MAIN CHARACTERISTICS OF LIPID AND CARBOHYDRATE METABOLISM OBSERVED IN YOUNG MALES WITH DIFFERENT SOMATOTYPES OF NORTHEAST RUSSIA

Full Text

Процесс адаптации человека к условиям Севера является естественным историческим экспериментом, определяющим жизнеспособность популяций в экстремальных условиях внешней среды [1]. Литературные данные относительно изменений метаболизма пришлого населения северных территорий многообразны и порой противоречивы. В работах Е. М. Панина [13] и Е. Р. Бойко [3] указывается, что у жителей Севера отмечается переключение метаболизма с «углеводного» типа на «жировой», где в основе этих трансформаций лежит активизация использования липидных энергоносителей в целях компенсации повышенных энергозатрат. Известно, что морфофенотип конституции в целом отражает основные особенности динамики онтогенеза, метаболизма, общей реактивности организма. Изучение взаимосвязей между со-матометрическими характеристиками и показателями метаболизма определяется представлением о целостности биологической природы человека, о сложности и многоплановости такого понятия, как конституция, которая является системой морфопсихологических, физиологических и биохимических особенностей человеческого организма [11]. Телосложение человека, как внешнее проявление конституции, может служить своеобразным индикатором его внутреннего состояния, отражая специфические особенности обмена веществ, онтогенетического развития, склонность к развитию тех или иных заболеваний [16]. Т. И. Алексеева [2] в своих исследованиях отметила, что липиды и холестерин обнаруживают положительную связь с количеством подкожного жира в крайних по типу конституции группах. У мужчин уменьшение уровня липидов связано с увеличением длины тела и обезжиренной массы, при этом количество жировой ткани имеет тенденцию к снижению, а в группе людей со средними показателями таких связей не обнаружилось. В работах А. И. Клиорина [11] были проанализированы биохимические показатели подростков при различных типах телосложения, было показано, что повышенное содержание холестерина и триглицеридов в большей степени выражено у лиц дигестивного типа. В связи с вышесказанным целью нашей работы 40 Экология человека 2017.12 Экологическая физиология явилось изучение основных показателей липидного и углеводного обмена у юношей-европеоидов уроженцев Севера в 1-3 поколениях с различным типом конституции, постоянных жителей Магаданской области. Методы В исследованиях приняли участие 92 юноши в возрасте от 17 до 21 года, обучающихся в Северо-Восточном государственном университете (г. Магадан). Все лица, входящие в выборку, были постоянными жителями области и на момент обследования более 6 месяцев являлись студентами университета с очной формой обучения и характеризовались сопоставимыми условиями жизни и рационом питания. Исследования были проведены в 2014 году. У обследуемых на основе измеренных соматометрических показателей: длины и массы тела, окружности грудной клетки рассчитывали индекс Пинье (ИП, усл. ед.), который являлся основой для дифференциации всей обследуемой группы по типам телосложения. Согласно схеме М. В. Черно-руцкого выделялись три типа конституции: астеники (26 < ИП < 35 и более), нормостеники (10 < ИП < 25) и гиперстеники (ИП < 10) [18]. Содержание глюкозы (ммоль/л), общего холестерина (ОХС, ммоль/л), триглицеридов (ТГ, ммоль/л), холестерина липопротеидов высокой плотности (ЛПВП, ммоль/л) и холестерина липопротеидов низкой плотности (ЛПНП, ммоль/л) определялось в капиллярной крови, взятой в утренние часы натощак из пальца спустя 10-12 часов после последнего приема пищи с использованием портативного биохимического экспресс-анализатора CardioChek PA (США). Для оценки атерогенного потенциала липидного профиля были рассчитаны следующие показатели: отношение общего холестерина к холестерину липопротеидов высокой плотности (ОХС/ ЛПВП) и отношение холестерина липопротеидов низкой плотности к холестерину липопротеидов высокой плотности (ЛПНП/ЛПВП). Коэффициент атерогенности (КА) рассчитывали по следующей формуле: КА = (ОХС - ЛПВП)/ЛПВП [10]. О нарушениях липидного профиля крови мы судили исходя из Российских рекомендаций III пересмотра Комитета экспертов Всероссийского научного общества кардиологов 2007 года, составленных с учетом