science-review.ru
Препараты лития являются психотропными лекарственными средства. Они широко применяются при лечении аффективных расстройств, главным образом при маниакальных и гипоманиакальных фазах биполярного расстройства. В терапии больных алкоголизмом препараты лития оказываются эффективными при астено-депрессивных синдромах и эмоциональной лабильности пациентов. Чаще всего в клинической практике препараты лития используют в виде карбоната (реже в виде цитрата, хлорида, сульфата, никотината, оксибутирата).
Однако, в связи с известными побочными токсическими эффектами лития, продолжается поиск путей снижения выраженности этих нежелательных эффектов. Наряду с такими подходами к решению этой задачи, как индивидуальный выбор дозы препарата и длительности его применения, проводятся исследования по подбору анионного компонента соли. Получение солей лития с анионным компонентом, обладающим определенными полезными свойствами, может не только снизить токсичность препарата, но и усилить его положительный терапевтический эффект. То есть подбор анионного компонента имеет особую значимость при решении актуальной проблемы – создании новых препаратов на основе солей лития для лечения аффективных и аддиктивных расстройств.
Учитывая важную роль окислительного стресса при развитии патологического процесса, перспективным может быть подбор анионного компонента, обладающего антиоксидантным эффектом. Созданы соли лития, содержащие в качестве анионного компонента субстраты цикла Кребса, показавшие высокий антиоксидантный потенциал при его оценке вольтамперометрическим методом в искусственной модельной системе [1]. Крайне важно тестировать новые перспективные соли и в биологической системе, например исследуя их действие на уровень окислительного повреждения биомакромолекул плазмы крови.
Изучение окислительного стресса и маркеров окислительного повреждения биомакромолекул – белков, липидов и ДНК – проводится при разных патологиях, в том числе при алкогольной зависимости (АЗ) и биполярном аффективном расстройстве (БАР) [2–4]. Ранее мы оценили влияние солей лития (карбоната лития – Li-CAR, пирувата лития – Li-PYR, фумарата лития – Li-FUM, сукцината лития – Li-SUC и аскорбата лития – Li-ASC) на окислительное повреждение белков (карбонилированные белки) и липидов (продукты ПОЛ, ТБК-реактивные продукты) плазмы крови у здоровых лиц и больных алкоголизмом [5]. Одним из наиболее широко признанных биомаркеров окислительного повреждения ДНК является 8-гидрокси-2'-дезоксигуанозин (8-OHdG) [6]. Повышенный уровень 8-OHdG выявлен при сердечно-сосудистых заболеваниях [7], при алкоголизме [8; 9], при аффективных расстройствах [10], при биполярном аффективном расстройстве [3] и других патологиях.
Цель исследования: оценка действия солей лития (Li-CAR, Li-PYR и Li-FUM) на концентрацию продукта окислительного повреждения ДНК – 8-гидрокси-2’-дезоксигуанозина – в плазме крови здоровых лиц (ЗД), больных биполярным аффективным расстройством (БАР) и алкогольной зависимостью (АЗ) при инкубации крови в присутствии 0,5 % этанола in vitro.
Материалы и методы исследования
Использовали кровь 20 практически здоровых лиц (ЗД), 18 больных биполярным аффективным расстройством (БАР) и 21 больного алкогольной зависимостью (АЗ) в возрасте 28–53 года, средний возраст обследованных составил 39 лет. Больные находились на лечении в клинике НИИ психического здоровья Томского национального исследовательского медицинского центра РАН. Диагноз по МКБ-10 для группы АЗ квалифицировался как «Психические и поведенческие расстройства в результате употребления алкоголя (синдром зависимости – F10.21 и синдром отмены – F10.30)», для группы БАР «Аффективное расстройство настроения (биполярное аффективное расстройство – F31)». Участниками группы ЗД были практически здоровые люди, которые не состояли на диспансерном учете, на момент обследования не имели признаков перенесенных острых инфекционных заболеваний, выполняли профессиональные обязанности в полном объеме и вели привычный образ жизни.
