По данным мировой статистики рак желудка занимает 5-е место по онкологической заболеваемости, ежегодно поражает около 1 миллиона человек и является второй по распространенности причиной смерти от рака [1]. В России рак желудка занимает 4-е место по заболеваемости злокачественными заболеваниями у мужчин (7,8%) и 5-е место – у женщин (4,8%), а по смертности находится на 2-м месте после рака легкого у мужчин и рака молочной железы у женщин. Увеличение удельного веса новообразований желудка в возрастной группе 60 лет и старше до 8,0% у мужчин и 5,9% у женщин определяет повышение их значимости с возрастом [2]. Несмотря на разработку новых способов лечения рака желудка, частота рецидивов рака желудка остается высокой, особенно у пациентов с поздней стадией заболевания [3, 4].
Изучение метаболических и молекулярных изменений [5], происходящих при различных гистотипах рака желудка и разной распространенности процесса, может способствовать лучшему пониманию особенностей этого заболевания. Общепризнанной является роль оксидативного стресса при опухолевом росте [6]. Ряд показателей перекисного окисления липидов (ПОЛ) и состояния антиоксидантной системы крови оказался информативным при оценке распространенности опухолевого процесса и рецидивирования заболевания [7]. Исследование состояния различных звеньев антиоксидантной защиты проводилось и в тканях опухоли [8, 9, 10].
Целью исследования явился сравнительный анализ показателей свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы крови у больных раком желудка в зависимости от степени дифференцировки аденокарциномы при перстневидноклеточном раке и при сочетанном поражении желудка.
Материал и методы исследования
Показатели свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы были проанализированы в крови 89 больных (60 мужчин и 29 женщин) со злокачественным поражением желудка. В зависимости от гистотипа опухоли больные были разделены на 6 групп: 1) высоко- и умеренно дифференцированная аденокарцинома (G1-2) – 26 человек, из которых 17 мужчин и 9 женщин; 2) низкодифференцированная аденокарцинома (G3) – 17 больных, 12 мужчин и 5 женщин; 3) перстневидноклеточный рак (ПКР) – 18 человек, 9 мужчин и 9 женщин; 4) сочетанное поражение желудка (СПЖ) – аденокарцинома с наличием перстневидноклеточных фрагментов – 14 больных, 13 мужчин и 1 женщина, 5) больные с наличием недифференцированных клеток и перстневидноклеточных фрагментов (G4+ПКР) – 5 человек, 3 мужчины и 2 женщины; 6) больные с наличием недифференцированных клеток при аденокарциноме желудка (G4+ G2-3) – 9 человек, 6 мужчин и 3 женщины. В группе G1-2 в 92% случаев была выявлена умеренно дифференцированная аденокарцинома. Средний возраст пациентов составил 62 года (61,9±1,2). Кроме того, отдельно были проанализированы результаты исследования у больных с прорастанием опухоли в серозную оболочку и распространением на соседние структуры (T4 по системе классификации TNM). Данные, полученные в крови больных, сопоставлялись со значением соответствующих показателей в группе относительно здоровых мужчин и женщин без онкопатологии, средний возраст которых сопоставим с возрастом обследованных больных (группа доноров).
В плазме и эритроцитах крови больных определяли уровень МДА, активность супероксиддисмутазы (СОД), каталазы и церулоплазмина общепринятыми спектрофотометрическими методами [11], а также у части больных общий антиоксидантный статус (ОАС) плазмы крови ИФА методом (ImAnOx Kit производства Immundiagnostik, Германия) и светосумму быстрой вспышки перекисьиндуцированной люминолзависимой хемилюминесценции, отражающей интенсивность образования свободных радикалов.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Statistika 6.0 по t-критерию Стъюдента для двух независимых выборок. Различия считали статистически значимыми при p<0,05–p=0,000000, а при 0,1>p>0,05 – на уровне статистической тенденции к значимости.
Результаты исследования и их обсуждение
Статистически значимое увеличение уровня МДА в крови наблюдалось во всех шести группах больных. Прирост данного молекулярного продукта ПОЛ был значительно более выраженным в плазме крови, чем в эритроцитах (табл. 1 и 2). При высоко- и умеренно дифференцированной аденокарциноме (G1-2) увеличение концентрации МДА по сравнению с группой здоровых составило 170,1% (р=0,000000) в плазме крови и 49,8% (р<0,0001) в эритроцитах, при низкодифференцированной аденокарциноме (G3) – 176,6% и 85,9% (р<0,00001–0,001) соответственно, при ПКР – 203,4% и 91,1% (р<0,00001–0,0001). Наиболее высокий уровень МДА как в плазме крови, так и в эритроцитах выявлен у больных с наличием недифференцированных клеток при ПКР. Превышение значений в группе здоровых достигло в плазме 3,6 раза, в эритроцитах 2,3 раза, т.е. 263,3% и 128,1% (р=0,000000) соответственно. Существенно меньшим было увеличение концентрации МДА у больных с сочетанным поражение желудка (G2-3+ПКР) – на 136,6% (р<0,001) в плазме крови и отсутствие статистически значимого повышения в эритроцитах, а также у больных с наличием недифференцированных клеток при аденокарциноме желудка (G4+G2-3) – на 130,5% (р<0,001) в плазме крови и на 50% (р<0,05) в эритроцитах по сравнению со здоровыми.
