Assessment of oxidative stress, evaluation of antioxidant protection.
В профиль входят следующие исследования:
супероксиддисмутаза эритроцитов
глутатионпероксидаза эритроцитов
глутатионредуктаза эритроцитов
общий антиоксидантный статус сыворотки крови
Краткое описание исследования «Антиоксидантный статус»
Супероксиддисмутаза эритроцитов (СОД) (Superoxide Dismutase, SOD in Erythrocytes)
Супероксиддисмутаза (СОД) – фермент, катализирующий дисмутацию токсичного супероксидного радикала, вырабатываемого при окислительных энергетических процессах, в перекись водорода и молекулярный кислород. Этот фермент присутствует во всех клетках, потребляющих кислород, и представляет важнейшее звено антиоксидантной защиты. Супероксиддисмутаза человека содержит цинк и медь, существует также марганец-содержащая форма фермента. СОД и каталаза образуют антиоксидантную пару, которая предотвращает запуск процессов цепного окисления под действием свободных радикалов. Наличие СОД позволяет поддерживать физиологическую концентрацию супероксидных радикалов в тканях, что обеспечивает возможность существования организма в кислородной атмосфере и использование кислорода. Супероксиддисмутаза защищает сердечную мышцу от действия свободных радикалов, образующихся при недостаточности кислорода (ишемии). Степень повышения СОД обратно пропорциональна деятельности левого желудочка и может быть использована как маркер повреждения миокарда. При анемии (снижении в крови количества гемоглобина, эритроцитов и гематокрита) активность СОД в эритроцитах повышена. Активность СОД снижена у пациентов с ослабленной иммунной системой, что делает таких больных более чувствительными к респираторным инфекциям с развитием пневмонии. Активность СОД эритроцитов повышена у больных гепатитом и снижается при развитии острой печеночной недостаточности. Очень высока активность СОД у больных с различными формами лейкемии. Высокую активность СОД у септических больных считают ранним маркером развития респираторного дистресс- синдрома. Активность СОД эритроцитов снижена при ревматоидном артрите, ее уровень коррелирует с эффективностью проводимого лечения.
Метод определения: используется ксантин и ксантиноксидаза (XOD) для генерирования кислородных радикалов, которые, вступая в реакцию с 2-(4-иодофенил)-3-(4-нитрофенол)-5-фенилтетразолиумхлорид (I.N.T.), образуют окрашенное в красный цвет соединение ‒ формазан. Активность супероксиддисмутазы определяется как величина ингибирования этой реакции.
Одним из основных видов поражения клеток свободными радикалами является разрушение жирных кислот, входящих в состав клеточных мембран (перекисное окисление липидов или ПОЛ).
В результате таких процессов меняется проницаемость клеточной оболочки, что приводит к нарушению жизнедеятельности клетки и ее гибели. Перекисное окисление липидов участвует в патогенезе многих заболеваний, в том числе атеросклероза, ишемической болезни сердца, диабетической ангиопатии. Поскольку жирные кислоты легко поддаются окислению, оболочки клеток содержат большое количество жирорастворимых антиоксидантов, таких как витамины А и Е, которые включены в механизмы защиты от перекисного окисления липидов. К специфическим антиоксидантным ферментам относится глутатион-ферментный автономный комплекс, в который входят трипептид глутатион и антиоксидантные ферменты глутатионпероксидаза, глутатион-S-трансфераза и глутатионредуктаза.
Глутатионпероксидаза служит катализатором реакции восстановления перекисных липидов с помощью глутатиона, многократно ускоряя этот процесс. Помимо этого, глутатионпероксидаза, как и каталаза, способна разрушать перекись водорода. При этом она сравнительно более чувствительна к низким концентрациям перекиси водорода, которые наблюдаются чаще. В некоторых тканях (клетки мозга, сердце) каталазы почти нет, поэтому глутатионпероксидаза играет роль основного антиоксидантного фермента.
Глутатионпероксидаза является по своей структуре металлоферментом. Для ее выработки необходим микроэлемент селен, причем в достаточно больших количествах, так как каждая молекула глутатионпероксидазы содержит 4 атома селена. При недостаточном поступлении селена вместо глутатионпероксидазы образуется глутатион-S-трансфераза, разрушающая только перекись водорода и не заменяющая полностью функции глютатионпероксидазы.
Наибольшее количество глутатионпероксидазы сосредоточено в печени, эритроцитах, надпочечниках. Значительное ее количество содержится в нижних дыхательных путях, где она нейтрализует поступающие из внешней среды озон, окись азота и другие активные молекулы. Активность глутатионпероксидазы в организме во многом определяет динамику патологических процессов. При снижении активности данного фермента нарушается защита клеток печени от алкоголя и опасных химических веществ, повышается риск возникновения онкологических заболеваний, бесплодия, развития ревматоидного артрита и других заболеваний.
Метод определения: глутатионпероксидаза с помощью гидроперекиси кумина катализирует окисление глутатиона. В присутствии глутатионредуктазы и НАДФ, окисленный глутатион сразу же восстанавливается с соответствующим окислением НАДФН в НАДФ+. Измеряется снижение абсорбции (340 нм).
Глутатионредуктаза – фермент класса оксидоредуктаз, участвует в восстановлении (освобождении) связанного глутатиона, который выступает как коэнзим в биохимических реакциях, играет важную роль в механизмах сборки белков, увеличивает пул витаминов А и С и пр. Глутатитионредуктаза часто рассматривается в ассоциации с глутатионпероксидазой, поскольку активность последней в значительной степени зависит от содержания восстановленного глутатиона. Совместное действие этих ферментов включено в механизмы защиты организма от перекиси водорода и органических перекисей. В состав субъединиц глутатионредуктазы входит остаток коферментной формы рибофлавина (витамин В2).
Уровень глутатионредуктазы в эритроцитах увеличивается при наследственной недостаточности фермента глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (что позволяет использовать глутатионредуктазу в диагностических целях), при диабете, после введения никотиновой кислоты, после интенсивной физической нагрузки. Низкий уровень этого энзима встречается при тяжелых заболеваниях (рак, гепатит, сепсис и др.). Исследование глутатионредуктазы может быть использовано в скрининге, направленном на выявление заболеваний печени, злокачественных заболеваний, обнаружение генетических форм дефицита ферментов, оценку статуса витамина В2.
Метод определения: глутатионредуктаза катализирует восстановление глутатиона в присутствии НАДФН, который окисляется в НАДФ+. Измеряется снижение абсорбции (340 нм).
Общий антиоксидантный статус сыворотки крови (Total Antioxidant Status, TAS, Serum)
Антиоксидантная активность сыворотки крови определяется присутствием антиоксидантных ферментов (супероксиддисмутаза, каталаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза и др.) и антиоксидантов неферментного действия (в их числе альбумин, трансферрин, металлотионеины, мочевая кислота, липоевая кислота, глутатион, убихинол, витамины Е и С, каротиноиды, компоненты полифеноловой структуры, поступающие с растительной пищей, включая флавоноиды, и пр.).
Для оценки состояния антиоксидантной защиты, помимо определения уровня наиболее важных антиоксидантных ферментов и неферментных антиоксидантов в крови, используют измерение суммарной антиоксидантной способности компонентов сыворотки. Определение общего антиоксидантного статуса помогает клиницисту глубже оценить состояние пациента, факторы, влияющие на развитие текущего заболевания, и, с учетом этого, оптимизировать терапию.
Метод определения: ABTSR (2,2’-азидо-ди-[3-этилбензтиазолин сульфонат]) инкубируют с пероксидазой (метмиоглобин) и Н2О2 с образованием радикала ABTSR+. Антиоксиданты, содержащиеся в тестируемой пробе, подавляют развитие окраски пропорционально их концентрации в образце.
Окислительный стресс
Окислительный стресс ‒ это резкое усиление окислительных процессов в организме при недостаточном функционировании антиоксидантной системы.
В физиологических условиях в организме имеется постоянный баланс между уровнем свободных радикалов (оксидантов) и активностью системы антиоксидантной зашиты.
Процессы, протекающие при окислительном стрессе:
Повреждение мембраны
Снижение активности антиоксидантных ферментов
Накопление первичных и вторичных продуктов ПОЛ
Распад липопротеинов и фосфолипидов
Повреждение белков
Повреждение ДНК
Гибель клетки
Продукция различных реактивных форм кислорода является элементом важных физиологических процессов, в том числе механизмов передачи сигнала и регуляции действия гормонов, факторов роста, цитокинов, процессов транскрипции, апоптоза, транспорта, иммуномодуляции, нейромодуляции. Источниками реактивных форм кислорода являются митохондриальные процессы дыхания, НАДФH-оксидазы, ксантиноксидазы, NO-синтазы. Образование свободных радикалов (высокореактивных молекул, которые содержат неспаренные электроны) ‒ постоянно происходящий в организме процесс. В норме он физиологически сбалансирован за счет активности эндогенных антиоксидантных систем, которые способны увеличивать активность в ответ на увеличение прооксидантных воздействий.
