Особенности метаболизма углеводного и антиоксидантного обменов в опухолевой ткани и сыворотке крови при раке толстой кишки
Аннотация
Цель: изучить активности ферментов углеводного обмена и антиоксидантной защиты (АОЗ) в опухолевых тканях и в сыворотке крови больных раком толстой кишки (РТК) в зависимости от клинической стадии заболевания.
Материалы и методы: исследование изучаемых показателей проводили в сыворотке крови и гомогенатах тканей (опухолевой ткани и нетрансформированной слизистой оболочке). Было обследовано 70 больных РТК с различной стадией заболевания (I–IV стадия). Гистологической формой РТК у всех пациентов была аденокарцинома. Возраст всех обследуемых был от 40 до 80 лет, чаще болели мужчины. Исследованы активности ферментов углеводного обмена лактатдегидрогеназа (ЛДГ) и глюкозо‑6-фосфатдегидрогеназа (Г6ФДГ), а также ферменты АОЗ — супероксиддисмутаза (СОД) и глутатионпероксидаза (ГПО). Методом исследования ферментативных активностей была спектрофотометрия.
Результаты: у больных РТК с III–IV стадией в сыворотке крови и гомогенатах тканей установлено повышение активностей ферментов углеводного обмена ЛДГ и Г6ФДГ относительно больных с I–II стадией, тогда как в ферментативном звене АОЗ наблюдались: снижение сывороточной и повышение тканевой СОД, на фоне повышении ГПО в сыворотке и снижении в тканях.
У больных на начальных стадиях РТК показатели сывороточной активности ЛДГ тесно и положительно коррелируют с таковыми показателями как в опухолевой, так и в смежных тканях. Активность Г6ФДГ в сыворотке крови обследованных больных статистически значимо коррелирует только с соответствующим показателем в ткани опухоли. У больных на начальных стадиях РТК показатели сывороточной активности ЛДГ тесно и положительно коррелируют с таковыми показателями как в опухолевой, так и в смежных тканях. Активность Г6ФДГ в сыворотке крови обследованных больных статистически значимо коррелирует только с соответствующим показателем в ткани опухоли. При этом сывороточные ферменты АОЗ имеют обратную корреляцию с тканевыми.
Выводы: полученные результаты указывают на связь активности ферментов углеводного обмена ЛДГ и Г6ФДГ, а также ферментов АОЗ (СОД и ГПО) с показателями стадийности рака и свидетельствуют о необходимости дальнейшего углубленного исследования метаболического профиля гликолиза, пентозофосфатного пути и АОЗ при РТК.
Литература
2. Choi DG, Venkatesan J, Shim MS. Selective Anticancer Therapy Using Pro-Oxidant Drug-Loaded Chitosan-Fucoidan Nanoparticles. Int J Mol Sci. 2019;20(13):3220. Doi:10.3390/ijms20133220.
3. Warburg O, Wind F, Negelein E. The metabolism of tumors in the body. J Gen Physiol.1927;8(6):519-530. Doi:10.1085/jgp.8.6.519.
4. Warburg O. On the origin of cancer cells. Science. 1956;123:309–314.
5. Muz B, de la Puente P, Azab F, Azab AK. The role of hypoxia in cancer progression, angiogenesis, metastasis, and resistance to therapy. Hypoxia (Auckl). 2015;3:83-92. Doi:10.2147/HP.S93413.
6. Scartozzi M, Giampieri R, MacCaroni E, et al. Pre-treatment lactate dehydrogenase levels as predictor of efficacy of first-line bevacizumab-based therapy in metastatic colorectal cancer patients. Br. J. Cancer. 2012;106(5):799-804. Doi:10.1038/bjc.2012.17.
7. Zhao Z, Han F, Yang S, Hua L, Wu J, Zhan W. The clinicopathologic importance of serum lactic dehydrogenase in patients with gastric cancer. Dis Markers. 2014. Vol.7 2014:140913. Doi:10.1155/2014/140913.
8. Hsu PP, Sabatini DM. Cancer cell metabolism: Warburg and beyond. Cell. 2008;134(5):703–707. Doi:10.1016/j.cell.2008.08.021.
9. Forkasiewicz A, Dorociak M, Stach K, et al. The usefulness of lactate dehydrogenase measurements in current oncological practice. Cell Mol Biol Lett. 2020;25(35). Doi:10.1186/s11658-020-00228-7
10. Jin L, Zhou Y."Crucial role of the pentose phosphate pathway in malignant tumors (Review)". Oncology Letters. 2019;17(5):4213-4221. Doi:10.3892/ol.2019.10112
11. Jiang P, Du W, Wu M. Regulation of the pentose phosphate pathway in cancer. Protein Cell. 2014;5(8):592-602. Doi:10.1007/s13238-014-0082-8.
12. Zuikov SA, Borzenko BG., Shatova OP, Bakurova EM, Polunin GE. Сorrelation of nucleotides and carbohydrates metabolism with pro-oxidant and antioxidant systems of erythrocytes depending on age in patients with colorectal cancer. Experimental Oncology. 2014;36(2):117–120.
13. Jiang P, Du W, Wang X, et al. p53 regulates biosynthesis through direct inactivation of glucose-6-phosphate dehydrogenase. Nature Cell Biology. 2011;13(3):310-316. Doi:10.1038/ncb2172.
14. Griess B, Tom E, Domann F, Teoh-Fitzgerald M. Extracellular superoxide dismutase and its role in cancer. Free Radic Biol Med. 2017;112:464-479. Doi:10.1016/j.freeradbiomed.2017.08.013
15. Chang C, Worley BL, Phaëton R, Hempel N. Extracellular Glutathione Peroxidase GPx3 and Its Role in Cancer. Cancers (Basel). 2020;12(8):2197. Doi:10.3390/cancers12082197
16. Shatova OP, Komarova EF, Ishchenko RV, Komarova EYu. Osobennosti metabolizma glyukozy v opukholevoi tkani i syvorotke krovi pri rake molochnoi zhelezy. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2020;2.
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=29634 (In Russ.).
17. Feng Y, Xiong Y, Qiao T, Li X, Jia L, Han Y. Lactate dehydrogenase A: A key player in carcinogenesis and potential target in cancer therapy. Cancer Med. 2018;7(12):6124–6136. Doi:10.1002/cam4.1820.
18. Choi J, Kim ES., Koo JS. Expression of Pentose Phosphate Pathway-Related Proteins in Breast Cancer. Dis Markers. 2018;2018:9369358. Doi:10.1155/2018/9369358.
19. Liu D, Wang D, Wu C, et al. Prognostic significance of serum lactate dehydrogenase in patients with breast cancer: a meta-analysis. Cancer Manag Res. 2019;11:3611-3619. Doi: 10.2147/CMAR.S199260.
