CORRELATION OF CARBOHYDRATE-LIPID METABOLISM AND THE ELEMENT STATUS IN WOMEN WITH SOMATOMEGALY OF FRUIT, LIVING IN THE NORTH

Full Text

Охрана здоровья матери и ребенка одно из приоритетных направлений здравоохранения. Наиболее распространенной причиной перинатальной патологии на современном этапе является крупный плод (макросомия). Установлено, что макросомия связана с повышенным риском осложнений как для матери, так и для новорожденного [23]. Нарушения углеводно-липидного обмена и ожирение у матери нередко сопровождаются макросомией плода. Доказано, что дети, масса тела которых при рождении больше 90-й перцентили, подвержены высокому риску развития метаболического синдрома или раннего ожирения [22]. Эти результаты особенно тревожны, так как указывают на существование замкнутого круга в патогенезе формирования ожирения. По данным Фонда социального страхования Российской Федерации [24], Ханты-Мансийский автономный округ - Югра (ХМАО - Югра) за период с 2008 по 2014 год занимал первое место по количеству детей, рожденных с массой тела более 4 кг (11,97 % от общего количества рожденных детей), на втором месте Тюменская область (11,93 %) и на третьем месте Ямало-Ненецкий автономный округ (11,04 %). Цель нашего исследования - выявить взаимосвязи 41 Экология детства Экология человека 2018.01 между показателями углеводно-липидного обмена и биоэлементами, принимающими участие в его регуляции, у женщин с макросомией плода, проживающих в северном регионе. Методы Проведено исследование биообразцов 102 женщин, родоразрешенных в сроке 38-40 недель. Первую (основную) группу составили 52 женщины с макросомией плода (масса тела новорожденного 4 000 г и более), средний возраст (29,6 ± 8,4) года, вторую (контрольную) - 50 женщин с нормосомией плода (масса тела новорожденного от 2 800 до 3 999 г), средний возраст (26,9 ± 9,1) года, проживающих более 5 лет в г. Ханты-Мансийске (ХМАО - Югра). Все женщины давали добровольное информированное согласие на проведение обследования и обработку индивидуальных данных. Забор крови осуществляли у всех обследуемых лиц путем венепункции из локтевой вены в одноразовые системы «Vacutainer» в процедурном кабинете поликлиники в утренние часы (8-9 ч) после 12-14-часового голодания. Биохимические исследования углеводно-липидного обмена осуществляли на автоматическом анализаторе «AU 680 Beckman Coulter» (США) ферментативным (гексокиназным), колориметрическим и фотометрическим методами, реактивами «Beckman Coulter» (США). Полученные результаты сравнивали с референтными величинами [2]. Определение концентрации хрома (Cr), цинка (Zn), магния (Mg) в волосах проводилось методами атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ИСП-МС и ИСП-АЭС) в Центре биотической медицины (Москва) [5]. Полученные результаты сравнивали с референтными значениями [16]. Тип распределения для выборок определяли с помощью критерия Шапиро - Уилка. Для описания количественных данных, имеющих нормальное распределение, использовали среднее арифметическое (M), среднеквадратичное отиклонение (с), минимальное (min) и максимальное (max) значения. Параметры с ненормальным распределением и наличием ряда экстремальных значений представляли и как медиану (Ме), а в качестве мер рассеивания использовали 25 и 75 перцентили. Статистическую значимость различий изучаемых параметров анализировали с применением нескольких критериев: Фишера - Стьюдента при нормальном распределении, Манна - Уитни при отсутствии нормального распределения изучаемых параметров: за значимые принимали различия при р < 0,05. Для определения тесноты и значимости связи между параметрами применяли критерий ранговой корреляции Спирмена (rs), который является непараметрическим аналогом коэффициента Пирсона для интервальных и порядковых переменных, не подчиняющихся нормальному распределению. Результаты В табл. 1 представлены биохимические показатели концентрации глюкозы и липидов в крови у беременных женщин с различной массой тела плода. Таблица 1 Показатели углеводно-липидного обмена и элементного статуса у беременных женщин г. Ханты-Мансийска Показа тель Физио логи чески опти мальные величи ны Основная группа (n=52) Контрольная группа (n=50) р М±с min«max М±с min«max Глюкоза, ммоль/л 3,5 - 6,1 5,35± 0,12 3,4«7,5 4,29± 0,07 3,1«4,8 <0,001 ОХС, ммоль/л 3,1 - 5,2 4,62± 0,25 4,2«7,9 3,75± 0,23 3,2«5,8 0,012 ТГ, ммоль/л ,7 -1 ,6 0, 1,58± 0,10 1,4«3,5 1,12± 0,16 0,8« 1,9 0,016 ЛПВП, ммоль/л 1,03 - 1,56 1,16± 0,07 0,7«2,1 1,34+ 0,14 0,7«2,3 0,247 ЛПОНП, ммоль/л 0,26- 1,04 0,72± 0,05 0,54«2,09 0,51± 0,04 0,39« 1,28 0,002 ЛПНП, ммоль/л ,0 3, - ,0 2, 2,74± 0,15 2,43«4,89 2,11± 0,12 2,01«3,4 0,002 КАТ, у. е. <3 2,88± 0,22 2,5«3,9 1,80± 0,19 1,2«3,1 <0,001 В табл. 2 представлено содержание биоэлементов, принимающих непосредственное участие в регуляции углеводно-липидного обмена, в волосах обследованных лиц. Таблица 2 Концентрация в волосах магния, хрома и цинка у беременных женщин г. Ханты-Мансийска, мкг/г По казатель Основная группа (n = 52) Контрольная группа (n = 50) р М±с Me 25«75 M±c Me 25«75 Zn 179± 10,4 155 62,3«212 195±11,6 193 78,9«354 0,306 Cr 0,34± 0,03 0,35 0,21«0,57 0,47±0,04 0,42 0,32«0,64 0,010 Mg 79,8± 12,4 68,6 35,7«135 134±14,5 118 91,8«274 0,004 Средние величины концентрации изучаемых показателей находились в диапазоне физиологически оптимальных значений для лиц соответствующего возраста и пола. Однако нами были обнаружены значительные межгрупповые и внутригрупповые различия. В группе беременных женщин с макросомией плода сравнительно с группой с нормосомией нами было выявлены статистически значимо более высокие показатели концентрации глюкозы (р < 0,001), общего холестерина (ОХС, р = 0,012), триглицеридов (ТГ, р = 0,016), липопротеидов очень низкой плотности (ЛПОНП, р = 0,002), липопротеидов низкой плотности (ЛПНП, р = 0,002), коэффициента атеро-генности (КАТ, р < 0,001), а также биоэлементов Cr (p = 0,010) и Mg (р = 0,004). При этом содержание 42 Экология человека 2018.01 Экология детства липопротеидов высокой плотности (ЛПВП) в крови и Zn в волосах было выше в группе женщин с нормо-сомией плода, чем в группе женщин с макросомией, но статистически не значимо (см. табл. 1, 2). В табл. 3 показано, как распределились обследованные лица в зависимости от величины биохимических показателей. Обращает на себя внимание достаточно большое количество беременных женщин с макросомией плода, у которых было выявлено превышение относительно референтных величин концентрации глюкозы (34,6 %), ОХС (17,3 %), ТГ (17,3 %), ЛПОНП (17,3 %), ЛПНП (15,4 %), КАТ (19,2 %). На этом фоне прогностически неблагоприятным фактором является дефицит биоэлементов, принимающих участие в утилизации глюкозы и жировом обмене: Zn (40,4 %), Cr (23,1 %), Mg (40,4 %) у беременных женщин с потенциально крупным плодом (табл. 3). Таблица 3 Распределение обследованных лиц по степени изменений показателей углеводно-липидного профиля и элементного статуса, абс./% Показа тель Ос новная группа Кон трольная группа Ос новная группа Кон трольная группа Ос новная группа Кон трольная группа Физиологически оптимальные величины Ниже оптимальных величин Выше оптимальных величин Глюкоза 32/61,5 37/74 2/3,9 7/14 18/34,6 6/12 ОХС 43/82,7 47/94 - - 9/17,3 3/6 ТГ 45/86,5 47/94 - - 7/13,5 3/6 ЛПВП 49/94,2 44/88 1/1,9 4/8 2/3,9 2/4 ЛПОНП 43/82,7 46/92 - - 9/17,3 4/8 ЛПНП 44/84,6 46/92 - - 8/15,4 4/8 КАТ 42/80,8 48/96 - - 10/19,2 2/4 Zn 29/55,8 34/68 21/40,4 8/16 9/17,3 12/24 Cr 38/73,1 44/88 12/23,1 6/12 2/3,8 - Mg 22/42,3 - 21/40,4 12/24 9/17,3 12/24 Обсуждение Ханты-Мансийский автономный округ располагается в центральной части Западно-Сибирской низменности, входя в состав Тюменской области. Доказано, что длительное проживание на Севере приводит к формированию «северного» метаболизма в виде изменения углеводно-липидного обмена, что усиливает риск развития метаболических нарушений [1, 4, 10]. Исследованиями установлено, что при избыточной массе тела, зачастую встречающейся у беременных женщин с макросомией плода, отмечается липолиз жировой ткани преимущественно абдоминально-висцеральной области. Результатом активации липолиза является высвобождение значительного количества свободных жирных кислот (СЖК) в печень и портальную систему, где через процессы глюконеогенеза они превращаются в глюкозу и используются для синтеза ТГ. Помимо этого, СЖК способны тормозить утилизацию глюкозы посредством активизации выработки инсулина pancreas, чем способствуют развитию гипергликемии и соответственно инсули-норезистентности [21]. Ведущим фактором, определяющим состояние здоровья нации, является сбалансированность питания беременных женщин не только по белкам, углеводам и жирам, но и микронутриентам. Доказано, что недостаточное употребление