Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Количественная и качественная характеристика сульфатированных гликозаминогликанов мочи при мукополисахаридозах и сахарном диабете

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Количественная и качественная характеристика сульфатированных гликозаминогликанов мочи при мукополисахаридозах и сахарном диабете"

На правах рукописи

Пауль Галина Александровна

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ И КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУЛЬФАТИРОВАННЫХ ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ МОЧИ ПРИ МУКОПОЛИСАХАРИДОЗАХ И САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

03 00 04 - биохимия 14 00 16 — патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Новосибирск - 2007

003069311

Работа выполнена в Государственном учреждении Научно-исследовательском институте физиологии Сибирского отделения Российской академии медицинских наук

Научный руководитель

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты

доктор биологических наук

доктор медицинских наук

Короленко Татьяна Александровна

Усынин Иван Федорович Ким Лена Борисовна

Ведущая организация

ГОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Рос-здрава

Защита состоится ^^ 2007 г в ^часов на заседании диссер-

тационного совета Д 001 034 01 при Государственном учреждении Научно-исследовательском институте биохимии Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (630117, г Новосибирск, ул Академика Тима-кова, 2, тел 8-3832-33-54-81)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного учреждения научно-исследовательского института биохимии Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (630117, г Новосибирск, ул Академика Тимакова, 2)

Автореферат разослан & 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук Г С Русских

Общая характеристика работы

Актуальность исследования. В последнее десятилетие существенно пересмотрены структурные и функциональные характеристики внеклеточного матрикса Протеогликаны внеклеточного матрикса играют важную роль в межклеточных взаимодействиях (Iozzo, 1998, Roseman, 2001), участвуют в регуляции дифференцировки, созревании и росте клеток специализированных тканей (Hegewald et al, 2004, Schulthz et al, 2004, Stern et al, 2006), в защите сосудистой стенки и регуляции проницаемости базальных мембран (Nigro et al, 2005) Протеогликаны регулируют фибриллогенез коллагена, вовлечены в процессы роста и инвазии опухолевых клеток (Кабак и соавт, 1990, Kuo et al, 1991, Stern et al, 2004), участвуют в восстановительных процессах, выполняя компенсаторно-приспособительные функции (Raman et al , 2005, Taylor et al, 2006)

Нарушения функционирования компонентов внеклеточного матрикса наблюдаются при многих заболеваниях человека, поскольку протеогликаны вовлечены в основные типовые патологические процессы (воспаление, склероз, ишемия, старение и др) Гликозаминогликаны (ГАГ) являются важным компонентом протеогликанов (Taylor et al, 2006)

При наследственных лизосомных заболеваниях мукополисахаридозах описаны генетические дефекты лизосомных ферментов, отвечающих за деградацию ГАГ (Neufeld et al , 1970, 1975) Эти данные стимулировали изучение патогенеза, диагностики, лечения больных мукополисахаридозами, особенно при заместительной ферментной терапии и трансплатации костного мозга Накопление ГАГ в тканях и повышенное выделение их с мочой, как результат значительного снижения активности лизосомных гидролаз в клетках, подтверждает предполагаемый клинический диагноз у больных мукополисахаридозами и позволяет проведение первого этапа диагностики лизосомных болезней накопления (Видершайн, 1980, Краснопольская, 2005) Для количественного

определения ГАГ мочи предложено несколько методов, которые нуждаются в совершенствовании

Изменения экскреции и качественного состава ГАГ мочи изучаются при ряде заболеваниий диабетической нефропатии (De Muro et al, 2002), аутоиммунных заболеваниях - системной красной волчанке (Bicer et al, 2003), ревматоидном артрите (Ueta et al, 1994), аутоиммунном тиреоидите (Winsz-Szczotka et al, 2006), амилоидозе (Linker et al, 1987, Magnus et al, 1992), нефролитиазе (Tsujihata et al, 2006) Изменения состава ГАГ мочи наравне с микроальбуминурией рассматриваются как показатель кардиоваскулярного риска (Russo et al, 2004, Ballinger et al, 2004)

Многолетний опыт биохимического селективного скрининга сульфатированных ГАГ у пациентов, направленных на медико-генетическое консультирование с целью выявления наследственных болезней обмена, обнаружил большой контингент больных с повышенной экскрецией сульфатированных ГАГ, не связанных с наличием мукополисахаридозов Дальнейшие исследования показали, что среди пациентов с повышенной экскрецией сульфатированных ГАГ выделяется значительная группа больных с нарушением углеводного обмена (сахарного диабета I и II типа) В связи с этим возникла необходимость проведения дифференциальной диагностики выведения ГАГ с мочой при разных механизмах нарушения обмена протеогликанов

В этой ситуации изучение роли одного из основных компонента внеклеточного матрикса — ГАГ в патогенезе генетически обусловленных мукополисахаридозов и диабетической нефропатии чрезвычайно актуально Известно, что у 40-45 % больных сахарного диабета как типа 1, так и типа 2 развивается диабетическая нефропатия, которая является основной причиной смертности больных (Дедов, Шестакова, 2000)

Цель работы. Изучить особенности экскреции и качественного состава сульфатированных гликозаминогликанов мочи при

мукополисахаридозах и сахарном диабете, как клинических моделях нарушения протеогликанов и углеводного обмена

Задачи исследования:

1 Выявить частоту гиперэкскреции и изменений качественного состава сульфатированных гликозаминогликанов мочи при проведении биохимического скрининга наследственнных болезней обмена человека

2 Изучить экскрецию и качественный состав сульфатированных гликозаминогликанов мочи, активность лизосомных ферментов в лейкоцитах и плазме крови, активность хитотриозидазы в плазме крови у больных мукополисахаридозами и болезнью Гоше

3 Оценить количество и качественный состав сульфатированных гликозаминогликанов мочи у больных сахарным диабетом с разной степенью выраженности диабетической нефропатиии

4 Изучить особенности экскреции сульфатированных гликозаминогликанов с мочой у крыс в эксперименте при воспроизведении модели мукополисахаридоза и сопоставить изменения показателей с соответствующими данными у больных мукополисахаридозами

Научная новизна. Впервые представлены данные о частоте встречаемости синдрома гиперэкскреции сульфатированных гликозаминогликанов с мочой в сибирской популяции Установлено, что качественный состав сульфатированных гликозаминогликанов зависит от характера заболеваний

Проведение определения экскреции и качественного состава ГАГ мочи и оценки активности хитотриозидазы плазмы крови уже на первом этапе биохимического скрининга наследственных болезней обмена человека позволяет отдифференцировать мукополисахаридозы и болезнь Гоше

Прогрессирование диабетической нефропатии сопровождается не только увеличением экскреции сульфатированных гликозаминогликанов,

но и нарушением соотношения сульфатированных гликозаминогликанов за счет увеличения гепарансульфата

Практическая значимость. Материалы диссертации использованы при подготовке методического пособия для врачей «Наследственные болезни обмена веществ общие принципы выявления нарушений обмена аминокислот, Сахаров, гликозаминогликанов» (Новосибирск, 2004) Результаты работы внедрены в практическую деятельность клинико-диагностической лаборатории Государственного Новосибирского областного клинического диагностического центра и медико-генетической консультации МУЗ Муниципального центра планирования семьи и репродукции Диагностическое значение исследования подтверждено патентом на изобретение № 2196988 «Способ диагностики мукополисахаридозов» (БИПМ, №2 от 20 01 2003) и рационализаторским предложением «Диагностический тест тяжести состояния и эффективности лечения больных с хронической интоксикацией» №3253/2 от 28 декабря 1993г НФ НПО «Гигиена и профпато-логия» Обнаруженные различия качественного состава сульфатированных ГАГ мочи и активности хитотриозидазы плазмы крови позволяют проводить дифференциальную диагностику между мукополисахаридозами и болезнью Гоше на I этапе биохимического селективного скрининга наследственных болезней обмена

Положения, выносимые на защиту:

1 Синдром гиперэкскреции сульфатированных ГАГ встречается с высокой частотой (60%) при заболеваниях, которые сопровождаются нарушениями обмена протеогликанов и углеводного обмена

2 Выраженное повышение экскреции сульфатированных гликозаминогликанов и различия качественного состава гликозаминогликанов мочи, активность хитотриозидазы в плазме крови имеют значимость для дифференциальной диагностики мукополисахаридозов и болезни Гоше, которые имеют общие фенотипические проявления

3 Прогрессирование нефропатии у больных сахарным диабетом сопровождается гиперэкскрецией сульфатированных ГАГ, изменением соотношения хондроитинсульфата и гепарансульфата и появлением нетипичного дерматансульфата в моче, свидетельствующие о выраженности диабетической нефропатии

4 Модель мукополисахаридоза, вызванная введением сурамина крысам Вистар, воспроизводит изменения экскреции сульфатированных гликозаминогликанов аналогичные наблюдаемым у больных мукополиса-харидозами резкое повышение количества сульфатированных гликозаминогликанов и появление нетипичных гликозаминогликанов (дерматансульфата) в моче

Апробация работы. Материалы, изложенные в диссертации, представлены на рабочем совещании (с международным участием) «Лизосомные болезни, модели, терапия» (Новосибирск, 28-29 сентября, 2000), 5-ом Международном симпозуме по мукополисахаридозам (5th International Symposium on Mucopolysaccharidoses and Related Diseases, Vienna, March 18 - 21, 1999), 13-м Рабочем совещании Европейской группы по изучению лизосомных болезней (13th European Study Group on Lysosomal Diseases Workshop, Septemer 20-23, 2001, Woudschoten, The Netherlands), 2-ой межрегиональной научно-практической конференции «Клинические аспекты использования молекулярно-биологической диагностики в медицине» (Новосибирск, 2003), межрегиональной научно-практической конференции «Молекулярная генетика нейродегенеративных заболеваний» (Новосибирск, 2005), V Сибирском физиологическом съезде (Томск, 2005), на межлабораторном семинаре ГУ НИИ физиологии СО РАМН, (Новосибирск, 2007)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе 7 статей в рекомендованных ВАК журналах

Структура н объем диссертации. Работа состоит из следующих разделов введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и

обсуждение, заключение, выводы и список литературы, включающий 216 ссылок Диссертация изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 рисунками, содержит 17 таблиц

Материалы и методы исследования

Работа проводилась в подразделении биохимического селективного скрининга наследственных болезней обмена клинико-диагностической лаборатории Государственного Новосибирского областного клинического диагностического центра (главный врач к м н Ю И Бравве) и в лаборатории клеточной биохимии и физиологии ГУ НИИ физиологии СО РАМН

1. Характеристика клинических групп

1 группа состояла из 1523 пациентов, в возрасте от 1 месяца до 68 лет (мужчин - 49,1%, женщин - 50,9% Исследование проводилось в течение трех лет Все пациенты были направлены на обследование медицинскими генетиками для проведения биохимического селективного скрининга наследственных болезней обмена

2 группа - пациенты с лизосомными болезнями накопления в возрасте от 2 до 40 лет 8 больных мукополисахаридозами и 4 больных болезнью Гоше Диагноз верифицирован на основании результатов клинического обследования, данных биохимического скрининга и энзимодиагностики Характерными клиническими проявлениями мукополисахаридозов были лицевые дисморфии (запавшая переносица, густые брови, вывернутые ноздри, толстые губы и язык, низко посаженные уши, долихоцефалической формы голова, выраженные лобные бугры), изменения скелета (укороченная грудная клетка, кифоз в нижнегрудном или верхнепоясничном отделе позвоночника, ограниченная подвижность в суставах, особенно в плечевых и межфаланговых, контрактуры, шея короткая, низкий рост), гепатосплено-мегалия, изменения органов зрения (очаги помутнения на роговице, атрофия зрительного нерва), снижение слуха, нарушения со стороны нервной системы, снижение интеллекта

