Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изменения содержания и состава гликозаминогликанов в моче при онкологических заболеваниях

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Изменения содержания и состава гликозаминогликанов в моче при онкологических заболеваниях"

£

На правах рукописи

§

Еникеева Татьяна Маратовна

ИЗМЕНЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ И СОСТАВА

ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ В МОЧЕ ПРИ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Уфа - 1997

Работа выполнена в Башкирском государственном медицинском университете

Научные руководители: член-корреспондент АН РБ, доктор медицинских наук, профессор Э.Г. Давлетов; кандидат биологических наук, с.и.с. С.А. Башкатов

Научный консультант - зав. кафедрой онкологии БГМУ, д.м.и., профессор Ш.Х. Ганцев

Официальные оппоненты:

академик АН РБ, доктор биологических наук,

профессор В.А. Вахитов;

доктор медицинских наук, профессор В.М. Радомская

Ведущая организация - Российский государственный медицинский университет

Защита состоится " 1997 г.

в 7 $ часов на заседании диссертационного совета Д 084.35.01 при Башкирском государственном медицинском университете (450000, г.Уфа-центр, ул. Ленина, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (450000, г.Уфа-цеитр, ул. Лсиниа, 3)

Автореферат разослан " $ " 1997 г.

Учсиый секретарь диссертационного совета доктор медицинских паук, профессор ~~ Э.Г. Данлстоп

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В настоящее время задача профилактики и лечения злокачественных новообразований является одной из наиболее актуальных в медицине (Н.Н.Трапезников, 1997; В.И.Чиссов, В.В.Старинский, 1997). Важнейшая проблема современной онкологии -выявление злокачественных новообразований на раннем этапе их развития, что требует дальнейшего совершенствования методов диагностики. Важность подобного направления исследований вполне понятна, так как при раннем выявлении опухолей существенно повышается эффективность проводимого лечения. Эта проблема осложняется дефицитом доступных и адекватных методов своевременной лабораторной диагностики онкологических заболеваний и биохимических маркеров контроля эффективности проводимого лечения (M.Abbes et al., 1997; B.Monsarrat et al., 1997).

Достаточное количество исследований посвящено изучению содержания кислых гликозаминогликанов, или гликозаминогликуронанов по современной номенклатуре, в опухолевой ткани и биологических жидкостях организма (Т.Аксау, 1993; H.Hasselbalch et al., 1995; W.He, J.Chang, 1995; R. Y. Lin et al, 19.95). В этих работах показано снижение степени сульфатированности ГАГ (L.A.Fransson et al, 1982; J.Robinson, 1984) и увеличение их уровня в новообразованиях (A.Baici et al, 1992; I.Zuman et al, 1992). При этом по сравнению с нормальными тканями отмечены изменения содержания таких классов гликозаминогликанов (ГАГ) как гиалуроновая кислота (ГК), хондроитипсульфаты (ХС) и гепарапсульфаты (ГС) (T.Horai et al, 1981; G.N.Tzanakakis et al, 1995).

Известно, что система эндогенных гликозаминогликанов защищает организм от неблагоприятных воздействий разнообразных патогенных факторов (Г.Лабори, 1970), и это неизбежно должно привести к се изме-

нениям не только под воздействием опухолевого роста, но и при часто применяемой в этой ситуации с терапевтическими целями полпхимиоте-рапии, грозные побочные эффекты которой очень часто наблюдаются в клинической практике.

Цель работы: оценка нарушений обмена гликозаминогликанов при онкологических заболеваниях, а также на фоне проводимой полихнмио-терашш, и обоснование возможности прогнозирования их течения по динамике содержания гликозаминогликуронанов и уроновых кислот в моче больных с новообразованиями.

Задачи исследования:

1. Оценить степень изменений содержания гликозамииогликуронанов и уроновых кислот на разных стадиях заболевания в моче больных раком молочной железы, лимфогранулематозом, остео-геиной саркомой и доброкачественными опухолями.

2. Определить и сопоставить уровни гликозаминогликанов, их классов и степень их сульфатированности в опухолях и онтогенетиче-ки "молодых" органах (плаценте, пупочных канатиках человека).

3. В эксперименте на лабораторных животных изучить влияние препаратов, используемых при полихимиотерапии рака молочной железы, на состояние системы эндогенных гликозаминогликанов.

4. Изучить воздействие полихимиотерагши на показатели содержания гликозаминогликанов и уроновых кислот в моче больных ра- ! ком молочной железы.

5. Оценить возможность контроля эффективности полихимиотерапии онкологических заболенаний но параметру содержания гликозамииогликуронанов в моче больных.

