Глутатион свободный (восстановленный, GSH) методом ВЭЖХ в крови

Метод исследования: высокоэффективная жидкостная хроматография с флуоресцентным детектированием (ВЭЖХ-ФЛ).

Глутатион – внутриклеточный трипептид. Содержит глутамат, цистеин и глицин (?-глутамилцистеинилглицин). Существует три пула глутатиона: свободный или восстановленный (GSH – 98%), окисленный (GSSG) и конъюгаты с многими экзо- и эндогенными соединениями. В норме внутри- и внеклеточные ферменты обеспечивают динамический баланс между восстановленной и окисленной формой глутатиона, препятствуя развитию оксидативного стресса. Оксидативный стресс возникает в результате дисбаланса между образованием активных форм кислорода (АФК), включая свободные радикалы, и способностью организма к их нейтрализации с помощью антиоксидантных систем. Свободные радикалы могут образовываться в результате различных процессов, включая нормальные метаболические процессы в организме, воздействие ультрафиолетового излучения, загрязнение окружающей среды, курение и употребление алкоголя. Они повреждают клетки и ткани организма, что может способствовать развитию различных заболеваний и патологических состояний. При нарушении этого баланса запасы восстановленного глутатиона оказываются недостаточными для обезвреживания свободных радикалов, что приводит к широкому спектру метаболических нарушений и зщаболеваний. Глутатион –основное внутриклеточное серосодержащее соединение. GSH синтезируется в клетках с участием ?-глутамилцистеинлигазы и глутатионсинтетазы.

Отмечается выраженная внутриклеточная, а также межорганная вариабельность содержания глутатиона в организме, обусловленная важностью для различных органов и тканей. В порядке убывания его концентрация (мкмоль/г) регистрируется в печени и хрусталике (5-9); почках, селезенке, головном мозге, слизистой оболочке кишечника, коже, адипоцитах, лейкоцитах и эритроцитах (2-5); желчи (1-5); сетчатке глаза, сердце, легких, поджелудочной

железе, плаценте и скелетных мышцах. Несмотря на его внутриклеточный биосинтез и биологическую роль, выполняемую внутри клетки, небольшие уровни глутатиона (2–25 нмоль/г) регистрируются в плазме. В альвеолярной жидкости концентрация GSH на 2 порядка превышает таковую в плазме. Существуют высокоэффективные транспортные белки, осуществляющие его внутриклеточное распределение.Уровень GSH в клетке изменяется под влиянием: скорости биосинтеза и выведения; соединений, нарушающих окислительно-восстановительный статус; гормонов, особенностей питания, стресса, циркадных ритмов, беременности, физической активности.

Роль восстановленного глутатиона:

• Антиоксидантная функция - GSH является многофункциональной молекулой. Основная его роль – антиоксидантная защита клеток. Кроме участия в качестве кофактора глутатионпероксидазы, сам по себе GSH способен неферментативно защищать клетки от свободных радикалов, являясь их ловушкой, благодаря наличию тиоловой группы.
• Регуляция апоптоза.

Апоптоз – запрограммированная гибель клеток. В этом процессе ключевую роль играют: каспазы (семейство цистеиновых протеаз, расщепляющих внутриклеточные структуры и блокирующих белки инактивации апоптоза), факторы транскрипции (передают сигналы выживания в клетку, а также могут в некоторых случаях усиливать апоптоз).

GSH – важный регулятор факторов апоптоза. Установлено, что он ингибирует каспазы, церамиды и экстернализацию фосфатидилсерина. На факторы транскрипции и Bcl-2 оказывает двойственное действие. Считается, что ключевым механизмом запуска апоптоза является  выход из клетки GSH. Лишенные защиты, они погибают.

• Участие в метаболизме ксено- и эндобиотиков – GSH помогает в образовании малотоксичных легкоэкскретируемых конъюгатов с лекарственными средствами и другими ксенобиотиками.GSH обезвреживает также эндогенные вещества и принимает участие в синтезе эйказаноид (простагландины, лейкотриены и тромбоксаны.)  Он образует тиоэфирные конъюгаты с лейкотриенами, простагландинами, оксидом азота, гидроксиалкенами, аскорбиновой кислотой, диоксифенилаланином, дофамином и малеиновой кислотой. Участвует в синтезе тиоэфиров с цистеином и другими тиолами, коферментом А, белками. GSH связывает металлы (медь, селен, хром, цинк) с помощью неферментативных реакций.
• Участие в желчевыделении.
• GSH является донором внутриклеточного цистеина, регулирует синтез оксида азота и выполняет роль тиолового буфера для многих внутриклеточных белков; является кофактором различных ферментов.

Нарушения гомеостаза глутатиона при патологических состояниях:

• Заболевания ЦНС. ЦНС высокочувствительна к снижению концентрации GSH. Точная причина неизвестна. Однако, возможно, это является результатом значительного потребления головным мозгом кислорода, который превращается в активные формы, обезвреживаемые GSH.
• Болезнь Альцгеймера – в эритроцитах пациентов активизируется окисление GSH, коррелирующее с выраженностью нарушений когнитивных функций. В одних отделах ЦНС содержание GSH снижается (кора поясной извилины и substantia innominata), в других – повышается (гиппокамп).
• Болезнь Паркинсона – также относится к нейродегенеративным заболеваниям с преобладающей частотой у мужчин старше 70 лет. Проявляется тремором в состоянии покоя, ригидностью скелетных мышц и брадикинезией. Эти симптомы являются результатом гибели дофаминергических нейроновв substantia nigro, уменьшения количества дофамина в neostriatum, регистрируется снижение уровня GSH.
• Шизофрения -  также регистрируется снижение содержания GSH в задней медиальной части коры лобной доли.
• Заболевания глаз. Снижение содержания GSH ассоциируется с развитием катаракты, макулярной дегенерации и глаукомы. В патогенезе катаракты играет роль ускорение окисления метиониновых и цистеиновых остатков белков хрусталика, а также потеря их тиоловых групп. Сетчатка также высокочувствительна к окислительному стрессу. Истощение в ней запасов GSH приводит к развитию ретинопатий. Одно из наиболее частых их проявлений – макулярная дегенерация. Это многофакторная болезнь, при которой поражается центральная область сетчатки.
• Нарушения слуха - мутация гена, кодирующего синтез глутатионпероксидазы, ассоциируется с потерей слуха.
• Активация остеопороза -ввиду увеличения содержания свободных радикалов в костной ткани в результате снижения активности глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы.
• Влияние GSH на онкопатологию – с одной стороны GSH обезвреживает электрофильные метаболиты ксенобиотиков, таким образом предотвращая окислительное повреждение ДНК. С другой – участвует в механизмах развития полирезистентности к химиотерапии.
• Риск развития атеросклероза – чрезмерная активность ?-глутамилтранспептидазы, приводящая к гидролизу GSH, способствует прогрессированию атеросклероз.
• Снижение внутриклеточного содержания GSH – важный фактор развития ишемической болезни сердца, геморрагического и ишемического инсульта, эмфиземы легких, ХОБЛ, бронхиальной астмы, муковисцидоза, иммунодефицита, вирусных инфекций и сахарного диабета.

Показания к исследованию:

• оценка баланса глутатиона в организме;
• оценка антиоксидантной способности организма.