3 группа - 55 больных сахарным диабетом (СД), 30 мужчин и 25 женщин, в возрасте от 16 до 63 лет (средний возраст 34,3+1,8 года) 46 обследованных страдали СД 1 типа, 9 - СД 2 типа Длительность заболевания варьировала от 3 месяцев до 36 лет, составляя в среднем 9,8+1,1 года В зависимости от наличия и выраженности диабетической нефропатии больные этой группы были распределены на 3 группы в 1-ю вошли больные с нормальной экскрецией белка с мочой — 12 человек, во 2-ю - больные с микроальбуминурией или протеинурией до 0,3 г/сут - 31 человек, в 3-ю - больные с выраженной протеинурией - 12 человек Выделенные группы были сопоставимы по половому, возрастному составу и степени компенсации сахарного диабета Пациенты с выраженной нефропатией отличались большей длительностью заболевания и тенденцией к повышению систолического и диа-столического артериального давления

Контрольную группу составили 156 человек в возрасте от 5 месяцев до 58 лет, практически здоровые люди Женщин было 87 человек (56 %), мужчин 69 (44 %) Пациенты были разделены на возрастные группы согласно возрастной периодизации онтогенеза человека (Доскин и соавт, 1997)

Забор крови осуществляли по добровольному согласию пациентов утром натощак Для выделения взвеси лейкоцитов и получения плазмы крови использовали гепарин Пробы хранили при -20° С и использовали для определения активности лизосомных ферментов

Определение количества и качественного состава ГАГ проведено в случайных порциях мочи человека и экспериментальных животных в различных группах Забор биологических образцов проводили согласно требованиям этического комитета

2. Экспериментальные исследования

В эксперименте воспроизведена модель мукополисахаридоза с помощью однократного введения сурамина крысам (Короленко, 1990) Исследования выполнены на 26 половозрелых крысах Вистар обоего пола в возрасте 2-2,5 мес , с массой 200-290 г (виварий ГУ НИИ физиологии СО РАМН)

Для воспроизведения модели мукополисахаридоза у крыс был использован сурамин (любезно предоставлен проф П Д Хартом, Великобритания) Сурамин вводили однократно внутрибрюшинно в виде раствора (50 мг/мл) на 0,9% NaCl в дозе 250 мг/кг массы В этой дозе сурамин вызывает накопление ГАГ в лизосомах печени, снижает скорость внутрилизосомаль-ного протеолиза, не подавляя захват клетками печени белка и не нарушая целостности лизосом (Davies et al, 1969, 1971) Крысам контрольной группы вводили однократно внутрибрюшинно физиологический раствор

Общее количество сульфатированных ГАГ, креатинин определяли у крыс в случайных порциях мочи, собранных на 2, 5, 14 сутки после введения препаратов Проводилось также выделение ГАГ из мочи для последующего разделения ГАГ на отдельные виды методом электрофореза на ацетатцеллюлезных мембранах У крыс после введения сурамина на 2 сут проводили исследование активности кислой фосфатазы, катепсина D и р-галактозидазы в гомогенате печени, а также исследование срезов печени светооптически и электронномикроскопически с использованием электронного микроскопа JEM - 7А (Япония)

Основные биохимические методы, использованные в работе:

1 Количественное определение кислых сульфатированных ГАГ в моче (Gold, 1981) в модификации (Пауль, Русова, 1995)

2 Выделение ГАГ мочи и электрофорез ГАГ на ацетатцеллюлезных мембранах в 0,1 М барий ацетатном буфере (рН 4,8) (Pennock, 1976)

3 Обработка гликозаминогликанов хондроитиназами АС и ABC (Saito, 1967)

4 Определение активности лизосомных ферментов в лейкоцитах и плазме крови (ß-D-галактозидаза (КФ 3 2 1 23), ß-D-гексозаминидаза общая (КФ 3 2 1 52), ß-гексозаминидаза А (КФ 3 2 1 30), ß-глюкуронидаза (КФ 32 131), ß-глюкоцереброзидаза (КФ 3 2 1 45), сс-галактозидаза (КФ 32 1 22), а-идуронидаза (КФ 3 2 1 76), а-фукозидаза (КФ 32 151), а-маннозидаза (КФ 3 2 1 24), определяли с помощью флюоресцентных субстратов, производных метилумбеллиферона (Sigma, ICN), для определения активности арилсульфатазы А и В (КФ 3 16 8) использовали в качестве субстрата производное нитрокатехола, согласно Wenger et al (1991), активность хитотриозидазы оценивали по методу Guo et al(1995), активность идуронатсульфатазы (КФ 3 16 13) согласно методу Voznyi et al (2001), кислой фосфатазы по методике Barrett A L (1972) Инкубационная смесь для оценки активности фермента (60 - 200мкл) содержала 0,1-0,5 М ацетатный или цитратный буфер (pH 5,0), 0,5 -10 мМ раствор субстрата В каждую реакционную смесь добавляли взвесь лейкоцитов или плазму как источник фермента (4 - 120мкг) и инкубировали при 37°С в течение 15 - 120 мин Реакцию останавливали добавлением 2 мл 0,085М глицин - натриевого буфера, pH 10,5 Об активности ферментов судили по количеству освобожденного метилумбеллиферона, измеряемого на флюориметре «Квант — 9» (Россия) при X возбуждения 365 нм и А. эмиссии 448 нм Активность фермента выражали в нмолях образовавшегося 4-метилумбеллиферона в расчете на 1 мг белка в 1 ч В контрольных опытах инкубировали только субстрат и буфер и добавляли фермент после остановки реакции

5 Определение белка в суспензии лейкоцитов проводили по методу Бредфорда как описано Шоно и соавт (1988)

6 Креатинин в моче определяли по цветной реакции Яффе с помощью набора «Креатинин-ново» («Вектор-Бест», Россия)

7 Определение уровня глюкозы в крови проводили глюкозоксидаз-ным методом с помощью набора «Новоглюк-м» («Вектор-Бест», Россия), клубочковая фильтрация и канальцевая реабсорбция определялась по клиренсу эндогенного креатинина, протеинурия определялась стандартным методом с сульфосалициловой кислотой (трехкратно) (Меньшиков, 2002) У больных сахарным диабетом без явной протеинурии оценивали альбуминурию иммунохимическим полуколичественным методом с помощью тест-полосок «Микраль-Тест-Н» фирмы Boehringer «Mannheim» (Австрия)

Статистическую обработку результатов проводили методом параллельных рядов вариационной статистики с вычислением среднего арифметического (М) и ошибки среднего арифметического (т) Достоверность различий экспериментальных данных рассчитывали с использованием t -критерия Стьюдента Различия считали достоверными при р < 0,05 Вероятность различий составляла 95 % (Гланц, 1999) Обработку результатов производили с использованием пакета компьютерных прикладных программ Statistica 6 0

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

1. Экскреция сульфатированных гликозаминогликанов с мочой, прошедших биохимический селективный скрининг наследственных болезней обмена.

Определение концентрации общих сульфатированных ГАГ в моче у 1523 человек, прошедших биохимический селективный скрининг наследственных болезней обмена (1996-1998 гг) выявило повышенную экскрецию ГАГ с мочой у 918 человек, что составило 60,3 % от числа обследованных пациентов Частота встречаемости пациентов с повышенным содержанием сульфатированных ГАГ в моче в зависимости от возраста представлена в таблице 1

Экскреция сульфатированных ГАГ мочи пациентов во всех возрастных группах значительно превышала содержание сульфатированных ГАГ в моче в контрольной группе (таблица 2)

Таблица 1

Частота встречаемости гиперэкскреции сульфатированных гликозаминогликанов у пациентов, прошедших биохимический селективный скрининг наследственных болезней обмена

Возраст Общее количество пациентов Гиперэкскреция ГАГ мочи

Количество пациентов (абсолютное) % (относительное)

До 1 года 111 52 46,8 %

1-3 год 219 125 57,1 %

4-7 лет 288 150 52,1 %

8-12 лет 290 187 64,5 %

13-16 лет 193 147 76,2 %

17-21 год 105 76 72,3 %

22-60 лет 316 181 57,3 %

Таблица 2

Концентрация гликозаминогликанов в моче пациентов по возрастным группам (мг ГАГ/ ммоль креатинина)

Возраст Контрольная группа (М±ш) Группа с повышенной экскрецией ГАГ (М±т)

До 1 года 12,8 ±3,7 (п=6) 25,4 ± 2,3* (п=52)

1-3 года 8,2 ± 0,5 (п=17) 14,0 ± 0,9* (п=125)

4-7 лет 5,8 ± 0,4 (п=17) 9,9 ±0,7* (п=150)

8-12 лет 4,1 ±0,3 (п=14) 7,2 ±0,4* (п=187)

13-16 лет 2,7 ±0,7(п=17) 6,4 ±0,5* (п=147)

17-21 года 2,7 + 0,1 (п=17) 4,1 ±0,3* (п=76)

22-60 лет 3,4 ± 0,2 (п=68) 5,5 ±0,3* (п=181)

Примечание - * р < 0,001, достоверность различий по сравнению с контролем, п -количество обследованных

Среди пациентов с повышенной экскрецией сульфатированных ГАГ выделена группа пациентов с лизосомными болезнями накоплениями - 8 человек с мукополисахаридозами и 4 человека с болезнью Гоше, и группа пациентов с сахарным диабетом, часто встречающимся нарушением углеводного обмена - 73 человека

2. Экскреция сульфатированных гликозаминогликанов с мочой у пациентов с лизосомными болезнями накопления

Лизосомные болезни накопления являются результатом мутаций в генах, отвечающих за синтез лизосомных ферментов (Видершайн, 1980, Крас-нопольская, 2005, Neufeld et al, 1970 ,1975, McKusick, 2006) В случае му-кополисахаридозов снижена или отсутствует активность лизосомных ферментов, отвечающих за деградацию гликозаминогликанов Развитие болезни Гоше связано с мутациями в гене Р-глюкоцереброзидазы и снижением ее активности в лизосомах всех клеток в организме больных Лабораторные

исследования для диагностики лизосомных болезней накопления включили в себя: анализ количества и. качественного состава сульфатиров&нкых ГА.Г мочи (таблица 3, рисунок 1) и определение активности лизосомных ферментов в лейкоцитах и плазме крови (таблица 4). Диагноз мукополисахари-доза был установлен 8 пациентам. Обнаружено отсутствие активности иду-ррцат-сульфатазы в лейкоцитах периферической крови у 4 пациентов, что позволило верифицировать МПС II типа. Активность арилсульфатазы В в лейкоцитах периферической крови отсутствовала у I пациента, что характерно для МПС VI. Содержание су л Датированных ГАГ в моче у отдельных больных МПС превышало средний уровень показателей в возрастной группы в 3 - 10 раз (рисунок 2). Качественный состав ГАГ также изменялся: в моче методом электрофореза обнаружен дерматансульфат в значительном количестве; усилилось выделение хондроитиНСульфата и гепарансульфата.

Диагноз болезнь Гоше выставлен 4 пациентам на основании клинических данных, снижения активности [3-глкжоцереброзидазы лейкоцитов, повышении активности хитотриозидазы и кислой фоефатазы в плазме крови. Количество ГАГ в моче у этих пациентов было увеличено в 3 случаях, но не более чем в 2 раза (рисунок 2),

1 2 3 4 Я 6

Рисунок !. Электрофорез ГАГ мочи больных мукополисахаридозами. Линии 1, 2, 3. 4, 5: ГАГ, выделенные из мочи больных мукополйсахаридозами. Линия Стандарты; ХС — хоидронтинсульфат; ГС - геп нрав сульфат.

