цикла на реакции аминокислотного обмена. При этом уровень НАД-зависимого притока субстратов с реакций аминокислотного обмена на цикл трикарбоновых кислот повышается в 2,8 раза, тогда как активность НАДФГДГ снижается. Необходимо отметить появление у больных данной группы отрицательной взаимосвязи между размером опухоли и уровнем активности НАДФН-ГДГ.

По-видимому, подобный отток субстратов стимулирует ряд важных для иммунной системы веществ, что в целом приводит к снижению скорости роста опухоли. Между тем положительная взаимосвязь между размером опухоли и активностью НАДН-зависимой реакцией МДГ отражает, вероятно, что повышение интенсивности аэробных процессов может снижать уровень иммунореактивности. Нарушение метаболического статуса митохондриального компартмента лимфоцитов лимфоузлов при гетерозиготном состоянии гена р53 также определяется ингибированием активности НАДФМДГ - фермента, который осуществляет шунтирующую реакцию для цикла Кребса и является ключевым в системе липидного анаболизма. При этом понижение реакций анаболизма липидов при повышенном уровнем их катаболических процессов также может привести к нарушению липидного обмена в целом и мембранных свойств клеток иммунной системы лимфоузлов корня легкого.

Состоянием метаболизма лимфоцитов лимфоузлов корня легкого у больных НМРЛ при гомозиготе по нормальному аллелю характеризуется менее выраженной, но тем не менее повышенной (по сравнению с уровнем при гомозиготе по нормальному аллелю) активностью Г6ФДГ. Отток субстратов на пластический обмен с гликолиза должен компенсироваться притоком интермедиатов через Г3ФДГ. Однако у больных с гомозиготой по мутантному аллелю выявляется наименьшая активность анаэробной реакции ЛДГ, характеризующей интенсивность терминальных реакций анаэробного окисления глюкозы. Необходимо также отметить, что повышение активности Г3ФДГ, косвенно характеризующей интенсивность липидного катаболизма, в лимфоцитах больных данной группы совпадает с высоким уровнем НАДФМДГ, которая является ключевой в системе липидного анаболизма. Кроме того, у больных данной группы выявляется наименьшая активность ГР, что может привести к активации перекисных процессов. В лимфоцитах региональных лимфоузлов у больных с гомозиготой по мутантному аллелю повышается интенсивность субстратного потока на всем протяжении цикла трикарбоновых кислот (высокая активность НАДИЦДГ и МДГ). Причем, подобное проявляется на фоне высокой активности вспомогательной реакции НАДФИЦДГ и притока субстратов с реакций аминокислотного обмена через НАДГДГ. Следовательно, в клетках иммунной системы лимфоузлов у больных данной группы интенсивность реакций, поддерживающих аэробные процессы, определяется субстратами аминокислотного обмена.

Таким образом, при исследовании особенностей метаболизма лимфоцитов крови и лимфоузлов корня легкого у больных раком легкого в зависимости от полиморфизма гена р53 обнаружено, что при гомозиготе по нормальному аллелю в клетках иммунной системы крови повышен уровень пластических и энергетических процессов, увеличена интенсивность субстратного стимулирования реакций аминокислотного обмена. Однако повышенный уровень реакций, определяющих интенсивность аэробного дыхания, проявляется на фоне развития конкурентных взаимоотношений в митохондриальном компартменте. Значимость интенсивности реакций лимонного цикла в проявлении функциональной активности лимфоцитов крови подтверждается результатами корреляционного анализа. Сниженная активность ключевой реакции липидного анаболизма и стимулирование анаэробного окисления глюкозы может привести к понижению липидного пула лимфоцитов крови и нарушению мембранных процессов. В лимфоцитах лимфоузлов корня легкого выявляется минимальный отток субстратов на пластические процессы, но при высоком уровне терминальных реакций гликолиза. Уровень состояния метаболизма в митохондриальном компарт- менте находится на минимальном уровне в сравнении с показателями, выявленными при гетерозиготном состоянии и гомозиготе по мутантному аллелю. Метаболизм лимфоцитов крови у больных с гетерозиготным состоянием гена р53 характеризуется снижением активности анаэробного окисления глюкозы. Состояние субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот соответствует уровню, выявленному у больных с гомозиготой по нормальному аллелю. Однако уровень взаимодействия между циклом Кребса и реакциями аминокислотного обмена в целом снижен, тогда как активность малат-аспартатного водородного шунта - повышена. С помощью корреляционного анализа подтверждается значимость реакций липидного обмена и осуществляющих субстратное взаимодействие между лимонным циклом и аминокислотным обменом, а также интенсивностью терминальных реакций цикла Кребса в проявлении функциональной активности клеток иммунной системы. В лимфоцитах лимфоузлов повышается активность пластических процессов, зависящих от интенсивности пентозофосфатного цикла. В связи с этим, независимо от компенсаторного повышения Г3ФДГ понижается интенсивность анаэробного дыхания клеток. Состояние субстратного потока по циклу трикарбоновых кислот характеризуется повышенным уровнем НАДИЦДГ и неизменной (по сравнению с выявленным при гомозиготе по нормальному аллелю) активностью МДГ, что определяется НАДФН-зависимым оттоком субстратов на реакции аминокислотного обмена. Метаболизм лимфоцитов крови у больных НМРЛ с гомозиготой по мутантному аллелю характеризуется повышенным оттоком субстратов на реакции пластического обмена, стимуляцией гликолиза продуктами липидного катаболизма и высоким уровнем реакций начального этапа цикла трикарбоновых кислот. Однако терминальные реакции лимонного цикла находятся на низком уровне, что может сопровождаться ингибированием процессов аэробного дыхания. Состоянием метаболизма лимфоцитов лимфоузлов корня легкого характеризуется повышенной активностью Г6ФДГ, очень низкой интенсивностью анаэробного окисления глюкозы, но при повышении уровней ферментов, определяющих аэробное дыхание клеток.

<< | >>
Источник: Савченко А.А.. Основы клинической иммунометаболомики . Новосибирск: Наука 2012. 2012
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме Особенности уровней активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ в зависимости от полиморфизма гена р53 у больных раком легкого:

  1. Активность НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ лимфоцитов у больных раком легкого в зависимости от полиморфизма гена GSTM1
  2. Уровни активности НАД- и НАДФ-зависимых дегидрогеназ лимфоцитов на разных стадиях немелкоклеточного рака легкого
  3. Особенности метаболизма лимфоцитов у больных раком легкого
  4. Особенности иммунологической реактивности у детей в зависимости от возраста
  5. 6.4. ОСОБЕННОСТИ ВСАСЫВАНИЯ ЛЕКАРСТВ, ЗАВИСИМЫЕ ОТ ПУТИ ИХ ВВЕДЕНИЯ
  6. Таблица 2. Стратегия вибора стабилизатора настроения в зависимости от особенностей маниакального состояни
  7. Возникновение зависимости
  8. Глава 8 Анализ зависимостей
  9. Анализ зависимостей
  10. Оценка зависимости пациента от кардиостимулятора
  11. 30.Лекарственная зависимость и злоупотребление лекарствами
  12. ЦИТОХРОМ Р450-ЗАВИСИМЫЕ МОНООКСИГЕНАЗЫ
  13. РЕФЕРАТ. К ВОПРОСУ О ЗАВИСИМОСТИ К БЕНЗОДИАЗЕПИНАМ2018, 2018
  14. Глава 5 .ЗАВИСИМОСТЬ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ И БИОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ АНТИБИОТИКОВ