CC BY
28
Ф.А. Бичкаева
д.б.н., зав. лабораторией биологической и неорганической химии ИФПА УрО РАН, профессор кафедры, Институт естественных наук и биомедицины САФУ
Т.И. Кокоев ректор, профессор,
зав. лабораторией медико-биологических исследований ЮОГУ им. А. Тибилова
Ц.Г. Джиоева к.п.н., старший научный сотрудник, лаборатория медико-биологических исследований ЮОГУ им. А. Тибилова
З.А. Джабиева младший научный сотрудник, лаборатория медико-биологических исследований ЮОГУ им. А. Тибилова
Н.И. Волкова
доцент кафедры, Институт естественных наук и биомедицины САФУ
Т.В. Третьякова старший научный сотрудник ИФПА УрО РАН
гО.С. Власова
старший научный сотрудник ИФПА УрО РАН
F.A. Bichkaeva
Dr.Sc. (Biology), Head of laboratory of biological and inorganic chemistry Institute
of Environmental Physiology UB RAS, Professor, Institute of Natural Sciences and Biomedicine NAFU
T.I. Kokoev
Professor, Head of Laboratory of Medical and Biological Research
SOSU named after A. Tibilov Ts. G. Dzhioeva
Ph.D., Senior Researcher of Laboratory of Medical and Biological Research
SOSU named after A. Tibilov Z.A. Dzhabieva
Junior Researcher of Laboratory of Medical and Biological Research
SOSU named after A. Tibilov N.I. Volkova
Lecturer, Institute of Natural Sciences and Biomedicine NAFU
T.V. Tretyakova
Senior Researcher, Institute of Environmental Physiology UB RAS
O.S. Vlasova
Senior Researcher, Institute of Environmental Physiology UB RAS
Аннотация. В статье рассмотрены особенности углеводного и жирового обменов и роль жирных кислот в обеспечении гомеостаза глюкозы, промежуточных продуктов углеводного обмена у жителей, проживающих на территории различных по климатогеографическим характеристикам. Установлено, что у жителей приполярных регионов Архангельской области значимо низкие уровни насыщенных жирных кислот, ю-6 у-линоленовой, эйкозатриеновой, арахидоновой ПНЖК, ю-3 линоленовой, доказагексаеновой ПНЖК и высокие ю-7 пентадеканолевой, гептадеканолевой МНЖК в крови сочетаются с повышенным содержанием глюкозы и снижением активности аэробных процессов. А у жителей южных регионов Кавказа повышенные концентрации в крови НЖК, ю-7 пальмитоолеиновой МНЖК, ю-9 элаидиновой, олеиновой, эйкозеновой, эруковой, нервоновой МНЖК и низкие ю-6 линоэлаидиновой, линолевой, эйкоза-диеновой, докозадиеновой ПНЖК, ю-3 эйкозапентаеновой ПНЖК сопровождаются снижением уровня глюкозы и активацией аэробных процессов.
Annotation. The article describes the features of carbohydrate and fat metabolism and the role of fatty acids in the provision of glucose homeostasis and its intermediates in residents living in two different climatic and geographical areas. There were revealed that inhabitants of the Subpolar regions of the Arkhangelsk region have significantly low levels of saturated fatty acids, ю-6 y-linolenic, eicosatrienoic, arachidonic fatty acids, ю-3 lino-lenic, docosahexaenoic acids and high levels of ю-7 pentadecenoic and geptadecenoic acids combined with increased levels of glucose and decreased activity of aerobic processes. Inhabitants of the Southern regions of the Caucasus have elevated serum concentrations of ю-7 palmitoleic acid, ю-9 elaidic, oleic, eicosenoic, erucic, nervonic acids and low levels of ю-6 linolelaidic, linoleic, eicosadienoic, dokosadienoic acids, ю-3 eicosapentaenoic acid, which are associated with decreased glucose content and activation of aerobic processes. Ключевые слова: глюкоза, лактат, пируват, насыщенные, мононенасыщенные и полиненасыщенные жирные кислоты, приполярные регионы Архангельской области, южные регионы Кавказа, Южная Осетия, внутри- и межсистемные реакции.
Keywords: glucose, lactate, pyruvate, saturated, monounsaturated and polyunsaturated fatty acids, polar regions of Archangelsk region, the southern regions of the Caucasus, South Ossetia, the intra-and inter-system reactions.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УГЛЕВОДНОГО И ЖИРОВОГО ОБМЕНОВ У ЖИТЕЛЕЙ ДВУХ РАЗЛИЧНЫХ КЛИМАТОГЕОГРАФИЧЕСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
В последние годы в мировой науке усиливается интерес к анализу жирных кислот (ЖК) крови человека как важнейших биомаркеров функционального состояния организма [11, 9]. Большинство работ в этой области посвящены анализу, в первую очередь, кислот полине-насыщенных. Однако, предметом изучения данной работы являются не только ПНЖК, но и НЖК и МНЖК в периферической крови. Известно, что свойства и участие в метаболизме липидов и липопротеинов во многом зависят от структуры и качественных характеристик, входящих в их состав ЖК - НЖК, МНЖК, ПНЖК.