Кровь брали из локтевой вены утром натощак с использованием стерильной системы однократного применения Vacutainer (Becton Dickinson, USA) с антикоагулянтом Sodium Hepаrin. Исследование проводили с соблюдением принципов информированного согласия Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации; на проведение исследований с участием людей получено разрешение локального этического комитета при НИИ психического здоровья Томского НИМЦ (протокол № 361 от 23.10.2017 г.).
Использовали карбонат лития (Li-CAR) фирмы Sigma-Aldrich (Германия). Другие соли лития (пируват лития – Li-PYR и фумарат лития – Li-FUM) были синтезированы в Исследовательской школе химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета [11]. Готовили стоковые растворы солей лития в удобной для дальнейшей работы концентрации на физиологическом растворе (натрия хлорид 0,9 %, ОАО «Научно-производственный концерн «ЭСКОМ», Россия).
Для определения концентрации 8-гидрокси-2'-дезоксигуанозина (8-OHdG) использовали замороженные и хранящиеся при –80 °С аликвоты плазмы, полученной ранее после инкубации крови обследуемых лиц в присутствии соединений лития (конечная концентрация 1,2 мМ в пересчете на ионы лития, что соответствует терапевтической концентрации лития в крови пациентов при терапии психозов и позволяет, с определенным приближением, экстраполировать эффекты лития, установленные in vitro, на их эффекты in vivo) и 0,5 %-ного этанола, в течение 1 часа при 37 °С.
Этанол в данных экспериментах использовали в качестве агента, способного вызывать окислительную модификацию биомакромолекул, в частности белков и липидов, что было показано нами ранее [5]. При этом в контрольные пробы (без солей лития) добавляли соответствующие объемы физиологического раствора (контроль без этанола, КБЭ) или физиологический раствор и этанол (контроль с этанолом, КЭ), как описано в работе [5]. Такой подход позволял одновременно оценить возможный защитный (протекторный) эффект исследуемых солей лития от этанол-индуцированного повреждения биомакромолекул. Измерение концентрации 8-OHdG в соответствующих размороженных аликвотах плазмы проводили иммуноферментным методом по протоколу с использованием набора DNA Damage Competitive Elisa Kit (Thermo Fisher Scientific, USA). Измерение оптической плотности проб и расчет концентрации 8-OHdG в нг/мл осуществляли на приборе Epoch (BioTek, USA).
Статистическую обработку результатов проводили с помощью программы Statistica-12. Для проверки согласия с нормальным законом распределения количественных показателей использовали критерий Шапиро-Уилка. Данные представляли в виде Me (QL-QU). Для оценки достоверности различий в группах с независимыми переменными использовали непараметрический критерий Манна-Уитни, для зависимых выборок – критерий Вилкоксона. Статистически значимыми различия считали при р < 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
Поскольку инкубацию крови с солями лития проводили в присутствии 0,5 %-ного этанола, в контрольные пробы (без исследуемых соединений, КЭ) также добавляли этанол в той же концентрации. Ранее, при исследовании эффекта этанола на белки и липиды плазмы крови здоровых лиц и больных алкоголизмом, мы обнаружили, что 0,5 %-ный этанол при добавлении его в кровь in vitro окисляет белки и липиды плазмы здоровых лиц, но не больных алкоголизмом [5]. Были проведены специальные предварительные эксперименты по изучению влияния этанола без солей лития (в контроле) на продукт окисления ДНК плазмы крови в обследуемых группах, результаты которых представлены в табл. 1.
Таблица 1
Концентрация продукта окислительной модификации ДНК (8-OHdG) в плазме крови (нг/мл) после инкубации in vitro крови участников обследуемых групп. Me (QL-QU)
|
Пробы |
Обследуемые группы |
||
|
ЗД n = 20 |
БАР n = 18 |
АЗ n = 21 |
|
|
КБЭ |
9,57 (6,92-13,29) |
9,97 (6,59-15,62) *Р = 0,828 |
12,15 (10,58-15,25) *Р = 0,035 |
|
КЭ |
10,10 (7,43-11,91) #p = 0,794 |
10,59 (6,44-13,07) *Р = 0,828 #p = 0,744 |
12,55 (11,53-16,32) *Р = 0,008 #p = 0,839 |
Примечание: КБЭ – контрольные пробы без этанола; КЭ – контрольные пробы с этанолом; *Р – различия с пробами здоровых лиц (ЗД); #p – различия с пробами без этанола (КБЭ).
