CC BY
20
13. Yip H.K., To W.M. An FTIR study of the effects of artificial saliva on the physical characteristics of the glass ionomer cements used for art. Dental Materials. 2005; 21: 695-703.
14. Khaustova S., Shkurnikov M., Tonevitsky E., Artyushenko V., Tonevitsky A. Noninvasive biochemical monitoring of physiological stress by Fourier transform infrared saliva spectroscopy. Analyst (London). 2010;135(12):3183-92.
15. Perez-Guaita D., Ventura-Gayete J., Perez-Rambla C., Sancho-Andreu M., Garrigues S., de la Guardia M. Protein determination in serum and whole blood by attenuated total reflectance infrared spectroscopy. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2012; 404(3):649-56.
16. Khaustova S.A., Shkurnikov M.U., Grebenyuk E.S., Artyushenko V.G., Tonevitsky A.G. Assessment of biochemical characteristics of the saliva using Fourier transform mid-infrared spectroscopy. Bulletin of Experimental Biology andMedicine. 2009; 148(5):841-4.
17. Ryan R., Clow A., Spathis A., Smyth N., Barclay S., Fallon M. Salivary diurnal cortisol profiles in patients suffering from chronic breathlessness receiving supportive and palliative care services: A cross-sectional study. Psychoneuroendocrinology. 2017; 79: 134-45.
18. Adam E.K., Hoyt L.T., Granger D.A. Diurnal alpha amylase patterns in adolescents: Associations with puberty and momentary mood states. BiologicalPsychology.2011; 88: 170-3.
19. Al-Turk W., Al-DujailiE .A.S. Effect of age, gender and exercise on salivary Dehydroepiandrosterone circadian rhythm profile in human volunteers. Steroids. 2016, 106: 19-25.
20. Cash E., Sephton S.E., Chagpar A.B., Spiegel D., Rebholz W.N., Zimmaro L.A., Tillie J.M., Dhabhar F.S. Circadian disruption and biomarkers of tumor progression in breast cancer patients awaiting surgery. Brain, Behavior, and Immunity. 2015; 48: 102-14.
21. Jerjes W.K., Cleare A.J., Wessely S., Wood P.J., Taylor N.F. Diurnal patterns of salivary cortisol and cortisone output in chronic fatigue syndrome. Journal of Affective Disorders. 2005; 87: 299-304.
22. Tordjman S., Anderson G.M., Kermarrec S., Bonnot O., Geoffray M-M., Brailly-TabardS., Chaouch A., Colliot I., Trabado S., Bron-
biochemistry
sard G., Coulon N., Botbol M., Charbuy H., Camus F., Touitou Y. Altered circadian patterns of salivary Cortisol in low-functioning children andadolescents with autism. Psychoneuroendocrinology. 2014; 50: 227-45.
23. Rykke M., Young A., Devold T., Smistad G., Rolla G. Fractionation of salivary micelle-like structures by gel chromatography. European Journal of Oral Science. 1997; 105: 495-501.
24. Soares R.V., Lin T., Siqueira C.C., Bruno L.S., Li X. Salivary micelles: identification of complexes containing MG2, slgA, lactoferrin, amylase, glycosylated proline-rich protein and lysozyme. Archives of Oral Biology. 2004; 49 (5): 337-43.
25. Young A., Rykke M., Rolla G. Quantitative and qualitative analyses of human salivary micelle-like globules. Acta Odontology Scand. 1999; 57: 105-10.
26. Inoue H., Ono K., Masuda W., Inagaki T., Yokota M., Inenaga K. Rheological properties of human saliva and salivary mucins. J. Oral Biosciences. 2008;50(2): 134-41.
27. Bel'skaya L.V., Kosenok V.K., Sarf E.A. Chronophysiological features of the normal mineral composition of human saliva. Archives of Oral Biology. 2017; 82: 286-92.
28. Jirakulsomchok D., Schneyer C. Effects of a, P and P2 adrenergic antagonists on the Na and K concentrations of sympathetic-nerve stimulated rat saliva. Journal of the Autonomic Nervous System. 1987; 20: 65-71.