На Севере у практически здоровых жителей происходят адаптационные перестройки обменных процессов с активацией липидного обмена, который характеризуется снижением антиатерогенных и повышением атерогенных фракций липидов и минимизацией углеводного звена метаболизма со снижением концентрации глюкозы, пирувата и повышением уровня лактата в крови [4, 5, 8, 17]. Подобные флуктуации параметров липидного и углеводного обменов могут играть важную роль в развитии различных патологических процессов в организме, зависящих от климатогеографических факторов территорий проживания [2, 3].
В этой связи представлялось актуальным провести сравнительную характеристику показателей жирового и углеводного обменов у взрослого населения, проживающего на различных климатогеографических территориях: 6465° с.ш., 40° в.д. (приполярные регионы Архангельской области - ПР) и 42°00'- 42°44' с.ш., 4344° в.д. (южные регионы Кавказа Республики Южной Осетии - ЮРК). Рассматриваемые в данной работе регионы различаются фотопериодикой, природно-климатическими и экономико-географическими параметрами. Приполярные регионы Архангельской области Севера России - это дискомфортная зона проживания, приравненная к Крайнему Северу (по распоряжению Правительства РФ от 12.07.93). Средняя температура воздуха за год минус один градус, период без морозов может быть до девяносто пяти дней, коэффициент естественной освещенности на 20% ниже, чем в средних широтах, имеется ультрафиолетовый дефицит [10]. Государство Южная Осетия располагается на южных склонах Большого Кавказа (1000-3500 м выше уровня моря), на севере Внутреннекарт-лийской равнины. В г.Цхинвал, где проводилось исследование, средняя температура самого тёплого месяца (август) 25,7°С, а самого холодного (январь) 2,6-6,5°С [6].
Материалы и методы исследования
С 2008 по 2012 г обследовано взрослое население ПР Архангельской области в возрасте от 18 до 60 лет (41,1±1,9) - 374 человека (218 женщин и 156 мужчин) и ЮРК Республики Южная Осетия в возрасте 18 до 62 лет (42±2,1)
- 331 человек (257 женщин и 72 мужчин). Общее количество обследованных лиц - 705 человек, у всех I-II группа здоровья и примерно одинаковые социально-бытовые условия проживания. Все испытуемые дали письменное информированное согласие на обследование. Утром, после ночного голодания, произведён забор крови из локтевой вены в вакутайнеры «Beckton Dickinson BP».
На базе лаборатории биологической и неорганической химии в сыворотке крови спектрофотометрическим методом на биохимическом анализаторе «МАРС» с использованием наборов Chronolab AG (Швейцария) определены уровни показателей углеводного обмена - глюкозы (ГЛЮ), лактата (ЛАК), пирувата (ПИР) и соотношение лактата к пирувату (ЛАК/ПИР). Методом газожидкостной хроматографии с предварительной экстракцией липидов из плазмы крови [15] и последующим получением метиловых эфиров ЖК определено содержание: насыщенных ЖК - декановой (С10:0), ундецило-вой (С11:0), лауриновой (С12:0), тридекановой (С1З:0), миристиновой (С14:0), пентадекано-вой(С15:0), пальмитиновой (С16:0), маргариновой (С17:0), стеариновой (С18:0), арахиновой (С20:0), генэйкозановой (С21:0), бегеновой (С22:0), трико-зановой (С2З:0), лигноцериновой (С24:0); мононе-насыщенных ЖК - миристоолеиновой (С14:1), пентадеканолевой (С15:1), пальмитоолеиновой (С16:1), гептадеканолевой (С17:1), элаидиновой (C18:1n9t), олеиновой (C18:1n9c), эйкозеновой (С20:1), эруковой (С22:1), нервоновой (С24:1); полинена-сыщенных ЖК - линоэлаидиновой (С18:2п60, ли-нолевой (С18:2п6<!), линоленовой (С18:3п3), у-линоленовой (С18:3п6), эйкозадиеновой С20:2, ю-6 эйкозатриеновой (С20:3п3), ю-З эйкозатриеновой (С20:3п6), арахидоновой (С20:4п6), докозадиеновой С22:2, эйкозапентаеновой (С20:5п3), докозагексае-новой (С20:6п3). Проведен также расчет соотношений значений ПНЖК юЗ и ю6: ю6/юЗ, юЗС20:5пз/ю6 С20:4п6 и юЗС20:6пз/ю6С20:4п6. Анализ метиловых производных ЖК проводили на газовом хроматографе Agilent 7890A (ПИД, капиллярная колонка «Agilent DB-23», 60*0.25*0.15) в режиме программирования температуры и скорости газа носителя азота. Идентификацию ЖК осуществляли с использованием стандарта «Supelco 37 RAME C4-C24» (USA).