Таблица 3

Содержание и качественный состав сульфатированных гликоза-миногликанов мочи у пациентов с мукополисахаридозами_

Na пациента п/п Возраст, в котором установлен диагноз Возрастная норма содержания ГАГ в моче (мг ГАГ / ммоль креатинина) Количественное содержание ГАГ в моче (мг ГАГ / ммоль креатинина) Качественный состав ГАГ мочи

№ 1 2 г 8 мес 8,2 ± 0,5 39,9 ГС++, ДС+++ ХС+++

№2 2 г 1 мес 8,2 ± 0,5 38,6 ГС++++, ДС++++ ХС++++

№3 25 лет 3,4 ± 0,2 5,4 ГС+, ДС++ ХС+

№4 8 лет 11мес 4,1 ± 0,3 36,0 ГС+, ДС+++ ХС+

№5 3 г 5 мес 5,8 ± 0,4 19,5 ГС++, ДС+-Н-+ ХС+++

№6 17 лет 2,7 ± 0,1 26,2 ГС++, ДС+++++ ХС++++

№7 4 г 10 мес 5,8 ± 0,4 13,1 ГС++, ДС+++ ХС+++

№8 6 лет 11 мес 5,8 ± 0,4 34,7 ГС++, ДС и 1 I I ХС++++

Обозначения ГАГ - гликозаминогликаны, ГС - гепарансульфат, ДС -дерматансульфат, ХС - хондроитнсульфат

+ -признак присутствует + , ++ , +++ -степень выраженности признака

Таблица 4

Активность лизосомных ферментов в лейкоцитах крови у больных мукополисахаридозами и болезнью Гоше (в % от контроля)

Название фермента Пациенты

1 МПС II 2 МПС II 3 МПС VI 4 МПС II 5 МПС II 1 Гоше 2 Гоше 3 Гоше 4 Гоше

ß-галакто-зидаза 186 301 130 286 171 26 136 228 98

ß - N - гек- созаминида- за 275 168 171 143 183 181 208

ß - глюкуро-нидаза 208 60,5 49 63 86 118

ß - глкжоце-реброзидаза 129 192 0 31 15 22,6

а - идурони-даза 137 64 79

Идуронат-сульфатаза 0,02 0 0 0,04

Арилсуль-фатаза А 279 111 179 50 98 94

Арилсуль-фатаза В 120 0,9 162 133 223

3. Активность хитотрнозидазы плазмы крови у больных мукополисахаридозами

Хитотриозидаза человека идентифицирована относительно недавно, является ферментом, принадлежащим к семейству хитиназ, которые расщепляют хитин Хитин это полимер, структурной единицей которого является М-ацетилглюкозамин (РиэеШ е1 а1, 2002) При болезни Гоше происходит повышение активности хитотрнозидазы сыворотки в сотни и тысячи раз по сравнению с группой здоровых людей (Но11ак е1 а1 , 1994, 2001, вио е1 а1, 1995) Исследовали активность хитотрнозидазы в плазме крови у больных с мукополисахаридозами в сравнении с соответствующими данными пациентов с болезнью Гоше и группой контроля (рисунок 2)

2500

2000

I

р. 1500

И

о

й

£ 1000 500 0

Контроль МПС Б-нь Гоше

□ ГАГ И Хитотриозидаза

Примечание * - р < 0,01

Рисунок 2 Концентрация сульфатированных гликозаминогликанов в моче и активность хитотрнозидазы в плазме крови у больных мукополисахаридозами и болезнью Гоше

Обнаружено, что активность хитотрнозидазы плазмы крови у пациентов с мукополисахаридозами составила 41,3 ±12,16 нмоль МУФ/мл в час, что не отличалось от активности хитотрнозидазы у здоровых людей (р > 0,05), у пациентов с болезнью Гоше активность хитотрнозидазы в плазме

*

я

Й в

* т

II,,,. , / щ

крови превышала показатель у здоровых лиц более чем в 500 раз (рисунок 2), что имеет важное значение для дифференциальной диагностики МПС и болезни Гоше

4. Экскреция сульфатированных гликозаминогликанов с мочой у больных сахарным диабетом

Нарушение углеводного обмена - СД - встречается намного чаще, чем мукополисахаридозы Анализ содержания ГАГ в моче у больных сахарным диабетом с различной степенью выраженности диабетической неф-ропатии показал значительное (в 2,5 раза) увеличение суммарной экскреции с мочой сульфатированных ГАГ у больных СД в сравнении с контролем (5,90+0,38 и 2,7+0,19 мг/ммоль креатинина соответственно, р<0,001) (рисунок 3) Повышенная концентрация ГАГ в моче обнаружена у большинства пациентов в 87,3% случаев показатель превышал верхнюю границу доверительного интервала в контроле (1,39-3,25 мг/ммоль) Гиперэкскреция сульфатированных ГАГ наблюдалась у больных СД с нормальной экскрецией белка У больных СД с микроальбуминурией гиперэкскреция ГАГ была еще более выражена Эти результаты согласуются с литературными данными (De Muro et al, 2002)

У большинства больных сахарным диабетом с нормальной экскрецией белка с мочой состав и соотношение фракций сульфатированных ГАГ существенно не менялись У всех больных СД с нормальной экскрецией белка с мочой основным компонентом являлся хондроитинсульфат Гепа-рансульфат присутствовал у 4-х человек в моче, причем только у двух - в концентрации, близкой хондроитинсульфату Больные СД с микроальбуминурией характеризовались значительным увеличением экскреции с мочой гепарансульфата Гепарансульфат обнаружен у 28 больных этой группы, причем в 17 случаях гепарансульфат становился основной фракцией его экскреция приближалась к таковой хондроитинсульфата или даже превышала ее У 7 пациентов данной группы в моче обнаружен дерматансульфат

Рисунок 3 Экскреция сульфатированных ГАГ с мочой у больных сахарным диабетом в зависимости от стадии диабетической нефропатии Примечания К -контрольная группа, 1-я (п = 12) - с нормальной экскрецией белка, 2-я (п = 31) — с микроальбуминурией и 3-я (п = 12) с выраженной протеинурией * - р < 0,001 по сравнению с контролем

У больных СД с выраженной протеинурией качественный состав ГАГ мочи отличался от такового в группе контроля Гепарансульфат был выявлен у 11 больных из 12, при этом у 7 больных в качестве основного ГАГ У 4 больных в заметных количествах выделялся с мочой дерматансульфат Типичные изменения качественного состава ГАГ у больных СД с выраженной протеинурией представлены на рисунке 4

Обнаруженные изменения экскреции и качественного состава ГАГ мочи у больных сахарным диабетом отражают нарушения обмена протеог-ликанов в тканях, найденные в базальной мембране клубочков почек (Дедов, Шестаков, 2000, Schaefer et al, 2001), в межпозвонковых дисках (Robinson et al, 1998), в капиллярах скелетных мышц (Jensen et al, 1997, Russo, 2004) и сопровождают прогрессирование нефропатии у больных СД

И 2 3 4 5

Рисунок 4. Электрофорез ГАГ мочи больных сахарным диабетом.

Линия Í, 2, 3. 4; ГАГ, выделенные из мочи вольных сахарным диабетом.

Линия 6 Стандарты: ХС — кондроитинсульфат; . (' — гепарансульфат.

5. Анализ содержания г л н коза мииогл и кано в в моче у крыс с мукопо-

Лисахарндозами

Согласно литературным данным, введение сурамина крысам и мышам сопровождается снижением активности лизосомных ферментов печени, участвующих в деградации ГАГ (идуронатсульфатазы, ß-глюкуронидазы, ß - гиалуронидазы, N- ацетил-ß-D-гексозаминидазы), однако активность других ферментов в печени повышена (а-идуронидазы, renapaH-N-суйьфатазы и арилсульфатазы В (Короленко, 1990, 2001; Const ant оро los et al., 1980; Schneider et al., 1997).

Электронно-м и кро скоп и чески при изучении срезов печени крыс через 24 ч после введения сурамина в клетках паренхимы не обнаружено заметных изменений клеточных органоидов за исключением лизосом. Наблюдалось преобладание аутофагосом и вторичных лизосом, содержащих нерас-щепленные или частично лизированные клеточные органоиды. Результаты экспериментов показали, что введение сурамина однократно в дозе 2S0 мг/кг крысам Внстар вызывает усиление экскреции сульфатированных ГАГ с мочой (рисунок 5). Через 2 суток после введения сурамина концентрация сульфатированных ГАГ в моче увеличивалась в три раза (304,6 ± 28,36 мг/л;

р=0,006), через 5 суток и 14 суток высокая концентрация ГАГ сохранялась {333,6 ± 95,34 мг/л и 321,7 ± 53,79 мг/л; р=0,006, соответственно) по сравнению с интактными крысами (104,9 ± 10,25 мг/л). В моче крыс мосле введения сурамина был обнаружен дсрматансульфат, у интактных крыс он не выявлялся, а также было установлено увеличение выделения всех типов ГАГ: хондроитинсульфатов, гепарансульфата и дерматансульфата (рисунок 6).

Примечание * - р < 0,01; п - количество крыс в группе.

Рисунок 5. Концентрация ГАГ в моче крыс после введения сурамина однократно внутрибрюшинно (250 мг/г).

ш

хс

ГС

12 3 4

Рисунок 6. Электрофореграмма ГАГ мочи крыс после введения сурамина, 7 сут спустя.

Линия 1, 2: ГАГ мочи крыс контрольной группы.

Линия 3, 5: ГЛГ мочи крыс на 7 день после введения сурамина.

Линия 4: Стандарты: ХС - ходр опт и и сульфат, ГС - геипрансульфат.

выводы

1 Гиперэкскреция гликозаминогликанов с мочей у пациентов, обследованных на наличие наследственных болезней обмена, в 60 % случаев связана с нарушением обмена протеогликанов При этом лизосомальные болезни накопления (мукополисахаридоз и болезнь Гоше) выявлены у 0,9% пациентов, а сахарный диабет - у 8%

2 У больных мукополисахаридозами наблюдается выраженное повышение экскреции гликозаминогликанов (в 3-10 раз), сопровождающееся появлением в моче дерматансульфата, хондроитин-сульфата и гепарансульфата, в то время как активность лизосомального фермента хитотриозидазы в плазме крови не изменяется

3 Экскреция гликозаминогликанов с мочей при болезни Гоше менее выражена, чем при мукополисахаридозах, но активность хитотриозидазы в плазме крови возрастает в сотни раз, что может служить маркером при дифференциальной диагностике болезни Гоше и мукополисахаридозов

4 При сахарном диабете суммарная экскреция сульфатированных гликозаминогликанов возрастает более чем в 2 раза В зависимости от стадии диабетической нефропатии изменяется соотношение хондроитинсуль-фатов и гепарансульфатов в сторону возрастания доли гепарансульфатов

5 Введение крысам сурамина вызывает изменения в экскреции сульфатированных гликозаминогликанов, наблюдаемые у больных мукополисахаридозами, что позволяет использовать сурамин для воспроизведения модели мукополисахаридозов у животных

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Пауль Г А , Русова Т А Определение сульфатированных гликозаминогликанов в моче // Клиническая лабораторная диагностика - 1995 - №2 , -С 13-14

2 Пауль Г А , Китайник Г П Проблемы обследования больных при патологии соединительной ткани // Тезисы докладов 6-ой научно-практической конференции врачей, Новосибирск, 24 — 26 апреля 1996 г -С 88-89

3 Василькова Н Ю, Пауль Г А, Китайник Г П Случай диагностики мукополисахаридоза // Тезисы докладов 6-ой научно-практической конференции врачей, Новосибирск, 24 - 26 апреля 1996 г - С 89 - 90

4 Пупышев А Б , Шкурупий В А , Короленко Т А , Власенко Л П , Пауль Г А Синдром лизосомного накопления от исследования фармако-индуцируемых форм к энзимодиагностике лизосомных болезней // Материалы научно-практической конференции, Томск, 9-10 июня 1998 г - С 85 - 87

5 Пауль Г А Новые подходы к энзимоанализу мукополисахаридозов // Тезисы докладов 9-ой научно-практической конференции врачей , Новосибирск, 1999 -С 364

6 Paul G А , Rusova Т V , Zaidman А М , Kitainik G Р Peculiarities glyco-saminoglycan and proteoglycan excretion in human with mucopolysaccharidoses // Book of Abstracts, 5th International Symposium on Mucopolysaccharidoses and Related Diseases, Vienna, March 18-21, 1999 - P 136

7 Короленко T A , Жанаева С Я , Фаламеева О В , Каледин В И , Фи-люшина Е Е , Бузеева И И , Пауль Г А Хитотриозидаза как маркер стимуляции макрофагов// Бюллетень экспериментальной биологии и медицины -2000 -№10 - С 391-394

