CC BY
59
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2013 УДК 616-008.939.15-074
Ф. А. Бичкаева1, 3, Т. И. Кокоев2, Ц. Г. Джиоева2, З. А. Джабиева2, Н. И. Волкова3, Т. В. Тpетьякова1, О. С. Власова1
СОДЕPЖАНИЕ В СЫВОPОТКЕ КPОВИ АПОЛИПОПPОТЕИНОВ А, В И ПАPАМЕТPЫ ОБМЕНА ЛИПИДОВ У ЖИТЕЛЕЙ ПPИПОЛЯPНЫХ PЕГИОНОВ СЕВЕPА И юЖНЫХ PЕГИОНОВ КАВКАЗА
1Институт физиологии пpиpодных адаптаций УpО PАН, Аpхангельск, е-mail: [email protected]; 2лабоpатоpия медико-биологических исследований ЮОГУ им. А. Тибилова, Цхинвал; 3Институт естественных наук и биомедицины САФУ
Проведено исследование взаимосвязей между содержанием в крови аполипопротеинов А, В и показателями липидного обмена у жителей приполярных регионов Севера и южных регионов Кавказа. У лиц, проживающих на территориях двух разных климатогеографических регионов, выявлены различия корреляционных взаимосвязей, характер которых определен концентрацией аполипопротеинов А и В в крови.
Ключевые слова: аполипопротеин А, аполипопротеин В, общий холестерин, эфиры холестерина, липидотранспортная система, приполярные регионы Архангельской области, южные регионы Кавказа, Южная Осетия
F.A. Bitchkayeva, T.I. Kokoyev, Tz.G. Djyoyeva, Z.A. Djabiyeva, N.I. Volkova, T.V. Tretyakova, O.S. Vlasova
THE CONTENT OF APOLIPOPROTEINS IN BLOOD M AND PARAMETERS OF LIPID METABOLISM IN POPULATION OF NORTH POLAR REGIONS AND SOUTHERN REGIONS OF CAUCASUS
The study was carried out concerning the between content of apolipoproteins A andB in blood and lipid metabolism in population of North Polar regions and Southern regions of Caucasus. The differences of correlation relationships depending on concentration of apolipoproteins A and B in blood in population dwelling in territories climate geographic regions were detected.
Key words: apolipoproteins A, apolipoproteins B, common cholesterol, ether cholesterol, Ирid transport system, Archangelsk, Polar regions, Southern regions of Caucasus, South Ossetia
Аполипопротеины (апоА, апоВ) поддерживают структурную целостность липопротеидов (ЛП), стаби-лизируют эфиры холестерина и триглицеридов при взаимодействии с фосфолипидами [8, 11, 15], участвуют в процессах обмена между липопротеидами, отвечают за их взаимодействие с рецепторами, ферментами, такими как постгепариновая липопротеидлипаза и печеночная липаза [5, 15]. Кроме того, аполипопротеины связываются с рецепторами на поверхности клеток, определяя, таким образом, места захвата и скорость деградации других компонентов ЛП, в частности спирта холестерина [8, 15]. Связывание апоВ с рецепторами запускает поглощение липидов клетками [10]. Ранее было показано, что нарушения в генах, кодирующих синтез апо-белков, могут приводить к изменению липидного профиля в плазме крови и сдвигу липидного спектра в сторону атерогенности [6, 7, 9, 12-14, 16]. Между тем содержание аполипопротеинов (А и В) у жителей приполярных регионов (ПР) Архангельской области и южных регионов Кавказа (ЮРК) практически не оценено, несмотря на то что специфические особенности обмена липидов у северян выявлены давно [1, 2, 4]. Аналогичные исследования в ЮРК не проведены. Цель работы - определить содержание и выявить взаимосвязи между содержанием в крови апоА и апоВ и параметрами липидного обмена у взрослого населения ПР Севера и ЮРК.
Материалы и методы. Обследовано взрослое население (2009-2011 гг.) ПР Архангельской области в возрасте от 18 до 60 лет (41,1 ± 1,9 года) - 227 человек (156 женщин и 71 мужчина) и ЮРК - Республики Южная Осетия в возрасте 18 до 62 лет (46 ± 2,1 года) - 158 человек (115 женщин и 43
Для корреспонденции:
Бичкаева Фатима Артемовна, д-р биол. наук, зав. лаб. биол. и неорганической химии.
Адрес: 163061, Архангельск, пр. Ломоносова, 249. Телефон: (8182) 20-09-27
мужчины). У всех обследованных лиц брали кровь из локтевой вены натощак в вакутайнеры фирмы "Beckton Dickinson BP".