Количественный расчет уровней ЖК проводили методом внутреннего стандарта (монодекановая кислота) в программе «Agilent Chem Station B.03.01» (USA).
Для проверки статистической гипотезы применяли непараметрические методы анализа с использованием компьютерного пакета прикладных программ SPSS v 13.0: критерий Mann-Whitney и критерий Фишера для разности средних значений. Для выявления взаимосвязей между показателями использовали
корреляционный анализ по Спирмену. Различия считали достоверными при уровне значимости p < 0,05 [7].
Результаты и их обсуждение.
При сравнении значений показателей углеводного обмена у жителей ПР и ЮРК выявлены достоверные различия. Уровень ГЛЮ у жителей ПР был выше, чем ЮРК (4,9±0,04 и 4,61±0,05 ммоль/л соответственно, р<0,001), а содержание промежуточных продуктов обмена углеводов выше у жителей ЮРК и составило для ЛАК 3,53±0,10 и 3,06±0,06 ммоль/л, соответственно, р <0,001, для ПИР - 0,044±0,001 и 0,034±0,001 ммоль/л, соответственно, р <0,001, при этом величина коэффициента ЛАК/ПИР в ЮРК оказалась ниже (73,80±1,94 и 96,68±2,02 усл. ед.; р <0,001) за счет более высоких концентраций ПИР.
Выявлены также различия между рассматриваемыми группами ПР и ЮРК в содержании короткоцепочечных насыщенных жирных кислот (С6:0-С11:0), среднецепочечных ЖК (С120-С160: лауриновая, миристиновая, пальмитиновая и др.), длинноцепочечных ЖК (С16:0 и >: стеариновая, арахиновая и др.), участвующих в синтезе липопротеинов и липидных соединений, в построении клеточных мембран, синтезе гормонов, переносе и усвоении витаминов и микроэлементов, но, прежде всего, являющихся источником энергии. Чрезмерное поступление в организм насыщенных жиров является одним из важнейших факторов риска развития ожирения, диабета, сердечно-сосудистых и др. заболеваний [9].
Средняя концентрация С10:0 НЖК у лиц ПР составила - 1,13±0,09 мкг/мл, у ЮРК -1,20±0,04 мкг/мл, С11:0- 0,98±0,082 и
0,397±0,016 мкг/мл соответственно (p<0,001). При анализе частот отклонений относительно общепринятой нормы установлено, что содержание С10:0 выше нормы отмечено у 17% участников исследования в ПР и у 15% в ЮРК, С11:0 -у 40,5% и 0,8% соответственно (p<0,001).
Содержание С12:0 по группам значимо не различалось - 2,68±0,16 мкг/мл ПР и 2,89±0,083 мкг/мл ЮРК. При этом, у жителей ПР в 16,5% случаев уровень был аномально низким и в 13% случаев аномально высоким, а у жителей ЮРК -в 2% и 15% случаев, соответственно.
Уровень Сі3:0 в крови у лиц ПР оказался ниже, чем в ЮРК, и составил 0,539±0,038 и 0,683±0,04 мкг/мл (р=0,003), у 10% лиц в ПР и у 13% в ЮРК выявлены аномально высокие уровни содержания этой ЖК. Концентрация С14:0 в крови лиц ПР составила 17,19±0,95 мкг/мл, что ниже чем в ЮРК - 23,85±0,72 мкг/мл, р<0,001. При этом этот показатель был выше нормы у 10,1% жителей ПР и 28,8% ЮРК - (р<0,001).
Содержание С15:0 у лиц ЮРК составило 7,49±0,18 мкг/мл, что выше чем ПР - 4,04±0,17 мкг/мл, р<0,001. Концентрация С16:0 у жителей ПР составила 394,42±20,11 мкг/мл, а ЮРК -488,36±9,46 мкг/мл, р=0,0002, у жителей ПР содержание данной кислоты превышало верхнюю границу нормы в 18% случаев, а в ЮРК - в 26%.
Уровень С17:0 в ЮРК составил 8,21±0,19 мкг/мл, в ПР - 5,04±0,23 мкг/мл, (р<0,001). Кроме того, в ПР частота встречаемости низких концентраций больше (19% случаев), а в ЮРК -высоких значений (27,3% случаев).
Содержание С18:0, С20:0, С21:0 НЖК в крови лиц ЮРК составило 167,85±2,26; 2,26±0,06 и 0,934±0,03 мкг/мл, что выше, чем ПР -138,54±7,29; 1,93±0,15 и 0,736±0,04 мкг/мл соответственно, р<0,01 и р<0,001. Частота встречаемости высоких концентраций составила в ЮРК от 15 до 24% случаев, а в ПР - от 11 до 16% случаев.
