CC BY
30
Клиническая медицина. 2018; 96(4) 343
РР! http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347_
Оригинальные исследования
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018
УДК 616.2-036.12-07:616.155.332.95-074
Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Виткина Т.И., Антонюк М.В., Бочарова Н.В.
СОСТАВ ЖИРНЫХ КИСЛОТ МЕМБРАН МИТОХОНДРИЙ ТРОМБОЦИТОВ ПРИ ХРОНИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ
Владивостокский филиал ФБГНУ «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания», 690105, Владивосток
Цель. Изучить состав жирных кислот (ЖК) и мембранный потенциал митохондрий (МПМ) клеток крови у больных хроническим бронхитом (ХБ) и хронической обструктивной болезнью лёгких (ХОБЛ); установить роль митохондри-альной дисфункции в формировании заболеваний органов дыхания.
Материал и методы. Обследовано 26 пациентов с хроническим бронхитом, 27 — с ХОБЛ лёгкой степени, 21 — с ХОБЛ средней степени, стабильного течения и 29 здоровых людей. МПМ лейкоцитов оценивали методом проточной ци-тофлуориметрии. Состав ЖК мембран митохондрий изучали методом газожидкостной хроматографии. Результаты. Утяжеление заболевания (ХОБЛ средней степени тяжести) приводит к увеличению количества лейкоцитов со сниженным МПМ, появлению дефицита насыщенных, моноеновых (14:0, 16:0, 18:0) и n-3 полиненасыщенных (18:3n-3, 20:5n-3, 22:5n-3, 22:6n-3) ЖК в мембране митохондрий. Выявленный дисбаланс в составе ЖК верифицирует изменение физико-химических свойств субклеточной мембраны, нарушение функционирования мембраносвязанных транспортных систем, ферментов и рецепторов, процессов окислительного фосфорилирования. Заключение. Дисбаланс в составе ЖК мембран митохондрий у пациентов с хроническими заболеваниями органов дыхания приводит к развитию митохондриальной дисфункции и формированию клеточной гипоксии. К л ю ч е в ы е с л о в а: хроническая обструктивная болезнь лёгких; хронический бронхит; митохондрия; жирные кислоты.
Для цитирования: Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Виткина Т.И., Антонюк М.В., Бочарова Н.В. Состав жирных кислот мембран митохондрий тромбоцитов при хронических заболеваниях органов дыхания. Клин. мед. 2018; 96(4): 343-347. DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
Для корреспонденции: Бочарова Наталия Владимировна - канд. биол. наук, мл. науч. сотр. лаборатории биомедицинских исследований; e-mail: Natellav@inbox.ru
Denisenko Y.K., Novgorodtseva T.P., Vitkina T.I., Antonyuk M.V., Bocharova N.V.
THE FATTY ACID COMPOSITION OF THE MITOCHONDRIAL MEMBRANES OF PLATELETS
IN CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE
Vladivostok Branch of the Institution Far Eastern Scientific Center of Physiology and Pathology of Respiration under the Siberian Branch of Russian Academy of Medical Sciences - Institute of Medical Climatology and Rehabilitation, 690105, Vladivostok
Objective: to study the composition of fatty acids (FA) and mitochondrial membrane potential (MMP) of blood cells in patients with chronic bronchitis (CB) and chronic obstructive pulmonary disease (COPD); to establish the role of the Mitochondrial dysfunction in the formation of respiratory diseases.
Material and methods. The study involved 26patients with chronic bronchitis, 27 — with mild COPD, 21 — with moderate COPD steady flow, 29 healthy people. MMP leukocytes was assessed by flow cytometry. The composition of the FA mitochondrial membranes was studied by gas-liquid chromatography.
Results and discussion. With the worsening of the disease (moderate COPD) increases the number of white blood cells with reduced MMP, appears deficit of the saturated, monoenic (14: 0, 16: 0, 18: 0) and n-3 polyunsaturated fatty acids (18: 3n-3 20: 5n-3, 22: 5n-3, 22: 6n-3) in the membrane of the mitochondria. Identified imbalance in the composition of fatty acids verifies the changes in the physicochemical properties of subcellular membrane malfunction membrane transport systems, enzymes and receptors, processes of oxidative phosphorylation. Conclusion: The imbalance in the composition of the LCD mitochondrial membranes lead to the development of mitochondrial dysfunction and the formation of cell hypoxia.
K e y w o r d s: chronic obstructive pulmonary disease, chronic bronchitis, mitochondria, fatty acids.
For citation: Denisenko Y.K., Novgorodtseva T.P., Vitkina T.I., Antonyuk M.V., Bocharova N.V. The fatty acid composition of the
mitochondrial membranes of platelets in chronic obstructive pulmonary disease. Клин. мед. 2018; 96(4): 343-347.
DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
For correspondence: Nataliia V. Bocharova - cand. biol. sci. junior scientists of Biomedical Science; e-mail: Natellav@inbox.ru Conflict of interests. The authors declare no conflict of interests.
Acknowlegments. The study was supported by a grant for the far East program (project No. 15-I-5-013).
Received 30.01.17 Accepted 21.02.17
Хроническая обструктивная болезнь лёгких (ХОБЛ) - наиболее распространённая патология органов дыхания среди населения с неуклонным прогрессирующим течением и ростом числа инвалидизирую-щих форм, что ассоциируется со значительным социально-экономическим ущербом не только для самих
больных, но и для членов их семей и общества в целом [1]. Развитию ХОБЛ может предшествовать хронический бронхит (ХБ) [2]. Поэтому актуальной является проблема ранней доклинической диагностики заболевания органов дыхания, которая входит в ряд важнейших задач, представленных в Докладе рабочей группы
GOLD Глобальной стратегии: диагностика, лечение и профилактика ХОБЛ [1].
Патогенетической основой прогрессирующей обструкции дыхательных путей при ХОБЛ является хронический воспалительный процесс в дыхательных путях [1, 3]. Лечение и профилактика ХОБЛ направлены в первую очередь на регуляцию иммунных механизмов воспалительного процесса. Вместе с тем в этиопатоге-незе хронических заболеваний органов дыхания большую роль, помимо иммунных нарушений, занимают окислительный стресс и гипоксия, что необходимо учитывать в терапии ХОБЛ [4]. По данным ряда исследователей, гипоксия реализует своё патофизиологическое действие посредством изменения структуры и функции мембран, а также путём индуцирующего действия на активность эндогенных фосфолипаз и процессы перекисного окисления липидов [4]. На клеточно-мо-лекулярном уровне к развитию перечисленных патологических процессов приводит нарушение функционирования важной клеточной органеллы - митохондрии [5, 6]. Одним из маркёров митохондриальной актив -ности является мембранный потенциал митохондрий (МПМ) [7, 8]. Снижение МПМ указывает на угнетение энергетической функции клетки. Главной причиной снижения МПМ является увеличение проницаемости внешней и внутренней мембран митохондрии, что приводит к выходу из матрикса митохондрий в цитоплазму клеток различных субстратов, включая цитохром С [8]. Таким образом, эффективное функционирование митохондрий связано с интегральной целостностью их мембранных структурных компонентов. Структурно-функциональное состояние мембраны определяют фосфолипиды и входящие в их состав жирные кислоты (ЖК) [9, 10]. Основной пул ЖК вовлечён в окислительные энергетические процессы и поддержание мембранного гомеостаза митохондрий [6]. Можно предположить, что в ответ на изменение концентрации и соотношения ЖК происходит реорганизация липид-ного состава мембраны, которая детерминирует повышение проницаемости мембраны митохондрии, нарушение МПМ и, как итог, развитие митохондриальной дисфункции [2].
Цель исследования - изучить состав ЖК и МПМ клеток крови у больных ХБ и ХОБЛ, установить роль митохондриальной дисфункции в формировании заболеваний органов дыхания.
