Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty Russian Journal of Biological Physics and Chemisrty АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ХИМИИ 2499-9962 54301 МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ MEDICAL BIOPHYSICS AND BIOPHYSICAL CHEMISTRY МЕДИЦИНСКАЯ БИОФИЗИКА И БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ THE ROLE OF FREE RADICAL PROCESSES AND APOPTOSIS OF LYMPHOCYTES IN BLOOD WITH PARKINSONᶦS DISEAS РОЛЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И АПОПТОЗА ЛИМФОЦИТОВ В КРОВИ ПРИ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА Ананян А А Ananyan A A Черникова И В Chernikova I V Милютина Н П Milyutina N P npmilutina@sfedu.ru Хадзиева Х И Hadzieva H I Ящук С В Yaschuk S V Южный федеральный университет ru Southern Federal University, Ivanovsky Academy of Biology and Biotechnology ru Ростовский государственный медицинский университет ru Rostov State Medical University ru Южный федеральный университет ru Southern Federal University, Ivanovsky Academy of Biology and Biotechnology ru Ростовский государственный медицинский университет ru Rostov State Medical University ru Южный федеральный университет ru Southern Federal University, Ivanovsky Academy of Biology and Biotechnology ru 25 06 2018 25 06 2018 3 2 396 400 20 06 2018 20 06 2018 https://rusjbpc.ru/en/nauka/article/54301/view

Цель работы - исследование роли системы прооксиданты↔антиоксиданты и апоптоза лимфоцитов периферической крови в оценке тяжести нейродегенеративного процесса при болезни Паркинсона (БП). Установлены глубокие нарушения редокс-баланса и развитие окислительного стресса в лимфоцитах больных БП на всех стадиях заболевания. Нарушения редокс-баланса в лимфоцитах характеризуются чрезмерной активацией антиоксидантных ферментов - СОД, глутатион-S-трансферазы, глутатионредуктазы на фоне ингибирования каталазы и глутатионпероксидазы, а также существенной стимуляцией прооксидантных ферментов - НАДФН-оксидазы и миелопероксидазы. Активность глутатион-S-трансферазы лимфоцитов может рассматриваться как чувствительный и информативный тест для оценки тяжести патологического процесса при БП. Важнейшим следствием сдвига редокс-баланса является апоптоз лимфоцитов, который может отражать уровень клеточной гибели клеток ЦНС вследствие единых механизмов обмена дофамина и сходства компонентов рецепторного аппарата клеток иммунной и нервной системы.

The aim of the work is to study the role of the peripheral blood lymphocyte antioxidant system and apoptosis in assessment the severity of neurodegenerative process in Parkinson's disease (PD). The deep disorders of redox balance and development of oxidative stress in lymphocytes of patients with PD at all stages of the disease have been established. Disorders of redox balance in lymphocytes are characterized by excessive activation of antioxidant enzymes - SOD, glutathione-S-transferase, glutathione reductase on the background of inhibition of catalase and glutathione peroxidase, as well as significant stimulation of prooxidant enzymes - NADPH-oxidase and myeloperoxidase. The activity of glutathione-S-transferase of lymphocytes can be considered as a sensitive and informative test to assess the severity of the pathological process in PD. The most important consequence of the redox balance shift is apoptosis of lymphocytes, which can reflect the CNS cell death level due to unified mechanisms of dopamine metabolism and the similarity of the receptor apparatus components of the immune and nervous system cells.

