Embed Size (px)
Citation preview
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
**********************
LÊ THỊ MAI
NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG STRESS OXI HÓA Ở
BỆNH NHÂN UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội - 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
*****
LÊ THỊ MAI
NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG STRESS OXI HÓA Ở
BỆNH NHÂN UNG THƢ ĐẠI TRỰC TRÀNG
Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số: 60420114
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. ĐỖ MINH HÀ - PGS.TS. TRỊNH HỒNG THÁI
Hà Nội - 2016
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Đỗ Minh Hà – PGS-TS Trịnh
Hồng Thái- người thầy đã luôn quan tâm, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt
quá trình học tập và thực hiện khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô và các bạn học viên, sinh
viên đang làm việc và học tập, đặc biệt là nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm
Proteomic và Sinh học cấu trúc thuộc Phòng thí nghiệm Trọng điểm công nghệ
Enzyme và Protein và Bộ môn Sinh lý học và Sinh học người, Khoa sinh học,
trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội vì đã giúp đỡ, hỗ trợ
tôi rất nhiều trong quá trình học tập, làm việc và thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới ThS. BS. Phạm Mạnh Cường cùng khoa Tế
bào và Giải phẫu bệnh, bệnh viện quân y 103 vì đã quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn
và cung cấp mẫu trong quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn tới Phòng thí nghiệm Trọng điểm Công
nghệ Enzyme và Protein, trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện giúp
tôi trong hoàn thành luận văn này.
Tôi xin cảm ơn toàn thể các anh chị và các bạn học viên lớp K23 cao học
Sinh học, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, đặc biệt là
gia đình và anh chị em đồng nghiệp, ban giám hiệu trường Cao đẳng y tế Thanh
Hóa vì đã luôn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu
đề tài này.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn đề tài KC.04.10/11-15 đã giúp phần kinh phí quan
trọng cho nghiên cứu này.
Hà Nội, tháng 12 năm 2016
Học viên
Lê Thị Mai
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tên viết tắt Tên đầy đủ
4-HNE 4 - hydroxinonenal
8-OHdG 8-hydroxy-2' -deoxyguanosine
AJCC Hiệp hội ung thư Hoa Kỳ (American Joint Committee on Cancer)
ASK Protein quy định tín hiệu chết theo chương trình của tế bào
(Apoptosis Signalregulated Kinase)
CA 19 -9 Kháng nguyên ung thư biểu mô (Carcinoma antigen 19-9)
CAE Kháng nguyên ung thư phôi bào thai (Carcinoembryonic antigen)
CAT Catalase
Cyt c Cytochrome c
GPx Glutathione peroxidase
GSH Glutathione
GST Glutathione S-tranferase
JNK c- Jun N-terminal kinase
LDL Lipid tỷ trọng thấp (Low density lipoproteins)
MAPK Protein hoạt hóa phân bào (Mitogen activated protein kinases)
MDA Malondialdehyde
NF-κB Yếu tố nhân κB (Nuclear factor κB)
PBS Đệm Phosphate sinh lý (Phosphate buffer Saline)
PI3K Phosphatidylinositol 3-kinase
PIP2 Phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate
PIP3 Phosphatidylinositol 3,4,5 triphosphate
PUFA Acid béo chưa no có nhiều liên kết đôi (Polyunsaturated fatty
acids)
ROS Các dạng oxi phản ứng mạnh (Reactive oxigen species)
SOD Superoxide dismutase
TBA Thiobarbituric acid
TCA Trichloacetic acid
UTĐTT Ung thư đại trực tràng
MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN 3
1.1. Các dạng oxi hoạt động, chất chống oxi hóa và trạng thái stress
oxi hóa trong cơ thể
3
1.1.1. Các dạng oxi hoạt động (ROS) 3
1.1.2. Hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể 5
1.1.3 Khái niệm trạng thái stress oxi hóa 6
1.2. Ảnh hưởng của stress oxi hóa trong một số bệnh lý ở người 7
1.2.1. ROS trong các bệnh viêm 7
1.2.2. ROS trong quá trình lão hóa và một số bệnh lý khác 8
1.3. Liên quan giữa stress oxi hóa và bệnh ung thư 9
1.3.1. ROS làm tổn thương các đại phân tử sinh học trong tế bào 10
1.3.2. ROS ảnh hưởng đến một số con đường tín hiệu trong ung thư 11
1.3.3. ROS tác động vào quá trình viêm tiến triển thành ung thư 15
1.3.4. ROS ảnh hưởng đến một số oncogen 16
1.3.5. ROS kích thích sự phân bào ung thư 17
1.3.6. ROS điều hòa quá trình di căn trong ung thư 18
1.4 Liên quan giữa stress oxi hóa và bệnh ung thư đại trực tràng 19
1.5. Các chỉ thị sinh học (biomarker) để đánh giá tình trạng stress
oxi hóa
20
1.5.1. Các chỉ thị sinh học phổ biến để đánh giá tình trạng stress oxi
hóa
20
1.5.2. Chỉ thị sinh học MDA 22
1.6. Các nghiên cứu về stress oxi hóa trên bệnh ung thư trên thế giới
và tại Việt Nam
25
1.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 25
1.6.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 28
Chƣơng 2- ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.1. Đối tượng nghiên cứu 30
2.1.1. Vật liệu nghiên cứu 30
2.1.2 Thời gian – Địa điểm nghiên cứu 31
2.1.3 Hóa chất thí nghiệm 31
2.1.4 Thiết bị thí nghiệm 32
2.2. Phương pháp nghiên cứu 32
2.2.1 Chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm 32
2.2.2 Phương pháp đinh lượng MDA 33
2.2.2.1 Nguyên lý phương pháp định lượng MDA 33
2.2.2.2 Phương pháp định lượng MDA đối với mẫu máu 34
2.2.2.3 Phương pháp định lượng MDA đối với mẫu mô 36
2.2.3 Đánh giá các đặc điểm lâm sàng, giai đoạn bệnh và đại thể của
ung thư đại trực tràng
37
2.2.3.1. Chẩn đoán giai đoạn ung thư đại trực tràng 37
2.2.3.2. Đại thể ung thư đại trực tràng 38
2.3 Tính toán thống kê 39
Chƣơng 3 - KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 40
3.1. Đặc điểm chung của đối tượng nghiên cứu. 40
3.1.1. Phân bố bệnh nhân theo lứa tuổi và giới tính 40
3.1.2. Một số đặc điểm bệnh học lâm sàng của nhóm đối tượng
nghiên cứu
40
3.2 Hàm lượng MDA trên mẫu máu bệnh nhân UTĐTT 42
3.2.1 Hàm lượng MDA trên mẫu máu bệnh nhân UTĐTT 42
3.2.2 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo tiến trình điều trị
bước đầu bằng phương pháp triệt căn
42
3.2.3 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo nhóm tuổi 44
3.2.4 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo giai đoạn bệnh. 45
3.2.5 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo số hạch di căn 46
3.2.6 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo hình ảnh đại thể 47
3.2.7 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo mức độ biệt hóa mô u 48
3.2.8 Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo kích thước khối u 49
3.3 Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT 50
3.3.1 Hàm lượng MDA ở các vị trí khác nhau của mẫu mô u UTĐTT 50
3.3.2 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo các giai đoạn bệnh 51
3.3.3. Hàm lượng MDA ở mẫu mô UTĐTT có hạch và u không có hạch di
căn gần
52
3.3.4 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo đặc điểm hình ảnh đại thể 53
3.3.5 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo mức độ biệt hóa khối u 54
3.3.6 Hàm lượng MDA ở mẫu mô u UTĐTT theo kích thước khối u 55
3.4 Thảo luận chung 56
KẾT LUẬN 63
KIẾN NGHỊ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Một số gốc ROS trong cơ thể ..................................................................... 4
Bảng 1.2: Các phương pháp định lượng MDA.........................................................23
Bảng 2.1: Danh mục hóa chất sử dụng ..................................................................... 31
Bảng 2.2: Danh mục thiết bị sử dụng ........................................................................ 31
Bảng 2.3: Phân chia giai đoạn ung thư đại trực tràng của AJCC .............................38
Bảng 3.1: Phân nhóm bệnh nhân theo độ tuổi và giới tính ....................................... 40
Bảng 3.2: Một số đặc điểm lâm sàng cuả nhóm đối tượng nghiên cứu .................... 40
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 : Cấu tạo gốc tự do 3
Hình 1.2. Các chất chống oxi hóa bảo vệ tế bào 6
Hình 1.3. Sự hình thành ROS trong quá trình viêm 8
Hình 1.4: Cơ chế kích hoạt của ROS trong con đường MAPK 13
Hình 1. 5. ROS kích hoạt các con đường truyền tín hiệu của tế bào
qua các chất trung gian
15
Hình 1.6: Các chỉ thị sinh học của stress oxi hóa 21
Hình 2.1: Sơ đồ phản ứng giữa MDA và TBA 33
Hình 3.1. Hàm lượng MDA trên mẫu máu bệnh ung thư đại trực
tràng so với đối chứng
42
Hình 3.2. Sự biến đổi hàm lượng MDA ở mẫu máu bệnh nhân ung
thư các thời điểm lấu mẫu
43
Hình 3.3. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo nhóm tuổi 44
Hình 3.4. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo giai đoạn
bệnh
45
Hình 3.5. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT của nhóm u có
hạch và nhóm u khôn g có hạch
46
Hình 3.6. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo hình ảnh đại
thể
47
Hình 3.7. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo mức độ biệt
hóa khối u
48
Hình 3.8. Hàm lượng MDA trên mẫu máu UTĐTT theo kích thước
mô u
49
Hình 3.9. Hàm lượng MDA trên các vị trí của mẫu mô UTĐTT 50
Hình 3.10. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo các giai
đoạn bệnh
51
Hình 3.11. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo đặc điểm có 52
hạch và không có hạch di căn gần
Hình 3.12. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo theo đặc điểm
hình ảnh đại thể
53
Hình 3.13. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo theo mức
độ biệt hóa
54
Hình 3.14. Hàm lượng MDA trên mẫu mô UTĐTT theo theo kích
thước khối u.
55
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species – ROS) bao gồm các gốc tự
do và một số phân tử đặc biệt mà trong cấu trúc có chứa nguyên tử oxi có khả
năng tham gia phản ứng oxi hóa khử mạnh. Trong cơ thể, ROS là một sản phẩm
chuyển hóa tự nhiên của quá trình trao đổi chất [5,17,63]. Sản phẩm này có nhiều
vai trò quan trọng trong dẫn truyền tín hiệu tế bào, cân bằng nội môi, apoptosis và
có liên quan cả trong sự phát triển khối u [16, 44, 79].
Khi lượng ROS hình thành vượt quá khả năng kiểm soát của hệ thống chống
oxi hóa của cơ thể sẽ dẫn đến tình trạng stress oxi hóa, kéo theo đó là một loạt các
tác hại đối với cơ thể trong đó có quá trình peroxi hóa lipid. Thuyết stress oxi hóa là
một thuyết quan trọng để giải thích nguồn gốc của ung thư và nhiều bệnh lý khác
[79].
Trạng thái stress oxi hóa của cơ thể có thể được đánh giá thông qua việc định
lượng các chỉ thị sinh học chính của quá trình peroxi hóa lipid, biến đổi DNA hay
protein như: malonyldialdehyde (MDA), 4-hydroxynoneal (HNE), 8-OHdG,...
Trong đó MDA là một trong số các chỉ thị sinh học được nghiên cứu nhiều nhất và
được xem như một chỉ số chính để đánh giá mức độ peroxi hóa lipid [32,53,69,80].
Ung thư đại trực tràng là một trong số các các căn bệnh ác tính thường gặp ở
các nước phát triển. Tại Việt Nam, ung thư đại trực tràng cũng là nguyên nhân gây
tử vong đứng hàng thứ 4 sau ung thư dạ dày, ung thư phổi và ung thư gan [7,4].
