Клинико-этиологические особенности структурно-функциональной организации мембран эритроцитов у больных алкогольным и вирусным циррозом печени

Актуальность проблемы. Циррозы печени (ЦП) являются одной из ключевых научно-практических проблем современной гепатологии. Социальная и медицинская значимость ЦП обусловлена тяжелым инвалидизирующим течением и возрастающей распространенностью, связанной с ростом числа вирусных гепатитов и алкоголизацией населения. В экономически развитых странах ЦП входят в число шести основных причин смерти у лиц в возрасте 35−64 лет [113, 149 и др.]. Смертность от цирроза печени имеет стойкую тенденцию к росту, в том числе и среди пациентов молодого трудоспособного возраста [149, 159, 245].

Все это ведет к увеличению гуманитарного и экономического ущерба, наносимого ЦП, и диктует необходимость продолжения исследований, касающихся патогенеза и оптимизации лечения ЦП.

На сегодняшний день в индукции фиброгенеза и формирования цирроза печени убедительно доказана этиологическая роль алкоголя, вирусов гепатита и генетически обусловленных нарушений обмена веществ. Однако механизм формирования фиброза окончательно не установлен [77, 112, 252]. К тому же, по данным разных авторов, от 12 до 41% всех ЦП составляют циррозы неизвестной этиологии. Предпринятые попытки выделить в данном случае какой-то приорететный механизм развития болезни — иммунные нарушения, наследственный фактор, дефект билиарной системы — не увенчались успехом. В связи с этим продолжает возрастать актуальность изучения механизмов патогенеза ЦП, реализуемых на клеточном и субклеточном уровне.

Большое значение в реализации этих механизмов придается клеточным мембранам, участвующим в большинстве биологических реакций. Для исследования структурно — функциональной организации клеточных мембран при ЦП недостаточно используется универсальная физиологическая модель, каковой представляется мембрана эритроцита. При этом данные о структурных перестройках эритроцитарных мембран при ЦП можно экстраполировать на мембраны гепатоцитов, что связано с идентичностью строения эритроцитарной мембраны и плазматических мембран других клеток [115, 148]. Немало работ посвящено изменению липидного обмена при патологии печени на плазменном уровне [74, 96, 148 и др.]. Однако исследования липидного спектра, а также биофизических характеристик мембран эритроцитов у больных с гепатопатиями крайне немногочисленны [44, 82, 203, 217]. До настоящего времени внимание исследователей не останавливалось на комплексном анализе структуры плазматических мембран, который имел бы не только биохимическую, но и биофизическую направленность. В данном аспекте не изучались топография клеточной мембраны, молекулярная организация мембранных белков, состояние структурированной воды, электрохимические и электрооптические свойства мембраны, не использовался дифференцированный подход к изучению фазового состояния глубоких и поверхностных слоев мембраны. Отсутствуют также работы, посвященные изучению структурно-функциональной организации мембран у больных ЦП в зависимости от этиологии и степени тяжести.

Исследования в этом направлении помогли бы уточнить некоторые патогенетические звенья ЦП. Несомненно также, что расширение научных представлений о характере и механизмах развития мембранопатологического процесса, являющегося одним из звеньев патогенеза ЦП, поможет более углублённому использованию современных патогенетических подходов в лечении ЦП.

Не вызывает сомнения тот факт, что у больного неосложнённым ЦП необходимо по возможности избегать применения лекарственных препаратов, поскольку они сами способны привести к поражению гепатоцитов. При ЦП может значительно нарушаться метаболизм лекарственных веществ, что в ряде случаев обусловливает неконтролируемые побочные эффекты и приводит к весьма ограниченному выбору эффективных фармакотерапевтических программ [77, 113, 149]. Поэтому весьма актуальным представляется поиск нетрадиционных подходов эффективного терапевтического воздействия. Установлено, что при формировании ЦП имеют место дислипидемические нарушения в строении плазматических мембран, сопровождающиеся изменением процессов перекисного окисления липидов [13, 45, 150 и др.]. В ряде фундаментальных и клинических исследований показано, что свет низкоинтенсивного лазера при облучении крови ингибирует повышенную активность ПОЛ и оказывает мембраностабилизирующее действие [23, 60, 71 и др.]. Положительное воздействие лазерного излучения на коррекцию некоторых клинико-лабораторных синдромов при патологии печени было доказано в ряде исследований [40, 43]. Нам представляется весьма актуальным проследить целесообразность применения низкоинтенсивной лазерной терапии как с позиций коррекции мембранных нарушений, так и воздействия на динамику ведущих клинико-лабораторных синдромов, сопровождающих цирроз печени.

В свете сказанного, изучение тонких механизмов патогенеза ЦП на уровне плазматической мембраны с учетом этиологии заболевания и уточнение роли клеточных и субклеточных нарушений в прогредиентном течении диффузного печеночного процесса, а также оценка лечебных эффектов квантовой терапии, в частности низкоинтенсивного лазерного излучения, являются актуальными.