Как в пробах здоровых лиц (ЗД), так и больных БАР, и больных АЗ в используемых экспериментальных условиях этанол не приводил к достоверному изменению в плазме крови концентрации 8-OHdG (в табл. 1 во всех случаях #p > 0,05). При этом как в пробах с этанолом (КЭ), так и без этанола (КБЭ) у больных БАР концентрация 8-OHdG не отличалась от концентрации здоровых лиц (в обоих случаях *Р > 0,05), в то время как у больных алкогольной зависимостью она была достоверно выше, чем в группе ЗД (в обоих случаях *Р < 0,05) (табл. 1). Эти результаты позволили в дальнейшем при изучении эффектов солей лития на фоне этанола в качестве контроля использовать пробы без солей лития с 0,5 %-ным этанолом.
Результаты исследования эффектов солей лития на продукт окислительной модификации ДНК в плазме, полученной после инкубации крови здоровых лиц, больных БАР и больных алкогольной зависимостью, представлены в табл. 2.
Таблица 2
Концентрация (нг/мл) продукта окислительной модификации ДНК (8-OHdG) в плазме крови после инкубации крови в присутствии солей лития (1,2 мМ) и 0,5 % этанола. Me (QL–QU)
|
Состав инкубационной смеси |
Обследуемые группы |
||
|
ЗД n = 20 |
БАР n = 18 |
АЗ n = 21 |
|
|
КЭ |
10,10 (7,43–11,91) |
10,59 (6,44–13,07) *Р = 0,828 |
12,55 (11,53–16,32) *Р = 0,008 |
|
Li-FUM |
9,95 (8,37–13,95) #p = 0,370 |
8,07 (4,65–13,84) *Р = 0,195 #p = 0,214 |
11,97 (9,75–16,35) *Р = 0,114 #p = 0,963 |
|
Li-PYR |
10,22 (8,10–13,02) #p = 0,654 |
5,50 (3,19–8,98) *Р = 0,031 #p = 0,025 |
13,56 (9,62–16,18) *Р = 0,115 #p = 0,455 |
|
Li-CAR |
10,93 (7,45–17,18) #p = 0,379 |
9,12 (8,08–11,62) *Р = 0,384 #p = 0,184 |
11,03 (7,19–14,23) *Р = 0,922 #p = 0,067 |
Примечание: КЭ – контрольные пробы без солей лития с этанолом; *Р – различия со здоровыми; #p – различия с соответствующим КЭ.
Обнаружено, что у больных алкогольной зависимостью концентрация продукта окислительной модификации ДНК в плазме крови повышена по сравнению со здоровыми лицами в контрольных пробах (*Р = 0,008, табл. 2). Увеличение продукта окислительной модификации ДНК в плазме крови у больных алкоголизмом ранее было показано и другими авторами [8; 9; 12]. При этом в пробах с фумаратом лития (Li-FUM), пируватом лития (Li-PYR) и карбонатом лития (Li-CAR) разница концентрации 8-OHdG в плазме между здоровыми и больными алкогольной зависимостью уже не достигала достоверных значений (в табл. 2 *Р = 0,114, *Р = 0,115 и *Р = 0,922 соответственно). Этот результат косвенно свидетельствует о защитном потенциале исследуемых солей лития в отношении окислительного повреждения ДНК больных алкоголизмом в используемых экспериментальных условиях.
У больных БАР повышения 8-OHdG в пробах по сравнению со здоровыми лицами не выявлено. Напротив, в пробах с Li-PYR обнаружено снижение этого метаболита с уровнем значимости *Р = 0,031. В присутствии других солей лития значимой разницы между концентрацией 8-OHdG в пробах ЗД и БАР не обнаружено (табл. 2). Согласно литературным данным, результаты поиска связи уровня 8-гидрокси-2'-дезоксигуанозина биологических жидкостей с депрессивными расстройствами оказались неоднозначными [13]. В цитируемой работе представлены результаты метаанализа связи между депрессией и уровнем данного маркера окислительного стресса, а также анализ факторов, которые могут объяснить неоднозначность результатов, полученных в разных исследованиях.
