EFFECT OF INTRAVESICAL CHEMOTHERAPY, MODIFIED BY ELECTROMAGNETIC FIELD IN THE SCANNING MODE, ON THE LEVEL OF ENDOTOXEMIA AND OXIDATIVE PROCESSES IN THE BLOOD IN PATIENTS WITH BLADDER CANCER

Full Text

Рак мочевого пузыря (РМП) остается серьезной проблемой в онкологии. В 2014 г. в России выявлено 14 908 (11 505 мужчин и 3403 женщин) заболевших данной патологией. В Южном федеральном округе заболеваемость РМП за 2014 г. составила 1484 человека (1197 мужчин и 287 женщин) [1]. В Ростовской области удельный вес РМП на 0,8% выше, чем данный показатель по стране, и составляет 5,3% [2]. Мужчины болеют в 3,4-4,5 раза чаще, чем женщины. Средний возраст заболевших 67 лет [3]. Несмотря на наличие систем активного выявления, заболеваемость данной патологией возрастает с каждым годом. По данным статистики, в 70% случаев выявления РМП диагностируют I стадию заболевания, т. е. мышечно-неинвазивный рак мочевого пузыря (МНРМП). Основным методом лечения данной патологии является хирургический - трансуретральная резекция мочевого пузыря [4]. Однако при только хирургическом лечении частота рецидивирования заболевания составляет около 65%. С целью профилактики развития рецидива МНРМП в послеоперационном периоде применяют внутрипузырную иммунотерапию и химиотерапию; несмотря на это, возникновение рецидивов наблюдается в 45% случаев. Кроме того, при проведении внутрипузырных инстилляций у некоторых больных возникают общие и локальные осложнения, такие как циститы различной степени тяжести, аллергические реакции и прочие изменения, не проходящие к моменту следующей инстилляции. Это приводит либо к отмене проводимого лечения, либо к увеличению сроков лечения, а значит, снижает эффективность проводимой терапии. Нами была разработана модификация метода адъювантной внутрипузырной химиотерапии (ВПХТ) при помощи сканирующих электромагнитных полей (МП) [5]. При модификации адъювантной ВПХТ сканирующим МП увеличивается проницаемость мембран для проникновения цитостатика внутрь клеток [6], в этой связи важным является определение уровня эндогенной интоксикации и состояния основного белка плазмы крови альбумина, осуществляющего связывание и транспортировку биологически активных веществ и токсических соединений, попадающих в кровь. Интерес представляет также исследование интенсивности свободнорадикальных процессов и состояния антиоксидантной системы у больных МНРМП до и после проведения им ВПХТ, модифицированной сканирующим МП. Целью данной работы явилась оценка в сравнительном аспекте показателей, отражающих функциональное состояние альбумина, выраженность эндогенной интоксикации и состояние процессов свободнорадикального окисления в крови больных при адъювантной ВПХТ, модифицированной воздействием сканирующего МП. Материал и методы Исследованы 30 больных МНРМП, получивших комплексное лечение: трансуретральная резекция + адъювантная ВПХТ гемцитабином, модифицированная воздействием сканирующим МП. В качестве группы сравнения использованы результаты исследования биохимических показателей в крови 25 условно здоровых доноров без диагностированного опухолевого процесса и выраженной соматической патологии, сравнимых по возрасту с обследованными больными. Для оценки уровня эндогенной интоксикации у всех больных до начала и после завершения комплексного лечения, а также у части больных в процессе динамического наблюдения были изучены уровень молекул средней массы (МСМ254 и МСМ280), отражающий накопление токсических лигандов, и для суждения о детоксикационном потенциале крови - уровень общей и эффективной концентрации альбумина (соответственно ОКА и ЭКА). Степень сорбции токсических лигандов (резервную связывающую способность альбумина) оценивали по отношению ЭКА/ОКА • 100%, что соответствует отношению свободных связей пула молекул альбумина к общему количеству его связей [7]. Рассчитывали также коэффициент интоксикации, отражающий баланс между накоплением и связыванием токсических лигандов, по формуле КИ = (МСМ254/ЭКА) • 1000 и индекс токсичности ИТ = ОКА/ЭКА - 1, характеризующий функциональное состояние альбумина (сорбционную способность), зависящее от конформационных изменений молекулы, и в значительной степени отражающий вклад недостаточности функций печени в развитие эндогенной интоксикации. Для суждения о состоянии окислительного метаболизма был исследован ряд показателей, характеризующих интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) и функционирование антиоксидантной системы крови. Изучены светосумма быстрой вспышки перекись-индуцированной люминолзависимой хемилюминесценции (ХЛ), отражающей интенсивность образования свободных радикалов [8], и накопление в эритроцитах и плазме крови продуктов реакции с тиобарбитуровой кислотой в пересчете на концентрацию