29. Gevorkyan E.S., Minasyan S.M., Abraamyan E.T.The level of electrolytes and nitric oxide in the saliva of students with mental and emotional stress. Gigiyena i sanitariya.2014; 4: 81-5.(in Russian)
30. Kolycheva I.V., Rychagova O.A., Lizarev A.V. The influence of labor factors on the sodium content in the saliva of firefighters. Gigiyena I sanitariya. 2015; 94 (4): 44-7.(in Russian)
31. Sviridonova M.A., Fadeyev V.V. The significance of the TSH level in clinical practice. Klinicheskaya i eksperimental'naya tireoidologi-ya.2008; 4 (4): 16-24.(in Russian)
Поступила 21.12.17 Принята к печати 16.01.18
© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018 УДК 616.127-089.843-07:616.153.466
Жлоба А.А.12, Субботина Т.Ф.12, Молчан Н.С. 1
ЗНАЧЕНИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ ГОМОАРГИНИНА У ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА ПРИ ОПЕРАЦИЯХ РЕВАСКУЛЯРИЗАЦИИ МИОКАРДА
1 ФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова» Минздрава РФ, 197022, Санкт-Петербург;
2ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени В.А. Алмазова» Минздрава РФ, 197341, Санкт-Петербург
Гомоаргинин (гАрг) предложен в качестве прогностического метаболического критерия угрозы инсульта и инфаркта миокарда и оценен в этом качестве в ряде популяционных исследований. В настоящем исследовании изучено содержание этого кардиометаболического маркёра и основных аминокислот в плазме крови 59 пациентов (46мужчин и 13 женщин, возраст 61,4 ± 6,2 года) с ишемической болезнью сердца, направленных на плановую операцию аортокоронарного шунтирования, а также 30 здоровых лиц в возрасте 50,4 ± 9,2 года. Концентрацию гАрг и аминокислот в плазме крови определяли с помощью ВЭЖХ с определением ортофталевых производных с флуориметрическим детектированием по разработанному нами методу. У обследованных пациентов наблюдается существенное снижение уровня гАрг в плазме венозной крови. В отличие от здоровых, у пациентов наблюдается положительная зависимость уровня гАрг от содержания уровня лизина и аргинина в плазме крови. Эти аминокислоты являются субстратами реакции, катализируемой аргининглицинамидинотрансферазой (АГАТ), в которой образуется гАрг. Таким образом, у пациентов уровень гАрг в плазме крови зависит не только от активности АГАТ в тканях, но и от содержания лизина и аргинина. Содержание этих аминокислот в крови может резко повышаться при активации свертывания и фибринолиза. В результате этого, по-видимому, наблюдается усиление биосинтеза гАрг у части пациентов, нивелируя пониженный его уровень. У пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями при определении гАрг следует также учитывать уровень аргинина и лизина в крови.
Ключевые слова: гомоаргинин; лизин; аргинин; аминокислоты; ишемическая болезнь сердца; аортокоронарное шунтирование.
Для корреспонденции: Жлоба Александр Анатольевич, д-р. мед. наук, проф., рук. отдела биохимии научно-образовательного института биомедицины ПСПбГМУ им. И.П. Павлова; рук. группы протеомики СЗФМИЦ им. В.А. Алмазова; e-mail: zhloba@mail.spbnit.ru
биохимия
Для цитирования: Жлоба А.А., Субботина Т.Ф., Молчан Н.С. Значение определения уровня гомоаргинина у пациентов с ишемической болезнью сердца при операциях реваскуляризации миокарда. Клиническая лабораторная диагностика. 2018;63 (5): 281-286. DOI:http://dx.doi.org/10.18821/0869-2084-2018-63-5-281-286
Zhloba A.A.'-2, Subbotina T.F.'-2, Molchan N.S.1
THE VALUE OF DETECTION OF HOMOARGININE LEVEL IN PATIENTS WITH ISCHEMIC HEART DISEASE UNDER OPERATIONS OF MYOCARDIUM RE-VASCULARIZATION
1The Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "The Pavlov First Saint Petersburg State Medical university" of Minzdrav of Russia, 197022, St. Petersburg, Russia
2The Federal State Budget Institution "The V.A. Almazov National Medical Research Center" of Minzdrav of Russia, 197341, St. Petersburg, Russia
The homoarginine is proposed as a prognostic metabolic criterion of danger of stroke and myocardium infarction and evaluated in this capacity in a number of population studies.
The actual study analyzed content of this cardio-metabolic marker and main amino acids in blood plasma of 59 patients (46 males and 13 females, aged 61,4 ± 6,2 years) wit6h Ischemic heart disease send to planned operation of aortocoronary bypass surgery and also 30 healthy individuals aged 50,4 ± 9,2 years. The concentration of homoarginine and amino acids was detected using high-performance liquid chromatography with identification of ortho-phthalic derivative with fluorometric detecting using genuine developed technique. The examined patients had a significant decreasing of level of homoarginine in venous blood plasma. In contrast to healthy individuals, the patients were detected a positive dependence of level of homoarginine from content of level of lysine and arginine in blood plasma. The.se amino acids are substrates of reaction generating homoarginine catalyzed by argin ineglycineamidinotran.sfera.se. Thus, in patients' level of homoarginine in blood plasma depends both on activity of argininegly cineamidinotransferase in tissues and on content of lysine and arginine. The content of these amino acids in blood can abruptly increase at activation of coagulation and fibrinolysis. Consequently, it appears that increasing of bio-synthesis of homoarginine occurs in certain patients leveling its decreased level. In patients with cardio-vascular diseases at detection of homoarginine a level of arginine and lysine in blood is to be considered.
