Негативная трансформация антиоксидантного статуса организма при развитии зависимости от алкоголя связана с избыточным образованием свободных радикалов и неудовлетворительной их инактивацией соответствующими компонентами противоокислительной защиты. В данных условиях развивается состояние окислительного стресса, характерного для различных типовых патологических процессов, нозологических форм, а также воздействия внешних факторов. Кардинальным критерием формирования алкогольной зависимости является становление алкогольного абстинентного синдрома. Создание при экспериментальном моделировании условий для характеристики нарушений обменных процессов при физической зависимости от алкоголя позволяет провести оценку биохимических показателей с несколько иных точек зрения.

Материалы и методы

В эксперименте использовали 76 беспородных крыс-самцов массой 180-220 г. Для формирования нарушений обменных процессов, аналогичных для алкогольного абстинентного синдрома, применяли модель экспериментального алкоголизма, разработанную проф. Абдрашитовым А.Х. и соавт. (1987). Согласно этой модели, которая позволяет смоделировать нарушения обмена веществ у крыс независимо от фактора предпочтения алкоголя, животным интрагастрально вводили 25% раствор этанола в дозе 8 г/кг в сутки в течение 4 дней и 4 г/кг/сут на 5 сутки. Животные подвергались декапитации под эфирным наркозом через 1 (группа А1, n=12), 2 (группа А2, n=12), 3 (группа А3, n=12) суток после заключительного введения алкоголя. Животным контрольной группы (n=10) проводилось интрагастральное, эквиобъемное введение воды.

Для оценки влияния этилметилгидроксипиридина сукцината (препарат «Мексидол», раствор для внутримышечного и внутривенного введений, в ампулах по 2 мл) на уровень мочевой кислоты в период реакции отмены этанола были сформированы три группы животных, которым внутримышечно вводили «Мексидол» 50 мг/сут в период развития реакции отмены этанола. Выведение животных из эксперимента и измерение показателей проводилось через 1 (группа А1+М, n=10), 2 (группа А2+М, n=10) и 3 (группа А3+М, n=10) суток после последнего введения алкоголя.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью компьютерной программы AnalystSoft Inc., Statplus, версия 5. В качестве основных характеристик описательной статистики применяли медиану (Ме), нижний 25-й (L) и верхний 75-й (Н) квантили (Me; L; H). Оценку статистической значимости различий проводили с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни (U).

Результаты и их обсуждение

Результаты исследования показали, что уровень мочевой кислоты в сыворотке крови животных в группах А1 и А2 повышен по отношению к группе контрольных животных на 30,4% (pU=0,012) и 25,7% (pU=0,005), соответственно. Сывороточное содержание мочевой кислоты в данных группах составило 345,0 (294,4; 423,6) и 332,6 (316,5; 403,9) мкмоль/л, соответственно.

Оценка влияния этилметилгидроксипиридина сукцината на уровень мочевой кислоты в сыворотке крови лабораторных животных в 1 сутки реакции отмены этанола выявила увеличение данного показателя на 23,0% (pU=0,014) по отношению к контролю, значение которого составило 325,4 (307,9; 423,0) мкмоль/л. В следующие сроки оценки (2, 3 сутки отмены этанола) в условиях применения Мексидола содержание мочевой кислоты статистически не отличалось от значений группы сравнения.

Наличие мочевой кислоты в организме животных предопределено необходимостью удаления конечных продуктов метаболизма азота. В связи с тем, что при выведении азота из организма в виде мочевой кислоты объем мочи существенно уменьшается, она является, наряду с мочевиной, аллантоином, креатинином, креатином, аминокислотами, одной из важнейших форм экскреции азота из организма видов, жизнедеятельность которых осуществляется на суше. По причине мутационных изменений генетического материала в филогенезе насекомые, птицы, рептилии, человекообразные приматы и человек, потеряли способность синтезировать фермент уриказу (уратокидазу), который ускоряет превращение мочевой кислоты в аллантоин. Данные изменения обусловили более высокое содержание этого метаболита в организме указанных видов [1, с. 282]. В организме крыс мочевая кислота вместе с аллантоином является ключевым конечным продуктом катаболизма пуриновых азотистых оснований [2, с. 2931-2941].

Молекулы эндогенного происхождения рассматриваются в качестве компонентов антиокислительной системы при значительном их содержании в клетках и межклеточном пространстве. Также значимыми факторами, позволяющими расценивать вещества как антиоксиданты, являются их возможность реагировать с различными соединениями свободнорадикального характера с образованием нерадикальных форм молекул [3, с. 615-631].

