Дисбаланс антиоксидантной защитной системы у больных с преждевременной недостаточностью яичников

Цель исследования. На основе сравнительной оценки показателей митохондриальной функции мононуклеаров периферической крови (МНК) и подкожных фибробластов у женщин с преждевременной недостаточностью яичников (ПНЯ) и с сохраненным ритмом менструаций идентифицировать группу параметров функционального состояния митохондрий, ассоциированных с ПНЯ. Материал и методы. В исследовании приняли участие 20 пациенток с ПНЯ и 12 женщин с регулярным менструальным циклом в возрасте от 29 до 38 лет. Всем участникам было проведено общеклиническое и гормональное обследование, оценка биохимических и функциональных маркеров эндотелиальной дисфункции, определение мембранного потенциала митохондрий МНК и подкожных фибробластов, а также компонентов антиоксидантной системы – уровня общего (tGSH), восстановленного (GSH) и окисленного (GSSG) глутатиона, соотношения восстановленный/окисленный глутатион (GSH/GSSG), содержания малонового диальдегида (МДА), а также ферментативной активности каталазы. Результаты. При сравнительном анализе биохимических и функциональных маркеров эндотелиальной дисфункции были выявлены достоверные различия в содержании общего холестерина, аполипопротеина В, глюкозы и уровне эндотелий-зависимой вазодилатации между группами женщин с ПНЯ и женщин с регулярным ритмом менструаций (p<0,05). Отмечено достоверное увеличение доли клеток с высокоэнергизованными митохондриями у женщин с ПНЯ в сравнении с группой контроля как для МНК периферической крови, так и для подкожных фибробластов (p<0,05). Активность каталазы была достоверно ниже в группе ПНЯ в сравнении с группой контроля (p=0,03). Выявлена положительная корреляция между процентными значениями МНК и фибробластов кожи с высокоэнергизованными митохондриями для обеих групп (r=0,48, p=0,029). Также выявлена прямая корреляция между МДА и долей клеток с высокоэнергизованными митохондриями для МНК в группе ПНЯ (r=0,45, p=0,043), в то время как в группе контроля наблюдается обратная корреляция между МДА и аполипопротеинами А1 и В (r=-0,76, p=0,003 и r=-0,67, p=0,012, соответственно). Выявлена корреляция между индексом массы тела и уровнем tGSH (r=0,57, p=0,042), восстановленного GSH (r=0,57, p=0,0,42) и отношения GSH/GSSG (r=0,66, p=0,026) у пациентов группы нормы, исчезающая у группы ПНЯ. Заключение. При манифестации ПНЯ имеет место дисбаланс про- и антиоксидантных систем, играющий роль триггера патологии. Прооксидантные процессы в основном ассоциированы с фракцией МНК, содержащей высокоэнергизованные митохондрии. Выявленные различия в развитии компенсаторных процессов для группы нормы и ПНЯ, состоящие в выключении глутатион-зависимого звена антиоксидантной системы при патологии, позволяют предположить значимость поддержания адекватного уровня глутатиона и, возможно, других свободных тиолов в плазме крови для предотвращения развития патологии.

Обязательным этапом онтогенеза и неотъемлемой частью старения у млекопитающих, в том числе и у человека, является снижение способности контролировать энергетический метаболизм. Митохондриальная дисфункция является одним из патогенетических звеньев формирования болезней старости, которые сопровождаются эндотелиальной дисфункцией (ЭД) [1]. Старение обусловлено генетически детерминированным и нарастающим с возрастом образованием активных форм кислорода (АФК) внутри митохондрий [2]. Глобальным результатом воздействия избыточного количества АФК, превышающего возможности антиоксидантных защитных систем, является повреждение митохондрий и падение их активности (митохондриальная дисфункция), приводящее к снижению энергообеспеченности клетки. В этих условиях снижается возможность репарации окислительных повреждений ядерной ДНК, что и является непосредственным сигналом для индукции апоптотической гибели клеток с последующим снижением клеточности и потери органом его функциональной активности [3].

