Мембраны эритроцитов при метаболическом синдроме

Метаболический синдром (MC) является типичным представителем "болезней цивилизации". Медико-социальная значимость МС обусловлена высоким риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, ранней инвалидизацией и преждевременной смертностью [1—3, 8, 9]. Эксперты ВОЗ оценили ситуацию по распространенности МС как новую пандемию XXI века [12]. По прогнозам ВОЗ, в ближайшие 20 лет ожидается увеличение числа пациентов с ожирением в популяции с 30 до 50% [10—12]. Сочетание абдоминального (висцерального) типа ожирения с нарушением углеводного и липидного обмена, артериальной гипертонией, апноэ во время сна составляет совокупность метаболических нарушений, объединенных термином "метаболический синдром". Многочисленные эпидемиологические исследования, изучающие распространенность МС, свидетельствуют о наличии как модифицируемых, так и немодифицируемых факторов, приводящих к его развитию. К немодифицируемым факторам относятся возраст, генетическая предрасположенность, постменопаузальный статус. К модифицируемым факторам следует отнести избыточное питание, гиподинамию, социальный статус, курение, прием алкоголя, артериальную гипертонию, дислипидемию. Все перечисленные факторы способствуют развитию ожирения и в сочетании увеличивают риск развития сердечно-сосудистых заболеваний. Считается, что основным патогенетическим звеном всех компонентов МС является инсулиноре- зистентность [4, 10]. Распределение жировой ткани подвержено генетическому контролю, а ее локализация влияет на формирование инсулинорези- стентности.

Имеются данные, что при МС развиваются нарушения метаболизма липидов не только на уровне плазмы крови, но и на уровне мембран клеток. Насыщенные жирные кислоты, в избытке поступающие с пищей, вызывают структурные изменения клеточных мембран и нарушение экспрессии генов, контролирующих проведение сигнала инсулина в клетку [5, 6]. Классической моделью для изучения свойств мембран служит мембрана эритроцитов. Липидный бислой, являющийся основной структурной единицей биологической мембраны, регулирует подвижность и активность внутримем- бранных белков. Физико-химические свойства мембраны влияют на функционирование ферментов, а также рецепторного аппарата. В связи с вышеизложенным представляется целесообразным изучение липидного спектра мембран эритроцитов у пациентов с МС.

Цель исследования — изучить особенности липидного состава мембран эритроцитов и сыворотки крови у пациентов с МС.

Материалы и методы

Исследование проводили на базе специализированного (эндокринологического) дневного стационара городской больницы № 3 Томска эндокринологической клиники СибГМУ. Под наблюдением находилось 44 пациента в возрасте от 35 до 65 лет с МС (20 мужчин и 24 женщины). Верификация диагноза основывалась на критериях диагностики МС, принятых Международной федерацией диабета в 2005 г. Критерием включения являлось наличие МС; критериями исключения — острые нарушения мозгового кровообращения, острый инфаркт миокарда, перенесенные в течение последнего года, тяжелая неконтролируемая артериальная гипертония (АД > 200/110 мм рт. ст.), хронические заболевания печени, почек. В качестве контрольной группы обследованы 20 практически здоровых пациентов аналогичного возраста с нормальной массой тела, отсутствием наследственной предрасположенности к ожирению, сахарному диабету, артериальной гипертонии, без хронических очагов инфекции, с нормальной толерантностью к глюкозе. Показатели обмена липидов в контрольной группе были в пределах референсных величин. При обследовании в стационаре использовались общеклинические методы и антропометрическое исследование: определение массы тела, роста с расчетом индекса массы тела (ИМТ), измерение окружности талии (ОТ), окружности бедер (ОБ). Анализировался уровень гликемии натощак и через 2 ч после перорального приема 75 г глюкозы (в цельной капиллярной крови глюкозооксидазным методом, анализатор КФК-3), измерялось АД. Изучение липидного спектра сыворотки крови включало определение общего холестерина (ОХС), триглицеридов (ТГ), холестерина липопротеинов высокой и низкой плотности (ХС ЛПНП, ХС ЛПВП) и проводилось с помощью реактивов фирмы "Olvescs di- agnostikum" и "Herbos" на полуавтоматическом анализаторе "Metrola-2300". Липидный экстракт мембран эритроцитов получали по методу J. Folch и со- авт. [10]. Содержание общих липидов в мембранах эритроцитов определяли на основе сульфо-фосфо- винилиновой реакции. Содержание общих липидов устанавливали по стандартному раствору триолеина (200, 400, 800 мг%) и рассчитывали по калибровочной кривой. Результаты выражали в мг/мл. Спектр липидов мембран эритроцитов (общие фосфолипиды — ОФЛ, ХС, ТГ, эфиры холестерина) оценивали методом тонкослойной хроматографии на пластинках "Silufol UV 254” (Чехия). Определение содержания фракций фосфолипидов (ФЛ) в мембранах эритроцитов (лизофосфатидилхолин

