Механізми проатерогенної дії аліментарних ліпідів в умовах експерименту та у хворих на ішемічну хворобу серця

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна Академія Наук України

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця

УДК: 616.13-004.6-092-092.9+616.127-005.4]:612.123

14.03.04 - патологічна фізіологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Механізми проатерогенної дії аліментарних ліпідів в умовах експерименту та у хворих на ішемічну хворобу серця

Амброскіна Вікторія Валентинівна

Київ - 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в ННЦ "Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска" АМН України

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Талаєва Тетяна Володимирівна, ННЦ "Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска" АМН України, завідувач відділом патофізіології

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук Маньковська Ірина Микитівна Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, завідувач відділом по вивченню гіпоксичних станів

доктор біологічних наук Літошенко Олександр Якович Державна установа "Інститут геронтології АМН України" завідувач лабораторією молекулярної та клітинної біології

Захист відбудеться "16 " грудня 2008 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 при Інституті фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, м. Київ-24, вул. Богомольця, 4.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, м. Київ-24, вул. Богомольця, 4.

Автореферат розісланий "7 " листопада 2008 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01 доктор біологічних наук З.О. Сорокіна-Маріна

Анотації

Амброскіна В.В. Механізми проатерогенної дії аліментарних ліпідів в умовах експерименту та у хворих на ішемічну хворобу серця.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 14.03.04 - патологічна фізіологія.- Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена вивченню ролі аліментарного ліпідного фактору у розвитку найважливіших патогенетичних механізмів атеросклерозу - порушень метаболізму ліпідів, ЛП та глюкози, активації системного запалення та оксидативного стресу, атерогенної та імуногенної модифікації ЛП крові. Дослідження мало клініко-експериментальний характер. Встановлені роль та механізми дії аліментарних ліпідів як фактору розвитку системних порушень, які мають проатерогенну спрямованість та обумовлюють ініціацію та розвиток атеросклерозу. Встановлено, що гостре ліпідне навантаження має самостійну проатерогенну дію, в основі якої лежить активація системного запалення та оксидативного стресу з розвитком ІР та модифікацією ЛП, головним чином - ЛПДНЩ. Показано, що у хворих на ІХС, а також у кролів, яких тривалий час утримували на дієті, збагаченій ліпідами, різко знижується толерантність до екзогенних ліпідів, що обумовлює зростання патогенетичної значимості надлишкового їх споживання як фактору прогресування атеросклерозу та розвитку його клінічних проявів. імуногенний оксидативний атеросклероз

Ключові слова: атеросклероз, атерогенність, аліментарні ліпіди, системне запалення, оксидативний стрес, ліпідне навантаження, модифікація ЛП.

Амброскина В.В. Механизмы проатерогенного действия алиментарных липидов в условиях эксперимента и у больных с ишемической болезнью сердца.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 14.03.04 - патологическая физиология.- Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины, Киев, 2008.

Диссертация посвящена изучению роли алиментарного липидного фактора в развитии важнейших патогенетических механизмов атеросклероза - нарушений метаболизма липидов, ЛП и глюкозы, активации системного воспаления и оксидативного стресса, атерогенной и иммуногенной модификации ЛП крови.

Исследование носило клинико-экспериментальный характер. Экспериментальный фрагмент был выполнен на кролях породы "шиншилла", которые были разделены на 2 группы: 1 группа- контрольные животные, которые находились на стандартной диете вивария. 2 группа- животные, которые содержались на диете, обогащенной липидами, и ежедневно им вводили сливки из расчета 0,75 г/кг на протяжении 8 недель. У кролей 1 группы забор крови проводили в исходном состоянии, через 4 и 24 часа после острой липидной нагрузки, которая заключалась в однократном введении per os 2, 2 г сухих сливок на кг веса. У кролей 2 группы забор крови осуществаляли в исходном состоянии, через 2, 4, 6 и 8 недель утром натощак; острая липидная нагрузка у них проводилась по той же схеме, как у кролей 1 группы. В крови всех животных определяли показатели обмена липидов, ЛП и глюкозы, интенсивности системного воспаления и оксидативного стресса, атерогенности и иммуногенности плазмы. Клинический фрагмент исследования выполнен на 89 больных с ИБС и 15 практически здоровых добровольцах. Всем проводилась острая липидная нагрузка, которая имела щадящий характер и заключалась в приеме утром натощак 0,6 г сливочного масла на 1 кг веса, после чего через 4 часа осуществляли забор крови и определяли показатели обмена липидов, ЛП, глюкозы, активности системного воспаления и оксидативного стресса, степень атерогенности и иммуногенности ЛП крови.

Определены роль и механизмы действия алиментарных липидов как фактора развития системных нарушений, которые имеют проатерогенную направленость и обусловливают инициацию и развитие атеросклероза. Показано, что острая липидная нагрузка имеет самостоятельное проатерогенное действие, в основе которого лежит активация системного воспаления и оксидативного стресса с развитием ИР и модификацией ЛП, в основном- ЛПОНП. Показано, что у больных с ИБС, а также у кролей, которых содержали на обогащенной липидами диете, резко снижается толерантность к экзогенным липидам, что обуславливает возрастание патогенетической значимости излишнего их потребления как фактора прогрессирования атеросклероза и развития его клинических проявлений.

Ключевые слова: атеросклероз, атерогенность, алиментарные липиды, системное воспаление, оксидативный стресс, липидная нагрузка, модификация ЛП.

Ambroskina V.V. