Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Обзор литературы 11
1.1 Строение и особенности метаболизма высших жирных кислот у человека 11
1.2 Жирные кислоты как информативный показатель функционального состояния организма 17
1.3 Физиологическое значение уровня жирных кислот в плазме крови человека 21
1.4 Эффекты мононенасыщенных жирных кислот в организме человека при сравнении с насыщенными и полиненасыщенными кислотами 28
1.5 Липидный обмен у жителей европейского Севера 35
ГЛАВА 2 Материалы и методы исследования 40
2.1 Объекты исследования 40
2.2 Методы исследования 42
2.3 Статистическая обработка полученных результатов 47
ГЛАВА 3 Результаты исследования 48
3.1 Спектр жирных кислот в крови здоровых мужчин -постоянных жителей г.Сыктывкара 48
3.2 Уровень мононенасыщенных жирных кислот в крови коренного населения европейского Севера, ведущего традиционный образ жизни 54
3.3 Содержание мононенасыщенных жирных кислот плазменных липидов у мужчин при острой гипоксическои
3.4 Профиль мононенасыщенных жирных кислот плазменных липидов мужчин при жировом нагрузочном тестировании 64
3.5 Характер дислипидемии у жителей европейского Севера с острым отечным панкреатитом 67
ГЛАВА 4 Обсуждение результатов 70
4.1 Сравнительный анализ профиля жирных кислот в общих липидах плазмы крови у местного и коренного населения европейского Севера 70
4.2 Влияние нормобарической гипоксической гипоксии на метаболизм жирных кислоту мужчин 81
4.3 Модификация профиля жирных кислот плазменных липидов у мужчин при нагрузочном тестировании с помощью «жирового завтрака» 87
4.4 Состояние обмена липидов и жирных кислот у человека в начальный период острого отечного панкреатита 90
Заключение 93
Выводы 95
Список литературы . 96
- Строение и особенности метаболизма высших жирных кислот у человека
- Эффекты мононенасыщенных жирных кислот в организме человека при сравнении с насыщенными и полиненасыщенными кислотами
- Спектр жирных кислот в крови здоровых мужчин -постоянных жителей г.Сыктывкара
- Сравнительный анализ профиля жирных кислот в общих липидах плазмы крови у местного и коренного населения европейского Севера
Введение к работе
Актуальность исследования. Жирные кислоты (ЖК), являясь структурными элементами липидов и их производных, вовлечены в процессы энергообразования и синтеза, регуляцию воспалительных процессов, поддержание целостности клеточных мембран, регулирование транскрипции и внутриклеточной сигнализации (Salem, 1989; Дятловицкая, Безуглов, 1998; Luiken et al., 2000). В последние десятилетия получены данные о специфическом значении индивидуальных ЖК (Mensink, Katan, 1992; Thompson et al., 2000) и их роли в качестве биомаркеров функционального состояния организма (Аrab, 2003; Baylin et al., 2005).
Мононенасыщенные ЖК (МНЖК) в организме человека в основном представлены w-7 пальмитоолеиновой и w-9 олеиновой кислотами, содержащими одну двойную связь. По характеру строения эти две кислоты отличаются только наличием дополнительной алифатической группировки у олеиновой кислоты и, соответственно, расположением двойной связи в молекулах кислот, что определяет их принадлежность к разным w-семействам (Аrab, 2003; Титов, 2006). Это различие в строении может приводить к различной чувствительности молекулы ЖК к атаке ферментов или активных форм кислорода и обуславливать функциональное значение этих кислот. МНЖК являются продуктом эндогенного синтеза в организме человека, регулируемого ферментом – стеарил-кoA десатуразой (Attie et al., 2002; et al., 2008). Несмотря на незначительные данные литературы о специфической роли МНЖК показано, что эти кислоты в целом проявляют цитопротективные свойства ( et al., 2003; et al., 2004), различаются скоростью окисления (Титов, Лисицын, 2005; et al., 2009), а также эффективно понижают уровень липопротеинов низкой плотности, снижая риск развития сердечно-сосудистых заболеваний (Mattson, Grundy, 1985; Rudel et al., 1995). По современным представлениям, метильные и нитропроизводные МНЖК обладают более выраженным действием (Baker et al., 2005; Diakogiannaki et al., 2007; Kelley et al., 2008), расширяя свои функциональные свойства.
Проживание человека в условиях Севера сопряжено с повышенными требованиями к организму (Авцын и др., 1985; Ткачев и др., 1992; Агаджанян, Ермакова, 1997). При этом активация энергетических трат у северян осуществляется в значительной степени за счет липидных носителей (Панин, 1978; Бойко, 2005). Среди приезжего населения высоких широт выявлено повышение уровня неэтерифицированных МНЖК в плазме крови (Бойко и др., 1997; Bojko, Larsen, 1999), биологический смысл которого остается предметом дискуссии. В связи с этим, достаточно актуально исследование содержания МНЖК в плазме крови при различных функциональных нагрузках, которые позволят выявить специфику действия этих кислот у жителей европейского Севера.