Таблица 1
Содержание МДА и показатели антиоксидантной системы в плазме крови больных раком желудка с разным гистотипом и распространенностью процесса
|
Группы |
МДА нМ/мл плазмы |
Общий АО статус крови мкМ/л |
Каталаза мкМ Н2О2/мин. |
Активность церулоплазмина мкМ/л |
|
Здоровые n=24–29 |
2,724±0,32 (24) |
|
34,53±1,76 (28) |
1,326±0,067(29) |
|
Аденокарцинома G1-2 n=26 |
7,359±0,726 Р=0,000000 |
303,8±15,3 (13) |
30,81±2,79
|
1,494±0,158
|
|
Аденокарцинома G3 n=17 |
7,535±0,967 Р=0,000002 |
319,9±24,9 (7) |
29,06±2,06 Р=0,061069 |
1,258±0,082 |
|
Аденокарцинома с наличием недифференцированных клеток (G4+G2-3) n=9 |
6,278±1,249 Р=0,000485 Р5=0,063268 |
311,1±22,4 (5) |
29,34±4,31 Р3=0,079853 |
1,504±0,232
|
|
Перстневидноклеточный рак (ПКР) n=18 |
8,265±1,134 Р=0,000003 |
333,3±23,1 (3) |
21,6±2,06 Р=0,000030 Р1=0,019819 Р2=0,016308 |
1,323±0,076
|
|
Сочетанное поражение желудка (G2-3+ПКР) n=14 |
6,445±1,264 Р=0,000655 |
350,3±11,7 (9) Р=0,045515 |
31,89±3,29 Р3=0,009566 39,97±2,18 (7) 23,2±3,05 (7) |
1,333±0,166 (12)
|
|
ПКР с наличием недифференцированных клеток (G4+ПКР) n=5 |
9,897±0,765 Р=0,000000 |
- |
20,87±2,57 (5) Р=0,003603 Р2=0,050003 Р4=0,039068 |
1,433±0,131 |
|
Т4 G3 n=23 |
8,226±0,898 Р=0,000000 |
323,2±10,9/21 359,2±6,4/11 Р=0,004916 283,6±13,3/10 Рп/гр=0,000041
|
28,75±2 ,1 Р=0,038332 Р3=0,023162
|
1,162±0,129 (22) 0,95±0,059 (19) Р=0,000291 Р1=0,006194 Р2=0,003932 Р3=0,000424 Р4=0,016961 Р5=0,004680 Р6=0,001593 2,51±0,187 (3) |
Примечание. Статистическая значимость различий: р – относительно группы здоровых, р1 – относительно G1-2, р2 – относительно G3, р3 – относительно ПКР, р4 – относительно группы с сочетанным поражением желудка, р5 – относительно G4+ПКР, р6 – относительно группы больных с наличием недифференцированных клеток при аденокарциноме желудка.
На усиление интенсивности свободнорадикальных окислительных процессов указывало также увеличение светосуммы хемилюминесценции, которая была определена в плазме крови у 39 больных со злокачественным поражением желудка. У больных аденокарциномой интенсивность хемилюминесценции была увеличена в среднем на 50,4% (4928±1013 имп./6 секунд при значении у доноров 3276±175), у больных ПКР – на 29,4% (4238,5±787 имп./6 секунд).