 редокс-статус антиоксидантные ферменты прооксиданты апоптоз лимфоциты болезнь Паркинсона redox-status antioxidant enzymes prooxidants apoptosis lymphocytes Parkinson's disease

Obeso J.A., Rodriguez-Oroz M.C., Goetz C.G., Marin C., Kordower J.H., Rodriguez M., Hirsch E.C., Farrer M., Schapira A.H., Halliday G. Missing pieces in the Parkinson's disease puzzle. Nat Med., 2010, vol. 6, pp. 653-661 Obeso J.A., Rodriguez-Oroz M.C., Goetz C.G., Marin C., Kordower J.H., Rodriguez M., Hirsch E.C., Farrer M., Schapira A.H., Halliday G. Missing pieces in the Parkinson's disease puzzle. Nat Med., 2010, vol. 6, pp. 653-661 Dorsey E.R., Constantinescu R., Thompson J.P., Biglan K.M., Holloway R.G., Kieburtz K., Marshall F.J., Ravina B.M., Schifitto G., Siderowf A., Tanner C.M. Projected number of people with Parkinson disease in the most populous nations, 2005 through 2030. Neurology, 2007, vol. 5, pp. 384-386. Dorsey E.R., Constantinescu R., Thompson J.P., Biglan K.M., Holloway R.G., Kieburtz K., Marshall F.J., Ravina B.M., Schifitto G., Siderowf A., Tanner C.M. Projected number of people with Parkinson disease in the most populous nations, 2005 through 2030. Neurology, 2007, vol. 5, pp. 384-386. Hoehn M.M., Yahr M.D. Parkinsonism: onset, progression and mortality. Neurology, 1967, vol. 17, pp. 427-442. Hoehn M.M., Yahr M.D. Parkinsonism: onset, progression and mortality. Neurology, 1967, vol. 17, pp. 427-442. Böyum A. Isolation of leucocytes from human blood. Further observations. Methylcellulose, dextran, and ficoll as erythrocyte aggregating agents. Scand J Clin Lab Invest Suppl, 1968, vol. 97, pp. 31-50. Böyum A. Isolation of leucocytes from human blood. Further observations. Methylcellulose, dextran, and ficoll as erythrocyte aggregating agents. Scand J Clin Lab Invest Suppl, 1968, vol. 97, pp. 31-50. Орехович В.Н. Современные методы в биохимии. М: Медицина, 1977, 392 с. [Orekhovich V.N. Modern methods in biochemistry. Moscow: Meditsyna, 1977, 392 p. (In Russ.)] Orehovich V.N. Sovremennye metody v biohimii. M: Medicina, 1977, 392 s. [Orekhovich V.N. Modern methods in biochemistry. Moscow: Meditsyna, 1977, 392 p. (In Russ.)] Длужевская Т.С., Погорелова Т.Н., Афонин А.А. Активность НАДФН-оксидазы в оценке состояния новорожденных детей. Педиатрия, 1989, № 3, c. 44-47. [Dluzhevskaia T.S., Pogorelova T.N., Afonin A.A. NADPH oxidase activity in evaluating the status of newborn infants. Pediatriia, 1989, no. 3, pp. 44-47. (In Russ.)] Dluzhevskaya T.S., Pogorelova T.N., Afonin A.A. Aktivnost' NADFN-oksidazy v ocenke sostoyaniya novorozhdennyh detey. Pediatriya, 1989, № 3, c. 44-47. [Dluzhevskaia T.S., Pogorelova T.N., Afonin A.A. NADPH oxidase activity in evaluating the status of newborn infants. Pediatriia, 1989, no. 3, pp. 44-47. (In Russ.)] Саидов М.З. Пинегин Б.В. Спектрофотометрический метод определения миелопероксидазы в фагоцитирующих клетках. Лаб. дело., 1991, № 3, c. 56-59. [Saidov M.Z, Pinegin B.V. A spectrophotometric method of determining the myeloperoxidase activity in phagocytic cells. Lab Delo. 1991, no. 3, pp. 56-60. (In Russ.)] Saidov M.Z. Pinegin B.V. Spektrofotometricheskiy metod opredeleniya mieloperoksidazy v fagocitiruyuschih kletkah. Lab. delo., 1991, № 3, c. 56-59. [Saidov M.Z, Pinegin B.V. A spectrophotometric method of determining the myeloperoxidase activity in phagocytic cells. Lab Delo. 1991, no. 3, pp. 56-60. (In Russ.)] Голиков П.