2. Distributia seleniului

Introducere

Prevenirea leziunilor oxidative constituie unobiectiv major al cercetrilor actuale, deoarecestresul oxidativ este responsabil de numeroaseafeciuni inflamatorii, degenerative i neoplazicecare afecteaz toate organele i esuturile.

Ca i n cazul celorlalte organe, capacitateafuncionala a pielii se deterioreaz n condiii pa-tologice. Eliberarea exagerat a speciilor reactivede oxigen (ROS) i a speciilor reactive de azot(RNS), urmat de modificarea oxidativ a

lipidelor, proteinelor i acizilor nucleici contribuiela pierderea homeostaziei celulare (1, 2, 3)

n mod normal, n keratinocitele i fibro-blastele dermice sunt generate constant ROS iRNS, specii care sunt rapid eliminate de anti-oxidani neenzimatici (acid ascorbic, acid urocanic,melanoproteine, tocoferol, ubichinol, glutation)sau enzimatici (catalaza, superoxid dismutaze,tioredoxin-reductaze, glutation-peroxidaze, glu-tation-reductaze).

Modularea cilor de restabilire a echilibruluiredox intracelular, identificarea unor compui

147

DISTRIBUIA SELENIULUI N ORGANISM LA BOLNAVII CU CARCINOAME CUTANATE

SORINA SCHIPOR*, ILINCA NICOLAE**, MARILENA CIORTEA**, C. CIORTEA****, CECILIA THOMESCU**

Bucureti

DermatoVenerol. (Buc.), 53: 147-151

Summary

Recent data suggests an important role, to produceand/or protect, of oligoelements in carcinogenesis. Inneoplasia arise changes in oligoelements (quantitativevariations and changes of their interrelations).

In this study, selenium biodistribution, in normal andpathological states, is evaluated considering cancerdynamics. For biochemical determinations were usedserum, blood cells, urine, and tissues fragments obtainedafter surgery.

Modulating pathways to selenium status equilibriumand identification of some chemical compounds that couldprevent free radicals induced cell lysis, represent thestrategy of research in this study.

Key words: selenium, glutation peroxidase activity,skin carcinomas.

* Institutul Naional de Endocrinologie C. I. Parhon, Bucureti.** Spitalul Clinic de Dermato- Venerice Prof. Dr. Scarlat Longhin, Bucureti.*** Facultatea de Medicin, U.M.F. Carol Davila, Bucureti.**** Institutul Naional de Cercetare pentru Fizic i Inginerie Nuclear Horia Hulubei, Bucureti.

Rezumat

Datele acumulate pn n prezent n literatura despecialitate sugereaz rolul important al microelementelor,cauzal sau protectiv, n carcinogenez. n contextulexistenei neoplaziei apar modificri ale microelementelor(variaii cantitative i tulburri ale interdependenei lor).

Biodistribuia seleniului, n condiii normale ipatologice, este analizat n acest studiu innd cont deprocesul dinamic al bolii canceroase. Determinrile s-aufacut n ser, celule sangvine, urin, pe fragmente de organedup efectuarea interveniilor chirurgicale.

Modularea cilor de restabilire a statusului seleniuluin organism, identificarea unor compui care s previndistrucia indus de radicalii liberi constituie strategiacercetrilor expuse n aceast lucrare.

Cuvinte cheie: seleniu, activitate glutation peroxidazic,carcinoame cutanate.

STUDII CLINICE I EXPERIMENTALE

care s previn distrucia indus de radicaliiliberi, constituie strategia cercetrilor expuse naceast lucrare.

Un rol important n contracararea radicalilorliberi revine selenoproteinelor, motiv pentru careprezentm n continuare activitile biologice aleacestor proteine i abordrile experimentale ncontextul bolii neoplazice.(4, 5, 6, 7, 8, 9)

Superfamilia de selenoproteine cuprindepeste 30 de selenoproteine: selenoenzime implicate n aprarea

antioxidant i reglarea redox (GPx, TRxreductaze, metionin sulfoxidreductaze)care reprezint forma activ a seleniului;

iodotironin deiodinaze selenoenzimeimplicate n metabolismul hormonilortiroidieni;

proteine ce asigur transportul seleniuluila esuturile periferice selenoproteina P(SeP) plasmatic.