Уровень С22:0 (2,09±0,06 мкг/мл), С23:0 (1,66±0,13 мкг/мл), С24:0 (4,64±0,06 мкг/мл) кислот был достоверно выше (р<0,001) у жителей ЮРК по сравнению с ПР (1,0±0,09; 0,823±0,06 и 1,09±0,06 мкг/мл, соответственно). Отклонения в сторону аномально высоких значений данных кислот были больше в ЮРК 14,3-39%, чем в ПР
- от 2-9%.
При анализе флуктуаций уровней МНЖК ю-7 класса у жителей ЮРК были значимо выше концентрации С14:1 и С16:1 ЖК - 1,56±0,074 и 38,56±1,55 мкг/мл против 1,23±0,076 и 32,43±2,98 мкг/мл в ПР, р<0,05; р<0,01 соответственно, аномально высокие значения в содержании кислот у лиц ПР составили 0% и 8,8%, а ЮРК - 16,5% и 13,1% соответственно. При этом у жителей ПР были отмечены повышенные уровни С15:1 и С17:1 кислот - 0,64±0,046 и
1,42±0,09 мкг/мл относительно 0,61±0,034 и 0,701±0,052 мкг/мл в ЮРК, р=0,014, р<0,001.
Самой распространенной МНЖК в жировой ткани человека является С18:1п9с, на ее долю приходится 55%. Эта кислота принимает участие в регуляции холестеринового обмена, способствует повышению в крови уровня липопро-теидов высокой плотности [1].
Суммарное содержание ю-9 МНЖК значимо выше было у жителей ЮРК по сравнению с ПР (С18:1п9 - 4,24±0,164 и 3,34±0,28 мкг/мл р<0,001; С18:1п9с - 327,99±8,49 и 316,06±19,61; С20:1 - 2,7±0,07 и 2,53±0,213, соответственно,
р<0,05; С22:1 - 0,75±0,025 и 0,67±0,05, р<0,05; С24:1 - 1,31±0,05 и 0,944±0,083, р<0,001). У лиц ПР выявлено суммарно низкое содержание ю-9 МНЖК, которое в 10% случаев сочеталось с низким уровнем олеиновой кислоты.
Полиненасыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, эйкозапентаеновая и докозагексаеновая) являются структурным компонентом клеточных мембран, участвуют в образовании простагландинов, способствует нормализации липидного и углеводного обмена, снижают риск развития осложнений при гипертонической болезни, риск развития тромбозов кровеносных сосудов, эффективны при лечении сахарного диабета, бронхиальной астмы, кожных заболеваний, иммунодефицитных состояний. Эйкозановые кислоты (эйкозатриеновая, арахидоновая, эйкозапентаеновая) являются субстратом для синтеза эйкозаноидов (простаг-ландины, лейкотриены, тромбоксаны - местные или тканевые гормоны), веществами, изменяющими количество цАМФ и цГМФ в клетке. Омега-3 и омега-6 кислоты конкурируют за одни и те же ферменты и, таким образом, соотношение этих жирных кислот оказывает влияние на синтез эйкозаноидов. Причем, направленность действия эйкозаноидов семейства омега-6 и омега-3 противоположная. Простагландины, образующиеся из жирных кислот класса омега-
6, суживают просвет кровеносных сосудов и бронхов, усиливают воспаление и тромбообра-зование. Простагландины - производные жирных кислот класса омега-3 расширяют бронхи и кровеносные сосуды, снижают агрегацию тромбоцитов и уменьшают образование тромбов в кровеносных сосудах, подавляют образование провоспалительных эйкозаноидов и цитокинов [18, 13, 16].
Так, наименьшее содержание ю-6 ПНЖК регистрировалось у жителей ЮРК при снижении концентрации С^м, С^^с, С202, С222 кислот (1,81±0,066, 491,17±13,73, 4,41±0,18 и 0,44±0,023 относительно 3,47±0,18, 592,87±54,8, 4,98±0,25 и 1,19±0,09 мкг/мл у лиц ПР, соответственно, р<0,001), у жителей ПР снижено содержание у- С18:3п3, С20:3п6 и С20:4п6 (4,73±0,44, 6,48±0,9 и 39,46±5,68 относительно 6,64±0,35, 18,76±0,94 и 95,33±4,06 мкг/мл в ЮРК соответственно, р<0,01-0,001). Следует отметить, что у лиц обоих регионов отмечены аномально низкие уровни С20:3п6 и С20:4п6 кислот, по сравнению
с физиологической нормой, в ПР - у 54,4% и 86,1% лиц, в ЮРК - у 12,5 и 50,2%, соответственно, высокие значения этих кислот установлены только в ЮРК, у 16,2% и 19,5% лиц соответственно.