Научная новизна. Проведенные исследования показали сходство степени сульфатнровшнюстп и классового состава гликозаминогликуро-нанов опухолевой (рак печени, лимфогранулематоз, остеогенная саркома) н онтогенетически "молодой" ткани (плацента и пуповина). Отмечено увеличение уровня кислых гликозаминогликанов в моче больных лимфогранулематозом, остеогенной саркомой и раком молочной железы. В случае рака молочной железы выявлена прямая зависимость между концентрацией гликозамииогликуронаноп в моче и прогрессированием заболевания. При доброкачественной опухоли молочной железы общее содержание гликозаминогликуронанов превышает норму, но процентное соотношение их классов, в отличие от злокачественного процесса, остается в пределах показателей контрольной группы.

Установлено, что одновременное введение лабораторным животным комплекса химиотерапевтических препаратов (циклофосфана, метатрек-сата, фторурацила) приводит к существенному уменьшению содержания кислых гликозаминогликанов в их органах и тканях. Аналогичное снижение уровня этих гетерогголисахаридов отмечается в моче больных раком молочной железы, получавших полихимиотерапию по схеме СМР.

Практическая значимость. Результаты исследований характеризуют нарушение обмена гликозаминогликанов в процессе развития опухолевой болезни и дают основание рекомендовать включение определения содержания этих гетерополисахаридов в моче в комплекс методов лабораторной диагностики онкологических заболеваний и контроля эффективности противоопухолевой терапии.

Положения, выносимые на защиту:

1. Существует отчетл и пая взаимосвязь между содержанием в моче онкологических больных кислых гликозаминогликанов, уропо-ных кислот и прогрессированием опухолевой болезни.

2. В биохимических механизмах побочного действия химиотерапев-тических препаратов значимая роль принадлежит нарушению обмена гликозаминогликанов и сопряженных с ним реакций глюку-ронидной конъюгации.

3. Классовый состав и степень сульфатированности гликозаминогликанов опухолевой ткани близки к аналогичным соединениям, выделенным из онтогенетически "молодых" тканей организма.

4. Существует принципиальная возможность косвенной оценки фармакологической эффективности химиотерапии по показателям содержания кислых гликозаминогликанов в моче онкологических больных.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на второй научной сессии Ассоциации онкологов Башкортостана (Уфа, 1994); на научно-практической конференции онкологов, посвященной 50-летию Башкирского онкологического диспансера, (Уфа, 1995); на I съезде онкологов СНГ (Москва, 1996), на заседании секции медицинской биохимии Уфимского отделения Российского биохимического общества (Уфа, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 4 работы.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 127 страницах машинописи, содержит 7 таблиц, 24 рисунка и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, включающего 209 источников, из которых 40 отечественных и 169 иностранных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В работе изучены биохимические показатели пациентов с онкологическими заболеваниями: лимфогранулематозом (ЛГМ), остеоташон саркомой (ОГС) и опухолями молочной железы.

Сбор клинического материала проводился на базе Башкирского Республиканского онкологического диспансера в 1993-1996 гг.

Группу с лимфогранулематозом составили больные II стадии заболевания в возрасте 8-30 лет в количестве 30 человек; группу с остеоген-ной саркомой - 23 человека 8-30 лет; в контрольную группу вошли 23 практически здоровых человека в возрасте 8-30 лет. Все больные были первичными.

У пациентов собирали суточную мочу, в которой определяли общее содержание, соотношение классов и степень сульфатированности глико-заминогликаиов.

В группу с опухолями молочной железы вошли 79 женщин 35-55 лет на различных стадиях рака молочной железы (РМЖ) и 23 женщины с доброкачественными опухолями молочной железы (ДОМЖ). Контрольная группа составила 25 практически здоровых женщин в возрасте 30-55 лет. В образцах мочи этих больных определяли суммарное содержание гликозаминогликуронанов и уроновых кислот, а также соотношение классов гликозамшюгликаиов.

Содержание и состав кислых ГАГ и уроновых кислот в моче на фоне полихимиотерапии определяли у 22 больных Нб стадии РМЖ. Мочу для исследования брали на 2-е, 10-е и 20-е сутки от начала приема хи-миотерапевтических препаратов.

Содержание кислых гликозаминогликанов в моче определяли по методу Дише в модификации П.Н.Шараева (1989). Уроповые кислоты определяли по Дишс в падосадочной жидкости после осаждения ГАГ этанолом. Классовый сосгап ГАГ определяли электрофоре™ческим мето-

дом по Каииеллеттн (1979). Степень сульфатированности ГАГ определяли по Весслсру (1971).

. Эксперименты по изучению воздействия химиотерапии на обмен гликозаминог71иканов были выполнены на 54 белых неинбредных половозрелых крысах массой 180-220 г. Животных содержали на стандартном рационе вивария. Условия проведения экспериментов для контрольных и опытных групп были идентичными.

