Соотношение уровней липидной пероксидации и окислительной модификации белков у студентов 17-23 лет (г. Кунгур)

Актуальность исследования. Во время учебы и экзаменационной сессии студентам приходится сталкиваться с широким диапазоном синергично действующих стрессогенных факторов, приводящих в итоге к развитию выраженного стресса [1], который влияет на состояние атиоксидантных систем организма, сопровождая и осложняя течение фактически всех заболеваний [2, 3]. Поэтому существует объективная потребность в создании алгоритмов для ранней диагностики и прогнозирования окислительного стресса у студентов. Последствием стресса может быть чрезмерная интенсификация свободнорадикального окисления, которое обуславливает повреждение белковых и липидных компонентов мембран и рассматривается как механизм повреждение клетки на мембранном уровне [4]. Современные исследования состояния СРО ограничиваются определением уровня липо-пероксидации, игнорируя при этом возможность изменения уровня окислительной деструкции белков.

Для оценки эффективности антиоксидантных систем, необходимо комплексное исследование СРО, включающее в себя одновременную оценку ПОЛ и выраженность окислительной модификации (карбонилирования) белков в биологических жидкостях. Также остаётся малоизученной проблема изменения процессов свободнорадикального окисления у студентов с различными сопутствующими заболеваниями в процессе обучения [5].

Решение этих вопросов может оптимизировать проводимую в медицине антиоксидантную терапию, с целью повышения антиоксидантного статуса организма и снижения опасности возникновения свободнорадикальных патологий [6].

Материалы и методы исследования. Исследование проводилось на базе ГОУ СПО «Кунгур- ский колледж промышленных технологий, управления и дизайна». Было обследовано 80 студентов, в возрасте от 17 до 23 лет, проанализированы результаты медицинского осмотра студентов, рассчитан индекс адаптационного потенциала (АП) сердечно-сосудистой системы по методу Р.М. Баевского [7].

Биохимические методы исследования. Получение липидных экстрактов, а также определение первичных, вторичных продуктов ПОЛ проводили по методу И.А. Волчегорского и др. [8]. Содержание конечных продуктов ПОЛ определяли по величине оптической плотности гептановых и изопропанольных фаз липидных экстрактов при 400 нм. Относительное содержание шиффовых оснований рассчитывали по отношению поглощения при 400 нм к оптической плотности при 220 нм [9]. Определение интенсивности аскорбатиндуциро-ванного ПОЛ производилось спектрофотометрическим методом Е.И. Львовской [6]. Окислительная модификация белков оценивалась по уровню образования динитрофенилгидразонов по методу Е.Е. Дубининой [10].

Статистический анализ результатов. Полученные данные обработаны с использованием пакета статистических программ Microsoft Excel и выражались в виде среднеарифметической (М) и её стандартной ошибки (m). Статистическая обработка данных проводилась с использованием метода сравнения выборок парных критериев Стьюдента. Проверка нормальности распределения производилась графическим методом. Результаты считались статистически значимыми при р ≤ 0,05. Для оценки корреляционных связей использовался коэффициент корреляции.

Результаты исследований и их обсуждение. Согласно полученным нами данным, отмечены незначительные изменения концентрации липопе-роксидов в зависимости от пола и типа питания. Так, у мужчин при удовлетворительном уровне адаптации содержание гептанофильных диеновых конъюгатов и кетодиенов и сопряжённых триенов увеличено по отношению к контрольной группе (М здоровых) на 4 %, повышено содержание шиффовых оснований и в женской группе на 31 % с одновременным напряжением механизмов адаптации. У группы студентов, предпочитающих мясную пищу, выявлено незначительное увеличение содержания гептанофильных кетодиенов и сопряжённых триенов, шиффовых оснований и изо-прапанолрастворимых диеновых коньюгатов, при удовлетворительном уровне адаптации.