Материал и методы
В исследовании на условиях добровольного информированного согласия участвовало 103 пациента (70 мужчин и 33 женщины, средний возраст 57,5±4,8 года) из них 26 больных необструктивным ХБ в фазе ремиссии и 48 больных ХОБЛ стабильного течения. ХОБЛ лёгкой степени (GOLD 1) диагностирована у 27 пациентов, ХОБЛ средней степени (GOLD 2) - у 21. Диагноз необструктивного ХБ устанавливался при наличии симптоматики хронического кашля и/или выделения
Clinical Medicine, Russian journal. 2018; 96(4) DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
Original investigations
мокроты на протяжении 3 мес в год в течение 2 и более лет подряд (по определению ВОЗ) при нормальных показателях функции внешнего дыхания (ФД) при исключении других заболеваний лёгких. Диагноз ХОБЛ устанавливался согласно Глобальной стратегии: диагностика, лечение и профилактика ХОБЛ [1]. В соответ -ствии с рекомендациями лёгкую степень (GOLD 1) диагностировали при объёме форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) >80% от должного значения, среднюю (GOLD 2) - при 50%<0ФВ <80% ОФВ1 50 до 80% от должного. Критериями исключения из исследования явилось наличие у пациентов обострений ХБ и ХОБЛ, ХОБЛ тяжёлой и крайне тяжёлой степени, острых инфекционных заболеваний, хронических заболеваний внутренних органов в фазе обострения, хронической сердечной недостаточности в стадии декомпенсации. В контрольную группу вошли 29 практически здоровых людей, не курящих, с нормальной ФВД.
Все исследования были проведены с учётом требований Хельсинкской декларации «Рекомендации для врачей по биомедицинским исследованиям на людях» (2013 г.). Исследование одобрено этическим комитетом Владивостокского филиала ФГБНУ «ДНЦ ФПД».
Исследование ФВД проводили с помощью спирометрии на аппарате Master Screen Body (CareFusion, Германия). Оценивали форсированную жизненную ёмкость лёгких (ФЖЕЛ), ОФВ1 и соотношение этих параметров (ОФВ1/ФЖЕЛ). Для определения степени обратимости обструкции проводили пробу с ингаляционным бронходилататором сальбутамолом в дозе 400 мкг.
Функциональные методы оценки гипоксии у пациентов включали определение сатурации крови кислородом (Sa02) с помощью пульсоксиметрии, анализ монооксида углерода (СО) в выдыхаемом воздухе. Трансмиссионную пульсоксиметрию для экспресс-оценки насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом проводили на пульсоксиметре РМ-60 mindray (Китай). Уровень SaО2 у здоровых людей составляет 95-98%. Доля карбоксигемоглобина (COHb) вычислялась по концентрации СО в выдыхаемом воздухе с помощью прибора MicroCOMeter (Великобритания). В норме содержание СО в выдыхаемом воздухе составляет 0-6 ррт, доля COHb - 0-1%.
Митохондрии из клеток крови получали стандартным методом дифференциального центрифугирования в среде, содержащей сахарозу в концентрации 0,75 М, 0,5% раствора бычьего сывороточного альбумина, 0,01 М раствор фосфатного буфера [11].
Измерение МПМ лейкоцитов проводили с использованием набора MitoProbe™ JC-1 Assay Kit (Life Technologies, США) в соответствии с инструкцией к набору на проточном цитофлуориметре BD FACS CANTO II (BD Biosciences, США).
Экстракцию липидов из мембран митохондрий тромбоцитов осуществляли, используя систему растворителей хлороформ - метанол в соотношении 1:2, затем добавляли по 1 объёму хлороформа, метанола
Клиническая медицина. 2018; 96(4)
DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
Оригинальные исследования
и 0,9% раствора натрия хлорида до полного расслоения фаз [12]. Анализ состава ЖК проводили методом газожидкостной хроматографии после их метилирования [15]. Метиловые эфиры ЖК получали с помощью трансметилирования липидов 1% раствором Na в метаноле и затем 5% НС1 в метаноле. Метиловые эфиры экстрагировали гексаном. Гексановый раствор метиловых эфиров ЖК очищали с помощью микротонкослойной хроматографии в бензоле. Зону метиловых эфиров на силикагеле определяли с помощью паров йода. Метиловые эфиры элюировали хлороформом, раствор упаривали в вакууме на роторном испарителе (Венгрия). Перерастворённые в гексане метиловые эфиры анализировали на газожидкостном хроматографе Shimadzu GC-2010 (Япония), снабжённом пламенно-ионизационным детектором, капиллярной колонкой (0,25 мм*30 м) с привитой фазой Supelcowax 10. Температура колонки и детектора 210оС, температура испарителя 240°С. Газ-носитель - гелий. Расчёт площади хроматографических пиков и обработку результатов проводили на станции Z-Chrom. Идентифицировали метиловые эфиры ЖК по времени удерживания с использованием стандартов и по значениям «углеродных чисел». Результаты выражали в относительных процентах от общей суммы ЖК.
Для анализа полученных данных использовали прикладную программу Statists 6.1 (серия 1203С для Windows). Проверку нормальности распределения осуществляли с применением коэффициента Колмогорова-Смирнова. Данные представлены в виде средней величины (М) и ошибки средней (m). Оценку различий проводили с использованием /-критерия Стьюдента.
Результаты
В табл. 1 представлены данные функциональных методов оценки гипоксии у больных хроническими заболеваниями лёгких. Показано, что уровень насыщения крови кислородом у больных ХБ находился в пределах нормы, у больных ХОБЛ был сниженным. Содержание карбоксигемоглобина у больных ХБ увеличивалось в 1,5 раза относительно показателя у здоро -вых людей, однако его уровень не превышал значений нормы (до 1%). Идентичная динамика выявлялась у больных ХОБЛ. Полученные данные указывают на наличие гипоксических нарушений у больных ХОБЛ в стадии клинической ремиссии.
Оценка МПМ лейкоцитов в исследуемых группах выявила увеличение количества клеток с пониженным МПМ по мере утяжеления заболевания. В группе больных ХБ доля клеток со сниженным МПМ составила 2,01±0,41%, что в 2 раза выше (р<0,001) показателя у здоровых людей (1,08±0,10%). У больных ХОБЛ лёгкой степени количество клеток с низким МПМ составило 2,6±0,11%, ХОБЛ средней степени - 3,15±0,14%. Полученные результаты исследования МПМ указывают на уменьшение энергообеспечения клетки, кислородное голодание и предрасположен-
ность к развитию клеточной гипоксии. Гипоксическое повреждение клетки сопровождается дефицитом АТФ и является начальным звеном в событиях, которые приводят к митохондриальной дисфункции [5, 6].
Результаты исследования состава ЖК мембраны митохондрий у пациентов с хроническими заболеваниями органов дыхания представлены в табл. 2. У пациентов с бронхолёгочными заболеваниями наблюдалось уменьшение содержания некоторых насыщенных ЖК (НЖК) в мембране митохондрий тромбоцитов. Так у пациентов с ХБ обнаружено снижение уровня стеариновой кислоты (18:0). Также у больных ХБ отмечены высокие показатели миристиновой (14:0) и пальмитиновой (16:0) кислот по сравнению с таковыми в контрольной группе. У больных ХОБЛ отмечалось уменьшение доли 14:0, 16:0. При этом у пациентов с ХОБЛ средней степени также снижался уровень 12:0 по сравнению с показателями во всех исследуемых группах. Примечательно, что значения 18:0 у больных ХОБЛ лёгкой и средней степени были выше, чем у больных ХБ. Выявленные изменения содержания НЖК в мембране митохондрий тромбоцитов у пациентов с ХОБЛ отразились в уменьшении суммы НЖК.
