OXIDATIVE MODIFICATIONS OF LIPOPROTEINS IN PATIENTS WITH VIBRATION DISEASE AND METABOLIC DISORDERS

Full Text

Введение (МС) формируется комплекс нарушений в липидном Сахарный диабет (СД) является одним из самых и углев°да°м обменах таторіьш способствуют ршвдраспространенных неинфекционных заболеваний, тию атеросклеротических процессов. Также при СД причем численность больных ежегодно увеличивается и МС отмечается увеличение активности перекисных [5]. При развитии СД и метаболического синдрома процессов, способствующих развитию окислительного 51 Оригинальные статьи Экология человека 2021, № 10, с. 51-56 стресса - важного звена атерогенеза. Изменение в липидном обмене, в частности повышение уровней циркулирующих липидов, создает еще более благоприятные условия для усиления процессов перекисно-го окисления липидов (ПОЛ). Липопротеины низкой плотности (ЛПНП) играют важную роль в развитии сосудистой патологии, при этом их окисленные формы обладают более выраженными атерогенными свойствами [15]. Многочисленные исследования указывают на диагностическую и прогностическую значимость изменений уровней окисленных липо-протеинов низкой плотности (окЛПНП) и антител к ним при развитии, течении и исходе заболеваний сердечно-сосудистой системы [4, 23] Много работ направлено на изучение различных аспектов формирования и протекания МС и СД 2 типа [2, 15, 18], но остаются недостаточно освещенными моменты, касающиеся влияния метаболических нарушений на активность окислительных и атерогенных процессов у лиц, работающих в контакте с профессиональными вредностями, которые также способны оказывать влияние на их уровень. В структуре профессиональной заболеваемости одну из лидирующих позиций занимает патология, вызванная воздействием вибрации. При вибрационной болезни (ВБ) имеют место полиневритический и ангиодистонический синдромы, отмечаются изменения окислительного метаболизма, развивается окислительный стресс, который играет значимую роль в развитии микроангиопатий [8]. Накопление продуктов ПОЛ в стадии его некомпенсированной активации и истощения антиоксидантной защиты сопровождается дегенеративными изменениями клеточных мембран эритроцитов, тромбоцитов, сосудистого эндотелия и их морфофункциональных свойств, что способствует нарушению микроциркуляции и гемостаза [3]. С учетом вышеизложенного целью исследования явилось изучение показателей окислительного метаболизма липопротеинов у лиц с ВБ и метаболическими нарушениями. Методы Проведено одномоментное поперечное исследование, в котором участвовали 167 мужчин с ВБ в возрасте 40-66 лет после подписания ими информированного согласия на обследование, одобренное Комитетом по биомедицинской этике ФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований». Критерием исключения из исследования являлось наличие в анамнезе онкологических заболеваний, почечной и печеночной недостаточности, инсульта, инфаркта миокарда, ишемической болезни сердца. Из обследованных лиц сформированы три группы. Группа I состояла из 59 пациентов с ВБ (средний возраст (50,0 ± 0,9) года), группа II - из 73 человек с ВБ в сочетании с МС (средний возраст (51,2 ± 0,8) года), группа III включала 35 лиц, имеющих ВБ и СД 2 типа (средний возраст (58,1 ± 0,7) года). Уровень общего холестерина (ОХ) определяли спектрофотометрическим методом на биохимическом анализаторе «Labio 200» реагентами фирмы «Human» (Германия), холестерина в липопротеинах низкой плотности (ХС ЛПНП) - расчетным методом по формуле Фрид-вальда. Тиоловый статус, уровни окЛПНП и антител к ним (АТ к окЛПНП) исследовали в сыворотке крови иммуноферментным анализом с применением коммерческих наборов реагентов «Thiol-status» («Immundiagnostik», Германия), «MDA-oxLDL» («Biomedica», Австрия) и «IMTEC-oxLDL-Antibodies Ig(GM)» («Human», Германия) соответственно. Статистическую обработку полученных результатов выполняли при помощи непараметрических тестов (Краскела - Уоллиса, Манна - Уитни, ранговой