Цель исследования.

Установить особенности структурно-функциональной организации мембран эритроцитов у больных циррозом печени в зависимости от этиологии и тяжести заболевания и возможности их использования для оптимизации диагностического процесса.

Задачи исследования.

1. Изучить частоту встречаемости клинико-лабораторных синдромов среди больных ЦП алкогольной и вирусной этиологии.

2. Установить универсальные признаки структурно-функциональной модификации мембран эритроцитов у больных ЦП, индуцированном этанолом и вирусами гепатита.

3. Выделить наиболее значимые характеристики структурно-функциональной организации мембран эритроцитов в зависимости от этиологии и тяжести течения ЦП.

4. Оценить возможность терапевтического воздействия НИЛИ на мембрано-патологические процессы и клинические проявления ЦП.

Научная новизна результатов исследования.

Впервые у больных ЦП алкогольной и вирусной этиологии проведено комплексное исследование мембран эритроцитов, включающее в себя изучение как физико-химических свойств мембраны, так и ее липидного спектра и выявлены особенности структурно-функциональной организации мембран в зависимости от этиологии и тяжести течения заболевания.

Показано, что при алкогольном циррозе печени достоверно чаще регистрируется синдром цитолиза, а более высокая частота встречаемости синдрома иммунного воспаления и холестаза характерна для цирроза вирусной этиологии, что ассоциируется с особенностями мембранопатий.

Впервые установлено, что транслокация мембранных белков к поверхности мембраны, реорганизация мембраны в области липид-белковых взаимодействий, ее дегидратация и снижение уровня восстановленных коферментов, изменение спектра фосфолипидов с заменой легкоокисляемых фракций на трудноокисляемые, а также рост относительного содержания СЖК, ассоциированный с уменьшением уровня ТАГ в спектре нейтральных липидов, являются универсальными признаками структурной перестройки эритроцитарной мембраны у больных ЦП алкогольной и вирусной этиологии. Выявлено, что при алкогольном ЦП формируется лабильная, более жидкостная мембрана, характеризующаяся уменьшением микровязкости поверхностных слоев и увеличением текучести глубинного бислоя. При вирусном ЦП изменения ригидности мембраны имеют противоположную направленность — наблюдается повышение микровязкости и уменьшение текучести клеточной мембраны.

Выявлено, что при прогрессировании ЦП уменьшается в мембранах содержание белка, ухудшаются электрооптические свойства мембраны и нарастает, независимо от этиологии, текучесть глубоких слоев в стадию декомпенсации цирроза печени.

Показано, что включение в комплексную программу лечения ЦП в стадию компенсации и субкомпенсации облучения крови гелий-неоновым лазером способствует стабилизации мембранных структур, что ассоциируется с клиническим улучшением.

Положения, выносимые на защиту 1. Частота встречаемости основных клинико-лабораторных синдромов, свидетельствующих о характере и тяжести диффузного паренхиматозного поражения печени, ассоциируется с этиологией цирроза печени.

2. Структурно-функциональная организация эритроцитарных мембран у больных циррозом печени характеризуется как универсальными изменениями, не зависящими от этиологического варианта и степени тяжести, так и модификациями, преимущественно связанными с этиологией заболевания.

3. Применение лазерной терапии в комплексной лечебной программе больных ЦП в стадию компенсации и субкомпенсации способствует коррекции мембранопатологических процессов и обусловливает более быстрое клиническое улучшение.

Практическая значимость работы В комплексной диагностике этиологии вирусных и алкогольных циррозов печени в качестве дополнительного маркера рекомендуется оценивать состояние микровязкости поверхностных и текучесть глубинных структур липидного бислоя мембраны эритроцитов. Нарастание текучести глубоких слоев в классе С циррозов печени ассоциируется с прогрессированием ЦП и его декомпенсацией. Полученные при исследовании мембран эритроцитов данные позволяют уточнить молекулярные механизмы патогенеза и прогрессирования этиологических вариантов цирроза печени.

Включение в комплексную терапию алкогольных и вирусных циррозов печени в стадию компенсации и субкомпенсации низкоинтенсивного лазерного излучения приводит к мембраностабилизирующему эффекту и более быстрому клиническому улучшению. Оценка некоторых особенностей модификации плазматических мембран в процессе терапии способствует объективизации динамики течения ЦП.

Внедрение результатов исследования Результаты исследования, в частности оценка микровязкости поверхностных и текучести глубинных структур липидного бислоя мембран эритроцитов для уточнения этиологии и тяжести течения ЦП и метод внутривенной лазеротерапии в комплексном лечении алкогольных и вирусных ЦП, внедрены в клиническую практику гастроэнтерологического отделения Краевой клинической больницы. Вытекающие из результатов исследования теоретические положения и практические рекомендации используются в учебном процессе кафедры внутренних болезней № 2 Красноярской государственной медицинской академии.