8 Пауль Г А , Амбросова С М , Бондарь И А , Климонтов В В , Короленко Т А Количественные и качественные изменения гликозаминоглика-нов мочи при различных заболеваниях // Тезисы докладов 11-ой научно-практической конференции врачей, Новосибирск, 2001 -С 397

9 Klimontov V , Bondar I, Paul G , Pupyshev A Serum activity of lysosomal enzymes and urinary glycosaminoglycan excretion in diabetic nephropathy//Diabetologia -2001 - V 44, suppl 1 -P A269

10 Пауль Г A , Пупышев А Б , Китайник Г П , Шорина А Р , Куприянова Л Я, Власенко Л П Селективный скрининг лизосомных болезней накопления в условиях медико-генетического отдела областного диагностического центра//Бюллетень СО РАМН, 2001 -№1 -С 20-22

11 Короленко Т А , Фаламеева О В , Жанаева С Я , Каледин В И , Пауль Г А , Куторгин Г Д , Гаврилова Н И Хитотриозидаза — новый фермент макрофагов биологическая роль и значение в диагностике лизосомных болезней накопления // Бюллетень СО РАМН - 2001 - №1 - С 28-34

12 Korolenko Т , Falameyeva О , Djanaeva S , Paul G , Wevers R , Sandula J Chitotriosidase activity in models of lysosomal storage and macrophage stimulation // Book of Abstracts, 13th ESGLD Workshop, The Netherlands, September 20-23,2001 -P 108

13 Korolenko T , Filushina E , Levina О ,Falameyeva О , Djanaeva S , Der-gunova M , Paul G , Plotmkova G I, Petrova E A Overloaded macrophage depletion by gadolinium chloride as a new approach for treatment of experimental lysosomal storage syndrome // Book of Abstracts, 13th ESGLD Workshop, The Netherlands, September 20 - 23, 2001 - P 110

14 Бондарь И A , Климонтов В В , Пупышев А Б , Пауль Г А , Амбросова С М , Короленко Т А Экскреция сульфатированных гликозаминоглика-

нов с мочой у больных с диабетической нефропатией // Проблемы эндокринологии -2001 - т 47, №4 - С 35-38

15 Бондарь И А , Климонтов В В , Пупышев А Б , Пауль Г А , Амбросо-ва С М Обмен сульфатированных гликозаминогликанов и активность лизо-сомных ферментов у больных с диабетической нефропатией // Сахарный диабет - 2002 - № 1 - С 46-49

16 Paul G А , Voznyi Y V , Keulemans J L М , van Diggelen О P , Kitaynik G P, Peskov S A , Korolenko T A The Application of a new fluoremetric substrate assay for diagnosis of Hunter disease in diagnostic practice // Abstracts, 7th International Symposium on MPS and Related Diseases, France, 20th - 23rd June 2002 -P 48

17 Пауль Г A , Китайник Г П , Песков С А , Шорина А Р , Амбросова

С М , Бравве Ю И Возможности использования искусственных субстратов для энзимодиагностики лизосомных болезней накопления в областном клиническом диагностическом центре // Материалы областной научно-практической конференции, Новосибирск, 2002 - С 141 - 142

18 Климонтов В В , Бондарь И А , Пауль Г А , Надев А П Ранние метаболические и гемодинамические маркеры диабетической нефропатии // Материалы Всероссийской конференции, Новосибирск, 2002 — С 143 - 144

19 Пауль Г А , Шорина А Р , Китайник Г П , Амбросова С М , Песков

С А Состояние и перспективы клинико-лабораторной диагностики мукопо-лисахаридозов // Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике / Под ред А Б Масленникова — Вып 4 - Новосибирск Альфа Виста, 2003 -С 134-140

20 Пауль Г А , Песков С А , Масленников А Б Наследственные болезни обмена веществ общие принципы выявления нарушений обмена аминокислот, Сахаров, гликозаминогликанов Методическое пособие для врачей / Под ред А Б Масленникова - Новосибирск Альфа Виста, 2004 - 40 с

21 Песков С А , Ефремов А В , Таирова С А , Пауль Г А , Масленников А Б , Прыткина О К , Потеряева Е Л , Ерзин Д А , Никифорова Н Г Ранние метаболические, клинические и морфологические маркеры нефропатии от воздействия промышленных аэрозолей //Материалы Всероссийской конференции «Компенсаторно-приспособительные процессы фундаментальные, экологические и клинические аспекты», Новосибирск, 2004 — С 268 - 269

22 Пауль Г А , Песков С А , Китайник Г П , Шорина А Р , Ерзин Д А Технологии биохимической диагностики болезней обмена веществ и лизосомных болезней накопления в клиническом диагностическом центре // Екатеринбургский консультативно-диагностический центр - итоги 15-летней деятельности в практическом здравоохранении Сборник научных трудов - Екатеринбург Издательство АБМ, 2004 - С 205 - 207

23 Пауль Г А , Песков С А , Масленников А Б , Амбросова С М , Кубра-ковская С В , Таирова С А , Шорина А Р , Жанеева С Я, Короленко Т А Комплексное клинико-лабораторное обследование в дифференциальной диагностике болезни Гоше // Современные диагностические и лечебные технологии Сборник статей - Ростов-на-Дону, 2005 -С 107-108

24 Пауль Г А , Песков С А , Короленко Т А Роль изменений количественного и качественного состава гликозаминогликанов мочи при экспериментальном мукополисахаридозе //Бюллетень сибирской медицины, 2005 Приложение 1 - С 56

25 Песков С А , Пауль Г А , Русова Т В , Короленко Т А Масленников А Б Универсальная технология ранней диагностики нарушений метаболизма гликозаминогликанов с помощью электрофореза // Клиническая лабораторная диагностика, 2005 - № 10 - С 6 - 7

26 Песков С А , Пауль Г А , Масленников А Б , Потеряева Е JI, Бекене-ва Т И Современные возможности клинико-лабораторной диагностики первичных и вторичных нейродегенеративных процессов // Молекулярно-биологические технологии в медицинской практике / Под ред А Б Масленникова-Вып 8 - Новосибирск Альфа Виста, 2005 -С 167-175

27 Шорина А Р , Пауль Г А , Максимова Ю В , Песков С А Случай комплексной клинико-биохимической диагностики болезни Гоше // Медицинская генетика, 2005 - Т 4, № 6 - С 291 - 292

ГАГ — гликозаминогликаны ГС - гепарансульфат ДС - дерматансульфат МПС - мукополисахаридоз СД - сахарный диабет ХС - хондроитнисульфат

Сокращения

Соискатель

Пауль Г А

Подписано к печати 16 апреля 2007 г. Тираж 100 экз. Заказ №1746 Отпечатано «Документ-Сервис», 630090, Новосибирск, Институтская 4/1, тел 335-66-00

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пауль, Галина Александровна

Введение.

ГЛАВА I. Обзор литературы.

1. Гликозаминогликаны - углеводная часть протеогликанов.

1. 2. Строение гликозаминогликанов.

1. 2. 1. Гиалуроновая кислота.

1. 2. 2. Хондроитинсульфаты.

1. 2. 3. Кератансульфат I и кератансульфат II.

1. 2.4. Гепарин и гепарансульфаты.

1. 2.5. Дерматансульфат.

1. 3. Катаболизм гликозаминогликанов.

1. 4. Функции гликозаминогликанов и протеогликанов.

1.5. Повышенное содержание гликозаминогликанов в моче как диагностический маркер заболеваний.

1. 5. 1. Повышение содержания гликозаминогликанов в моче у пациентов с наследственными заболеваниями

1. 6. Экспериментальные модели.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Количественная и качественная характеристика сульфатированных гликозаминогликанов мочи при мукополисахаридозах и сахарном диабете"

Актуальность исследования. В последнее десятилетие существенно пересмотрены структурные и функциональные характеристики внеклеточного матрикса. Протеогликаны внеклеточного матрикса играют важную роль в межклеточных взаимодействиях (Iozzo, 1998; Roseman, 2001), участвуют в регуляции дифференцировки, созревании и росте клеток специализированных тканей (Hegewald et al., 2004; Schulthz et al., 2004; Stern et al., 2006), в защите сосудистой стенки и регуляции проницаемости базальных мембран (Nigro et al., 2005). Протеогликаны регулируют фибриллогенез коллагена, вовлечены в процессы роста и инвазии опухолевых клеток (Кабак и соавт., 1990; Kuo et al., 1991; Stern et al., 2004), участвуют в восстановительных процессах, выполняя компенсаторно-приспособительные функции (Raman et al., 2005; Taylor et al., 2006).

Нарушения функционирования компонентов внеклеточного матрикса наблюдаются при многих заболеваниях человека, поскольку протеогликаны вовлечены в основные типовые патологические процессы (воспаление, склероз, ишемия, старение и др.). Гликозаминогликаны (ГАГ) являются важным компонентом протеогликанов (Taylor et al., 2006).

При наследственных заболеваниях мукополисахаридозах описаны генетические дефекты лизосомных ферментов, отвечающих за деградацию ГАГ (Neufeld et al., 1970, 1975). Эти данные стимулировали изучение патогенеза, диагностики, лечения больных мукополисахаридозами путем заместительной ферментной терапии и трансплатации костного мозга. Накопление ГАГ в тканях и повышенное выделение их с мочой, как результат значительного снижения активности лизосомных гидролаз в клетках, подтверждает предполагаемый клинический диагноз у больных мукополисахаридозами и позволяет проведение первого этапа диагностики лизосомных болезней накопления (Видершайн, 1980; Краснопольская, 2005).

Для количественного определения ГАГ мочи предложено несколько методов, которые нуждаются в совершенствовании.

Изменения экскреции и качественного состава ГАГ мочи изучаются при ряде заболеваниий: диабетической нефропатии (De Muro et al., 2002); аутоиммунных заболеваниях - системной красной волчанке (Bicer et al., 2003), ревматоидном артрите (Ueta et al., 1994), аутоиммунном тиреоидите (Winsz-Szczotka et al., 2006); амилоидозе (Linker et al., 1987; Magnus et al., 1992); нефролитиазе (Tsujihata et al., 2006). Изменения состава ГАГ мочи наравне с микроальбуминурией рассматриваются как показатель кардиоваскулярного риска (Russo et al., 2004; Ballinger et al., 2004).

Многолетний опыт биохимического селективного скрининга сульфатированных ГАГ у пациентов, направленных на медико-генетическое консультирование, с целью выявления наследственных болезней обмена обнаружил большой контингент больных с повышенной экскрецией сульфатированных ГАГ не связанных с наличием мукополисахаридозов. Дальнейшие исследования показали, что среди пациентов с повышенной экскрецией сульфатированных гликозаминогликанов выделяется значительная группа больных с нарушением углеводного обмена (сахарного диабета I и II типа). В связи с чем возникла необходимость проведения дифференциальной диагностики выведения ГАГ с мочой при разных механизмах нарушения обмена протеогликанов.

В этой ситуации изучение роли одного из основных компонента внеклеточного матрикса - ГАГ в патогенезе генетически обусловленных мукополисахаридозов и диабетической нефропатии чрезвычайно актуально. Известно, что у 40-45 % больных сахарного диабета как типа 1, так и типа 2 развивается диабетическая нефропатия, которая является основной причиной смертности больных (Дедов, Шестакова, 2000).

Цель работы. Изучить особенности экскреции и качественного состава сульфатированных гликозаминогликанов мочи при мукополисахаридозах и сахарном диабете, как клинических моделях нарушения протеогликанов и углеводного обмена.

Задачи исследования:

1. Выявить частоту гиперэкскреции и изменений качественного состава сульфатированных гликозаминогликанов мочи при проведении биохимического скрининга наследственнных болезней обмена человека.

2. Изучить экскрецию и качественный состав сульфатированных гликозаминогликанов мочи, активность лизосомных ферментов в лейкоцитах и плазме крови, активность хитотриозидазы в плазме крови у больных мукополисахаридозами и болезнью Гоше.

3. Оценить количество и качественный состав сульфатированных гликозаминогликанов мочи у больных сахарным диабетом с разной степенью выраженности диабетической нефропатиии.

