Регуляция свободнорадикальных процессов при экспериментальной гипертермии у здоровых добровольцев и больных ишемической болезнью сердца во время волн летней жары

Обоснование. В связи с ухудшающимся прогнозом по глобальному повышению температуры в мире представляется актуальным изучение влияния аномальной жары на системные процессы регуляции у людей с хроническими заболеваниями, в частности ишемической болезнью сердца (ИБС).

Цель исследования: изучить влияние гипертермии на показатели окислительного стресса у больных с различной степенью тяжести ишемической болезни сердца (ИБС) и здоровых людей.

Методы исследования. Изучались показатели окислительного стресса (уровень малонового диальдегида – МДА, активность Cu,Zn-содержащей супероксиддисмутазы – Cu,Zn-СОД) у здоровых людей в условиях искусственно моделируемой гипертермии и у пациентов с различной тяжестью течения ИБС при воздействии волн летней жары.

Результаты. При моделировании гипертермии у здоровых добровольцев выявлены проявления окислительного стресса, заключающиеся в увеличении содержания МДА в плазме крови. Одновременно отмечено увеличение активности утилизирующего активные формы кислорода фермента – Cu,Zn-СОД. Увеличение активности Cu,Zn-СОД происходит с некоторой задержкой по  сравнению с накоплением МДА, что объяснимо продолжительностью процесса индукции биосинтеза фермента de novo. При исследовании пациентов с риском смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы по шкале SCORE (без осложнённого течения ИБС) было показано, что во время волн летней жары в плазме крови также происходит накопление МДА при одновременном увеличении активности эритроцитарной Cu,Zn-СОД. В группе больных ИБС с выраженным поражением коронарных сосудов (по данным ангиографии) во время волн летней жары было выявлено нарушение регуляции свободнорадикальных процессов, заключающееся в значительном накоплении МДА в плазме крови без компенсаторного увеличения активности эритроцитарной Cu,Zn-СОД.

Заключение. Выявлено нарушение регуляции свободнорадикальных процессов у пациентов с тяжёлым клиническим течением ИБС. 

1. Dimitrova A, Ingole V, Basagaña X, Ranzani O, Milà C, Ballester J, at al. Association between ambient temperature and heat waves with mortality in South Asia: Systematic review and meta-analysis. Environ Int. 2021; 146: 106170. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106170

2. Vardoulakis S, Dear K, Hajat S, Heaviside C, Eggen B, McMichael AJ. Comparative assessment of the effects of climate change on heat- and cold-related mortality in the United Kingdom and Australia. Environ Health Perspect. 2014; 122(12): 1285-1292. https://doi.org/10.1289/ehp.1307524

3. Gostimirovic M, Novakovic R, Rajkovic J, Djokic V, Terzic D, Putnik S, at al. The influence of climate change on human cardiovascular function. Arch Environ Occup Health. 2020; 75(7): 406-414. https://doi.org/10.1080/19338244.2020.1742079

4. Davídkovová H, Plavcová E, Kynčl J, Kyselý J. Impacts of hot and cold spells differ for acute and chronic ischaemic heart diseases. BMC Public Health. 2014; 14: 480. https://doi.org/10.1186/1471-2458-14-480

5. D’Ippoliti D, Michelozzi P, Marino C, de’Donato F, Menne B, Katsouyanni K, at al. The impact of heat waves on mortality in 9 European cities: Results from the EuroHEAT project. Environ Health. 2010; 16: 9-37. https://doi.org/10.1186/1476-069X-9-37

6. Lankin VZ, Tikhaze AK. Free radical lipoperoxidation during atherosclerosis and antioxidative therapy of this disease. In: Tomasi A, Ozben T, Skulachev VP (eds). Free radicals, nitric oxide, and inflammation: Molecular, biochemical, and clinical aspects. Amsterdam: IOS Press, NATO Science Series; 2003; 344: 218-231.