Funciile biologice ale selenoproteinelor ( 4, 5,7, 9) sunt:

- aciunea antioxidant; - reglarea statusului redox;- reglarea metabolismului hormonilor

tiroidieni.Seleniul este implicat, prin intermediul

selenoproteinelor (2, 3) n:- creterea celular, apoptoz, semnalizare

celular;- aciunea factorilor de cretere;- fertilitate, funcia endocrina;- funcia imun, moderarea rspunsului

inflamator;- prevenia cancerului, a bolilor cardio-

vasculare i a mutatiilor virale;- dezvoltarea strilor neurovegetative.

O atenie deosebit este acordat glutation-peroxidazelor (GPx; EC 1.11.1.9), selenoproteinecare catalizeaza conversia H2O2, la H2O i O2molecular, folosind glutationul drept cosubstrat.Au fost caracterizate cinci glutation peroxidazeseleniu-dependente la mamifere ( 4, 6, 8 ).

Pentru evaluarea interrelaiei seleniu activitate glutation-peroxidazic proces neoplazic,obiectivele acestui studiu sunt urmtoarele: determinarea distribuiei seleniului n

organism n cursul bolii canceroase;

evaluarea activitii peroxidazice n ser,eritrocite i esut la pacienii cu cancercutanat, comparativ cu grupul de control;

analiza statistic a datelor experimentale.

Materiale. Metode

Au fost inclui n studiu 96 bolnavi cuformaiuni cutanate precanceroase (7 cazuri cuboala Bowen, 10 cazuri cu keratoacantom) imaligne (37 cazuri cu carcinom bazocelular(BCC), 42 cazuri cu carcinom spinocelular (SCC)),la care diagnosticul clinic a fost confirmat prinexamene paraclinice. n studiu a fost inclus i ungrup control constituit din 30 de subieci.

Studiile experimentale privind coninutul deseleniu din ser, urin i esuturi s-au fcut prinmetode fizice de analiz (INAA, PIXE) n cadrulInstitutului National de Cercetare Dezvoltarepentru Fizic i Inginerie Nuclear HoriaHulubei, Bucureti.

Determinarea activitilor glutation-peroxi-dazice n ser, lizat eritrocitar i omogenat tisular s-a fcut prin metode spectrofotometrice la CentrulNaional Dermatovenerian din cadrul SpitaluluiClinic de Dermato-venerice Prof. Dr. ScarlatLonghin, Bucureti.

Analiza statistic a datelor a fost realizatfolosind Microsoft Office Excel 2003 Analysis ToolPack. Studiul comparativ referitor la concen-traiile seleniului la grupurile luate n studiu afost realizat folosind testul Mann-Whitney (testulU). Numai valorile p 0.05, NS, lapacienii cu boala Bowen).

Seleniul din serul bolnavilor cu carcinoamecutanate (BCC i SCC) este semnificativ sczutfa de cel constatat la lotul martor (126 4.5

148


g/L ser vs. 138 3.7 g/L ser, Uc = 4.76, p 0.05). (tabelul nr. 2)

Studiile experimentale arat o legturdirect ntre cantitatea de seleniu din diet inivelul urinar al acestuia (10). Eliminareaseleniului prin fecale nu se coreleaz cu nivelulmicronutrientului amintit. Pe baza acestorobservaii, se poate considera c rinichiul arerolul major n eliminarea excesului de seleniufurnizat din alimente.

n esuturile tumorale, concentraia seleniuluieste crescut comparativ cu nivelul acestuimicroelement n esutul cutanat normal (tabelulnr. 3). Datele obinute arat c n leziunileprecanceroase i tumorile maligne se nregis-treaz valori crescute ale seleniului comparativ cuesutul sntos. Se observ creteri ale seleniuluide 1,94 ori n keratoacantom, de 1,77 ori n boalaBowen, respectiv 2,24 n carcinom bazocelular i2,97 n carcinom spinocelular, fa de esutulperitumoral neimplicat n transformare.

Aceste rezultate nu lmuresc interdependenapresupus iniial ntre dezvoltarea procesuluitumoral i cantitatea de seleniu din diferitecompartimente ale organismului. Faptul c acestmicroelement se acumuleaz n esutul tumoralreflect alterarea unor funcii metabolice la acestnivel, diferite ca intensitate de cele din esutulnormal. n acest context, determinarea activitiiglutation-peroxidazice oglindete mai fidel rolulseleniului n metabolismul tumoral. Sintezadatelor referitoare la activitile glutationperoxidazice din serul pacienilor cu tumoricutanate este prezentat n tabelul nr. 4.

