Программируемая клеточная гибель и процессы свободнорадикального окисления липидов в рамках метаболического синдрома

старении и при формировании возрастной патологии [4]. Повышение активности р53 — фактора, запускающего апоптоз, является вынужденной реакцией организма на серьезные стрессы, злоупотребление лекарственными средствами, переедание, интоксикации, облучение, инфекции и воспаление, в частности повышение концентрации С-реактивного белка [8]. В свою очередь, усиленная выработка белка р53 приводит к развитию процесса преждевременного старения.

Исследование молекулярных механизмов программируемой клеточной гибели стало в последние годы одной из самых сложных проблем. Несмотря на большое количество экспериментальных данных, до сих пор остаются не исследованными механизмы этого явления, не до конца выяснена регуляция апоптоза отдельных клеток в целостном многоклеточном организме. Актуальность этой проблемы определяется взаимосвязью нарушения регуляции данного процесса с большинством заболеваний, развитием преждевременного старения. Выявление конкретных механизмов нарушения регуляции программируемой клеточной гибели даст возможность корригировать и регулировать данный процесс [3].

Одним из состояний, объединяющих в себе множество предпосылок для инициации апоптоза, является метаболический синдром (МС), являющийся типичным представителем «болезней цивилизации». Медико-социальная значимость МС обусловлена высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, ранней инвалидизацией и преждевременной смертностью [5]. МС особо опасен тем, что при первичном изменении обмена веществ или подключении к уже имеющимся метаболическим нарушениям он запускает механизмы повреждения по замкнутому кругу. Гиперинсулинемия (ГИ), имеющая место при ожирении, приводит к дальнейшему накоплению жировой ткани и торможению механизмов снижения веса; если уже образовалась повышенная концентрация липопротеинов низкой плотности, то развитие МС резко стимулирует прогрессирование атеросклероза и дальнейшее нарастание содержания липопротеинов низкой плотности. При МС происходит перегрузка организма калориями, это один из факторов, который приводит к усилению свободнорадикального окисления (СРО) липидов [6]. Гидроперекиси липидов, образующиеся в результате этого процесса, относительно стабильны, но в присутствии 2-валентного железа они распадаются с образованием радикалов, поддерживая свободнорадикальное окисление. При дальнейшей окислительной деградации в клетке образуются высокотоксичные «вторичные» продукты СРО липидов — альдегиды, кетоны, спирты, накопление которых приводит к гибели клетки. Кроме этого, накопление гидрофильных группировок гидроперекисей в гидрофобном слое мембраны приводит к нарушению мембранного транспорта, возможно приводящего к усилению ин-сулинрезистентности (ИР). При этом компенсаторная ГИ активирует симпатическую нервную систему, которая приводит к усилению образования свободных радикалов.

Любой из описанных механизмов может увеличить выработку белка р53 и тем самым интенсифицировать процессы программируемой клеточной гибели.

Цель: исследовать возможную взаимосвязь программируемой клеточной гибели и процессов свободнорадикального окисления липидов у больных с метаболическим синдромом.

Материал и методы. В исследовании на условиях добровольного информированного согласия нами было обследовано 270 человек с МС в возрастном интервале от 30 до 60 лет, в среднем 48,00 (42,00; 53,00) лет, из них 162 мужчины (60,0%) в возрасте 49,0 (40,0; 55,0) лет и 108 женщин (40,0%) в возрасте 47,0 (43,0; 52,5) лет. Диагностика МС основана на критериях предложенных экспертами Всероссийского общества кардиологов: основной признак — окружность талии более 80 см у женщин и 94 см у мужчин; дополнительные — артериальное давление ≥130/85 мм рт.ст., повышение уровня триглицеридов ≥1,7 ммоль/л, снижение холестерина липопротеидов высокой плотности <1,0 ммоль/л у мужчин и <1,2 ммоль/л у женщин, повышение уровня холестерина липопротеидов низкой плотности >3,0 ммоль/л, гипергликемия натощак (глюкоза в плазме крови натощак ≥6,1 ммоль/л, нарушение толерантности толерантности к глюкозе (глюкоза в плазме крови через 2 часа после нагрузки глюкозой в пределах ≥7,8 ммоль/л и ≤11,1 ммоль/л. Наличие у пациента центрального ожирения и двух дополнительных критериев является основанием для диагностики у него МС [1].

Критериями исключения из исследования являлись: возраст старше 60 лет, хронические заболевания в стадии обострения, тяжелая неконтролируемая артериальная гипертензия, аутоиммунные заболевания, заболевания системы крови, острые бактериальные и вирусные инфекции в ближайшие 3 месяца, злокачественные новообразования, беременность, декомпенсация сахарного диабета, гипотиреоз, тиреотоксикоз, прием глюкокортикоидов, давность хирургического вмешательства ранее 6 месяцев.