Keywords: homoarginine; lysine; arginine; amino acids; ischemic heart disease; aortocoronary bypass surgery. For citation: Zhloba A.A., Subbotina T.F., Molchan N.S. The value of detection of homoarginin level in patients with ischemic heart disease under operations of myocardium re-vascularization. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika (Russian Clinical Laboratory Diagnostics) 2018; 63(5): 281-286. (in Russ.). DOI: http://dx.doi.org/10.18821/0869-2084-2018-63-5-281-286
For correspondence: Zhloba A.A., doctor of medical sciences, professor, the head of the Department of Biochemistry of the Institute of Biomedicine of the Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "The Pavlov First Saint Petersburg State Medical University", e-mail: zhloba@mail.spbnit.ru Conflict of interests. The authors declare absence of conflict of interests.
Acknowledgment. The study was supported by the Grant of the Russian Foundation of Fundamental Research № NK 15-0402480
Received 17.01.2018 Accepted 19.01.2018
Введение. Гомоаргинин (гАрг) - некодируемая аминокислота, содержащаяся в крови человека в концентрациях обычно менее 5 мкМ, привлекла внимание исследователей в последнее десятилетие, когда в ряде когортных и популяционных исследований была выявлена ассоциация низкого уровня гАрг и высокого риска развития острых сердечно-сосудистых осложнений, в первую очередь ишемического инсульта и инфаркта миокарда, а также была установлена более высокая смертность среди пациентов в когорте с низким уровнем гАрг [1-3]. В последние годы укрепляется мнение о том, что гАрг можно рассматривать в качестве независимого прогностического маркёра неблагоприятного исхода у пациентов с хронической сердечной недостаточностью [4]. Механизм, лежащий в основе данных взаимосвязей, в настоящее время не вполне ясен. Как правило, высокий уровень гАрг связывают с улучшением функции эндотелия, а именно с активацией пути синтеза оксида азота. С одной стороны гАрг сам является субстратом ПО-синтаз, однако менее эффективным, чем аргинин, с другой - гАрг, являясь структурным аналогом лизина, обладает способностью последнего ингибировать аргиназу и может тем самым увеличивать концентрацию аргинина и его доступность для синтеза N0. Однако отсутствие выраженной ассоциации между концентрацией аргинина и уровнем смертности позволяет предположить, что эффекты гАрг не ограничены влиянием только на обмен аргинина [1].
Основным путём образования гАрг в организме человека является реакция, катализируемая аргининглици-намидинотрансферазой (АГАТ, КФ 2.1.4.1) [3]. Главное назначение этого фермента - обеспечение первой реакции в синтезе креатина. В ходе этой реакции, субстратами которой являются аргинин и глицин, образуются орнитин и гуанидинуксусная кислота. гАрг образуется в ней в небольших количествах в качестве побочного продукта в том случае, если место глицина занимает лизин.
Проблемой при определении гАрг в клинической лаборатории является его малая концентрация. Наиболее точный метод - масс-спектрометрический, однако он в настоящее время малодоступен. Наборы реактивов для иммуноферментного анализа, как правило, не гарантируют высокой точности. Более доступные методы анализа, в частности высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), довольно распространены, однако требуют дорогостоящей пробоподготовки, например, твердофазной экстракции [5]. Мы разработали менее дорогостоящий собственный метод определения гАрг путём ВЭЖХ с флуориметрическим детектированием [6], который и использовали в данной работе. Дополнительным преимуществом этого способа является возможность количественного определения гАрг наряду с другими кодируемыми и метаболическими аминокислотами, составляющими аминокислотный профиль, что может расширить диагностические возможности этой лабораторной технологии.
Цель настоящего исследования состояла в изучении уровня гАрг в плазме крови группы пациентов с ИБС, однородной по возрасту, нозологической, функциональным характеристикам, и сопоставлении полученных результатов с другими клинико-лабораторными данными, включая аминокислотный профиль.
Материал и методы. В исследование включено 59 пациентов с ИБС (46 мужчин и 13 женщин в возрасте 51-72 года), направленных на плановую операцию аор-токоронарного шунтирования в условиях искусственного кровообращения клиники ПСПбГМУ им. акад. И.П. Павлова с августа 2014 по октябрь 2016 г. Все пациенты имели многососудистое поражение коронарного русла с необходимостью реваскуляризации, хроническую сердечную недостаточность III функционального класса (фракция выброса левого желудочка не менее 50%) и артериальную гипертензию, требующую медикаментозной коррекции. Обязательным условием включения являлось также информированное согласие пациента на участие в исследовании. Исследование было одобрено этическим комитетом ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. Критериями невключения являлись: отсутствие согласия пациента, сопутствующая клапанная патология, перенесённый острый инфаркт миокарда в предшествующие 6 нед, сердечная недостаточность с фракцией выброса левого желудочка менее 50%, сахарный диабет, хроническая болезнь почек > 111Б стадии.
Венозную кровь для исследования получали непосредственно перед операцией аортокоронарного шунтирования из кубитальной вены через 15-30 мин после
Таблица 1
Клинико-лабораторная характеристика обследованных лиц
Показатель Группа пациентов c ИБС, Группа здоровых/референт-
M + а ный диапазон
Количество наблюдений 59 30
Демографические и общеклинические данные
Мужчины/женщины, абс(%) 46 (78)/13 (22) 11(37)/19 (63)
Возраст, годы 61,4 i 6,2 50,4 i 9,2
ОИМ в анамнезе, абс(%) 33(56) 0
Фракция выброса, % должного 62,0 i 6,4 100
Индекс массы тела, кг/м2 28,4 i 3,6 до 25
Рутинные лабораторные данные
Глюкоза, мМ 5,4 i 0,7 4,6 - 6,1
Общий холестерин, мМ 4,5 i 1,5 3,5 - 5,5
Креатинин, мкМ мужчины женщины 91i 18 74 i 12 53 - 106 44 - 97
Мочевина, мМ 5,6 i 1,5 2,9 - 7,5
АлАТ, Ед/л 26 i 15 До 40
АсАТ, Ед/л 24 i 10 До 40
Фибриноген, г/л 3,4 i 0,8 2,0 - 4,0
Фоновая терапия
ß-Блокаторы, абс (%) 59 (100) -
Ингибиторы AПФ, абс (%) 46 (77) -
Aнтитромботические препараты, абс (%) 50 (85) -
Примечание. Собственные данные представлены как среднее + стандартное отклонение; референтный диапазон для рутинных лабораторных показателей приведён согласно [7]; ОИМ - острый инфаркт миокарда; АПФ - ангиотензинпревращающий фермент.
biochemistry
индукции анестезии, но перед началом искусственного кровообращения. Mетодика анестезии у всех пациентов была однотипной. Различие заключалось лишь в том, что у 15 пациентов в качестве основного анестетика использовали десфлуран, а у 28 - севофлуран. В остальных 16 наблюдениях ингаляционный анестетик не использовали, а анестезию осуществляли внутривенным введением пропофола. Образцы крови, взятые в вакутейнеры, содержащие этидендиаминтетраацетат натрия в качестве антикоагулянта, немедленно помещали в холодильник (4оС), а затем отделяли плазму путём центрифугирования (1500 об/мин, 10 мин.) не позднее 30 мин после взятия. Aликвоты полученной плазмы хранили при -80оС вплоть до анализа.
Группу сравнения составили 30 здоровых лиц, сопоставимых по возрасту с обследуемой группой пациентов - регулярные доноры старшей возрастной группы. Забор образцов крови производили из кубитальной вены после 10-часового голодания. Процессирование и хранение образцов осуществляли так же, как в группе пациентов.
Более подробная информация об обследованных представлена в табл. 1.
Уровень ^рг определяли в составе спектра 22 других аминокислот плазмы крови (за исключением амино-тиолов) методом обращенно-фазного ВЭЖХ-анализа на хроматографе Agilent 1100 (Agilent Technologies, СШA) по разработанной нами технологии, подробно описанной в нашем патенте [6], с использованием ортофтале-вого альдегида для предколоночной дериватизации и колонки Zorbax Eclipse AAA С18 (150 х 4,6) мм, 3,5 мкм. Концентрации аминокислот рассчитывали, используя норвалин в качестве внутреннего стандарта. Концентрацию общего гомоцистеина (оГци) определяли также с помощью ВЭЖХ описанным ранее методом [8].
Данные анализировали с применением программы Statistica 10.0 (Dell, Inc., USA). Степень соответствия распределения данных нормальному закону оценивали с помощью критериев Шапиро-Уилка и Колмогорова -Смирнова. Сравнение групп с нормальным распределением проводили с помощью t -критерия Стьюдента. В случае распределения, отличного от нормального, применяли U-критерий Mанна - Уитни. Aнализ распределения частот проводили с помощью критерия согласия Пирсона и точного критерия Фишера. Статистическую связь между данными анализировали путём вычисления коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Статистически значимыми считали различия данных и корреляции при p < 0,05.