Таблица 2
Содержание МДА и активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крови больных раком желудка с разным гистотипом и распространенностью процесса
|
Группы |
МДА нМ/мл 1% гемолизата |
СОД ед. актив./мг Hb |
Каталаза мкМ Н2О2/мин. ×мг Hb |
СОД/Каталаза |
|
Здоровые n=21-31 |
1,495±0,08 (21) |
497,5±16,2 (31) |
134,7±4,1 (31) |
3,743±0,116 (31) |
|
Аденокарцинома G1-2 n=26 |
2,24±0,131 Р=0,000037 |
561,8±35,1 Р=0,081788 |
96,13±3,9 Р=0,000000 |
5,874±0,542 Р=0,000088 |
|
Аденокарцинома G3 n=17 |
2,779±0,386 Р=0,000748 |
546,7±39,7 |
95,46±4,56 Р=0,000000 |
6,006±0,597/17 Р=0,000014 |
|
Аденокарцинома с наличием недифференцированных клеток (G4+G2-3) n=9 |
2,243±0,485 Р=0,040471
|
514,9±59,7 |
102,3±3,86(10) Р=0,000104 Р1=0,075125 |
5,03±0,624 Р=0,002167 |
|
Перстневидноклеточный рак (ПКР) n=18 |
2,857±0,297 Р=0,000033 |
494,5±33,0
|
122,1±8,5 Р1=0,003987 Р2=0,009263 |
4,408±0,355/17 Р=0,033941 Р1=0,048807 Р2=0,028169 |
|
Сочетанное поражение желудка (G2-3+ПКР) n=14 |
1,919±0,306
|
471,3±27,1 Р1=0,094109 |
110,8±8,6 Р=0,007389 Р1=0,082083 Р2=0,097911 |
4,495±0,458 Р=0,033714 Р2=0,067073
|
|
ПКР с наличием недифференцированных клеток (G4+ПКР) n=5 |
3,41±0,346 Р=0,000000 |
549,8±102,5 |
110,7±13,5 Р=0,042312 |
5,755±1,711 Р=0,006685 |
|
Т4 G3 n=23 |
2,294±0,181 Р=0,000331 Р3=0,098629 Р5=0,013484 |
590,8±35,7 Р=0,010937 Р3=0,057996 Р4=0,023656 |
93,31±4,03 Р=0,000000 Р3=0,001934 Р4=0,043275 |
6,551±0,578 Р=0,000001 Р3=0,005655 Р4=0,018928 |
Примечание. Статистическая значимость различий: р – относительно группы здоровых, р1 – относительно G1-2, р2 – относительно G3, р3 – относительно ПКР, р4 – относительно группы с сочетанным поражением желудка, р5 – относительно G4+ПКР, р6 – относительно группы больных с наличием недифференцированных клеток при аденокарциноме желудка.
Увеличение интенсивности ПОЛ сопровождалось нарушением сопряженной работы основных ферментов первой линии антиоксидантной защиты – СОД и каталазы в эритроцитах (табл. 2). Активность каталазы была снижена во всех группах больных, кроме ПКР. Наиболее выраженным было ингибирование фермента у больных аденокарциномой: при G1-2 – на 28,6%, при G3 – на 29,1% (р=0,000000) и при G4+G2-3 – на 24,1% (р=0,0001). При сочетанном поражении желудка G2-3+ПКР и G4+ПКР снижение активности каталазы составляло 17,7–17,8% (р<0,01–0,05). При этом выявлена тенденция к увеличению активности СОД у большинства больных аденокарциномой желудка, в среднем на 12,9% при G1-2 и на 10% при G3, а в остальных группах она значимо не отличалась от уровня у здоровых. Коэффициент СОД/каталаза во всех группах больных был статистически значимо выше, чем в группе здоровых. При ПКР увеличение составляло 17,8%, при сочетанном поражении желудка (G2-3+ПКР) – 20,1% (р<0,05); наличие недифференцированных клеток приводило к росту данного показателя до 34,4% у больных с G4+G2-3 и до 53,8% при G4+ПКР (р<0,01). Наиболее выраженное нарушение скоординированной работы СОД и каталазы наблюдалось у больных аденокарциномой – увеличение коэффициента СОД/каталаза достигало 56,9% при G1-2 и 60,5% при G3 (р<0,0001), данный показатель был статистически значимо выше, чем при ПКР (на 33,3–36,3%, р<0,05).
В плазме крови также были обнаружены снижение активности каталазы при ПКР на 37,4% (р<0,0001) и G4+ПКР на 39,6% (р<0,01), а также тенденция к снижению у больных с низкодифференцированной аденокарциномой (G3) – на 15,8% (р=0,061). При этом оксидазная активность церулоплазмина, основного белка плазмы крови с антиоксидантной ролью, ни в одной из групп больных значимо не отличалась от нормы (табл. 1) .
Определение общего антиоксидантного статуса (ОАС), выполненное в плазме крови 37 больных, показало, что при аденокарциноме вне зависимости от степени дифференцировки данный показатель был на уровне 304–320 мкмоль/л, что согласно диапазону нормальных значений, предложенному разработчиками метода, соответствует средней антиоксидантной способности (280–320 мкмоль/л). Наиболее высоким ОАС был у больных с сочетанным поражением желудка – 350 мкмоль/л, у больных ПКР – 333 мкмоль/л, что соответствует высокой антиоксидантной способности (>320 мкмоль/л). Выявлена статистическая значимость различий ОАС у больных с сочетанным поражением желудка относительно аденокарциномы G 1-2 и G3 при IV стадии – выше на 14–15% (р<0,05). С более высоким ОАС согласуется существенно менее выраженное увеличение концентрации МДА в плазме крови именно у больных с сочетанным поражением желудка по сравнению с другими группами больных (табл. 1).