Группу контроля составили 70 человек без признаков МС: 40 мужчин (57,14%) в возрасте 48,0 (38,0; 54) лет и 30 женщин (42,8б%) в возрасте 46,0 (40,0; 50,5) лет.

Протокол исследования включал антропометрическое обследование (измерение роста (м), массы тела (кг), окружности талии (ОТ) и окружности бедер (ОБ) (см), отношения окружности талии к окружности бедер (ОТ/ОБ); индекс массы тела (ИМТ=вес/ рост²) и биохимическое исследование крови, взятой утром натощак после 12 часов голодания. В исследование углеводного обмена входило определение глюкозы (ммоль/л) натощак, уровня инсулина сыворотки крови (мкЕд/мл) с помощью набора «Insulin AccuBind Elisa» методом ИФА, рассчитывали индекс инсулинрезистентности (HOMA-IR) по формуле: глюкоза (ммоль/л) х инсулин (мкЕд/мл) / 22,5. Повышение данного показателя более 2,77 свидетельствует о наличии инсулинрезистентности. Липидный спектр сыворотки оценивали по содержанию общего холестерина (ОХС) (ммоль/л), триглицеридов (ммоль/л), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛПВП) (ммоль/л), холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС ЛПВП) (ммоль/л). Холестерин липопротеидов очень низкой плотности (ХС ЛПОНП) вычисляли по формуле Фридвальда: ХС ЛПОНП = ОХС — ХС ЛПНП — ХС ЛПВП. Коэффициент атеро-генности (КА) рассчитывали по формуле: ОХС — ХС ЛПВП / ХС ЛНВП. Для изучения процесса СРО липидов использовали набор Lipid Hydroperoxide (LPO) Assay Kit путем определения содержания гидроперекисей липидов в сыворотке крови методом ИФА. Процесс программируемой клеточной гибели изучали путем определения концентрации белка p53 в сыворотке крови (U/мл) с помощью набора фирмы Bender MedSystems (Австрия) методом ИФА. Изучено содержание высокочувствительного С-реактивного белка (hs CPR, мг/л), сыворотки крови методом ИФА с использованием тест-системы фирмы Biomerica (Германия), поскольку свободнорадикальные процессы могут повлиять на выработку данного белка. Этим объясняется выбор методов исследования.

Статистический анализ результатов проводили на IBM с помощью пакета программ Statistica 7,0 (StatSoft, версия 7, USA). Количественные показатели были проверены на нормальность с использованием критерия Шапиро — Уилка. Распределение показателей отличается от нормального, поэтому данные представлены в виде Me (LQ;UQ), где Ме — медиана — центральное значение признака в выборке, справа и слева от которого расположены равные количества объектов исследования; LQ — нижний квартиль; UQ — верхний квартиль. Межгрупповые отличия оценивали непараметрическим критерием Манна — Уитни. Различия считались достоверными при уровне значимости р< 0,05.

Результаты. Установлены статистически значимые отношения по всем исследуемым показателям между пациентами с МС и группой контроля, р<0,05 (табл. 1).

Определены статистически значимые отличия по всем изучаемым (табл. 2) показателям между группой контроля и пациентами с МС, р<0,05. Концентрация белка р53 в 1,5 раза, а гидроперекисей в сыворотке крови в 5,5 раза выше у пациентов с МС, чем в контрольной группе. Известно, что при уровне hs CPR меньше 1,0 мг/л, риск развития сердечно-сосудистых осложнений минимален, в диапазоне от 1,1 до 1,9 мг/л низкий, при значениях от 2,0 до 2,9 мг/л умеренный, при уровне более 3 мг/л высокий [10]. В контрольной группе нет ни одного человека с уровнем hs CPR более 3 мг/л. В группе пациентов с МС получены следующие данные: концентрация меньше 1,1 мг/л встречается у 14 пациентов (5,2%); 1,1-1,9 мг/л у 36 пациентов (13,3%); 2,0-2,9 мг/л у 71 пациента (26,3%); более 3 мг/л у 149 пациентов (55,2%). Так образом, более половины больных с МС имеют высокий риск развития сердечно-сосудистых осложнений.