Наиболее значимые изменения содержания липопероксидов наблюдались в группах студентов с сопутствующими заболеваниями (табл. 1).

Так, в группе студентов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) выявлено повышение содержания гептанрастворимых кетодиенов и сопряжённых триенов – на 21 %, у группы студентов с эндокринными заболеваниями эти же категории продуктов возросли – на 22 %, у группы с болезнями органов дыхания – на 25 % при наличии сочетанной патологии – на 13 %. Повышение содержания шиффовых оснований на- блюдалось у групп с болезнями ЖКТ – на 115 %, у групп с болезнями органов зрения – на 28 %, с болезнями органов дыхания – на 159 %, с сочетанной патологией – на 131 %, с болезнями эндокринной системы – на 232 %. Выявленные изменения содержания липопероксидов сопровождались одновременным напряжением механизмов адаптации.

Исследование концентрации изопропанолра-створимых продуктов ПОЛ обнаружило увеличение содержания кетодиенов и сопряженных трие-нов у группы с заболеваниями эндокринной системы – на 9 % и с заболеваниями органов дыхания – на 16 %.

Таким образом, более заметное усиление процессов ПОЛ наблюдалось у студентов с сопутствующими заболеваниями ЖКТ, эндокринной системы, органов дыхания и при сочетанной патологии. Также было обнаружено, что увеличение ПОЛ у студентов с этими заболеваниями происходило на фоне снижения уровня аскорбатиндуциро-ванного ПОЛ (табл. 2).

Так, при заболеваниях ЖКТ уровень индуцированных диеновых коньюгатов (ДК) по сравнению с контрольной группой снижен на 8 %, кетодиенов и сопряженных триенов – на 6 %, при заболеваниях эндокринной системы содержание ДК

Таблица 1

Содержание продуктов ПОЛ у студентов с сопутствующими заболеваниями

Продукты ПОЛ	Контрольн. группа (здоровые) n = 18	Сопутствующие заболевания
		ЖКТ n = 16	Эндокрин. система n = 15	Органы дыхания n = 14	Органы зрения n = 19	Сочетан. патология n = 19
Диеновые коньюгаты (гептан)	0,407 ± 0,011	0,421 ± 0,014	0,400 ± 0,021	0,423 ± 0,016	0,371 ± 0,011	0,4 ± 0,011
Кетодиены и сопряж. триены (гептан)	0,135 ± 0,008	0,163 ± 0,013 Р < 0,05	0,164 ± 0,020	0,169 ± 0,013	0,136 ± 0,010	0,152 ± 0,013
Шиффовы основания (гептан)	0,04 ± 0,021	0,084 ± 0,050 Р < 0,05	0,126 ± 0,067 Р < 0,05	0,101 ± 0,073 Р < 0,05	0,050 ± 0,025	0,090 ± 0,040 Р < 0,05
Диеновые коньюгаты (изопроп.)	0,375 ± 0,011	0,390 ± 0,017	0,385 ± 0,023	0,414 ± 0,017 Р < 0,05	0,364 ± 0,008	0,382 ± 0,016
Кетодиены и сопряж. триены (изопроп.)	0,164 ± 0,011	0,164 ± 0,019	0,179 ± 0,020	0,190 ± 0,019	0,158 ± 0,007	0,173 ± 0,016
Шиффовы основания (изопроп.)	0,070 ± 0,027	0,024 ± 0,004 Р < 0,05	0,015 ± 0,006 Р < 0,05	0,017 ± 0,006 Р < 0,05	0,024 ± 0,008 Р < 0,05	0,019 ± 0,003 Р < 0,05
Уровень адаптации	Удовлетв.	Удовлетв.	Напряжение	Удовлетв.	Напряжение	Напряжение

Примечание. ЕО 232/220 – диеновые коньюгаты ДК; 278/220 – кетодиены и сопряженные триены КД и СТ; 400/220 – шиффовы основания.