В сыворотке крови определены содержание общего (ОХ), свободного (СХ), этерифицированного холестерина (ЭХ), триглицеридов (ТГ), липопротеинов низкой и высокой плотности (Х-ЛПНП, Х-ЛПВП), аполипопротеинов А и В (апоА и апоВ) спектрофотометрическим методом на биохимическом анализаторе MAPC с использованием наборов Chronolab AG (Швейцария) и содержание диеновых конъюгатов (ДК) на спектрофотометре Varian CARY 50. Проведен расчет показателей, дающий более объективную оценку состояния ли-пидного обмена: коэффициент этерификации (КЭ = ЭХ/ОХ), коэффициент атерогенности (КА = (ОХ-ЛПНП)/ЛПВП), соотношения апоВ/апоА и СХ/ОХ.
Статистическую обработку результатов провели с помощью компьютерного пакета прикладных программ SPSS 13.0 для Windows. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез принимался равным 0,05. Оценка соотношений генеральных дисперсий в большинстве сравниваемых выборок показала их неравенство. В выборках выявлено неправильное распределение. В связи с этим статистическую обработку проводили непараметрическими методами. Учитывали среднее значение (X), стандартную ошибку среднего (m). Для проверки статистической гипотезы разности средних значений использован критерий Манна-Уитни. Корреляционный анализ проведен по Kendall-tau [3].
Результаты и обсуждение. Выявлены различия в уровнях аполипопротеинов у населения, проживающего на территориях двух разных климатогеографических регионов. Так, уровень АпоА у жителей ОТ достоверно выше, чем в ЮPК (86,15 ± 1,78 и 74,2 ± 2,01 мг/дл; р = 0,009 соответственно).
Средняя концентрация апоА и апоВ в крови во всех группах находилась в пределах физиологической нормы, но у населения ОТ значения данного показателя были выше относительно ЮPК (114,67 ± 2,74 и 74,7±2,79 мг/дл; р < 0,001 соответственно). Величина коэффициента апоВ/
КЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКА, № 1, 2013
б
апоА
апоВ
апоВ/апоА
Межсистемные взаимосвязи между показателями фракций сывороточного холестерина и аполипопротеинами А и В. а - жители приполярных регионов Архангельской области; б - жители южных регионов Кавказа - Республики Южная Осетия; пунктирная линия -отсутствие связи; сплошная линия - наличие связи.
апоА достоверно выше у жителей ПР, чем у жителей ЮРК (1,58 ± 0,05 и 1,1 ± 0,05 усл. ед; р < 0,001 соответственно). Уровень ОХ у жителей ПР выше, чем в ЮРК (5,62 ± 0,07 и 4,89 ± 0,09 ммоль/л (р < 0,001) соответственно). Аналогичную картину наблюдали и для ЭХ: в ПР уровень этого метаболита достоверно отличался от такового у жителей ЮРК (4,47 ± 0,06 и 3,79 ± 0,07,р < 0,001 соответственно).
В содержании СХ достоверные различия между группами не выявлены, однако наблюдались тенденции к повышению уровня метаболита в ПР по сравнению с ЮРК (1,13 ± 0,02 и 1,06 ± 0,04 ммоль/л соответственно). Следует отметить, что независимо от территории проживания происходило нарушение распределения ОХ в крови на СХ и ЭХ в сторону увеличения СХ в ПР и ЭХ в ЮРК.
Концентрации атерогенных фракций липидов (ЛПОНП, ЛПНП) в крови жителей ПР достоверно выше по сравнению с аналогичными показателями у населения ЮРК (0,28 ± 0,01 и 0,25 ± 0,01 ммоль/л; р = 0,011; 4,63 ± 0,17 и 4,09 ± 0,16 ммоль/л; р = 0,002 соответственно) на фоне высоких значений ЛПВП (1,43 ± 0,02 и 1,10 ± 0,02 ммоль/л; р < 0,001 соответственно). В связи с этим величина КА, который характеризует липидотранспортную систему, достоверно выше у жителей ЮРК (3,51 ± 0,08 и 3,36 ± 0,1 усл. ед.;р < 0,001 соответственно).
У проживающих в ПР достоверно выше уровень апоА по сравнению с таковым в ЮРК (86,15 ± 1,78 и 74,2 ± 2,01 мг/ дл, р = 0,009 соответственно). Средняя концентрация апоВ в крови участников исследования всех групп находилась в пределах физиологической нормы, но у населения ПР значения данного показателя были выше, чем у жителей ЮРК (114,67 ± 2,74 и 74,7 ± 2,79 мг/дл, р < 0,001 соответственно). Соотношение апоВ/апоА достоверно выше у жителей ПР по отношению к проживающим в ЮРК (1,58 ± 0,05 и 1,1 ± 0,05 усл. ед.,р < 0,001 соответственно). Концентрация ТГ в крови также оказалась достоверно выше у жителей ПР, чем у жителей ЮРК (1,4 ± 0,06 и 1,26 ± 0,08 ммоль/л, р = 0,01).