корреляции Спирмена), так как распределение признаков в выборке не соответствовало нормальному (метод Шапиро - Уилка). Результаты представлены в виде медианы, диапазона 25 и 75 квартилей, Ме (Q25-Q75). Сравнение частот встречаемости отклонений изучаемых показателей от референтных уровней осуществляли при помощи критерия хи-квадрат (х2), результаты которого представлены в виде процентов и доверительного интервала (ДИ). Критический уровень статистической значимости различий (р) составил 0,05 для критерия х2, Краскела - Уоллиса и ранговой корреляции Спирмена, для критерия Манна - Уитни - 0,017 (с учетом поправки Бонферрони). Результаты По данным литературы [7], у лиц с ВБ отмечаются изменения в липидном обмене проатерогенной направленности. При оценке показателей липидограммы в общей выборке лиц с ВБ установлено, что среднегрупповое значение ОХ было выше референтного уровня (табл. 1). Также превышали референтные диапазоны средние значения содержания окЛПНП и АТ к окЛПНП. Поскольку при воздействии вибрации может происходить нарушение не только липидного, но и углеводного обмена, приводящее к развитию МС [6, 7], анализ показателей окислительного метаболизма липопротеинов осуществлялся в группах пациентов с ВБ в зависимости от наличия метаболических нарушений (МС и СД). Установлено, что среднегрупповые значения ОХ во всех группах превышали референтные уровни. В группе II его содержание было незначительно выше по сравнению с группами I и III (р = 0,038 и р = 0,079 соответственно). Доля лиц с гиперхолистери-немией в группах варьировала от 61 до 72 % (р = 0,157, р = 0,514 и р = 0,616 при сравнении групп I и II, I и III, II и III соответственно) (табл. 2). Концентрация ХС ЛПНП была наиболее высокой у пациентов с ВБ и МС, статистически значимо различалась с показателями группы I (р = 0,006) и имела тенденцию к различиям по сравнению с группой III (р = 0,026). В группах пациентов с ВБ без метаболических нарушений и с таковыми доля лиц с повышенным уровнем ХС ЛПНП не различалась 52 Ekologiya cheloveka (Human Ecology) 2021, 10, pp. 51-56 Original Articles Таблица 1 Показатели окислительного метаболизма липопротеинов у лиц с вибрационной болезнью и метаболическими нарушениями, Med (LQ-UQ) Показатель Все п = 167 Группа I п = 59 Группа II п = 73 Группа III п = 35 Референтный диапазон рдисп ОХ, мМ/л 5,45 (4,80-6,00) 5,25 (4,60-5,90) 5,60 (5,0-6,10) 5,47 (4,70-5,80) 3,0-5,2 0,065 ХС ЛПНП, мМ/л 3,44 (2,80-3,95) 3,22 (2,35-3,76) 3,55*' (3,2-4,23) 3,21#" (2,66-3,91) Не более 3,8 0,009 окЛПНП, мЕ/л 134,3 (107,8-157,5) 131,1 (104,0-168,5) 135,0 (111,3-160,3) 131,7 (87,7-152,7) 26-117 0,474 AT к окЛПНП, мЕ/мл 44,4 (32,1-68,8) 41,9 (32,1-50,8) 45,4 (39,0-78,8) 41,1 (28,2-55,6) Менее 30 0,138 Тиоловый статус, мкМ/мл 452,0 (406,0-517,4) 471,2 (418,3-517,2) 457,6 (392,5-521,5) 425,1 (392,5-482,1) 430-660 0,190 Примечание. рдисп - уровень статистической значимости различий по тесту Краскела - Уоллиса; *I - различия статистически значимы по сравнению с группой I, р < 0,016; #п - тенденция к различиям по сравнению с группой II, 0,016 < p < 0,033. Таблица 2 Частота отклонений показателей окислительного метаболизма липопротеинов у лиц с вибрационной болезнью и метаболическими нарушениями, % (ДИ) Показатель Отклонение от нормы Все п = 167 Группа I п = 59 Группа II п = 73 Группа III п = 35 Холестерин общий Выше 61,68 (54,30-69,05) 55,00 (42,41-67,59) 67,12 (56,35-77,90) 61,76 (45,43-78,10) ХС ЛПНП Выше 25,30 (18,69-31,91) 23,33 (12,63-34,04) 24,66 (14,77-34,55) 30,30 (14,62-45,98) окЛПНП Выше 67,05 (57,22-76,87) 60,87 (40,92-80,82) 72,09 (58,68-85,50) 63,64 (43,54-83,74) AT кокЛПНП Выше 76,83 (67,70-85,96) 75,00 (56,0-93,98) 85,00 (73,93-96,07) 63,64#" (43,54-83,74) Тиоловый статус Ниже 39,13 (25,03-53,23) 25,00 (7,68-42,32) 57,00* (31,07-82,93) 50,00 (15,35-84,65) Примечание. * - различия статистически значимы по сравнению с группой I, р < 0,05; #п - тенденция к различиям по