Các nghiên cứu trên thế giới cho thấy có sự gia tăng về lượng ROS ở các bệnh
mãn tính đường tiêu hóa [33]. Tuy nhiên, cơ chế của stress oxi hóa trong các tế bào
ung thư và vai trò của ROS trong tiến triển bệnh ung thư đại trực tràng vẫn còn đang
tiếp tục nghiên cứu.
Trong xét nghiệm lâm sàng, dấu chuẩn ung thư đại trực tràng là kháng
nguyên ung thư carcinoembryonic antigen (CEA) và carcinoantigen 19-9 (CA 19-
9). Các dấu chuẩn này có nồng độ tăng dần theo quá trình phát triển ung thư và chỉ
tăng cao ở giai đoạn sau của ung thư. Trong khi đó, nhiều nghiên cứu cho thấy nồng
độ các sản phẩm của của trình peroxi hóa lipid ở trong máu bệnh nhân ung thư đại
2
trực tràng đều cao hơn so với nhóm đối chứng và cao ở mọi giai đoạn phát triển ung
thư. Như vậy, chỉ số này có thể được sử dụng để góp phần phát hiện ung thư sớm
[45].
Mối liên quan giữa stress oxi hóa với các bệnh ung thư ngày càng được các
nhà sinh - y học quan tâm và nghiên cứu trên thế giới. Tuy nhiên ở Việt Nam vẫn
chưa có nghiên cứu nào được công bố về mối quan hệ này.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tình trạng stress oxi hóa ở
bệnh nhân ung thư đại trực tràng” nhằm mục đích:
1. Đánh giá tình trạng stress oxi hóa ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng
thông qua định lượng MDA (malondialdehyd) trong máu ngoại vi và trong mô đại
trực tràng.
2. Tìm hiểu mối liên quan giữa hàm lượng MDA trong máu ngoại vi và mô
đại trực tràng với một số đặc điểm bệnh học ở bệnh nhân ung thư đại trực tràng.
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species - ROS), chất chống oxi
hóa và trạng thái stress oxi hóa trong cơ thể
1.1.1. Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species - ROS)
Các dạng oxi hoạt động (reactive oxygen species – ROS) bao gồm các gốc tự
do và một số phân tử đặc biệt khác mà trong cấu trúc có chứa nguyên tử oxi có khả
năng tham gia phản ứng mạnh do có chứa electron độc thân hay electron tự do chưa
ghép đôi [18]. Trong cơ thể, ROS là một sản phẩm chuyển hóa tự nhiên của quá
trình trao đổi chất [5,17,63]. Sản phẩm này có nhiều vai trò quan trọng trong dẫn
truyền tín hiệu tế bào, cân bằng nội môi, chết tế bào theo chương trình (appoptosis)
và có liên quan cả trong sự phát triển khối u [16,44,79].
Các dạng oxi hoạt động có thể là các gốc tự do như: hydroxyl (·OH), alkoxyl
(RO·), peroxyl (ROO·), superoxide (O2·), nitroxyl radical (NO·). Ngoài ra, ROS
còn bao gồm các phân tử không phải gốc tự do như: hydrogen peroxide (H2O2),
hydroperoxide hữu cơ (ROOH); ozon (O3); oxi singlet (O21) [28,69].
Vì chứa electron chưa bão hòa nên các dạng oxi hoạt động không ổn định về
cấu trúc phân tử (hình 1.1). Chúng có thể cho và nhận electron từ các phân tử khác.
Do đó ROS vừa là các chất khử, vừa là các chất oxi hóa.
Các dạng oxi hoạt động có thể tồn tại độc lập, tuy nhiên thời gian tồn tại của
các ROS thường rất ngắn (khoảng một phần triệu giây đến vài giây) (bảng 1.1). Hầu
hết các ROS đều rất không bền và nhanh chóng phản ứng với những hợp chất khác,
Hinh 1.1: Cấu tạo gốc tự do [18]
4
với xu hướng cho đi hoặc nhận thêm electron cần thiết để có thể trở lại trạng thái ổn
định [9].
Bảng 1.1: Một số dạng ROS trong cơ thể [28]
Gốc tự do Ký
hiệu
Chu kỳ
bán hủy
Mô tả
Superoxide O2.-
10-6
giây
Hình thành chủ yếu trong chuỗi vận chuyển
điện tử bằng cách đẩy một electron vào các
phân tử oxi.
Gốc Hydroxyl OH· 10-9
giây
Được hình thành từ phản ứng Fenton hoặc
phản ứng Haber-Weiss. Khả năng phản ứng
của gốc hydroxyl là rất lớn trong môi trường
sinh học, có khả năng phản ứng với rất nhiều
thành phần của tế bào. Đây là gốc có độ hoạt
động mạnh nhất trong các ROS và gây nhiều
thương tổn cho tế bào.
Hydrogen
peroxide
H2O2 Vài phút Được hình thành trong cơ thể với số lượng
lớn, chủ yếu do sự mất đi một electron của
phần tử nước. Với tính chất tan trong lipid,
H2O2 hòa toàn có khả năng khuếch tán qua
màng.
Gốc alkoxyl
RO•
(LO•)
10-6
giây Có thể được tạo ra dưới tác động của một gốc
tự do có chứa oxygen (•O2, HO•...) trên
những chuỗi acid béo có nhiều nối đôi.
Gốc Peroxyl ROO·
(LOO·)
Vài giây Phản ứng và hình thành trong quá trình
peroxide hóa lipid và oxy hóa protein, DNA,
đường,…
Hydroperoxide ROOH ổn định Phản ứng với các kim loại chuyển tiếp để
hình thành các dạng oxi phản ứng
5
Singlet oxygen O21 10
-6
giây
Khả năng phản ứng cao, có tính oxi hóa cực
mạnh. Được hình thành trong hệ ở hệ thống
sinh học trong một số sắc tố như chlorophyll,
retinal và flavin khi chúng khi được chiếu
sáng với sự có mặt của oxi.
Nitric oxide NO giây Có vai trò trong điều hòa huyết áp và dẫn
truyền xung thần kinh, là một chất oxi hóa
mạnh, liên quan đến các trạng thái bệnh lý
Hầu hết các ROS nội sinh chuyển hóa từ gốc tự do anion superoxide (O2.-), vì
vậy anion superoxide được gọi là ROS sơ cấp, các ROS chuyển hóa từ nó gọi là
ROS thứ cấp. Gốc tự do anion superoxide được hình thành chủ yếu thông qua hệ
enzyme NADPH oxidases (NOXs), xanthine oxidase (XO) và chuỗi truyền điện tử
ty thể (mETC); ngoài ra cũng có thể từ sự hoạt hóa oxi bởi các tác nhân khác [75].
1.1.2. Hệ thống chống oxi hóa trong cơ thể
Theo định nghĩa của Lobo, chất chống oxi hóa là những phân tử ổn định đủ
để nhận hoặc nhường electron cho các gốc tự do và trung hòa chúng, do đó làm
giảm hoặc mất khả năng gây hại tới tế bào của ROS [47].
Cơ chế quá trình chống oxi hóa trong tế bào: Chất chống oxi hóa có thể làm
giảm tồn thương oxi hóa trực tiếp thông qua phản ứng với các ROS hoặc gián tiếp
bằng cách ức chế các hoạt động hoặc biểu hiện của enzyme tạo ra các ROS như
NAD(P)H oxidase và xanthine oxidase (XO) hoặc bằng cách tăng cường các hoạt
động và biểu hiện của các enzym chống oxi hóa như superoxide dismutase ( SOD),
catalase (CAT) và glutathione peroxidase (GPX) trong tế bào [48].
Hệ thống này hoạt động theo các con đường sau [21,58]:
(1) Tạo phức làm mất khả năng xúc tác của các kim loại chuyển tiếp (ví dụ:
transferin).
(2) Làm gián đoạn các phản ứng lan truyền (ví dụ: α-tocoferol).
(3) Làm giảm nồng độ các gốc tự do hoạt động (ví dụ: glutathion -GPx).
6
(4) Thu dọn các gốc tự do tham gia khơi mào phản ứng (ví dụ: superoxid
dismutase -SOD).
Hệ thống gồm các chất chống oxi hóa có bản chất enzym (SOD, CAT,
Peroxidase, Glutathion peroxidase – GPx, …) và có bản chất phi enzym (nhóm các
polyphenol, Vitamin E- α-tocoferol, các flavonoid, β-caroten, Vitamin C, …) (hình
1.2)
Hinh 1.2: Các chất chống oxi hóa thu dọn các ROS trong tế bào [78]
1.1.3. Khái niệm trạng thái stress oxi hóa
Trong cơ thể sống khỏe mạnh, gần như có sự cân bằng giữa sản sinh các
dạng oxi hoạt động (ROS) với hệ thống chống oxi hóa [22].
Năm 1985, nhà nghiên cứu người Đức là Sies đã lần đầu tiên đưa ra định
nghĩa về stress oxi hóa: “Stress oxi hóa” (oxidative stress) là kết quả của sự mất cân
bằng trong trạng thái cân bằng giữa chất oxi hóa - chất chống oxi hóa [68]. Cụm từ
7
“stress oxi hóa” chỉ một trạng thái của tế bào mà ở đó lượng gốc tự do chứa oxi
vượt xa khả năng trung hòa, hay các cơ chế bảo vệ của tế bào [59].
Trải qua hơn 30 năm, các nhà khoa học đã đưa ra định nghĩa hoàn chỉnh hơn:
“Stress oxi hóa là sự gia tăng lâu dài hoặc nhất thời mức ROS, gây rối loạn hoạt
động tế bào và quá trình dẫn truyền tín hiệu, gồm cả những quá trình ROS gây oxi
hóa các thành phần tế bào mà nếu không lấy lại được cân bằng, có thể dẫn đến hậu
quả làm chết tế bào do hoại tử hay tế bào tự chết theo chương trình” [48]. Stress oxi
hóa ở mức độ nhẹ, các phân tử sinh học bị tổn thương có thể được sửa chữa. Ở mức
độ nặng nề hơn, stress oxi hóa có thể gây tổn thương không hồi phục hoặc hoại tử tế
bào [5,25]. Hậu quả của stress oxi hóa là rất lớn, do ROS có khả năng phản ứng với
bất kỳ phần tử nào gần bên chúng làm tổn thương các tế bào, mô, cơ quan. ROS ở
nồng độ cao từ lâu đã được công nhận là tác nhân gây thiệt hại trực tiếp đến các
phân tử lipid [14].
Stress oxi hóa có thể là kết quả của ba yếu tố: suy giảm hệ thống chống oxi
hóa; tăng tạo thành các dạng oxi hoạt động và thiếu khả năng sửa chữa các tổn
thương do quá trình oxi hóa trong cơ thể [5].
Rất nhiều nghiên cứu mới đây cho thấy ảnh hưởng của stress oxi hóa đến sự
phát triển của nhiều loại bệnh khác nhau như: ung thư, thoái hóa thần kinh, xơ vữa
động mạch, tiểu đường và lão hóa [58, 56, 59]. Ngày nay, stress oxi hóa được ghi
nhận là một đặc điểm nổi bật của nhiều bệnh lý cấp và mãn tính cũng như các bệnh
gây ra do quá trình lão hóa như bệnh tim mạch, ung thư, rối loạn thần kinh, đái tháo
đường [75]. Thuyết stress oxi hóa là một thuyết quan trọng để giải thích nguồn gốc
của ung thư và nhiều bệnh lý khác [79].
