CC BY
38
УДК 616.008.9:616.379-008.64
СОСТОЯНИЕ ВАЗОАКТИВНЫХ МЕДИАТОРОВ У БОЛЬНЫХ С МЕТАБОЛИЧЕСКИМ СИНДРОМОМ
Наталья Сергеевна ЮБИЦКАЯ1, Елена Григорьевна ЛОБАНОВА1, Сергей Павлович КАСЬЯНОВ2
владивостокский филиал ДНЦ ФПД СО РАМН — НИИ МКВЛ 690105, г. Владивосток, ул. Русская, 73г
Институт биологии моря ДВО РАН 690041, Владивосток, ул. Пальчевского, 17
Приводятся данные о состоянии эндотелиальных вазоактивных медиаторов у пациентов с метаболическим синдромом, анализируется их связь с инсулинорезистентностью. Согласно полученным данным, совокупность обменных нарушений, инсулинорезистентность, а также изменение концентрации арахидоновой кислоты ведут к функциональным изменениям эндотелия. Выявлен характер изменений регуляторных вазоактивных медиаторов при разных вариантах метаболического синдрома.
Ключевые слова: метаболический синдром, тромбоксан В2, 6-кето-простагландин Б1а, лейко-триен В4.
В научной литературе метаболический синдром (МС) чаще обсуждается с позиций риска таких широко распространенных заболеваний, как сахарный диабет 2 типа и атеросклероз. Для этих заболеваний характерно присутствие дисфункции эндотелий-зависимой системы [1]. Согласно данным литературы, о нарушении функционального состояния эндотелия можно судить по проста-гландиновому дисбалансу [1, 2].
К настоящему времени сделаны открытия, значительно пополнившие знания о высокоактивных липидных медиаторах — промежуточных продуктах метаболизма арахидоновой кислоты в сосудистой стенке. В эндотелиоцитах, активированных тромбоцитах и других клетках из мембранных фосфолипидов под действием фосфолипаз освобождается арахидоновая кислота, которая является предшественником эйкозаноидов [3]. В эндотелиальных клетках арахидоновая кислота превращается во множество различных метаболитов по двум основным путям — липоксигеназному и циклооксигеназ-ному. Основными продуктами липоксигеназного метаболического пути являются лейкотриены, тогда как простагландины, включающие простациклин, образующийся в эндотелии сосудов, и тромбоксан, который синтезируется тромбоцитами, — продукты циклооксигеназного пути [4]. В тромбоцитах из арахидоновой кислоты синтезируется в основном тромбоксан А^ который оказывает выраженный сосудосуживающий эффект. В отличие от тромбок-сана простациклин подавляет агрегацию тромбоцитов и вызывает расширение сосудов. В нормальных условиях выработка вазоконстрикторов и вазодила-таторов находится в равновесии [2].
Роль эйкозаноидов при МС, их связь с уровнем инсулина мало изучена. В условиях инсули-норезистентности (ИР) страдает и извращается функция эндотелия сосудов — одного из главных органов-мишеней при ИР, секретирующего большое количество вазоактивных веществ [5]. Актуальным является изучение пусковых механизмов, детерминирующих метаболические нарушения при МС, установление участия регуляторных вазоактивных медиаторов в возникновении и прогрессировании МС.
Целью исследования было определение содержания регуляторных вазоактивных медиаторов в сыворотке крови и установление его взаимосвязи с глюкозо-инсулиновым гомеостазом у больных с метаболическим синдромом.
Материалы и методы
В исследовании на условиях добровольного информированного согласия и в соответствии с этическими нормами Хельсинкской декларации (2000 г.) участвовали 87 человек (35 мужчин, 52 женщины) в возрасте от 21 до 69 лет. Для диагностики МС использовали критерии, разработанные комитетом экспертов Всероссийского общества кардиологов [6]. С учетом наличия компонентов МС и изменений глюкозо-инсулинового гомеостаза были выделены следующие группы: 1-ю группу (контрольную) составили 24 человека, не имеющие компонентов МС, во 2-ю группу вошли 17 больных с МС с нормальным уровнем инсулина и индексом НОМА, 3-ю группу составил 21 человек с МС и диагностированной ИР, в 4-ю группу наблюдения включены 25 больных, имеющих осложнения МС в виде ишемической болезни сердца и сахарного диабета 2 типа.
