МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ В МЕМБРАНЕ ЭРИТРОЦИТОВ И ИНСУЛИНСВЯЗЫВАЮЩАЯ АКТИВНОСТЬ КЛЕТОК КРОВИ У ПАЦИЕНТОВ ПРИ ОЖИРЕНИИ И САХАРНОМ ДИАБЕТЕ 2-ГО ТИПА

Полный текст

Введение Известно, что в основе развития сахарного диабета 2-го типа (СД2) лежат инсулинорезистентность (ИР) периферических тканей и недостаточная секреция инсулина. ИР часто выявляется у лиц с ожирением. Многочисленные проспективные исследования подтверждают тесную связь между ожирением и СД2 [1, 2]. По мнению ряда авторов, формированию резистентности к инсулину предшествует дефицит в клетках эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Эндогенный недостаток в клетках ПНЖК приводит к изменению жирно-кислотного состава фосфолипидов и физико-химических свойств плазматических мембран, снижению их жидкостности, нарушению функционирования рецепторов к инсулину и транспортных систем поступления в клетку глюкозы. Вследствие блокады поглощения жирных кислот (ЖК) усиливается компенсаторное увеличение пассивного поглощения клетками неэтерифицированных свободных жирных кислот (СЖК) [3-5], что активизирует липолиз, усиливает секрецию инсулина и приводит к развитию гиперинсулинемии (ГИ) [6]. Нарушение ауторегуляции инсулиновых рецепторов при ГИ еще больше усиливает периферическую ИР. Однако патогенетическая роль ЖК вследствие нарушения их транспорта, связанного с дисфункцией инсулиновых рецепторов, недостаточно изучена. Цель исследования - изучение изменения некоторых метаболических параметров в эритроцитах у пациентов с ожирением и СД2, страдающих дислипидемией, и связь этих показателей с инсулинсвязывающей активностью (ИСА) клеток. Материал и методы У 30 женщин с СД2 и у 26 пациентов с ожирением III-IV степени изучали состояние липидного обмена, степень переокисления липидов и ИСА клеток крови. Контрольную группу составили 20 женщин без эндокринной патологии. В соответствии с методиками в качестве антикоагулянта использовали ЭДТА или гепарин. ИСА мембран клеток определяли по описанному нами методу [7]. Связывание 125J-инсулина с рецепторами плазматических мембран исследовали по методу I. Roth (1983). Об активности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мембране эритроцитов судили по содержанию ТБК-активных продуктов и малонового диальдегида (МДА), для определения концентрации которых использовали метод K. Yagi [8]. Активность каталазы (КТ) в крови определяли по методу М. Королюк и соавт. [9]. Активность глутатионпероксидазы (ГПО), супероксидазы (СОД) определяли в эритроцитах крови с помощью стандартных наборов фирмы BioVision (США) на иммуноферментном анализаторе StatFax 3200. Уровень общих антиоксидантов исследовали в сыворотке крови больных на биохимическом анализаторе SAPPHIRE 400 с использованием реактивов фирмы RANDOX. Содержание общего холестерина (ХС), триглицеридов (ТГ) и липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) определяли на том же анализаторе ферментным методом с помощью диагностических наборов фирмы Analyticon Biotechnologies AG/Germany и BioSystems S.A. Costa Brava 30, Barсelona Spain (ТГ, ЛПВП). Концентрацию липопротеинов низкой и очень низкой плотности (ЛПНП и ЛПОНП) оценивали по расчетной формуле Фридвальда, коэффициент атерогенности (КА) по формуле А.Н. Климова. Материалом для исследования ЖК служили эритроциты. Экстракцию липидов проводили по методу J. Folch и соавт. [10], после чего осуществляли гидролиз и метилирование ЖК методом Kenichi Ichihara и Yumeto Fukubayashi [11]. Применяли метод газожидкостной хроматографии с масс-спектрометрией (ГХ/МС) Trace GC Ultra ITQ 900 (Thermo Scientific, США, 2009). Прибор калибровали стандартными смесями метиловых эфиров ЖК фирмы Sigma (США). Расчет площади и идентификацию пиков проводили с помощью программно-аппаратного комплекса Analytica for Windows с использованием IBM Pentium IV 1800. Программное обеспечение для обработки данных: Xcalibur (Thermo); спектральные библиотеки: Mainlib; Microsoft Excel 2010. Цифровой материал обрабатывали методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента. На участие в данном исследовании больные давали информированное согласие. Результаты и обсуждение Полученные результаты свидетельствуют о том, что при СД2 происходят более значительные изменения в липидном составе крови по сравнению с таковыми в группе больных ожирением; повышение уровня общего холестерина (ОХС), ТГ, ЛПНП и ЛПОНП, коррелирующее со снижением показателей потребления глюкозы эритроцитами (r = 0,7). При этом снижается уровень ЛПВП. Гипертриглицеридемия сопряжена с повышением содержания ЛПОНП и увеличенным поступлением ЖК, по-видимому, вследствие отсутствия ингибирующего влияния инсулина на продукцию и формирование ЛПОНП. Также отмечалось снижение как базального, так и стимулируемого потребления глюкозы эритроцитами по сравнению с контролем (p < 0,05). КА у пациентов повышался в 2 раза по сравнению с референтными значениями на фоне увеличения концентраций ХС, ТГ, ЛПНП, ЛПОНП. При ожирении отмечалось увеличение концентрации всех продуктов ПОЛ в крови, которые имели наибольшие значения у больных СД2 (табл. 1). При этом установлено, что определяется взаимосвязь между соотношением глюкоза/инсулин натощак и систолическим АД (r = 0,71; p < 0,05). Отмеченная в табл. 1 дислипидемия сопровождалась активацией свободнорадикальных реакций ПОЛ у больных ожирением и СД2, что привело к снижению утилизации глюкозы в цитомембранах эритроцитов (p < 0,05). Например, содержание МДА возрастает в мембранах эритроцитов у больных СД2 в 1,8 раза, гидроперекиси - в 1,5 раза, утилизация глюкозы эритроцитами снижается в 1,93 раза, значительно снижается также активность ферментов-антиоксидантов, например, активность CuZn-COD снижается в 1,83 раза (p < 0,05) (табл. 2). Достоверное снижение инсулинсвязывающей активности (ИСА) и утилизации глюкозы в этих группах свидетельствует также о наличии ИР. Резко выраженная гипергликемия, т.