У больных ХБ и ХОБЛ выявлялись разнонаправленные изменения содержания моноеновых ЖК (МЖК). У больных ХБ отмечалось повышение уровня 16:1n-9, 16:1n-7, 18:1n-9, 18:1n-7 по сравнению с показателями в контрольной группе. У больных ХОБЛ процентное содержание всех МЖК было пониженным по сравнению с таковым в контрольной группе и в группе больных ХБ. Максимальное снижение 16:1n-9 выявлено в группе больных ХОБЛ средней степени тяжести. В группе больных ХБ значение суммы МЖК было повышенным по сравнению с показателями в контрольной группе. У больных ХОБЛ сумма МЖК уменьшалась. При этом различий суммарного содержания МЖК в группах больных ХОБЛ разной степени тяжести не выявлено.
В исследуемых группах выявлены различия среди основных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) семейств как n-6, так и n-3. В частности, в мембране митохондрий больных ХБ и ХОБЛ выявлены высокие значения содержания линолевой кислоты
Таблица 1
Показатели SaО2, COHb в крови и СО в выдыхаемом воздухе у пациентов с хроническими заболеваниями лёгких (М±т)
Контрольная группа (n = 29) Больные ХОБЛ
Показатель Больные ХБ (n=26) лёгкой степени (n=27) средней степени (n=21)
СО, ppm 1,66±0,16 3,40±0,45* 2,44±0,41* 2,47±0,15*
COHb, % 0,57±0,04 0,87±0,07* 0,74±0,04*х 0,66±0,10*"+
Sa О2, % 97,3±0,34 97,57±0,41 93,07±0,41*х 94,08±0,27*х+
Примечание. Здесь и в табл. 2 статистическая значимость (р<0,01) различий: * - с показателями в контрольной группе; х - с показателями у больных ХБ; + - с показателями у больных ХОБЛ лёгкой степени.
(18:2п-6). Вместе с тем, если у больных ХБ наблюдался повышенный уровень а-линоленовой кислоты (18:3п-3), то у больных ХОБЛ доля этой ЖК значительно понижалась. При этом с утяжелением заболевания дефицит 18:3п-3 усиливался. У больных ХОБЛ похожая картина выявлялась и в содержании других ПНЖК п-3 (20:5п-3, 22:5п-3, 22:6п-3). Интересная динамика прослеживалась в уровне ПНЖК п-6. Выявлено значительное повышение доли арахидоновой кислоты (20:4п-6) у пациентов с ХОБЛ по сравнению с показателями в контрольной группе и группе больных ХБ, тогда как у пациентов с ХБ доля 20:4п-6 имела низкие значения по сравнению с показателями в контрольной группе. Обобщая изменения, выявленные в содержании индивидуальных ПНЖК, можно отметить, что с утяжелением бронхо-лёгочных заболеваний усугубляется дефицит ПНЖК п-3 на фоне повышения уровня некоторых ПНЖК п-6 (20:4п-6, 22:4п-6). Суммарное значение процентного содержания ПНЖК п-3 в мембране митохондрий у больных ХОБЛ было пониженным, тогда как сумма ПНЖК п-6 увеличивалась более чем в 2 раза.
Clinical Medicine, Russian journal. 2018; 96(4) DOI http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
Original investigations
Проведённый анализ липидома митохондрий тромбоцитов указывает на модификацию состава ЖК митохондриальных мембран при хронических заболеваниях органов дыхания. Изменение состава структурной составляющей митохондриальной мембраны влияет на функциональную активность митохондрий и на способность адекватно выполнять присущие ей функции, в том числе энергетические [13-15].