При проведении корреляционного анализа а установлена сильная прямая связь между уровнем гидроперекисей липидов и индексом массы тела (r+0,77, р<0,05). На основании этого разделили всех пациентов с МС на группы: 1-я группа — пациенты с индексом массы тела от 30 до 39,9 (I–II cтепени ожирения) — 181 пациент (67,04%), 2-я группа — пациенты с индексом массы тела от 40 и выше (III и выше степени ожирения) — 89 пациентов (32,96%). В 1-й группе индекс массы тела составил 34,69 (31,95; 36,24), во 2-й группе 41,15 (40,35; 42,25), р<0,05. Уровень инсулина сыворотки крови достиг 31,43 (28,60; 36,98) мкЕд/мл и 57,29 (44,15; 77,46) мкЕд/мл в 1 и 2-й группах, р<0,05. HOMA-IR статистически достоверно отличается в исследованных группах и группе контроля: в 1-й группе данный показатель превысил норму почти в 2 раза и составил 7,4 (6,61; 9,32,), во 2-й группе 12,28 (9,65; 15,13), что превышает нормальные величины более чем в 3 раза. У пациентов данных групп статистически значимо отличались показатели белка р53 между собой и группой контроля. В 1-й группе данный показатель составил 1,5 (1,3;1,7) U/мл, во 2-й группе 2,0 (1,86; 2,28) U/мл, р<0,05 Содержание гидроперекисей в сыворотке крови в 1-й и 2-й группах имеет статистически значимое отли-

Таблица 1

Характеристика клинико-лабораторных параметров пациентов с метаболическим синдромом

Показатели, единицы измерения	Исследуемые группы
	Контроль (n=70)	Больные с метаболическим синдромом (n=270)
Индекс массы тела, кг/м²	24,52 (21,34; 24,75)	33,91 (31,82; 40,38) *
Окружность талии, см	88,0 (76,0; 92,0)	120,5 (111,0; 133,0) *
Окружность бедер, см	95,0 (93,0; 98,0)	119,0 (110,0; 135,0) *
Систолическое АД, мм.рт.ст.	110,0 (107,0;117,0)	151,0 (147,0; 155,0) *
Диастолическое АД, мм.рт.ст.	70,0 (65,0; 74,0)	95,0 (94,0; 100,0) *
Глюкоза (ммоль/л)	4,7 (4,5; 4,9)	5,4 (5,1; 5,9)
Инсулин (мкЕд/мл)	10,13 (8,9;11,6)	36,92 (29,46; 52,44) *
HOMA- IR	2,1 (1,78; 2,5)	8,9 (6,7; 13,7) *
Общий холестерин (ммоль/л)	4,5 (4,1; 4,8)	6,5 (6,05; 7,15) *
Триглицериды (ммоль/л)	1,33 (1,21; 1,45)	2,48 (2,12; 3,41) *
ХС ЛПНП (ммоль/л)	2,3 (2,1; 2,4)	4,1 (3,7; 4,6) *
ХС ЛПВП (ммоль/л)	1,6 (1,44; 1,73)	1,05 (0,9; 1,4) *
ХС ЛПОНП (моль/л)	0,6 (0,56; 0,67)	1,2 (0,97; 1,55) *
Коэффициент атерогенности	1,8 (1,77; 1,9)	4,41 (3,6; 5,35) *

П р и м еч а н и е : * р<0,05 — при сравнении исследуемой группы и контроля.

Таблица 2

Сравнительная характеристика лабораторных показателей пациентов с метаболическим синдромом и группы контроля

Показатели (единицы измерения)	Исследуемые группы
	Контроль (n=70)	Больные с метаболическим синдромом (n=270)
Белок р53 (U/мл)	0,96 (0,91; 0,99)	1,59 (1,361,91) *
hs CPR (мг/л)	0,5 (0,21; 0,94)	3,12 (2,28; 4,32) *
Гидроперекиси липидов, мкМ	0,5 (0,45; 0,6)	2,89 (1,94; 4,1) *

П р и м еч а н и е :* р<0,05 — при сравнении исследуемой группы и контроля.

Таблица 3

Сравнительная характеристика лабораторных показателей у мужчин и женщин с метаболическим синдромом

Показатели (единицы измерения)	Исследуемые группы
	Контроль (n=70)		Больные с метаболическим синдромом (n=270)
	мужчины (n= 40)	женщины (n=30)	мужчины (n=162)	женщины (n= 108)
Протеин р53 (U/мл)	0,97 (0,9; 0,98)	0,95 (0,92; 0,99)	1,65 (1,41; 1,87) *	1,53 (1,34; 1,79) *
hs CPR (мг/л)	0,9 (0,2; 0,8)	0,95 (0,09; 1,06)	3,09 (2,2; 4,31) *	3,2 (2,4; 4,5) *
Гидроперекиси липидов, мкМ	0,52 (0,5; 0,6)	0,5 (0,45; 0,55)	2,82 (1,9; 3,7) *	3,02 (1,95; 6,1) *, ∆

П р и м еч а н и е : * р<0,05 — при сравнении исследуемой группы и контроля; ∆ р<0,05 — при сравнении 1 и 2-групп при метаболическом синдроме.

чие — 2,57 (1,9; 3,46) мкМ и 3,4 (2,1; 5,2) мкМ соответственно, р<0,05.