Отправной точкой для объяснения взаимосвязи между возрастным снижением уровней половых гормонов и развитием митохондриальной дисфункции явилось обнаружение на поверхности митохондрий рецепторов к эстрогенам и андрогенам.

В последние годы наряду с изученными ранее пусковыми генетическими механизмами развития ПНЯ, активно обсуждается вопрос о ключевой роли митохондриальной дисфункции в генезе ускоренного апоптоза, затрагивающего тотальный овариальный резерв и приводящего к преждевременному выключению функции яичников. В обзоре Y. Qin (2015) [4] помимо генетических причин формирования ПНЯ изложены механизмы накопления повреждений митохондриальной ДНК в тканях яичника, приводящего к нарушениям в работе митохондриальной цепи переноса электронов и повышению уровня АФК. Приобретенные или унаследованные мутации и делеции митохондриальной и/или ядерной ДНК, способствующие развитию внутриклеточного и тканевого оксидативного стресса приводят, таким образом, к нарушению рекрутирования фолликулов и их гибели вследствие ускоренного апоптоза [5]. Эстрогены, повышая уровни митохондриальных белков, усиливают защитные механизмы против разрушительного действия АФК на клетку [6]. Снижение продукции эстрадиола с возрастом (после 38 лет) приводит к физиологическому снижению количества митохондрий в гранулезных клетках яичника. Возможно, аналогичные механизмы присущи больным с преждевременным дефицитом эстрогенов, что подтверждается исследованием Bonomi, проведенном в 2012 году, в котором соотношение числа копий митохондриальной и ядерной ДНК у больных с ПНЯ значимо ниже, чем у женщин того же возраста с сохраненным фолликулогенезом [4]. Таким образом, становится очевидным, что снижение овариального резерва коррелирует с уменьшением числа митохондрий и увеличением скорости продукции АФК. Кроме того, осуществление полноценного фолликулогенеза требует адекватной биоэнергетической поддержки, сниженной на фоне уменьшения количества и качества митохондрий при ПНЯ.

Полагают, что истинной причиной окислительного стресса является не продукция АФК как таковая, а нарушение баланса между их генерацией и удалением, то есть сдвиг стационарной концентрации АФК внутри клетки и в тканях. Проявлению негативного, повреждающего действия свободных радикалов и перекисных соединений препятствует многокомпонентная антиоксидантная система (АОС), обеспечивающая связывание и рекомбинацию радикалов, предупреждение образования или разрушения перекисей [7]. Повышение продукции АФК в митохондриях при сниженной емкости АОС приводит также к повреждению митохондриальной электрон-транспортной цепи, к снижению синтеза АТФ и связанному с этим понижению активности АТФ-зависимых ферментов, в результате чего, происходит деполяризация мембраны клеток и индукция каскада программированной клеточной гибели [8, 9].

С другой стороны, известно, что стойкий дефицит эстрогенов способствует развитию патологии эндотелия, характеризующейся систематическим расстройством функции сосудистого русла. Подобный процесс у молодых женщин с ПНЯ можно рассматривать с точки зрения универсальной модели преждевременного старения организма в целом. Данный процесс реализуется за счет нарушения баланса клеточной пролиферации и апоптоза в стенке сосуда, приводящего к уменьшению его просвета, нарушению антитромбогенной активности эндотелия и транскапиллярного обмена. Известно, что основной вазодилататор эндотелия NO∙ (оксид азота (II)), является ингибитором цитохром c оксидазы (COX) митохондрий. Блокирование активности COX приводит к увеличению продукции АФК. Нарастание уровня супероксидного радикала О2∙-, реагирующего с NO∙, способствует формированию пероксинитрита ONOO-, который оказывает выраженное повреждающее действие на белки клеток эндотелия, приводя, в конечном итоге, к накоплению окислительных повреждений и дисфункции эндотелия. Подобное явление имеет место при возрастных изменениях в эндотелии сосудов стареющего организма, индуцируемых контролируемым ростом АФК митохондриального происхождения ...

Позднякова А.А., Володина М.А., Пятаева С.В., Марей М.В., Суханова Ю.А., Марченко Л.А., Высоких М.Ю.