Дозы введения препаратов, применяемых при полихимиотерапии рака молочной железы по схеме CMF, пересчитывались для лабораторных животных, исходя из доз, принимаемых больными в ходе лечения. Для крысы они составили: циклофосфан - 8 мг/кг; метотрексат - 3 мг/кг; фторурацил - 46 мг/кг.

Подопытных животных забивали декапитацией на 2-е и 7-е сутки после внутрибрюшинного введения препаратов (1 раз в сутки в течение 3 дней) и определяли содержание гликозаминогликуронанов и уроновых кислот в полушариях головного мозга, гимусе, сердце, легких, печени, селезенке, почках и сыворотке крови.

Статистическую обработку полученных данных проводили на ПЭМВ IBM 486 DX4 с применением программного обеспечения Microsoft Excel.

При указании в тексте па увеличение или уменьшение того или иного показателя имеются в виду статистически достоверные различия.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Содержание гликозаминогликуроиаиов и степень их сульфатиро-шшности и моче больных остсогсниой саркомой и лимфогранулематозом II-III стадии болезни представлены и таблице 1. При этом отмечалось значительное увеличение суммарной концентрации ГАГ и моче больных

Таблица 1

Содержание гликозаминогликуронаноп и степень их сульфатировання в иоче больных ЛГМ и ОГС Н-Ш стадии

Обьект ГАГ, мкМ/сут ГС <%) ГК (%) ХС (%) Степень сульфатнрования (отн. ед.) ХС ГС

Норма (п=28) 19,30±7,34 34,9±6,1 31,5+5,5 33,4±7,6 0,48+0,07 1,01+0,07

ЛГМ <п=30) 42,46+2,93 ® 35,2+12,1 24,0+5,2 ® 43,5±8,7 ® 0,43±0,07 0,91+0,01 ®

ОГС (п=23) 30,11+2,25 ® 41,0114,5 23,0+5,7 ® 30,9±9,2 0,40:ь0,06 ® 0,95±0,05

Примечание: ® - достоверные различия по отношению к контролю (Р<0,05).

ЛГМ (в 2,2 раза) и при ОГС (в 1,6 раза) по сравнению с контрольной группой. Одновременно с этим уменьшался процент содержания ГК (при ЛГМ и ОГС соответственно в 1,3 и 1,4 раза). Также наблюдалось увеличение на 23,2% доли ХС. Относительное содержание ГС оставалось в пределах нормы.

При ОГС степень сульфатированности ХС снижалась в 1,2 раза и наблюдалась тенденция к уменьшению этого показателя у ГС. При ЛГМ снижалась сульфатированность только ГС.

Соотношения различных классов ГАГ и степень их сульфатировання в плаценте, пуповине и при раке печени приведены п таблицах 2 и 3.

Полученные результаты свидетельствуют о существенном преобладании ХС над ГС во всех исследованных "молодых" тканях. Эти данные не противоречат результатам других авторов, сообщавших о повышении содержания ХС в опухолевых тканях по сравнению с нормальными О.Нуос1о е1 а!, 1993; В.О.В^еэ е1 а1, 1993).

Таблица 2

Соотношение классов ГАГ в опухолевой ткани (рак печени), плацепте и пупочных канатиках

Объект Классы ГАГ, % ГС ГК ХС

Опухолевая ткань (п=4) 13,8+1,4 31,2+4,1 55,0+6,2

Плацента (п=10) 16,2±2,9 31,5±2,1 51,6±1,7

Пуповина (п=10) 13,0±1,0 59,7±13,6 ® 26,0+2,6 ®

Примечание: © - достоверные различия по отношению к опухолевой ткани (Р<0,05).

Таблица 3

Степень сульфатирования ХС и ГС в опухолевой ткани (рак печени) и "молодых" органах и тканях человека

Объект Степень сульфатирования (отн. ед.) ХС ГС

Опухолевая ткань (п=3) 0,28±0,03 0,60±0,07

Плацента (п=10) 0,5710,10 О 1,12±0,16 0

Пуповина (п=10) 0,45+0,10 ® 0,81±0,16

Примечание: © - достоверные различия по отношению к опухолевой ткани (Р<0,05).

По-видимому, общая тенденция к повышению относительного содержания ХС при усиленной клеточной пролиферации проявилась и при исследовании мочи больных ЛГМ. Так, при ЛГМ и ОГС значительно возрастало общее количество ГАГ в моче.

Согласно полученным данным, при ЛГМ и ОГС уменьшается доля гиалуроновой кислоты, отмечается тенденция к увеличению содержания хопдроитипсульфатоа и моче. При онкологических заболеваниях снижается и степень сульфатирования ХС и ГС. Исходя из этого можно сделать заключение о корреляции показателей ГАГ в моче с процессами, • происходящими в ткани при опухолевом росте.