Обсуждение
Совокупность результатов исследования свидетельствует о нарушении функции митохондрий у пациентов с бронхолёгочной патологией. Выявленное увеличение количества лейкоцитов со сниженным МПМ указывает на уменьшение энергообеспечения клетки, кислородное голодание и предрасположенность к развитию клеточной гипоксии. При этом с утяжелением заболевания происходит увеличение количества лейкоцитов со сниженным МПМ, что свидетельствует о нарастании нарушения трансмембранного переноса ионов, угнетении клеточной дыхательной активности. Известно, что в мембране митохондрий изменение состава ЖК влечёт за собой изменения функциональной активности мембранных белов, таких как сукцинатдегидрогеназы и цитохромоксидазы, что оказывает прямое влияние на скорость метаболизма митохондрии [15]. Кроме того, дисбаланс в составе ЖК митохондриальной мембраны приводит к существенной перестройке архитектоники крист митохондрий, нарушая тем самым структурно-функциональные свойства как самой клетки, так и её субклеточных структур. Все эти изменения детерминируют развитие гипоксии и гибель клетки по механизму апоптоза [6, 8]. Развитие клеточной гипоксии приводит к деструктивным процессам в ключевых структурных компонентах дыхательной системы - слизистой оболочке бронхиальных путей - и создаёт условия для формирования структурно-функциональной базы постоянного обструктивного состояния [4].
Как показали наши исследования, ключевым механизмом развития митохондриальной дисфункции является нарушение состава ЖК мембран митохондрий. Оценка состава ЖК мембран митохондрий у больных ХБ и ХОБЛ позволила выявить основные нарушения в ультраструктуре митохондрий. Показано, что у больных ХОБЛ нарастает дефицит НЖК в мембране митохондрий. Как известно, для митохондрий основным источником энергии и предпочтительными для окисления субстратами являются короткоцепочечные от 6:0 до 10:0, среднецепочечные 12:0, 14:0 и 16:0 НЖК [4]. При недостатке НЖК митохондрии в качестве субстра-
Таблица 2
Состав ЖК мембран митохондрий тромбоцитов у пациентов с хроническими заболеваниями лёгких (М±т)
Контрольная группа (n = 29) Больные ХОБЛ
ЖК митохондрий, % Больные ХБ (n=26) лёгкой степени (n=27) средней степени (n=21)
12:0 0,56±0,05 0,46±0,07 0,47±0,05 0,38±0,02*
14:0 2,90±0,16 3,67±0,16* 2,17±0,18*х 1,84±0,08*х+
16:0 28,25±0,75 32,81±1,29* 23,89±1,02*х 21,09±0,91*х
18:0 18,71±0,33 12,81±0,61* 20,06±1,85х 19,06±1,04*х
20:0 0,74±0,03 0,72±0,04 0,68±0,04 0,67±0,08
16:1n-9 1,65±0,07 2,50±0,25* 0,98±0,12*х 0,89±0,08*х+
16:1n-7 1,68±0,10 2,45±0,15* 1,08±0,19*х 1,04±0,19*х
18:1n-9 14,39±0,43 19,69±1,21* 13,03±0,80*х 12,03±0,07*х
18:1n-7 1,78±0,07 2,63±0,16* 1,26±0,13*х 1,22±0,09*х
18:2n-6 6,06±0,72 11,58±1,32* 10,81±1,24* 11,55±0,93*
18:3n-6 0,36±0,02 0,40±0,02 0,28±0,04*х 0,23±0,01*х
18:3n-3 0,51±0,04 0,67±0,05* 0,31±0,05*х 0,18±0,04*х+
20:3n-6 0,62±0,06 0,33±0,04* 0,76±0,04х 0,44±0,08*х+
20:4n-6 6,31±0,44 1,58±0,18* 16,58±0,41 *х 16,31±0,41 *х
20:5n-3 0,80±0,07 0,64±0,05* 0,47±0,10*х 0,34±0,07*х
22:4n-6 0,83±0,09 0,45±0,27* 1,35±0,18*х 0,95±0,08х+
22:5n-6 1,24±0,04 0,74±0,03* 0,61±0,04* 0,41±0,05*х+
22:5n-3 0,67±0,06 0,45±0,04* 0,28±0,05*х 0,31±0,07*х+
22:6n-3 1,45±0,13 0,55±0,06* 0,48±0,11* 0,56±0,09*
Сумма НЖК 51,16±2,51 50,47±1,95 42,27±1,14*х 43,04±1,07*х
Сумма МЖК 19,5±1,07 27,27±0,95* 16,6±1,12*х 15,45±1,04*х
Сумма ПНЖК n-3 3,43±0,09 2,31±0,14* 1,54±0,08*х 1,39±0,04*х+
Сумма ПНЖК n-6 15,42±1,54 15,08±1,81 30,39±2,04*х 29,89±2,31*х
Клиническая медицина. 2018; 96(4)