Результаты. В табл. 2 приведены сравнительные данные пациентов с ИБС и здоровых людей, включающие концентрации ^рг и некоторых других аминокислот. Уровень ^рг в группе пациентов существенно ниже, чем у здоровых, причём размах выборки составлял 0,5-3,1 мкM и был относительно больше, чем у доноров (1,6-4,2 мкM). Наблюдаются также статистически значимые различия и по ряду других аминокислот: пациенты имеют более высокие уровни аргинина, лизина и метионина и более низкие уровни глицина и цитруллина в сравнении с донорами. По таким аминокислотам, как орнитин, оГци, фенилаланин, тирозин и таурин значимых различий не выявлено.
В группе пациентов обнаружены достаточно слабые, но статистически значимые положительные корреляции уровня ^рг с уровнем лизина (Rs = 0,30; p = 0,021) и
биохимия
Таблица 2
Уровень гомоаргинина и других аминокислот (в мкМ) в изучаемых группах
Показатель Группа пациентов c ИБС, n = 59 Группа здоровых, n = 30 Р
Гомоаргинин 1,40 (1,0-2,0) 2,3 (1,8-3,1) < 0,000001
Глицин 210 (171-242) 260 (227-323) 0,0001
Аргинин 77(60-90) 55 (46-74) 0,0005
Лизин 160(130-188) 102(94-128) < 0,000001
Орнитин 45 (33-55) 36 (30-47) 0,065
Цитруллин 25 (21-30) 42 (33-49) < 0,000001
Метионин 24 (19-28) 17(11-22) 0,0003
оГци 7,8 (6,1-10,5) 8,1 (6,5-10,3) 0,92
Фенилаланин 58 (49-67) 52 (45-60) 0,075
Тирозин 56 (48-64) 60 (52-67) 0,34
Таурин 26 (22-33) 25(17-36) 0,43
Примечание. Данные представлены в виде медианы и межквартильного интервала; достоверность различий оценивали с помощью непараметрического теста Манна-Уитни; оГци -общий гомоцистеин; гАрг - гомоаргинин.
аргинина = 0,27; р = 0,030). Также статистически значимой была отрицательная корреляция уровня гАрг и оГци = -0,30; р = 0,021). С остальными аминокислотами, приведёнными в табл. 2, величина Г оказалась близкой к нулю. В группе доноров значимых корреляций гАрг выявлено не было.
Учитывая большую вариабельность показателя гАрг у пациентов с ИБС, а также потенциальное клиническое значение, которое придают этому показателю в качестве фактора риска острых сердечнососудистых осложнений, мы проанализировали показатели в подгруппах пациентов с высоким и низким уровнем гАрг, приняв за пограничные значения 25-й и 75-й процентили, т.е. 1,0 и 2,0 мкМ гАрг соответственно. Результаты представлены в табл. 3.
Сравниваемые подгруппы достоверно различаются по уровню аргинина, лизина и оГци. Этот результат ожидаем, учитывая упомянутые выше положительные корреляционные связи этих показателей с уровнем гАрг. Также пациенты в подгруппе 1 (с низким уровнем гАрг) достоверно, хотя и не на много, старше. По остальным аминокислотам, а также по гендерному составу подгрупп различий не выявлено. Данные табл. 3 показывают также, что значения гАрг в подгруппе пациентов 2 и здоровых лиц ((2,3 (1,83,1) мкМ;см. табл. 2) практически совпадают. Несмотря на это частота встречаемости ОИМ в анамнезе в сравниваемых подгруппах 1 и 2 статистически не различается, что противоречит ожиданиям. Гистограммы распределения значений гАрг в группах пациентов с ИБС и доноров выявляют большую область перекрытия в диапазоне 1,5-2,5 мкМ, что ограничивает возможности однозначной диагностической интерпретации гАрг как клинического лабораторного показателя (см. рисунок, а).
Между тем введение расчётного показателя, учитывающего не только концентрацию самого гАрг, но и другой аминокислоты, метаболически с ним связанной, позволило бы добиться лучшего разделения групп. В табл. 3 представлены такие расчёты для аминокислот - участников реакции, катализируемой АГАТ, - аргинина, глицина, лизина и орнитина в подгруппах 1 и 2 пациентов. Сопоставления с аналогичными расчётами для группы здоровых показало, что лучшее разделение групп достигается при использовании соотношения гАрг/Лиз (см.рисунок, б). Вариабельность этого отношения (умноженного на 100 для удобства представления) составляет 2,10 (1,61-2,80) в группе доноров и 0,88 (0,65-1,24) в группе пациентов. Таким образом, граница нижнего квартиля доноров (1,61) оказывается выше границы верхнего квартиля группы пациентов с ИБС (1,24). Значение отношения (гАрг/Лиз)х100 менее 1,61, принятого нами за условную границу, имеют 52 (88%)пациента и только 25% здоровых лиц. Частота инфарктов миокарда в анамнезе среди этих пациентов составляет 30 случаев (91% от числа всех инфарктов в группе пациентов).