е. значительное снижение степени утилизации глюкозы, а также активности ферментов антиоксидантной защиты при высокой степени пероксидации липидов, особенно часто наблюдается в группе больных СД2. В пуле насыщенных ЖК (НЖК) максимальное повышение отдельных фракций отмечается у больных СД2 (табл. 3): миристиновой (С14:0) кислоты - на 76%, пальмитиновой (С16:0) - на 35,8%, стеариновой (С18:0) - на 24,8% по отношению к контрольной группе. Через 2 нед наблюдения изменения во фракционном составе НЖК имели разнонаправленный характер: повышение уровня миристиновой кислоты на 77%, а пальмитиновой кислоты на 19,4% по отношению к контрольным значениям. Анализ концентрации отдельных ПНЖК показал, что уровень α-линоленовой (С18:3ω3) кислоты при СД2 снижается на 63%, при ожирении - напротив, повышается на 38% (p < 0,05). При СД 2 по сравнению с контролем повышается суммарное содержание ω6-ПНЖК более чем в 2 раза (табл. 3). Возрастание суммарного уровня ω6-ПННЖК, имеющее место при СД2, сопровождается уменьшением коэффициента ω3-ПННЖК/ω6-ПННЖК, что было обусловлено низкой концентрацией α-линоленовой кислоты, а также эйкозапентаеновой кислоты (ЭПК) и докозагексаеновой кислоты(ДГК) (30 и 52% соответственно). При этом соотношение Σω3-ПННЖК/Σω6-ПННЖК снизилось у больных СД2 более чем в 3 раза (p < 0,05). Изменения во фракционном составе ЖК у пациентов с ожирением по сравнению с контрольной группой имели такое же направление, как и у больных СД2,но были менее выражены. Отмечались прямые корреляционные взаимосвязи между активностью СОД и уровнем α-линоленовой кислоты (r = +0,53; p < 0,05), уровнем ДГК и ферментативной активностью ГПО (r = +0,47; p < 0,05). Прямая корреляционная связь существовала и между концентрациями МДА и линолевой кислоты (r = +0,67; p < 0,05). Суммарное соотношение омега-3/омега-6 (p < 0,05) снижалось при СД2,по-видимому, за счет снижения суммарной активности СОД + КТ (r = -0,763; p < 0,05). Приведенные результаты свидетельствуют о том, что у пациентов с СД2 по сравнению с пациентами с ожирением установлены более выраженные нарушения жирнокислотного состава эритроцитов крови за счет группы ЖК омега-3 и омега-6, сохранявшиеся в течение всего периода наблюдения. Также отмечено увеличение коэффициента НЖК/ННЖК. Эти изменения связаны, по-видимому, с тем, что при липолизе в первую очередь мобилизуются ННЖК, которые и окисляются первыми [12, 13]. Можно предположить, что этим объясняется активация процессов ПОЛ у пациентов при ожирении и СД2 [14], что и привело к снижению инсулинсвязывающей активности клеток. Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует о том, что у больных СД2 и у пациентов с ожирением отмечается повышение показателей ХС, ТГ, ЛПНП, ЛПОНП, а также КА по сравнению с контрольной группой. Эти изменения позволяют утверждать, что развитие СД2 у женщин так же, как и при ожирении, сопровождается дислипидемией атерогенного характера. При этом у больных с СД2 отмечаются более выраженные изменения количественного состава липидов, в том числе жирнокислотного состава крови. Ожирение и СД2 сопровождаются модификацией состава свободных и этерифицированных ЖК эритроцитов крови, повышением пероксидации липидов, что может привести к изменению функциональной активности мембран и нарушению инсулинсвязывающей активности цитомембран. Нарушение метаболизма ЖК, сопровождающееся нарастанием концентрации свободных радикалов и снижением активности ферментов антиоксидантной защиты приводит к снижению инсулинсвязывающей активности клеток и нарушению процессов утилизации глюкозы. Выводы 1. У больных СД2 и у пациентов с ожирением отмечается повышение показателей ХС, ТГ, ЛПНП, ЛПОНП, а также КА по сравнению с контрольной группой. Эти изменения позволяют утверждать, что развитие СД2 у женщин также, как и при ожирении, сопровождается дислипидемией атерогенного характера. 2. Ожирение и СД2 сопровождаются модификацией состава свободных и этерифицированных ЖК эритроцитов крови, повышением пероксидации липидов, что может привести к изменению функциональной активности мембран и к нарушению инсулинсвязывающей активности цитомембран. 3. Нарушение метаболизма ЖК у пациентов с ожирением и СД2, сопровождающееся нарастанием концентрации свободных радикалов и снижением активности ферментов антиоксидантной защиты, приводит к снижению инсулинсвязывающей активности клеток и нарушению процессов утилизации глюкозы.

Об авторах

Нина Погосовна Микаелян

ФГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России

Email: ninmik@yandex.ru
доктор биол. наук, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии лечебного факультета ФГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова», 117997, г. Москва 117997, г. Москва

В. В Потемкин

ФГБОУ ВПО «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова» Минздрава России

117997, г. Москва

Список литературы

Дополнительные файлы