Особенности жирнокислотного состава эритроцитов и плазмы крови детей с артериальной гипертензией Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

© ЭВЕРТ Л.С., КАЛАЧЕВА Г.С. *, КИРЕЕВА Н.Е., БОБРОВА Е.И, ПАНИЧЕВА Е.С.

ОСОБЕННОСТИ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА ЭРИТРОЦИТОВ И ПЛАЗМЫ КРОВИ ДЕТЕЙ С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИЕЙ

Л.С. Эверт, Г.С. Калачева*, Н.Е. Киреева, Е.И Боброва, Е.С. Паничева ГУ НИИ медицинских проблем Севера СО РАМН, дир.- член-корр. РАМН, д.м.н. В.Т. Манчук, г. Красноярск.

* Институт биофизики СО РАН, дир.- член-корр. РАН, доктор физ-мат. наук А.Г. Дегерменжи, г. Красноярск.

Резюме. Изучен состав жирных кислот (ЖК) эритроцитов и плазмы кро-ви у 51 ребенка в возрасте 7-15 лет с артериальной гипертензией (АГ) и нор-мальным АД. Выявлены особенности структурного перераспределения от-дельных жирных кислот у детей с АГ в виде преобладания насыщенных и моноеновых ЖК в эритроцитах при одновременном снижении их содержания в плазме крови, а также тенденция к снижению концентрации полиненасы-щенных жирных кислот (ПНЖК) в эритроцитах и повышению -в плазме.

Ключевые слова: дети, артериальная гипертензия, жирные кислоты, эритроцит, плазма.

В настоящее время среди всех хронических неинфекционных заболеваний, определяющих структуру заболеваемости и смертности населения в нашей стране и во многих странах мира, на ведущих позициях находятся болезни сердечно-сосудистой системы: ИБС, гипертоническая болезнь, атеросклероз сосудов головного мозга. Особую тревогу вызывает тенденция к росту заболеваемости артериальной гипертензии среди детей и подростков.

Сердечно-сосудистые заболевания относят к мембранной патологии. Структурные и функциональные свойства мембран зависят от природы фосфолипидов и жирных кислот, составляющих основу липидного матрикса мембран всех органов и тканей [2,3,4]. На основании широкомасштабных

эпидемиологических исследований установлена четкая обратная зависимость между распространенностью сердечно-сосудистых заболеваний, смертностью больных от этой патологии и содержанием в их рационе ПНЖК ю-3. ПНЖК ю-3 обладают гиполипидемическим, антиатерогенным, гипотензивным и тромболитическим действием, выраженность которого в значительной степени обусловлена количеством и особенно соотношением ПНЖК ю-6 и ПНЖК ю-3 в диете.

Морфологической основой развития ИБС является атеросклероз. Согласно существующим в настоящее время представлениям [1] в основе атеросклероза лежит дефицит в клетках полиненасыщенных (полиеновых) жирных кислот семейств ю-3 и ю-6 вследствие нарушения в системе липид-транспортных белков - липопротеинов (ЛП), которые сочетанно, но раздельно, переносят к клеткам насыщенные (НЖК) и полиненасыщенные (ПНЖК) жирные кислоты.

Развитие атеросклероза начинается с дефицита эссенциальных ЖК в клетках. Одновременно значительно увеличивается содержание эссенциаль-ных ЖК вне клеток - в крови и межклеточной жидкости в составе ЛПНП в форме этерифицированных холестерином ПНЖК (ПНЭХС). Именно в клетках дефицит ПНЖК запускает длительную адаптацию структурных, метаболических и регуляторных процессов [1].

Рядом авторов показано наличие нарушений, сопровождающих заболевания сердечно-сосудистой системы у взрослых [1]. В частности, увеличение содержания олеиновой кислоты характеризует состояние АГ и связано с наследственно обусловленными нарушениями в метаболических превращениях моноеновых ЖК. По данным, полученным в лаборатории ИМКВЛ СО РАМН для взрослой популяции мужчин, дефицит ПНЖК ю-3 лежит в основе возникновения кардиогенных заболеваний [1].

Изложенные данные дают представление о вероятной значимости патологии мембран и изменения их липидного и жирнокислотного спектра в па-

тогенезе сердечно-сосудистых заболеваний. Все вышесказанное послужило основанием к проведению настоящего исследования, целью которого было: выявить закономерности изменения метаболических параметров спектра жирных кислот эритроцитов и плазмы крови у детей с различным уровнем АД, их взаимосвязи и роль в формировании артериальной гипертензии.

Материалы и методы Изучен состав ЖК эритроцитов и плазмы крови у 51 ребенка 7-15 лет (мальчиков и девочек), из них 12 детей были с АГ (основная группа) и 39 - с нормальным АД (НАД) (группа сравнения).