РР! http://dx.doi.org/10.18821/0023-2149-2018-96-4-343-347
Оригинальные исследования
та для Р-окисления начинают использовать глюкозу. Снижение насыщенности митохондриальной мембраны всегда свидетельствует об энергетическом дефиците клетки в целом и развитии клеточной гипоксии [5]. Недостаток субстрата для синтеза АТФ обусловливает нарушение процесса окислительного фосфорилиро-вания, активации на его фоне перекисного окисления липидов, фосфолиполиза, что в свою очередь приводит к повреждению мембранной структуры митохондрий и апоптозу клетки [6, 8]. По-видимому, в качестве компенсаторной реакции при ХБ в митохондриях происходит накопление МЖК, что проявилось в повышении доли 16:1п-7, 16:1п-9, 18:1п-7, 18:1п-9, в то время как у больных ХОБЛ по мере утяжеления заболевания прослеживается отчётливое снижение уровня МЖК, что свидетельствует о срыве компенсаторных реакций в поддержании ли-пидного гомеостаза мембран митохондрий.
У больных ХБ и ХОБЛ происходили значительные изменения уровня ПНЖК п-6 и п-3 в мембранах митохондрий. Отличительной особенностью состава ЖК мембраны митохондрий у больных ХОБЛ стало значительное повышение уровня ПНЖК п-6, тогда как уровень ПНЖК п-3, напротив, снижался, причём дефицит ПНЖК п-3 нарастал по мере утяжеления заболевания. Дисбаланс в составе ЖК мембран митохондрий, формирующийся в условиях хронических заболеваний органов дыхания, приводит к существенной перестройке архитектоники крист митохондрий, нарушая тем самым структурно-функциональные свойства как субклеточных структур, так и самой клетки.
Можно заключить, что нарушения состава ЖК мембран митохондрий в условиях хронического заболевания органов дыхания приводит к изменению их структурно-функциональных свойств, увеличению количества клеток с низким МПМ, вследствие чего усиливаются гипоксические изменения, развивается митохондриальная дисфункция. В свою очередь повреждение митохондриальных структур способствует нарушению клеточных мембран в целом, гибели клетки путём некроза или быстрой инициации апоптоза. Всё это приводит к выраженному повреждению органа, усугубляя гипоксию. Кроме того, митохондриальная дисфункция влечёт за собой нарушение митохондри-ального окислительного фосфорилирования, повреждение эндоплазматического ретикулума, изменение активности генов, в том числе генов, отвечающих за увеличение синтеза провоспалительных цитокинов [16]. Таким образом, нарушения функций митохондрий относятся к важнейшим этапам повреждения клеток, которые играют важную роль в патогенетических механизмах формирования хронических заболеваний органов дыхания.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование поддержано грантом по программе «Дальний Восток» (проект № 15-15-013).
ЛИТЕРАТУРА
( остальные источники см. REFEREBCES)
5. Денисенко Ю.К., Новгородцева Т.П., Кондратьева Е.В., Жукова Н.В., Антонюк М.В., Кнышова В.В. и др. Морфофункцио-нальное состояние митохондрий клеток крови при бронхиальной астме. Клиническая медицина. 2015; 93(10): 47-52.
7. Лобанова Е.Г., Кондратьева Е.В., Минеева Е.Е., Караман Ю.К. Мембранный потенциал митохондрий тромбоцитов у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких. Клиническая лабораторная диагностика. 2014; 95(6): 13-6.
9. Денисенко Ю.К., Виткина Т.И., Новгородцева Т.П., Кондратьева Е.В., Жукова Н.В., Борщев П.В. Спектр жирных кислот мембран митохондрий тромбоцитов больных хроническим необ-структивным бронхитом. Бюллютень физиологии и патологии дыхания. 2013; № 50: 34-8.