Общепринятым способом изучения скорости утилизации ЖК в организме человека является тест с жировой нагрузкой (Щербакова и др., 1991). Установлены особенности в содержании общих липидов (Линейцева, Верещагина, 1980) и неэтерифицированных ЖК (Бойко и др., 2000; Бичкаева, 2008) при однократной жировой нагрузке у человека. Вместе с тем, слабо охарактеризованы закономерности метаболизации индивидуальных ЖК в составе общих липидов при жировой нагрузке.
Практически отсутствуют данные литературы, касающиеся особенностей метаболизма ЖК при острой гипоксии у человека, несмотря на несомненную актуальность этой проблемы. В условиях Севера установлен факт функциональной гипоксии (Кандрор, 1968; Авцын и др., 1985; Хаснулин, 1998; Евдокимов и др., 2007), хотя метаболические основы её формирования и адаптивного ответа организма у жителей Севера до сих пор остаются предметом обсуждения.
В литературе также обсуждается проблема диагностики и лечения острого панкреатита (Савельев, 2001; Sztefko, Panek, 2001), в том числе среди северян (Сухоруков, Вострикова, 2007). Патогенез острого панкреатита во многом не ясен, в том числе особенности содержания МНЖК у этих пациентов (Nakamura, 1995; Sztefko, Panek, 2001). Известно, что одним из инициирующих факторов развития острого панкреатита у человека служит чрезмерное употребление жиров, присущее рациону северян (Панин, 1978; Агаджанян, 1997). В связи с изложенным представляется важным изучение особенностей профиля МНЖК в составе липидов плазмы крови у человека в условиях европейского Севера
Цель исследования. Изучение закономерностей изменения профиля мононенасыщенных жирных кислот у человека в условиях европейского Севера и при различных функциональных нагрузках.
Для достижения цели исследования поставлены следующие задачи:
1. Определить содержание мононенасыщенных жирных кислот в общих липидах плазмы крови у городских жителей европейского Севера и у северян, ведущих традиционный образ жизни.
2. Установить роль мононенасыщенных жирных кислот липидов плазмы крови у человека в развитии адаптивных реакций при нормобарической гипоксической гипоксии.
3. Изучить эффект нагрузочного тестирования с помощью «жирового завтрака» на содержание мононенасыщенных жирных кислот в общих липидах плазмы крови у здоровых мужчин.
4. Исследовать состояние пула жирных кислот в плазме крови у пациентов с острым панкреатитом на начальной стадии заболевания.
Научная новизна исследования. Впервые установлено повышение уровня олеиновой кислоты в плазменных липидах у жителей европейского Севера относительно среднеширотного норматива. Выявлено, что у коренных жителей Севера, ведущих традиционный образ жизни, содержание суммы ЖК в плазме крови понижено, тогда как доля пальмитоолеиновой кислоты в пуле ЖК увеличена, по сравнению с городскими жителями европейского Севера.
Впервые показано снижение уровня олеиновой кислоты в общих липидах плазмы крови у здоровых мужчин при острой нормобарической гипоксии относительно фоновых значений. У мужчин через 24 часа после однократной жировой нагрузки выявлена более высокая скорость метаболизма олеиновой кислоты в липидах плазмы крови по сравнению с пальмитоолеиновой кислотой. Впервые установлено значительное увеличение содержания пальмитоолеиновой кислоты на фоне пониженного уровня олеиновой кислоты в липидах плазмы крови у пациентов с острым панкреатитом в отличие от здоровых жителей европейского Севера.
Научно-практическая значимость исследования. Полученные результаты дополняют современные представления об адаптационной роли отдельных классов ЖК и их клинико-диагностическое значение у жителей северных территорий. Данные работы по гипоксической устойчивости могут быть использованы при отборе устойчивых лиц для выполнения профессиональных обязанностей в экстремальных условиях; в авиационной медицине для оценки устойчивости организма к кислородной недостаточности. Результаты диссертации в отношении МНЖК у пациентов с острым отечным панкреатитом могут быть использованы в практической медицине при диагностике и терапии острого панкреатита.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с плановыми НИР Учреждения РАН Института физиологии Коми НЦ УрО РАН (№ ГР 0120.0 402472) и (№ ГР 01.2.007 01808) и поддержана государственным контрактом с Министерством образования и науки РФ №02.512.11.2190 от 28.09.2007г.; грантом РГНФ № 08-06-41601 от 2008-2009гг.; грантами молодых ученых и аспирантов УрО РАН (2004 и 2010г.).
Положения, выносимые на защиту:
-
У жителей европейского Севера наблюдается трансформация профиля ЖК в общих липидах плазмы крови: повышение уровня мононенасыщенной олеиновой кислоты на фоне более низкого содержания полиненасыщенных ЖК относительно среднеширотного норматива.