Определение содержания ЖК в эритроцитах и плазме крови проводили методом газожидкостной хромато-масспектрометрии. Экстракцию липидов осуществляли согласно общепринятому методу Фолча. Анализ метиловых эфиров ЖК (МЭЖК) проводили на газовом хроматографе с масс-спектрометрическим детектором GCD Plus («Hewlett-Packard», США) на капиллярной колонке HP-FFAP длиной 30 м и внутренним диаметром 0,32 мм. Идентификацию ЖК осуществляли по масс-спектрам путем сравниванием их времен удерживания с таковыми имеющихся стандартов. В качестве стандартов использовали насыщенные, разветвленные и моноеновые кислоты с длиной цепи от 10 до 24, а также линолевую, а-линоленовую и у-линоленовую кислоты («Serva», Германия и «Sigma», США). Положение двойных связей в ненасыщенных ЖК устанавливали по масс-спектрам диметилоксазолиновых производных (ДМОЗ) жирных кислот. Расчет относительного содержания ЖК осуществляли методом внутренней нормализации. Абсолютные концентрации ЖК (в мг/мл) определяли по внутреннему стандарту, в качестве которого использовали нонадекановую кислоту.

Полученные результаты подвергнуты статистической обработке на персональном компьютере с применением ППП «Statistica 5.5 for Windows». Вид распределения рядов количественных признаков определяли по критериям Шапиро-Уилка, Колмогорова-Смирнова и Лиллиефорса. Статистическую

значимость различий для двух не связанных выборок анализировали с помощью критерия Манна-Уитни.

Результаты и обсуждение При анализе метиловых эфиров ЖК, полу-ченных из липидов эритроцитов детей, идентифицировано 43 ЖК с длиной углеродной цепи от С 9 до С 24, как четных, так и нечетных, нормального и изостроения, моноеновых и полиеновых. Главными по количественному содержанию ЖК были пальмитиновая (16:0), стеариновая (18:0), олеиновая (18:1 ю9), линолевая (18:2ю6), эйкозатриеновая (20:3ю6), арахидоновая (20:4ю6), бегеновая (22:0) и докозагексаеновая (22:6ю3). Анализу подвергну-ты и ЖК, содержание которых составляло не менее 0,5% суммы жирных кис-лот, а также некоторые минорные компоненты ЖК, играющие важное диаг-ностическое значение.

Абсолютное (в мг/мл) и относительное (в %) содержание жирных кислот в эритроцитах и плазме крови детей с АГ и НАД отражено в таблице 1. У детей с АГ отмечена тенденция к более высокому содержанию в эритроцитах и плазме крови таких насыщенных, моно- и диеновых ЖК, как нонановой (9:0), каприновой (10:0), антеизопентадекановой (аі 15:0), гептадекановой (17:0), линолевой (18:2ю6), эйкозановой (20:0), эйкозеновой (20:1ю9), эйкозадиено-вой (20:2ю6), эйкозатриеновой (20:3ю6), арахидоновой (20:4ю6), ЖК со строением цепи 23:0 и 22:0, лигноцериновой (24:0) и нервоновой (24:1). Кроме того, для них была характерна тенденция к повышению в составе эритроцитов абсолютной и процентной концентрации лауриновой (12:0), тридекано-вой (13:0), миристиновой (14:0) насыщенных ЖК, изопентадекановой (і15:0) и пентадекановой кислот (15:0). В плазме же отмечалось перераспределе-ние этих ЖК в сторону снижения (как абсолютного, так и процентного).

В липидах эритроцитов детей с АГ регистрировался достоверно больший уровень миристолеиновой кислоты (14:1ю5), относящейся к моноеновым ЖК. Ее абсолютное содержание было равно 0,043 мг/мл против 0,021 мг/мл в

группе с НАД (Р=0,0308). Процентное содержание этой ЖК определялось в пределах 0,031 - в группе с АГ и 0,011 - у детей с нормальным АД. Число детей с высокими значениями кислоты было больше в группе с АГ, чем с НАД.

Следует отметить, что одновременно с повышением концентрации ми-ристолеиновой кислоты в клетках крови статистически значимо понижалось ее содержание вне клеток - в плазме. Так, абсолютное количество этой ЖК у детей с АГ составляло 0,005 мг/мл, процентное - 0,003, аналогичные показатели в группе с нормальным АД были равны 0,046 мг/мл (Р=0,0077) и 0,034 (Р=0,0065).