сравнению с группой II, 0,05 < p < 0,10. (р = 0,788, р = 0,460 и р = 0,589 для групп I и II, I и III, II и III соответственно). Несмотря на межгрупповые различия в уровнях ХС ЛПНП, при оценке содержания окЛПНП и антител к ним статистически значимых различий установлено не было. Следует отметить, что во всех группах средние значения окЛПНП и AT к окЛПНП превышали референтные уровни. Частота встречаемости повышенных концентраций окЛПНП в группах I-III варьировала от 61 до 72 % и статистически значимо не различалась (р = 0,368, р = 0,826, р = 0,508 для групп I и II, I и III, II и III соответственно). Доля лиц с повышенным содержанием AT к окЛПНП составляла почти три четверти от обследованных и не различалась между группами I и II (р = 0,328), I и III (р = 0,399). Выявлена тенденция к снижению частоты встречаемости их повышенных уровней среди пациентов с ВБ и СД по сравнению с группой лиц, имеющих ВБ и МС (р = 0,058). Различий по уровню тиолового статуса (суммарный уровень SН-групп белков и свободных SН-групп) в зависимости от наличия метаболических нарушений не установлено. Среднегрупповое значение этого показателя у лиц с ВБ и СД было ниже референтного уровня. Частота встречаемости пониженного содержания тиоловых групп среди пациентов с метаболическими нарушениями была выше, но статистически значимыми были различия только между группами I и II (р = 0,049). Доля лиц с пониженным уровнем этого показателя между группами I и III, а также II и III не различалась (р = 0,186 и р = 0,751 соответственно). При анализе корреляционных связей установлено, что во всех группах отмечены корреляции между содержанием окЛПНП и такими показателями, как уровни ОХ и ХС ЛПНП, при этом сила этих связей была наименьшей в группе II (табл. 3). Следует отметить, что только в группе II была выявлена ассоциация между уровнями окЛПНП и AT к окЛПНП, сила связи была слабой, а направленность зависимости - обратной. Таблица 3 Корреляционные связи между показателями липидограммы и оксидативного статуса у лиц с вибрационной болезнью в сочетании с метаболическими нарушениями Показатель Коэффициент ранговой корреляции Группа I Группа II Группа III окЛПНП - ОХ 0,640 0,470 0,665 окЛПНП - ХС ЛПНП 0,678 0,398 0,828 окЛПНП - АТ к окЛПНП - -0,328 - Примечание. В таблице представлены значения ранговой корреляции (R) для случаев p < 0,05; « -» - корреляционная связь не является статистически значимой. Обсуждение результатов Анализируя изменения показателей липидного обмена, можно отметить повышенные средние уровни ОХ во всех группах, а также увеличение содержания ХС ЛПНП в группах пациентов, име 53 Оригинальные статьи Экология человека 2021, № 10, с. 51-56 ющих метаболические нарушения. Поскольку при гиперхолистеринемии запускается неконтролируемый скэвенджер-захват ЛПНП и активность их эндоци-тоза становится выше, чем реэндоцитоза, можно предположить, что в эндотелиальных клетках будут образовываться липидные вакуоли и эндотелиоциты будут трансформироваться в пенистые клетки. Известно, что в норме инсулин ингибирует липолиз. Поэтому нарушение обмена глюкозы, которое характерно для МС и СД 2 типа, приводит к повышению уровня свободных жирных кислот (СЖК) и стабилизации аполипопротеина в составе ЛПОНП. Кроме того, у этих лиц происходит снижение активности липопротеинлипазы, что вызывает повышение уровня липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Внедрение атерогенных ЛПОНП в стенку сосудов и нарушение обратного транспорта холестерина из стенки сосудов на фоне сниженного уровня ЛПВП способствуют развитию дисфункции эндотелия и атерогенезу [9, 13]. Известно, что повышенное содержание триглицеридов активирует перекисное окисление липидов и способствуют усиленному образованию в кровотоке окисленных ЛПНП, которые обладают сильными про-атерогенными свойствами и способствуют процессам атерогенеза [13, 22]. Повышенные во всех группах обследованных уровни окЛПНП также указывают на усиление