П. Оксид азота в клинике неотложных заболеваний. М: Медпрактика, 2004, 179 с. [Golikov P.P. Nitric oxide in clinics of urgent diseases. Moscow: Medpraktika, 2004, 179 p. (In Russ.)] Golikov P.P. Oksid azota v klinike neotlozhnyh zabolevaniy. M: Medpraktika, 2004, 179 s. [Golikov P.P. Nitric oxide in clinics of urgent diseases. Moscow: Medpraktika, 2004, 179 p. (In Russ.)] Сирота Т.В. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использования его для измерения активности супероксиддисмутазы. Вопр. мед.химии, 1999, № 3, c. 14-15. [Sirota T.V. Novel approach to the study od adrenaline auto-oxidation and its use for the measurements of superoxide dismutase activity. Vopr. Med. Khim., 1999, no. 3, pp. 14-15. (In Russ.)] Sirota T.V. Novyy podhod v issledovanii processa autookisleniya adrenalina i ispol'zovaniya ego dlya izmereniya aktivnosti superoksiddismutazy. Vopr. med.himii, 1999, № 3, c. 14-15. [Sirota T.V. Novel approach to the study od adrenaline auto-oxidation and its use for the measurements of superoxide dismutase activity. Vopr. Med. Khim., 1999, no. 3, pp. 14-15. (In Russ.)] Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы. Лаб. дело, 1988, № 1, c.16-19. [Koroliuk M.A., Ivanova L.I., Maĭorova I.G., Tokarev V.E. A method of determining catalase activity. Lab Delo., 1988, no. 1, pp.16-19. (In Russ.)] Korolyuk M.A., Ivanova L.I., Mayorova I.G., Tokarev V.E. Metod opredeleniya aktivnosti katalazy. Lab. delo, 1988, № 1, c.16-19. [Koroliuk M.A., Ivanova L.I., Maĭorova I.G., Tokarev V.E. A method of determining catalase activity. Lab Delo., 1988, no. 1, pp.16-19. (In Russ.)] Habig W.H., Pabst M.J., Iacoby W.B. Glutation-S-transpherase: the first step in mercapturic acid formation. J. Biol. Chem., 1974, vol. 249, pp. 7130-7139. Habig W.H., Pabst M.J., Iacoby W.B. Glutation-S-transpherase: the first step in mercapturic acid formation. J. Biol. Chem., 1974, vol. 249, pp. 7130-7139. Ellman Q.L. Tissue sulfhydryl groups. Arch. Biochem., 1959, vol. 82, pp 70-77. Ellman Q.L. Tissue sulfhydryl groups. Arch. Biochem., 1959, vol. 82, pp 70-77. Моин В.М. Простой и специфический метод определения активности глутатионпероксидазы в эритроцитах. Лаб. дело, 1986, № 12, c. 724-727. [Moin V.M. A simple and specific method for determining glutathione peroxidase activity in erythrocytes. Lab Delo, 1986, no. 12, pp. 724-727. (In Russ.)] Moin V.M. Prostoy i specificheskiy metod opredeleniya aktivnosti glutationperoksidazy v eritrocitah. Lab. delo, 1986, № 12, c. 724-727. [Moin V.M. A simple and specific method for determining glutathione peroxidase activity in erythrocytes. Lab Delo, 1986, no. 12, pp. 724-727. (In Russ.)] Юсупова Л.Б. О повышении точности определения активности глутатионредуктазы эритроцитов. Лаб. Дело, 1989, № 4, c. 19-21. [Iusupova L.B. Increasing the accuracy of determining the glutathione reductase activity of erythrocyte. Lab Delo, 1989, no. 4, pp. 19-21. (In Russ.)] Yusupova L.B. O povyshenii tochnosti opredeleniya aktivnosti glutationreduktazy eritrocitov. Lab. Delo, 1989, № 4, c. 19-21. [Iusupova L.B. Increasing the accuracy of determining the glutathione reductase activity of erythrocyte. Lab Delo, 1989, no. 4, pp. 19-21. (In Russ.)] Taylor J.M., Main B.S., Crack P.P.J. Neuroinflammation and oxidative stress: Co-conspirators in the pathology of Parkinson’s disease. Neurochem. Internat., 2013, vol. 62, pp. 803-819. Taylor J.M., Main B.S., Crack P.P.J. Neuroinflammation and oxidative stress: Co-conspirators in the pathology of Parkinson’s disease. Neurochem. Internat., 2013, vol. 62, pp. 803-819. Cobb C.A., Cole M.PP. Oxidative and nitrative stress in neurodegeneration. Neurobiol. Disease., 2015, vol. 