Юбицкая Н.С. — к.м.н., н.с. лаборатории восстановительного лечения, e-mail: [email protected] Лобанова Е.Г. — к.м.н., н.с. лаборатории биомедицинских исследований, e-mail: [email protected] Касьянов С.П. — к.б.н., н.с. лаборатории фармакологии, e-mail: [email protected]
Исследование углеводного обмена включало определение содержания в сыворотке крови глюкозы натощак и через 2 часа после пероральной нагрузки глюкозой, уровня инсулина иммуно-ферментным методом (наборы фирмы «DRG-diagnostics», Германия). Инсулинорезистентность согласно критерию НОМА оценивали по формуле: HOMA = (Ин х Гл)/22,5, где Ин — содержание инсулина натощак (мкЕд/мл), Гл — содержание глюкозы натощак (ммоль/л). Уровень индекса НОМА > 2,7 считался повышенным.
Липидный спектр сыворотки крови определяли по содержанию общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП). Рассчитывали содержание холестерина липопротеидов низкой и очень низкой плотности (ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП).
О секреции тромбоксана А2 и простацикли-на I2 судили по уровню их стабильных метаболитов — тромбоксана В2 и 6-кето-простагландина F соответственно. Для выделения эйкозаноидов сыворотки крови (6-кето-простагладин F (6-кето-П^1р), тромбоксан В2, лейкотриен В4) использовали миниколонки (Minicolumns for
Sample Preparation, USA), количественный уровень определяли иммуноферментным методом (Amersham Biosciences UK, Biotrak EIA system, Великобритания).
Статистическую обработку результатов исследования проводили, вычисляя среднее арифметическое значение (М), ошибку среднего арифметического значения (m), и представляли в виде M ± m, где M — среднее арифметическое значение, m — ошибка среднего арифметического значения. Для установления различия средних показателей в сравниваемых группах использовался критерий Стьюдента, достоверными считались результаты при р < 0,05.
Результаты и обсуждение
Формирование групп больных с МС проводили с учетом наличия ИР, клинических проявлений ишемической болезни сердца, сахарного диабета, так как МС является неоднородным состоянием как по количеству симптомов, так и по степени их выраженности [7]. Во всех группах наблюдения выявлены количественные различия, характеризующие степень выраженности МС (табл. 1). У пациентов групп наблюдения обнаружены увеличение по сравнению с контрольной группой
Таблица 1
Клинико-лабораторная характеристика пациентов с разными вариантами метаболического синдрома, М ± т
Показатель 1 группа, n = 24 2 группа, n = 17 3 группа, n = 21 4 группа, n = 25
Возраст, годы 34,5 ± 2,1 48,5 ± 2,6** 48,5 ± 2,6** 56,2 ± 2,1**
САД, мм рт. ст. 106,8 ± 2,1 123,2 ± 3,1* 125,2 ± 3,1** 125,0 ± 4,4**
ДАД, мм рт. ст. 67,9 ± 1,3 77,9 ± 2,3 79,3 ± 2,3** 75,5 ± 2,5**
Масса тела, кг 57,9 ± 1,2 74,8 ± 2,6** 82,0 ± 3,0** 82,6 ± 2,9**
Индекс Кетле, у.е. 21,8 ± 0,4 28,0 ± 0,8** 29,7 ± 0,8** 29,8 ± 1,1**
ОТ/ОБ 0,73 ± 0,02 0,81 ± 0,02** 0,8 ± 0,01** 0,82 ± 0,01**
Содержание глюкозы, мкЕд/мл 4,4 ± 0,1 4,6 ± 0,3 5,5 ± 0,1** 5,7 ± 0,3**
Содержание инсулина, ммоль/л 8,4 ± 1,2 7,8 ± 0,5 14,9 ± 1,0** 14,9 ± 0,9**
ИР 1,9 ± 0,4 1,6 ± 0,1 3,7 ± 0,3** 4,4 ± 0,8**
Содержание мочевой кислоты, мкмоль/л 232,3 ± 15,9 282,0 ± 13,8 295,8 ± 12,6** 348,6 ± 15,4**
Содержание ТГ, ммоль/л 0,8 ± 0,1 0,9 ± 0,1 1,5 ± 0,2** 1,7 ± 0,3**
Содержание ОХС, ммоль/л 5,0 ± 0,4 5,9 ± 0,3 5,5 ± 0,3 5,6 ± 0,3
Содержание ХС ЛПВП, ммоль/л 1,5 ± 0,1 1,3 ± 0,1* 1,3 ± 0,1* 1,1 ± 0,07**
Содержание ХС ЛПОНП, ммоль/л 0,35 ± 0,02 0,41 ± 0,10* 0,7 ± 0,05** 0,69 ± 0,11**
Содержание ХС ЛПНП, ммоль/л 3,5 ± 0,4 4,2 ± 0,4 3,6 ± 0,2 3,7 ± 0,3
Примечание: здесь и в табл. 2 отличие от соответствующего показателя в группе контроля достоверно: * - при р < 0,05; ** - при р < 0,01.