У здоровых лиц, как и у больных алкогольной зависимостью, все исследуемые соединения лития в используемых экспериментальных условиях не оказывали достоверно значимого эффекта на концентрацию 8-OHdG плазмы крови (в табл. 2 в группах ЗД и АЗ все #p > 0,05). У больных БАР в присутствии Li-PYR обнаружено статистически значимое снижение 8-OHdG плазмы крови по сравнению с контролем (пробой без соли лития, КЭ) (#p = 0,025), остальные соединения заметного эффекта не оказывали (#p > 0,05). Этот результат демонстрирует перспективность пирувата лития как соединения, способного проявлять антиоксидантные свойства в биологической системе in vitro, защищая ДНК от окислительного повреждения.
Отметим, что при исследовании эффектов солей лития на окислительное повреждение белков и липидов плазмы крови здоровых лиц и больных алкоголизмом заметного антиоксидантного действия Li-PYR не оказывал [5]. В настоящем исследовании мы не выявили его эффекта, как и эффекта других используемых солей лития (Li-FUM и Li-CAR), на уровень 8-OHdG как у здоровых лиц, так и у больных алкогольной зависимостью. Однако было обнаружено, что в присутствии всех исследуемых солей лития исчезала разница в уровне 8-OHdG между группами ЗД и АЗ, выявляемая при сравнении контрольных проб плазмы этих групп (табл. 2). Данное наблюдение косвенно свидетельствует о некотором защитном действии препаратов лития при окислительном повреждении ДНК у больных алкогольной зависимостью. Выраженный защитный эффект, который заключался в снижении концентрации периферического маркера окислительного повреждения ДНК (8-гидрокси-2-дезоксигуанозина), мы наблюдали только в присутствии Li-PYR в плазме крови больных биполярным аффективным расстройством, то есть у пациентов с патологией, при которой продукт окислительного повреждения ДНК, по данным литературы, может быть потенциальным маркером прогрессирования этого заболевания [14].
Ранее при оценке действия Li-PYR на клеточной модели мононуклеаров периферической крови больных алкоголизмом были обнаружены антиоксидантные и цитопротекторные свойства исследуемого соединения, заключающиеся в уменьшении доли клеток с активными формами кислорода, снижении процента клеток, находящихся как в состоянии раннего апоптоза, так и позднего апоптоза/некроза [15]. То есть защитное действие Li-PYR в отношении ДНК крови может быть связано и с общим цитопротекторным эффектом.
Заключение
Таким образом, проведенные исследования эффектов солей лития (карбоната лития, пирувата лития и фумарата лития) выявили наиболее выраженное защитное действие пирувата лития от окислительного повреждения ДНК плазмы крови у больных биполярным аффективным расстройством, что позволяет рассматривать данную органическую соль как наиболее перспективное соединение для создания новых фармакологических препаратов, сочетающих нормотимические, антиоксидантные и цитопротекторные свойства.
Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда, проект № 17-75-20045; частично (набор пациентов) исследование выполнено за счет бюджетного финансирования темы НИР АААА-А19-119020690013-2.
Библиографическая ссылка
Прокопьева В.Д., Ярыгина Е.Г., Ветлугина Т.П., Плотников Е.В., Бохан Н.А. ВЛИЯНИЕ СОЛЕЙ ЛИТИЯ НА 8-ГИДРОКСИ-2\'-ДЕЗОКСИГУАНОЗИН ПЛАЗМЫ КРОВИ ЗДОРОВЫХ ЛИЦ, БОЛЬНЫХ БИПОЛЯРНЫМ АФФЕКТИВНЫМ РАССТРОЙСТВОМ И АЛКОГОЛИЗМОМ // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2020. – № 1. – С. 15-19;URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=1094 (дата обращения: 27.12.2024).