Содержание нуклеозидмонофосфатов при увеитах

     Известно, что циклические нуклеотиды являются внутриклеточными модуляторами, эффективно трансформирующими внешние нейрогуморальные сигналы с целью регуляции внутриклеточных процессов. С помощью этих мессенджеров запускаются жизненно важные метаболические пути обмена гликогена, фосфолипидов, белков, что, в свою очередь, влияет на энергетический и тканевой обмены либо генерирует получение биологических мономеров, являющихся пластическим материалом для биологических синтезов.

    Циклические нуклеотиды – циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический гуанозинмонофосфат (цГМФ) – необходимы для реализации регуляторного действия тех внеклеточных молекул, которые по своим физико-химическим характеристикам сами не могут проникнуть через клеточную мембрану внутрь клетки. Эти молекулы принято называть первичными мессенджерами. Их биологическая эффективность в таких случаях опосредована действием циклических нуклеотидов внутри клетки. При этом концентрация циклических нуклеотидов как вторичных посредников в клетках-мишенях изменяется пропорционально биологическому ответу этих клеток на гормональную стимуляцию, то есть количественно зависит от концентрации первичного мессенджера – гормона. Конечный эффект действия циклических нуклеотидов состоит в изменении скорости протекания одного или нескольких внутриклеточных процессов. Имеются многочисленные исследования влияния циклических нуклеотидов на функционирование сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, развитие онкологического процесса [1–3]. В свою очередь, концентрация циклических нуклеотидов зависит от соотношения активностей аденилат- или гуанилатциклазы, генерирующих их синтез, с одной стороны, и активности ферментов фосфодиэстераз, с другой стороны, разрушающих циклические нуклеозидмонофосфаты и фактически ингибирующих гормональное воздействие на метаболические процессы.

    Учитывая многоэтапность передачи сигнала от гормона на внутриклеточный метаболический процесс, целесообразно исследовать уже имеющуюся концентрацию циклических нуклеотидов как одного из ключевых продуктов цепи регуляторной системы, а не их предшественников – ферментов, подверженных как ингибирующим, так и активирующим многофакторным воздействиям [4].

    Имеется значительное количество исследований, в которых детально анализируются механизмы и особенности влияния гормонов на метаболические пути в тканях глаза как в норме так при некоторых заболеваниях органа зрения [5–7].

    Изменения в метаболизме циклических нуклеотидов в тканях глаза ранее были обнаружены при таких глазных заболеваниях, как дегенерация сетчатки, дальтонизм, вирусный кератит, глаукома [8]. В ряде случаев эти изменения связаны с активацией или ингибированием ферментов их синтеза или распада (аденилатциклазы, гуанилатциклазы, фосфодиэстераз) либо с изменением проницаемости мембран. С учетом распространенности увеитов, особенно у детей, тяжелого хронического течения, склонности к рецидивам, частых неблагоприятных исходов, приводящих к снижению зрительных функций, являются актуальными все исследования, приводящие к более полному раскрытию патофизиологических и биохимических механизмов этого заболевания. Воспалительные заболевания глаз чаще возникают у лиц молодого возраста и детей и могут оказаться причиной резкого снижения остроты зрения и слепоты. При увеитах наблюдается высокая инвалидизация, которая нередко сопровождается генерализацией воспаления с вовлечением в процесс сетчатки и зрительного нерва [4, 9, 10].

    Лечение пациентов с воспалительной патологией глаз представляет значительные трудности из-за сходной клинической картины увеитов различной этиологии, освобождения увеитогенных тканевых антигенов, развитием увеитов на фоне проявления общей патологии (коллагенозы, ревматоидный артрит, токсоплазмоз), несовершенства существующих лабораторных методов дифференциальной диагностики [5].

    В настоящее время наиболее частыми фармацевтическими мишенями являются фосфодиэстеразы – ключевые ферменты разрушения циклических нуклеозидмонофосфатов и прекращения их функционирования выбором лекарственной схемы воздействия.

    Цель

    Исследовать содержание циклических нуклеотидов в различных тканях глаза как в норме, так и в условиях экспериментального токсико-аллергического увеита и оценить их возможное влияние на развитие патологического процесса.

    Материал и методы

    Опыты проводили на кроликах породы шиншилла. Животных иммунизировали 4-кратно с интервалом в 1 неделю нормальной лошадиной сывороткой внутрикожно в 10–12 точках из расчета 1 мл на 1 кг массы тела. После этого в переднюю камеру глаза вводили разрешающую дозу антигена. Развивалось воспаление. На высоте клинических проявлений изучали глаза иммунизированных кроликов, а также ткани глаз и кровь здоровых животных. Данная экспериментальная модель общепризнана среди специалистов, занимающихся проблемами увеита. Для определения содержания цАМФ и цГМФ в плазме крови и в тканях глаза образцы готовили следующим образом: кровь собирали в охлажденную пробирку, содержащую 1% от объема крови 0,5 М ЭДТА, рН 7,4. После осаждения форменных элементов центрифугированием (2 тыс. оборотов в минуту в течение 15 мин), к плазме добавляли 3 мл этилового спирта на каждый мл плазмы.

     Гомогенаты тканей глаза получали растиранием их с кварцевым песком. Далее полученные гомогенаты, плазму крови и содержимое передней камеры глаза центрифугировали при 2000 об/мин в течение 15 мин, осадок промывали спиртом и центрифугировали перед исследованием при тех же условиях. Концентрацию цАМФ и цГМФ определяли с использованием стандартных наборов фирмы Amerscham радиоиммунным методом. Счет образцов проводили на счетчике Mark III. Результаты обрабатывали по методу Стьюдента.