В ПР снижение суммарного уровня ю-3 ПНЖК в крови сопровождалось низкими концентрациями С18:3п3 и С20:6п3 кислот (4,54±0,45 и 16,38±2,7 относительно 7,47±0,42 и 30,55±1,72 мкг/мл в ЮРК соответственно, р<0,001), а в ЮРК - С20:5п3 (9,55±0,65 против 12,03±1,18
мкг/мл в ПР, р<0,01).
В ЮРК на фоне достоверного снижения С20:5п3 был выше уровень С20:4п6 и С22:6п3 ПНЖК, а в ПР при низких концентрациях С20:4п6 в крови был достоверно выше уровень С20:5п3 и ее предшественника С18:3п3. В связи с конкурентными эффектами ПНЖК на процессы воспаления и агрегации тромбоцитов, были рассчитаны коэффициенты: С20:5п3/С20:4п6 и С22:6п3/С20:4п6. Предполагается, что существенное увеличение отношений С20:5п3/С20:4п6 и С22:6п3^20:4п6 сопровождает снижение выработки провоспалительных эйкозаноидов и цитокинов [1]. То есть данные отношения можно, вероятно, использовать в качестве маркера атерогенности. Так, в ПР соотношения этих кислот составили 0,3 и 0,55 усл.ед, а в ЮРК 0,1 и 0,32 соответственно. Тромбоксан А3, образующийся из С20:5п3, С22:6п3 ПНЖК, обладает более слабыми проагрегант-ными свойствами по сравнению с тромбоксаном А2, образующимся из С20:4п6 и может сопровождать повышение выработки провоспалительных эйкозаноидов и цитокинов, что, в свою очередь, может снижать мембраностабилизирующий эффект омега-3 ПНЖК и являться одной из скрытых причин развития атеросклероза и связанных с ним заболеваний. Полученные данные свидетельствуют о том, что эффекты С20:4п6 в крови в ПР могут быть нивелированы С20:5п3 и С22:6п3 ПНЖК за счет нескольких механизмов, включая конкурирование за циклооксигеназы и липоок-сигеназы [12, 14].
Анализ внутрисистемных корреляционных взаимосвязей между изучаемыми параметрами подтверждает наши предположения о зависимости уровня показателей углеводного обмена от определенных звеньев регуляции жирнокислотного состава у лиц, проживающих на различных климатогеографических территориях, рис.1, 2.
Рис. 1.Корреляционные взаимосвязи между показателями углеводного и жирового обмена у жителей приполярных регионов Архангельской области; - прямая слабая взаимосвязь, - обратная слабая
взаимосвязь. ----
Как было" указано выше, значимо высокий уровень глюкозы у жителей ПР относительно ЮРК сопровождался достоверно низким содержанием НЖК, ю-6 МНЖК (у-С18:3іі6, С20:3п6, С20:4п6), ю-3 ПНЖК (С20:3п6, С20:6пз), промежуЮТ-ных продуктов углеводного обмена (ЛАК, ПИР), р <0,001 при высоких концентрациях ю-7 МНЖК (С15:1, С17:1) в периферической крови. Значимые корреляционные взаимосвязи с ГЛЮ в этой группе образует ю-3 С20:3п3 ПНЖК (ГЛЮ-С20:3п3, r =-0.41, p=0,002), промежуточные продукты углеводного обмена (ПИР, ЛАК, ЛАК/ПИР) коррелируют с НЖК (ПИР-С24:0, r=-0,23, p=0,042; ЛАК/ПИР-С12:0, r=0,25, p=0,029; ЛАК/ПИР-С16:0, r=-0,24, p=0,034; ЛАК/ПИР-
С18:0, г=-0,25, р=0,027; ЛАК/ПИР-С24:0, г=-0,23, р=0,043), ю-3 ПНЖК (ЛАК-С20:3п6, г=-0,24, р=0,035; ЛАК-С22:6п3, г=-0,30, р=0,007;
ЛАК/ПИР-С22:6п3, г=-0,24, р=0,038), ю-6 ПНЖК (ЛАК-С:8:2п6Ь г=0,38, р=0,001; ЛАК-С:8:2п6с, Г=-0,27, р=0,019; ЛАК-С20:2, г=0,29, р=0,01; ЛАК-С20:4п6, г=-0,26, р=0,021; ПИР-С20:2, г=0,24, р=0,036; ЛАК/ПИР-С18:2п6ь г=0,25, р=0,03;
ЛАК/ПИР-С18:2п6с, г=-0,28, р=0,014; ЛАК/ПИР-С20:4п6, г=-0,23, р=0,045) и ю-9 МНЖК
(ЛАК/ПИР-С181п91, г=0,26, р=0,02), рис.1.