Изменение параметров окислительной системы крови вызвано разным уровнем активности перекисного окисления липидов, интенсивность которого оценивали по содержанию ДК. Так, повышение этого показателя отмечено у населения ЮРК (1,6 ± 0,09 усл. ед.) по сравнению с населением ПР (1,30 ± 0,04 усл. ед.; р = 0,003).
По результатам корреляционного анализа выявлены взаимосвязи (р < 0,05) между исследуемыми уровнями аполипопротеинов А и В и концентрациями сывороточного холестерина, липидотранспортной системой и ТГ (см. рисунок).
Как было указано выше, в группе жителей ЮРК отмечен наименьший дисбаланс аполипопротеинов (снижение апоА, повышение апоВ, апоВ/А), повышено содержание в крови первичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) - ДК при нормальном соотношении липопротеинов
(ЛПОНП, ЛПНП) и ТГ. В то же время при учете показателей липидотранспортной системы выявлено снижение Х-ЛПВП и повышение КА, что доказано значимыми корреляционными взаимосвязями данных метаболитов с апоВ и соотношением апоВ/апоА (апоВ-ОХ, г = 0,27; апоВ-ЛПНП, г = 0,24; апоВ-КА, г = 0,35; апоВ-КЭ, г = -0,32; апоВ-СХ/ОХ, г = 0,32; апоВ-ТГ, г = 0,32; апоВ/апоА-СХ, г = 0,36; апоВ/апоА-ЛПОНП, г = 0,33; апоВ/апоА-КА, г = 0,33; апоВ/апоА-КЭ, г = -0,33; апоВ/апоА-СХ/ОХ, г = 0,33; апоВ/апоА-ТГ, г = 0,33) (см. рисунок, б).
У жителей ПР значимые корреляционные взаимосвязи выявлены между высокими значениями аполипопротеинов, отличающимися от аналогичных показателей у населения ЮРК. Так, по средним значениям отмечено достоверно высокое содержание ОХ и его эфиров, а также атерогенных фракций липидов (ЛПОНП, ЛПНП, ТГ, КА) на фоне нормального содержания ЛПВП и ДК, что доказано значимыми корреляционными взаимосвязями с аполипопротеинами А, В и соотношением апоВ/апоА (апоА-КЭ, г = 0,28; апоА-КА, г = 0,28; апоА-СХ/ОХ, г = -0,28; апоВ-СХ, г = 0,40; апоВ-ЭХ, г = 0,41; апоВ-ЛПОНП, г = 0,27; апоВ-ЛПНП, г = 0,38; апоВ-ТГ, г = 0,27; апоВ-КА, г = 0,25; апоВ-ДК, г = 0,29; апоВ/апоА-СХ, г = 0,23; апоВ/апоА-СХ/ОХ, г = 0,21; апоВ/ апоА-КЭ, г = -0,2) (см. рисунок, а).
Изучение изменений содержания в сыворотке крови аполипопротеинов А и В, показателей липидного обмена, а также корреляционных взаимосвязей позволило выявить определенную специфику их взаимоотношений у жителей разных климатогеографических территорий. В корреляционные взаимосвязи между содержанием в сыворотке крови аполипопротеинов А и В оказались вовлечены как фракции сывороточного холестерина, так и показатели липидотранспортной системы, за исключением ЛПВП, с которыми не были установлены значимые корреляционные взаимосвяи.
Обнаружено, что характер взаимосвязи аполипопротеин-липид в сыворотке крови зависит от их концентраций. У жителей ПР уровень аполипопротеинов А и В в сыворотке крови и соотношение апоВ/апоА выше, чем у населения ЮРК, апоВ образует корреляционные взаимосвязи с фракциями сывороточного холестерина, липидотранспортной системой, ТГ и ДК. При этом у населения ПР апоА образует прямые связи только с КА, КЭ и обратную связь с СХ/ОХ, а у жителей ЮРК значимые корреляционные взаимосвязи между этими параметрами не установлены. Возможно, это обусловлено различной этапностью участия того или иного аполипопроте-ина в процессе антиатерогенной защиты организма.
Анализ корреляционных взаимосвязей между изучаемыми показателями подтвердил наши предположения о том, что реализация антиатерогенных защитных свойств организма в разных группах населения зависит от определенных звеньев обмена липидов (см. рисунок).
У жителей ЮРК концентрация апоВ в сыворотке крови
значительно снижена, ниже и соотношение апоВ/апоА. В то же время концентрация апоА практически не изменяется. При этом характер взаимосвязей аполипопротеин-липид изменяется в сторону апоВ и апоВ/апоА. В корреляционные взаимодействия с апоВ и апоВ/апоА вовлечены фракции сывороточногохолестеринаипоказателилипидотранспортной системы. Значимые взаимосвязи с ДК не выявлены.