    Результаты

    На 3-й день после введения разрешающей дозы антигена у животных развивались типичные признаки увеита. Анализируя полученные результаты (табл. 1), можно сделать несколько заключений.

    Достоверное снижение концентрации цАМФ наблюдалось в 3 тканях: роговице (на 62%), сетчатке (на 60%) и сосудистой оболочке (на 33%). Эффекторы, осуществляющие свое влияние через цАМФ, работают на процессы катаболизма и выработку энергии: распад гликогена и фосфолипидов, липолиз. Результаты наших экспериментов свидетельствуют о снижении активности процессов образования энергии и субстратов пластического синтеза, то есть обнаружение снижения уровня цАМФ может быть причиной торможения гликолиза в этих тканях глаза.

    Параллельно с уменьшением концентрации цАМФ нами наблюдалось уменьшение содержания цГМФ в роговице, сосудистой оболочке и сетчатке на 49, 87 и 74%, соответственно (табл. 2).

    Этот вторичный мессенджер функционирует под действием гормонов, влияющих на проницаемость мембран для ионов кальция (пролактин, ацетилхолин, простагландины серии F). В результате снижения уровня цГМФ подавляются процессы пролиферации, деления и роста клеток.

    Ранее нами было показано, что при токсико-аллергическом увеите у кроликов отмечено повышение содержания гистамина и серотонина в тканях глаза. Эти регуляторы стимулируют активность фосфодиэстеразы, разрушающей циклические нуклеотиды [10].

    В хрусталике содержание циклических нуклеотидов очень низкое даже в нормальной неизмененной ткани. Водянистая влага передней камеры глаза и стекловидное тело – это внеклеточные жидкости. Основным источником циклических нуклеотидов в этих жидкостях являются главным образом поврежденные клетки различных тканей глаза. Увеличение уровня цАМФ в 2 раза во влаге передней камеры и стекловидном теле коррелирует с потерей этих метаболитов некоторыми тканями глаза.

    Известно, что цАМФ и цГМФ в ряде случаев оказывают разнонаправленный эффект, и потому логично оценить соотношение их уровней в тканях (табл. 3). Анализ выявленных изменений требует отдельного подробного и всестороннего рассмотрения и дополнительных экспериментов.

     Мы не приводим в настоящей статье данные об изменениях изучаемых показателей в плазме крови – эти изменения ожидаемо недостоверны из-за значительного разведения тканевых метаболитов в большом объеме крови, а также наличия многочисленных мембранных барьеров и несинхронности их повреждения. В то же время обнаружение достоверных изменений этих показателей именно в крови при патологии могло бы стать доступным и объективным критерием в оценке тяжести развития заболевания и эффективности проводимого лечения.

    Заключение

    Результаты проведенных исследований и их анализ свидетельствуют о том, что при токсико-аллергическом увеите имеет место снижение содержания цАМФ и цГМФ практически во всех тканях глаза. Это доказывает несомненную связь патологического процесса с нуклеотидзависимой регуляцией функций глаза, ее влиянием на систему передачи гормональных сигналов, включающую сложные многоэтапные ферментативные каскады.

    Полученные результаты добавляют новые существенные элементы в создание общей картины развития и течения увеита и могут способствовать разработке дополнительных патогенетически обоснованных подходов к эффективному лечению этого заболевания.

    

    Сведения об авторах

    Комаров Олег Самуилович – доктор биологических наук, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии лечебного факультета ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (916) 685-03-28. E-mail: komolsam@mail.ru. ORCID ID: 0000-0002-1685-8832

    Слесарева Елена Андреевна – аспирант кафедры эндокринологии факультета усовершенствования врачей ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского. Адрес: 129110, Москва, ул. Щепкина 61/2. Тел.: 8 (965) 419-82-18. E-mail: sle-ea@mail.ru. ORCID ID: 0000-0002-3159-9146

    Комарова Марина Олеговна – ассистент кафедры офтальмологии им. А.П. Нестерова лечебного факультета ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (903) 533-95-15. E-mail: reesha-witch@yandex.ru. ORCID ID: 0000-0002-0065-4990

    Для контактов:

    Комаров Олег Самуилович – доктор биологических наук, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии лечебного факультета ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. Адрес: 117997, Москва, ул. Островитянова, д. 1. Тел.: 8 (916) 685-03-28. E-mail: komolsam@mail.ru. ORCID ID: 0000-0002-1685-8832

    

    Вклад авторов в работу:

    О.С. Комаров: существенный вклад в концепцию и дизайн работы, сбор, анализ и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста, редактирование, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации.

    Е.А. Слесарева: анализ и обработка материала, статистическая обработка данных, написание текста, редактирование, окончательное утверждение версии, подлежащей публикации.

    М.О. Комарова: подготовка проб тканей глаза для исследования, написание текста, редактирование.

    

    Финансирование: Авторы не получали конкретный грант на это исследование от какого-либо финансирующего агентства в государственном, коммерческом и некоммерческом секторах.

    Авторство: Все авторы подтверждают, что они соответствуют действующим критериям авторства ICMJE.

    Согласие пациента на публикацию: Экспериментальное исследование проводилось только на животных, пациенты к работе не привлекались, вследствие чего письменного согласия на публикацию этого материала получено не было. Он не содержит никакой личной идентифицирующей информации.

    Конфликт интересов: Отсутствует.

    

    Funding: The authors have not declared a specific grant for this research from any funding agency in the public, commercial or not-for-profit sectors.

    Authorship: All authors confirm that they meet the current ICMJE authorship criteria.

    Patient consent for publication: The experimental study was conducted only on animals, patients were not involved in the work, so no written consent was obtained for the publication of this material. It does not contain any personally identifying information.

    Conflict of interest: Тhere is no conflict of interest.

    

    Поступила 31 мая 2021