Таблица 2
Содержание эйкозаноидов у пациентов с разными вариантами метаболического синдрома в сыворотке крови, М ± т
Показатель 1 группа, п = 24 2 группа, п = 14 3 группа, п = 24 4 группа, п = 25
Содержание 6-кето-ПГБ1а, пг/мл 20,9 ± 0,6 27,3 ± 2,0** 39,5 ± 2,0**- * 40,61 ± 1,7**’ *
Содержание тромбоксана В2, пг/мл 151,8 ± 2,4 210,5 ± 5,1** 247,8 ± 11,5**, * 219,24 ± 4,7**
Содержание лейкотриена В4, пг/мл 219,4 ± 7,1 192,1 ± 12,6* 273,0 ± 11,0**, * 283,89 ± 9,5** *
Примечание: f — отличие от соответствующего показателя во 2-й группе достоверно при р < 0,01.
индекса Кетле (р < 0,01), соотношения объема талии и бедер (ОТ/ОБ, р < 0,01), повышение систолического артериального давления (САД), дислипидемия (табл. 1). У пациентов с МС без ИР нарушение липидного обмена проявлялось в снижении уровня ХС ЛПВП и увеличении содержания ХС ЛПОНП (р < 0,05). У больных с МС, имеющих ИР (3 и 4 группы), отмечались более глубокие клинико-метаболические изменения: повышение САД и диастолического артериального давления (ДАД) (р < 0,01), гиперинсулинемия (р < 0,01), гиперурикемия (р < 0,01), гипертри-глицеридемия (р < 0,01), гипоальфахолестерине-мия (р < 0,01).
Выявлены особенности изменения содержания эндотелиальных вазоактивных медиаторов при различных вариантах МС. Во всех группах наблюдения, независимо от наличия ИР, уровни определяемых эйкозаноидов, приводящих к спазму сосудов, достоверно отличались от значений в группе контроля (табл. 2). Так, у пациентов 2-й группы с МС без ИР содержание тромбок-сана В2 и 6-кето-ПГР1р достоверно превышало уровень этих показателей в группе контроля на 38,7 и 30,6 % соответственно (р < 0,01). Секреция вазоконстриктора лейкотриена В4, напротив, снижалась (р < 0,05). У больных с МС и ИР (3-я группа) отмечалось одновременное повышение уровня всех определяемых эйкозаноидов. При этом секреция вазодилататора 6-кето-ПГР1р превышала соответствующий показатель пациентов контрольной (на 89 %, р < 0,01) и 2-й группы (на 45 %, р < 0,01). Уровень тромбоксана В2 у этих больных был максимально высоким по сравнению со значениями в остальных группах и превышал показатели пациентов контрольной (на 63 %, р < 0,01) и 2-й группы (на 18 %, р < 0,01). У пациентов 3-й группы содержание лейкотрие-на В4 превышало среднее значение контрольной группы на 25 % (р < 0,01). В 4-й группе у пациентов, имеющих атеросклероз или сахарный диабет 2 типа, наблюдались те же тенденции, что и в 3-й группе, однако уровень лейкотриена В4 был максимально высоким по сравнению с другими группами (р < 0,01).
Результаты исследования показали, что у пациентов с компонентами МС без ИР увеличивается выработка вазоконстриктора тромбоксана В2, при этом компенсаторно повышается секреция и вазодилататора 6-кето-ПГБ1р. При МС, протекающем с ИР, несмотря на высокий уровень простагландина 6-кето-ПГБ1р, происходит избыточная секреция не только тромбоксана В2, но и мощного вазоконстриктора лейкотриена В4. При осложнении МС ишемической болезнью сердца, сахарным диабетом (пациенты 4-й группы) антагонизм между вазоактивными медиаторами наиболее выражен: имеется максимально высокая степень секреции простагландина 6-кето-ПГБ1р, тромбоксана В2 и лейкотриена В4, что позволяет говорить о выраженной дисфункции эндотелия.