1.2. Ảnh hƣởng của stress oxi hóa trong một số bệnh lý ở ngƣời
Khi cơ thể ở trạng thái cân bằng oxi hóa - khử, ROS ở mức "nồng độ sinh
lý" sẽ giữ các chức năng quan trọng: là các phân tử tín hiệu trong “bật tắt” gen [16],
tham gia vào nhiều quá trình sinh lý của tế bào: điều tiết tăng trưởng, biệt hóa,
apoptosis thông qua tín hiệu tế bào. Bên cạnh đó, ROS còn có vai trò quan trọng
trong một số chức năng sinh lý của cơ thể [49]: điều hòa hoạt động tim và trương
8
lực mạch máu [36,42], duy trì cân bằng nồng độ oxi nội môi, chống viêm [36, 43,
44, 49], …. Tuy nhiên trong điều kiện của stress oxi hóa, ROS có thể gây hại cho
các tế bào, dẫn đến sự tăng sinh không kiểm soát, viêm, apoptosis, đặc biệt là ung
thư [52, 75].
1.2.1. ROS trong các bệnh viêm
Nồng độ cao kéo dài của ROS ở trạng thái stress oxi hóa được coi là yếu tố
cốt lõi trong sự tiến triển của các bệnh viêm nhiễm [49]. Trong quá trình chống
viêm do nhiễm các mầm bệnh vi sinh vật, bạch cầu đã sản xuất các gốc tự do để tiêu
diệt chúng, sự “bùng nổ hô hấp” (respiratory burst) xảy ra [12, 69] (hình 1.3).
Hinh 1.3. Sự hinh thành ROS trong quá trinh viêm [43]
(Chú thích: Khi các tác nhân (kháng nguyên) xâm nhập vào cơ thể sẽ bị bạch
cầu đa nhân trung tính bắt giữ, đồng thời kích hoạt bạch cầu đa nhân trung tính
tăng sử dụng oxi. Khi bắt đầu thực bào, các tế bào này sử dụng một lượng lớn oxi
và giải phóng các enzyme như NADPH oxidase (NOX), nitric oxide synthase (NOS)
sẽ tham gia quá trình biến đổi O2, NO, Cl- để hình thành các ROS (OH●, ONOO-, -
OCl ,O2●-
). Các gốc ROS này sẽ tấn công vi khuẩn hay kháng nguyên lạ [27].
Để bảo vệ mình khỏi tác hại của các gốc tự do, bạch cầu cũng sản sinh ra rất
nhiều các chất chống oxi hoá như SOD, GSH, catalase. Song vẫn có khoảng 10%
bạch cầu chết, do chính các dạng oxi hoạt động mà nó sinh ra. Khi bạch cầu bị ly
giải, các gốc tự do của oxi thoát ra ngoài, tấn công vào các tế bào xung quanh, gây
9
tổn thương làm cho sự đáp ứng kích thích của tế bào ở khu vực đó càng xảy ra
mạnh hơn, những đáp ứng đó tương ứng trên lâm sàng là các triệu chứng sưng,
nóng, đỏ, đau [12].
1.2.2. ROS trong quá trinh lão hoá và một số bệnh lý khác
Các bằng chứng cho thấy rằng lão hóa có liên quan với tăng sản xuất các
gốc tự do, dẫn đến tăng quá trình oxi hóa của chất béo, protein, và các vật liệu di
truyền [30]. Stress oxi hóa trong lão hóa gây ra sự thay đổi cấu trúc và chức năng
của tế bào, thay đổi trong quá trình truyền tín hiệu, làm tăng tính nhạy cảm cuả cơ
thể với nhiều loại bệnh do lão hóa, trong đó bệnh ung thư [52].
Lão hóa là một quá trình tích luỹ các biến đổi gây nên bởi những thiếu sót
về gene, bởi những yếu tố môi trường ô nhiễm và các quá trình bệnh tật... Tuổi càng
cao thì hoạt độ các enzyme SOD, GPx, nồng độ các chất chống oxi hoá, trạng thái
chống oxi hoá toàn phần càng giảm. Do vậy việc theo dõi các chất chống oxi hoá
một cách định kỳ là hết sức cần thiết trong việc phòng chống lão hoá và các bệnh
liên quan đến lão hóa và các bệnh lý khác [47].
Sự dư thừa gốc tự do đã làm tăng sự oxi hoá LDL (low density lipoprotein) và
khởi đầu cho xơ vữa động mạch, dẫn đến các hiện tượng như thiếu máu cục bộ cơ
tim, nhồi máu cơ tim cấp trong trường hợp trạng thái chống oxi hoá toàn phần trong
cơ thể giảm thấp. Tạo ra các mảng vữa xơ động mạch, chính là do các lipoprotein tỷ
trọng thấp LDL bị oxi hoá. Sự oxi hoá LDL là một phản ứng dây chuyền của quá
trình peroxi hoá lipid do các gốc tự do điều khiển và chi phối. Nếu các gốc tự do của
oxi xuất hiện nhiều, quá trình peroxi hoá lipid xảy ra mạnh, tích tụ nhiều các sản
phẩm MDA (malodialdehyd), 4- HNE (4 hydroxynonenal)... là những sản phẩm bền
có độc tính cao. Các đại thực bào nhận ra các sản phẩm độc hại này, thâu tóm chúng
và hình thành các tế bào bọt – tiền đề hình thành mảng xơ vữa động mạch [47].
Stress oxi hóa còn góp phần vào tiến triển nhiều tình trạng bệnh lý như rối
loạn thần kinh, xơ vữa động mạch, tăng huyết áp, thiếu máu cục bộ, tiểu đường, hội
chứng suy hô hấp cấp tính, xơ hóa phổi tự phát, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính và
hen suyễn, viêm, lão hóa và đặc biệt là trong bệnh ung thư [21].
10
1.3. Liên quan giữa stress oxi hóa và bệnh ung thƣ
Ung thư là bệnh mà một nhóm tế bào phân chia quá mức kiểm soát, dẫn
đến xâm lấn, phá hủy các mô lân cận và có thể di căn thông qua hệ thống hạch
lympho hoặc dòng máu. Ung thư hình thành do những sự thay đổi bất thường về vật
chất di truyền của các tế bào chuyển dạng. Ung thư có thể do di truyền hoặc do tác
động của các tác nhân gây ung thư (carcinogen).
Sự tăng sinh không kiểm soát này thường bắt đầu từ sự kiện bất thường
trên con đường tín hiệu điều hòa và kiểm soát tăng trưởng tế bào. Cụ thể hơn là do
sự kích hoạt gene tiền ung thư (pro-oncogene) hoặc bất hoạt gene ức chế ung thư
(anti –oncogene) dẫn đến việc kéo dài tín hiệu tăng sinh, phá vỡ cơ chế kìm hãm
sinh trưởng, cũng như mất kiểm soát chu kỳ tế bào. Ngày nay, các nghiên cứu đã
chỉ ra ROS có tham gia vào hầu hết các quá trình này. Vì vậy, các nhà nghiên cứu
đã đề xuất sự tham gia của ROS trong vai trò là chất sinh ung thư. Cùng với các gốc
tự do, ROS ngày càng được biết đến là có liên quan đến một loạt các bệnh và là
nguồn gốc quan trọng trong việc gây ung thư [75]. Cho dù tác nhân gây ung thư có
nhiều bản chất khác nhau nhưng hậu quả chung là chúng đều làm tăng các dạng oxi
hoạt động [47]. Trong thập kỷ qua, số lượng ngày càng tăng của các báo cáo điều
tra mối liên hệ giữa ROS và ung thư đã được công bố [26,76].
1.3.1. ROS làm tổn thƣơng các đại phân tử sinh học trong tế bào
Các dạng oxi hoạt động ROS có thể tham gia vào ung thư thông qua các cơ
chế: cảm ứng đột biến gen, đây là kết quả của tổn thương tế bào và tác động đến
con đường truyền tín hiệu và các yếu tố phiên mã [54, 33]. Sự hiện diện của ROS ở
trạng thái stress oxi hóa trong hệ thống sinh học có thể dẫn đến biến đổi vật chất di
truyền, đột biến và cuối cùng là ung thư [47].
ROS cảm ứng đột biến gen thông qua làm hư hại các đại phân tử trong tế
bào như acid nucleic, phospholipid, protein và carbohydrate trên màng tế bào. Các
telomere cũng rất dễ bị biến đổi trong sự hiện diện của ROS ở điều kiện stress oxi
hóa. Các gen ức chế khối u như p53 và các gen liên quan đến chu kỳ tế bào cũng có
thể bị tổn thương dưới tác động của ROS [54].
11
ROS có thể tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến DNA. Tác động trực tiếp
của ROS có thể dẫn đến sự thay đổi DNA trong nhiều cách, trong đó bao gồm phá
vỡ DNA đơn hoặc kép, oxi hóa và làm hư hại vòng purine, pyrimidine hoặc sửa đổi
gốc đường [21]. Điều này có thể dẫn đến các đột biến làm thay đổi trình tự DNA từ
đó dẫn đến các sai lệch trong quá trình phiên mã, dịch mã. ROS có thể tác động
gián tiếp đến DNA thông qua các yếu tố phiên mã hay các enzyme tham gia vào
quy định biểu hiện gen hoặc tham gia sửa chữa gen. Kết quả làm tăng nguy cơ đột
biến gen, có thể dẫn đến gây chết tế bào, tổn thương mô và gây ung thư [77]. Sự
hình thành của 8-OH-G là sản phẩm tổn thương DNA do stress oxi hóa được nhiều
nghiên cứu quan tâm nhất và là một dấu ấn sinh học tiềm năng trong nghiên cứu
ung thư [21].
Với phân tử ARN, oxi hóa ARN có thế làm ảnh hưởng đến điều hòa biểu
hiện gen hoặc tạo ra các protein sai hỏng, không giữ đúng chức năng (nếu tác động
đến mARN). Đã có các nghiên cứu cho thấy các ARN bị oxi hóa có liên quan đến
một số bệnh như tim mạch, tiểu đường hay Alzheimer.
Đối với protein, tác động của ROS có thể xảy ra ở nhiều cấp độ cấu trúc: từ
acid amin đến cả thay đổi cấu trúc bậc 3 hoặc bậc 4, có thể tạo các liên kết chéo,
làm sai lệch các cầu disulfides, làm mất các nhóm sulfhydryl quan trọng…Ngoài ra,
tác động đến các acid amin có thể dẫn đến hình thành các gốc andehide hoặc xeton,
phân cắt các vòng trong histidine, tryptophan ... ROS có thể gây ra sự phân mảnh
của chuỗi peptide, thay đổi điện tích của các protein, tăng tính nhạy cảm với sự
phân giải protein do sự thoái hóa của các protease. Cysteine và methionine trong
các protein đặc biệt dễ bị oxi hóa [21]. Quá trình oxi hóa protein ảnh hưởng đến
chức năng của phân tử protein, làm thay đổi cơ chế truyền tín hiệu, thay đổi hoạt
động của enzyme, và có thể phân giải protein nhạy cảm, dẫn đến lão hóa [58].
Các dạng oxi hoạt động tác động đến lipid cuả màng tế bào gây ra quá trình
peroxi hóa lipid. Chúng làm thay đổi cấu trúc màng tế bào, phá vỡ sự sắp xếp màng
kép photpho lipid, có thể làm bất hoạt các thụ thể màng và các enzym, thay đổi tính
lưu động của màng tế bào, làm giảm khả năng duy trì cân bằng gradient nồng độ, và
12
làm tăng tính thấm của màng và gây viêm [52]. Sản phẩm của peroxi hóa lipid như
malondialdehyde (MDA), 4-hydroxy-2-nonenal (4 - HNE) còn có khả năng gây ảnh
hưởng đến biểu hiện gen và phát triển bình thường của tế bào [21, 52, 54]. Quá trình
peroxi hóa lipid xảy ra còn tạo ra nhiều sản phẩm oxi hóa, thậm chí có thể là các
chất gây độc cho tế bào, chất gây đột biến gene [54]. MDA là một sản phẩm thứ
sinh như vậy và là chỉ số sinh học dùng để đánh giá tình trạng peroxi hóa lipid cũng
như stress oxi hóa ở nhóm đối tượng bệnh nhân nghiên cứu. MDA đóng vai trò như
một promoter khối u và tác nhân gây ung thư vì gây độc cao và có tác động ức chế
các enzym bảo vệ cơ thể [32, 54, 65].