Таблица 2

Уровень аскорбатиндуцированного ПОЛ у студентов с сопутствующими заболеваниями, %

Продукты ПОЛ Контрольн. группа (здоровые) n = 18 Сопутствующие заболевания ЖКТ n = 16 Эндокрин. система n = 15 Органы дыхания n = 14 Сочетан. патология n = 19 Диеновые коньюгаты (изопропанол) индукция Fe2+/аскорбат 283,873 ± 10,630 261,491 ± 13,875 268,206 ± 21,541 258,277 ± 21,200 Р < 0,05 272,684 ± 15,29 Кетодиены и сопряж. триены (изопропанол) индукция Fe2+/acKop6am 702,635 ± 61,979 659,821 ± 71,533 Р < 0,05 645,807 ± 82,866 Р < 0,05 605,592 ± 81,263 Р < 0,05 682,19 ± 67,363 снижено на 5 %, а кетодиенов и сопряженных триенов – на 8 %. При заболеваниях органов дыхания содержание ДК снижено на 9 %, а кетодиенов и сопряженных триенов – на 14 %, при сочетанной патологии содержание ДК снижено на 4 %, а кетодиенов и сопряженных триенов – на 3 %.

Изменения концентрации продуктов ПОЛ коррелировали с величинами адаптационного потенциала (АП). Так, заметная обратная связь наблюдалась между концентрацией гептанофильных (r = –0,624) и изопропанол растворимых ДК с АП (r = –0,753).

Исследования содержания ОМБ показали увеличение динитрофенилгидразонов (ДФГ) – продуктов взаимодействия окислительно-модифицированных белков с 2, 4 – (ДНФГ): так, в группе мужчин, содержание алифатических альдегид-динитрофенилгидразонов (аАДФГ) λ = 270, по сравнению с контрольной группой, повышено на 20 %; алифатических кетон-динитрофенилгидра-зонов нейтрального характера (аКДФГн) λ = 370 – на 8 %; алифатических кетон-динитрофенилгидра-зонов основного характера (аКДФГосн) λ = 430 – на 7 %; алифатических альдегид-динитрофенил-гидразонов (аАДФГ) λ = 270, индуцируемых в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 69 %.

У группы студентов, предпочитающих мясную пищу, наблюдался незначительно повышенный уровень аАДФГ – на 5 %; аКДФГн – на 6 %; аАДФГ, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 15 %.

Содержание общего белка слюны было повышено от контрольных значений у группы мужчин на 8 %, у группы с заболеваниями костномышечной системы (КМС) – на 8 %, с заболеваниями органов дыхания – на 6 %, группа с заболеваниями органов зрения – на 14 %, у группы с сочетанной патологией – на 7 %.

При заболеваниях ЖКТ наблюдался повышенный уровень аАДФГ, по сравнению с контрольной группой, на 29 %; аКДФГн – на 8 %; аАДФГ, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 26 %; аАДФГ – на 10 %; аКДФГосн (кетон-динит-рофенилгидразоны основного характера, базальный уровень) – на 11 %, но при этом уровень адаптации был удовлетворительным.

Таким образом, при заболеваниях ЖКТ отмечено синхронизированное изменение концентрации продуктов ПОЛ и ОМБ (при увеличении ПОЛ увеличивается ОМБ).

Одновременно отмечено снижение показателей ДФГ совместно с напряжением уровня адаптации:

– при заболеваниях эндокринной системы содержание аАДФГ λ = 270, по сравнению с контрольной группой понижено на 17 %; аКДФГн λ = 370 – на 15 %; аКДФГосн λ = 430 – на 10 %; аКДФГн, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 25 %; аКДФГосн λ = 430, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 25 %;

– при заболеваниях органов дыхания, содержание аАДФГ по сравнению с контрольной группой понижено на 10 %, аКДФГн – на 12 %; аКДФГосн – на 6 %; аКДФГн λ = 370, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 5 %; аКДФГосн λ = 430, индуцируемые в системе Fe²⁺/H₂O₂ – на 20 %; аАДФГ (алифатические альдегид-динитро-фенилгидразоны, базальный уровень) – на 48 %;