Европейских рекомендаций III пересмотра 2003 года [5]. За гиперхолестеринемию принимался уровень ОХС > 5,18 ммоль/л, повышенный уровень ЛПНП > 3,0 ммоль/л, сниженный уровень ЛПВП < 0,9 ммоль/л. К гипертриглицеридемии относили уровень ТГ > 1,77 ммоль/л. Гипергликемию натощак диагностировали при концентрации глюкозы >5,6 ммоль/л согласно критериям Международной диабетической федерации [17]. Все обследования были проведены в помещении с комфортной температурой в первой половине дня. Исследование было выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации (2008). Протокол исследования был одобрен Этическим комитетом медико-биологических исследований при СВНЦ ДВО РАН (№ 004/013 от 10.12.2013). До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие. Полученные результаты подвергнуты статистической обработке с применением пакета прикладных программ Statistica 7.0. Проверка на нормальность распределения измеренных переменных осуществлялась на основе теста Шапиро - Уилка. Результаты параметрических методов обработки представлены в виде среднего значения (М) и ошибки средней арифметической (±m). Статистическая значимость различий определялась с помощью критерия Штеффе. Критический уровень значимости (p) в работе принимался равным 0,05; 0,01; 0,001 [4]. Результаты Результаты биохимических показателей крови в зависимости от типа телосложения представлены в табл. 1, из которой следует, что ни один из показателей не превышал границ референтных значений, но средние величины показателей липидного профиля в типизированных группах приближались к нижней границе нормы [5]. Однако анализ липидного состава крови представителей различных соматотипов показал, что имеются определенные различия в значениях холестерина липопротеидов низкой плотности, коэффициента атерогенности и соотношения холестерина липопроте-идов низкой плотности и холестерина липопротеидов высокой плотности. Так, в группе гиперстеников были выявлены наибольшие показатели холестерина липопротеидов низкой плотности, коэффициента атерогенности и соотношения холестерина липопротеидов низкой плотности и холестерина липопротеидов высо- Таблица 1 Биохимические показатели крови юношей г. Магадана с различными типами конституции Показатель Тип конституции Уровень значимости различий (р) Астеники (1) Нормостеники (2) Гиперстеники (3) 1-2 2-3 1-3 ОХС, ммоль/л 3,25+0,13 3,38+0,11 3,40+0,14 0,42 0,90 0,41 ТГ, ммоль/л 0,71+0,06 0,77+0,09 0,75+0,06 0,61 0,85 0,68 ЛПВП, ммоль/л 1,35+0,06 1,38+0,05 1,30+0,06 0,65 0,87 0,49 ЛПНП, ммоль/л 1,39+0,10 1,47+0,09 1,75+0,12 0,51 <0,05 <0,05 Глюкоза, ммоль/л 5,30+0,08 5,33+0,07 5,55+0,07 0,81 <0,05 <0,05 КА, усл. ед. 1,48+0,10 1,54+0,07 1,76+0,09 0,62 <0,05 <0,05 ОХС/ЛПВП, усл. ед. 2,51+0,15 2,56+0,13 2,74+0,17 0,78 0,39 0,29 ЛПНП/ЛПВП, усл. ед. 1,11+0,11 1,14+0,09 1,44+0,13 0,83 <0,05 <0,05 41 Экологическая физиология Экология человека 2017.12 кой плотности относительно показателей обследуемых астеников и нормостеников. Статистически значимых различий по показателям общего холестерина, уровню триглицеридов, холестерина липопротеидов высокой плотности и соотношения общего холестерина и концентрации липопротеидов высокой плотности в наших исследованиях установлено не было. Подчеркнем, что гиперхолистеринемия не была отмечена ни у одного из обследуемых лиц относительно изучаемых групп, дифференцированных по типам телосложения (табл. 2). Таблица 2 Частота встречаемости нарушения биохимических показателей у юношей различных соматотипов, % Изучаемый показатель Тип конститу ции Тригли цериды (>1,77 ммоль/л) ОХС (>5,2 ммоль/л) ЛПВП (<0,9 ммоль/л) ЛПНП (>3,0 ммоль/л) Глюкоза (>5,6 ммоль/л) Астеники 0 0 0 0 22 Нормо стеники 2 0 2 0 18 Гипер стеники 4 0 4 4 40 Самые высокие значения уровня глюкозы в крови, вплотную приближающиеся к верхней границе нормы, были обнаружены в группе гиперстеников. Обсуждение результатов Анализ изучаемой выборки студентов показал, что среди них наибольшее число испытуемых - 45 % - характеризовалось нормостеническим типом конституции, у 26 % был отмечен астенический тип, у 29 % - гиперстенический. При этом у молодых жителей Магаданской области региональной особенностью показателей липидного спектра крови является невысокий уровень всех его фракций, вектор нарастания значений которых