1.3.2. ROS ảnh hƣởng đến một số con đƣờng tín hiệu trong ung thƣ
Stress oxi hóa đã được chứng minh là có liên quan đến đến ung thư thông qua
tác động của ROS lên các protein có vai trò quan trọng trong việc tiếp nhận và dẫn
truyền tín hiệu tế bào - tế bào hay khoảng gian bào - tế bào trong các con đường tín
hiệu trong ung thư như: tác động lên các tín hiệu sinh trưởng, tín hiệu phân chia tế bào,
tín hiệu tự chết theo chương trình… Cụ thể ROS tác động lên yếu tố NIK trong con
đường NF-KB (nuclear factor κB) [24]; tác động lên ASK1 (Apoptosis
Signalregulated Kinase 1), ASK2 (Apoptosis Signalregulated Kinase 2) trong con
đường tín hiệu protein kinase hoạt hóa phân bào MAPK (mitogen activated protein
kinase) [62,68];…
a) ROS tham gia điều hòa con đường MAPK bằng cách hoạt hóa ASK1,
ASK2
Trong chu trình MAPK, các tín hiệu được chuyển đến nhân tế bào và qua
một loạt các phản ứng dây chuyền để tác động lên quá trình sao chép DNA, qua đó
tham gia điều hoà sự tăng sinh và biệt hóa tế bào.
Một thành viên trong họ protein MAPK là tín hiệu điều hòa apoptosis ASK1,
được kích hoạt trong điều kiện stress oxi hóa [35]. Sự hoạt hóa MAPK dẫn đến
phosphoril hóa nhiều protein khác nhau, bao gồm cả các yếu tố phiên mã tham gia
điều hòa sự biểu hiện gen.
13
Bình thường ASK1 bị bất hoạt nhờ gắn với Thioreducxin (TRX), nhưng khi
có mặt của ROS với nồng độ cao, chúng sẽ oxi hóa TRX và điều này tạo ra cầu liên
kết giữa Cys-32 và Cys-35, khiến cho TRX không còn khả năng liên kết với ASK1.
Lúc này, 2 phân tử ASK1 liên kết với nhau sau đó được phosphoryl hóa threonine
thứ 838 nhờ protein phosphatase 5 (PP5) [81]. Quá trình này giúp phân tử ASK1
được hoạt hóa (hình 1.4A).
Hinh 1.4. Cơ chế kích hoạt của ROS trong con đƣờng MAPK [73]
A. ROS hoạt hóa tín hiệu điều hòa apoptosis ASK1
B. ROS hoạt hóa tín hiệu điều hòa apoptosis ASK2
Ngoài ra ASK1 còn có thể bắt cặp với ASK2. Hai phân tử kép này sau khi
được hoạt hóa sẽ liên kết với thụ thể hoại tử khối u TRAF (tumor receptor
associated factors). Cùng với các protein khác trong các con đường tín hiệu, chúng
sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình apoptosis của tế bào (hình 1.4B) [73]
b) ROS tham gia vào chu trình phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)
Con đường PI3K/AKT thường được kích hoạt trong các bệnh ung thư của
con người và được công nhận như là một đích tiềm năng cho liệu pháp chống ung
thư [15]. PI3K xúc tác cho quá trình tổng hợp phosphatidylinositol 3,4,5
triphosphate (PIP3) từ phosphatidylinositol 4,5 bisphosphate (PIP2). PIP3 được
xem như một phân tử tín hiệu kích hoạt con đường tổng hợp các protein như:
Phosphoinositide-dependent protein kinase (PDK), AKT (protein kinase B),
serine/threonine kinases,... chúng là các chất trung gian của các con đường truyền
tín hiệu khác nhau trong cơ thể [25]. Ngoài ra PIP2 còn được chuyển hóa ngược lại
14
thành PIP3 nhờ vào phân tử PTEN (phosphatase tensin). PTEN bình thường bị bất
hoạt bởi peroxiredoxin. Khi có tín hiệu bởi ROS (nhiều chứng minh cho thấy là
H2O2), peroxiredoxin bị oxy hóa tạo ra liên kết giữa Cys 124 – Cys 71 làm kích
hoạt con đường PI3K [46]. Nói cách khác con đường PI3K chịu sự tác động của
ROS giống như con đường ASK1.
c) ROS điều hòa con đường NF-κB (nuclear factor κB)
Ở nhiều loại ung thư, việc biến đổi yếu tố phiên mã NF-κB từ dạng bình
thường có thể làm tăng hoạt độ của nó. Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh
chức năng quan trọng của NF-κB đối với khả năng sống của tế bào, điều hòa chu
trình tế bào và phân bào [36]. Con đường NF-κB được điều hòa bằng phản ứng oxi
hóa khử và hoạt hóa bằng một lượng nhỏ hydrogen peroxide. Ở trạng thái bất hoạt,
NF-κB liên kết rất chặt với chất bất hoạt của nó là IκB. Theo đúng trình tự, để hoạt
hóa được NF-κB cần thông qua sự có mặt của phức hợp NF-κB- inducing kinase
(NIK) và IκB kinase (IKK), bao gồm IKKα, IKKβ. Sự hoạt hóa này thông qua các
cytokine như TNFα hay IL-1, NIK-phosphoryl hóa và tác động đến các phân tử đích,
các kinase IKKα và IKKβ. Phân tử IKK sau khi được hoạt hóa sẽ phosphoryl hóa IκB
và thường kéo theo phản ứng ubuquitin hóa và phân hủy proteosome. Sự phân hủy
IκB cũng làm chuyển NF-κB vào nhân, nơi mà phân tử này sẽ hoạt động như một yếu
tố phiên mã, kích thích sự biểu hiện của các gen kháng apoptosis và kháng viêm
(hình 1.5) [36].
Hinh 1. 5. ROS kích hoạt các con đƣờng truyền tín hiệu của tế bào
qua các chất trung gian [10].
15
d) Ảnh hưởng của ROS trong quá trình apoptosis
Mối tương quan giữa lượng cao ROS và apoptosis đã được các nghiên cứu
khẳng định.
Sự gia tăng lượng ROS ty thể đã giúp hoạt hóa NF-κB, dẫn đến sự điều hòa
dương của các protein chống oxi hóa như MnSOD và các protein kháng apoptosis
như A20. Một protein kháng apoptosis khác được hoạt hóa bằng ROS là protein
kinaza B (PKB), còn được gọi là Akt - một serine/threonine kinase có vai trò quan
trọng trong nhiều quá trình tế bào như apoptosis, tăng sinh và phân chia tế bào [36].
Sự sản sinh H2O2 và NO của ty thế dẫn đến sự hoạt hóa c- Jun N-terminal
kinase (JNK). Như một đáp ứng với ROS, JNK xúc tác phản ứng phosphoryl hóa và
điều hòa các protein kháng apoptosis như Bcl-2 và Bcl-XL. Cả hai protein này đều
có thể trung hòa sự hình thành ROS và bảo vệ tế bào khỏi quá trình apoptosis do
ROS. JNK còn làm thay đổi cấu hình của phức hệ Bax/Bcl-2. P38, một thành viên
khác của họ MAPK được xem là một tín hiệu apoptosis của tế bào khi lượng ROS
tăng lên khác thường. Cả p38 và JNK đều được hoạt hóa thông qua ASK-1, hoạt
động của phân tử này được điều hòa bằng các tương tác của nó với thioredoxin. Khi
bị khử, nó liên kết và ức chế ASK-1 (hình 1.5). Hơn nữa, các protein tín hiệu khác
như p53 cũng được chứng minh là kích thích apoptosis đáp ứng với ROS [36].
1.3.3. ROS tác động vào quá trinh viêm tiến triển thành ung thƣ
ROS có vai trò rất quan trọng trong việc tiêu diệt các mầm bệnh trong quá
trình viêm. Tuy nhiên nếu ROS không được kiểm soát bởi các cơ chế chống oxi hóa
của cơ thể sẽ dẫn đến tổn thương mô viêm, thậm chí ROS kích hoạt các thụ thể gây
chết tế bào, mà đỉnh cao là kích hoạt các caspases [49].
Thông qua tác động của ROS lên đại thực bào đã làm tiến tiển quá trình tổn
thương mô viêm. Theo phân loại hiện hành, đại thực bào có hai nhóm riêng biệt là
M1 và M2. Trong đó M1 đóng góp vào tổn thương mô bằng cách giải phóng một
lượng lớn ROS gây độc tế bào. Đại thực bào M1 sản xuất ROS quá mức, tiết ra
16
cytokine gây viêm TNFα, IL-1, IL-6. Trong khi đó, đại thực bào M2 ngăn chặn tình
trạng viêm và tổng hợp các phân tử chịu trách nhiệm sửa chữa mô như TGFβ, VEGF,
và EGF và tiết ra các cytokine chống viêm IL-4, IL-10, và IL-13 [49].
Thực tế lâm sàng cho thấy ung thư liên quan đến các bệnh nhiễm trùng từ vi
sinh vật (vi khuẩn và virus) hoặc các bệnh viêm không đặc hiệu, ROS làm cho tế bào
mô viêm bị tổn thương. Đây là một minh chứng về sự tham gia mạnh mẽ của ROS
hoạt động trong vai trò là chất sinh ung thư. Các nghiên cứu về các mối quan hệ giữa
viêm gan B, C và ung thư gan; giữa H. pylori trong viêm dạ dày và ung thư dạ dày;
giữa viêm loét đại tràng và ung thư đại trực tràng. Trong viêm dạ dày do H. pylori, H.
pylori tự sản xuất ra super oxit (O2.) vì nó tham gia vào việc sản xuất hợp chất gây
đột biến như peroxynitrite thông qua phản ứng với monoxide nitric trong dịch dạ dày.
Hơn nữa, nó kích thích sản xuất nitric monoxide từ đại thực bào và sản xuất gốc tự do
và bài tiết của cytokinesis từ dạ dày biểu mô niêm mạc. Đây là minh chứng cho mối
quan hệ giữa bệnh viêm nhiễm do vi sinh vật và ung thư dạ dày. Rõ ràng là trong
hình thành ung thư, có nhiều sự kiện khác nhau diễn ra và ROS có vai trò quan trọng
trong quá trình này [54].
1.3.4. ROS ảnh hƣởng đến một số oncogen
ROS được chứng minh là có liên quan với một số oncogen (gen sinh ung
thư) như RAS, c- My, catenin.
a) ROS với oncogene Ras
Protein Ras là một GTPase tham gia vào quá trình truyền tín hiệu tế bào.
Gene Ras là họ đầu tiên được phát hiện của G-protein. Có 3 họ gene Ras phổ biến ở
người là H, K, N – Ras. ROS điều khiển sự biến đổi tế bào thông qua RAS.
Các nghiên cứu đã cho thấy sự gia tăng lượng ROS ty thể đã giúp hoạt hoác
các oncogen như RAS, từ đó làm thay đổi quá trình sinh trưởng của tế bào ung thư.
RAS đã kích thích các yếu tố phiên mã NRF-2, PGC-1α, TFAM biểu hiện mạnh
mẽ, cùng với đó là sự gia tăng kích thước ty thể, thúc đẩy sản sản O2-• ở ty thể. Từ
17
đó, các bất thường về chức năng của ty thể theo thời gian đã khởi động các quá trình
biến đổi oncogen [70].