REFERENCES
1. Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD) 2016. Available from: http://www.goldcopd.org.
2. Celli B.R., Locantore N., Yates J., Tal-Singer R., Miller B.E., Bak-ke P. et al. Inflammatory biomarkers improve clinical prediction of mortality in chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2012; 185(10): 1065-72.
3. Novgorodtseva T. P, Denisenko Yu. K., Zhukova N. V. Antonyuk M.V., Knyshova V.V., Gvozdenko T.A. Modification of the fatty acid composition of the erythrocyte membrane in patients with chronic respiratory diseases. Lipids Health Dis. 2013; 12. 117. DOI: 10.1186/1476-511X-12-117.
4. Aravamudan B., Thompson M.A., Pabelick C.M., Prakash Y.S. Mitochondria in Lung Diseases. Expert Rev. Respir. Med. 2013; 7(6): 631-46.
5. Denisenko Y.K., Novgorodtseva T.P., Kondratieva E.V., Zuko-va N.V., Antonuk M.V., Knysheva V.V. et al.: Morphofunctional state of mitochondria blood cells in asthma. Klinicheskaya Meditsina. 2015; 93(10): 47-52. (in Russian)
6. Poyton R.O., Ball K.A., Castello P.R. Mitochondrial generation of free radicals and hypoxic signaling. Trends Endocrinol. Metab. 2009; 20(7): 332-40.
7. Lobanova E.G., Kondratyeva E.V., Mineeva E.E., Karaman (Denisenko) Y.K. Mitochondrial membrane potential of thrombocytes in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Klinicheskaya laboratornaya diagnostika. 2014; 95(6): 13-16. (in Russian)
8. Tait S.W., Green D.R. Mitochondria and cell death: outer membrane permeabilization and beyond. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2010; 11(9): 621-32.
9. Denisenko Y.K., Vitkina T.I., Novgorodtseva T.P. et al.: Fatty acid spectrum of mitochondrial membranes thrombocytes patients with chronic nonobstructive bronchitis. Byulleten fiziologii i patologii dyhaniya. 2013; 50: 34-8. (in Russian)
10. Novgorodtseva T.P., Karaman (Denisenko) Y.K. et al.: Composition of fatty acids in plasma and erythrocytes and eicosanoids level in patients with metabolic syndrome. Lipids Health Dis. 2011; 10(82). doi:10.1186/1476-511X-10-82.
11. Davis J.T. A technique for the isolation of mitochondria from bovine lymphocytes. Methods Enzymol. 1967; 10: 114-7.
12. Bligh E.G., Dyer W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol. 1959. 37: 911-7.
13. Carreau J.P., Dubacq J.P. Adaptation of a macroscale method to the microscale for fatty acid methyl transesterification of biological lipid extract. J. Chromatogr. 1978; 151(3): 384-90.
14. Chen Y., Hagopian K., Bibus D., Villalba J.M., Lopez-Lluch G., Navas P., Kim K., Ramsey J.J. The Influence of dietary lipid composition on skeletal muscle mitochondria from mice following eight months of calorie restriction. Physiol. Res. 2014. 63(1): 57-71.
15. Schenkel L.C., Bakovic M. Formation and regulation of mitochondrial membranes. Int. J. Cell. Biol. 2014; 2014(6):709828 http://dx.doi.org/10.1155/2014/709828.
16. Valencak T.G., Azzu V. Making heads or tails of mitochondrial membranes in longevity and aging: a role for comparative studies. Longev. Healthspan. 2014; 3(3). doi: 10.1186/2046-2395-3-3.
17. Hirschey M.D., Shimazu T., Jing E., Grueter C.A., Collins A.M., Aouizerat B. et al. SIRT3 deficiency and mitochondrial protein hyperacetylation accelerate the development of the metabolic syndrome. Mol. Cell. 2011; 44(2): 177-90.
Поступила 30.01.17 Принята в печать 21.02.17