-
Коренное население Севера, ведущее традиционный образ жизни, характеризуется пониженным содержанием олеиновой кислоты и более высокой долей пальмитоолеиновой кислоты в общем пуле ЖК по сравнению с городскими жителями.
-
Острая нормобарическая гипоксия у человека сопровождается значимым снижением уровня олеиновой кислоты в плазменных липидах на десятой минуте воздействия.
-
При развитии острого панкреатита у жителей европейского Севера отмечается увеличение содержания пальмитоолеиновой кислоты на фоне снижения уровня олеиновой кислоты в общих липидах плазмы крови относительно здорового населения европейского Севера.
Апробация работы. Результаты исследования представлены на заседаниях Ученого совета Учреждения Института физиологии Коми научного центра Уральского отделения РАН (2008-2009г.); V, VI, VIII молодежных конференциях Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2006, 2007, 2009); I Всероссийской молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» (Сыктывкар, 2008); IV Симпозиуме с международным участием «Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера» (Сыктывкар, 2008).
Публикации. По материалам исследования опубликовано десять научных работ, из них четыре статьи – в журналах, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа содержит 11 таблиц и 12 рисунков. Библиография состоит из 266 источников (97 – отечественных и 169 – зарубежных авторов).
Строение и особенности метаболизма высших жирных кислот у человека
Жирные кислоты - алифатические монокарбоновые кислоты со структурной формулой R-COOH. В процессе эволюции природой сформировано более 800 ЖК (Васьковский, 1997; Титов, 2006). В составе липидов человека и животных найдено только 70 ЖК, причем, более половины из них в следовых количествах ( 1%) (Литвинов, Руденко, 1971). Считается, что для правильного представления о липидах достаточно хорошо знать примерно десять главных ЖК (Васьковский, 1997). ЖК по степени ненасыщенности подразделяют на две группы: насыщенные (НЖК) и ненасыщенные ЖК (НеЖК), имеющие в своей структуре двойные связи. НеЖК, в свою очередь, делят на мононенасыщенные жирные кислоты (МНЖК), содержащие одну двойную связь (ДС), и полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), содержащие две и более ДС.
В зависимости от места расположения двойной связи и углеродного со-атома метильной группы НеЖК классифицируют по семействам, что наиболее общепринято (Arab, 2003; Титов, 2006). Согласно этому делению в животном мире доминируют четыре основных семейства НеЖК, которые отличаются по структуре, функции и метаболическим превращениям: со-3, со-6, со-7 и со-9 ЖК. Все ПНЖК можно разделить на два класса - класс производных ю-3 а-линоленовой кислоты (С18:3) и класс ю-6 линолевой кислоты (С18:2) (Colin et al., 2003). Основные представители этих-семейств представлены в таблице 1.
ЖК, содержащие в своем составе более десяти углеродных атомов, относятся к высшим жирным кислотам (ВЖК). ВЖК - твердые кристаллические вещества, практически лишенные запаха, растворимые в органических растворителях. НЖК, по сравнению, с НеЖК имеют более высокую температуру плавления, твердую консистенцию, а растительные жиры, содержащие до 95% ПНЖК, обычно жидкие (Владимиров, Арчаков, 1972; Титов, 2006).
НЖК содержат карбоксильную функциональную группу, в связи с чем они могут формировать эфирную связь со спиртами, также способны образовывать соли с щелочно-земельными металлами и взаимодействуют с группами аминокислотных остатков (пальмитоирование протеинов), образуя прочные связи в мембране клеток (Титов, 2006). НеЖК присуща пространственная изомерия. В клетках животных изомерия НеЖК почти всегда цис-, придающая молекулам изогнутый и укороченный вид, что имеет биологическое значение особенно .для мембран (Васьковский, 1997).
Несмотря на то, что цис- и транс-изомеры НеЖК имеют одну и ту же химическую формулу, их свойства существенно различаются:" изомеры обладают разными температурами плавления и кипения. Транс-жиры могут образовываться путем биогидрогенизации в рубце жвачных, но, в основном, в результате каталитической гидрогенизации ПНЖК растительных масел в пищевой индустрии с целью повышения их устойчивости от окисления. Маргарин может содержать 15-25% транс-форм из всего жира (Kritchevsky, 1990). Наиболее распространенный транс-жир - С18:1(со-9): элаидиновая кислота. Метаболизм транс-ЖК животными клетками во многом отличается от превращения цис-изомеров. Транс-ЖК повышают сывороточные уровни триглицеридов (ТГ) и ЛПНП (Katan et al., 1995), липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) и общего холестерина (ОХ), а также снижают уровни липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) (Khosla, Hayes, 1996; Zock, Katan, 1997). Особыми эффектами обладают производные линолевой кислоты, содержащие как цис-, так и транс-формы, которые не влияют на концентрацию холестерина (ХС) в составе липопротеинов (ЛП) (Denke, 2006).