Rất nhiều nghiên cứu khác cũng ủng hộ quan điểm cho rằng sự thiếu oxi đã
ức chế các hoạt động sửa chữa DNA, khiến cho chúng mất ổn định và dễ dàng hình
thành khối u. Một trong những protein có liên quan đến sự hoạt hóa RAS là
p66SHC. Tuy nhiên, p66SHC không ảnh hưởng trực tiếp đến RAS. Nhưng nó hoạt
động như một phân tử cảm biến và giúp điều hòa hoạt động tế bào khi có ROS. Sự
biểu hiện của protein p66SHC tăng lên và được hoạt hóa trong điều kiện stress oxi
hóa [70].
b) ROS và oncogen MYC
Họ gen MYC oncogene có vai trò quan trọng trong nhiều bệnh ung thư ở
người. Rất nhiều nghiên cứu đã ghi nhận protein MYC xác định điều hòa các gen
liên quan đến chuyển hóa, trong đó có cả những ảnh kích thích tế bào tăng sinh.
Yếu tố chính kích thích hoạt động của MYC là TFAM, mã hóa cho các yếu tố điều
hòa sinh tổng hợp ty thể. Hơn nữa, MYC cũng làm tăng biểu hiện của các gen điều
khiển quá trình hấp thụ và chuyển hóa glutamine, kéo theo sự tăng cường tiêu thụ
oxi và ATP. MYC còn hoạt hóa các gen có chức năng chống oxi hóa như SOD2
(mã hóa cho MnSOD) và các gen mã hóa cho peroxiredoxin, PRX6 và PRXIII. Sự
hoạt hóa của các chu trình apoptosis ty thể có liên quan đến sự kích thích các gen
sinh tổng hợp ty thể của c-My [70]. Ngoài ra, ROS còn kích hoạt các oncogene khác
như các gen gây ung thư Fos và Jun [54].
1.3.5. ROS kích thích sự phân bào ung thƣ
Một số ROS có tác động tới sự phân bào ở tế bào ung thư. Ở liều lượng
thấp, hydrogen peroxide và superoxide kích thích quá trình phân bào ở nhiều loại tế
bào ung thư khác nhau. ROS nội bào ở tế bào ung thư vú tăng làm kích thích quá
trình phân bào. ROS ty thể cũng tham gia điều hóa quá trình phân bào và có thể làm
bất hoạt phân bào. Hiện tượng này xảy ra một phần do các hoạt động của MnSOD.
Phân tử này vốn được xem là công tắc ROS ty thể. Sự suy giảm hoạt độ MnSOD sẽ
kích thích quá trình phân bào do nó làm tăng lượng superoxide và giảm lượng
18
hydrogen peroxide. Trong khi đó, nếu hoạt độ của MnSOD tăng lên, nó sẽ khiến tế
bào dừng phân bào và chuyển về trạng thái im lặng, do nó làm tăng hoạt động sản
sinh hydrogen peroxide [70].
ROS có thể điều hòa dương hoạt động của cyclin, làm kích thích quá trình
phân bào [70].
Kích thích hình thành ROS ở tế bào ung thư vú làm thúc đẩy pha S trong
phân bào, từ đó dẫn đến quá trình phân bào. ATM (ataxia telangiectasia mutated
kinase) là một trong các protein tham gia vào điều hòa chu trình tế bào và được hoạt
hóa bởi ROS. Các bệnh nhân thiếu ATM có lượng thương tổn do ROS ở mức độ
cao. Mặt khác, hiện tượng này cũng cho biết ROS có thể được xem là một chất điều
hòa dương phân bào của tế bào ung thư thông qua việc điều chỉnh các protein quan
trọng khác trong chu trình tế bào [70].
1.3.6. ROS điều hòa quá trinh di căn trong ung thƣ
Các dạng oxi hoạt động ROS có thể làm tăng sự bài tiết metalloproteinase và
collagenase cũng như sản xuất các yếu tố tạo mạch (ví dụ, VEGF và IL-8). Những
yếu tố này có thể thúc đẩy không chỉ sự phát triển tại chỗ của khối u mà còn trong
quá trình di căn [33].
Để làm tăng khả năng di động của tế bào ung thư, một nhóm các tế bào ung
thư không có hoặc ít có khả năng di động có lượng ROS nội bào cao hơn các tế bào
thông thường. Nhờ đó, các dòng tế bào này di căn đến các cơ quan khác: phổi, gan
và lá lách [70].
Sự tăng lượng ROS ty thể có liên quan đến sự tương tác của tế bào với chất
nền ngoại bào, và sự tăng lên này cũng một phần do sự tái cấu trúc của hệ thống
khung xương tế bào. Quá trình sản xuất ROS tăng cường làm ảnh hưởng đến khả
năng liên kết tế bào qua chất nền ngoại bào, khả năng lan rộng của tế bào cũng như
phân bào. Khi mất đi sự liên kết qua hệ thống chất nền ngoại bào, các tế bào thường
chuyển sang một dạng đặc biệt của apoptosis là anoikis. Các tế bào u thì ngược lại,
chúng được bảo vệ khỏi quá trình anoikis và còn cho thấy sự gia tăng tốc độ phân
19
bào. Sự phản kháng lại anoikis cho phép tế bào u sống sót để đi ra ngoài phạm vi vi
môi trường u, kéo theo đó là di căn và hình thành khối u mới ở vị trí xa hơn [70].
Ngoài ra, sự thay đổi lượng ROS nội bào còn làm tăng khả năng di động
của các tế bào ung thư vú thông qua NF-κB. Sản xuất ROS do NOX-1 (NADPH
oxidase) đươc chứng minh là cần thiết cho quá tình hình thành dạng actin cấu trúc
mà tế bào u sử dụng để di căn. Việc làm tăng hoạt độ ROS ở các tế bào biểu mô
cũng đồng thời làm mất đi liên kết liên bào, ảnh hưởng đến hoạt động của integron,
phân tử điều khiển việc đi vào mạch của tế bào u trong quá trình di căn [70].
1.4. Liên quan giữa stress oxi hóa và bệnh ung thƣ đại trực tràng
Ung thư đại trực tràng (UTĐTT) là một trong những bệnh ung thư phổ biến
nhất trên toàn thế giới, với tỷ lệ mắc cao nhất ở các nước phương Tây. Hầu hết các
trường hợp xảy ra tự phát trong đời sống cá thể (70-80%), còn lại là các trường hợp
UTĐTT phát triển như là kết quả của yếu tố di truyền [52]. Theo Tổ chức Y tế thế
giới (2013), UTĐTT là loại ung thư hay gặp đứng hàng thứ 2 ở nữ (sau ung thư vú)
và hàng thứ 3 ở nam giới (sau ung tuyến tiền liệt và phổi) trên thế giới. Tính riêng
năm 2012, trên thế giới có đến 1,4 triệu ca chẩn đoán mắc mới (chiếm 9,7% tổng số
các loại ung thư) và 693900 ca tử vong do UTĐTT [71].
Tế bào ung thư đại tràng có chứa hàm lượng cao ROS, có thể đóng một vai
trò quan trọng trong cơ chế phân tử của UTĐTT [29]. Lượng ROS cao góp phần
làm mất tính ổn định của bộ gene, gây bất hoạt các gene ức chế khối u, hoạt hóa
một số oncogen như Ras, catenin dẫn đến sự phát triển của các khối u [51]. Tăng
quá trình oxi hóa DNA là một yếu tố tiềm năng trong quá trình này. Sản phẩm stress
oxi hóa trên phân tử DNA như 8–OHdG cũng đã được tìm thấy và kết luận là có
liên quan trong ung thư đại trực tràng [52, 76]. Các nghiên cứu cho thấy: cùng với
sự tăng dần mức độ rối loạn oxi hóa - chống oxi hóa là sự tiến triển của ung thư đại
trực tràng [33, 55].
ROS tác động đến quá trình tiến triển thành UTĐTT từ viêm mạn tính đại
tràng [54]. ROS được hình thành quá mức trong các bệnh viêm mạn tính và ung thư
đường tiêu hóa. Sự mất cân bằng về ROS và chất chống oxi hóa được thể hiện rõ
20
theo tiến triển của bệnh [50]. Đây là kết quả của sản xuất quá mức và không kiểm
soát được của ROS trong một thời gian dài trong chấn thương dai dẳng của các tế
bào các mô viêm [52].
Bên cạnh đó, yếu tố nguy cơ của UTĐTT bao gồm cả môi trường và lối
sống cũng như thói quen ăn uống (uống rượu, hút thuốc lá, tăng tiêu thụ thịt đỏ, các
loại ngũ cốc tinh chế, tinh bột), béo phì và ít vận động [52, 24]. Chế độ ăn của
phương Tây thường với phần lớn thịt đỏ được cho là một yếu tố nguy cơ ung thư.
Sự hiện diện của nhân heme chứa sắt với số lượng đáng kể trong thịt đỏ đã thúc đẩy
sự gia tăng các biến đổi tế bào và làm tăng thiệt hại DNA do tăng tạo ROS và stress
oxi hóa trong tế bào [24].
1.5. Chỉ thị sinh học (biomarker) để đánh giá tinh trạng stress oxi hóa
1.5.1. Các chỉ thị sinh học phổ biến để đánh giá tinh trạng stress oxi hóa
Chỉ thị sinh học để đánh giá tình trạng stress oxi hóa trong cơ hể là cần
thiết để chẩn đoán bệnh, kiểm tra sức khỏe, phát triển thuốc an toàn và đánh giá
hiệu quả của các loại thuốc, thực phẩm, đồ uống và các chất bổ sung [53].
Do ROS có thể đồng thời tấn công lipid, protein và axit nucleic trong các tế
bào sống, gây tổn thương DNA, lipid, và protein và tạo ra các sản phẩm đặc trưng
(hình 1.6). Vì vậy, việc đo lường chính xác và đáng tin cậy về tổn thương oxi hóa
lipid, protein và DNA thông qua các sản phẩm oxi hóa là quan trọng trong việc
đánh giá mức độ thiệt hại mà ROS gây ra.
21
Hinh 1.6: Các chỉ thị sinh học của stress oxi hóa thông qua các sản phẩm oxi
hóa các phân tử sinh học [16]
Các chỉ thị đáng tin cậy của stress oxi hóa được sử dụng phổ biến là:
- Chỉ thị của stress oxi hóa DNA: 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OHdG) là
sản phẩm của tổn thương oxi hóa nucleoside của DNA phổ biến nhất được phát hiện
và nghiên cứu [47].
- Chỉ thị của stress oxi hóa protein: cacbonyl protein là một chỉ thị sinh học
của oxi hóa protein [57] – được tạo thành tử carbonyl hóa Pro, Arg, Lys và Thr -
sản phẩm phổ biến nhất của oxi hóa protein
- Chỉ thị của stress oxi hóa lipid: Các sản phẩm peroxi hóa lipid được coi là
chỉ thị sinh học tiềm năng. Các chỉ thị sinh học thường được sử dụng là Malondial
dehyde – MDA (sản phẩm thứ cấp của peroxi hóa lipid chứa các axit béo axit béo
ω3 và axit béo ω6 có nhiều liên kết đôi), 4- HNE và IsoProstanes (hình thành từ
peroxi hóa lipid axit béo không bão hòa là arachidonic (20:4)), Oxysterols (hình
thành từ oxi hóa cholesterol) [34,58]. Trong đó (MDA) là chỉ thị sinh học phổ biến
của quá trình peroxi hóa lipid [53,57,80]
Các ROS gây peroxi hóa lipid đóng một vai trò quan trọng trong quá trình
bệnh lý. Gần đây, vai trò sinh học của sản phẩm peroxi lipid đã nhận được rất nhiều
sự chú ý không chỉ trong việc làm sáng tỏ cơ chế bệnh lý mà còn cho các ứng dụng
thực tế lâm sàng như là chỉ thị sinh học [80].
22
1.5.2. Chỉ thị sinh học MDA
MDA là một trong những sản phẩm thứ cấp của quá trình peroxi hóa lipid
được quan tâm nghiên cứu hàng đầu hiện nay. MDA là chỉ thị của tổn thương oxi
hóa ở các tế bào và mô. MDA cũng được sử dụng như một chỉ thị của tổn thương
màng tế bào [54].
MDA có tính axit yếu, pKa = 4.46.