У жителей ЮРК, выявленные значимые внутрисистемные корреляционные взаимосвязи между показателями, отличны от ПР, рис 2.
Рис. 2. Корреляционные взаимосвязи между показателями углеводного и жирового обмена у жителей южных регионов Кавказа, Республика Южная Осетия; - прямая слабая взаимосвязь, - обратная
слабая взаимосвязь. —
При анализе" средних значений отмечено достоверно низкое содержание ГЛЮ и величина ЛАК/ПИР на фоне высоких концентраций ЛАК, ПИР, НЖК (Сц:0, С]3:0, С140 С150 С16Ю, С170 С18:0, С20:0, С21:0, С22:0, С23:0 и С24:0), Ю-7 МНЖК
(С14:1, С16:1), ю-9 МНЖК (С18:1n9t, С18:1n9c, С20:1,
С22:1, С24:1), низких ю-6 ПНЖК (С:8:2п6Ъ С:8:2п6о, С20:2, С22:2) и ю-3 С20:5п3 в периферической крови, что подтверждается наибольшим количеством корреляционных взаимосвязей ГЛЮ с ЖК (ГЛЮ-С12:0, г=0,15, р=0,018; ГЛЮ-С13:0, г=0,16, р=0,01; ГЛЮ-С14:0, г=0,20, р=0,001; ГЛЮ-С15:0, г=0,16, р=0,009; ГЛЮ-С17:0, г=0,19, р=0,001; ГЛЮ-С18:0, г=0,2, р=0,001; ГЛЮ-С23:0, г=-0,32, р=0,014; ГЛЮ-ХНЖК, г=0,19, р=0,001; ЛАК-С210, г=-0,18, р=0,039; ЛАК-С23:0, г=-0,21, р=0,011; ГЛЮ-С18:1п9с, г=0,16, р=0,009; ГЛЮ-С20:1, г=0,13, р=0,029; ПИР-С24:1, г=0,14, р=0,02; ПИР-С18:3п6, г=—0,13, р=0,032; ПИР-С22:2, г=0,14, р=0,028; ПИР-С22:6п3, г=-0,16, р=0,011;
ЛАК/ПИР-С18:3п3, г=-0,25, р=0,003; ЛАК/ПИР-С205п3, г=-0,20, р=0,015; ЛАК/ПИР-С226п3, г=-
0,2, р=0,015; ЛАК/ПИР-ХПНЖК, г=-0,18,
р=0,033 и ЛАК/ПИР-С18:2п6с, г=-0,18, р=0,03).
В ЮРК, несмотря на более высокое содержание НЖК по сравнению с ПР, возможно, что ЖК в большей степени активируют процессы гликолиза и ингибируют реакции глюконео-генеза, на это могут указывать статистически значимые обратные корреляционные связи между ЛАК, ЛАК/ПИР и ЖК (ЛАК-С21:0, г=-0,18, р=0,039; ЛАК-С23:0, г=-0,21, р=0,011; ЛАК/ПИР-С210, г=0,18, р=0,032). Такое влияние может приводить к снижению содержания ГЛЮ и величины коэффициента ЛАК/ПИР. Наличие прямых корреляционных связей ЖК с ПИР (ПИР-С12:0, г=0,15, р=0,018; ПИР-С14:0, г=0,13, р=0,045; ПИР-С21:0, г=0,18, р=0,003; ПИР-С23:0, г=0,18, р=0,005; ПИР-С24:0, г=0,30, р=0,001; ПИР-С24:ь г=0,14, р=0,02; ПИР-С22:2, г=0,14, р=0,028), возможно, говорит о более активном использовании ПИР для образования ацетил-КоА, как исходного вещества для синтеза жирных кислот. При этом у жителей ПР более низкое содержание НЖК, возможно, в большей степени ингибирует процессы гликолиза и активирует реакции глюконеогенеза, что может приводить к повышению содержания ГЛЮ, соотношения ЛАК/ПИР и снижению уровней ЛАК и ПИР.
Заключение
В результате проведенного исследования выявлены сходства и различия в уровнях ряда метаболитов углеводного и жирового обменов у населения, проживающего на территории с различными климатогеографическими условиями.
Для жителей обоих регионов характерно наличие индивидуально высоких значений ЛАК: в ЮРК - у 90,8% лиц, а в ПР - у 77,7%, и низких уровней ПИР у 12% и 14% лиц. При этом величина индекса ЛАК/ПИР была аномально высокой у 72% участников исследования в ПР и у 45,4% в ЮРК, уровень ГЛЮ у жителей ПР был выше (р <0,001), чем ЮРК. Вместе с тем, высокие уровни ГЛЮ (> 5,5 ммоль/л) в ПР были выявлены у 23% лиц, а в ЮРК у 13%, низкие - у 8,3% и 16,4% соответственно. Следовательно, независимо от территории проживания, наблюдалось преобладание анаэробных процессов над аэробным, более выраженное у жителей ПР.