7. Ланкин В.З., Лисина М.О., Арзамасцева Н.Е., Коновалова Г.Г., Недосугова Л.В., Каминный А.В. и др. Окислительный стресс при атеросклерозе и диабете. Бюллетень эксперимен тальной биологии и медицины. 2005; 140(1): 41-43. https://doi.org/10.1007/s10517-005-0406-z

8. Li L, Tan H, Yang H, Li F, He X, Gu Z, et al. Reactive oxygen species mediate heat stress-induced apoptosis via ERK dephosphorylation and Bcl-2 ubiquitination in human umbilical vein endothelial cells. Oncotarget. 2017; 8(8): 12902-12916. https://doi.org/10.18632/oncotarget.14186

9. Jacobs PJ, Oosthuizen MK, Mitchell C, Blount JD, Bennett NC. Heat and dehydration induced oxidative damage and antioxidant defenses following incubator heat stress and a simulated heat wave in wild caught four-striped field mice Rhabdomys dilectus. PLoS One. 2020; 15(11): e0242279. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242279

10. Gharibi V, Khanjani N, Heidari H, Ebrahimi MH, Hosseinabadi MB. The effect of heat stress on hematological parameters and oxidative stress among bakery workers. Toxicol Ind Health. 2020; 36(1): 1-10. https://doi.org/10.1177/0748233719899824

11. Lankin VZ. The enzymatic systems in the regulation of free radical lipid peroxidation. In: Tomasi A. et al. (eds) Free Radicals, Nitric Oxide, and Inflammation: Molecular, Biochemical, and Clinical Aspects. Amsterdam: NATO Science Series IOS Press; 2003; 344: 8-23.

12. Ланкин В.З., Вандышев Д.Б., Тихазе А.К., Косых В.А., Помойнецкий В.Д., Вихерт А.М. Влияние гипероксии на активность супероксиддисмутазы и глутатитонпероксидазы в тканях мышей. Доклады академии наук СССР. 1981; 259(1): 229-231.

13. Ланкин В.З., Белова Е.М., Тихазе А.К. Гипоосмотический гемолиз эритроцитов активными формами карбонилов. Биофизика. 2017; 62(2): 325-329. 14. Beauchamp C, Fridovich I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analyt Biochem. 1971; 44: 276-287. https://doi.org/10.1016/0003-2697(71)90370-8

14. Slater TF, Sawyer BC. The stimulatory effects of carbon tetrachloride and other halogenoalkanes on peroxidative reactions in rat liver fractions in vitro. General features of the systems used. Biochem J. 1971; 123(5): 805-814. https://doi.org/10.1042/bj1230805

15. Draper HH, Hadley M. Malondialdehyde determination as index of lipid peroxidation. Methods Enzymol. 1990; 186: 421-431. https://doi.org/10.1016/0076-6879(90)86135-i

16. Дорощук Н.А., Тихазе А.К., Ланкин В.З., Коновалова Г.Г., Медникова Т.К., Постнов А.Ю. и др. Влияние окислительного стресса на длину теломерных повторов в хромосомах лейкоцитов крови лиц с различным риском сердечно-сосудистой смерти и больных ИБС. Кардиологический вестник. 2017; 12(1): 32-37.

17. Ланкин В.З., Шумаев К.В., Тихазе А.К., Курганов Б.И. Влияние дикарбонилов на кинетические характеристики глутатионпероксидазы. Доклады Академии наук. 2017; 475(6): 706-709. https://doi.org/10.7868/S0869565217240227

18. Lankin VZ, Tikhaze AK, Kukharchuk VV, Konovalova GG, Pisarenko OI, Kaminnyi AI, et al. Antioxidants decreases the intensification of low density lipoprotein in vivo peroxidation during therapy with statins. Mol Cell Biochem. 2003; 249(1-2): 129-140.

19. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Коновалова Г.Г., Козаченко А.И. Концентрационная инверсия антиоксидантного и прооксидантного действия β-каротина в тканях in vivo. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1999; 128(9): 314-316.