Среди всех ЖК крови, лимфы и межтканевой жидкости, существуют два субпула - неэтерифицированные (НЭЖК или свободные ЖК) и этерифицированные ЖК. Меньший пул представлен НЭЖК, которые в силу своей гидрофобности циркулируют с липид-переносящим белком альбумином (Wood et al., 1987), а небольшая часть из НЭЖК несвязанна с альбумином и составляет 7,5 нмоль (Richieri, Kleinfeld, 1995). Больший пул ЖК - этерифицированные со спиртами ХС и глицерином. Их транспортными формами являются фосфолипиды (ФЛ), ТГ, эфиры ХС с ПНЖК, объединенные в форме водорастворимых ЛП (Arab, 2003; Титов, 2006). Исключение из этого составляют только эфиры ХС с олеиновой ЖК, которые являются «неполярной» формой ХС (Wood, et al., 1987). Сумма НЭЖК и -этерифицированных ЖК составляет общие липиды (ОЛ) плазмы крови. В плазме крови человека выделяют четыре основных класса ЛП: хиломикроны, ЛПОНП, ЛПНП и ЛПВП. ЛПНП и ЛПВП переносят ХС в клетки и из клеток, а ЛПОНП - ТГ эндогенного происхождения. Повышенный уровень ЛПНП и ЛПОНП в крови связывают с патогенезом различных заболеваний сердца и атеросклерозом (Климов, Никульчева, 1995).
В эфирах ХС концентрация лйнолевой кислоты наибольшая, более низкая в ФЛ и самая низкая - в ТГ. Олеиновая кислота содержится в обратной последовательности. В составе ФЛ плазмы крови арахидоновая кислота представлена на 27%, до 2% её содержится в плазме и менее 1% - в жировой ткани (Holman et al., 1979; Wood et al., 1987). Пальмитиновая кислота включается преимущественно в плазменные ФЛ, в то время как олеиновая - в циркулирующие нейтральные липиды (Weber et al., 2002).
Самыми короткоживущими маркерами употребляемых в пищу жиров являются ЖК в составе хиломикрон, отражающие профиль ЖК непосредственно после еды. Другие липидные показатели в плазме крови отражают состав жиров пищи спустя несколько часов (форма ТГ) или спустя несколько дней (эфиры ХС и ФЛ) (Kohlmeier, 1995).
Жирнокислотные профили ОЛ плазмы и в ЛП сравнимы, но отличаются от профиля ЖК в эритроцитах (Эр). Тем не менее, соотношение между основными ЖК липидов плазмы, особенно в эфирах ХС и таковыми в фосфотидилхолине Эр весьма близкое. В цельной крови профиль ЖК образован из сбалансированной пропорции пула ЖК в плазме и клетках. ФЛ плазмы и мембран Эр вноеят основной вклад в количество ЖК и профиль ЖК в цельной крови (Rise et al., 2007). В клинических исследованиях определение жирнокислотного профиля плазмы или Эр предпочтительно проводить в различных фракциях липидов (Leichsenring et al., 1992).
Эффекты мононенасыщенных жирных кислот в организме человека при сравнении с насыщенными и полиненасыщенными кислотами
К наиболее распространенным МНЖК относятся миристоолеиновая, пальмитоолеиновая и олеиновая кислоты. Первые две кислоты в большом количестве содержатся в жире рыб и морских млекопитающих, масле австралийского ореха. Олеиновая кислота содержится в оливковом, сафлоровом, кунжутном и рапсовом маслах (Nestel et al., 1994; Arab, 2003). МНЖК помимо их поступления с пищей в организме синтезируются из НЖК и частично из углеводов (Ntambi, 2004; Okada et al., 2005; Paillard et al., 2008). Физиологическая потребность в МНЖК для взрослых должна составлять 10% от калорийности суточного рациона (Нормы..., 2008).
С позиции функциональной роли в организме человека привлекают внимание две наиболее важные -для клеток млекопитающих ЖК: пальмитоолеиновая (С 16:1) и олеиновая (С18:1).
Пальмитоолеиновая ЖК - мононенасыщенная ЖК из семейства со-7, которая содержится в незначительном количестве, как в пищевых продуктах, так и в плазме крови у человека (Nestel et al., 1994). С 16:1 синтезируют только микроорганизмы, т.е. она является эссенциальной (Титов, 2006). Тем не менее, ряд исследователей не считают пальмитоолеиновую кислоту незаменимой. В работе, проведенной с меченой пальмитиновой ЖК (С 16:0), показано, что метка быстро включается в пальмитоолеиновую (С 16:1) и олеиновую (С18:1) кислоты, а в линолевой, линоленовой и арахидоновой кислотах она отсутствует. То есть С16:1 и С18:1 могут образовываться в тканях из соответствующих НЖК при введении одной двойной связи (Алимова и др., 1975). В современной литературе, образование пальмитоолеиновой и олеиновой кислот связывают с активностью фермента СКД, который катализирует- десатурацию стеарил-КоА и пальмитил-КоА в пальмитоолеиновую и олеиновую ЖК (Attie et al., 2002; Ntambi, 2004; Okada et al., 2005; Paillard et al, 2008). Несколько изоформ гена СКД (СКДЬ СКДг, СКДз) существуют у мышей. Мышиная СКДі высоко гомологична изоформе СКД у человека (Ntambi, 2004). СКД высоко экспрессирована в различных тканях человека (Abbey et al., 1993).