Получили следующие данные, изучая гендерную особенность данного вопроса (табл. 3). Статистически значимых отличий по данным показателям между мужчинами и женщинами в контрольной группе не выявлено. Имеются достоверные различия между исследуемыми группами и контролем по всем показателям. Кроме этого, в группе с МС обнаружены значимые отличия по содержанию гидроперекисей липидов в сыворотке крови у мужчин и у женщин. В литературе встречаются данные о том, что при наступлении менопаузы происходит усиление свободнорадикальных процессов. В связи с этим мы рассмотрели эту сторону вопроса.

У 32 пациенток (29,6%) с МС имелось клинически и лабораторно подтвержденная менопауза продолжительностью более 5 лет. Уровень эстрадиола сыворотки крови составил 24,35 (20,19; 30,61) пмоль/л, ФСГ — 27,36 (25,9; 31,47) мМЕ/мл. Была подобрана группа контроля из 30 пациенток без признаков метаболического синдрома в менопаузе более 5 лет. Уровень эстрадиола составил 32,06 (27,23; 36,72) пмоль/л, что статистически значимо отличается от показателей при МС, уровень ФСГ от показателей пациенток при МС не отличался и составил 27,62 (25,12; 29,98) мМЕ/мл. Содержание hs CPR у пациенток в менопаузе при МС 3,4 (2,6; 4,8) мг/л, белка р531,95 (1,9; 2,01) U/мл, гидроперекисей липидов 4,1 (3,2; 6,5), что статистически значимо отличается от показателей женщин с МС в репродуктивном периоде: 2,8 (2,2; 3,9) мг/л, 1,46 (1,34; 1,79) U/мл, 2,76 (1,8; 3,5) мкМ соответственно. В группе контроля установлены статистически значимые отличия только по содержанию белка р53: в группе с менопаузой 1,41 (1,36; 1,69) U/мл, в репродуктивном периоде 0,93 (0,91; 0,97) U/мл.

Обсуждение. Основой всех проявлений МС служит первичная ИР и сопутствующая системная ГИ. В последние годы считается, что ИР является важным независимым фактором риска развития атеросклероза, гипертензии, сахарного диабета 2-го типа и т.д. ИР, воздействуя на адипоциты висцеральной жировой ткани, способствует выработке адипоцитокинов, которые стимулируют процессы СРО липидов и еще более усиливают ГИ, в результате чего происходит увеличение содержания продуктов СРО липидов — гидроперекисей липидов. Гидроперекиси липидов вызывают усиленное образование hs CPR. Отсюда вытекает вполне логичное объяснение интенсификации процесса программируемой клеточной гибели, которое мы получили в своем исследовании, а именно: увеличение содержания hs CPR является одним из сигнальных механизмов усиленной выработки белка р53. Кроме этого, ИР вызывает активацию ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, стимулирующей активность симпатической нервной системы. Гиперактивность данной системы приводит к увеличению образования свободных радикалов. Далее процесс носит аналогичный характер. Таким образом, процессы СРО липидов и программируемой клеточной гибели у пациентов с МС взаимосвязаны. Наличие сильной положительной связи между уровнем гидроперекисей и концентрацией белка р53 (r+0,71, р<0,05) подтверждает этот факт.

В нашем исследовании выявлена сильная прямая связь между уровнем гидроперекисей липидов и индексом массы тела (r+0,77, р<0,05), что может иметь следующее объяснение. В наших предыдущих исследованиях мы установили, что при нарастании индекса массы тела происходит усиление ИР [7]. Усугубление ИР приводит к интенсификации СРО липидов и увеличению концентрации гидроперекисей липидов, с последующей активацией апоптотической активности.

Обнаружены существенные отличия по содержанию в сыворотке крови гидроперекисей липидов и белка р53 у женщин в менопаузе и репродуктивном периоде при МС. Обладая мощным антиоксидантным воздействием, эстрогены относятся к «регуляторам» программируемой клеточной гибели и «защищают» клетки от токсического воздействия ряда веществ (нейротрансмиттеров, свободного кальция и др.), которые при поступлении внутрь клетки в больших количествах способствуют выработке свободных радикалов, высокореактивных молекул, разрушающих отдельные элементы клетки и в конечном счете приводящих к ее гибели [9]. При недостатке эстрогенов происходит интенсификация СРО липидов, идет сбой регуляции апоптоза.

Заключение. У пациентов с метаболическим синдромом процессы СРО липидов и программированной клеточной гибели интенсифицированы, о чем свидетельствует высокий уровень гидроперекисей липидов — 2,89 (1,94; 4,1) мкМ и белка р53–1,59 (1,361,91) U/мл в сыворотке крови.

Изучаемые процессы взаимосвязаны, так как выявлено наличие сильной положительной связи между уровнем гидроперекисей и концентрацией белка р53 (r+0,71, р<0,05), и их интенсивность нарастает параллельно индексу массы тела.