Таблица 4.

Содержание гликозамшюгликуронанов и уроцовых кислот в моче больных раком молочной железы в зависимости от стадии болезнл

Группы УК, мкМ/сут ГАГ, мкМ/сут ГС(%) ГК(%) ХС(%}

Контроль, п=11 20,28+ 5,46 27,10± 7,28 41,77+ 4,54 26,06+ 9,89 31,83+ 3,18

I стадия, п=16 2410,52+ 1404,57 * 80,0б± 48,43 * 34,84+ 13,02 24,19+ 9,14 39,68+ 14,17

Па стадия, п=17 2980,28± 1596,32 *# 178,09± 70,95 * 33,65+ 11,42 23,07+ 10,77 42,99+ 12,83

116 стадия, п=16 1987,79± 1173,82 *# 248,34+ 117,64 * 35,37+ 3,56* 20,73+ 11,80 43,93+ 4,59*

Шб стадия, п=25 3041,03± 1416,09 *# 266,27± 102,19 * 40,29+ 14,92 21,21+ 9,89 39,79+ 13,26

IV стадия, п=5 1б07,01± 534,08 *# 215,19± 44,09 * 22,04+ 2,66* 27,34+ 15,69 52,42+ 4,87«

Добро к. оп., п=23 2383,65+ 1281,39 * 178,14+ 92,40 * 36,24+ 16,92 25,33+ 8,85 38,32+ 13,94

* - достоверность различий с контролем (Р<0,05),

# - достоверность различий с 1 стадией (Р<0,05).

Связь этих процессов с развитием злокачественных новообразований подтверждается отмеченным нами превышением содержания ХС над ГС и уменьшением степени сульфатированности ГАГ в активно пролифе-рирующих тканях, таких как рак печени и плацента.

Содержание гликозаминогликуронанов и уроцовых кислот (УК) в моче больных раком молочной железы в зависимости от стадии болезни представлено в таблице 4.

При этом общее количество ГАГ (рис.1) было выше контрольных показателей на всех этапах опухолевого роста. Так, при I стадии болезни содержание ГАГ в сравнении с нормальной группой увеличивалось и 3 раза, при На - в 6,6 раза, при Нб - в 9,2 раза, при Шб - 9,8 раза, при IV - » 7,9 раза и при доброкачественных опухолях - в 6,6 раза.

Рис. 1. Содержание гликозаминогликанов в моче больных РМЖ и ДОМЖ

В Контроль В1 стадия

□ 2а стадия Q 26 стадия

□ 36 стадия

□ 4 стадия В ДОМЖ

Уровень уроновых кислот в моче резко возрастал: при I стадии заболевания - в 118,9 раз, при Иб стадии - в 150,0 раз, при IV стадии - в 79,3 раз, при ДОМЖ - в 72,5 раза.

Полученные нами результаты, свидетельствующие об увеличении содержания ГАГ в моче при РМЖ, согласуются с данными литературы, в которых аналогичные изменения отмечались при раке яичников, карциноме легкого, лимфоме, лейкозах и нефробластоме (W.He, J.Zhang, 1995; J.R.Hernander et al, 1995; T.Akcay, 1993; R.Y.Lin et al, 1995). Следовательно, представляется вполне обоснованным положение о том, что уровень гликозаминогликуронанов биологических жидкостей организма коррелирует с обменом протсогликанов, существенно изменяющимся при злокачественном росте.

Очевидно, увеличение уровня ГАГ в крови и моче при онкологических заболеваниях можно объяснить их вымыванием, во-первых, из опухолевой ткани в результате общего нарушения структуры межклеточного вещества в опухолях и, во-вторых, из неопухолевой ткани, структура которой также повреждается вследствие аутоинтоксикации организма, неизбежно сопровождающей рак.

На фоле общего увеличения уровня ГАГ относительное содержание ХС увеличивалось в 1,2 раза при I стадии, в 1,4 раза при Па и Нб стадиях, в 1,3 раза при Шб стадии, в 1,6 раза при IV стадии и в 1,2 раза при ДОМЖ.

Абсолютное содержание ХС также значительно возрастало (рис. 2).