необходимых микронутриентов в нужный срок, в том числе и во внутриутробном периоде, приносит реальную угрозу будущему человечеству. Без внешней среды, во многом определяющей функционирование живого организма, его существование невозможно. Многочисленными исследованиями установлено, что биоэлементы оказывают непосредственное влияние на все виды обмена веществ [9, 10, 13]. Доказано, что адаптация и функционирование организма в определенных условиях среды обитания определяется в значительной степени биохимическими факторами, обеспечением человека жизненно важными пищевыми веществами, включая витамины и биоэлементы [1, 11, 18]. В течение круговорота неорганических веществ, длящегося миллионы лет, значительная часть биоэлементов участвует в десятках тысяч реакций, происходящих в организме, в составе белков, ферментов, гормонов и витаминов. Биоэлементы не могут синтезироваться в организме, а должны в полном объеме поступать извне [5, 7, 18]. В результате нашего исследования установлено, что средние величины концентрации Zn в волосах беременных женщин с нормосомией плода были выше аналогичных показателей у женщин с макросомией плода (см. табл. 2). Исключительно важную роль играет Zn в углеводном обмене и деятельности поджелудочной железы, где он принимает участие в биосинтезе и депонировании инсулина в ß-клетках, и при хроническом его дефиците возникает риск развития сахарного диабета [17]. При значительном поступлении глюкозы наблюдается адекватный «расход» Zn на её утилизацию, что наглядно показано обнаруженными нами выраженными обратными взаимосвязями между концентрацией в крови глюкозы (r = -0,531) и содержанием Zn в волосах у беременных женщин с макросомией плода (табл. 4). Цинк в металлоферментах присутствует в активном центре, принимая непосредственное участие в катабо-лических процессах, и входит в состав антиоксидантного фермента цинкзависимой супероксиддисмутазы, тем самым повышает уровень энергетического обмена и интенсивность распада жиров [18]. Это наглядно показано выявленными нами умеренными обратными корреляциями между содержанием Zn в волосах у женщин с макросомией плода и концентрацией в крови ЛПНП (r = -0,361) и ТГ(г = -0,483) и соответственно прямой умеренной взаимосвязью между Zn и ЛПВП (r = +0,318) (см. табл. 4). Установлена обратная взаимосвязь между концентрацией Zn в волосах у женщин с макросомией плода и КАТ (r = -0,482). Результаты наших исследований 43 Экология детства Экология человека 2018.01 Таблица 4 Корреляция показателей углеводно-липидного обмена и элементного статуса беременных женщин с макросомией плода Показатель Коэффициент корреляции r р-level 7п^глюкоза - 0,531 0,011 7п^ЛПНП - 0,361 0,063 Zn-мТГ - 0,483 0,052 7п^ЛПВП + 0,318 0,065 7п^ҚАТ - 0,482 0,052 ^«глюкоза - 0,706 0,002 Cr«Zn + 0,421 0,060 Ci-^ЛПНП - 0,532 0,011 &«ТГ - 0,622 0,008 опливи + 0,417 0,060 Cr« ҚАТ - 0,501 0,011 Mg^nrao - 0,385 0,058 Mg«^ - 0,367 0,061 Mg«KÄi - 0,450 0,058 согласуются с работами других авторов, обнаруживших значимое ухудшение обеспеченности Zn организма пациентов с избыточной массой тела [8, 10, 12, 15]. Наряду с этим было обнаружено статистически значимое (р = 0,010) более низкое содержание Cr в волосах у женщин с макросомией плода по сравнению с женщинами с нормосомией плода (см. табл. 2). Известно, что Cr усиленно выводится из организма в случае преимущественного питания макаронными изделиями, белым хлебом и сладостями, способствующими его недостатку, а в последующем и дефициту. Организму человека Cr жизненно необходим - он входит в состав всех клеток, и ни один орган или ткань не обходится без этого элемента. Вместе с инсулином Cr помогает организму усваивать глюкозу и приводит в норму углеводный обмен: помогает инсулину регулировать процессы метаболизма и вообще облегчает его задачу - в присутствии Cr организму требуется меньше инсулина. Кроме того, он способствует поддержанию оптимальной массы тела, а также нормализует функцию щитовидной железы [20]. Сильная обратная корреляция концентрации глюкозы в крови и содержания Cr в волосах (r = 0,706) наглядно демонстрирует значимость влияния Cr на углеводный обмен. Синергизм влияния двух жизненно важных микроэлементов на углеводный обмен также показывает и прямая взаимосвязь Zn и Cr (r = +0,421). В процессе изучения рационов питания женщин, проживающих в северном регионе, было установлено явное