Регуляция фермента СКД является физиологически важной, поскольку отношение НЖК к МНЖК влияет на состав ФЛ клеток, эфиров ХС и ТГ и модулирует текучесть мембран клеток (Samuel et al., 2001). Изменение НЖК/МНЖК отмечается при различных болезненных состояниях, включая сердечно-сосудистые заболевания, ожирение, диабет, неврологические заболевания и рак (Attie et al., 2002; Ntambi, Miyazaki, 2004). Есть данные, что возможно элонгирование С 16:1 с образованием олеиновой кислоты (Abbey et al., 1993), а образование С16:1 в пальмитиновую-кислоту вряд ли возможно (Nestel et al., 1994).
Пальмитоолеиновая кислота менее активно, чем олеиновая кислота, участвует в дерепрессии рецептора ЛПНП. Это может быть обусловлено длинами ЖК или позицией ДС (со-7 для С 16:1 и со-9 для С 18:1). Различный эффект в образовании ЛПНП из ЛПОНП также возможен, но менее вероятен в виду высокой возможности олеиновой кислоты стимулировать образование ТГ в печени и секрецию ЛП (Nestel et al., 1994). У пальмитоолеиновой кислоты более низкая способность к окислению по сравнению с ПНЖК. Высокое содержание со-7 С 16:1 в диете у хомяков способствовало снижению уровня ОХ, за исключением ХС-ЛПВП и концентрации ТГ по сравнению с диетой, обогащенной пальмитиновой кислотой (Matthan et al., 2009).
Олеиновая длиноцепочечная ЖК относится к семейству со-9, поскольку в цепи из 18 атомов углерода она имеет одну двойную связь -С=С- в А9-положении и является ЖК, которую клетки человека синтезируют in situ de novo (Okada et al., 2005; Титов, 2006; Paillard et al., 2008). С 18:1 сочетает химические свойства олефинов и карбоновых кислот: образует производные по карбоксильной группе, присоединяя На12, Н2 по двойной связи. При действии сильных окислителей (Оз; КМПО4) образуются гликоли или предельные монокарбоновые кислоты (Моррисон, Бойд, 1974).
В.Н. Титов (2006) выделяет несколько важных биологических свойств олеиновой кислоты. Во-первых, использование меченых стабильных (С ) и радиоактивных (С14) изотопов ЖК показало, что в условиях, in vitro и in vivo клетки животных и человека окисляют олеиновую ЖК со скоростью, которая превосходит все ЖК, особенно пальмитиновую ЖК. Кроме того, олеиновая ЖК обладает свойством снижать «чувствительность» ЛПНП к ПОЛ. В третьих, олеиновая ЖК является основным акцептором АФК. В четвертых, при моделировании окислительного стресса in vivo происходит экспрессия Д9-десатуразы и усиление синтеза гепатоцитами и адипоцитами олеиновой ЖК. Также, олеиновая ЖК участвует в переносе в липидной фазе ЛПНП а-токоферола и /?-каротина и обеспечивает их поглощение специализированными клетками. В пятых, олеиновая ЖК обеспечивает поглощение клетками ЖК в составе ЛПОНП за счет активации постгепариновой липопротеинлипазы, которая гидролизует часть ТГ в ЛПОНП. Так, липаза быстрее гидролизует в ТГ эфирную связь, которая образована олеиновой ЖК и значительно медленнее отщепляет от глицерина пальмитиновую ЖК (Титов, 2006).
Экспрессия фермента СКД имеет физиологическую значимость, как в норме, так и при патологии, поскольку изменение отношения НЖК/МНЖК отмечается при различных болезненных состояниях, включая ССЗ, ожирение, диабет, неврологические заболевания и рак (Samuel et al., 2001). Известно, что наиболее низкое число случаев смерти от ССЗ связано с потреблением Средиземноморской диеты с высоким содержанием МНЖК и низким НЖК. Наиболее широко представленным продуктом питания в традиционной Средиземноморской диете является оливковое масло (Arab, 2003; Perez-Jimenez et al., 2007). В связи с этим, большинство исследований МНЖК основано на изучении эффектов потребления оливкового масла, содержащего " самый высокий процент МНЖК (77%) по сравнению с другими пищевыми маслами (Козлов, 2002). При употреблении оливкового масла отмечены положительные эффекты на профиль липидов плазмы, профиль жирных кислот Эр мембраны и показатели давления у женщин с гипертонией, в отличие от диеты, богатой подсолнечным маслом, несмотря на аналогичную концентрацию МНЖК в маслах. Диета с подсолнечным маслом приводила к значимым увеличениям уровней - пальмитоолеиновой, олеиновой кислот и эйкозеновой кислот, в то время как диета с оливковым маслом повышала содержание арахидоновой, докозапентановой и докозагексановой кислот (Ruiz-Gutierrez et al., 1996).
