ПОЛ (перекисное окисление липидов)
Исследование, направленное на выявление в образце крови продуктов перекисного окисления липидов и их активности в целях оценки роли данных веществ в реакциях окислительного повреждения клеток организма (так называемого окислительного стресса).
Перекисное окисление липидов; оценка окислительного повреждения (окислительного стресса).
Синонимы английские
Lipid peroxidation; assessment of oxidative damage (oxidative stress).
Мкмоль/л (микромоль на литр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
- Детям в возрасте до 1 года не принимать пищу в течение 30-40 минут до исследования.
- Не принимать пищу в течение 2-3 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
- Не курить в течение 30 минут до исследования.
Общая информация об исследовании
Перекисное окисление липидов – это химический процесс, каскад реакций превращения липидов (поступающих с пищей или синтезированных в организме) с участием свободных радикалов – активных заряженных молекул. Так как липиды — компоненты мембран всех клеток организма, реакции перекисного окисления могут приводить к нарушению их структуры и повреждению клетки, что является одним из механизмов патогенеза ряда заболеваний.
Реакции ПОЛ постоянно происходят в организме в норме в определенной степени, которая не должна превышаться во избежание их повреждающего действия. Перекисное окисление липидов играет важную роль для процесса апоптоза, регулирования структуры мембран и их функций (презентация рецепторов, работа ионных каналов, высвобождение биологически активных веществ, передача сигналов между клетками и т.д.).
Чрезмерная активность ПОЛ может приводить к разрушению мембраны клетки, проникновению или выходу из нее веществ, которых не должно быть в норме, что ведет к нарушению жизнедеятельности клеток (их преждевременное старение, разрушение, измененные функции передачи веществ, связывания ферментов и рецепторов). Повышенная активность ПОЛ может быть причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний (атеросклероза и сопутствующей патологии), поражения ЦНС, воспалительных процессов, заболеваний респираторного тракта, одним из факторов новообразований, нарушения функции иммунной системы.
В организме в роли ингибирующего фактора (т.е. сдерживающего реакции ПОЛ) выступает антиоксидантная система. Таким образом, патологические реакции перекисного окисления липидов могут быть как при чрезмерной активности самих этих процессов, так и при недостаточности работы антиоксидантной системы.
Исследование позволяет оценить количественно, насколько активно протекают реакции ПОЛ в организме и насколько с ними справляются собственные защитные системы организма. Такой анализ продуктов перекисного окисления липидов играет важную роль в определении связи их повреждающего действия с возникновением, развитием или прогрессированием того или иного заболевания. Исследование проводится методом спектрофотометрии, основанным на изучении физико-химических свойств веществ, в частности их спектров поглощения. Таким способом из образца венозной крови пациента выделяются анализируемые вещества, а затем происходит их количественный подсчет, выражаемый в мкмоль/л. Спекрофотометрический метод оценки продуктов перекисного окисления липидов — достаточно современный и точный (погрешность составляет +/- 5,2 %), отличается высокой специфичностью (за счет использования определенных длин волн), чувствительностью (1,0 нмоль/л) и достоверностью, о чем свидетельствует низкий процент ложноположительных и ложноотрицательных результатов (достоверность более 90 %).
Таким образом, анализ продуктов реакций ПОЛ позволяет понять механизмы развития серьезных заболеваний, определить так называемый маркер окислительного стресса организма. При своевременно выявленном нарушении есть возможность оптимально подобрать лечение и предотвратить развитие заболевания, его прогрессирование, направить его течение по более благоприятному варианту. Следует отметить, что интерпретация результата осуществляется только врачом с учетом всех имеющихся данных анамнеза и других методов диагностики.
Для чего используется исследование?
- Для диагностики оксидативного стресса и степени интоксикации организма вследствие повышенной активности реакций перекисного окисления липидов.
- Для выявления дефицита антиоксидантной системы и оценки риска заболеваний, ассоциированных с ее недостатком (заболевания сердечно-сосудистой системы, иммунодефициты, доброкачественные и злокачественные опухоли, гормональные нарушения, аутоиммунные заболевания, воспалительные процессы и др.).