Se constat c n tumorile spino- ibazocelulare activitile antioxidante sunt reduse.

Analiza statistica a datelor obtinute ademonstrat c nu exist diferene semnificativentre valorile serice ale parametrilor studiati(activitatea seric a glutation-peroxidazei, sele-niul seric) la pacienii cu keratoacantom ivalorile de la lotul de subieci normali (tabel nr.4). Nu s-au constatat modificri semnificative aleactivitii GPx nici la pacienii cu boala Bowen. nschimb, s-au obtinut corelaii pozitive, semni-ficative statistic, ntre activitatea seric a GPx dela pacienii cu carcinom bazocelular versuscontrol, respectiv la pacienii cu carcinom spino-celular versus control.

149


Tabelul 1. Valorile seleniului n ser la bolnavi cu tumoricutanate nonmelanotice comparativ cu valorile lotului martor

Lotul Nr. cazuri Se (g/L ser) Valoarea pde studiu

Control 30 138 3.7Kerato- 10 141 2.6 p = 0.13, NSacantomBowen 7 139 1.2 p > 0.05, NSBCC 37 126 4.5 p< 0.001SCC 42 109 16.3 p< 0.001

Tabelul 3. Distribuia Se (g/g esut liofilizat) n esuturitumorale vs. esuturi normale

Lotul Nr. cazuri Se Valoarea pde studiu (g/g esut)

Control 30 5.41 3.1Kerato- 10 10.54 2.1 p < 0,05acantomBoala Bowen 17 9.62 3.7 p < 0,05BCC 37 12.17 4.1 p< 0.001SCC 42 14.87 6.2 p< 0.001

Tabelul 4. Activiti glutation peroxidazice determinate n serul bolnavilor cu tumori cutanate comparativ

cu lotul martor

Lotul Nr. cazuri GPx (U/L) Valoarea pde studiu

Control 30 218.6 12,3Kerato- 10 220.3 16.5 p > 0.05, NSacantom

Bowen 7 214.1 10.2 p > 0.05, NSBCC 37 196.2 14.5 p< 0.0001SCC 42 174.9 20.8 p< 0.0001

Tabelul 2. Excreia urinar a Se la pacieni cu tumori cutanate

Lot Nr. Pacieni Se (g/L)Control 5 43. 6 8.3Tumori 11 41.1 10.7nonmelanotice

Monitorizarea pacienilor cu carcinom spino-celular a evideniat valori semnificativ modificateale seleniului i ale activitii glutation pero-xidazice. La pacienii cu carcinom spinocelularnivelul seleniului este semnificativ sczut, valoriconstatate i pentru activitatea glutation-peroxidazic.

innd cont de faptul c n eritrocite segsete o cantitate important de seleniu, loc ncare sunt prezente i principalele enzimeantioxidante, s-a determinat activitatea glutationperoxidazic n lizatul eritrocitar (tabelul 5). Seobserv o scdere accentuat a protecieiantioxidante manifestat prin scderea activitiicitoprotectoare la pacienii cu carcinoamecutanate comparativ cu pacienii cu striprecanceroase i martori.

Activitatea glutation peroxidazic este slabexprimat n celulele canceroase comparativ culeziunile precanceroase i tesutul cutanat normal(tabelul 6).

DiscuiiReinerea sau redistribuirea seleniului n

esuturi este un proces preferenial. Keratinociteleexprim deiodinaze, iar tioredoxinreductazelesunt prezente n fibroblaste, keratinocite imelanocite. Depleia de seleniu scade activitatea

deiodinazelor i reduce numrul celulelorLangerhans din piele i afecteaz imunitateacutanat i protecia fa de UV. Concentraii micide selenit sau selenometionin protejeazkeratinocitele i melanocitele de moartea celularindus de UVB in vivo. (1, 4, 9, 15, 16)

Seleniul si selenoproteinele au un rolimportant n evoluia unui proces tumoral (3, 5,7). Glutation-peroxidazele catalizeaz reducereadiferiilor hidroperoxizi utiliznd capacitileantioxidante ale tiolilor i ale seleniului. Valorisczute ale glutation-peroxidazei modific statusulredox intracelular si determina acumularea H2O2si a peroxizilor fosfolipidici. Excesul de apaoxigenata amplifica reactia Fenton si genereazaradicali hidroxili foarte toxici. Alterarea activitatiisi expresiei selenoproteinelor intracelulare cresteriscul de malignizare a leziunilor displazice (10,11, 12).