был направлен от астеников к гиперстеникам. Относительно значений показателя общего холестерина в крови у обследуемых всех групп необходимо отметить, что наблюдаемые уровни его концентрации ниже 3,64 ммоль/л, которые в соответствии с критериями, представленными в работе А. Н. Климова и Н. Г. Никульчева [10], могут расцениваться как проявление гипохолестеринемии. Причина столь низких показателей липидного спектра у юношей Магаданской области до настоящего время остается не изученной. Существуют различные точки зрения практикующих специалистов относительно концентрации холестерина в крови. Так, кардиологи говорят о пользе низкого уровня холестерина в крови, имея в виду благоприятный прогноз при развитии сердечно-сосудистых заболеваний [10]; психиатры и психологи указывают, что при низких уровнях холестерина возрастает риск психических расстройств вплоть до развития суицидальных состояний [15]; иммунологи полагают, что гипохолестеринемия один из важных маркёров специфических изменений функции системы иммунитета [7]. Имеются сведения, что как высокий, так и низкий уровень холестерина в крови у жителей Севера могут рассматриваться как повышающиеся факторы риска возникновения острого инфаркта миокарда [8]. Выявленные нами наибольшие значения холестерина липопротеидов низкой плотности отмечены в группе гиперстеников, но подчеркнем, что у испытуемых всех групп этот показатель не только не превышал нормативных величин, а напротив, находился на нижней границе нормы. Известно, что концентрации липопротеидов низкой плотности являются транспортной формой эндогенного жира в организме, снижение доли его в общем спектре свидетельствует об активном использовании жира на энергетические нужды [13]. Из питательных веществ, находящихся в плазме крови, большую долю составляют липиды. Среди них - триглицериды - эфиры глицерина и высших жирных кислот. Они являются основной транспортной формой жирных кислот. Известно, что содержание триглицеридов в крови натощак определяется их ресинтезом в печени и отражает количество эндогенных триглицеридов, то есть определяет уровень липогенеза организма [10]. Учитывая данные литературы и исходя из результатов собственного исследования, в соответствии с которым у всех обследованных юношей были выявлены низкие показатели триглицеридов, можно предположить активное использование их в метаболических процессах организма как основного энергетического субстрата, а столь низкие его уровни, по-видимому, обусловлены сниженным содержанием жиров в рационе питания обследуемых нами лиц. Известно, что основная функция липопротеидов высокой плотности в обмене липопротеинов - это обеспечение обратного транспорта холестерина, с помощью которого общий холестерин возвращается из периферических тканей в печень для дальнейшего катаболизма и рассматривается как один из важнейших антиатерогенных факторов [19]. В наших исследованиях юноши трех групп статистически значимо не различались по данной фракции холестерина, при этом величины липопротеидов высокой плотности также приближались к нижней границе нормативного коридора. Изучение углеводного обмена у юношей г. Магадана выявило, что у обследуемых всех групп уровень глюкозы находился на верхней границе референтного интервала нормогликемии, с наибольшими показателями в группе юношей-гиперстеников. Аналогичные данные были получены в работах В. Р. Кейль с соавторами [9], который выявленную им гипергликемию у молодых лиц, проживающих в северных условиях, связывает с повышением основного обмена на фоне ингибирования углеводного обмена, закономерно приводящим к увеличению концентрации глюкозы сыворотки крови, что также было показано в работах Л. Е. Панина [12, 13]. При этом нужно отметить, что особенности углеводного обмена юношей г. Магадана не согласуются с результатами, полученными в работах Е. Р. Бойко [3], где автор указывает на склонность к развитию 42 Экология человека 2017.12 Экологическая физиология гипогликемических состояний как у вновь прибывших жителей Севера, так и у обследуемых с продолжительным сроком проживания, что интерпретируется им как определенная черта метаболизма у жителей Севера. По всей видимости, это связано с тем, что автором исследовалась в основном популяция мигрантов, а в нашем случае это были уроженцы Севера