Сопоставление коэффициента соотношения исследованных антиоксидантных ферментов свидетельствует о том, что при ПКР обнаруживается недостаточность супероксид устраняющего звена, хотя активность СОД сохраняется на уровне, характерном для здоровых. Этим, возможно, объясняется выраженное увеличение интенсивности перекисного окисления липидов (максимально высокий уровень МДА в эритроцитах и плазме крови), выявленное у больных ПКР и у больных с наличием недифференцированных и перстневидных клеток.
Некоторые особенности были характерны для больных с прорастанием опухоли в серозную оболочку и распространением на соседние структуры (T4 по системе классификации TNM). В эту группу вошли 23 пациента: 7 с G2, 6 с G3, 4 с наличием недифференцированных компонентов (G4+G3), 2 с ПКР и 4 с сочетанным поражением желудка. У этих больных было выявлено увеличение уровня МДА в плазме крови в 3 раза выше (р=0,000000) относительно здоровых. Это сочеталось с низкой активностью церулоплазмина у 19 из 22 больных – ниже нормы на 28,4%, р<0,001 (табл. 1). Исключение составили 3 больных с высокой активностью церулоплазмина (на 89,3% выше среднего по группе здоровых, р<0,00001). Известно, что церулоплазмин является основным белком, выполняющим в плазме крови функции антиоксидантных ферментов. Помимо основной медьтранспортной функции, он обладает рядом ферментативных активностей: ферроксидазной, оксидазной, полиаминоксидазной и супероксиддисмутирующей, что делает его наиболее эффективным ингибитором активных кислородных метаболитов при разных патологиях, включая и злокачественный рост [12, 13]. Со снижением активности церулоплазмина у большинства больных с распространенным процессом (T4) может быть связано трехкратное увеличение МДА именно в плазме крови, поскольку в эритроцитах, где контроль ПОЛ осуществляется находящимися в них истинными антиоксидантными ферментами, значимых отличий от показателей у остальных больных аденокарциномой не выявлено, и его уровень был ниже, чем у больных ПКР и ПКР+G4, на 19,7% (0,05<р<0,1) и 32,7% (р=0,013) соответственно. Активность каталазы в плазме была снижена относительно уровня у здоровых на 16,7% (р<0,05), не отличалась от средних значений в группах больных аденокарциномой без учета распространенности опухоли, но была выше, чем у больных ПКР, на 33,1% (р=0,023). В отличие от незначительного изменения активности каталазы в плазме, где данный фермент, не имеющий собственной внеклеточной формы, не играет существенной роли в антиоксидантной защите [14], активность каталазы в эритроцитах у больных с распространением опухоли на соседние структуры была самой низкой: на 30,7% относительно здоровых (р=0,000000), на 23,6% относительно ПКР (р<0,002) и на 15,8% ниже, чем при сочетанном поражении (р<0,05). Активность СОД была значимо выше, чем у здоровых, на 18,8% и у больных с сочетанным поражением на 25,4% (р<0,05), проявляла тенденцию к повышению относительно ПКР (р=0,058) и значимо не отличалась от уровня у больных с аденокарциномой. Наиболее выраженная разнонаправленность изменений ферментов первой линии антиоксидантной защиты в группе больных с Т4 привела к наибольшему повышению коэффициента СОД/каталаза – на 75% выше, чем у здоровых (р=0,000001), на 48,5% и 45,8% выше относительно ПКР и сочетанного поражения (р<0,01–0,02) соответственно (табл. 2).
В условиях снижения активности каталазы, приводящего к накоплению перекиси водорода, СОД может взаимодействовать с Н2О2 и выступать в качестве прооксиданта, инициируя образование супероксидного анион-радикала и гидроксильного радикала. Кроме того, высокая активность СОД при сниженной активности каталазы способствует усилению цитотоксического действия Н2О2 [15]. Следовательно, наблюдаемое у больных раком желудка снижение активности каталазы на фоне относительно высокой активности СОД может способствовать интенсификации свободнорадикальных процессов.
Заключение
Таким образом, для больных со злокачественным поражением желудка характерно усиление окислительных процессов в крови, сопровождаемое изменениями в работе антиоксидантной системы. Выявленные особенности окислительного метаболизма согласуются с более неблагоприятным прогнозом у больных с большей распространенностью процесса (T4), а также отмечаются при наличии в опухоли недифференцированных клеток (G4).