- Для выявления генетических форм дефицита ферментов.
Когда назначается исследование?
- При заболеваниях сердечно-сосудистой системы (атеросклеротическое повреждение сосудов, ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь).
- При метаболических заболеваниях (в первую очередь, при сахарном диабете).
- При предраковых заболеваниях и злокачественных новообразованиях.
- При заболеваниях дыхательной системы (ХОБЛ, бронхиальная астма).
- При поражении ЦНС (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, ОНМК, энцефалопатии).
- При аутоиммунных заболеваниях (ревматоидный артрит, системная красная волчанка, диффузная склеродермия).
- При бесплодии и привычном невынашивании беременности.
- При хронических инфекциях и воспалительных процессах.
- При подозрении на врождённый дефицит ферментов.
Что означают результаты?
Референсные значения: 2.2 – 4.8 мкмоль/л.
При повышении результата относительно референсного диапазона можно рассматривать процесс перекисного окисления липидов как фактор развития или прогрессирования какого-либо патологического процесса. Это позволяет подбирать терапию, исходя из патогенетического процесса, т.е. механизма развития патологии, что делает ее наиболее оптимальной.
- Клинический анализ крови: общий анализ, лейкоцитарная формула, СОЭ (с микроскопией мазка крови при выявлении патологических изменений)
- Базовые биохимические показатели
Кто назначает исследование?
Терапевт, врач общей практики, кардиолог, эндокринолог, онколог, пульмонолог, токсиколог, нутрициолог.
Литература
- Halliwell B, Chirico S. Lipid peroxidation: its mechanism, measurement, and significance. Am J Clin Nutr. 1993 May; 57.
- Ramana KV, Srivastava S, Singhal SS. Lipid peroxidation products in human health and disease 2014. Oxid Med Cell Longev. 2014;2014:162414.
- Niki E. Lipid peroxidation products as oxidative stress biomarkers. Biofactors. 2008;34(2):171-80.
- Gaschler MM, Stockwell BR. Lipid peroxidation in cell death. Biochem Biophys Res Commun. 2017 Jan 15; 482(3):419-425.
Источник
Перекисное окисление липидов в психиатрической болезни: обзор клинических доказательств
Академический редактор: Кота В. Рамана
Известно, что мозг чувствителен к окислительному стрессу и перекислению липидов. Было показано, что, несмотря на то, что перекисное окисление липидов способствует многим процессам болезни, его роль в психиатрической болезни еще не исследовалась до недавнего времени. В этой статье мы предлагаем обзор перекисного окисления липидов в центральной нервной системе, а также клинические данные, подтверждающие связь между перекисным окислением липидов и такими нарушениями, как шизофрения, биполярное расстройство и основное депрессивное расстройство. Эти данные подтверждают дальнейшее исследование перекисного окисления липидов с целью выявления терапевтических целей и биомаркеров психиатрического заболевания.
За последнее столетие несколько областей клинического и биомедицинского исследования претерпели столь же быстрое преобразование, как и нейронаука психических расстройств. В последние несколько десятилетий все более сложные эксперименты, исследовательские инструменты и модельные системы привели к более тонкому подходу к фармакотерапии. Хотя в настоящее время считается, что различные психические расстройства связаны с уникальными отклонениями в биохимии, схеме и / или мозговой архитектуре нейронов, новые данные свидетельствуют о наличии окислительного стресса и могут играть активную роль в этих психиатрических заболеваниях. В этой статье мы проведем оценку недавних клинических данных о перекисном окислении липидов, применительно к патобиологии шизофрении, биполярного расстройства, основного депрессивного расстройства и ряда других психических расстройств.