• ЛФХ, фосфатидилинозит — ФИ, сфингомиелин
• СФМ, фосфатидилхолин — ФХ, фосфатидилсе- рин — ФС, фосфатидилэтаноламин — ФЭА) осуществляли в системе хлороформ:метанол:вода на пластинках "Silufol UV 254" (Чехия). Качественную оценку хроматограмм проводили с помощью компьютерной программы. Конечные результаты выражали в относительных процентах. Уровень иммунореактивного инсулина (ИРИ) определяли натощак в сыворотке венозной крови радиоиммуноло- гическим методом с набором реактивов "Рио-Инс- nJ-125" (Беларусь). Для оценки степени инсулино- резистентности использовали показатель НОМА [инсулин натощак (мкед/мл • глюкоза натощак (ммоль/л)/22,5].

Результаты исследования были обработаны с использованием стандартного пакета программ "Statistica for Windows" (2002, версия 6.0) фирмы "StatSoft". Количественные показатели были проверены на нормальность с использованием критерия Шапиро—Уилка. Межгрупповые отличия оценивали непараметрическим критерием Манна—Уитни.

Результаты и их обсуждение

Все пациенты, включенные в исследование, страдали ожирением. Средняя масса тела составляла 109,34 ± 16,83 кг. У всех пациентов отмечался абдоминальный тип ожирения. Средняя окружность талии 115 ± 1,86 см, соотношение ОТ/ОБ у женщин — 1,09 ± 0,5; у мужчин — ОТ/ОБ — 1,16 ± 0,24; ИМТ — 35,84 ± 1,71 кг/м², что косвенно свидетельствовало о перераспределении жира. Средний уровень систолического АД составлял

• ± 3,1 мм рт. ст., диастолического АД (офисного) — 89,6 ± 3,1 мм рт. ст. С учетом показателей углеводного обмена все пациенты были разделены на 2 группы: в 1-ю группу вошли 29 пациентов без нарушений углеводного обмена (гликемия натощак (ГН) 5,29 ±0,12 ммоль/л; через 2 ч после приема глюкозы 6,78 ± 0,23 ммоль/л), во 2-ю группу — 15 пациентов с нарушениями углеводного обмена. У 6 пациентов 2-й группы диагностировано нарушение ГН (5,81 ±0,17 ммоль/л, через 2 ч, после приема глюкозы — 7,09 ± 0,43 ммоль/л); у 9 пациентов впервые верифицировано нарушение толерантности к глюкозе (ГН 5,85 ±0,11 ммоль/л, через 2ч — 8,98 ± 1,16 ммоль/л). Все пациенты на момент обследования находились на диетотерапии, обучались в "Школе управления весом", получали курс лечебной гимнастики, 9 человек принимали гипотензивную терапию — ингибиторы ангиотен- зинпревращающего фермента. Характеристика по-

казателей обмена липидов в сыворотке крови у обследованных пациентов свидетельствовала о существенных изменениях атерогенного характера (повышение ОХС, ТГ, ХС ЛПНП и снижение ХС ЛПВП) (табл. 1).

При исследовании базального уровня ИРИ обнаружена гиперинсулинемия: ИРИ у пациентов 1-й группы 26,17 ± 1,45 мкед/мл. Базальный уровень ИРИ у пациентов 2-й группы — 29,26 ± 1,82 мкед/мл. При индивидуальном анализе обращают на себя внимание более высокие значения ИРИ у пациентов с НТГ и ИМТ > 35; индекс НОМА — ± 0,75 у пациентов 1-й группы и 8,03 ± 0,92 у лиц 2-й группы.