малонового диальдегида (МДА) как наиболее изученного продукта ПОЛ [9]. Состояние антиоксидантной системы оценивали с использованием общепринятых спектрометрических методов по активности ферментов первой линии антиоксидантной защиты - супероксиддисмутазы (СОД) [10] и каталазы [11], содержанию восстановленного глутатиона, активности глутатионзависимых ферментов (глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза и глутатионтрансфераза) [10] и оксидазной активности церулоплазмина [12] - основного белкового антиоксиданта плазмы крови. Перечисленные показатели определялись у больных до начала лечения (фон), после проведения химиотерапии (6 внутрипузырных введений химиопрепаратов, по 1 в неделю), через 3 и 6 мес после операции, а также у нескольких больных через 9 и 12 мес после операции. Статистическую обработку результатов проводили с использованием пакета программ Statistika 6.0. Для проверки гипотезы о соответствии распределения полученных вариант нормальному распределению использовали критерий Колмогорова-Смирнова. Для оценки уровня значимости различий использовали t-критерий Стьюдента. Различия считали статистически значимыми при p < 0,05 - p < 0,000001, а при 0,1 > p > 0,05 - на уровне тенденции к статистической значимости. Результаты Результаты исследования показателей эндогенной интоксикации представлены в табл. 1. Уровень МСМ, являющийся общепринятым универсальным биохимическим маркером эндотоксимии, оказался повышенным у обследованных нами больных. При этом содержание МСМ254, представленных в основном веществами небелкового происхождения, увеличилось на 34%, а прирост содержания МСМ280 (среднемолекулярные пептиды) составил 79,6%. Более значительное увеличение пептидной компоненты пула МСМ привело к повышению коэффициента соотношения МСМ280 и МСМ254 более чем на 40%. Наряду с увеличением в крови эндотоксинов происходило и нарушение систем детоксикации, на что указывало нарушение структурно-функциональных свойств основного белка плазмы крови - альбумина. Эффективная концентрация альбумина и его связывающая способность у больных МНРМП до начала лечения были снижены относительно группы сравнения на 20,4 и 20,5% соответственно. КИ был увеличен на 81%, а ИТ - на 186,9% (т. е. почти в 3 раза). Сразу после окончания ВПХТ уровень МСМ снизился, оставаясь выше значений в группе без онкопатологии на 19,2 и 36,6% соответственно для МСМ254 и МСМ280. В то же время нарушение детоксикационных свойств альбумина оказалось еще более значительным: снижение ЭКА и ССА составило 31%, ИТ был увеличен в 3,5 раза, а КИ - на 70,9%. Динамика изученных показателей у больных в послеоперационный период свидетельствовала об их постепенной нормализации. Содержание МСМ254 в период 3-9 мес после операции превышало уровень, характерный для лиц без онкопатологии, на 17-19%, а через год статистически значимо не отличалось от него. Содержание МСМ280 было увеличено через 3 мес после операции на 61,3%, через 6 мес - на 37,9%, через 9-12 мес - на 34-36%. Коэффициент соотношения МСМ280 и МСМ254 был выше 1 во все сроки наблюдения, наибольшее его увеличение отмечено через 3 мес после операции (выше уровня без онкопатологии на 47,2%), наименьшее (на 20,2%) - через 9 мес после операции. Статистически значимых изменений общей концентрации альбумина выявлено не было. Уровень эффективной концентрации альбумина плавно увеличивался с 3-месячного периода и через 9-12 мес достоверно не отличался от уровня в группе без онкопатологии. Сходная динамика изменения была характерна и для ССА. Во все изученные сроки послеоперационного периода уровни КИ и ИТ изменялись в сторону нормализации и были статистически значимо ниже, чем сразу после завершения комплексного лечения. Через 3 мес после операции превышение значений относительно группы без онкопатологии составило для КИ 36,6%, для ИТ - 83,4%, через 6 мес - 32,9 и 50,7% соответственно. Через 9- 12 мес величина ИТ была в пределах нормы, а КИ был выше нормы лишь на 28,3 и 16,5% (см. табл. 1). В крови больных МНРМП до начала лечения было выявлено усиление свободнорадикальных процессов и повышение концентрации молекулярных продуктов ПОЛ. Об этом свидетельствовало увеличение светосуммы ХЛ плазмы крови на 49,1% и содержания МДА в эритроцитах на 35,8%. Это сопровождалось снижением в эритроцитах активности СОД на 33,6%, каталазы на 16,6%, глутатионредуктазы на 43,5%, глутатионтрансферазы на 19,4% (табл. 2 и 3). После окончания лечения светосумма ХЛ снизилась на 44,9% и статистически значимо не отличалась от значений в группе без онкопатологии, а содержание МДА в эритроцитах снизилось на 63,8% и стало ниже нормы на 50,9%. Снижение активности СОД было еще более выраженным, имело место снижение коэффициента соотношения СОД и каталазы на 30,9%. Это