4. Изучить особенности экскреции сульфатированных гликозаминогликанов с мочой у крыс в эксперименте при воспроизведении модели мукополисахаридоза и сопоставить изменения показателей с соответствующими данными у больных мукополисахаридозами.

Научная новизна. Впервые представлены данные о частоте встречаемости синдрома гиперэкскреции сульфатированных гликозаминогликанов с мочой в сибирской популяции. Установлено, что качественный состав сульфатированных гликозаминогликанов зависит от характера заболеваний.

Проведение определения экскреции и качественного состава ГАГ мочи и оценки активности хитотриозидазы плазмы крови уже на первом этапе биохимического скрининга наследственных болезней обмена человека позволяет отдифференцировать мукополисахаридозы и болезнь Гоше.

Прогрессирование диабетической нефропатии сопровождается не только увеличением экскреции сульфатированных гликозаминогликанов, но и нарушением соотношения сульфатированных гликозаминогликанов за счет увеличения гепарансульфата.

Практическая значимость. Материалы диссертации использованы при подготовке методического пособия для врачей «Наследственные болезни обмена веществ: общие принципы выявления нарушений обмена аминокислот, Сахаров, гликозаминогликанов» (Новосибирск, 2004). Результаты работы внедрены в практическую деятельность клинико-диагностической лаборатории Государственного Новосибирского областного клинического диагностического центра и медико-генетической консультации МУЗ Муниципального центра планирования семьи и репродукции. Диагностическое значение исследования подтверждено патентом на изобретение № 2196988 «Способ диагностики мукополисахаридозов» (БИПМ, №2 от 20.01.2003) и рационализаторским предложением «Диагностический тест тяжести состояния и эффективности лечения больных с хронической интоксикацией» №3253/2 от 28 декабря 1993г НФ НПО «Гигиена и профпатология». Обнаруженные различия качественного состава сульфатированных ГАГ мочи и активности хитотриозидазы плазмы крови позволяют проводить дифференциальную диагностику между мукополисахаридозами и болезнью Гоше на I этапе биохимического селективного скрининга наследственных болезней обмена.

Положения, выносимые на защиту:

1. Синдром гиперэкскреции сульфатированных ГАГ встречается с высокой частотой (60%) при заболеваниях, которые сопровождаются нарушениями обмена протеогликанов и углеводного обмена.

2. Выраженное повышение экскреции сульфатированных гликозаминогликанов и различия качественного состава гликозаминогликанов мочи, активность хитотриозидазы в плазме крови имеют значимость для дифференциальной диагностики мукополисахаридозов и болезни Гоше, которые имеют общие фенотипические проявления.

3. Прогрессирование нефропатии у больных сахарным диабетом сопровождается гиперэкскрецией сульфатированных ГАГ, изменением соотношения хондроитинсульфата и гепарансульфата и появлением нетипичного дерматансульфата в моче, свидетельствующие о выраженности диабетической нефропатии.

4. Модель мукополисахаридоза, вызванная введением сурамина крысам Вистар, воспроизводит изменения экскреции сульфатированных глико-заминогликанов аналогичные наблюдаемым у больных мукополисахаридоза-ми: резкое повышение количества сульфатированных гликозаминогликанов и появление нетипичных гликозаминогликанов (дерматансульфата) в моче.

Апробация работы. Материалы, изложенные в диссертации, представлены на рабочем совещании (с международным участием) «Лизосомные болезни, модели, терапия» (Новосибирск, 28-29 сентября, 2000); 5-ом Международном симпозуме по мукополисахаридозам (5th International Symposium on Mucopolysaccharidoses and Related Diseases, Vienna, March 1821, 1999); 13-м Рабочем совещании Европейской группы по изучению лизосомных болезней (13th European Study Group on Lysosomal Diseases Workshop, Septemer 20-23, 2001, Woudschoten, The Netherlands); 2-ой межрегиональной научно-практической конференции «Клинические аспекты использования молекулярно-биологической диагностики в медицине» (Новосибирск, 2003); межрегиональной научно-практической конференции «Молекулярная генетика нейродегенеративных заболеваний» (Новосибирск, 2005); V Сибирском физиологическом съезде (Томск, 2005); на межлабораторном семинаре ГУ НИИ физиологии СО РАМН, (Новосибирск, 2007).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе 7 статей в рекомендованных ВАК журналах.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из следующих разделов: введение, анализ литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение, заключение, выводы и список литературы, включающий 216 ссылок. Диссертация изложена на 116 страницах машинописного текста, иллюстрирована 26 рисунками, содержит 17 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Пауль, Галина Александровна

выводы

1. Гиперэкскреция гликозаминогликаиов с мочой у пациентов, обследованных на наличие наследственных болезней обмена, в 60 % случаев связана с нарушением обмена протеогликанов. При этом лизосомные болезни накопления (мукополисахаридоз и болезнь Гоше) выявлены у 0,9 % пациентов, а сахарный диабет - у 8 %.

2. У больных мукополисахаридозами наблюдается выраженное повышение экскреции гликозаминогликаиов (в 3-10 раз), сопровождающееся появлением в моче дерматансульфата, хондроитинсульфата и гепарансульфа-та, в то время как активность лизосомального фермента хитотриозидазы в плазме крови не изменяется.

3. Экскреция гликозаминогликаиов с мочой при болезни Гоше менее выражена, чем при мукополисахаридозах, но активность хитотриозидазы в плазме крови возрастает в сотни раз, что может служить маркером при дифференциальной диагностике болезни Гоше и мукополисахаридозов.

4. При сахарном диабете суммарная экскреция сульфатированных гликозаминогликаиов возрастает более чем в 2 раза. В зависимости от стадии диабетической нефропатии изменяется соотношение хондроитинсульфатов и гепарансульфатов в сторону возрастания доли гепарансульфатов.

5. Введение крысам сурамина вызывает изменения в экскреции сульфатированных гликозаминогликаиов, наблюдаемые у больных мукополисахаридозами, что позволяет использовать сурамин для воспроизведения модели мукополисахаридозов у животных.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю работы д.м.н. профессору Т.А. Короленко за неоценимую методическую помощь, ценные советы при проведении исследований и за помощь, оказанную при написании настоящей работы, всему коллективу лаборатории клеточной биохимии и физиологии Института физиологии СО РАМН, к.б.н. с.н.с. Т.В. Русовой (НИИ травматологии и ортопедии, Новосибирск). Особую благодарность автор выражает главному врачу ГНОКДЦ к.м.н. Бравве Ю.И., заслуженному врачу России Оробей А. М., заведующему КДЛ к.м.н. A.C. Пескова за поддержку при написании работы. Автор благодарит к.м.н. O.A. Левину, к.м.н. В.В. Климонтова и врача-клинициста А.Р. Шорину за оказанную помощь при сборе материала.

Заключение

Протеогликаны составляют основу поверхности каждой клетки и внеклеточного пространства. Многие исследования показали, что протеогликаны и их углеводная составляющая ГАГ играют важную роль во многих физиологических и патологических процессах, таких как рост и развитие клеток, ан-гиогенез и рак, инфицирование вирусами и микробами. ГАГ разнообразны по строению димеров, длине цепей, степени сульфатации, распределению между тканями и биологическими жидкостями. Это разнообразие вносит трудности в анализ содержания и состава ГАГ в биологических жидкостях. В настоящее время не существует единого похода к определению ГАГ и оценки изменений содержания и состава ГАГ при различных патологических состояниях. Наиболее подробно изучены ГАГ мочи при наследственных заболеваниях - муко-полисахаридозах, являющиеся результатом нарушения внутриклеточной деградации ГАГ. Исследование экскреции ГАГ с мочой у больных с другой патологией, в частности, сахарным диабетом, может быть дополнительным не-инвазивным методом обнаружения нарушения обмена ГАГ в организме.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Материалы и методы исследования

Работа проводилась в подразделении биохимического селективного скрининга наследственных болезней обмена клинико-диагностической лаборатории Государственного Новосибирского областного клинического диагностического центра (главный врач к. м. н. Ю. И. Бравве) и в лаборатории клеточной биохимии и физиологии ГУ НИИ физиологии СО РАМН.

2.1. Характеристика клинических групп

1 группа „состояла из 1523 пациентов, в возрасте от 1 месяца до 68 лет (мужчин - 49,1 %, женщин - 50,9 %). Исследование проводилось в течение трех лет. Все пациенты были направлены на обследование медицинскими генетиками для проведения биохимического селективного скрининга наследственных болезней обмена.

2 группа - пациенты с лизосомными болезнями накопления в возрасте от 2 до 40 лет: 8 больных мукополисахаридозами и 4 больных болезнью Гоше. Диагноз верифицирован на основании результатов клинического обследования, данных биохимического скрининга и энзимодиагностики. Характерными клиническими проявлениями мукополисахаридозов были лицевые дис-морфии (запавшая переносица, густые брови, вывернутые ноздри, толстые губы и язык, низко посаженные уши, долихоцефалической формы голова, выраженные лобные бугры), изменения скелета (укороченная грудная клетка, кифоз в нижнегрудном или верхнепоясничном отделе позвоночника, ограниченная подвижность в суставах, особенно в плечевых и межфаланговых, контрактуры, короткая шея, низкий рост), гепатоспленомегалия, изменения органов зрения (очаги помутнения на роговице, атрофия зрительного нерва), снижение слуха, нарушения со стороны нервной системы, снижение интеллекта (таблица 4).

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пауль, Галина Александровна, Новосибирск

1. Ахунов С. Диагностика лизосомных болезней / Ахунов С., Букина

2. A.M., Букина Т.М., Воскобоева Е.Ю. // Сборник трудов научно-пр. конф. «Современные методы диагностики наследственных болезней».-Москва, 2001,- С.129-146.

3. Барашнев Ю.И., Бахарев В.А., Новиков П.В. Диагностика и лечение врожденных и наследственных заболеваний у детей. Москва, 2004. -с. 560.

4. Балаболкин М.И. Патогенез и механизмы развития ангиопатий при сахарном диабете / Балаболкин М.И., Клебанова Е.М., Кремская

5. B.М. // Кардиология. 2000. - № Ю. - С. 74 - 87.

6. Бондарь И.А. Гликозаминогликаны и диабетическая нефропатия / Бондарь И.А., Климонтов В.В. // Проблемы эндокринологии,- 2004. Т. 50, № 2. - С.29 - 34

7. Бычков С.М Протеогликаны и клетки / Бычков С.М., Кузьмина

8. C.А. // Бюллетень эксперимен. Биол. и мед. 1996. - Т.121, №2 - С.124 -127.

9. Видершайн Г.Я. Биохимические основы гликозидов.- Москва:, 1980.- с. 346.

10. Гланц С. Медико биологическая статистика. / Под ред. Будика-швили Н.Е., Самойлова Д.В.- Москва: Практика, 1999.- 459 с.

11. Гусина Н.Б. Биохимическая диагностика лизосомных болезней вусловиях медико-генетических центров. I. Мукополисахаридозы, муко-липидозы (обзор литературы) / Гусина Н.Б., Цукерман Г.Л. // Лабораторное дело.-1990.- № 8.- С. 12-18.

12. Дедов И.И., Шестакова М.В. Диабетическая нефропатия. Москва: Универсум Паблишинг., 2000.- 239 с.

13. Доскин В.А., Келлер X., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В. Морфофункциональные константы детского организма: Справочник./Москва: Медицина, 1997.-288 с.

14. Захарова М. М. Взаимодействие структурного гликопротеина соединительной ткани с протеогликанами / Захарова М. М., Бычков С.М. II Бюлл. Эксперим. Биол. и мед. 1976. - № 12. - С. 1430 -1432.

15. Зимина Н.П. Химическая характеристика и биологические свойства протеогликанов животных тканей, обладающих активностью кей-лонов: Автореф. дис. .канд. биол. наук: 000 // ИЦИГ.- Новосибирск, 1987.- 20 с.

16. Зимина Н.П. Протеогликаны животных тканей как нерегулярные биополимеры: информативность структуры и контроль биосинтеза / Зимина Н.П., Рыкова В.И., Архипов В.А. // Успехи современной биологии.- 1992.-Т.112, вып. 4.- С. 571 590.