У жителей ПР в периферической крови выявлено достоверно низкое содержание унде-циловой, тридекановой, миристиновой, пента-декановой, пальмитиновой, стеариновой, арахи-новой, маргариновой, генэйкозановой, бегено-вой, трикозановой и лингоцериновой НЖК, а у жителей южного региона Кавказа - декановой и лауриновой. Отклонение от физиологической нормы в сторону высоких значений насыщенных жирных кислот в ЮРК составило 11,0-39%, а в ПР 2-17,7%, а в сторону низких значений чаще регистрировались в ПР , чем ЮРК ( 2,5319% против 0,4-2,25% соответственно).
У жителей ЮРК установлены в крови повышенные уровни МНЖК ю-7 класса за счет высоких концентраций миристоолеиновой и пальмитоолеиновой кислот, а у жителей ПР -пентадеканолевой и гептадеканолевой. У жителей ПР выявлено суммарно низкое содержание ю-9 МНЖК, которое в 10% случаев сочеталось с низким уровнем олеиновой кислоты.
Наименьшее содержание жирных кислот класса ю-6 регистрировалось у жителей ЮРК за счет низкой концентрации линоэлаидиновой, линолевой, эйкозадиеновой и докозадиеновой кислот (р<0,001), а у жителей ПР за счет у-линоленовой, эйкозатриеновой и арахидоновой (р<0,01-0,001). Следует отметить, что у лиц
обоих регионов отмечены аномально низкие уровни эйкозатриеновой и арахидоновой кислот, по сравнению с физиологической нормой, в ПР - у 54,4% и 86,1% лиц, в ЮРК - у 12,5 и 50,2%, соответственно, высокие значения этих кислот установлены только в ЮРК, у 16,2% и 19,5% лиц соответственно.
Независимо от региона проживания выявлен дефицит эссенциальных ПНЖК: у жителей ПР линолевой - 13%, линоленовой - 0%, арахидоновой - 86,1% эйкозапентаеновой -12%, докозагексаеновой - 15%, у представителей ЮРК - 8%, 17%, 50,2%, 20%, 49,4% соответственно. Из полученных нами данных ясно, что качество питания у лиц обоих регионов формирует дефицит эссенциальных ПНЖК.
У жителей приполярных регионов Архангельской области значимо низкие уровни насыщенных жирных кислот, ю-6 у-линоленовой, эйкозатриеновой, арахидоновой ПНЖК, ю-3 линоленовой, доказагексаеновой ПНЖК и высоких ю-7 пентадеканолевой и геп-тадеканолевой МНЖК в крови сочетаются с повышенным содержанием глюкозы и снижением активности аэробных процессов. А у жителей южных регионов Кавказа повышенные концентрации в крови НЖК, ю-7 пальмитоолеино-вой МНЖК, ю-9 элаидиновой, олеиновой, эйко-зеновой, эруковой, нервоновой МНЖК и низкие ю-6 линоэлаидиновой, линолевой, эйкозадиено-вой, докозадиеновой ПНЖК, ю-3 эйкозапентае-новой ПНЖК сопровождаются снижением уровня ГЛЮ и активацией аэробных процессов.
С помощью корреляционного анализа показано, что содержание насыщенных ЖК с одной стороны, и мононенасыщенных и полинена-сыщенных с другой, проявляют определенную самостоятельность влияний на разные фрагменты углеводного обмена у лиц различных климатогеографических территорий. Так, у жителей ПР, при значимо высоких концентрациях глюкозы регулирующая роль в поддержании ее гомеостаза принадлежит ю-3 эйкозатриеновой ПНЖК, в содержании лактата и пирувата - насыщенным жирным кислотам (С12:0, С16:0, С18:0, С24:0), Ю-6 ПНЖК (Сі8:2п6Ь С18:2п6» С202 С20:4n6, С202, Q82n6t, Сі82п6с, С20:4п6) и в меньшей степени ю-9 МНЖК (С18:1п94). В ЮРК при значимо низких концентрациях глюкозы, лактата и пирувата
- насыщенным жирным кислотам (С12:0, С13:0,
С140 С15:0, С17:0, С18:0, С21:0, С22:0, С23:0, С24юХ ю-7 (С15:1, С16:1, С17:1) и ю-9 (С18:1n9c, С20:1, С24:1)
МНЖК и в меньшей степени ю-3 (С18:3п3, С18:3п6,
С20:5n3, С22:2, С22:6п3) и ю-6 С18:3п6 ПНЖК.