Изменение содержания изучаемых эйкоза-ноидов связано с синтезом арахидоновой кислоты (рис.). Проведенный ранее в НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения анализ состава неэтерифицированных
ЛТВ4
I | ЛЕЙКОЦИТЫ
ЛТА4
лтс4
эндоперекиси
[ 1
111 Сг
Пероксид аза
ПГНг
ЛТЁ4 |-----------
Простагландин-
сингетаза
Простациклин Ь {
6-кето-Ш Ь'1а
Изомераза
Редуктаза
1
Простагландины 11102 ПГЕ2 1111^2
Тромбоксан-
синтетаза
I
Тромбоксан Малоновый ТХАг диальдегид
Тромбоксан В2
ЭНДОТЕЛИАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ
ТРОМБОЦИТЫ
Рис. Каскад метаболитов, образующихся из арахидоновой кислоты. ЛТ — лейкотриен,
5- НРЕТЕ — 5-гидропероксиэйкозатетраеновая кислота.
жирных кислот плазмы крови позволил установить, что у пациентов с МС и ИР наблюдается увеличение уровня арахидоновой кислоты, что, в свою очередь, приводит к изменению физикохимических свойств мембран клеток, биосинтетических процессов построения молекул проста-гландинов, лейкотриенов, тромбоксанов [8, 9]. Это объясняет рост у пациентов 3-й и 4-й групп уровней всех простаноидов, выработка которых тесно связана с содержанием арахидоновой кислоты [10]. Известно, что дисбаланс тромбокса-на ТХА2 и простациклина ПГ12 (определяемый по содержанию их стабильных метаболитов — тромбоксана В2 и 6-кето-ПГР1р соответственно) говорит о нарушении функционального состояния эндотелия. Выявленные особенности содержания вазоактивных медиаторов при разных вариантах МС свидетельствуют об эндотелиальной дисфункции у больных с МС независимо от наличия ИР. Следует отметить, что повышение уровня 6-кето-ПГР1р является, вероятно, компенсаторной реакцией организма, предотвращающей катастрофические последствия резкого повышения секреции тромбоксана В2, поддерживающего гомеостаз при неосложненном МС. При инсулинорезистентности на фоне дисбаланса тромбоксана ТХВ2 и 6-кето-ПГБ1р резко возрастал уровень лейкотриена В4 — мощного фактора вазоконстрикции.
Изучаемые эйкозаноиды являются метаболитами арахидоновой кислоты, но имеют различные пути ферментативного синтеза (рис.). Обобщая представленные данные, можно сказать, что у пациентов с МС без ИР изменения касаются только содержания метаболитов окисления арахидоновой кислоты по циклооксигеназному пути, а при наличии ИР дополнительно выявляется увеличение продуктов окисления арахидоновой кислоты по ли-поксигеназному пути. Следовательно, ИР при МС изменяет метаболические пути окисления арахидо-новой кислоты в сторону дополнительного синтеза вазоконстрикторных эндотелиальных медиаторов.
Заключение
Совокупность обменных нарушений, а также изменения в концентрации и соотношении метаболитов арахидоновой кислоты ведут к функциональным перестройкам эндотелия при формировании МС. Выявленный характер изменений содержания регуляторных вазоактивных медиаторов при разных вариантах МС свидетельствует о присутствии эндотелиальной дисфункции при МС независимо от ИР. Степень выраженности эндотелиальной дисфункции выше при наличии инсулинорезистентности. Увеличение концентрации 6-кето-ПГБ1р является компенсаторной реакцией организма, предотвращающей катастрофические последствия резкого повышения уровня тромбоксана В2. Показано, что одним из ре-
шающих факторов углубления патологии при уже увеличенных уровнях ТХВ2 и 6-кето-ПГР1р является возрастание концентрации в крови лейкотриена В4. Полученные данные свидетельствуют о сопряженности нарушений липидного обмена, глюкозо-инсулинового гомеостаза со степенью выраженности отклонения уровня эйкозаноидов, участвующих в том числе в формировании эндотелиальной дисфункции. Данное состояние может служить сигналом к развитию порочного круга, включающего ИР и комплекс метаболических изменений, и требует дальнейшего изучения.