Обсуждение. Обнаруженное нами снижение уровня гАрг у пациентов с сердечно-сосудистой патологией соответствует уже достаточно многочисленным опубликованным данным [2, 4]. Несмотря на то что экспериментальные данные о роли гАрг в патогенезе атеросклероза не являются окончательными, чётко прослеживается отрицательная связь этого показателя с развитием хронической сердечной недостаточности, присутствующей (NYHA функциональный класс III) у всех пациентов,
Таблица 3
Сравнение показателей в подгруппах пациентов с высоким и низким уровнем
гомоаргинина
Показатель Подгруппа 1 пациенты c уровнем гАрг<1,0 мкМ Подгруппа 2 пациенты c уровнем гАрг>2,0 мкМ Р
Число наблюдений 15 16
гАрг, мкМ 0,8 (0,6 - 1,0) 2,2 (2,0 - 2,7) < 0,000001
Глицин, мкМ 220 (168 - 242) 230 (178 - 267) 0,43
Аргинин, мкМ 71 (57 - 83) 93 (86 - 103) 0,003
Лизин, мкМ 147 (135 - 1 74) 189 (186 - 216) 0,013
Орнитин, мкМ 45 (31 - 55) 50 (43 - 82) 0,30
Фенилаланин, мкМ 53 (50 - 63) 62 (57 - 67) 0,24
Тирозин, мкМ 44 (43 - 47) 51 (38 - 67) 0,22
Таурин, мкМ 26 (24 - 39) 26 (25 - 33) 0,72
оГци, мкМ 9,1 (7,8 - 12,6) 6,8 (5,2 - 7,4) 0,022
Метионин, мкМ 22 (19 - 26) 26 (24 - 28) 0,094
(гАрг/Лиз)*100 0,50 (0,40 - 0,58) 1,18 (0,95 - 1,46) < 0,000001
(гАрг/Арг)*100 1,08 (0,85 - 1,35) 2,47 (2,27 - 3,16) < 0,000001
(гАрг/0рн)*100 1,75 (1,09 - 1,92) 5,12 (3,10 - 5,78) 0,0008
(гАрг/Гли)*100 0,38 (0,24 - 0,48) 1,12 (0,81 - 1,32) 0,000001
Возраст, лет 63 (61 - 67) 59 (54 - 62) 0,008
Мужчины/женщины, абс(%) 10 (67) / 5 (33) 11 (69) / 2 (31) 0,49
ОИМ в анамнезе, абс (%) 9 (60) 8 (50) 0,52
Примечание. Данные представлены в виде медианы (межквартильного интервала); достоверность различий оценивали с помощью непараметрического теста Манна-Уитни; анализ различий частот оценивали критерием хи-квадрат Фишера.
И
| Доноры y\ Пациенты
И
га
га га
1 1,5 2 2,5
Концентрация гАрг, мкМ
30 -
25 -
1 20 -I Ф Ч
8 15 -
га
3
Доноры Пациенты
z ГЬ п
_□
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
(гАрг/Лиз)*100
Гистограммы значений уровней гАрг (а) и отношений (гАрг/ Лиз)*100 (б) в группах пациентов с ИБС (п = 59) и здоровых лиц (п = 30).
включённых в наше исследование. Следует отметить, что есть противоречивые данные: так, в исследовании [9] обнаружено, что при повышенном уровне гАрг в крови увеличивается остеохондрогенная трансформация клеток гладких мышц аорты человека и кальцификация аорты, тогда как в другой работе сообщается о полезной роли гАрг при экспериментальном повреждении сонных артерий у крыс со снижением гиперплазии неоинтимы [10 ]. В качестве прогностического маркёра в оценке риска острых сердечно-сосудистых осложнений некоторые исследователи придают гАрг большее значение, чем мозговому натрийуретическому пропептиду [11]. Однако в рамках нашего исследования удалось установить некоторые новые закономерности.
Во-первых, уровень гАрг у пациентов данного исследования 1,4 (1 - 2) мкМ значимо не отличался от результатов, полученных нами ранее в другой группе пациентов с менее выраженной сердечной недостаточностью NYHA 1-11 функционального класса [12]. Таким образом, степень сердечной недостаточности - далеко не единственный фактор, влияющий на уровень гАрг, немаловажную роль играет природа патологического процесса: в настоящем исследовании это атеросклероз и ИБС, а в работе [12] - аневризма восходящего отдела либо стеноз аорты не атеросклероти-ческой природы.