17. Кабак С.А., Фещенко С.П., Аниськова Е.П. Костно-суставная система: морфологические и биохимические аспекты формирования.-Минск: Наука и техника, 1990.-181 с.

18. Козлова С.И. Наследственные синдромы и медико-генетическое консультирование / Козлова С.И., Демикова Н.С., Семанова Е., Блинникова O.E. Москва: Практика, 1996.- 416 с.

19. Конн P.M., Рот К.С. ранняя диагностика болезней обмена веществ. —Москва: Медицина, 1986.- 368 с.

20. Короленко Т.А. Биохимические аспекты лизосомотропизма / Короленко Т.А.- Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1983. 152 с.

21. Короленко Т.А. Катаболизм белка в лизосомах / Короленко Т.А.

22. Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1990.- 189 с.

23. Краснопольская К.Д. Наследственные болезни обмена веществ / Краснопольская К.Д. М., РОО «Центр социальной адаптации и реабилитации детей «Фохт», 2005. - 364 с.

24. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник / Под ред. Меньшикова В.В. Москва: Медицина, 1987.- 365 с.

25. Лизосомы и лизосомные болезни накопления. / Под ред. Калла-хана Д. В., Лоудена Д.А. Москва: Медицина, 1984.- 448 с.

26. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Роуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 2.- Москва: Мир, 1993. 415 с.

27. Медицинская лабораторная диагностика (программы и алгоритмы): Справочник / Под ред. Карпищенко А.И.- СПб.: Интермедика, 1997.-304 с.

28. Павлов С.Б. Экскреция гликозаминогликанов с мочой у больных хроническим пиелонефритом и хроническим гломерулонефритом. // Клиническая медицина.- 1998.- № 2.- С. 41 43.

29. Покровский A.A., Тутельян В.А. Лизосомы.- Москва: Наука, 1976.-378 с.

30. Пузырев В.П., Степанов В.А. Патологическая анатомия генома человека.- Новосибирск: Наука. Сиб.предприятие РАМ, 1997.- 224 с.

31. Серов В.В., Шехтер А.Б. Соединительная ткань,- Москва: Медицина, 1981.-312 с.

32. Справочник по лабораторным методам исследования / Под ред. Даниловой JI.A.- СПб.: Питер, 2003. 736 с.

33. Фогель Ф., Мотульски А. Генетика человека: В 3-х т. Т. 2: Пер. с англ. Москва: Мир, 1990.- 378 с.

34. Харченко М. Ф., Битюкова Е.С., Бессмельцев С.С. Гликозаминог-ликаны тромбоцитов при парапротеинемических гемобластозах // Вопр. мед. химии. 1995. - № 5. - С. 55 - 58.

35. Шоно Н.И., Баскаева Е.М. Метод определения белка по Брэдфорду: область применения, преимущества, недостатки. // Лабораторное дело. 1989. - № 4. - С. 4 - 7.

36. Al-Hakim A. Electrophoresis and detection of nanogram quantities of exogenous and endogenous glycosaminoglycans in biological fluids / Al-Hakim A., Linhardt R.J. // Applied and Electrophoresis. 1991.- № 1.- P. 305-312.

37. Baghdiguian S. Co-localization of suramin and serum albumin in ly-sosomes of suramin-treated human colon cancer cells / Baghdiguian S., Boudier J.A., Boudier J.L., Fantini J.// Cancer Lett. 1996. - V. 101, N. 2. -P. 179-184.

38. Ballinger M.L. Regulation of glycosaminoglycan structure and atherogenesis / Ballinger M.L., Nigro J., Frontanilla K.V., Dart A.M., Little P.J. // Cell. Mol. Life Sci. 2004. - V. 61. - P. 1296 - 1306.

39. Barton R.W. A distinct biochemical deficit in the Maroteaux Lamy syndrome (mucopolysaccharidosis VI) / Barton R.W., Neufeld E.F.// J. Pe-diat. - 1972. - V. 80. - P. 114 - 116.

40. Bassols A. Transforming growth factor-B regulates thr expression and structure of extracellular matrix chondroitin/dermatan sulfate proteoglycans / Bassols A., Massaque J. // J. Bio. Chem. 1988. - V.263. - P.3039 - 3045.

41. Bjoernsson S. Quantitation of Proteoglycans as Glycosaminoglycans in Biological Fluids Using an Alcian Blue Dot Blot Analysis. // Analytical biochemistry.- 1998.- № 256. P 229-237.

42. Bicer I. Increased excretions of glycosaminoglycans and heparin sulfate in lupus nephritis and rheumatoid arthritis / Bicer I., Aksu K., Parildar L., Tanyalcin T., Doganavsargil E., Kutay F.Z. // Rheumatol. Int.- 2003.- № 23.-P.221 — 225.

43. Bronson R.E. Interleucutanecus scar-deriwed fibroblasts in culture /

44. Bronson R.E., Agrenta J.G., Bertolami C.N. // Collagen and Relat. Res. -1988. V.8, N.3. - P. 199 - 208.

45. Bucior I. Carbohydrate- carbohydrate interaction as a major force initiating cell-cell recombition / Bucior I., Burger M.M. // Glycoconj. J. 2004. -V.21.-P.111- 123.

46. Buee L. Optimization of an Alcian Blue Dot-Blot Assay for the Detection of Glycosaminoglycans and Proteoglycans / Buee L., Boyle N.l J., Zhang L., Delacourte A., Fillit H. M. // Analytical biochemistry. 1991.- № 195.- P. 238-242. ;

47. Cadaval R.A. Urinary excretion of glycosaminoglycans and albumin in experimental diabetes mellitus / Cadaval R.A., Kohlman O., Michelacci Y.M // Glycobiology.- 2000. № 10. - P. 185 - 192.

48. Chua B.H. Effects of diabetes on cardiac lysosomes and protein degradation / Chua B.H., Long W.M., Lautensack N., Lins J.A., Morgan H.E.// Am. J. Physiol. 1983. - V. 245. - P.91 - 100.

49. Constantopoulos G. Effect of suramin on the activities of degradative enzymes of sphingolipids in rats / Constantopolos G., Ress S., Cragg B.G., Barranger J.A., Brady R.O.// Res. Commun. Chem. Pathol. Pharmacol. -1981. V.32., N. 1. - P. 87-97.

50. De la Crus Amoros V. Urinary excretion of mucopolysaaharides in pediatric and adolescent patients / De la Crus Amoros V., Cortes Castell E., Moya M. // An.Esp. Pediatr.- 1999.- V.50.- P.361 366.

51. Dembure Ph.P. Selective urinary screening for mucopolysaccharidoses / Dembure Ph.P., Drumbheller J.E., Barr S.M., Elsas L.J. // Clin.Biochem. -1990.- Vol.23.-P. 91-96.

52. Dembure Ph.P., Roesel R.A. Screening for Mucopolysaccharidoses by Analysis of Urinary Glycosaminoglycans. Techniques in diagnostic Human Biochemical Genetics: A Laboratory Manual, 1991, p77-86, Wiley-Liss, Inc.

53. De Duve C. Lysosomes / De Duve C // Physiologie cellulare.- 1974. -V. 2, N49.-P. 815-826.

54. De Jong J.G.N. The Spot Test is Not a Reliable Screening Procedure for Mucopolysaccharidoses / De Jong J.G.N., Hasselman J.J., van Landeg-hem A.A.J., Vader H.L., Wevers R.A. // Clin. Chem. 1991. - V. 37, N.4. -P. 572-575.

55. Dunn J. Further observations on the effects of alloxan on the pancreatic is lets / Dunn J., Duffy E., Gilmour MM J. Physiol. 1944. -V.103, N.2. - P. 233-243.

56. Edwards I. J. Arterial heparan sulfate is negatively associated with hyperglycemia and atherosclerosis in diabetic monkeys / Edwards I. J., Wagner J.D., Vogl-Willis C. A., Litwak K.N., Cefalu W. T. II Cardiovasc Diabetol.-2004. V.3. - P. 3 - 6.

57. El-Missiry M.A. L-arginine ameliorates oxidative stress in alloxan-induced experimental diabetes mellitus / El-Missiry M.A., Othman A.I., Amer M.A.// J. Appl. Toxicol. 2004. - V. 24, N.2 - P. 93 - 97.

58. Friman E. The glycosaminoglycans (mucopolysaccharidies) in plasma in patients with renal insufficiency / Friman E., Storgards M., Juvani V.,

59. Kock B. // Clin. Nephrologe. 1977. - V. 8. - P.435 - 439.

60. Fusetti F. Structure of Human Chitotriosidase / Fusetti F., von Moeller H., Houston D., Rozeboom H.J., Dijkstra B.W., Boot R.G., Aerts J.M.F.G., van Aalten D.M.F.// The J. of Biol. Chem. 2002. - V.277, N. 28 - P.25537 - 25544.

61. Fujiwara S. Structure and interactions of heparin sulfate proteoglycans from a mouse tumor basement membrane / Fujiwara S., Wiedemann H., Timpl R., Lustig A., Engel J. // Eur. J. Biochem. 1984. - V. 15, N 143. -145-157.

62. Funderburgh J.L. Keratan sulfate: structure, biosynthesis, and function. / Funderburgh J.L. // Glycobiology. 2000. - V.10. - P. 951 - 958.

63. Gambaro G. High urinary excretion of glycosaminoglycans: a possible marker of glomerular involvement in diabetes / Gambaro G., Cicerello E., Mastrosimone S., Lavagnini T., Baggio B. // Metabolism. 1989. - V.38, N. 5.-P. 419-420.

64. Gografe S.I. Mouse model of Sanfilippo Syndrome type B: relation of phenotypic features to background strain / Gografe S.I., Garbuzova-Davis S., Willing A.E., Haas K., Chamizo W., Sanberg P.R.// Comp. Med.- 2003. -V.53,N. 6.-P. 622-632.

65. Gold E. W. The Qvantitative spectrophotometric estimation of total sulfated glycosaminoglycan levels / Gold E. W. // Biochim. Biophys. Acta. -1981.-Vol. 673. P.408 - 415.

66. Graupman P. Craniofacial abnormalities in a murine knock-out model of mucopolysaccharidosis I H: a computed tomography and anatomic study / Graupman P., Pan D., Konair B., Hartung S., Mclvor S., Whitley C., Low

67. W., Lam C.H. I I J. Craniofac. Surg. 2004. - V. 15, N. 3. - P. 392 - 398.

68. Guo Y. Elevated plasma chitotriosidase activity in various lysosomal storage disorders. / Guo Y., He W., Boer A.M., et al. // J. Inherit. Metab. Dis.- 1995. V.18, N. 6. - P. 717 - 722.

69. Ha T.S. Effects of advanced glycosylation endproducts on perlecan core protein of glomerular epithelium / Ha T.S., Song C.J., Lee J.H.// Pediatr. Nephrol.-2004.-V. 19,N.11.-P. 1219-1224.

70. Habuchi H. Sulfation pattern in glycosaminoglycan: Does it have a code? / Habuchi H., Habuchi O., Kimata K. // Glycoconj. J. 2004. - V. 21.- P. 47-52.

71. Hadad S.J. Proteoglycans and glycosaminoglycans synthesized in vitro by mesanglial cells from normal and diabetic rats / Hadad S.J., Michelacci Y.M., Schor N. // Biochim. Biophys. Acta. 1996. - V. 21, N.1290. - P.18 -28.

72. Hata R. A rapid and micro method for separatin of acidic glycosaminoglycans by two-dimensional electrophoresis / Hata R., Nagai Y. //Academic Press, Inc., 1972,P.462-468

73. Heickendorff L., Ledet T., Rasmussen L.M. Glycosaminoglycans in the human aorte in diabetes mellitus: a study of tunica media from areas with and without atherosclerotic plaque // Diabetologia. 1994. - V. 37. - P. 286 -292.

74. Hers H.G. Lysosomes and mucopolysaccharidoses / Hers H.G., van Hoff F. // Biochem. J. 1969. - V.l 15. - P.34 - 36.

75. Van Hoof F. The abnormalities of lysosomal enzymes in mucopolysaccharidoses / Van Hoof F., Hers H. GM Eur. J. Biochem. 1968. - V. 7. - P. 34 - 44.