мкМ/сут

140 120 100 80 60 40 20 0

■.¿ГУ - 7

■ г • у}«.- : >

1

Рис. 2. Содержание хондроитинсульфатов в моче больных РМЖ и ДОМЖ

Е1 Контроль Е] 1 стадия О 2а стадия

□ 26 стадия Р 36 стадия

□ 4 стадия

□ ДОМЖ

Возрастание уровня ХС в моче больных связано, вероятно, с известным из литературы увеличением доли ХС в составе гликозаминогли-канов опухолевой ткани. У.5ик) (1995) подчеркивал связь между увеличением содержания ХС и степенью развития опухоли. Многочисленными исследователями показано, что увеличение в опухолях содержания хондроитинсульфатов сопровождается одновременным уменьшением содержания гепарапсульфатов (О.Бау^, Н.У.С.Всг^Ь, 1983; Б..1.\У'тЬег-Ьоигпе, 1982; М.КитЬаеЬа1, 1994; Ы.З.Рсскгсо, Н.Е.Сопгас!, 1986). Аналогичная тенденция выявлена нами при изучении изменений содержания этих классов ГАГ в моче больных раком молочной железы.

Рис. 3. Содержание гепарансульфатов моче больных РМЖ и ДОМЖ

Относительное содержание гепарансульфатов в моче этих больных уменьшалось в 1,2 раза при I, На, 116 стадиях и при ДОМЖ; возвращалось к норме при Шб стадии, резко уменьшалось (в 1,9 раза) при IV стадии развития рака молочной железы. Абсолютное содержание гепарансульфатов (рис.3) возрастало, достигал максимума при Шб стадии. При ДОМЖ возрастание составляло 5,7 раза.

Рис. 4. Содержание гиалуроновой кислоты в моче больных РМЖ и ДОМЖ

Относительное содержание ГК плавно уменьшалось до 80% нормы при Шб стадии болезни, нормализовалось на IV стадии и не изменялось в случае ДОМЖ. Абсолютное ее содержание (рис. 4) значительно увеличивалось при каждой последующей стадии болезни, достигая максимума к IV стадии (увеличение в 8,3 раза). При ДОМЖ содержание гиа-луроновой кислоты превышало норму в 6,4 раза.

Подобные изменения экскреции ГК с мочой, вероятно, связаны со злокачественной трансформацией ткани молочной железы следующим образом. Известно, что опухолевая ткань характеризуется бедностью межклеточного вещества (Л.И.Слуцкий, 1969). При этом микроскопическая картина опухоли напоминает эмбриональную соединительную ткань. Матрикс, окружающий клетки эмбриона, обогащен гиалуроновой кислотой, которая может способствовать большей подвижности и пролиферации клеток, препятствуя их взаимодействию. Аналогичная картина характерна для низкодифференцироваиных опухолей. То есть, причиной увеличения концентрации гиалуроновой кислоты в моче при злокачественном росте является ее большее количество в опухолях и меньшее удержание опухолевой тканью.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что уровень гликозаминогликуронанов и уроновых кислот, процентное и абсолютное содержание классов ГАГ значительно изменяются в зависимости от стадии рака молочной железы. В случае доброкачественной опухоли молочной железы общее содержание гликозаминогликуронанов превышает норму, по процентное соотношение их классов, в отличие от злокачественного процесса, остается в пределах показателей контрольной группы.

С учетом полученных нами результатов и сведений, приводимых другими авторами, характеризующими уровень гликозамипогликапон непосредственно в опухолевой ткани, можно с достаточной степенью уне-

рснности полагать, что показатели содержания уроповых кислот и гликозаминогликанов в моче больных в значительной мере коррелируют с содержанием этих полисахаридов в опухолевой ткани.

Проведенные нами исследования показали, что при всех рассмотренных онкологических заболеваниях (лимфогранулематоз, остеогенная саркома и рак молочной железы) в моче больных наблюдается значительное увеличение содержания гликозаминогликанов. При этом обнаружено изменение и их состава по сравнению с нормальными показателями.

Таким образом, приведенные результаты по исследованию ГАГ мочи больных подводят к заключению о том, что содержание и состав этих полисахаридов отражают процессы, происходящие в организме человека при опухолевом росте. Сказанное позволяет предположить возможные механизмы регуляции роста и развития опухолей. Весьма возможно, что злокачественное перерождение ткани приводит к изменению процесса метаболизма гликозаминогликанов в опухолевых клетках, в результате чего изменяется их содержания в опухоли, приводящее к перераспределению их классов. От того, содержание ингибиторов или стимуляторов клеточной пролиферации будет преобладающим, вероятно, зависит про-грсссироваиие или задержка роста новообразования.

Проведенный модельный эксперимент на крысах, получавших по схеме СМБ циклофосфан, мстатрсксат и фторурацил в дозах, соответствующих терапевтическим для больных при лечении рака молочной железы, показал (табл. 5), что на вторые сутки после введения препаратов отмечалось резкое снижение содержания ГАГ во всех объектах лабораторного исследования: в сыворотке - в 11,4 раза; в мозге - и 10,3; в тимусе - в 12; в сердце - в 3,9; и легких - в 3,5; в селезенке - в 12,9 и в почках - в 11,4 раза. Особенно значительным снижение этого показателя было в печени - в 22,1 раза.