Во-вторых, нами в группе пациентов (но не в группе сравнения) установлена прямая связь между уровнями гАрг и субстратов реакции, в которой он образуется, - лизина и аргинина. Эта реакция катализируется ферментом АГАТ. Известно, что содержание гАрг в крови человека связано с активностью АГАТ в тканях, отражая интенсивность этой ключевой реакции образования креатина в организме в целом [13].
biochemistry
По-видимому, активность АГАТ в значительной мере определяется концентрациями её субстратов. В настоящей работе мы показали, что содержание субстратов АГАТ - лизина и аргинина ( см. табл. 2) в крови у пациентов значительно выше, чем в группе сравнения. У 16 пациентов уровень гомоаргинина был выше 2,0 мкМ и уровень лизина у них был также высок, составляя 189 (186-267) мкМ, аргинина - 93 (86-103) мкМ (см. табл. 3). Таким образом, следует ожидать, что по крайней мере уровень одного из субстратов АГАТ, необходимых для образования гАрг, в первую очередь лизина, сродство которого к ферменту наиболее низкое, в значительной мере влияет на общее содержание гАрг в организме. При повышенных уровнях лизина и/или аргинина, по-видимому, наблюдается усиление биосинтеза гАрг у части пациентов, нивелируя пониженный уровень АГАТ в тканях. Это может объяснить случаи развития инфаркта миокарда или инсульта при достаточно высоком уровне гАрг, что отмечается во всех исследованиях [1-4]. Кроме того, «завышение» концентрации гАрг при высоком уровне лизина приводит к размыванию границы между нормой и патологией, когда невозможна однозначная диагностическая трактовка (см. рисунок, а). По нашему мнению, улучшить прогностическую значимость при анализе гАрг можно путём учёта высокого уровня лизина, например, введя предложенное нами отношение (гАрг/Лиз)х100 (см. рисунок, б).
Наконец, в аминокислотном профиле пациентов с ИБС мы обнаружили и другие отличия от показателей группы сравнения, помимо отмеченных выше аргинина и лизина (см. табл. 2). Следует подчеркнуть, что обнаруженные метаболические сдвиги происходили в условиях отсутствия дефицита незаменимых аминокислот как у пациентов, так и у лиц в группе сравнения, их концентрации были в границах референтных интервалов [7]. Можно предположить, что причиной повышенного уровня аргинина, лизина и метионина в данной группе пациентов может быть активация фибринолиза, хотя бы потому, что почти все пациенты получали антитромбо-тические препараты (см. табл. 1). В опубликованной ранее работе [14] мы показали, что активация фибринолиза как в модельной системе, так и in vivo у пациентов с активированным внутрисосудистым свертыванием сопровождается высвобождением именно этих аминокислот, предположительно, вследствие активации ассоциированных с фибринолизом карбоксипептидаз [15]. Выраженное снижение уровня цитруллина в группе пациентов с ИБС может расцениваться как признак снижения образования цитруллина, например, в NO-синтазных реакциях [16].
Таким образом, лучшее выделение группы пациентов с повышенным уровнем гАрг, перенёсших инфаркт, достигалось с помощью референтной границы соотношения (гАрг/Лиз)х100. В группе доноров эта граница описывается по нашим данным значением 1,61. Из 33 пациентов, перенёсших инфаркт, у трёх соотношение было выше 1,61, т. е. в 9 % случаев роль гАрг в нарушениях метаболизма у пациентов, перенёсших инфаркт, была по этому критерию незначительна. При этом все три пациента отличались сочетанием хотя бы трёх других из четырёх неблагоприятных критериев, описанных в табл. 1, т. е. высоким индексом массы тела, высоким уровнем холестерина, гипергомоцистеинемией, гипергликемией.
30 -
25 -
20 -
5 -
0
0
3
4
5 -
0
биохимия Выводы.
1. Прогностическая значимость уровня гомоаргинина может быть улучшена путём учёта повышенных концентраций лизина и аргинина в плазме крови.
2. Способ определения гомоаргинина в составе спектра других аминокислот плазмы крови в рамках одной аналитической процедуры обладает преимуществами по сравнению с методами, оценивающими изолированный показатель гомоаргинина, поскольку даёт дополнительную информацию, существенную для пациентов с сердечно-сосудистой патологией.
Благодарность. Авторы выражают благодарность менеджменту ПСПбГМУ им. И.П. Павлова за организационную и информационную поддержку в ходе проведения настоящего исследования.