84, pp. 4-21. Cobb C.A., Cole M.PP. Oxidative and nitrative stress in neurodegeneration. Neurobiol. Disease., 2015, vol. 84, pp. 4-21. Chaudhry Z.L., Ahmed B.Y. The Role of Caspases in Parkinson’s Disease Pathogenesis: A Brief Look at the Mitochondrial Pathway. Austin Alzheimers J. Parkinsons Dis., 2014, vol. 1, pp. 1-5. Chaudhry Z.L., Ahmed B.Y. The Role of Caspases in Parkinson’s Disease Pathogenesis: A Brief Look at the Mitochondrial Pathway. Austin Alzheimers J. Parkinsons Dis., 2014, vol. 1, pp. 1-5. Smeyne M., Smeyne R.J. Glutathione metabolism and Parkinson's disease. Free Radic. Biol. Med., 2013, vol. 62, pp. 13-25. Smeyne M., Smeyne R.J. Glutathione metabolism and Parkinson's disease. Free Radic. Biol. Med., 2013, vol. 62, pp. 13-25. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Круговых Н.Ф., Труфакин В.А. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Слово, 2006, 556 с. [Menshikova E.B., Lankin V.Z., Bondar I.A., Krugovykh N.F., Trufakin V.A., Oxidative Stress. Prooxidants and Antioxidants. Moscow: Slovo, 2006, 556 p. (In Russ.)] Men'schikova E.B., Lankin V.Z., Zenkov N.K., Bondar' I.A., Krugovyh N.F., Trufakin V.A. Okislitel'nyy stress. Prooksidanty i antioksidanty. M.: Slovo, 2006, 556 s. [Menshikova E.B., Lankin V.Z., Bondar I.A., Krugovykh N.F., Trufakin V.A., Oxidative Stress. Prooxidants and Antioxidants. Moscow: Slovo, 2006, 556 p. (In Russ.)] Younes-Mhenni S., Frih-Ayed M., Kerkeni A., Bost M., Chazot G. Peripheral Blood Markers of Oxidative Stress in Parkinson’s Disease. Eur. Neurol., 2007, vol. 58, pp.78-83. Younes-Mhenni S., Frih-Ayed M., Kerkeni A., Bost M., Chazot G. Peripheral Blood Markers of Oxidative Stress in Parkinson’s Disease. Eur. Neurol., 2007, vol. 58, pp.78-83. Redza-Dutordoir M., Averill-Bates D.A. Activation of apoptosis signalling pathways by reactive oxygen species. Biochim Biophys Acta., 2016, vol. 12, pp. 2977-2992. Redza-Dutordoir M., Averill-Bates D.A. Activation of apoptosis signalling pathways by reactive oxygen species. Biochim Biophys Acta., 2016, vol. 12, pp. 2977-2992. Болдырев А.А. Нейрональные рецепторы в клетках иммунной системы. Природа: Естественно-научный журнал РАН, М.: Наука, 2005, № 7, с. 3-8. [Boldyrev A.A. Neuronal receptors in immune system cells. Pryroda, 2005, no. 7, pp. 3-8. (In Russ.)] Boldyrev A.A. Neyronal'nye receptory v kletkah immunnoy sistemy. Priroda: Estestvenno-nauchnyy zhurnal RAN, M.: Nauka, 2005, № 7, s. 3-8. [Boldyrev A.A. Neuronal receptors in immune system cells. Pryroda, 2005, no. 7, pp. 3-8. (In Russ.)] Усенко Т.С., Емельянов А.К., Якимовский А.Ф., Боганькова Н.А., Вавилова Т.В., Шварцман А.Л., Пчелина С.Н. Апоптоз лимфоцитов периферической крови у пациентов с LRRK2-ассоциированной формой болезни Паркинсона. Цитология, 2012. № 54 , c.44-48. [Usenko T.S, Emel'ianov A.K., Iakimovskiĭ A.F., Bogan'kova N.A., Vavilova T.V., Shvartsman A.L., Pchelina S.N. Apoptosis of peripheral blood lymphocytes in patients with LRRK2-assoctated Parkinson's disease. Tsitologiia, 2012, no. 54, pp. 44-48 (In Russ.)] Usenko T.S., Emel'yanov A.K., Yakimovskiy A.F., Bogan'kova N.A., Vavilova T.V., Shvarcman A.L., Pchelina S.N. Apoptoz limfocitov perifericheskoy krovi u pacientov s LRRK2-associirovannoy formoy bolezni Parkinsona. Citologiya, 2012. № 54 , c.44-48. [Usenko T.S, Emel'ianov A.K., Iakimovskiĭ A.F., Bogan'kova N.A., Vavilova T.V., Shvartsman A.L., Pchelina S.N. Apoptosis of peripheral blood lymphocytes in patients with LRRK2-assoctated Parkinson's disease. Tsitologiia, 2012, no. 54, pp. 44-48 (In Russ.)]