Степень окислительного стресса в клеточной среде является прямым результатом тех процессов, которые ускоряют производство активных форм кислорода и тех, которые их детоксифицируют (обсуждение окислительного стресса см. В [1]). Реактивные виды кислорода, такие как супероксидный анион и гидроксильные радикалы, получают из различных клеточных процессов. Эти реакционноспособные виды кислорода нейтрализуются антиоксидантами, такими как витамины С и Е, а также ферментами, такими как супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и глутатионпероксидаза. Низкие уровни реакционноспособных видов кислорода используются окислительно-восстановительными датчиками для модуляции функции клеток, но высокие уровни реактивных видов кислорода повреждают и окисляют нуклеиновые кислоты, углеводы и липиды. Мозг составляет приблизительно 2% от общей массы тела, но использует 20% общего кислорода, что позволяет использовать достаточные метаболические субстраты для генерации свободных радикалов [2]. В свете этого и учитывая тот факт, что липиды являются основными компонентами нейронных мембран, а также миелиновых оболочек, которые помогают вести нейронную сигнализацию, их перекисное окисление и дисфункция могут резко нарушать функцию мозга во всем мире.
До настоящего времени перекисное окисление липидов головного мозга не может быть непосредственно оценено живыми субъектами. Вместо этого маркеры глобального окислительного стресса могут аппроксимировать перекисное окисление липидов и включать в себя антиоксидантный статус и активность антиоксидантных ферментов, таких как супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионпероксидаза, периферически [3]. Более прямые меры перекисного окисления липидов in vivo включают оценку реакционноспособных видов изопростантов и малоандиальдегида / тиобарбитуровой кислоты в различных биологических жидкостях или алканах, таких как пентан в выдыхаемом воздухе [3,4]. Хотя дисфункция уровня цепи и динамическая патофизиология психических расстройств плохо аппроксимируются посмертным исследованием головного мозга, такой анализ ткани может помочь в локализации перекисного окисления липидов в регионах, которые, как известно, важны для психического заболевания.
Шизофрения характеризуется наличием положительных симптомов, таких как бред, галлюцинации, дезорганизованное мышление и негативные симптомы, такие как плоский аффект. Отчасти из-за того, что успех лечения положительных симптомов шизофрении с антагонистами дофаминовых рецепторов и что интоксикация веществами, которые увеличивают уровни дофамина в мозге, такие как амфетамин или кокаин, может приводить к эпизодам психоза, изначально была вызвана неправильная активация дофаминергических путей думали, что лежат в основе болезни. Однако эта гипотеза дофамина о шизофрении неспособна учитывать несколько клинических и фармакологических наблюдений, и другие патологические механизмы, вероятно, будут играть определенную роль (более длительное обсуждение см. В [5]). Среди этих механизмов роль токсичных метаболитов, приводящих к окислительному повреждению, была предложена с середины 1950-х годов [6]. В своей рукописи 1954 г. Хоффер, Осмонд и Смитис утверждали, что в эволюцию симптомов шизофрении участвует очень реактивный «адренохром». Хотя эта гипотеза адренохром была быстро доказана, что она неадекватна, окислительные оскорбления мозга в шизофрении продолжают изучаться.
Наибольшим доказательством перекисного окисления липидов при шизофрении являются косвенные маркеры, такие как активность СОД, каталаза и глутатионпероксидаза. Повышенная периферическая активность SOD наблюдалась у пациентов с шизофренией, коррелируя с положительными симптомами (галлюцинациями, бредом, дезорганизованным поведением) и снижается при введении антипсихотических препаратов [7, 8]. Тем не менее, в нескольких сообщениях было высказано предположение о том, что повышенная активность СОД происходит на поздних стадиях заболевания, при этом снижается активность СОД рано и у молодых пациентов, что подразумевает, что функция СОД варьируется в зависимости от прогрессирования заболевания [9, 10]. В последнее время исследование полиморфизма SOD у пациентов с шизофренией показало связь между вариантом Ala-9Val и более низкой эффективностью в нейропсихологической оценке [11]. Активность каталазы при шизофрении сообщается как увеличенная, неизменная или уменьшенная различными исследователями, хотя, вероятно, периферические уровни плохо приближают уровни содержания каталазы в мозге, особенно потому, что активность каталазы может быть резко изменена антипсихотическими препаратами 14. Наконец, глутатионпероксидаза, как сообщается, как правило, снижается периферически, а также в посмертных мозгах. В целом, эти данные свидетельствуют о наличии прооксидативного состояния при шизофрении. Оценка более прямых маркеров перекисного окисления липидов в целом подтвердила более косвенные оценки: пациенты с шизофренией имеют больший плазменный и цереброспинальный уровни реакционноспособных веществ тиобарбитуровой кислоты, увеличенный выдыхаемый пентан и увеличенный мочевой изопростан-8-эпи-простагландин F2α [15- 18].