Công thức phân tử: C3H4O2
Công thức cấu tạo:
Khối lượng phân tử tương đối: 72.07 g.mol-1
Tính ổn định: Ổn định dưới điều kiện trung tính.
MDA hấp thụ trong vùng tử ngoại với dung môi là nước. MDA hấp thụ cực
đại ở bước sóng 245 nm với hằng số hấp thụ điện tử ε = 13.103(cm-1
.M-1
) ở môi
trường acid, còn trong môi trường kiềm chúng hấp thụ cực đại ở 267 nm với ε =
30.103 (cm-1
.M-1
) [42].
1.5.2.1. MDA – sản phẩm thứ cấp của quá trinh peroxi hóa lipid
Sự peroxi hóa lipid hay nói cách khác là phản ứng của oxi với lipid không
bão hòa tạo ra một lượng lớn các sản phẩm oxi hóa. Sản phẩm chính của quá trình
là sự hình thành nên gốc lipid hydroperoxide (LOOH). Các sản phẩm thứ cấp của
quá trình peroxi hóa lipid là các loại aldehydes như là MDA, propanal, hexanal, và
4-hydroxinonenal (4-HNE)[4]. MDA được hình thành chủ yếu trong quá trình
peroxide hóa lipid của các lipid có chứa các gốc PUFA, tuy nhiên cơ chế chi tiết
cho quá trình này vẫn chưa được rõ ràng. Có hai giả thiết chính về cơ chế hình
thành MDA, cơ chế thứ nhất do Dahle và cộng sự cho rằng MDA được hình thành
từ các gốc tự do peroxyl của các PUFA (có từ 3 nối đôi liên hợp trở lên) bằng quá
trình đóng vòng đơn giữa các nguyên tử oxi của các peroxide, cơ chế thứ hai do
Pryor và cộng sự cho rằng MDA được hình thành từ các gốc tự do dị vòng chứa
gốc -O-O- của các PUFA bằng quá trình đóng vòng đôi [52]. Ngoài ra, một lượng
23
nhỏ MDA có thể được hình thành từ sự oxi hóa acid arachidonic và quá trình thoái
hóa oxi hóa phụ thuộc sắt của amino acid, carbonhydrate, đường pentose và hexose
[52].
1.5.2.2. Các phƣơng pháp định lƣợng MDA
Để định lượng MDA có thể sử dụng các phương pháp định lượng trực tiếp
hoặc định lượng thông qua các dẫn xuất của MDA với các chất khác (Bảng 1.2).
Bảng 1.2. Các phƣơng pháp định lƣợng MDA [42]
Loại phƣơng pháp Chất phân tích Cách phân tách hoặc
thu nhận chất
Cách phát
hiện, định
lƣợng
Định lƣợng trực
tiếp
MDA
Sắc kí lọc gel Đo quang
phổ UV Chưng cất bằng hơi
nước sau đó dùng sắc kí
pha đảo HPLC
Siêu lọc sau đó dùng sắc
kí lọc gel HPLC
Sắc kí ái lực ion HPLC
Siêu lọc sau đó dùng sắc
kí ái lực ion HPLC
Định
lƣợng
thông
qua
dẫn
xuất
Chất
huỳnh
quang
1-Amino-3-imino-
propenes
Chiết bằng dung môi Đo quang
phổ huỳnh
quang
1-Dansyl-pyrazole Chiết bằng dung môi sau
đó dùng sắc kí thường
HPLC
Đo quang
phổ huỳnh
quang
MDA-dianils Chiết bằng dung môi Đo quang
phổ huỳnh
quang
Sản phẩm cộng
MDA và TBA
Chiết bằng dung môi Đo quang
phổ
huỳnh
quang
Sắc kí thường HPLC
Sắc kí pha đảo HPLC
Chiết bằng dung môi rồi
dùng sắc kí ái lực HPLC
Chất Dibenzanthrone Không dùng Đo quang
24
màu phổ khả
kiến
Sản phẩm cộng
MDA và TBA
Không dùng Đo quang
phổ khả
kiến Chiết bằng dung môi
Sắc kí bản mỏng
Sắc kí cột lọc gel
Chiết bằng dung môi rồi
dùng sắc kí pha đảo
HPLC
Sắc kí ái lực ion HPLC
Sắc kí pha đảo HPLC
1-Methylpyrazole Chiết bằng dung môi rồi
dùng sắc kí khí
Detector
Nitro-
phosph
Các chất
dễ bay
hơi
2-(Pyrazol-1‟-yl)-
benzothiazole
Detector
Nitro-
phosph
MDA-pentafluoro-
phenylhydrazine
Detector
Electron-
capture
Các phương pháp phân tích định lượng MDA trực tiếp đều dựa trên nguyên
lý kết hợp HPLC với đo quang phổ tử ngoại. Phương pháp định lượng trực tiếp cho
độ nhạy và đặc hiệu cao tuy nhiên cũng có những hạn chế và khó khăn về kĩ thuật.
Phương pháp đòi hỏi các thiết bị HPLC với detector có độ nhạy cao, thời gian chạy
sắc ký để thôi MDA cùng các thành phần khác của mẫu lớn, tùy thuộc vào mỗi loại
mẫu, thời gian có thể rất khác nhau. Thêm vào đó MDA cũng có thể liên kết với các
thành phần của mẫu, khi đó cần phải thủy phân các liên kết này trước khi chạy
HPLC đồng phải phân tích xem lượng MDA liên kết là bao nhiêu để có thể định
lượng đúng giữa MDA tổng số và MDA tự do [42].
Các phương pháp định lượng MDA thông qua dẫn xuất cho phép định lượng
gián tiếp MDA bằng cách định lượng các dẫn xuất có khả năng phát huỳnh quang,
các dẫn xuất màu, các dẫn xuất hấp thụ tia tử ngoại hay các sản phẩm khí. Các phản
ứng tạo dẫn xuất của MDA đòi hỏi phải thực hiện trong các điều kiện khắc nghiệt
(môi trường acid, nhiệt độ cao, có các dung môi hữu cơ), điều này khiến cho mẫu có
thể bị oxi hóa hay phân hủy tạo ra các dẫn xuất phụ hoặc các sản phẩm không mong
25
muốn gây nhiễu đến việc định lượng. So với các phương pháp định lượng trực tiếp,
các phương pháp định lượng thông qua dẫn xuất có thể dẫn đến các đánh giá sai
lệch về chỉ số peroxyl hóa lipid MDA nhiều hơn. Tuy nhiên, các phương pháp định
lượng thông qua dẫn xuất vẫn đang được dùng để đánh giá MDA tạo ra từ quá trình
peroxyl hóa lipid bởi tính dễ thực hiện, năng suất lớn, có thể xử lý đồng thời được
nhiều mẫu với tốc độ nhanh chóng, có thể định lượng bằng phương pháp quang
phổ. Để giảm thiểu các ảnh hưởng của các dẫn xuất phụ đến kết quả, HPLC thường
được kết hợp để phân tách hỗn hợp các dẫn xuất. Ngoài ra, việc tiến hành phản ứng
trong điều kiện kị khí kết hợp với bổ sung các chất chống oxi hóa như butyllated
hydroxyltoluene (BHT) đã được đề nghị để giúp giảm thiểu quá trình tự oxi hóa hay
phân hủy của mẫu trong quá trình tạo dẫn xuất. Tuy nhiên có rất ít các nghiên cứu
trực tiếp chứng minh sự hiệu quả của các biện pháp phòng ngừa trên. Phần lớn các
phương pháp định lượng MDA thông qua dẫn xuất có liên hệ với Test TBA (Bảng
1.2) [42]. Test TBA là một trong các phương pháp phổ biến nhất để định lượng
MDA thông qua phức MDA (TBA)2. Phương pháp này đánh giá chính xác lượng
MDA hơn nhiều so với việc dùng dải bước sóng tử ngoại để do trực tiếp nó do
không chỉ có riêng MDA mà rất nhiều các aldehyde khác có khối lượng phân tử nhỏ
cũng hấp thụ ở dải bước sóng này. Sản phẩm cộng của phản ứng này là
MDA(TBA)2. Phức này khá ổn định, hấp thụ cực đại trong bước sóng 535 nm, với
hệ số hấp thụ điện tử ε = 1,56.105 (cm-1
.M-1
) [52].
1.6. Các nghiên cứu về stress oxi hóa trên bệnh ung thƣ ở trên thế giới và tại
Việt Nam
1.6.1. Tinh hinh nghiên cứu trên thế giới
Stress oxi hóa là một chủ đề nghiên cứu rất được quan tâm trên thế giới. Các
nghiên cứu đã được thực hiện trên cả người, động vật, thực vật và vi sinh vật [28].
Đặc biệt là các nghiên cứu theo hướng tìm hiểu vai trò của gốc tự do, ROS và đánh
giá mức độ stress oxi hóa trên các bệnh ở người, đặc biệt là bệnh ung thư.
Các nghiên cứu diễn ra theo hướng đánh giá tình trạng stress oxi hóa thông
qua xác định nồng độ các chỉ thị sinh học đã được tiến hành ở bệnh nhân ung thư.
26
Các chỉ thị sinh học để đánh giá tình trạng stress oxi hóa được sử dụng như: MDA,
HNE, IsoProstanes (là sản phẩm oxi hóa của acid arachidonic), Oxysterols (là sản
phẩm oxy hóa cholesterol [20, 80],…. Trong đó, sản phẩm của quá trình peroxi hóa
lipid là chỉ thị sinh học được nhiều nghiên cứu sử dụng nhất và MDA là một trong
những sản phẩm phân hủy được quan tâm nhất trong quá trình peroxi hóa lipid [52].
Nghiên cứu của Tüzün và cs [64] trên các giai đoạn ở bệnh nhân ung thư dạ
dày cho thấy: mức độ peroxi hóa lipid tổng thể được nhóm tác giả xác định thông
qua MDA và 4-HNE, hai trong số các sản phẩm phụ của quá trình peroxi hóa lipid.
Kết quả cho thấy MDA, HNE cao hơn đáng kể trong giai đoạn khối u T2, T3 và T4.
Nghiên cứu của Bakan và cs [32] cũng trên bệnh ung thư dạ dày cũng cho
kết quả tương tự: Lượng NO•, NO3
- và MDA là thấp nhất trong nhóm đối chứng và
cao nhất ở bệnh nhân giai đoạn IV. Khi giai đoạn của bệnh tăng lên, thì mức độ
NO•, NO3
- và MDA cũng tăng lên. Như vậy, sự phát triển của một khối u có thể liên
quan đến tình trạng cân bằng oxi hóa – chất chống oxi hóa. Tuy nhiên, trong nghiên
cứu không thấy có sự khác biệt ý nghĩa thống kê trong các tham số khi bệnh nhân
được phân chia nhóm theo mức độ di căn.
Nghiên cứu của Manoharan và cs [50] trên huyết tương và hồng cầu bệnh
nhân ung thư tế bào biểu mô miệng cho thấy mức TBARS màng hồng cầu tăng lên
dần qua các giai đoạn ung thư (giai đoạn khỏe mạnh, II, III, IV). Và tương ứng là sự
sụt giảm các chất chống oxi hóa: vitamin E, glutathione và sự suy giảm hoạt tính
các enzyme SOD, GPx, CAT. Như vậy có sự sụt giảm quan sát thấy trong vitamin E
và giảm glutathione trong huyết tương và hồng cầu của bệnh ung thư miệng, có thể
là do việc sử dụng các chất chống oxi hóa bởi các mô khối u hoặc tổn hại đến quá
mức của stress oxi hóa. Trong nghiên cứu về mức độ MDA và chất chống oxi hóa
được tìm thấy là có liên quan với các giai đoạn khối u của bệnh nhân [50].