Исходя из особенностей химического строения мочевой кислоты, ее молекулу предлагается считать компонентом эндогенной части антиоксидантной защиты, осуществляющим акцептирование активных метаболитов кислорода. 2,6,8-триоксипурин (мочевая кислота) может осуществлять инактивацию супероксидных анион-радикалов. Предполагают, что при этом активные формы кислорода обеспечивают (подобно уратоксидазе) превращение мочевой кислоты в аллантоин. Количественное определение аллантоина в тканях и биологических жидкостях представляется косвенным способом оценки интенсивности окислительной модификации белков. В качестве фактов подтверждения значимости предлагаемого метода приводятся данные о положительной корреляционной взаимосвязи параметров пероксид-индуцированной хемилюминесценции и уровня аллантоина [4, с. 586-591].

Антиоксидантный эффект мочевой кислоты связан с тем, что ее основной формой присутствия в плазме крови является диссоциированная натриевая соль. Это определяет формирование в крови одновалентного урат-аниона, имеющего увеличенную стабильность и не участвующего в образовании радикалов пероксидов.

При оценке влияния этилового алкоголя на уровень мочевой кислоты в крови и обмен пуриновых нуклеотидов в целом исследователями отмечено отчетливое воздействие только избыточной и длительной алкоголизации. В других случаях корреляции с сывороточным содержанием мочевой кислоты не выявляется [5, с. e97646.].

По данным Zhang J. et al. (2016) тканевой уровень пуриновых нуклеотидов снижается при моделировании хронической алкогольной интоксикации [6, с. 30639-30647], что, вероятно, является результатом их повышенного распада при воздействии этанола, согласно данным [7, с. 1598-1602]. Результаты исследований соотносятся с информацией [8, 457-462] о повышении уровня мочевой кислоты в сыворотке крови при хроническом введении животным алкоголя.

Также усиление катаболизма соединений, содержащих пуриновые нуклеотиды, подтверждается высоким уровнем пуринов в крови, выявленным Yamamoto T. et al. (1997) при сравнении влияния этанола и фруктозы на метаболизм азотистых оснований [9, с. 544-547]. Причиной такого изменения энзиматической деградации пуринов, в частности аденозинмонофосфата, может являться индуцируемое окислительным стрессом преобразование ксантиндегидрогеназы в ксантиноксидазу. Переходные изменения формы фермента объясняются относительно медленными кальпаин-зависимыми событиями протеолитической трансформации энзима, а также быстрыми окислительными модификациями меркаптогрупп, входящими в состав фермента.

Ксантиндегидрогеназная конверсия при алкогольной патологии во многом связана с наработкой большого количества восстановленной формы никотинамидадениндинуклеотида и возникновением вследствие этого состояния «протонной интоксикации». Механизм реакции превращения ксантина в данном случае меняется и требует участия кислорода с побочным формированием супероксидного анион-радикала, являющегося фактором запуска реакций свободнорадикального окисления различных внутриклеточных субстратов. Ингибирование в условиях воздействия этанолом ксантиндегидрогеназы, выявленное [10, с. 779-785], может представляться фактором, активирующим ксантиноксидазный путь распада пуриновых азотистых оснований, и обуславливать гиперпродукцию активных форм кислорода.

Другой причиной повышенного содержания мочевой кислоты может явиться развитие ацидоза, связанного с образованием избыточного количества молочной кислоты в результате сдвига равновесия реакций, ускоряемых НАД-зависимыми дегидрогеназами, вследствие «протонной» интоксикации при алкоголизации. Лактат обладает антиурикозурическим эффектом, обусловленным ингибированием в проксимальном отделе нефрона постреабсорбционной секреции урат-ионов. В работах [11, с. 35-57; 12, с. 268-274] показана ассоциированность алкогольного кетоацидоза с этанол-индуцированным увеличением плазменной концентрации мочевой кислоты.

Рассмотрение нарушений обмена веществ при алкоголизме в рамках теории биологических реакций и биологических функций позволяет предположить, как минимум, нарушение двух функций: трофологии и эндоэкологии. Наличие образующегося в условиях естественного метаболизма в клетках и появление в крови эндогенного этанола дает возможность говорить о поступлении при алкоголизации такого количества данного эндогенного субстрата, которое будет приводить к нарушению функции трофологии. При избыточном количестве поступающего субстрата, быстро встраивающегося в центральные метаболические пути, возникает существенное изменение многих процессов.

Тесно сопряжена с алкогольной зависимостью гиперпродукция активных свободнорадикальных субстанций. С данной точки зрения увеличение внеклеточного уровня мочевой кислоты может приобретать положительный оттенок, учитывая реализацию антиоксидантной функции. Однако при анализе изменений в аспекте теории биологических функций и биологических реакций повышенный уровень мочевой кислоты будет обуславливать начало выполнения биологической функции эндоэкологии, что вызвано необходимостью предотвратить превышение определенного значения параметров межклеточной среды. Считается, что универсальным механизмом устранения «замусоривания» (littering) межклеточной среды является увеличение скорости клубочковой фильтрации (гиперфильтрация). Выражением функционирования данного механизма предлагают рассматривать лабораторный тест микроальбуминурии. Последовательность событий определяется в порядке повышения давления крови, последующего увеличения интенсивности гломерулярной фильтрации, изменением полного обратного всасывания альбумина из первичного мочевого фильтрата [13, с. 3-13].

