Метаболизм оксида азота и метаболизм кислородных радикалов имеют точки соприкосновения, поэтому следует подчеркнуть важность одновременной оценки нескольких показателей молекулярного обмена в КВВ для более объективной трактовки и интерпретации результатов.
Интегральную оценку редокс-статуса организма обычно принято проводить по динамике перекисного окисления липидов (ПОЛ). При пероксидации липидов, инициированной гиперпродукцией АФА и АФК, образуется целый ряд продуктов, играющих важную роль в процессах модификации как биологических мембран, так и липопротеинов.
Превращение липидов в реакциях ПОЛ проявляется в ступенчатой деградации их полиненасыщенных жирнокислотных остатков. На стадии зарождения цепи окисление полиненасыщенных жирных кислот может завершаться перегруппировкой разделенных метиленовой группой двойных связей в сопряженную диеновую и триеновую структуры. Образуются так называемые диены и триены, определение которых важно для оценки ПОЛ [39-41]. Часть липидных радикалов подвергается распаду, с образованием различных альдегидов, в том числе малонового диальдегида (МДА), определение которого часто используют для оценки активности процессов ПОЛ в целом. На завершающей стадии часть липидных радикалов рекомбинируют друг с другом, превращаясь в неактивные продукты, а МДА взаимодействует со свободными аминогруппами (NH2) белков, образуя межмолекулярные сшивки. Последний процесс является основой для образования так называемых оснований Шиффа (ОШ) - конечных продуктов ПОЛ [39-41]. Регистрация ОШ является специфичным количественным диагностическим методом для определения интенсивности процессов ПОЛ. В норме ОШ переводят токсические и неустойчивые продукты метаболизма ПОЛ на дальнейшие пути утилизации. Однако повышенное содержание этих продуктов приводит к денатурации ферментов, нарушению митоза, изменению функциональной деятельности рецепторного аппарата и функциональным нарушениям клеточных мембран [39-41].
В настоящее время в основном проводятся исследования следующих продуктов липопероксидации - диеновых конъюгатов (ДК), МДА и ОШ в КВВ и крови. Принимая во внимание последовательность реакций: образование ДК на начальных стадиях, а ОШ в конце процессов ПОЛ, предполагается, что количественное определение данных маркеров позволяет оценить не только активность, но и стадийность процессов свободнорадикального окисления [39-41]. Например, при ХОБЛ уровень оснований Шиффа увеличивался с ростом тяжести заболевания. При этом высокий уровень ДК у всех обследованных прогрессивно снижался с увеличением степени бронхиальной обструкции [42].
Следует подчеркнуть, что сложность интерпретации результатов, получаемых при исследовании ОС и НС, особенно на системном уровне, связана с тем, что АФА и АФК, помимо участия в развитии этих стрессов, вовлекаются и в регуляцию множества физиологически важных функций (ферментативный катализ, биотрансформация энергии, обмен веществ, нейротрансмиссия, аккумуляция и передача информации, иммунный и адаптивный ответы и т.д.), взаимодействуют с друг другом, влияя на определяемые концентрации друг друга [43; 44].
Заключение
Если принимать во внимание огромный спектр патофизиологических проявлений ОС и НС при ХОБЛ и БА, то становится очевидной необходимость их регулирования, для чего требуется детальное понимание взаимосвязей значимых компонентов ОС и НС, выяснение закономерностей их изменения, возможность численного прогнозирования их концентраций.
Исследования специфических маркеров ОС и НС при ХОБЛ И БА способствуют определению степени вовлечения процессов СРО на различных уровнях и взаимосвязи с патофизиологическими факторами заболеваний, выявлению особенностей механизмов патогенеза, повышению эффективности диагностики, качественной разработке алгоритмов таргетного воздействия терапевтических агентов.
Список литературы
1. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T., Mazur M., Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem Cell Biol. 2007. V. 39 (1). P. 44-84.
2. Luis A., Del Rio. ROS and RNS in plant physiology: an overview. 2015. V. 66 (10). P. 2827-37.
3. Panday S., Talreja R., Kavdia M. The role of glutathione and glutathione peroxidase in regulating cellular level of reactive oxygen and nitrogen species. 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0026286220300704?via%3Dihub (дата обращения: 25.07.2022).
4. Zarkovic N. Roles and Functions of ROS and RNS in Cellular Physiology and Pathology. Cells. 2020. V. 21. № 9 (3). Р. 767.
5. Соодаева С.К. Свободнорадикальные механизмы повреждения при болезнях органов дыхания // Пульмонология. 2012. № 1. С. 5-10.
6. Rogers L.K., Cismowski M.J. Oxidative Stress in the Lung - The Essential Paradox. Curr Opin Toxicol. 2018. V. 7. P. 37-43.
7. Barnes P.J. Oxidative Stress in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Antioxidants (Basel). 2022 V. 13. № 11 (5). Р. 965.