Финансирование. Исследование выполнено в рамках выполнения государственного задания; методика определения гомоаргинина в составе спектра аминокислот разработана при поддержке гранта РФФИ № HK15-04-02480.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
ЛИТЕРАТУРА (пп. 1-5, 8-11, 13-16 см. REFERENCES)
6. Жлоба А.А., Субботина Т.Ф., Шипаева К.А. Способ определения содержания гомоаргинина в плазме крови и других биологических жидкостях человека. . Патент РФ № 2609873; 2017.
7. Тиц Н.У, ред. Клиническая оценка лабораторных тестов: Справочник (пер. с англ.). М.: Медицина; 1986.
12. Гаврилюк Н.Д., Субботина Т.Ф., Дружкова Т.А., Иртюга О.Б., Жлоба А.А., Алексеевская Е.С. и др. Клиническое значение исследования гомоаргинина у пациентов с аневризмой восходящего отдела аорты и аортальным стенозом. Артериальная гипер-тензия. 2017; 23(5): 403-11.
REFERENCES
1. März W., Meinitzer A., Drechsler C., Pilz S., Krane V., Kleber M.E. et al. Homoarginine, cardiovascular risk, and mortality. Circulation. 2010; 122(10): 967-75.
2. Pilz S., Meinitzer A., Tomaschitz A., Drechsler C., Ritz E., Krane V. et al. Low homoarginine concentration is a novel risk factor for heart disease. Heart. 2011; 97 (15): 1222-7.
3. Choe C.U., Atzler D., Wild P.S., Carter A.M., Boger R.H., Ojeda F. et al. Homoarginine levels are regulated by L-arginine: glycine ami-dinotransferase and affect stroke outcome: results from human and murine studies. Circulation. 2013; 128(13): 1451-61.
4. Atzler D., Rosenberg M., Anderssohn M., Choe C.U., Lutz M., Zugck C. et al. Homoarginine—an independent marker of mortality in heart failure. Int. J. Cardiol. 2013; 168(5): 4907-9.
5. Teerlink T., Nijveldt R.J., de Jong S., van Leeuwen P.A. Determination of arginine, asymmetric dimethylarginine, and symmetric dim-ethylarginine in human plasma and other biological samples by highperformance liquid chromatography. Anal. Biochem. 2002; 303(2): 131-7.
6. Zhloba A.A., Subbotina T.F., Shipaeva K.A. The Way for Determining the Content of Homoarginine in Blood Plasma and other Biological Fluids of Human. Patent RF № 2609873; 2017. (in Russian)
7. Tietz N.W., ed. Clinical Guide to Laboratory Tests. Philadelphia: W.B. Saunders; 1983.
8. Zhloba A.A., Subbotina T.F. Homocysteinylation score of high-molecular weight plasma proteins. Amino Acids. 2014; 46(4): 893-9.
9. Alesutan I., Feger M., Tuffaha R., Castor T., Musculus K., Buehling S.S.et al. Augmentation of phosphate-induced osteo-/chondrogenic transformation of vascular smooth muscle cells by homoarginine. Cardiovasc. Res. 2016; 110(3): 408-18.
10. Dellera F., Ganzetti G.S., Froio A., Manzini S., Busnelli M., Meinitzer A. et al. L-homoarginine administration reduces neointimal hyperplasia in balloon-injured rat carotids. Thromb. Haemost. 2016; 116(2): 400-2.
11. Raedle-Hurst T., Mueller M., Meinitzer A., Maerz W., Dschietzig T. Homoarginine—A prognostic indicator in adolescents and adults with complex congenital heart disease? Fukumoto Y, ed. PLoS ONE. 2017;12(9):e0184333.
12. Gavrilyuk N.D., Subbotina T.F., Druzhkova T.A., Irtyuga O.B., Zhloba A.A., Alekseevskaya E.S. et al. Clinical significance of homoarginine level in patients with ascending aortic aneurysm and aortic stenosis. Arterial'naya Gipertenziya. 2017; 23(5): 403-11. (in Russian)
13. Atzler D., Schwedhelm E., Choe C.u. L-homoarginine and cardiovascular disease. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2015; 18: 83-8.
14. Zhloba A.A., Subbotina T.F., Lupan D.S., Bogova V.A., Kusheleva O.A. Arginine and lysine as products of basic carboxypeptidase activity associated with fibrinolysis. Biochemistry (Moscow) Supplement SeriesB: Biomedical Chemistry. 2012; 6(3): 261-5.
15. Subbotina T.F., Zhloba A.A. Fibrinolysis as an additional source of basic amino acids in plasma. Amino acids. 2013; 45(3): 586.
16. Noris M., Benigni A., Boccardo P., Aiello S., Gaspari F., Todeschini M. et al. Enhanced nitric oxide synthesis in uremia: implications for platelet dysfunction and dialysis hypotension. Kidney Int. 1993; 44(2):445- 50.
Поступила 17.01.18 Принята к печати 19.01.18