сопровождалось увеличением содержания, восстановленного глутатиона на 27,4% относительно фоновых значений (статистически значимо выше нормы на 16,8%), по-видимому, за счет почти двукратного увеличения активности глутатионредуктазы, участвующей в биорегенерации окисленного глутатиона, при сниженной активности глутатионтрансферазы - фермента, способствующего использованию восстановленного глутатиона для конъюгации с гидрофобными соединениями и восстановления органических пероксидов. Через 3 мес после операции уровень свободнорадикальных продуктов в плазме крови больных и МДА в эритроцитах был статистически значимо ниже как исходных значений (на 51,5 и 67,3% соответственно), так и значений в группе без онкопатологии (на 27,6 и 55,6%). Активность СОД проявила тенденцию к повышению относительно предыдущего срока наблюдения, что сопровождалось нормализацией коэффициента соотношения СОД и каталазы. Изменения в сторону нормализации были характерны для СОД и в следующие сроки наблюдения. Нормализация активности каталазы наблюдалась через 6 и 9 мес после операции (см. табл. 2). Существенные изменения, начиная с 3-месячного срока после операции, были отмечены и для компонентов системы глутатиона. Содержание восстановленного глутатиона после подъема, наблюдавшегося сразу после окончания химиотерапии, снизилось и оставалось на статистически значимо более низком уровне во все последующие сроки наблюдения, через 6 и 12 мес этот показатель был ниже и значений в группе без онкопатологии. В 3-месячный срок имело место резкое снижение глутатионредуктазы с последующими колебаниями в сторону нормализации. Активность ГПО, напротив, выросла и в сроки 3-9 мес превышала норму на 43-59,5%, а через 12 мес вернулась к уровню, характерному для группы без онкопатологии. Активность глутатиотрансферазы была ниже нормы во все сроки наблюдения (см. табл. 3). Сопоставляя изменения, выявленные для разных компонентов антиоксидантной системы, можно прийти к заключению, что определенный компенсаторный вклад в сдерживание интенсификации ПОЛ может вносить установленное нами увеличение антиоксидантной активности церулоплазмина (см. табл. 2), обладающего выраженной супероксидустраняющей активностью, а также отсутствие снижения активности ГПО, об усилении роли которой в антиоксидазной защите свидетельствует снижение коэффициентов СОД/ГПО и Каталаза/ГПО (см. табл. 3). Это было характерно для больных МНРМП как до начала лечения, так и в динамике послеоперационного наблюдения. Обсуждение Таким образом, у больных, в комплексное лечение которых была включена ВПХТ гемцитабином, модифицированная сканирующим МП, в процессе послеоперационного одногодичного наблюдения имела место постепенная нормализация показателей эндогенной интоксикации, значительное увеличение которой было характерно для больных МНРМП до начала лечения и сразу после завершения комплексного лечения. Значение свободнорадикальных процессов в возникновении и развитии в организме злокачественного процесса не вызывает сомнения. Согласно многочисленным данным литературы, наиболее характерными для онкопатологии являются интенсификация реакций свободнорадикального окисления и истощение антиоксидантных резервов организма [13, 14], что вносит существенный вклад в развитие синдрома эндогенной интоксикации [15, 16]. Известно, что метаболиты свободнорадикального окисления липидов и белков являются эндотоксинами и ингибируют синтетические процессы, активность многих ферментов, способствуют повышению свертываемости крови, дальнейшей окислительной деструкции белков и нуклеиновых кислот [17]. Окисление белков повышает чувствительность белковых молекул к протеолизу, что приводит к их деградации и образованию токсических фрагментов, в том числе молекул средней массы. Гомеостаз больных с опухолевым заболеванием еще до начала специфического лечения характеризуется дисбалансом окислительно-антиокислительных процессов, углубляющимся по мере прогрессирования заболевания и под влиянием специфического противоопухолевого лечения [18]. Согласно полученным данным, после проведения больным МНРМП адъювантной ВПХТ, модифицированной МП, имеет место снижение в крови интенсивности ХЛ и уровня МДА (молекулярных продуктов ПОЛ), изначальное повышение которых свидетельствует об усилении у больных РМП до начала лечения свободнорадикальных процессов ПОЛ. Усилению окислительных процессов способствовало характерное для больных РМП изначально статистически значимое снижение ферментов первой линии антиоксидантной защиты (СОД и каталазы), а также двух ферментов глутатионовой системы. В послеоперационном периоде наблюдалось постепенное восстановление сбалансированной работы основных компонентов антиоксидантной системы. Анализ рассчитанных коэффициентов соотношения