8. Marozkina N.V., Gaston B. Nitrogen chemistry and lung physiology. Annu Rev Physiol. 2015. V. 77. P. 431-452.
9. Sahiner U.M., Birben E., Erzurum S., Sackesen C., Kalayci O. Oxidative stress in asthma: Part of the puzzle. Pediatr Allergy Immunol. 2018. V. 29 (8). P. 789-800.
10. Li Y., Li G.P. Oxidative stress in asthma: a distinct clinical and pathologic feature? J. Biol. Regul Homeost Agents. 2016. V. 30 (4). P. 1053-1057.
11. Barnes P.J. Oxidative stress-based therapeutics in COPD. Redox Biol. 2020. [Электронный ресурс]. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213231720301610?via0/o3Dihub (дата обращения: 25.07.2022).
12. Antus B., Kardos Z. Oxidative stress in COPD: molecular background and clinical monitoring. Curr Med Chem. 2015. V. 22 (5) P. 627-650.
13. Соодаева С.К., Климанов И.А. Нарушения окислительного метаболизма при заболеваниях респираторного тракта и современные подходы к антиоксидантной терапии // Практическая пульмонология. 2009. № 1. С. 34-38.
14. Владимиров Ю.А. Физико-химические основы патологии клетки. М., 2001. 95 с.
15. Davis M.D., Montpetit A.J. Exhaled Breath Condensate: An Update. Immunol Allergy Clin North Am. 2018. V. 38 (4). P. 667-678.
16. Patsiris S., Exarchos T., Vlamos P. Exhaled Breath Condensate (EBC): Is It a Viable Source of Biomarkers for Lung Diseases? Adv Exp Med Biol. 2020. V. 1195. P. 13-18.
17. Chamitava L., Cazzoletti L., Ferrari M., Garcia-Larsen V., Jalil A., Degan P., Fois A.G., Zinellu E., Fois S.S., Fratta Pasini A.M., Nicolis M., Olivieri M., Corsico A., Bono R., Pirina P., Zanolin M.E. Biomarkers of Oxidative Stress and Inflammation in Chronic Airway Diseases. Int. J. Mol Sci. 2020. V. 18. № 21 (12). P. 4339.
18. Davis M.D., Montpetit A.J. Exhaled Breath Condensate: An Update. Immunol Allergy Clin North Am. 2018. V. 38 (4). P. 667-678.
19. Климанов И.А., Соодаева С.К., Лисица А.В., Кудрявцев В.Б., Чучалин А.Г. Стандартизация преаналитического этапа исследования конденсата выдыхаемого воздуха // Пульмонология. 2006. № 2. С. 53-55.
20. Thomas E., Giles Julie, McCarthy, Winifred Gray. Diagnostic Cytopathology (Third Edition) Diagnostic Cytopathology. CHAPTER 2 - Respiratory tract. Induced Sputum. Induced sputum is a useful non-invasive method for the assessment of airway and parenchymal lung diseases. 2010. P. 17-111.
21. Matsunaga K., Hirano T., Oka A., Ito K., Edakuni N. Persistently high exhaled nitric oxide and loss of lung function in controlled asthma. Allergology International. 2016. V. 65. № 3. P. 266271.
22. Lu Z., Huang W., Wang L., Xu N., Ding Q., Cao C.. Exhaled nitric oxide in patients with chronic obstructive pulmonary disease: a systematic review and meta-analysis. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2018. V. 13. P. 2695-2705.
23. Trischler J., Merkel N., Konitzer S., Muller C.-M., Unverzagt S., Lex C.. Fractionated breath condensate sampling: H2O2 concentrations of the alveolar fraction may be related to asthma control in children. Respir Res. 2012. V. 14. № 13 (1). Р. 14.
24. Murata K., Fujimoto K., Kitaguchi Y., Horiuchi T., Kubo K., Honda T.. Hydrogen peroxide content and pH of expired breath condensate from patients with asthma and COPD. COPD: Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2014. V. 11. № 1. P. 81-87.
25. Montuschi P., Corradi M., Ciabattoni G., Nightingale J., Kharitonov S. A., Barnes P. J.. Increased 8-isoprostane, a marker of oxidative stress, in exhaled condensate of asthma patients. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 1999. V. 160. № 1. Р. 216-220.
26. Biernacki W., Kharitonov S., Barnes P. Increased leukotriene B4 and 8-isoprostane in exhaled breath condensate of patients with exacerbations of COPD. Thorax. 2003. V. 58. № 4. Р. 294-298.
27. Baraldi E., Giordano G., Pasquale M. F., Carraro S., Mardegan A., Bonetto G., Bastardo C., Zacchello F., Zanconato S. 3-Nitrotyrosine, a marker of nitrosative stress, is increased in breath condensate of allergic asthmatic children. Allergy. 2005. V. 61. № 1. Р. 90-96.