Таким образом, у участников исследования, независимо от территории проживания, выявлены значительные флуктуации в углеводном и жировом обмене. По сравнению с жителями ПР, у ЮРК, несмотря на относительно нормальные уровни в крови глюкозы, лактата, значение лактат/пируватного коэффициента,
арахидоновой и докозагексаеновой ПНЖК, установлено повышение содержание НЖК, МНЖК и снижение соотношений величин эйко-запентаеновой ю-З/арахидоновой ю-6, докозагексаеновой ю-З/арахидоновой ю-6, что может привести к снижению мембраностабилизирующего эффекта омега-З ПНЖК. Полученные результаты исследования жителей обоих регионов свидетельствуют о скрытых неблагоприятных тенденциях изменений липидного и углеводного обмена, способствующих развитию различных соматических заболеваний (в частности сахарного диабета 2-го типа, сердечно-сосудистых и др.) и требующих дальнейшего исследования.
Работа выполнена при поддержке гранта РГНФ-МинОНМП РЮО (№11-2613001) и программ инициативных фундаментальных исследований УрО РАН (№12-У-4-1021).
Литература:
1.Биохимия /под ред. Е. С. Северина. М.: Гэотар-Мед, 2004. С. 417-426.
2.Бичкаева Ф.А. Особенности липидного обмена у жителей Приполярья и южного Кавказа // VII Сибирский съезд физиологов: материалы съезда физиологов с международным участием. - Красноярск, 2012. - С. 64-65.
3.Бичкаева Ф.А. Сравнительный анализ липидного обмена взрослого населения приполярных регионов Архангельской области и южных регионов Кавказа // Вопросы сохранения и развития здоровья населения Севера и Сибири: мат. науч.-практ. конференции. Вып. 11. (Под ред. В.Т. Манчука, С.В. Смирновой). - Красноярск, 2012. - С. З7-З9.
4. Бичкаева Ф.А. Эндокринная регуляция метаболических процессов у человека на Севере
- Екатеринбург: УрО РАН, 2008. - З0Зс.
5.Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере
- Екатеринбург: УрО РАН, 2005. - 192 с.
6.Дзагоев А. Д. География Южной Осетии: Учебное пособие. — Владикавказ:
«Олимп», 200З.
7.Наследов А.Д. SPSS 15.0 профессиональный статистический анализ данных - СПб.: Питер, 2008. - 416 с.
8.Панин Л.Е. Энергетические аспекты адаптации - Л.: Медицина, 1978. 190с.
9.Титов В.Н., Арапбаева А.А., Пиркова А.А. и др Содержание индивидуальных жирных кислот и липидов в липопротеидах плазмы крови у больных с гиперлипидемией при приеме статинов // Кардиологический вестник, 2006. -№2. - С.З2-З8.
10.Экологическая зависимость физиологических функций человека: монография / Л.К. Добродеева, Ф.А. Бичкаева и др. - Архангельск, 2006. - 299с.
11. Arab L. Biomarkers of Fat and Fatty Acid Intake //J. Nutr., 200З/-У.1ЗЗ.№ З.-Р.925-9З2.
12. Calder P. C. Fatty acids metabolism and eicosanoid synthesis //Clinical. Nutrition. 2001; 20: 4: 1-5.
13.Decsi T., Szabo E., Kozari A., Erhardt E., Marosvolgyi T., Solvesz G. Polyunsaturated fatty acids in plasma lipids of diabetic children during and after diabetic ketoacidosis//Acta Paediatr. 2005; 94 (7): 850-855.
14.Dyerberg J, Bang HO, Hjorne N. Plasma cholesterol concentration in Caucasian Danes and Greenland West-coast Eskimos. Dan Med Bull. 1977; 24:52-55.
15.Folch J., Less M., Stanley G.A simple method for the isolation andpurification of total lipids from animal tissues // J. of biologi chemistry, 1957. - №226. - P.497-509.
16.Kremer J. M., Lawrence D. A., Jubiz W., Digiacomo R., Rynes R., Bartholomew L. E.,
Sherman M. Dietary fish oil and olive oil supplementation in patients with rheumatoid arthritis. Clinical and immunologic effects//Arthritis. Rheum. 1990; 33 (6): 810-820.
17.Petrenya N, Dobrodeeva L, Brustad M, Bichkaeva F, Menshikova E, Lutfalieva G, Poletae-va A, Repina V, Cooper M, Odland JO. Fish consumption and socio-economic factors among residents of Arkhangelsk city and the rural Nenets autonomous area. Int J Circumpolar Health. 2011;70:46-58.
18.Rodriges Y., Christophe A. B. Long-chain rn-6 polyunsaturated fatty acids in erythrocyte phospholipids are associated with insulin resistance in non-obese type 2 diabetics//Clin. Chim. Acta. 2005; 3541-3542: 195-199. Epub 2005, Jan 11.