Seleniul influeneaz dezvoltarea canceruluiprin reducerea proliferrii celulare, iniiereaapoptozei, protejarea DNA fa de lezareaoxidativ (2, 5). Valori mari ale seleniului sericsunt asociate cu un risc redus de a dezvoltaadenocarcinom esofagian la persoanele cu esofagBarrett, cancer esofagian spinocelular, gastric,pulmonar, hepatic, pancreatic. Seleniul seric nu secoreleaz cu markerii timpurii ai progresieitumorale, mutatiile 17p(p53)LOH i 9p(p16)LOH.Seleniul acioneaza n stadiile trzii ale progresieineoplazice. Alte studii au dovedit eficienacompuilor cu seleniu n inhibiia carcinogenezeicolonului, ficatului, glandelor mamare, cance-rului de piele (3, 4).

Inducerea apoptozei n celulele transformateeste un important mecanism chemopreventiv.Apoptoza poate fi declanat la concentraiimicromolare de seleniu n celulele cu fenotip p53null. Seleniul inhib cdk2 (cell cycle proteinkinase) i PKC i induce formarea aductelor prinmodificarea resturilor de cistein din proteine iformarea tranzitorie a intermediarilor reactivi aiseleniului (S-Se-S, S-Se, S-S) (2, 3, 6).

Un alt mecanism chemopreventiv facilitat deseleniu este reprezentat de formele reversibileSH/-S-S care afecteaz proteinele cu activitateredox i factorii de cretere. Exist incertitudinilegate de rolul selenoproteinelor n acest modelde chemoprevenie, concretizate n efectulseleniului asupra sistemului tioredoxina/tioredoxin reductaz. (13, 14). Reducerea tiore-

150


Tabelul 5. Activitile glutation peroxidazei n hemolizat la pacieni cu carcinoame cutanate vs. control

Grupul Nr. cazuri GPx Valoarea pde studiu (U/mg Hb)

Control 30 183 31.5Kerato- 10 186 47.2 p > 0.05, NSacantomBowen 7 179 36.1 p > 0.05, NSBCC 37 131 41.5 p< 0.001SCC 42 99 38.5 p< 0.001

Tabelul 6. Nivelul activitatii glutation peroxidazice din esutul tumoral vs. esut normal

Grup Nr. cazuri GPx Valoarea p(U/g/esut)

Control 30 16.42 1.20Kerato- 10 16.02 1.25 p > 0.05, NSacantomBowen 7 15.90 2.14 p > 0.5, NSBCC 37 10.80 1.55 p< 0.001SCC 36 9.98 1.83 p< 0.001

doxinei, inactivarea tioredoxin reductazei iformarea diselenitului induc rezistena celular lareducere (8, 9).

Concluzii

Not: Elaborarea acestei lucrri s-a facut ncadrul proiectului de cercetare Noi abordri nstudii biomedicale i de mediu, folosind metodeatomice i nucleare (SANBIMED -2- Cex-06-10-78/26.07.2006) din care au fost finanatecercetrile cuprinse n acest studiu.

Intrat n redacie: 29 august 2008

Bibliografie1. Bhasin G, Kauser H, Athar M. Free radical

generating agents lead to the rapid progression ofbenign skin tumors to carcinoma in iron-overloaded mice, Arch Toxicol 2004, 78(3): 139-46.

2. Howard E. Ganther Selenium metabolism,selenoproteins and mechanisms of cancerprevention: complexities with thioredoxinreductase, Carcinogenesis, vol. 20, no. 9, pp. 1657-1666, 1999.

3. Klotz L.O., Kroncke K. D. Buchczyk D. P. and SiesH. Role of Copper, Zinc, Selenium and Telluriumin the Cellular Defense against Oxidative andNitrosative Stress, J. Nutr. 133: 1448S1451S, 2003.