По результатам работы оформлено и внедрено рационализаторское предложение «Применение внутривенного низкоинтенсивного лазерного излучения в коррекции мембранных нарушений у больных алкогольным и вирусным циррозом печени» (№ 2177 от 18 апреля 2002 г.). Разработаны и утверждены на заседании Ученого совета КрасГМА 5 марта 2003 года методические рекомендации для врачей «Оптимизация этиологической диагностики вирусных и алкогольных циррозов печени».

Апробация материалов диссертации Материалы работы были представлены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 30-летию Красноярского легочно-аллергологического центра (Красноярск, 1997) — научной конференции «Основные направления формирования здоровья человека на Севере» (Красноярск, 1999) — научно-практической конференции «50 лет обществу рентгенологов и радиологов» (Красноярск, 2000) — научно-практической конференции «Актуальные вопросы здравоохранения и медицинской науки» (Красноярск, 2000) — Всероссийской конференции «Этно-экологические особенности ассоциации инфекционных факторов и патологии органов пищеварения у взрослого и детского населения» (Красноярск, 2001) — на заседании Краевого терапевтического общества (2001) — научно-практической конференции, посвященной 60-летию Краевой клинической больницы (Красноярск, 2002) — Краевой конференции «Патология органов пищеварения сегодня» (Красноярск, 2002) — проблемной комиссии по внутренним болезням Красноярской государственной медицинской академии (Красноярск, 2002) — Восточно-Сибирской гастроэнтерологической конференции (Красноярск, 2003).

Публикации. По основным результатам исследования опубликовано 13 работ. Зарегистрировано и внедрено рационализаторское предложение.

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Красноярская государственная медицинская академия Министерства здравоохранения Российской федерации» на кафедре внутренних болезней № 2 и в ГУ ПИИ медицинских проблем Севера СО РАМН (г. Красноярск).

ВЫВОДЫ.

1. При алкогольном циррозе печени, в сравнении с циррозом вирусной этиологии, достоверно чаще регистрируется синдром цитолиза (соответственно в 91,5% и 60,9% случаев). Более высокая частота встречаемости синдрома иммунного воспаления и холестаза характерна для цирроза вирусной этиологии (75,0% и 45,8%- 28,1% и 8,5%). Гепатоцеллюлярный синдром с одинаковой частотой регистрируется у больных ЦП алкогольной и вирусной этиологии (74,8% и 73,4%).

2. Универсальными признаками структурной перестройки мембран эритроцитов у больных циррозом печени алкогольной и вирусной этиологии являются транслокация белковых молекул к поверхности мембраны, конформация ее функционально-активных молекулярных групп, дегидратация мембранных структур и снижение уровня восстановленных коферментов. Независимо от этиологии и степени тяжести цирроза печени наблюдается дисбаланс между легкоокисляемыми и трудноокисляемыми фракциями фосфолипидов, а также рост относительного содержания СЖК, ассоциированный с уменьшением уровня ТАГ в спектре нейтральных липидов.

3. Этиологию цирроза печени отражает динамическая подвижность липидного бислоя. При алкогольном ЦП формируется лабильная, более жидкостная мембрана, характеризующаяся уменьшением микровязкости в поверхностных слоях мембраны и увеличением текучести в глубине липидного бислоя. При вирусном ЦП изменения ригидности мембраны имеют противоположную направленностьнаблюдается повышение микровязкости и уменьшение текучести клеточной мембраны.

4. С тяжестью течения ЦП как алкогольной, так и вирусной этиологии ассоциируется уменьшение содержания белка в мембранных структурах, нарастание текучести липидного бислоя и ухудшение электрооптических свойств мембран эритроцитов.

5. Применение лазерной терапии в комплексной лечебной программе алкогольных и вирусных циррозов печени в стадию компенсации и субкомпенсации сопровождается параллельно с более быстрым клиническим улучшением положительной динамикой таких важных структурно-функциональных параметров мембраны, как подвижность липидного бислоя, содержание ОФЛ в спектре нейтральных липидов и ФХ и ФЭА в спектре фосфолипидов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. В качестве дополнительного маркера при уточнении этиологии ЦП рекомендуется оценивать такие параметры структурно-функциональной организации мембран эритроцитов, как текучесть и микровязкость липидного бислоя.

2. Нарастание в динамике текучести липидного бислоя клеточной мембраны может служить предиктором прогрессирования цирроза печени и его декомпенсации.

3. Эндоваскулярное облучение крови светом гелий-неонового лазера может быть рекомендовано для включения в комплексную терапию циррозов печени в стадию компенсации и субкомпенсации, так как лазеротерапия в данной ситуации оказывает мембраностабилизирующий эффект и способствует более быстрому клиническому улучшению.