К специфическим метаболическим эффектам оливкового масла относится уменьшение содержания со-6 ПНЖК и увеличение со-3 ПНЖК в ЛП (Kinsella, 1994; Ruiz-Gutierrez, et al., 1998). Причем именно необработанное оливковое масло, богатое микронутриентами, способствует формированию оптимального липидного профиля и снижению протромботической активности, повышая противоокислительные и антивоспалительные эффекты, с большей степенью защиты эндотелия (Perez-Jimenez, et al., 2007; Cicero et al., 2008). Масло со сравнительно высоким уровнем С 16:1 не вызывает изменения ЛП профиля плазмы и в накоплении ХС в аорте и его эффекты сравнимы с маслами, богатыми другими НеЖК (Matthan et al., 2009).
Спектр жирных кислот в крови здоровых мужчин -постоянных жителей г.Сыктывкара
Группа пациентов с острым панкреатитом выбрана с целью изучения поведения МНЖК при острой патологии, в развитии которой большую роль играет дислипидемия. Группа больных с острым отечным панкреатитом включала 15 мужчин в возрасте 30-65 лет и пять женщин от 36 до 74 лет. Больных ОП принимали на лечение в хирургическое отделение Вуктыльскои ЦРБ Республики Коми в состоянии средней и тяжелой степени тяжести. Время поступления в стационар составляло не более 72 часов после возникновения симптомов, то есть соответствовало начальному периоду заболевания. Взятие крови осуществляли сразу при поступлении до проведения интенсивной терапии. Группой сравнения являлись здоровые жители г.Сыктывкара.
От всех обследованных нами лиц было получено информированное добровольное согласие на участие в исследовании, согласованное с этическим комитетом Учреждения Института физиологии КНЦ УрО РАН.
Забор крови осуществляли. строго натощак (через 10-12 часов после приема пищи) из локтевой вены в вакутайнеры с гепарином «Bekton Dickinson ВР» (Англия). Исключение составили участники проекта по гипоксии, поскольку обследование проводилось в течение дня, то всем участникам перед исследованием был разрешен легкий завтрак. Плазму получали центрифугированием при 3000 об/мин в течение 15 минут цельной крови. Образцы крови хранили до выполнения анализа в замороженном состоянии при -40С не более 3-х месяцев.
Уровень общих ЖК (пул неэтерифицированных и этерифицированных ЖК) определялся методом газожидкостной хроматографии. Определение содержания ВЖК в плазме крови методом газовой хроматографии является наиболее надежным биомаркером потребления ВЖК и функционального состояния организма человека (Siguel et. al., 1987; Лобачев и др., 2001; Baylin et. al., 2005). Данный метод отличается универсальностью (Алимова и др., 1975), высокой чувствительностью, точностью и позволяет быстро выявлять изменения в составе органических соединений в различных биологических жидкостях человека, а значит получать наиболее комплексные и информативные данные (Кузнецова, Долгушина, 1993; Людинина и др., 2006).
Пробоподготовка включала экстракцию липидов из плазмы (Folch et. al., 1957; Синяк, 1976) и получение метиловых эфиров ЖК (Литвинов, Руденко, 1971) в нашей модификации (Людинина и др., 2006).
Экстракция липидов из плазмы. К 0,3 мл плазмы добавляли 0,1 мл раствора маргариновой кислоты с концентрацией 4 ммоль/л (в качестве внутреннего стандарта), затем 8 мл смеси хлороформа и метанола (1:2). Тщательно перемешивали на шейкере «Heidolph» (Германия) 30 секунд и отфильтровывали через бумажный фильтр. Для удаления нелипидных соединений к фильтрату приливали 1/5 объема дистиллированной воды. Перемешивали на шейкере до образования однородной эмульсии. Давали отстояться смеси 1-2 часа и затем удаляли верхний слой (содержащий воду, спирт и нелипидные вещества). После этого экстракт концентрировали на роторном испарителе «Heidolph» (Германия) при температуре 35С - 40С.