Trong nghiên cứu về stress oxi hóa trong ung thư thực quản và dạ dày,
Dursun và cs [31] cũng cho thấy: so với nhóm đối chứng, MDA cao hơn ở bệnh
nhân ung thư thực quản và dạ dày, trong khi hoạt động GPx và CAT là thấp hơn ở
những bệnh nhân này. Tuy nhiên, bên cạnh đó lại có một số báo cáo khác không
27
phù hợp với những phát hiện này: giảm chất phản ứng axit thiobarbituric (TBARS)
ở huyết tương và mô [11,38].
Ở bệnh ung thư vú, Gerber và cs [37] đã nhận thấy mức MDA huyết tương
giảm khi tăng kích thước khối u và sự phát triển ung thư.
Nghiên cứu stress oxi hóa trên bệnh ung thư đại trực tràng:
Báo cáo công bố năm 2002 của Lauschke và cs [45] đã chứng minh sản
phẩm quá trình peroxi hóa lipid như là một dấu chuẩn bổ sung ở bệnh nhân
UTĐTT. Kết quả nghiên cứu trên máu cho thấy nồng độ sản phẩm peroxi hóa lipid
của bệnh nhân trước phẫu thuật cao hơn nhóm đối chứng.
Nghiên cứu của Skrzydlewwska và cs (2005) [33] trên 81 mẫu mô UTĐTT ở
giai đoạn II, III và IV cho thấy: các mức MDA và HNE trong mô ung thư đại trực
tràng tăng lên cùng với giai đoạn lâm sàng của bệnh, đồng thời là sự suy giảm về
hàm lượng vitamin C, vitamin E và glutathione. Trong nghiên cứu này, nhóm tác
giả còn sử dụng niêm mạc đại trực tràng ở vị trí mô cách xa khối u được cắt bỏ
nhất, có cấu trúc bình thường so với mô ung thư để làm đối chứng. Kết quả định
lượng MDA cho thấy: hàm lượng MDA ở mô ung thư cao hơn nhóm chứng ở tất cả
các giai đoạn bệnh.
Nghiên cứu của Otamiri và cs [55] trên mô ung thư đại trực tràng cũng cho
thấy: so với mô thường, quá trình peroxi hóa Lipid diễn ra mạnh hơn hẳn ở nhóm
bệnh và nhóm nghiên cứu kết luận rằng tình trạng peroxi hóa lipid là có liên quan
với ung thư đại trực tràng.
Tuy nhiên, theo nghiên cứu của Czeczot và cs [27] thì mức peroxid hóa lipid
cao nhất đã được tìm thấy trong giai đoạn I của ung thư đại trực tràng trong tiến
triển bệnh học và thấp nhất ở giai đoạn II.
Nghiên cứu Surinenaite và cs (2009) đã đánh giá sự thay đổi của tình trạng
stress oxi hóa và hệ thống miễn dịch trong cơ thể qua quá trình điều trị bằng phẫu
thuật và truyền máu ở các bệnh nhân bị ung thư đại trực tràng ở cả giai đoạn II và
giai đoạn III. Nghiên cứu này cũng cho thấy có sự giảm nồng độ MDA ở bệnh nhân
sau phẫu thuật, đồng thời ở thời điểm sau phẫu thuật 14 ngày nồng độ MDA tiếp tục
28
giảm thấp hơn so với 7 ngày sau phẫu thuật. Tuy nhiên sự thay đổi này chỉ xảy ra rõ
ràng ở nhóm bệnh nhân bị ung thư giai đoạn II, còn ở những bệnh nhân ung thư giai
đoạn III thì nồng độ MDA mãi đến thời điểm 14 ngày sau mổ mới giảm đáng kể.
Ngoài ra, nghiên cứu này còn cho thấy nồng độ các enzyme của hệ thống chống oxy
hóa là CAT, GSH đều không có sự thay đổi lớn sau phẫu thuật, đặc biệt nồng độ các
enzyme này sau phẫu thuật còn giảm so với trước phẫu thuật ở những bệnh nhân
ung thư giai đoạn III. Điều này cho thấy giai đoạn tiến triển của ung thư cũng là một
yếu tố ảnh hưởng đến mức độ peroxi hóa lipid cũng như tình trạng stress oxi hóa
của cơ thể, ảnh hưởng đến khả năng hồi phục của cơ thể cũng như hệ thống chống
oxi hóa sau phẫu thuật.
Bên cạnh đó, nghiên cứu của Upadhya và cs (2004) [67] trên mẫu máu của
17 bệnh nhân UTĐTT so với đối chứng (n = 20) cho thấy: Hàm lượng MDA trong
hồng cầu lại thấp hơn ở nhóm bệnh ( p = 0,05) và hàm lượng MDA giảm dần sau
điều trị bằng xạ trị và hóa trị 4 tuần.
1.6.2. Tinh hinh nghiên cứu ở Việt Nam
Hiện nay, đã có một số nghiên cứu liên quan đến stress oxi hóa được thực
hiện ở Việt Nam. Liệu pháp chống oxi hóa là hướng nghiên cứu đang được nhiều
tác giả lựa chọn: nghiên cứu về các chất chống oxi hóa có nguồn gốc tự nhiên, hỗ
trợ quá trình điều trị bệnh và cải thiện sức khỏe con người như dùng tỏi đen, trà
xanh, sâm Ngọc Linh và một số thuốc như Belaf trong liệu pháp chống oxi hóa [1,
8, 2,…]. Theo hướng đánh giá tình trạng stress oxi hóa cũng đã có nghiên cứu được
tiến hành trên nhóm bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường [7, 8].
Tuy nhiên, chúng tôi chưa thấy có nghiên cứu nào được công bố về stress oxi
hóa trên đối tượng là bệnh nhân ung thư đại trực tràng ở người Việt Nam. Đặc biệt,
các thông tin về tình trạng stress oxi hóa, và mối liên quan của nó với đặc điểm
bệnh học lâm sàng của bệnh UTĐTT là vẫn còn thiếu cần được quan tâm nghiên
cứu.
65
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1 Phạm Thị Hoàng Anh, Nguyễn Mạnh Quốc, Nguyễn Bá Đức, Nguyễn
Chấn Hùng (2001), “Công trình nghiên cứu tình hình bệnh ung thư ở Việt
Nam”, Tạp chí thông tin Y dược, số 2, 19-26.
2 Nguyễn Trọng Điệp (2012), “Nghiên cứu tác dụng chống oxy hóa của viên
nang cứng kaviran trên thực nghiệm”, Tạp chí Y dược học quân sự, 2, tr.
12-16.
3 Lê Thị Mai, Hoàng Trung Đạt, Nguyễn Thị Thu Hà, Bùi Đình Đại, Phạm
Ngọc Sơn, Phạm Mạnh Cường, Trịnh Hồng Thái, Đỗ Minh Hà (2016),
“Đánh giá mức độ peroxi hóa lipid trên một số nhóm người có mức độ vận
động khác nhau”, Tạp chí Sinh lý học Việt Nam, 4, tr. 18 -22.
4 Lê Huy Hòa (2002), “Nghiên cứu sựu xâm nhiễm của ung thư đại tràng”,
Tạp chí Y học thực hành (số 431), Bộ Y tế xuất bản, 101 -104.
5 Huyền Hoàng Tích Huyền (1992), “Gốc tự do trong dược lý học và độc
chất học”, Một số chuyên đề hóa sinh tập 1, Nhà xuất bản Y học, tr. 70-82.
6 Hoàng Thị Bích Ngọc, Lê Thị Thu và cộng sự (2006), “Nồng độ GSH và
MDA trong hồng cầu người bình thường và bệnh nhân đái tháo đường”,
Tạp chí Y học thực hành, Bộ Y tế, 4 (538), tr 62 -64.
7 Lê Đình Roanh, Hoàng Văn Kỳ, Ngô Thu Thoa (1999), “Nghiên cứu hình
thái học ung thư đại trực tràng gặp tại Bệnh viện K Hà Nội 1994 – 1997”,
Tạp chí thông tin Y dược, số đặc biệt chuyên đề ung thư, Hà Nội, 66 – 70.
8 Lê Thị Thu (2008), “Nghiên cứu một số chỉ số đánh giá tình trạng stress
oxy hóa và tác dụng chống oxy hóa của Belaf ở bệnh nhân đái tháo đường
týp 2”, Luận án tiến sĩ y học, Học viện Quân y, Hà Nội.
Tài liệu nước ngoài:
9 Abheri S., Mallick A., Ghosh A. (2010), “Free Radicals and Their Role in
Different Clinical Conditions: An Overview”, International Journal of
66
Pharma Sciences and Research, 1(3), pp.185-192.
10 Ahmed D., Cho H., Cho S. (2010), “Role of Oxidative Stress in Stem,
Cancer, and Cancer Stem Cells”, Cancers, 2(2): 859–884.
11 Alagol H., Erdem E., Sancak B., Turkmen G., Camlibel M., Bugdayci G.,
(1999) “Nitric oxide biosynthesis and malondialdehyde levels in advanced
breast cancer”, Aust N Z J Surg, 69, 647 – 650.
12 Almagor M., Kahane I., Yatziv S. (1984), “Role of superoxide anion in host
cell injury induced by mycoplasma pneumoniae infection” , A study in
normal and trisomy 21 cells. The American Society for Clinical
Investigation, 73, pp. 842-847.
13 A Devin, Diaz-Ruizr R., Rigoulet M. (2011), “The Warburg and Crabtree
effects: On the origin of cancer cell energy metabolism and of yeast glucose
repression”, Biochimica et Biophysica Acta 1807, 568–576
14 Antonio A., Muñoz M. F. And Argüelles S. (2014), “Lipid Peroxidation:
Production, Metabolism, and Signaling Mechanisms of Malondialdehyde
and 4-Hydroxy-2-Nonenal”, Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 31
pages
15 Baba Y, Nosho K, Shima K. (2011), “Phosphorylated AKT expression is
associated with PIK3CA mutation, low stage, and favorable outcome in 717
colorectal cancers”, Cancer , 117(7): 1399-1408.
16 Barrera G. (2012), “Oxidative Stress and Lipid Peroxidation Products in
Cancer Progression and Therapy”, ISRN Oncology, [PMC3483701].
17 Barry H., John G. (2001), “Antioxydant defences”, Free Radicals in Biology
and Medicine, Oxford University press, Third edition, pp. 225-231
18 Barry H., Susanna C. (1993), “Lipid peroxidation: its mechanism,
measurement, and significanc”, American Society for Clinical Nutrition,
57(suppl), pp.715-725.
19 Bartosz G. (2005), “Superoxide dismutases and catalase”, The Handbook of
Environmental Chemistry, 2, pp. 109-149
67
20 Bary H., Matthew W. (2004), “Measuring reactive species and oxidative
damage in vivo and in cell culture: how should you do it and what do the
results mean?”, Br J Pharmacol, 142(2): 231–255.
21 Birben E., Sahiner M., Sackesen C. (2012), “Oxidative stress and
antioxidant defense”, WAO Journal, 5, pp. 9-19.
22 Bokara K, Blaylock I, Denise S. (2009), “Influence of lead cetate on
glutathione and its related enzyms in different regions of rat brain”, Journal
of Applied Toxicology, 29(5), pp. 452-458.
23 Burdon R., Knippenberg H. (1991), Techniques in Free Radical Research,
Volume 22, Elsevier Science, Amsterdam.
24 Cadenas E., Boveris A. (2005), “Mitochondrial free radical production,
antioxidant defenses and cell signaling”, The Handbook of Environmental
Chemistry, 2, pp. 219-234.
25 Cantrell D. A. (2001), “Phosphoinositide 3-kinase signalling pathways”,
Journal of cell science, 114(8), pp. 1439-1445.
26 Cejas P., Casado E., Belda-Iniesta C. (2004), “Implications of oxidative
stress and cell membrane lipid peroxidation in human cancer
(Spain),” Cancer Causes and Control, vol. 15, no. 7, pp. 707–719
27 Czeczot H, Scibior-Bentkowska D., Skrzycki M. (2010), “Lipid
peroxidation level in gastrointestinal tract tumors”, Pol Merkur Lekarski,
Nov; 29(173), 309-14.