76. Hoffman F. Variable nature of cartilage proteoglycans / Hoffman F., T.A. Mashburn A.T., Dar San Hsu, D. Trivedi et al. // J. Biol. Chemistry. -1975.- V. 250, N18. - P. 7251 - 7256

77. Hollak C.E. Marked elevation of plasma chitotriosidase activity. A novel hallmark of Gaucher disease. / Hoolak C.E., van Weely S, van Oers M.H., Aerts J.M. // J. Clin. Invest. 1994. - V. 93, N. 3. - P. 1288 - 1292.

78. Holzgreve V. Morquio Syndrome: Clinical Findings in 11 Patients with MPS IV A and 2 Patients with MPS IV B / Holzgreve V., Groebe H., von Figura K., Kresse H., Beck H., Mattei J. F. // Hum.Genet. 1981. - V. 57. -P. 360 - 365.

79. Hook M. Cell surface glycosaminoglycans / Hook M., Kjellen L., Johansson S., Robinson J. // Ann. Rev. Biochem. - 1984. - V. 53. - P. 847869.

80. Hopwood J.J. High-Resolution Electrophoresis of urinary glycosaminoglycans: an inproved screening test for the mucopolysaccharidoses / Hopwood J.J., Harrison J.R. // Analytical biochemistiy. 1981. - V. 199. - P. 120127.

81. Hotz P. Glycosaminoglycans and urine flow rate / Hotz P., Plliod J., Biollat M.A. // Nephron.- 1989.- N 51.- P.271 273.

82. Huang S.S. Suramin enters and accumulates in low pH intracellular compartments of v-sis-transformed NIH 3T3 cells / Huang S.S., Han A.K., Huang J.S. // FEBS Letters. 1997. - V.416, N.3. - P. 297 - 301.

83. Hurst R.E. Structure, function and pathology of proteoglycans glycosaminoglycans in the urinary tract // World J. Urol.- 1994. V.12.- P.3-10.

84. Iozzo R. V. Matrix proteoglycans: From Molecular design to Cellulart

85. Function. // Annu Rev. Biochem. 1998.- V.67.- P. 609-625.

86. Jadresic L.P. Urine glycosaminoglycans in congenital and acquired nephritic syndrome / Jadresic L.P., Filler G., Barratt T.M. // Kidney Int. -1991. V.40, N.2. - P.280 - 284.

87. Jagues L.B. Heparin: an old drug with a new paradigm / Jagues L.B. // Science.- 1979.- V.206. P. 528.

88. Jensen T. Pathogenesis of diabetic vascular disease: evidence for the role of reduced heparin sulfate proteoglycan / Jensen T.// Diabetes. 1997. -V. 46, Suppl. 2. - P. S98 - S100.

89. Kahaly G. Diabetic microangiopathy and urinary glycosaminoglycans / Kahaly G., Hansen C., Otto E., Forster G., Beyer J., Hommel G.// Exp. Clin. Endocrinol. Diabetes 1997. - V.105, N3. - P. 145-151.

90. Kanematsu A. Type I collagen can function as a reservoir of basic fibroblast growth factor / Kanematsu A., Marui A., Yamamoto S., Ozeki M., Hirano Y., Yamamoto M., Ogawa O., Komeda M., Tabata Y. // J. Control Release. 2004. - V. 30. - P. 281 - 292.

91. Kemp S.F. Effects on IGF-I the synthesis and processing of glycosa-minoglycan in cultured shisk shondrocytes / Kemp S.F., Kearns G.L., Grady S.W., Elders M.J. // Acta endocrinol. 1988.- V. 199, N.2. - P. 245 - 250.

92. Kjellen L. Cell surface heparin. Mechanism of proteoglycan-cell association / Kjellen L., Oldberg A., Hook M. // J. Biol. Chem. -1980. -V.255, N 21.- P.10407-10413.

93. Knudson C.B. Hyaluronan and CD44: modulators of metabolism / Knudson C.B., Knudson W., Smith R.L. // Clin. Orthop.- 2004.- V. 427. -P.152 -162.

94. Kokenyesi R. Purification and characterization of a small dermatan sulphate proteoglycan implicated in the dilatation of the rat uterine cervix / Kokenyesi R., Woessner J.F.Jr. // Biochem. J. 1989. - V.l, N.260. - P. 413 -419.

95. Kovalszky I. Proteoglycans in the liver / Kovalszky I., Dudas J., Gallai M., Hollosi P., Tatrai P., Tatrai E., Schaff Z. // Magy Onkol. 2004.- V.48.-P. 207-213.

96. Kuo J.W. Chemical modification of hyaluronic acid by carbodiimides / J.W. Kuo, D.A. Swann, G.D. Prestwich // Bioconjug. Chem. 1991. - V. -P. 232-241.

97. Larhing P.W. Urine glycosaminoglycans in a reference population: effects of age, body surface area, and postmenopausal status / Larhing P.W., McDonald P.W., Taylor M.L., Kirkland A.D. // Biochem. Med. Metab. Biol.-1987.- V. 37, N2. P. 246 - 254.

98. Lee E.Y. Isolation, identification, and quantitation of urinary glycosaminoglycans / Lee E.Y., Kim S.H., Whang S.K., Hwang K.Y., Yang I. O., Hong S.Y. // Am. J. Nephrol.- 2003.- V.23.- P.152 157.

99. Lee E.Y. Analysis of affinity and structural selectivity in the binding of proteins to glycosaminoglycans: Development of a sensitive electrophoretic approach // Lee M.K., Lander A.D. // Proc. Natl. Acad. Sei. 1991. -Vol. 88. - P. 2768-2772.

100. Lever R. Glycosaminoglycans, airways inflammation and bronchial hyperresponsiveness / Lever R., Page C. 2001.- V.14, N.3. - P 249 - 254.

101. Li X. Collagen and proteoglycan abnormalities in the GDF-5-deficient mice and molecular changes when treating disk cells with recombinant growth factor / Li X., Leo B. M., Balian G., Anderson G. D. // Spine. 2004. -V. 15.-2229-2234.

102. Lindahl U. Glycosaminoglycans and they binding to biological mac-romolecules / Lindahl U., Hook M. // Ann. Rev. Biochem. 1978. - V.47. -P.385 — 417.

103. Lidhalt K. Biosynthesis of heparin. Modulation of polysaccaride chain length in a cell-free system / Lidhalt K., J. Reisenfeild, K.-G. Jakobson, D. Feingoid et al. // Biochem. J. -1988.-V.254, N.2 P.571-578.

104. Lindahl U. Regulated Diversity of Heparan Sulfate / Lindahl U., Kusche-Gullberg M., Kjellen L.// The J. of Biolog. Chem. 1998. - V.273, N. 39.-P. 24979-24981.

105. Linker A. Structure of heparan sulfate, oligosaccharide and their degradation by exoenzymes // Biochem. J. 1979. - V.183, N.3. - P.711 - 720

106. Linker A. Presence and role of glycosaminoglycans in amyloidosis / Linker A., Carney H.C. // Lab. Invest. 1987. - V. 57. - P. 297- 305.

107. Liu C.Y. Keratocan-deficient mice display alteration in corneal structure. / Liu C.Y., Birk D.E., Hassell J.R., Kane B., Kao W.W. // J. Biol. Chem. 2003. - V.13. - P. 21672 - 21677.

108. Luellmann-Rauch R. Drug-induced lysosomal storage disorders Ly-sosomes In applied biology and therapeutics. Edited by J.T. Dingle, P.J. Jacques, I.H. Shaw, 1979, North-Holland Publishing Company, Amsterdam-New York-Oxford, P. 49-128.

109. Macri B. Mucopolysaccharidosis VI in a Siamese/ short haired European cat. / Macri B., Marino F., Mazzullo G., Trusso A., De Maria R., Amedeo S., Divari S., Castagnaro M. // J. Vet. Med. A Physiol. Pathol. Clin.

110. Med. 2002. - V.49, N. 8. - P. 438 - 442.

111. Magnus J. H. Isolation and partial characterization of heparin sulphate proteoglycans from human hepatic amyloid / Magnus J.H., Stenstad Т., Husby G., Kolset S. O. // Biochem. J. 1992. - V.15, N288. - P.225 - 231.

112. Makagiansar I.T. Phosphorylation of NG2 proteoglycan by PKC-alpha regulates polarized membrane distribution and motility / Makagiansar I.T., Williams S., Dahlin-Huppe K., Fukushi J.I., Mustelin Т., Stallcup W.B. -J.Biol. Chem. 2004.- V.25.- P.744-749.

113. Malaguarnera L. Chitotriosidase: the yin and yang / Malaguarnera L. // Cell. Mol. Life Sci. 2006 - V.63. - P. 3018 - 3029.

114. Maijomaki V. Morphological and enzymatic heterogeneity of suramin-induced lysosomal storage disease in some tissues of mice and rats / Mar-jomaki V., Salminen A. // Exp. Mol. Pathol. 1986. - V. 45, N. 1. - P. 76 -83.

115. Matalon R. Morquio's syndrome: a deficiency of chondroitin sulfate N-acetylhexosamine sulfate sulfatase / Matalon R., Arbogast В., Dorfman A.// Pediat. Res.- 1974.- V. 8. P. 436.

116. McAuliffe A.V. Urinary glycosaminoglycan excretion in NIDDM subjects: its relationship to albuminura / McAuliffe A.V., Fisher E.J., McLennan S.V., Yue D.K., Turtle J.R. // Diabet. Med.- 1996.-V. 13. P. 758 - 763.

117. McKusick V.A. On-Line Manual for Mendelian Inheritance in Man (MIM) / McKusick V.A. Baltimore: The Johns Hopkins University Press. -http:/www.3.ncbi.nlm.nih.gov/omim (25 декабря 2006).

118. Mitsuhashi H. Urine glycosaminoglycans and heparin sulfate excretions in adult patients with glomerular diseases / Mitsuhashi H., Tsukada Y.,

119. Ono K., Yano S., Naruse T. // Clin. Nephrol.- 1993.- V. 39, N5.- P.231 238.

120. Morita H. Heparan sulfate of perlecan is involved in glomerular filtration / Morita H., Yoshimura A., Inui K., Ideura T., Watanabe H., Wang L., Soininen R., Tryggvason K. // J. Am. Soc. Nephrol. 2005. - V. 16. - P. 1703-1710.

121. Nagaoka D. Histochemical analyses of glycosaminoglycans in the synovial membrane of the canine knee joint / Nagaoka D., Tsukise A. // Ann. Anat. 2001. - V.184, N2.- P. 111-121.

122. Nelson J. Incidence of the mucopolysaccharidoses in Northern Ireland / Nelson J.// Hum. Genet. 1997. - V.101. - P. 355 - 358.

123. Nemeth-Csoka M. The role of glycosaminoglycans in their structural and functional caracteristics / Nemeth-Csoka M., Kajtar M., Kajtar J. // Connective Tissue Research 1977. - V.5 - P. 1-6.

124. Neufeld E.F. Inborn errors of mucopolysaccharide metabolism. /Neufeld E.F., Fratantoni J.C.// Science. 1970. - V. 10, N. 169. - P. 141146.

125. Neufeld E.F. Inherited disorders of lysosomal metabolism / Neufeld E.F., Lim T.W., Shapiro L.J.// Annu. Rev. Biochem. 1975. - V.44. - P.357 -376.

126. Nishihara S. Approach for functional analysis of glycan using RNA interference / Nishihara S., Ueda R, Goto S., Toyoda H., Ishida H., Nakamura

127. M. // Glycoconj J.- 2004.- V. 21.- P.63 68.

128. Oshima A. Intracellular processing and maturation of mutant gene products in hereditary beta-galactosidase deficiency (beta-galactosidosis) / Oshima A., Yoshida K., Itoh K., Kase R., Sakuraba H., Suzuki Y. // Hum. Genet. 1994. - V. 93. - P. 109 - 114.