процессов пероксидации. Кроме того, при окислении ЛПНП происходит модификация как липидов, так и основного белка липопротеинов - апопро-теина В, и они воспринимаются иммунной системой как чужеродные, выступая в качестве аутоантигенов, к которым вырабатываются антитела [18, 22]. Повышение уровней АТ к окЛПНП, которое было характерно для всех групп обследованных, с одной стороны, можно рассматривать в качестве протективного действия, так как антитела оказывают регулирующее действие на уровень антигенов (окЛПНП) и этим ингибируют процесс атерогенеза [17, 19, 23]. С другой стороны, повышенный уровень АТ к окЛПНП может выступать в качестве маркера сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), ассоцииру-щегося с прогрессированием атеросклероза, тяжестью ожирения, индексом массы тела и определяет высокий риск развития инфаркта миокарда [10]. Также существует мнение о том, что с риском развития ССЗ и их тяжестью связаны окЛПНП, а не антитела к ним [20]. Несмотря на кажущуюся очевидность зависимости уровней АТ к окЛПНП от содержания окЛПНП, данные литературы о связи содержания окЛПНП и АТ к ним весьма противоречивы, что, по мнению некоторых исследователей, может быть связано с неоднозначностью методик, используемых при их изучении [23]. Так, установлена прямая сильная связь между концентрацией окЛПНП и антител к ним в группе здоровых мужчин [12], в то время как у пациентов с атеросклеротическим поражением сосудов изменения уровней окЛПНП и АТ к окЛПНП происходили независимо друг от друга [4, 19]. Полученные нами данные позволили установить слабую отрицательную корреляционную связь между содержанием окЛПНП и АТ к ним в группе II. Эта связь может быть обусловлена тем, что антитела способны регулировать уровень антигенов, блокируя поглощение oкЛПНП макрофагами [21]. Основную роль в защите от окисления играет антиоксидантная система. Одним из ее компонентов является тиолдисульфидная система, состояние которой отражает тиоловый статус (суммарный уровень SН-групп свободных и белков). Тиоловые соединения являются основными тканевыми антиоксидантами, так как способны легко окисляться с образованием сульфокислот, дисульфидов и сульфиновых групп [11]. При повышенном образовании реакционноспособных радикалов и снижении активности антиоксидантной защиты, которые характерны для многих заболеваний, происходит снижение тиолового статуса [2, 14]. Учитывая, что в группах II и III доля лиц с низким тиоловым статусом была выше, а у лиц с СД его среднегрупповое значение выходило за пределы нижней референтной границы, можно заключить, что у пациентов с метаболическими нарушениями (МС и СД) происходит снижение антиоксидантной защиты. Таким образом, у лиц с вибрационной болезнью независимо от наличия или отсутствия сопутствующих метаболических нарушений отмечается гиперхоли-стеринемия и усиление окислительного метаболизма липидов, на что указывают повышенные уровни ОХ и окЛПНП. Во всех группах отмечается увеличение содержания АТ к окЛПНП, которое, возможно, связано с регуляцией ими уровня окЛПНП. У пациентов с метаболическими нарушениями изменения в липидном обмене сопровождаются ослаблением антиоксидантной защиты, о чем свидетельствует сниженный тиоловый статус. Выявленные изменения в окислительном метаболизме липидов и антиоксидант-ной защите способствуют развитию эндотелиальной дисфункции и атеросклероза в большей степени у лиц с коморбидной патологией.

About the authors

L. B. Masnavieva

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Email: masnavieva_luda@mail.ru
Angarsk, Russia

I. V. Kudaeva

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Angarsk, Russia

K. A. Avramenko

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Angarsk, Russia

N. P. Chistova

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Angarsk, Russia

O. A. Dyakovich

East-Siberian Institute of Medical and Ecological Research

Angarsk, Russia

References

Supplementary files