Самая большая в количественном отношении доля в спектре ЖК эритроцитов обследованных детей принадлежала пальмитиновой кислоте (16:0). Ее абсолютное количество было более значительным у детей с АГ (33,113 мг/мл), чем с нормальным АД (30,640 мг/мл, Р=0,3510), а процентное содержание - выше у детей с нормальным АД. Регистрировалась и несколько повышенная концентрация пальмитиновой кислоты в плазме крови. Анализ соотношения абсолютного и относительного содержания изомера этой ЖК -изопальмитиновой кислоты (П6:0) - в группах детей с АГ и НАД выявил ту же направленность изменений.

Достаточно большую долю спектра ЖК эритроцитов составляла стеариновая кислота (18:0). У детей с АГ регистрировалось несколько большее содержание как абсолютных (19,876 мг/мл), так и относительных количеств (13,884) этой НЖК в сравнении с группой нормального АД. В плазме крови несколько повышены были ее абсолютные значения при одновременном снижении относительных концентраций.

Высока была и доля олеиновой кислоты (18:1ю9) в составе ЖК эритроцитов у обследованных детей. В группе с АГ ее абсолютное содержание было выше, а процентное - ниже, чем у детей с НАД, соответственно (18,197 и 17,212, Р=0,3626) и (12,811 и 13,602, Р=0,3070). В плазме содержание олеиновой кислоты имело тенденцию к снижению. Аналогичную направленность

имели и изменения метаболита олеиновой кислоты со строением цепи 18:1, содержание этой кислоты также оказалось несколько большим у детей с АГ, причем повышено было как абсолютное, так и относительное ее содержание.

Отмечено статистически достоверное повышение уровня у-линоленовой кислоты (у 18:3) у детей с АГ (0,263 мг/мл) в сравнении с группой НАД (0,170 мг/мл, Р=0,0312), повышенным в первой группе было и процентное содержание этой ЖК. Аналогичную направленность изменений в группах детей с АГ и НАД имела и а-линоленовая кислота (а18:3), показатели абсолютного и процентного ее содержания в сравниваемых группах были равны соответственно 0,177 мг/мл и 0,139 (Р=0,0857) и 0,113 мг/мл и 0,082 (Р=0,0899). Концентрация а-линоленовой кислоты в плазме крови не зависела от уровня АД у детей, со стороны же у-линоленовой кислоты имелась тенденция к снижению ее количества в плазме.

Разнонаправленными оказались у детей с АГ изменения уровня в эритроцитах и плазме крови некоторых ЖК: эйкозатриеновой (20:3ю3), эйкозатет-раеновой (20:4ю3) и эйкозапентаеновой (20:5ю3).

Анализ уровня ПНЖК у детей с АГ показал тенденцию к их снижению. Так, в этой группе регистрировались меньшие значения как абсолютного, так и процентного содержания таких ПНЖК, как докозапентаеновой (22:5ю6), докозатетраеновой (22:4ю3) и докозапентаеновой (22:5ю3). Следует отметить, что различия в повышении процентной концентрации двух последних кислот в группах с АГ и НАД имели статистическую значимость. Анализ жирнокислотного состава плазмы выявил противоположную направленность изменений этих ЖК: в то время как их концентрация в эритроцитах повышалась, тогда как в плазме уровень докозапентаеновой (22:5ю6), докозатетраеновой (22:4ю3) и докозапентаеновой (22:5ю3) кислот снижался.

Сумма всех ЖК, идентифицированных в составе липидов плазмы детей с АГ (132,143 мг/мл), превышала аналогичный показатель в группе с НАД (126,988 мг/мл, Р=0,4937). Больше была у детей первой группы и суммарная

фракция всех НЖК (54,337 мг/мл) в сопоставлении со второй группой (51,138 мг/мл, Р=0,3595). Одновременно в группе с АГ имело место некоторое снижение суммарного количества моноеновых и диеновых ЖК (21,434 и 32,528 мг/мл) против 22,046 и 33,095 мг/мл у детей с НАД (при отсутствии статистически значимых различий между группами).

Суммарное количество ЖК семейства ю3, имеющих более длинные и менее насыщенные двойными связями углеродные цепи, было снижено в группе с АГ в сравнении с НАД. Высокое АД у детей ассоциировалось с повышением суммарного количества ПНЖК семейства ю6, имеющих более короткие и более насыщенные двойными связями углеродные цепи. Изменено было у детей с АГ и оптимальное соотношение ЖК ю-6 и ю-3 строения. Так показатель ю6/ю3 имел большие значения у детей с АГ - 1,876 против 1,625 в группе с нормальным АД (Р=0,1899).

Отношение функционально антагонистичных арахидоновой (ю-6 ЖК) и эйкозапентаеновой (ю-3 ЖК) оказалось повышенным у детей с АГ - 21,218 против 18,705 в группе с НАД (Р=0,5055). Величина отношения арахидоно-вой (ю-6 ЖК) и докозагексаеновой (ю-3 ЖК) у детей с АГ была также повышенной.