к;

На седьмые сутки уровень ГАГ продолжал уменьшаться и был ниже показателен вторых суток опыта: в мозге - в 2,4 раза; в тимусе - в 2,2 раза; в сердце - в 2,9 раза; в легких - в 3,5 раза; в печени - в 2,5 раза; в селезенке - в 1,8 раза; в почках - п 2,6 раза.

Таблица 5

Содержание гликозаминоглнкуронанов в органах (мкМ/г тк) и сыворотке крови (мкМ/л) крыс на 2-е и 7-е сутки после введения препаратов при моделировании химиотерапии по схеме СМГ

Объекты Контроль 2-е сутки 7-е сутки

Мозг 0,50±0,068 0,05±0,002 * 0,02±0,002 *#

Тимус 0,52±0,072 0,04±0,0009 * 0,02±0,002 *#

Сердце 0,25±0,015 0,06±0,0009 * 0,02±0,001 *#

Легкие 0,26±0,021 0,08±0,001 * 0,02±0,002 *#

Печень 1,57±0,139 0,071±0,001 * 0,03±0,003 *#

Селезенка 0,62±0,071 0,05±0,003 * 0,03±0,021 *#

Почки 0,68±0,065 0,06±0,002 * 0,009±0,008 *#

Сыворотка 0,06±0,002 0,005±0,0003 * 0,003±0,0001 *#

* - достоверность различий по отношению к контролю (Р<0,05);

# - достоверность различий между 2-ми и 7-ми сутками (Р<0,05).

При сопоставлении данных, полученных на седьмые сутки эксперимента, с показателями контрольной группы было отмечено, что содержание ГАГ снижалось в мозге в 24,8 раза; тимусе в 26 раз; сердце в 11,2 раза; легких в 12,2 раза; печени в 54,8 раза; селезенке в 12,2 раза; почках в 29,4 раза; сыворотке крови в 16,3 раза.

При этом (табл. 6) содержание уроновых кислот также уменьшалось относительно контроля на вторые сутки в сердце, печени, селезенке, почках и сыворотке крови. Однако, в мозге, тимусе и легких оно увеличивалось.

На седьмые сутки эксперимента наблюдалось снижение содержания уроновых кислот во всех органах, кроме селезенки: и мозге - в 2,2 раза, в тимусе - в 2,0 раза, в сердце - в 1,1 раза, в легких - в 1,8 раза, в печени - и 3,0 раза, в почках - в 2,7 раза и п сыворотке крови - в 3,7 раза.

Относительно нормы достоверным было снижение этого показателя для мозга, тимуса, печенп, селезенки, почек и сыворотки.

Таблица 6

Содержание уроновых кислот в органах (мкМ/г тк) и сыворотке крови (мкМ/л) крыс на 2-е и 7-е сутки после введения препаратов при моделировании химиотерапии по схеме СМР

Объекты Контроль 2-е сутки 7-е сутки

Мозг 0,11 ±0,009 0,14±0,0001 * 0,065±0,002 *#

Тимус 0,09±0,008 0,14±0,0031 * 0,068±0,004 *#

Сердце 0,094^0,009 0,061±0,0007 * 0,056±0,000б *#

Легкие 0,065±0,007 0,119±0,0036 * 0,068±0,00015 *#

Печень 0,42±0,038 0,127±0,0002 * 0,045±0,0008 *#

Селезенка 0,099^0,091 0,05^0,0021 * 0,047±0,003 *

Почки 0,253±0,015 0,116±0,00045 * 0,043±0,002 *#

Сыворотка 0,0153±0,002 0,01±0,0006 * 0,003±0,0004 *#

* - достоверность различий по отношению к контролю (Р<0,05);

# - достоверность различий между 2-ми и 7-ми сутками (Р<0,05).

Из приведенных данных следует, что одновременно со снижением уровня ГАГ наблюдается тенденция к уменьшению содержания уроновых кислот в органах и тканях под действием химиотерапии.

Уменьшение уровней ГАГ и УК при введении химиотерапевтиче-ских препаратов, по-видимому, связано с антитоксическим действием эндогенных гликозаминогликаиов, основанном, во-первых, на их полианионных возможностях связывать гидрофильные токсические вещества основного характера в межклеточном матриксе, блокируя тем самым их поступление в клетки, и, во-вторых, па способности стимулировать энергетический обмен, метаболизируясь в клетках сопряженно с пентозофос-фагпым никлом (С.А.Башкатов, 199(>).