превышение потребления жиров и простых углеводов в обеих группах обследованных лиц, но более значимо выраженным оно было у женщин с макросомией плода. Доказано, что именно пищевые углеводы являются главным физиологическим субстратом депонирования энергии с последующим превращением их избытка в жировые депо. При этом избыточное потребление углеводов приводит к усиленному жиронакоплению у пациентов, а наличие избыточной массы тела тесно связано с риском нарушения толерантности к глюкозе, инсулинорези-стентности и гипертриглицеридемии. Инсулинорези-стентность сопровождается повышенным уровнем СЖК, что потенцирует продукцию ЛПОНП и синтез сложных эфиров холестерина в печени. Это, в свою очередь, приводит к повышению концентрации ТГ и снижению расщепления жиров липопротеидлипазой. Повышенное содержание ТГ приводит к снижению концентрации ЛПВП, что ведет к увеличению содержания наиболее атерогенных плотных частиц ЛПНП небольшого размера [6]. Участвуя в регуляции липидного обмена, Cr не даёт накапливаться в крови ЛПНП - он способствует их расщеплению и выведению, а ЛПВП, холестерин, напротив, в присутствии Cr накапливаются. В этой связи значимость адекватной обеспеченности Cr для жирового обмена показана значительными обратными взаимосвязями концентрации в крови ЛПНП (r = -0,532) и ТГ (r= -0,622), прямой умеренной корреляцией ЛПВП и Cr (r = +0,417) и, по аналогии с Zn, обратной взаимосвязью Cr-^-КАТ (r = -0,501, см. табл. 4). Это полностью подтверждается исследованиями, проведенными учеными, как России, так и других стран [13, 18]. Необходимо подчеркнуть, что легкоусвояемые углеводы способствуют увеличению потребности в Сг и в то же время его потере с мочой [14]. Полученные нами данные это полностью подтверждают. Так, по результатам анкетирования у женщин с макросомией плода в фактических рационах питания значительно больше присутствовало продуктов, имеющих высокий гликемический индекс (соки заводского производства, выпечка, варенье, шоколадные батончики, мороженое, макаронные изделия и пр.). В ходе исследования также было выявлено, что концентрация Mg в волосах у женщин с нормосо-мией плода значимо превышала таковую у женщин с макросомией плода (р = 0,005, см. табл. 2). Установлено, что Mg является эссенциальным кофактором более 30 ферментов липидного метаболизма (ацил-КоА синтетазы среднецепочечных жирных кислот, лецитин-холестерин ацетилтрансферазы, лигазы длинноцепочечных жирных кислот и др.). Кроме того, Mg отвечает за выработку энергии в клетках и нейтрализацию кислотности, а при расщеплении пищи в кишечнике обеспечивает выведение из организма лишнего холестерина [3, 19]. Не исключено, что длительный дефицит Mg может быть одним из условий для манифестации и развертывания генетически детерминированной программы атеросклероза. Дефицит Mg снижает антиоксидантную защиту организма. В условиях атерогенной диеты недостаточное поступление Mg с пищей способствует очень раннему (вплоть до детского и подросткового возраста) началу развития склеротического поражения сосудов и, наоборот, назначение Mg приводит к 44 Экология человека 2018.01 Экология детства регрессу гиперхолестеринемии. Недостаток Mg также влияет на жирнокислотный состав крови, блокируя синтез арахидоновой кислоты. При дефиците Mg в крови повышено содержание ТГ, хиломикронов, ЛПОНП и ЛПНП, и, наоборот, снижен уровень ЛПВП [12, 14, 18]. Нами была обнаружена прямая умеренная взаимосвязь между концентрацией ЛПВП в крови и содержанием Mg в волосах у беременных женщин с макросомией плода (r = +0,403). Это подтверждается литературными данными клинических исследований [2]. Соответственно выявлены значимые обратные взаимосвязи концентраций ЛПНП-^-Mg (r = -0,385), ТГ-^-Mg (r = -0,367), КАТ-^-Mg (r = -0,450) (табл. 4). Таким образом, выявленная значимая корреляционная зависимость показателей углеводно-липидного обмена и обеспеченности эссенциальными химическими элементами у проживающих в северном регионе женщин с макросомией плода свидетельствует, во-первых, о тесной взаимосвязи между всем

About the authors

L A Chegus

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

Email: lchegus@mail.ru
Khanty-Mansiysk, Russia

V I Korchin

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

Khanty-Mansiysk, Russia

T Ya Korchina

Khanty-Mansiysk State Medical Academy

Khanty-Mansiysk, Russia

References

Supplementary files