Этерификация и гидролиз липидов. К сухому остатку липидов добавляли 1 мл 7%-го раствора хлористого ацетила в абсолютном метаноле. Реакцию этерификации проводили в герметично закрытых пробирках в сушильном шкафу в течение часа при температуре 70С. Перевод алифатических монокарбоновых кислот в соответствующие метиловые эфиры осуществляли соответственно методике (Литвинов, Руденко, 1971) в нашей модификации (Людинина и др., 2003). Метилирование с участием хлористого ацетила в абсолютном метаноле одновременно гидролизует липиды и осуществляет почти полную этерификацию (количественный выход эфиров) за достаточно короткий промежуток времени (Митрука, 1978; Досон, Эллиот, 1991). Оптимальное время этерификации и концентрация раствора хлористого ацетила бьши подобраны с учетом выхода пиков стандартных кислот с самыми большими пиковыми областями. Затем остужали пробы при комнатной температуре и экстрагировали в 2,5 мл смеси гексана и диэтилового эфира (1:1) и 1мл дистиллированной воды (Ходаковская и др., 1998). Тщательно перемешивали на шейкере. Давали смеси отстояться 15 мин и отбирали верхнюю фазу, которую далее упаривали под вакуумом при 37С. В хроматограф вводили пробы, растворенные в 50 мкл гексана (ОСЧ, «Вектон», Санкт-Петербург).
Условия разделения. Газожидкостную хроматографию метиловых эфиров ЖК проводили на газовом хроматографе «Кристалл 2000М» (ЗАО СКБ «Хроматэк», Йошкар-Ола, Россия) с пламенно-ионизационным детектором, на кварцевой капиллярной колонке SE-54 (25 м 0,2 мм, ООО «ХромРесурс», Москва, Россия) в режиме программирования температуры от 170С (удерживание при этой температуре 2 мин) и далее до 250С со скоростью подъема температуры 4С/мин. Общее время — 25 минут. В качестве газа-носителя _ использовали гелий, с объемной скоростью 0,6 мл/мин и делением потока 1/65. Температура испарителя 260С, детектора - 220С. Идентификацию ЖК осуществляли с использованием стандартов фирмы «Sigma» и «Fluka». Количественный расчет уровней ЖК проводили с-использованием внутреннего стандарта -1ммоль/л раствора маргариновой кислоты (С 17:0), содержание которого в пробах оценивали методом внутренней нормализации в программе «Аналитик 1.21» (ЗАО СКБ «Хроматэк», Йошкар-Ола).
Содержание плазменных триглицеридов определялось с использованием наборов «Chronolab» (Швейцария). Измерение проводили на планшеточном фотометре «Power wave-200» (США).
Острая нормобарическая гипоксическая гипоксия была использована как модель нагрузочного тестирования, которая характеризуется развитием окислительного стресса. Дозированное гипоксическое воздействие осуществляли с помощью кислородно-азотной газовой смеси с 8% содержанием кислорода, которую испытуемые вдыхали через маску в течение 25 минут. Параллельно велся контроль состава вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Взятие венозной крови из локтевой вены осуществляли с использованием венозного катетера («TROGE», Германия) до гипоксии (через 15 мин после установки катетера - фоновая точка), в процессе гипоксического воздействия (на 2-ой, 5-ой, 10-ой и 20-ой минутах), в период восстановления (на 5-ой и 15-ой минутах) для последующего комплексного биохимического анализа. В течение всего исследования велся контроль состояния тестируемого с помощью электрокардиограммы, электроэнцефалограммы, датчика давления. В рамках исследования участники были разделены на две группы на основании различия коэффициента гипоксической устойчивости организма (ГОУ): мужчины, устойчивые к гипоксии с ГОУ в пределах 0,65-1,5 усл.ед. (п=11) и гипоксически неустойчивые, у которых коэффициент ГОУ составил менее 0,65 усл.ед. (n=6). Для разделения обследуемых по устойчивости организма к гипоксии был выбран нагрузочный тест (Максимов, 2005) в нашей модификации при мощности нагрузки в 150 Вт (Марков, 2009), который основан на способности организма испытывать велоэргометрическую нагрузку в сочетании с возвратным дыханием с целью мобилизации резервных функций организма человека. Эта нагрузка достаточна для мобилизации резервных механизмов, но в то же время, не выводит приспособительные механизмы организма за физиологические пределы (Айдаралиев и др., 1988).
Сравнительный анализ профиля жирных кислот в общих липидах плазмы крови у местного и коренного населения европейского Севера
У оленеводов, как ижемских, так и интинских, содержание общих ЖК в плазме крови было значимо ниже, по сравнению с мужчинами, проживающими в г.Сыктывкаре,,и физиологической нормы. Наши данные согласуются с литературными (Tkachev et al., 1991; Зубковская, 1992; Бойко, 2005), из которых известно, что для аборигенов Севера типично в целом невысокое среднегодовое содержание пула ОЛ.
На содержание ЖК в плазме крови у человека могут оказывать влияние несколько факторов: интенсивность липолиза, скорость распада ТГ, активизация процессов СРО и -окисление ЖК (Климов, Никульчева, 1995; Бойко, 2005). На состояние уровня общих ЖК в составе общих липидов плазмы крови у жителей европейского Севера, возможно, оказали влияние интенсивность липолиза и / -окислением ЖК. Усиление данных процессов может происходить вследствие активизации метаболизма гормонов щитовидной железы, особенно в зимний период (Tkachev et al., 1991; Бойко и др., 2008) и адаптационных гормонов - кортизола и адреналина у приезжих и коренных жителей Севера (Казначеев, 1980; Панин, 1983; Ткачев, Суханов, 1990). Также известно, что у коренного населения Севера показатели глюкозы приближены к нижней границе нормы (Веселухин, 1975; Панин, 1978; Бойко и др., 1997), а в условиях недостатка глюкозы в клетках усиливается -окисление ЖК (Курашвили, Васильков, 2003; Arab, 2003).