Для синтеза организмом ГАГ, так же как и для реакций глюкуро-и ид ной конъюгации, необходима активная форма глюкуро новой кислоты (УДФ-ГК), которая для образования полимерной формы этого гетеро-нолисахарида взаимодействует с Ы-ацетилгсксозамином по механизму,

аналогичному образованию глюкуроиидных конъгогатов. В связи с этим синтезирующие ГАГ клетки все время находятся перед выбором, на что использовать УДФ-ГК: на синтез ГАГ или на реакции конъюгации.

Таблица 7

Содержание гллкозамшшгликуронаноп и уроновых кислот в моче больных раком молочной железы до и во время проведения ПХТ

Объект УК, мкМ/сут ГАГ, мкМ / сут ГС(%) гк<%) хс<%)

Контроль 20,27* 5,46 27,10* 7,28 41,77* 8,54 26,06* 9,89 31,83* 7,18

116 стадия (до лечения) 1987,79* 117,38* 248,34* 117,64* 35,37* 13,57 20,73* 11,80 43,93* 11,59

2-е сутки ПХТ (п= 22) 1812,60* 968,51* 31,84* 5,26*# 70.64* 14,48*» 13,29* 8,38* 16,33* 9,26*#

Через 10 дней (п= 22) 1135,99* 426,10*# 19,78* 4,68*# 66,12* 11,75*# 15,08* 8,45* 18,42* 8,77*#

Через 20 дней (п= 22) 1469,75* 871,60*# 5,69* 3,72*# 71,61* 18,90*# 16,40* 12,53* 12,80* 7,72 *#

* - достоверность различий с контролем (Р<0,05);

# - достоверность различий со II б стадией рака молчной железы (Р<0,05).

Проведенный нами модельный эксперимент по изучению изменений, происходящих в системе ГАГ под действием препаратов традиционной химиотерапии рака молочной железы по схеме CMF, указывает fia значительные сдвиги, происходящие при этом в содержании ГАГ и УК в органах и тканях животных. Так, общее содержание ГАГ и УК резко уменьшалось, даже ниже значения нормы.

В таблице 7 представлена динамика содержания гликозаминогли-куронанов и уроновых кислот в моче больных раком молочной железы до и во время проведения полихимиотерапии.

Динамика изменения содержания ГАГ в моче больных раком молочной железы на фойе полихимиотерапии отражена на рисунке 5. Так, на вторые сутки после начала лечения уровень ГАГ снижался в 7,8 раз и

приближался к норме. Однако далее он продолжал снижаться: в 12,6 раза к 10-м суткам, а к 20-м суткам - в 43,6 раза. Снижение общего содержания ГАГ свидетельствует, очевидно, об увеличении катаболизма этих гетерополисахаридов и уменьшении их синтеза.

ИКонтроль

1326 стадия до лечения

□ Начало лечения

□ Через 10 дней ОЧерез 20 дней

Рис. 5. Содержание гликозаминогликанов в моче

больных РМЖ при проведении ПХТ

- _ ---

Концентрация уроновых кислот (в сравнении с показателями больных 116 стадии до начала лечения) достоверно уменьшалась к 10-м суткам приема химиотерапевтических препаратов в 1,75 раза, не достигая нормальных значений. К 20-м суткам она начинала вновь возрастать, что может быть объяснено возрастающим объемом реакций глкжуронидной дегоксикации, конкурирующих за УДФ-ГК с процессом синтеза ГАГ.

Процентное содержание ХС снижалось на 2-е сутки лечения в 2,7 раза, составляя 51% от нормы, и сохранялось примерно на этом уровне до 10-х суток. К 20-м суткам их содержание составляло лишь 40% от нормы.

Абсолютное содержание хондроитинсульфатов (рис.6) на вторые сутки лечения снижалось в 21,6 раза, составляя 58% от нормы. Далее

этот показатель продолжал уменьшаться, и к 20-м суткам его величина составляла от нормы всего 8,5%.

мкМ/сут 120

90 60 30 0

В Контроль

□ 26 стадия до лечения

□ Начало лечения В Через 10 дней О Через 20 дней

Рис. 6. Содержание хондроитинсульфатов в моче больных РМЖ при проведении ПХТ

Процентное содержание гепарансульфатов на фоне химиотерапии на 2-е сутки лечения в 1,7 раза возрастало по сравнению с нормой и сохранялось на этом уровне вплоть до 20-х суток.

Абсолютные значения этого показателя (рис. 7) снижались на вторые сутки лечения в 7,8 раз, а к 10-м суткам содержание гепарансульфатов практически достигало нормальных значений. Вместе с тем, уменьшение их содержания продолжалось и к 20-м суткам составило 36% от контрольного. При изучении динамики уровня гиалуроновой кислоты при химиотерапии отмечалось значительное уменьшение процентного содержания ГК на вторые сутки лечения, которое достигало 50% от нормы и сохранялось примерно на этом уровне до 20-х суток.