в 1-2-м поколении. Подчеркнем, что содержание глюкозы является очень важным показателем состояния внутренней среды организма, где уровень ее в крови у практически здоровых молодых лиц утром натощак может колебаться в пределах: от 3,3 до 5,6 ммоль/л [17]. Сохранение постоянства гликемии в крови в строго определенных диапазонах является результатом работы углеводного обмена. Известно, что жировой и углеводный обмен являются главными энергообразующими процессами в организме и настолько тесно связаны друг с другом, что многие факторы, влияющие на один вид обмена, прямо или косвенно отражаются на другом [14]. Так, в работе С. А. Догадина [6] зафиксирована связь показателей углеводного и липидного обмена, которая проявляется обратной взаимозависимостью концентраций глюкозы и триглицеридов у аборигенных жителей Севера Сибири. Это, по мнению автора, свидетельствует о том, что в условиях потребления эндогенных источников энергии использование глюкозы при повышении энергозатрат сопровождается торможением липогенеза, а при покрытии энергозатрат за счет липидов происходит сохранение уровня содержания глюкозы (активность глюкозожирнокислотного цикла) [20], что во многом согласуется с результатами, полученными в наших исследованиях. Проведенные исследования показали, что основной формой дисфункции биохимического профиля у обследуемых нами юношей было проявление гипергликемии, встречаемость которой в группе юношей-ги-перстеников достигала 40 %. При этом региональной особенностью показателей липидного спектра крови юношей г. Магадана является невысокий уровень всех его фракций с повышением показателей холестерина липопротеидов низкой плотности, коэффициента атерогенности и соотношения холестеринов липопро-теидов низкой и высокой плотности, не выходящих за пределы нормы, в группе юношей-гиперстеников. Резюмируя вышесказанное, необходимо подчеркнуть, что, по-видимому, столь низкие значения показателей липидного профиля юношей г. Магадана обусловлены отчасти высоким уровнем участия их в метаболизме организма вследствие переключения на «жировой обмен» на фоне недостаточности питания в основном за счет снижения общей доли жиров, на что указывает отсутствие атерогенных фракций липидов в крови. В нашей работе установлено, что наиболее специфичными, отражающими различия в метаболическом статусе юношей с различным типом конституции являются показатели концентрации холестерина ли-попротеидов низкой плотности и уровень глюкозы в крови. Полученные нами данные изучения показателей липидного и углеводного обмена у молодых жителей Магаданской области достаточно наглядно демонстрируют, что наибольшая доля нарушений липидного обмена была отмечена в группе юношей-гиперстеников, тогда как в группе обследуемых-астеников аналогичных отклонений ни по одному из изученных показателей липидного спектра отмечено не было. Таким образом, в результате изучения ряда основных показателей жирового и углеводного обмена были выявлены особенности липидного спектра и уровня глюкозы в крови у юношей с различным типом конституции. Проведенные исследования обнаружили нарастание атерогенности спектра липидов в ряду от астеников к гиперстеникам, что проявляется самыми высокими среди обследованных групп показателями холестерина липопротеидов низкой плотности, коэффициента атерогенности и соотношения холестеринов липопротеидов низкой и высокой плотности. Помимо этого в группе с гиперстеническим соматотипом отмечаются наиболее высокие показатели концентрации глюкозы в крови. Учитывая вышеизложенные данные, группу юношей-северян с гиперстеническим типом конституции относительно представителей других соматотипов необходимо отнести к группе риска развития атеросклероза и преддиабетических состояний. Но при этом вопрос генезиса пониженных уровней показателей липидного профиля и относительно высоких значений глюкозы в крови у молодых жителей Северо-Востока России остается открытым и будет являться задачей наших дальнейших исследований.

About the authors

I V Averyanova

Scientific Research Center "Arktika" Fareastern Branch Russian Academy of Sciences

Email: Inessa1382@mail.ru
Magadan, Russia

A L Maximov

Scientific Research Center "Arktika" Fareastern Branch Russian Academy of Sciences

Magadan, Russia

References

Supplementary files