28. Lee J.S., Shin J.H., Hwang J.-H., Baek J.E., Choi B.-S. Malondialdehyde and 3-nitrotyrosine in exhaled breath condensate in retired elderly coal miners with chronic obstructive pulmonary disease. Safety and Health at Work. 2014. V. 5. № 2. Р. 91-96.
29. Wood L.G., Baines K.J., Fu J., Scott H.A., Gibson P.G. The neutrophilic inflammatory phenotype is associated with systemic inflammation in asthma. Chest. 2012. V. 142. № 1. Р. 86-93.
30. Simpson J.L., Scott R.J., Boyle M.J., Gibson P.G. Differential proteolytic enzyme activity in eosinophilic and neutrophilic asthma. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2005. V. 172. № 5. Р. 559-565.
31. Zhu A., Ge D., Zhang J., Teng Y., Yuan C., Huang M., Adcock I.M., Barnes P.J., Yao X. Sputum myeloperoxidase in chronic obstructive pulmonary disease. European Journal of Medical Research. 2014. V. 19. № 1. P. 12.
32. Zuo L., Pannell B. K., Liu Z. Characterization and redox mechanism of asthma in the elderly. Oncotarget. 2016. V. 7. № 18. Р. 25010-25021.
33. Nair P., Ochkur S.I., Protheroe C., Radford K., Efthimiadis A., Lee N.A., Lee J.J. Eosinophil peroxidase in sputum represents a unique biomarker of airway eosinophilia," Allergy. 2013. V. 68. № 9. P. 1177-1184.
34. Schleich F., Demarche S., Louis R. Biomarkers in the management of difficult asthma. Current Topics in Medicinal Chemistry. 2016. V. 16. № 14. Р. 1561-1573.
35. Schivo M., Albertson T.E., Haczku A., Kenyon N.J., Zeki A.A., Kuhn B.T., Louie S., Avdalovic M.V. Paradigms in chronic obstructive pulmonary disease: phenotypes, immunobiology, and therapy with a focus on vascular disease. Journal of Investigative Medicine. 2017. V. 65. № 6. Р. 953-963.
36. Fatani S.H. Biomarkers of oxidative stress in acute and chronic bronchial asthma. Journal of Asthma. 2014. V. 51. № 6. P. 578-584.
37. Dai Z., Wu Z., Yang Y., Wang J., Satterfield M.C., Meininger C.J., Bazer F.W., Wu G. Nitric oxide and energy metabolism in mammals.Biofactors. 2013. V. 39 (4). P. 383-391.
38. Климанов И.А., Соодаева С.К. Механизмы формирования конденсата выдыхаемого воздуха и маркеры оксидативного стресса при патологиях респираторного тракта // Пульмонология. 2009. № 2. C. 113-119.
39. Кубышева Н.И., Соодаева С.К., Постникова Л.Б., Кузьмина Е.И., Конторщикова К.Н., Климанов И.А. Исследование показателей оксидативного стресса у больных с обострением хронической обструктивной болезни легких // Пульмонология. 2019. № 29 (6). C. 708-715.
40. Bartoli M.L., Novelli F., Costa F., et al. Malondialdehyde in exhaled breath condensate as a marker of oxidative stress in different pulmonary diseases. Mediators Infl amm. 2011. [Электронный ресурс]. URL: https://www.hindawi.com/journals/mi/2011/891752/ (дата обращения: 01.08.2022).
41. Negre-Salvayre A., Coatrieux C., Ingueneau C., Salvayre R. Advanced lipid peroxidation end products in oxidative damage to proteins. Potential role in diseases and therapeutic prospects for the inhibitors. British journal of pharmacology. 2008. № 153 (1). Р. 6-20.
42. Kubysheva N.I., Soodaeva S.K., Postnikova L.B., Kuz'mina E.I., Kontorshchikova K.N., Klimanov I.A. Study of oxidative stressparameters in patients with chronic obstructive pulmonary disease exacerbation. Russian Pulmonology. 2019. № 29 (6). Р. 708-715.
43. Kubysheva N., Postnikova L., Soodaeva S., et al. (2017). Relationship of the content of systemic and endobronchial soluble molecules of CD25, CD38, CD8, and HLA-I-CD8 and lung function parameters in COPD patients. Disease markers, 2017. [Электронный ресурс]. URL: https://www.hindawi.com/journals/dm/2017/8216723/ (дата обращения: 30.07.2022).
44. Kubysheva N., Soodaeva S., Novikov V. et al. Soluble HLA-I and HLA-II molecules are potential prognostic markers of progression of systemic and local inflammation in patients with COPD. Disease markers, 2018. [Электронный ресурс]. URL: https://www.hindawi.com/journals/dm/2018/3614341/ (дата обращения: 30.07.2022)