мкМ/сут 100 •

75 50 25 0

□ Контроль

Р 26 стадия до лечения

□ Начало лечения ИЧерез 10 дней

□ Через 20 дней

Рис. 7. Содержание геларансульфатов а моче больных РМЖ при проведении ПХТ

£

Абсолютное содержание гиалуроновой кислоты снижалось (по сравнению с показателями Нб стадии до проведения полихимиотерапии) на вторые сутки после начала лечения в 12 раз и составляло 60% нормы. К 10-м суткам уровень ГК снизился в 17,3 раза (42,2% нормы). Далее снижение продолжалось и составило к 20-м суткам 13% от нормального содержания.

Таким образом, полученные нами результаты демонстрируют сходство по классовому составу гликозаминогликанов опухолей (рака печени, лимфогранулематоза, остеогенпой саркомы) и онтогенетически "молодых" тканей - плаценты и пуповины человека. В свою очередь, при доброкачественных опухолях молочной железы процентное соотношение классов ГАГ остается с пределах нормы, что коренным образом отличается от этого показателя при злокачественном перерождении.

Отмечено снижение общего количества гликозаминогликуронанов в ходе проведения химиотерапии рака молочной лселезы, обусловленное, по нашему мнению, общим снижением интенсивности обменных процессов чри возросшей потребности в УДФ-глюкуроиовой кислоте для реакций глкжуропидной конъюгации.

Полихимиотерапия снижает процентное содержание хондроитин-сульфатов, увеличивая долю гепарансульфатоп, что раскрывает ранее неизвестные стороны механизма фармакологической активности цитоста-тиков.

Приведенные результаты воздействия химиотерапии на показатели содержания гликозаминогликуронанов и уроновых кислот свидетельствуют о значительном снижении уровня этих полисахаридов, что может лечь в основу разработки новых фармакологических подходов по оценке эффективности и оптимальности химиотерапевтического воздействия, коррекции его побочных эффектов.

ВЫВОДЫ

1.Для гликозаминогликуронанов опухолевой и онтогенетически "молодой" ткани сходны параметры степени сульфатированности, общего содержания кислых гликозаминогликанов и соотношения их классов (гиалуроновой кислоты, хондроитин- и гепарансульфатов).

2. В патогенезе изученных онкологических заболеваний (рак молочной железы, лимфогранулематоз, остеогенная саркома) существенную роль играет нарушение обмена гликозаминогликанов, проявляющееся выраженным повышением в моче гликозаминогликуронанов и уроновых кислот, нарастающим одновременно с прогрессированием болезни.

3.У больных с доброкачественными опухолями молочной железы общее содержание гликозаминогликанов превышает норму, но процентное соотношение их классов, в отличие от злокачественного роста, остается в пределах нормы.

А. Действие химиотерапевтических средств в эксперименте характеризуется отчетливым снижением уровня гликозаминогликанов и изменением содержания уроновых кислот в органах и тканях подопытных животных.

5. Полихимиотерапия обеспечивает снижение уровня экскреции с мочой кислых гликозаминогликанов, увеличенного при раке молочной железы.

6. Особенностью действия цитостатиков при осуществлении полихимиотерапии злокачественных новообразований является снижение процентного содержания хондроитинсульфатов с параллельным увеличением доли гепарансульфатов в моче онкологических больных.

7. Соединения из класса гликозаминогликуронанов перспективны для дальнейшего изучения в качестве маркеров опухолевого роста и контроля эффективности противоопухолевой терапии.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.К вопросу о перспективности изучения гликозаминогликанов в качестве маркеров опухолевого роста / /Материалы II научной сессии Ассоциации онкологов Башкортостана.- Уфа,1994.-С.61-70. (Ганцев Ш.Х., Башкатов С.А., Коновалова И.Э. и др.).

2.Гликозаминогликаны мочи больных с опухолями молочной железы // Актуальные вопросы онкологии (Материалы научн.-практич.конф.).-Уфа, 1995.-С.63-64. (Ганцев Ш.Х., Башкатов С.А.).

3. Гл и к о зам и 11 о г л и к а! i ы как возможный прогностический тест при лечении больных раком молочной железы // Актуальные вопросы онкологии (Материалы научн.-практич.конф.).-Уфа, 1995.-С.133-134. (Ганцев Ш.Х., Башкатов С.А.).

4. Динамика содержания гликозаминогликанов в моче больных раком молочной железы //Материалы I съезда онкологов СНГ.-М., 1996.-С.93. (Башкатов С.А., Гаи цен Ш.Х.).