28 Devasagayam A., Tilak J. , Boloor K. , Ketaki S., Ghaskadbi S., Lele D. (2004),
“Free Radicals and Antioxidants in Human Health: Current Status and Future
Prospects”, J Assoc Physicians India, 52, pp. 794-780.
29 Dongchang, Fanwang (2008), “Evaluation of Oxidative Stress in Colorectal
Cancer Patients”, Biomedical and environment sciences 21, 286-289.
30 Droge W., Schipper M. (2007), “Oxidative stress and aberrant signaling in
aging and cognitive decline,”Aging Cell, 6 (3), pp. 361–370.
68
31 Dursun H., Bilici M., Uyanik A. (2006 ), “Antioxidant Enzyme Activities
and Lipid Peroxidation Levels in Erythrocytes of Patients with Oesophageal
and Gastric Cancer”, the Journal of International Medical Research; 34;
193 – 199.
32 Bakan E., Seyithan T (2002), “Nitric Oxide Levels and Lipid Peroxidation
in Plasma of Patients with gastric cancer”, Oxford Journals, Volume 32, pp.
162-166
33 Skrzydlewwska E., Sulkowski S, Koda M. (2005), “Lipid peroxidation and
antioxidant status in colorectal cancer”, 11(3): 403–406.
34 Esterbauer H., Schaur J., Zollner H. (1991), “Chemistry and Biochemistry
of 4-hydroxinonenal, malonaldehyde and related aldehydes”, Free Radical
Biology and Medicine, 11(1), pp.81–128.
35 Fujino G., Noguchi T., Matsuzawa A., Yamauchi S., Saitoh M., Takeda K.
And Ichijo H. (2007), “Thioredoxin and TRAF family proteins regulate
reactive oxygen species-dependent activation of ASK1 through reciprocal
modulation of the N-terminal homophilic interaction of ASK1”, Molecular
and cellular biology, 27(23), pp. 8152-8163.
36 Geou-Yarh Liouand Peter Storz (2010), “Reactive oxygen species in
cancer”, Free Radic Res. , 44(5).
37 Gerber M., Astre C, Segala C, Saintot M, Scali J, Simony-Lafontaine J
(1997): “Tumor progression and oxidant-antioxidant status”, Cancer Lett
114: 211 – 214.
38 Gerber M., Astre C., Segala C., Saintot M., Scali J., Simony-Lafontaine J.
(1996), “Oxidant-antioxidant status alterations in cancer patients:
relationship to tumor progression”, J Nutr; 126 (4 suppl): 1201S – 1207S
39 Guéraud F., Atalay M., Bresgen N., a Cipak, Eck P. M.l, Huc L., Jouanin I.,
et al (2010), “Chemistry and biochemistry of lipid peroxidation products”,
Free Radic. Res., 44(10), pp. 1098–124
69
40 Hong Chai and Robert E. Brown (2009), “Field Effect in Cancer–An
Update”, the Association of Clinical Scientists, Inc.
41 Howard W, Bruckne R, Pitrell I.J, Merric K.M (2000), Adenocarcinoma of
the colon and rectum, Cancer Medicine, 5th Edi, B.C. Decker Inc.pp. 1472-
520
42 Ignarro Louis J., C. Giuseppe., C. Alessandro., N. Claudio. (1999), “Nitric
Oxide as a Signaling Molecule in the Vascular System: An Overview”,
Journal of Cardiovascular Pharmacology, Volume 34, Issue 6, pp.879-886.
42 Janero D. (1990), “Malondialdehyde and thiobarbituric acid-reactivity as
diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury,” Free
Radic. Biol. Med., vol. 9, pp. 515–540,.
43 Jomova K., Valko M. (2011), “Advances in metal- induced oxidative stress
and human disease”, Toxicology, 283, pp. 65-87
44 JKehrer P., Klotz O. (2015), “Free radicals and related reactive speciesas
mediators of tissue injury and disease: implications for Health”, Critical
Reviews in Toxicology, 45:9, 765-798.
45 Lauschke H., Tolb R., Burger B., Minor T., Hirner A. (2002), “Lipid
Peroxidation as Additional Marker in Patients with Colorectal Cancer
Results of a Preliminary Study”, Eur Surg Res; 34, pp.346–350.
46 Leslie R., Downes C. P. (2002), “PTEN: The down side of PI 3-kinase
signalling”, Cellular signalling, 14(4), pp. 285-295.
47 Lobo V, Patil A, Phatak A, Chandra N (2010), “Free radicals, antioxidants
and functional foods: Impact on human health”, Pharmacognosy Reviews,
4(8), pp. 118–126.
48 Lushchak I. (2014), ”Free radicals, reactive oxygen species, oxidative stress
and its classification”, chem. Biol. Interact, 224C, 164-175.
48 Lü JM, Lin PH, Yao Q, Chen C. (2010), “Chemical and molecular
mechanisms of antioxidants: experimental approaches and model systems”,
J Cell Mol Med, 14(4), pp 840-60.
70
49 Manish M., Mohammad S., Khiem Tran (2014), "Reactive Oxygen Species
in Inflammation and Tissue Injury"; Antioxid Redox Signal, 20(7), 1126–
1167.
50 Manoharan S., Kolanjiappan K., Suresh K. & K. Panjamurthy (2005),
“Lipid peroxidation & antioxidants status in patients with oral squamous
cell carcinoma”, Indian J Med Res, pp 529-534
51 Markowitz SD, Bertagnolli (2009), “Molecular basis of colorectal
cancer”, N Engl J Med ; 361, 2449-2460.
52 Martina P. (2013), “Oxidative Stress in the Pathogenesis of Colorectal
Cancer: Cause or Consequence?” BioMed Research International, Article
ID 725710, 9 pages.
52 Murphy M. (2009), “How mitochondria produce reactive oxygen species”,
Biochem.J, 417, pp. 1-13.
53 Niki E. (2008), “Lipid peroxidation products as oxidative stress
biomarkers”, Biofactors, 34(2), 171-80.
54 Noriko N., Hiro W. (2001), “Cancer and Oxidative Stress”, Journal of the
Japan Medical Association”, 44(12), pp. 535-539.
55 Otamiri T, Sjödahl R. (1989), “Increased lipid peroxidation in malignant
tissues of patients with colorectal cancer”, Cancer, pp. 422-425.
56 Ray D., Huang W., Tsuji Y. (2012), “Reactive oxygen species (ROS)
homeostasis and redox regulation in cellular signaling”, Cellular signalling,
24(5), pp. 981-990.
57 Rizwan A., Anil T., Payal T. (2008), “Malondialdehyde and Protein
Carbonyl as Biomarkers for Oxidative Stress and Disease Progression in
Patients with Chronic Myeloid Leukemia”, Departments of Biochemistry
and Medicine, C.S.M. Medical University, Lucknow, India, in vivo 22: 525-
528
71
58 Robert K., Murray, David A., Kathleen M., Botham, Peter J. Kennelly,
Victor W. Rodwell, P. Anthony Weil: Happer’s Illustrated: Biochemistry,
McGraw-Hill books.
59 Rodrigo F., Onard S., Alexandros G., Georgakilas, Mihalis I. Panayiotidis
(2008), “Oxidative stress, DNA methylation and carcinogenesis”, Cancer
Letters, 266 6–11.
60 Sadanandam A., Lal A., Benz C., Eppenberger-Castori S., Scott G., Gray
W., Spellman P., Waldman F., Benz C. (2012), “Genomic aberrations in
normal tissue adjacent to HER2-amplified breast cancers: field cancerization
or contaminating tumor cells?”, Breast Cancer Res Treat;136(3):693-703.
61 Samano M., Torres-Duran V., Juarez-Oropeza A. (2012), “Effect of acute
extremely low frequency electromagnetic field exposure on the antioxidant
status and lipid levels in rat brain”, Archives of Medical Research, 43, pp.
183-189.
62 Sastre J., Pallardo V., Vina J. (2005), “Glutathion”, The Handbook of
Environmantal Chemistry, Vol. 2, pp. 91-108.
63 Scott K., Powers., Malcolm J. (2008), “Exercise-induced oxidative stress:
cellular mechanisms and impact on muscle force production”, Physiol Rev,
88(4), pp. 1243-1276.
64 Sefa Tüzün, Ahmet Y., Ahmet P. (2012), “Lipid Peroxidation and
Transforming Growth Factor-β1 Levels in Gastric Cancer at Pathologic
Stages”, Balkan Med J, 29(3): 273–276
65 Seven A., Civelek S, Inci E, Korkut N, Burçak G. (1999), “Evaluation of
oxidative stress parameters in blood of patients with laryngeal
carcinoma”, Clin Biochem, 32, 369–73.
66 Seven A, Erbil Y, Seven R, Inci F, Gulyasar T, Barutcu B (1998), “Breast
cancer and benign breast disease patients evaluated in relation to oxidative
stress”, Cancer Biochem Biophys; 16: 333 – 345.
72
67 Upadhya S, Mohan SK, Vanajakshamma K, Kunder M, Mathias S. (2004),
“Oxidant-antioxidant status in colorectal cancer patients before ang aftef
treatment”, Indian Journal of Clinical Biochemistry, 19 (2), 80-83
68 Sies H (1985), “Oxidative stress”, Academic Press, London; P. 18.
69 Simon U., Haj-Yehia A. and Levi-Schaffer F. (2000), “Role of reactive
oxygen species (ROS) in apoptosis induction”, Apoptosis, 5: 415-418
70 Stephen J., Sara Rodríguez-Enríquez, Jiri Neuzil, Emma Saavedra, Rafael
Moreno-Sánchez (2010), “The causes of cancer revisited: „„Mitochondrial
malignancy” and ROS-induced oncogenic transformation – Why
mitochondria are targets for cancer therapy”, Molecular Aspects of
Medicine, pp. 145–170
71 Stewart B. W., Wild C. P. (2013), World Cancer Report, World Health
Organization.
72 Sugawara E, Nakamura K, Miyake T, Fukumura A, Seki Y (1991), “Lipid
peroxidation and concentration of glutathione in erythrocytes from workers
exposed to lead”, Br. J. Ind. Med, Apr, 48(4), pp. 239-242.
73 Tobiume K., Matsuzawa A., Takahashi T. , Nishitoh H., Morita K. I. ,
Takeda K. and Ichijo H. (2001), “ASK1 is required for sustained activations
of JNK/p38 MAP kinases and apoptosis”. EMBO reports, 2(3), pp. 222-228.
74 Hermanek S., Hutter R., Sobin H. (1997), “TNM Atlas Classification of
Malignant Tumour”, Union International Contre Le Cancer, 4th Edi,
Springe, Berlin, pp.98-106.
75 Valko M., Leibfritz D., Moncol J. (2007), “Free radicals and antioxidants in
normal physiological functions and human disease", Int. J. Biochem. Cell
Biol., vol. 39, no. 1, pp. 44–84.
76 Valko M., Rhodes J., Moncol J., Izakovic M., and Mazur M. (2006), “Free
radicals, metals and antioxidants in oxidative stress-induced
cancer,” Chemico-Biological Interactions, vol. 160, no. 1, pp. 1–40.
73
77 William C. Copeland, Joseph T. Wachsman, F. M. Johnson, John S. Penta
(2002), “Mitochondrial DNA Alterations in Cancer”, Cancer Investigation,
20(4), 557-569.
78 William J. Marshall., Stephen K. Banger (1995), “Clinical Biochemistry-
Metabolic and Clinical Aspects”, pp. 765-772
79 Wulf D. (2002), “Free Radicals in the Physiological Control of Cell
Function”, Physiological Reviews,Vol. 82 no. 1, 47-95
80 Yasukazu Y., Aya U., Mototada S. (2013), “Lipid peroxidation biomarkers
for evaluating oxidative stress and assessing antioxidant capacity in vivo” ;
J Clin Biochem, 52(1): 9–16.