Таким образом, проведенные исследования состава ЖК липидов эритроцитов и плазмы крови позволили выявить отличительные особенности структурного перераспределения отдельных ЖК в группе детей АГ. У большинства детей этой группы преобладали повышенные показатели насыщенных и моноеновых ЖК в клетках крови при одновременном их снижении в плазме. Анализ уровня полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) выявил тенденцию к их снижению в клетках крови и повышению - в плазме.

Итак, отличительными особенностями структурного перераспределения отдельных ЖК в группе детей с АГ является преобладание повышенных показателей насыщенных и моноеновых ЖК в клетках крови при одновременном их снижении в плазме, а также тенденция к снижению

уровня полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) в клетках крови и повышению - в плазме. Выявленные структурно-фунциональные изменения в клетках крови и спектре ЖК плазмы отражают неблагоприятный фон в отношении риска раз-вития сердечно-сосудистой патологии (ГБ и ИБС) в последующие возраст-ные периоды. Характер изменений жирнокислотного состава клеточных элементов и плазмы крови детей с АГ имеет одинаковую направленность с таковыми у взрослых с заболеваниями сердечнососудистой системы (ИБС и АГ), но степень выраженности этих изменений значительно меньше. Вероятно, это связано с молодым возрастом обследованных и значительно меньшим «стажем» заболевания (АГ).

THE PECULAIRITIES OF FAT ACID CONTENT OF

ERYTHROCYTE AND BLOOD PLASMA IN CHILDREN WITH ARTERIAL HYPERTENSION

L.S.Evert, G.S.Kalacheva*, N.E.Kireeva, E.I.Bobrova, E.S.Panicheva State Medical Research Institute for Northern Problems of Siberian Division of

Russian Academy of Medical Sciences

We studied the content of fat acids (FA) of erythrocytes and blood plasma in 51 children in ages from 7 to 15 with arterial hypertension (AH) and normal AT. We revealed the peculiarities of structural re-distribution of some fat acids in AH children as the prevalence of saturated and monoenic FA in erythrocytes under simultaneous lowering of their content in blood plasma. Besides we marked the tendency to the lowering of the concentration of polyunsaturated fat acids (PUFA) in erythrocytes and their increase in plasma.

Литература

1. Титов В.Н. Биологическое обоснование применения полиненасыщенных жирных кислот семейства ю3 в профилактике атеросклероза // Вопр. питания. - 1999. - № 3. - С.34-39.

2. Козычева Е.В., Слезка И.Е. Липидкорригирующее действие морских полиненасыщенных жирных кислот в профилактике сердечно-

сосудистых заболеваний у мальчиков // Вопр. питания. - 1998. - № 4. -С. 27-31.

3. Harwood J.L. Lipid metabolism. In: Gunstone F.D., Harwood J.L., Padley B.F. / The Lipid Hand book . - London, Glasgow, New York, Tokyo, Melborne, Madras. - 1994. - P. 605-633.

4. Vance D.E., Vance J. / Biochemistry of lipid, lipoproteins and membranes. -Elsevier, Amsterdam, 1991. - P. 235.

Таблица 1

Содержание жирных кислот в эритроцитах и плазме крови у детей с артериальной гипертонией и нормальным

артериальным давлением.

Показатели ЖК и доверительный интервал

Жирная кислота Группа n M Me 25% 75% Р

Миристолеиновая ,%, эр 1 НАД 39 0,011 0,000 0,000 0,000 0,0176

14:1w5 2 АГ 12 0,031 0,033 0,000 0,052

Докозатетраеновая , %, эр НАД 39 0,380 0,314 0,277 0,414 0,0411

22:4w3 2 АГ 12 0,262 0,214 0,142 0,406

Докозапентаеновая , %, эр 1 НАД 39 1,165 1,166 0,966 1,399 0,0249

22:5w3 2 АГ 12 0,960 0,901 0,679 1,111

Миристолеиновая , абс., эр 1 НАД 39 0,021 0,000 0,000 0,000 0,0308

14:1w5 2 АГ 12 0,043 0,034 0,000 0,078

Гамма-линоленовая,абс., эр g18:3 1 НАД 39 0,170 0,132 0,076 0,223 0,0312

2 АГ 12 0,263 0,198 0,136 0,363

Миристолеиновая ,%, плаз 14:1w5 1 НАД 35 0,034 0,024 0,000 0,060 0,0065

2 АГ 13 0,003 0,000 0,000 0,000

24:1 1 НАД 35 1,023 1,009 0,655 1,299 0,0500

(%, плаз) 2 АГ 13 1,830 1,409 0,898 1,766

Миристолеиновая ,абс., плаз 1 НАД 35 0,046 0,027 0,000 0,082 0,0077

14:1w5 2 АГ 13 0,005 0,000 0,000 0,000