Литература
1. Забаровская З.В., Шепелькевич А.П. Больше, чем надежный контроль гликемии: кардиоваскулярные преимущества препаратов сульфонилмо-чевины // Мед. новости. 2006. (3). 17—23.
Zabarovskaya Z.V., Shepelikevich A.P. More, than reliable checking glyceimia cardiovascular advantage preparation sulfonylureas // Med. novosti.
2006. (3). 17-23.
2. Taddes S., Virdis A., Ghiadoni L. et al. Endothelial dysfunction in hypertension // J. Nephrol. 2000. 13. (3). 205-210.
3. Долгов В.В., Свирин П.В. Лабораторная диагностика нарушений гемостаза. М.; Тверь: Триада, 2005. 227 с.
Dolgov V.V., Svirin P.V. Laboratory diagnostics infringements of a hemostasis. M.; Tver: Triada, 2005. 227 p.
4. Кольман Я., Рем К.-Г. Наглядная биохимия. М.: Мир, 2000. 469 с.
Koolman J., Rohm K-H. The demonstrative biochemistry. M.: Mir, 2000. 469 p.
5. Метаболический синдром / Под ред. Г.Е. Ройтберга. М.: МЕД-М54 пресс-информ,
2007. 224 с.
The metabolic syndrome / Ed. G.E. Roytberg. M.: MED-M54 press-inform, 2007. 224 p.
6. Диагностика и лечение метаболического синдрома. Российские рекомендации. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. Приложение 2. 2007. (6). 1-26.
The diagnostics and treatment of the metabolic syndrome. The Russian recommendations. Cardiovascular therapy and preventive maintenance. Suppl. 2. 2007. (6). 1-26.
7. Balkau B. Epidemiology of the metabolic syndrome and the RISK study // Eur. Heart J. 2005. (7). D6-D9.
8. Novgorodtseva T.P., Ivanov Y.M., Karaman Y.K. et al. Blood plasma free fatty acids composition in metabolic syndrome patients // Eur. J. Natur. History.
2008. (1). 1: 97-98.
9. Новгородцева Т.П., Иванов Е.М., Антонюк М.В. и др. Состав неэстерифицированных жирных кислот у больных с метаболическим синдромом // Клинич. лаб. диагностика. 2008. (10). 38-40.
Novgorodtseva T.P., Ivanov Ye.M., Antonyuk 10. Ohkubo T, Jacob R, Rupp H. Swimming changes M.V. et al. The composition of non-entherized fatty vascular fatty acid composition and prostanoid generation acids in patients with metabolic syndrome // Klinich. of rats // Am. J. Physiol. 1992. 262: R464—R471. lab. diagnostika. 2008. (10). 38—40.
CONDITION OF THE VASOACTIVE MEDIATORS IN PATIENTS WITH METABOLIC SYNDROME
Natalia Sergeevna YUBITSKAY1, Elena Grigoryevna LOBANOVA1, Sergey Pavlovich KASYANOV2
1The Vladivostok department of the Far Eastern research center for physiology and respiratory pathology of SB RAMS — Institute of Medical Climatology and Rehabilitation Treatment 690105, Vladivostok, Russkaya st., 73g
2Institute of Marine Biology Far East Division RAS 690041, Vladivostok, Palchevskii st., 17
Data on endothelial vasoactive mediators condition in patients with metabolic syndrome and their correlation with insulin resistance have been presented in the article. According to obtained data the complex of metabolic abnormalities, insulin resistance, as well as change in arachidonic acid concentration results in endothelium functional changes. Nature of regulatory vasoactive mediators changes at different variants of metabolic syndrome has been revealed.
Key words: metabolic syndrome, thromboxane B2, 6-keto-prostaglandin F , leukotriene B4.
Yubitskay N.S. — candidate of Medical sciences, research worker of laboratory of rehabilitative treatment, e-mail: [email protected]
Lobanova E.G. — candidate of Medical sciences, research worker of laboratory of biomedicine research, e-mail: [email protected]
Kasyanov S.P. — candidate of biological sciences, research worker of laboratory of pharmacology, e-mail: [email protected]