4. Robinson M., Godfrey P., Thomson C., Rea H., andvan RzJ A. Blood selenium and glutathioneperoxidase activity in normal subjects and insurgical patients with and without cancer in NewZealand, Am. J. Clin. Nutr. 32: 1477-1485, 1979.

5. Burk R., Hill K. and Motley A. SelenoproteinMetabolism and Function: Evidence for More than

One Function for Selenoprotein P, The AmericanSociety for Nutritional Sciences J. Nutr. 133:1517S-1520S, May 2003.

6. Rudolph R., Vaughan T., Kristal A., Blount P.,Levine D., Galipeau P., Prevo L., Sanchez C.,Rabinovitch P., Reid B. Serum Selenium Levels inRelation to Markers of Neoplastic ProgressionAmong Persons With Barretts Esophagus, J NatlCancer Inst 2003;95:7507.

7. Saito Y, Takahashi K Selenoprotein P: its structureand functions, Journal of Health Science, 46(6): 409-413 (2000).

8. Saito Y., Hayashi T., Tanaka A, Watanabe Y, SuzukiM, Saito E., Takahashi K, Selenoprotein P in humanplasma as an extracellular phospholipid hydro-peroxide glutathione peroxidase, The Journal ofBiological Chemistry, vol. 274, no. 5, pp. 2866-2871,1999.

9. Fu Y., Cheng W., Ross D., Lei X. Cellularglutathione peroxidase protects mice against lethaloxidative stress induced by various doses ofdiquat, PSEBM, 1999, vol. 222, p. 164-169.

10. Gromadzinska J., Wasowicz W., Sklodowska M.,Bulikowski W., and Rydzynski K. The Influenceof Atmospheric Chromium on Selenium Contentand Glutathione Peroxidase Activity in Blood ofTannery Workers, Environmental Health PerspectivesVolume 104, Number 12, December 1996.

11. Koyigit, A. Erel O., Grel M., Seyrek A., AktepeN., Gr S., Avci S. Decreasing Selenium Levelsand Glutathione Peroxidase Activity in PatientsWith Cutaneous Leishmaniasis, Tr. J. of MedicalSciences 29 (1999) 291-295.

12. Richardson D. More roles for selenoprotein P:local selenium storage and recycling protein in thebrain, Biochem. J. (2005) 386, e5e7.

13. Beckett G., Arthur J. Selenium and endocrinesystems, Journal of Endocrinology (2005) 184,455465.

14. Kohrle J., Jakob F., Contempre B., Dumont JE Selenium, the thyroid, and the endocrine system,Endocrine Reviews, 26(7):944-984, 2005.

15. Pence B., Delver E., Dunn D. Effect of dietaryselenium on UVB-induced skin carcinogenesis andepidermal antioxidant status, J Invest Dermatol, 102:759-761, 1994.

16. Rafferty, T., Mckenzie R., Hunter J., Howie A.,Arthur J., Nicol F. And Beckett G. Differentialexpression of selenoproteins by human skin cellsand protection by selenium from UVB-radiation-induced cell death, Biochem. J. (1998) 332, 231-236.

151


Cunoaterea distribuiei microelementelorn sisteme biologice este folositoare nnelegerea fiziopatologiei cancerului. O scderea statusului seleniului pare fi o consecin i nuo cauz a transformrii neoplazice. Blocareaantagonitilor fiziologici ai seleniului iselenoproteinelor ar putea influena eficienametabolic a seleniului.

Adresa de coresponden: Dr. Sorina SchiporE-mail: [email protected]

152


COSMODERM ediia a XIII-a

Atena, 12-14 decembrie 2008Organizatori: ESCAD mpreun cu Societatea Elen

de Dermatologie i Venerologie

Programul tiinific al manifestrii cuprinde toate subiectelefierbini, noutile din domeniu i noile metode terapeutice

dermato-cosmetice. Obiectivul principal al evenimentului este dea reui un echilibru ntre tiin i medicina estetica preventiv

i cea terapeutic. Invitai din toat Europa vor mprtiexperiena lor n domenii actuale precum: lasere, toxina botulic,

fillere, peeling chimic i metode de ncetinire a mbtrniriipielii.

Pentru mai multe detalii, v recomandm s vizitai site-uloficial al Congresului:

http://www.cosmoderm2008.gr

2. Distributia seleniului

Documents

Transcript of 2. Distributia seleniului