Дестабилизация антиоксидантного статуса при хронической алкоголизации отражается на структурной целостности и функционировании мембранных образований, физико-химических свойствах белковых молекул, проявлениях деятельности генетических структур. В данном случае действие (в обычных условиях считающихся минорными) компонентов антиокислительной защиты может приобретать значительно более весомый характер и внешняя лекарственная поддержка эффективности антиоксидантов характеризоваться как один из решающих факторов преодоления окислительного стресса [14, с. 37-43].

Выводы

В условиях моделирования нарушения обменных процессов при состоянии физической зависимости от этанола отмечается повышение уровня мочевой кислоты в сыворотке крови лабораторных животных. Значимость данного изменения может быть объяснена как с точки зрения, определяющей выполнение мочевой кислотой антиоксидантной функции, так и позиций нарушения биологических функций.

Информация о применении лекарственных веществ, обладающих антиоксидантным потенциалом, показывает определенное модулирующее влияние на сывороточное содержание мочевой кислоты при экспериментальном алкоголизме и может быть использована при разработке, оценке эффективности препаратов данной группы у больных алкоголизмом.

1. Титов В.Н. Биологические функции (экзотрофия, гомеостаз, эндоэкология), биологические реакции (экскреция, воспаление, трансцитоз) и патогенез артериальной гипертонии. – М. Тверь: ООО Издательство «Триада», 2009. 440с.).
2. Marinello E., Arezzini L., Pizzichini M., Frosi B., Porcelli B., Terzuoli L. Purine nucleotide catabolism in rat liver: labelling of uric acid and allantoin after administration of various labelled precursors // Life Sci. 2002. Vol. 70, № 24. P. 2931-2941.
3. Becker B. Towards physiological function of uric acid // Free Radic. Biol. Med. 1993. Vol. 14, № 6. P. 615-631.
4. Шестопалов А.В, Шкурат Т.П., Микашинович З.И., Крыжановская И.О., Богачева М.А., Ломтева С.В., Прокофьев В.П., Гуськов Е.П. Аллантоин – биологические свойства и функции // Успехи современной биологии. 2006. Т. 126, №6. С. 586-591.
5. Stiburkova B., Pavlikova I., SokolovaJ., Kozich V. Metabolic syndrome, alcohol consumption and genetic factors are associated with serum uric acid concentration // PLoS One. 2014. Vol. 9, № 5. P. e97646.
6. Zhang J., Zhang F., Guo L., Li N., Shan B. Chronic alcohol administration affects purine nucleotide catabolism in vivo // Life Sci. 2016. Vol. S0024-3205, № 16. P. 30639-30647. doi: 10.1016/j.lfs.2016.11.008.
7. Faller J., Fox I. Ethanol-induced hyperuricemia: evidence for increased urate production by activation of adenine nucleotide turnover // N. Engl. .J Med. 1982. Vol. 307, № 26. P. 1598-1602.
8. Faller J., Fox I. Ethanol induced alterations of uric acid metabolism // Adv. Exp. Med. Biol. 1984. Vol. 165, Pt A. P. 457-462.
9. Yamamoto T., Moriwaki Y., Takahashi S., Yamakita J., Tsutsumi Z., Ohata H., Hiroishi K., Nakano T., Higashino K. Effect of ethanol and fructose on plasma uridine and purine bases // Metabolism. 1997. Vol. 46, № 5. P. 544-547.
10. Yamamoto T., Moriwaki Y., Takahashi S., Suda M., Higashino K. Ethanol as a xanthine dehydrogenase inhibitor // Metabolism. 1995. Vol. 44, № 6. P. 779-785.
11. Yamamoto T., Moriwaki Y., Takahashi S. Effect of ethanol on metabolism of purine bases (hypoxanthine, xanthine, and uric acid) // Clin Chim Acta. 2005. Vol. 356, № 1-2. P. 35-57.
12. Yokoyama A., Yokoyama T., Mizukami T., Matsui T., Kimura M., Matsushita S., Higuchi S., Maruyama K. Alcohol dehydrogenase-1B (rs1229984) and aldehyde dehydrogenase-2 (rs671) genotypes and alcoholic ketosis are associated with the serum uric acid level in Japanese alcoholic men // Alcohol. Alcohol. 2016. Vol. 51, № 3. P. 268-274.
13. Титов В.Н. Микроальбуминурия – неспецифичный тест нарушенного метаболизма; альбумин, патофизиология клубочковой и канальцевой микроальбуминурии // Клиническая лабораторная диагностика. 2007. №11. С. 3-13.
14. Кольтовер В.К. Антиоксидантная биоомедицина: от химиии свободных радикалов к системно-биологическим механизмам // Известия Академии наук. Серия химическая. 2010. №1. С. 37-43.

Все статьи автора «Ефременко Евгений Сергеевич»