между активностью антиоксидантных ферментов (СОД/Каталаза эритроцитов, СОД/ГПО, Каталаза/ГПО, ГР/ГПО) позволяет прийти к заключению о том, что к 12-месячному сроку после операции все они статистически значимо не отличаются от значений в группе лиц без онкопатологии. Повышение активности СОД и восстановление сбалансированной работы СОД и каталазы свидетельствуют об эффективной антиоксидантной защите организма, что, возможно, способствовало удлинению безрецидивного периода у больных, которым была проведена адъювантная ВПХТ, модифицированная МП. Поскольку повышенный уровень глутатиона и активацию глутатионтрансферазы рассматривают в качестве одного из компонентов формирования множественной лекарственной устойчивости [19-22], выявленное нами снижение содержания восстановленного глутатиона, зафиксированное уже через 3 мес после операции и сохраняющееся на протяжении всего года наблюдения, и статистически значимо сниженная активность глутатионтрансферазы на всех этапах лечения свидетельствуют о том, что использованный метод химиотерапии не способствует развитию химиорезистентности. Повышенное содержание МДА через 6 и 9 мес после операции, возможно, связано с отдаленными последствиями действия химиопрепарата, а также сканирующего магнитного поля как индукторов активных форм кислорода. Это вызывает компенсаторное усиление антиоксидантной защиты, проявившееся наиболее выраженно в активации глутатионпероксидазы в те же сроки послеоперационного периода, а также в повышении активности СОД, восстановлении активности каталазы в эритроцитах и значительном увеличении активности каталазы в плазме крови. Для понимания возможного значения повышения оксидазной активности церулоплазмина у обследованных нами больных РМП представляют интерес данные литературы, свидетельствующие не только о специфичном возрастании уровня этого белка при ряде опухолевых заболеваний (в частности при меланоме и миеломах), возможности умеренного повышения уровня церулоплазмина при опухолях различной локализации как проявлении острофазного ответа на рост опухоли и деструкцию тканей, но и о том, что снижение уровня церулоплазмина является неблагоприятным прогностическим признаком, в частности у больных с сердечно-сосудистыми заболеваниями и у кардиохирургических больных [23]. Заключение Таким образом, проведенные биохимические исследования свидетельствуют о том, что для больных МНРМ до начала лечения характерно наличие эндогенной интоксикации, обусловленной как увеличением содержания МСМ, так и снижением детоксикационных возможностей альбумина. При этом увеличение интенсивности ХЛ, накопление молекулярных продуктов ПОЛ и низкий уровень активности основных антиоксидантных ферментов указывает на вклад свободнорадикальных процессов в состояние метаболизма данной категории больных. Сразу после окончания лечения многие из изученных показателей изменяются в сторону нормализации, исключением являются еще более низкая связывающая способность альбумина, обусловливающая рост индекса токсичности, и наиболее низкие значения активности СОД и ГПО, играющих ключевую роль в антиоксидантной защите. Нормализация параметров эндогенной интоксикации и восстановление сбалансированной работы антиоксидантной системы в процессе послеоперационного наблюдения больных свидетельствуют об адекватности проведенного лечения, а также исходя из соотношения компонентов глутатионовой системы об отсутствии биохимических предпосылок формирования множественной лекарственной устойчивости. Полученные нами данные о динамике изученных биохимических параметров в ходе проводимого противоопухолевого лечения согласуются с клинической эффективностью применения у больных МНРМП адъювантной ВПХТ гемцитабином в сочетании со сканирующим МП, позволяющей улучшить показатели 2-летней безрецидивной выживаемости до 94% и увеличить в два раза латентный период развития рецидива заболевания.

About the authors

Irina A. Goroshinskaya

Rostov Research Institute of Oncology

Email: iagor17@mail.ru
MD, PhD, DSc, Prof., Chief Researcher of the Laboratory of Studies of the Pathogenesis of Malignant Tumors, Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation

A. N Shevchenko

Rostov Research Institute of Oncology

Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation

E. V Filatova

Rostov Research Institute of Oncology

Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation

P. S Kachesova

Rostov Research Institute of Oncology

Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation

L. A Nemashkalova

Rostov Research Institute of Oncology

Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation

A. V Chudilova

Rostov Research Institute of Oncology

Rostov-on-Don, 344037, Russian Federation

References

Supplementary files