Следовательно, корреляционный анализ показал, что апоА и апоВ представляют собой два звена, которые оказывают влияние на разные стороны липидного обмена у лиц, проживающих в разных климатогеографических условиях. Так, у жителей ПР Архангельской области регулирующая роль в обеспечении липидного обмена принадлежит апоА и апоВ (соотношению апоВ/апоА), а в ЮРК - апоВ, апоВ/апоА (см. рисунок).
Выводы. 1. Выявлены различия в содержании метаболитов липидного обмена в крови: у жителей ПР Архангельской области по сравнению с населением ЮРК - Республика Южная Осетия достоверно выше уровень ОХ и ЭХ, а также значения КЭ на фоне низкой концентрации СХ.
2. Уровни ХС-ЛПОНП и ХС-ЛПНП в крови лиц, проживающих в ПР, достоверно выше, чем у жителей ЮРК, на фоне более высоких значений ЛПВП, ТГ, апоА и низких значений ДК.
3. У жителей разных климатогеографических территорий происходит изменение корреляционных взаимосвязей между содержанием в сыворотке крови апоА и апоВ, концентраций фракций сывороточного холестерина, липидотранспортной системой, ТГ и ДК. Характер корреляционных взаимосвязей аполипопротеин-липид определяется зависимостью от концентрации апоА и апоВ в крови. У жителей ЮРК эти взаимосвязи формируются за счет апоВ и соотношения апоВ/ апоА, а у жителей ПР - за счет как апоВ и соотношения апоВ/ апоА, так и апоА.
4. Выявленные особенности липидного обмена у населения ЮРК свидетельствуют о риске развития атеросклеротических изменений, но в меньшей степени, чем у жителей ПР. У них, несмотря на относительно нормальные показатели апоА и апоВ, ОХ и липидотранспортной системы, в эфирах ХС выявлено отклонение - повышение ЭХ при одновременном накоплении первичных продуктов ПОЛ -диеновых конъюгатов.
Pабота поддеpжана гpантом PГНФ-PГНФ-МинОНМП PБЮ (№11-26-13001) и npогpаммами инициативных фундаментальных исследований УрО РАН (№12-У-4-1021).
ЛИТЕРАТУРА
1. Бичкаева Ф. А. Эндокринная регуляция метаболических процессов у человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН; 2008.
2. Бойко Е. P. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН; 2005.
3. Наследов А. Д. SPSS 15.0 профессиональный статистический анализ данных. СПб.: Питер; 2008.
4. Панин Л. Е. Энергетические аспекты адаптации. Л.: Медицина; 1978.
5. Allan C. M, Walker D., Segrest J. P., Taylor J. M. Genomics. 1995; 28: 291-300.
6. Ferns G. A., Galton D. J. Haplotypes of the human ароргс^еш AI-CIII- AIV gene cluster in coronary atherosclerosis. Hum. Genet. 1986; 73 (3): 245-249.
7. KlosK. L., Hamon S., Clark A. G. et al. APOA5 polymorphisms influence plasma triglycerides in young, healthy African Americans and whites of the CARDIA Study. J. Lipd. Res. 2005; 46 (3): 564-571.
8. Li W.-H, Tanimura M, Luo C.-C. et al. // J. Lipid Res. 1988; 29: 245-271.
9. Nelson M. R., Kardia S. L., Ferrell R. E., Sing C. F. Influence of apolipoprotein E genotype variation on the means, variances, and correlations of plasma ^ids and apolipoproteins in children. Ann. Hum. Genet. 1999; 63 (4): 311-328.
10. Niendorf A., Beisiegel U. In: Seifert G., ed. Cell receptors. Morphological characterization and pathological aspects. Berlin; Heidelberg: Springer-Verlag; 1991: 187-218.
11. Rees A., Bishop A., Morgan R. Br. Med. Bull. 1990; 46: 873-890.
12. Sing C. F., Davignon J. Role of the apolipoprotein E polymorphism in determining normal plasma lipd and lipoprotein variation. Am. J. Hum. Genet. 1985; 37 (2): 268-285.
13. Stengard J. H., Kardia S. L., Hamon S. C. et al. Contribution of regulatory and structural variations in APOE to predicting dys^idemia. J. Lipid. Res. 2006; 47 (2): 318-328.
14. Talmud P. J., Hawe E., Martin S. et al. Relative contribution of variation within the APOC3/A4/A5 gene cluster in determining plasma triglycerides. Hum. Mol. Genet. 2002; 11 (24): 3039-3046.
15. Breslow J. L. Physiol. Rev. 1988; 68: 85-131.
16. Wong W. M., HaweE., Li L. K. et al. Apolipoprotein AIV gene variant S347 is associated with increased risk of coronary heart disease and lower plasma apolipoprotein AIV levels. Circ. Res. 2003; 92 (9): 969-975.
Поступила 19.04.12