Были предприняты клинические вмешательства, направленные на смягчение последствий перекисного окисления липидов, включая введение эйкозапентаеновой кислоты, длинноцепочечной омега-3 жирной кислоты, витаминного антиоксиданта (прежде всего витаминов Е и С) и N-ацетилцистеина 22. Тем не менее, никакое плацебо-контролируемое исследование до настоящего времени не продемонстрировало долгосрочное улучшение симптомов после нормализации перекисного окисления липидов. В то время как некоторые сообщили, что антипсихотические препараты, используемые для шизофрении, изменили маркеры окислительного стресса, другие не обнаружили улучшения 26. Интересно, что электросудорожная терапия у пациентов с шизофренией уменьшает реакционные вещества плазменной тиобарбитуровой кислоты, что проявляется только через несколько месяцев после первоначальной терапии [13].
Биполярное расстройство — это расстройство настроения, характеризующееся периодами как мании, так и депрессии. Хотя его лежащая в основе патофизиология остается многогранной и неуловимой, последние данные свидетельствуют о том, что митохондриальная дисфункция и аберрация в статусе окисления являются важными компонентами биполярного расстройства. Ранее Андреаза и коллеги показали, что реакционноспособные вещества тиобарбитуровой кислоты повышаются в обоих эпизодах мании и депрессии и даже повышаются по сравнению с контролем при ремиссии [27, 28]. Помимо общего прооксидативного состояния, окислительный ущерб также локализуется при биполярном расстройстве. Используя посмертные образцы головного мозга, Андреаза и коллеги отмечали повышенное карбонилирование и нитрование наряду с уровнями альфа-изопростана-8-эпи-простагландина F2 в префронтальной коре пациентов с биполярным расстройством [29]. Кроме того, окисление также, по-видимому, локализуется в дофаминовых транспортер-позитивных и тирозин-гидроксилазных нейронах в префронтальной коре [30]. У пациентов с депрессией или эутимией у пациентов с биполярным расстройством нарушение цикла сна положительно коррелирует с мерами уровня малонового диальдегида, отношения, не встречающиеся в сопоставимых по возрасту здоровом контроле, что предполагает, что перекисное окисление липидов следует за курсом болезни, а не происходит случайно [31]. Уровни каталазы и глутатионпероксидазы также повышаются у пациентов с биполярным расстройством во время депрессивных эпизодов [32]. Лечение липием стабилизатора настроения уменьшает реактивные вещества тиобарбитуровой кислоты у пациентов, представляющих начальный маниакальный эпизод, а также у пациентов с эпизодами гипомании (биполярное расстройство типа II) [32, 33]. Было отмечено, что введение лития у пациентов с биполярным расстройством увеличивает активность АТФазы Na + K +, клеточного события, которое независимо связано с уменьшением перекисного окисления липидов [34]. Корреляция между периферически собранными маркерами перекисного окисления липидов и магнитно-резонансной томографией пациентов с биполярным расстройством также объясняет большую часть дисперсий в белых повязках на изображениях тензора диффузии в их мозгу. Продольные проспективные исследования, которые снижают окислительную нагрузку у пациентов в дополнение к лечению стабилизаторами настроения, были бы поучительны, чтобы определить, какая часть бремени болезни может быть связана с перекисным окислением липидов при биполярном расстройстве.