Оленеводы, по сравнению с жителями Севера, не ведущими традиционный образ жизни, испытывают значительную физическую нагрузку и хроническое воздействие низких температур (Valkeapaa, 2003), что .вызывает как активацию липолиза, так и усиление /?-окисления ЖК (Vallerand, Jacobs, 1989; Haman et al., 2002; Mougios et al., 2003; Henderson et al., 2007). Интенсификации / -окисления ЖК также способствует повышение активности карнитин-ацилтрансферазы в тканях организма жителей Севера при охлаждении (Himms-Hagen, 1986; Пастухов, Хаскин, 2003). Подтверждением наших результатов может послужить исследование, в котором выявлено низкое содержание жировой ткани у коми-ижемцев в сравнении с русскими Урала (Козлов и др., 2009). По данным статистики министерства здравоохранения Республики Коми (Отчет..., 2008), у жителей Ижемского района, включая детей и подростков, практически не наблюдается случаев избыточной" массы тела. Хотя по данным литературы коренные народности Севера отличаются чрезмерным употреблением жиров (50% пищевого рациона составляют жиры), по сравнению с жителями других территорий (Панин, 1978; Агаджанян, Ермакова, 1997).
Невысокий уровень общих ЖК в плазменных липидах у жителей европейского Севера также может быть связан с активацией процессов ПОЛ, сопровождающихся интенсивной метаболизацией ПНЖК. В частности, известно о повышенном содержании молекулярных продуктов ПОЛ в плазме крови северян, по сравнению с жителями средних широт (Куликов, Ким, 1987; Хаснулин, 1998; Вахнина, 2009). Более существенное понижение показателя сумма ЖК у коренных жителей Севера, относительно таковой у мужчин г.Сыктывкара, по-видимому, обусловлено более значительной активизацией ПОЛ, поскольку в плазме крови оленеводов отмечен более высокий уровень молекулярных продуктов СРО, по сравнению с жителями европейского Севера, не занятыми в оленеводстве (Бойко, Ткачев, 1994), в том числе у оленеводов-ижемцев (Вахнина, 2009).
Исследование показало, что у обследованных мужчин г.Сыктывкара уровень эссенциальных ПНЖК - основных участников ПОЛ - (арахидоновой и линолевой кислот) в общем пуле ЖК, оказались ниже норматива (таблица 4, рисунок 3). В пользу этого свидетельствует исследование жителей европейского Севера, в котором выявлено снижение уровня сывороточных ФЛ (Бойко и др., 1997), основным структурным компонентом которых являются ПНЖК, что, возможно, указывает на их дефицит в плазме крови северян.
Согласно данным литературы, у жителей Севера установлено увеличение содержания НеЖК в мембранах Эр, что следует рассматривать как специфическую адаптивную реакцию на холодовое воздействие внешней среды (Авцын и др., 1985). В связи с этим, можно предположить, что пониженное содержание ПНЖК в общих липи дах плазмы крови, которые относятся к НеЖК, может быть следствием увеличения количества ПНЖК в мембранах клеток.
Помимо структурной и регуляторной функции ПНЖК, известно также, что эффекты производных линолевой кислоты на организм человека связаны с механизмами регуляции жирового депонирования, которые включают, главным образом, энергетический обмен, уменьшение липогенеза и увеличение окисления липидов (Basu et al., 2000; Choi et al., 2000; Wang, Jones, 2004), что является важным для организма человека в условиях Севера.
Низкое содержание незаменимых арахидоновой и линолевой кислот в ОЛ плазмы крови мужчин г.Сыктывкара, возможно, также обусловлено особенностями питания, поскольку состав ПНЖК липидов в значительной степени определяется рационом питания (Dyeberg, 1978). У обследуемых нами мужчин выявлено избыточное употребление жиров - до 46% относительно суточной физиологической потребности организма, тем не менее, доля жиров в общем рационе составила около 25% (Есева, 2009). В связи с этим, можно предположить, что мужчины г.Сыктывкара недостаточно используют в питании продукты с высоким содержанием ПНЖК, такие как морепродукты и растительные масла с высоким содержанием со-3 и со-6 ЖК. В литературе (Козлов, 2002; Deutch ef al., 2006) отмечена подобная тенденция: отношение со-6/со-З ПНЖК в питании современных горожан варьирует от 10:1 до 15:1, тогда как у охотников-собирателей оно равно- 4:1, при норме со-6/со-З ЖК в суточном рационе равной от 5:1 до 10:1 (Нормы..., 2008).