– при сочетанной патологии, содержание аАДФГ по сравнению с контрольной группой понижено на 5 %; аКДФГн – на 3 %; аКДФГн λ = 370, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 5 %; аКДФГосн λ = 430, индуцируемые в системе Fe²⁺/H 2 O 2 – на 14 %; АДФГ (алифатические альде-гид-динитрофенилгидразоны, базальный уровень) – на 13 %. Уровень индуцированных аДФГ имел заметную обратную связь с АП (адаптационный потенциал) – r = –0,701.

Таким образом, при заболеваниях эндокринной системы, органов дыхания, сочетанной патологии при напряжении уровня адаптации отмечено дисинхронизированное изменение концентрации продуктов ПОЛ и ОМБ (при увеличении ПОЛ уменьшается ОМБ).

При расчете соотношения базального уровня ОМБ к индуцированному, в системе Fe²⁺/H 2 O 2 были получены следующие результаты:

– соотношение значений аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны, базальный уровень к индукции), по сравнению с контрольной группой повышено у женщин на 16 %,

Рис. 1. Соотношение значений аАДФГ (алифатические альдегид-динитрофенилгидразоны, базальный уровень к индукции)

аКДФГн (базальн\индукц)

ср.значения

Рис. 2. Соотношение аКДФГн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны нейтрального характера, базальный уровень к индукции)

одновременно наблюдалось напряжение механизмов адаптации (рис. 1);

• –    на рис. 2 отмечено незначительное повышение соотношения аКДФГн – базальный уровень к индукции по сравнению с контрольной группой (здоровых) у группы с заболеваниями ЖКТ – на 1 %, органов дыхания – на 2 %, с сочетанной патологией – на 7 %, также наблюдалось напряжение механизмов адаптации. Более выраженное повышение соотношения базального уровня к индукции с напряжением механизмов адаптации наблюдалось у женщин – на 14 %, у группы студентов, предпочитающих мясную пищу – на 11 %, с заболеваниями нервной системы (НС) – на 20 %, органов зрения – на 34 %, эндокринной системы – на 42 %;

• –    на рис. 3 отмечено повышенное содержание аКДФГосн – базальный уровень к индукции: у мужчин – на 4 %, у женщин – на 7 % с напряжением механизмов адаптации, у группы, предпочи-

• тающих мясную пищу – на 9 %, у группы с заболеваниями ЖКТ – на 15 %, НС – на 16 %, органов зрения – на 22 % с напряжением механизмов адаптации, эндокринной системы – на 59 % с напряжением механизмов адаптации, органов дыхания – на 43 %, при наличии сочетанной патологии на 29 % с напряжением механизмов адаптации.

Таким образом, процессы свободнорадикального окисления липидов и белков в группе «здоровых» студентов протекают синхронизированно. При заболеваниях ЖКТ отмечено синхронизированное изменение концентрации продуктов ПОЛ и ОМБ (при увеличении ПОЛ увеличивается ОМБ). При заболеваниях эндокринной системы, органов дыхания, сочетанной патологии при напряжении уровня адаптации отмечено дисинхронизирован-ное изменение концентрации продуктов ПОЛ и ОМБ (при увеличении ПОЛ уменьшается ОМБ).

Заболевания органов дыхания сопровождались повышением показателей ОМБ базального

Рис. 3. Соотношение аКДФГосн (алифатические кетон-динитрофенилгидразоны основного характера, базальный уровень к индукции)

уровня, а при заболеваниях эндокринной системы, сочетанной патологии, органов зрения, а также в группе девушек было отмечено повышение показателей ОМБ базального уровня одновременно с напряжением механизмов адаптации, что говорит о возможном снижении общей резистентности организма.