Основным депрессивным расстройством характеризуются подавленное настроение и симптомы, которые значительно ухудшают нормальную функцию. Основная фармакологическая терапия при главном депрессивном расстройстве включает использование серотонинергических и норадренергических средств для симптоматического контроля, но несколько наблюдений привели к рассмотрению целей перекисного окисления липидов в этом заболевании. Например, люди, страдающие депрессией, как молодые взрослые, демонстрируют повышенный уровень сердечной заболеваемости и смертности в более позднем возрасте, а мета-анализ показал, что у пациентов, страдающих депрессией после инфаркта миокарда, хуже сердечные исходы у пациентов, не страдающих депрессией [35, 36]. Поскольку основной компонент сердечно-сосудистого риска связан с окислением липидов и прогрессированием атеросклеротической бляшки, комментаторы предположили, что повышенная окислительная нагрузка при главном депрессивном расстройстве может объяснять этот вывод. В недавнем исследовании пожилых людей, живущих в общине, уровни изопростан-8-эпипластендина F2α в изопростане-8-эпи-простагландине были выше у пациентов с депрессивными симптомами, чем при недержащих контролях [37]. Эти результаты наблюдались в более молодой когорте, а другая работа также указывала на то, что повышенный мочевой изопростан-8-эпи-простагландин F2-альфа ассоциируется с подавленным настроением, особенно у мужчин [38, 39]. Повышенные уровни глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы обнаруживаются у пациентов с депрессией, особенно у пациентов с хроническим заболеванием, и эти возвышения сохраняются в течение нескольких месяцев даже после начала стандартной фармакотерапии [40, 41]. Таким образом, перекисное окисление липидов, по-видимому, значительно нарушается при большой депрессии, и его ослабление может быть полезным для уменьшения случайного заболевания. Как и при данных шизофрении и биполярных расстройствах, необходимо провести долгосрочные исследования, чтобы лучше понять роль перекисного окисления липидов при большой депрессии.
Доказательства перекисного окисления липидов также были недавно обнаружены в других психических расстройствах. В небольшом исследовании взрослых с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью уровни сывороточного малондиальдегида были повышены по сравнению с контролем без контроля; однако не было обнаружено корреляции между серьезностью симптомов на нейропсихиатрической батарее и уровнями малонового диальдегида [42]. У детей с расстройством гиперактивности дефицита внимания также обнаружено, что продукты перекисного окисления липидов увеличиваются в моче по сравнению с контрольными [43]. Напротив, сывороточные уровни малонового диальдегида были сопоставлены с поведенческой оценкой тяжести обсессивно-компульсивного расстройства [44]. В нескольких сообщениях также описывается связь между другими тревожными расстройствами и окислительным стрессом, включая генерализованное тревожное расстройство, паническое расстройство и посттравматическое стрессовое расстройство 47. Повышенные маркеры окисления также обнаружены в областях мозга пациентов с расстройством спектра аутизма, в том числе в височной коре и мозжечке 49. Однако исследование окислительного стресса и перекисного окисления липидов в других психиатрических заболеваниях, таких как расстройства личности и расстройства пищевого поведения, не проводилось широко.
Таким образом, недавние клинические данные выявили окислительный ущерб, и перекисное окисление липидов наблюдается в нескольких психических расстройствах. Необходимо провести более крупные продольные исследования, чтобы определить, можно ли использовать меры перекисного окисления липидов и окислительного стресса для определения риска развития различных психиатрических заболеваний и для того, чтобы определить, могут ли долгосрочные результаты заболевания быть изменены с помощью вмешательств, которые уменьшают активность активных форм кислорода. Оценка окислительного повреждения и перекисного окисления липидов у пациентов в настоящее время ограничена использованием косвенной периферической оценки перекисного окисления липидов головного мозга или посмертного анализа образцов головного мозга. Поскольку перекисное окисление липидов, по-видимому, присутствует в нескольких психиатрических расстройствах, меры перекисного окисления липидов не могут использоваться в качестве конкретных биомаркеров для скрининга или мониторинга прогрессирования заболевания. Разработка более сложных методов обнаружения перекисного окисления липидов, несомненно, была бы полезной в этом отношении. Несмотря на это, исходя из имеющихся данных, дальнейшее исследование перекисного окисления липидов при психическом заболевании, скорее всего, выявит клинически значимую информацию и должно быть проведено.
Авторы заявляют, что не существует конфликта интересов в отношении публикации этого документа.
Источник