Состав липидов мембран эритроцитов у пациентов с МС существенно отличался от аналогичных показателей в группе контроля. Результаты исследования абсолютного содержания общих липидов и ФЛ в мембране эритроцитов пациентов 1-й и 2-й группы показали достоверное повышение уровня общих липидов в 1,5 раза (р < 0,052) по сравнению с группой контроля (1,26 ± 0,15 и 0,81 ± 0,022 мг/мг белка соответственно) и снижение содержания ФЛ (0,16 ± 0,07 и 0,26 ± 0,03) мг на 1 мг белка (р < 0,053). При сравнительной характеристике изучаемых параметров у пациентов 1-й и 2-й группы отмечались более выраженные изменения у обследованных во 2-й группе, но разница статистически недостоверна (р > 0,051). Результаты исследования фракционного состава общих липидов мембран эритроцитов свидетельствовали о снижении уровня ОФЛ как в 1-й группе —

• ± 1,74%, так и во 2-й — 18,7 ± 1,92 (контроль 43,2 ± 0,58%). Содержание ХС в мембране эритроцитов достоверно повышалось до 50,5 ± 2,14% у пациентов с МС без нарушения углеводного обме

на и до 58,1 ± 1,08% — у больных 2-й группы, где МС включал компонент нарушения углеводного обмена (контроль 33,51 ± 0,53%). Концентрация эфиров холестерина имела тенденцию к повышению в обеих группах: (1-я группа — 21,5 ± 1,29%; 2-я группа —              22,3 ± 1,71%; контроль —

20,54 ± 0,68%). Фракционный состав ФЛ мембран эритроцитов (в %) у обследуемых пациентов представлен в табл. 2.

Нами зарегистрировано перераспределение фракционного состава ФЛ мембран эритроцитов, изменения носили однонаправленный характер у пациентов обеих групп и характеризовались уменьшением содержания сфингомиелина (СМ) и ФХ, причем уменьшение этих фракций было наиболее выражено у лиц 2-й группы, и увеличением содержания ЛФХ и ФС.

Таким образом, полученные данные еще раз убедительно свидетельствуют, что эритроцит — высокоспециализированная клетка, которая вовлекается в патологический процесс и претерпевает серьезные изменения структуры и функции. В результате проведенного исследования доказано наличие выраженной дезорганизации липидной фазы мембран эритроцитов у лиц с МС. В мембране эритроцитов обнаружено увеличение относительного содержания холестериновой фракции при снижении уровня общих фосфолипидов, а также увеличение доли эфиров холестерина, ЛФХ, ФС, ФИ и ФЭА на фоне снижения содержания СМ и ФХ. Накопление холестерола в эритроцитарных мембранах может привести к увеличению микровязкости бислоя, изменению рецепторного аппарата, нарушениям ионного транспорта [7]. Отчетливое повышение ФЭА во 2-й группе влияет на нарушение внутриэритроцитарного ионного гомеостаза, способствует снижению антиокислительной активности липидов мембран эритроцитов, что усугубляет дисбаланс свободнорадикального окисления. Кроме того, повышение уровня ФЭА и ФС приводит к существенному увеличению электростатических сил взаимодействия факторов свертывания крови с мембраной, что увеличивает вероятность тромбоза. Выявленные изменения липидного компонента мембран эритроцитов, по всей видимости, обусловлены многофакторным метаболическим воздействием на клетки красной крови и эритроцитарную мембрану в условиях инсулиноре- зистентности. Повышение ЛФХ чревато переходом липидного бислоя в монослой. Фракция ФХ — это основной фосфолипид, локализованный в наружном листке эритроцитарных мембран, снижение которого оказывает влияние на антиокислитель- ную активность липидов мембран эритроцитов, что усиливает дисбаланс свободнорадикального окисления.

Таблица 2. Фракционный состав (в %) фосфолипидов мембран эритроцитов у обследуемых групп (М ± SD)

Фракция фосфолипидов

Примечание. Достоверность различий: р_х — с показателями группы контроля; р₂ — между показателями групп.

Выводы

1. При МС наблюдаются нарушения липидного обмена атерогенного характера (повышение ОХС, ТГ, ХС ЛПНП и снижение ХС ЛПВП), что значительно повышает риск развития как макро-, так и микрососудистых осложнений.
2. Изменения липидного состава мембран эритроцитов имеют однонаправленный характер у обследуемых пациентов с МС и характеризуются повышением абсолютного содержания общих липидов и снижением содержания фосфолипидов.
3. Фракционный состав липидов мембран эритроцитов при МС свидетельствует о снижении содержания фосфолипидов, сфингомиелина, фосфатидилхолина и повышении уровня холестерина, лизофосфатидилхолина, фосфатидилсерина, фосфатидилинозитола и фосфатидилэтаноламина.