Повышенное образование реактивных форм кислорода наблюдается при хроническом воспалении, ишемии, воздействии вредных веществ окружающей среды, облучении, курении, приеме некоторых препаратов. При чрезмерном увеличении продукции свободных радикалов вследствие прооксидантных воздействий и/или несостоятельности антиоксидантной защиты развивается окислительный стресс, сопровождающийся повреждением белков, липидов и ДНК. Последствиями действия свободных радикалов могут быть мутагенез, разрушение мембран, повреждение рецепторного аппарата, изменение ферментативной активности и повреждение митохондрий, что влияет на развитие многих видов патологии (атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, артериальная гипертензия, сахарный диабет, метаболический синдром, иммунодефицитные состояния, злокачественные новообразования).
Эти процессы значительно усиливаются на фоне снижения активности антиоксидантных систем организма. Реактивные формы кислорода вовлечены в процессы старения и развития заболеваний, связанных со старением (сердечно-сосудистые заболевания, нейродегенеративные нарушения, канцерогенез).
Увеличение образования активных форм кислорода после гипоксии/реоксигенации связано с низкой антиоксидантной активностью ткани миокарда.
Каскад событий, связанных с ишемией/реперфузией, кроме образования свободных радикалов, включает в себя освобождение цитокинов и факторов роста, адгезию лейкоцитов, агрегацию тромбоцитов, пролиферацию гладкой мускулатуры и механические повреждения.
Окислительный стресс и канцерогенез
Канцерогенез – это возникновение и развитие злокачественной опухоли из нормальной клетки. Одним из механизмов его развития может служить индукция активными формами кислорода мутаций ДНК, нестабильности генома, проонкогенной сигнализации.
Хроническое воспаление вызываемые бактериальной и вирусной инфекцией и, в числе прочих факторов, связанный с ними окислительный стресс могут стать причиной развития рака желудка и гепатоцеллюлярной карциномы соответственно. Оксидативное повреждение ДНК и воспаление участвуют в развитии рака лёгких, печени и молочной железы.
С какой целью определяют Антиоксидантный статус
Комплексное исследование проводят для оценки активности свободнорадикальных процессов в организме и состояния систем антиоксидантной защиты.
Подготовка
Правила подготовки к исследованию «Антиоксидантный статус»
Взятие крови предпочтительно проводить утром натощак (в период с 7.00 до 11.00), после 8-14 часов ночного периода голодания (воду пить можно), допустимо днем через 4 часа после легкого приема пищи. Следует обсудить с лечащим врачом целесообразность проведения исследования на фоне текущего приема лекарственных препаратов (антибиотики, иммуностимулирующие препараты, витамины могут оказывать влияние на результаты исследования).
С общими рекомендациями для подготовки к исследованиям можно ознакомиться здесь.
Показания к назначению
В каких случаях проводят исследование «Антиоксидантный статус»:
выявление дефицита антиоксидантов в организме и оценка риска заболеваний, ассоциированных с недостатком антиоксидантов;
выявление дефицита микроэлементов и витаминов, связанных с антиоксидантными системами организма;
выявление генетических форм дефицита ферментов;
оценка антиоксидантного статуса организма в целях оптимизации терапии.
Интерпретация результатов
Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.
Единицы измерения и референсные значения
Супероксиддисмутаза эритроцитов, активность
Единицы измерения: Ед/г Hb.
Референсные величины: 1200-2000 Ед/г Hb.
Глутатионпероксидаза эритроцитов, активность
Единицы измерения: Ед/г Hb.
Референсные величины: 50-100 Ед/г Hb.
Глутатионредуктаза эритроцитов, активность
Единицы измерения: Ед/г Hb.
Референсные величины: 2,5-6,0 Ед/г Hb.
Общий антиоксидантный статус сыворотки, активность
Единицы измерения: ммоль/л.
Референсные значения: 1,50-2,75 ммоль/л.
Трактовка результатов исследования «Антиоксидантный статус»
Понижение значений
Снижение общего антиоксидантного статуса и изменения активности антиоксиданитных ферментов вследствие различных причин можно наблюдать при следующих состояниях:
легочная патология;
сахарный диабет;
дисфункция щитовидной железы;
сердечно-сосудистые заболевания;
неврологические и психиатрические заболевания;
онкологическая патология;
проведение химиотерапии;
хронические воспалительные заболевания кишечника;
ревматоидный артрит;
некоторые инфекции;
снижение активности антиоксидантной системы при дефиците антиоксидантов, поступающих с пищей (в т. ч. витаминов, микроэлементов).
Клиническая интерпретация количественных изменений показателей антиоксидантного статуса в контексте конкретных видов патологии затруднительна.
Цена исследования «Антиоксидантный статус (Total antioxidant status, TAS)» в Москве - 5745 руб.
Выбирая, где сдать анализ «Антиоксидантный статус (Total antioxidant status, TAS)» в Москве и других городах России, обратите внимание, что стоимость, методы и сроки выполнения лабораторных тестов в региональных медицинских офисах могут отличаться.
Пациентам