129. Pankonin M.S Specific structural features of heparin sulfate proteoglycans potentiate neuregulin-1 signaling / Pankonin M.S., Gallagher J.T., Loeb J.A. // J. Biol. Chem. 2004. - V. 4. - P.528 -536.

130. Parildar L. The urinary excretion of glycosaminoglycans and heparin sulphate in lupus nephritis / Parildar L., Uslu R, Tanyalcin T., Doganavsargil E., Kutay F. // Clin. Rheumatol. 2002. - V.21. - P. 284 - 288.

131. Pennock C.A. A review and selection of simple laboratory methods used for the study of glycosaminoglycan excretion and the diagnosis of the mucopolysaccharidoses // J. Clin. Path. 1976. - V.29.- P. 111 - 123.

132. Pons M. Circadian shages in physiological urinary excretion of glycosaminoglycans in healthy rats / Pons M., Forpomes O., Espagnet S., Mellado M.,Cambar J. //Pathol. Biol.- 1996.- V.44.-P. 189-195.

133. Pshezhetsky A.V. Lysosomal multienzyme complex: biochemistry, genetics, and molecular pathophysiology / Pshezhetsky A.V., Ashmarina M.// Prog. Nucleic. Acid Res. Mol. Biol. 2001.- V. 69. - P. 81 - 114.

134. Raman R. Structural insights into biological roles of protein-glycosaminoglycan interactions / Raman R, Sasisekharan V., Sasisekharan R // Chemistry & Biology. 2005. - V.12. - P. 267 - 277.

135. Reddi A.S. Glomerular and urynary glycosaminoglycans in diabetic rats // Clinica Chimica Acta. 1990. - V. 189. - P. 211-220.

136. Ress S. The suramin-treated rat as a model of mucopolysaccharidosis / Ress S., Constantopoulos G., Brady RO. // Cell Pathol. 1986. - N.52. - P. 259-272.

137. Robinson D. Change in proteoglycans of intervertebral disc in diabetic patient / Robinson D., Mirovsky Y., Halperin N., Evron Z., Nevo Z. // Spine.- 1998. V. 23, N. 8. - P. 849 - 856.

138. Rose MJ. Glycosaminoglycans and the regulation of allergic inflammation / Rose M.J., Page C. // Curr. Drug Targets Inflamm. Allergy. 2004.-V.3. -P.221 -225.

139. Roseman S. Reflection on Glycobiology // The Journal of Biological Chemistry.- 2001.- V. 276, N45 Issue of November 9 P. 41527-41542.

140. Russo L.M. Mechanism of albuminuria associated with cardiovascular disease and kidney disease / Russo L.M., Comper W.D., Osicka T.M. // Kidney Int Suppl. 2004. - V. 92. - P. 67-68.

141. Saito A. Detection of chondroitin sulfate binding proteins on the membrane. / Saito A., Munakata H. // Electrophoresis.- 2004.- V.25.- P.2452 -246.

142. Saito H. Enzymatic Methods for the Determination of Small Quantities of Isomeric Chondroitin Sulfates / Saito H., Saito H., Yamagata T., Suzuki S. // The Journal of Biological Chemistry. -1968. V.243, No.7. - P. 1536-1542.

143. Sanderson R.D. Heparan sulfate proteoglycans and heparanase-partners in osteolytic tumor growth and metastasis. / Sanderson R.D., Yang Y., Suva L. J., Kelly T. 2004.- V. 23. - P. 341 - 352.

144. Schachter H. Glicoproteins: their structure, biosynthesis and possible clinical implication // Clin. Biochemistry.- 1984. V. 17. - P. 3-13.

145. Sharon N. Complex carbogydrates, their chemistry, biosynthesis and function. A set of lecture notes.- New York & London: Academic Press.-1975-258.

146. Schnell Landstrom A.H. Lysosomes and pancreatic islet function: adaptation of beta-cell lysosomes to various metabolic demands / Schnell Landstrom A.H., Andersson A., Borg L.A. // Metabolism. 1991. - V.40, N. 4. -P. 399-405.

147. Schneider P. A review of drug induced lysosomal disorders of the liver in and laboratory animals / Schneider P., Korolenko T.A., Busch U. // Microsc. Res. Tech.- 1997.-V.36.-P.253 - 275.

148. Shield J.P. Urinary heparin sulphate proteoglycan excretion is abnormal in insulin dependent diabetes / Shield J.P., Carradus M., Stone J.E., Hunt L.P., Baum J.D., Pennock C.A. // Ann. Clin. Biochem.- 1995.- N32. P.557 -560.

149. Schwartz N. B. Synthesis and secretion of an alterated chondroitin sulfate proteoglycan // J. Biol. Chem.- 1979- V.254, N7.-P.2271-2277

150. Schwartz N. B., Domowicz M. Proteoglycans in brain development // Glycoconj. J. 2004. - V.21. - P. 329 - 341.

151. Scully M.F. Loclisation of heparin in mast cells / Scully M.F., Ellis C., Kakkar V.V. // Lancet. 1986. - V.2. - P. 718 - 719.

152. Silbert J.E. Biosynthesis of chondroitin sulfate by a Goldgi apparatus erriched preparation from culture of mouse mastocytoma cells / Silbert J.E., Freilich L.S. // Biochem.J. -1980. V.190,N2 - P.307-313.

153. Sindeka G. Glycosaminoglycans in urine of type 1 diabetic patients / Sindeka G., Skrha J., Stiber V., Stolba P. // Sb. Lek.- 1993.- V. 94.- P.77 -86.

154. Staprans I. Characterization of glycosaminoglycans in urine from patients with nephritic syndrome and control subjects, and their effects on lipoprotein lipase / Staprans I., Garon S.J., Hopper J. Jr., Felts L.M. // Biochim.ill

155. Biophys. Acta. -1981.- V.18.- P.414 422.

156. Stein G.S. The glycoproteins and glycosaminoglycans components of the eukaryotic genom / Stein G.S., Roberts R.M., Davis J.L. // Exp. Cell Res. -1974.- V.85,N1.- P.31-40.

157. Stern R. Hyaluronan catabolism: a new metabolic pathway / R. Stern // Eur. J. Cell. Biol. 2004. - V.83. - P. 317 - 325.

158. Stern R. Hualuronan fragments: an informaition-rich system / Stern R., Asari A.A., Sugahara K.N. // Eur. J. Cell. Biol. 2006. - V.85.,N 8 - P.699 -715.

159. Sugahara K. Recent advances in the study of the biosynthesis and functions of sulfated glycosaminoglycans / Sugahara K, Kitagawa H. // Current Opinion in Structural Biology. 2000. - V. 10. - P. 518 - 527.

160. Taylor K. R., Gycosaminoglycans and their proteoglycans: host-associated molecular patterns for initition and modulation of inflammation / Taylor K. R, Gallo R. L. // The FASEB journal. 2006. - V. 20. - P. 10 - 22.

161. Tencer J. Decreased excretion of urine glycosaminoglycans as marker in renal amyloidosis / Tencer J., Torffvit O., Grubb A., Bjornsson S.,Thysell H., Rippe B. // Nephrol. Dial. Transplant. 1997. - V. 12. - P.l 161 - 1166.

162. Tesche F. Perlecan in late stages of osteoarthritis of the human knee joint / Tesche F., Miosge N. 2004.- Osteoarthritis Cartilage. - V. 12. -P.852 - 862.

163. Thompson J.N. N-acetylglucosamine 6-sulphatase deficiency in a Nubian goat: a model of Sanfilippo syndrome type D (mucopolysaccharidosis HID / Thompson J.N., Jones M.Z., Dawson G., Huffman P.S.) // J. Inherit. Metab. Dis. 1992. - V.15. -P.760 - 768.

164. Torffit O. Urinary sulphated glycosaminoglycans and Tamm Hors-Fall Protein in type 1 diabetic patients // Scand. J. Urol. Nephrol.- 1999. -V. 33.- P. 328-332.

165. Toyoda H. Characterization and determination of human urinary keratin sulfate / Toyoda H., Demachi Y., Komoriya S., Furuya N., Toida T., Imanari T. // Chem. Pharm. Bull. 1998. - V.46. - P. 97 - 101.

166. Toyoshima M. Human heparanase. Purification, characterization, cloning, and expression. / Toyoshima M., Nakajima M. // J. Biol. Chem. 1999. - V.274, N. 34. - P. 24153 - 24160.

167. Ueta I. Urinary glycosaminoglycans in patients with non insulin -dependent diabetes mellitus, collagen diseases and Ig A nephropathy / Ueta I., Takamatsu K., Hashimoto K. // Nippon - Jinzo - Gakkai - Shi. 1994.-V.36.-P. 138-145.

168. Ueta I. Urinary glycosaminoglycans in patients with incipient diabetic nephropathy / Ueta I., Takamatsu K., Hashimoto K. // Nippon Jinzo - Gakkai - Shi. - 1995.- V.37. - P. 17 - 23.

169. Varelas J. Agarose/polyacrylamid minislab Gel electrophoresis of intact cartilage proteoglycans and their proteolitic degradation products / Varelas J., Zenarosa N., Froelich C. // Analytical Biochemistry. 1991 - V.197 -P.396- 400.

170. Vogler C. A murine model of Mucopolysaccharidosis VII / Vogler C., Birkenmeier E. H., Sly W.S., Levy B., Pegors C., Kyle J.W., Beamer W.G.// Amer. J. Of Patbology. 1990. - V.136, N1. - P. 207 - 217.

171. Vogler C. Mucopolysaccharidosis VII: postmortem biochemical and pathological findings in young adult with beta-glucuronidase deficiency. / Vogler C., Levy B., Kyle J.W., Sly W.S., Williamson J., Whyte M.P.// Mod. Pathol. 1994. - N.7. - P. 132 - 137.

172. Voznyi Y.V. A fluorometric enzyme assay for the diagnosis of MPS II (Hunter disease) / Voznyi Y.V., Keulemans J.L., van Diggelen O.P. // J. Inherit. Metab. Dis. 2001. - V.26(6). - P.675 - 680.

173. Wang H. M. Determination of the pKa of glucuronic acid and the car-boxy groups of heparin by 13C-nuclear-magnetic- resonance spectroscopy / Wang H.M., Loganathan D., Linhardt R.J. // Biochem J. 1991.- V. 15, N. 278.-P. 689-695.

174. Wenger D.A. Screening for Lysosomal Disorders. Techniques in Diagnostic Human Biolhemical Genetics: A Laboratory Manual / Wenger D.A., Williams CM Wiley-Liss, Inc.- 1991.- P. 587-617.

175. Whiteman P. The Quantitative of Alcian Blue-Glycosaminoglycan Complexes / Whiteman P. // Biochem.J. 1973. - V.131. - P. 343-350.

176. Wiesmann U.N. Sheie and Hurler syndromes: apparent identity of the biochemical defect / Wiesmann U.N., Neufeld E.F. // Science. 1970. - V. 169.-P. 72-74.

177. Winsz-Szczotka K. The metabolism of glycosaminoglycans in the course of Graves' disease / Winsz-Szczotka K., Komosinska-Vassev K., Olczyk K. // Postepy Hig. Med. Dosw. 2006. - V. 60. - P. 184 -191.

178. Yamashita K. The carbohydrate recognition by cytokines modulates their physiological activities / Yamashita K., Fukushima K. // Glycoconj. J. -2004.-V. 21.- P.31-34.

179. Yoshida M. Arylsulfatase B-deficient mucopolysaccharidosis in rats. / Yoshida M., Noguchi J., Ikadai H., Takahashi M., Nagase S. // J.Clin. Invest.- 1993. V.91, N.3. - P. 1099 - 1104.

180. Zamfir A. Sructural investigation of chondroitin/dermatan sulfate oligosaccharides from human skin fibroblast decorin / Zamfir A., Seidler D.G., Kresse H., Peter-Katalinic J. // Glycobiology. 2003. - V.13, N11.- P.733 -742.

181. Zhang H. Alloxan cytotoxicity involves lysosomal damage / Zhang H., Zdolsek J.M., Brunk U.T.// APMIS. 1992. - V.100, N.4. - P. 309 - 316.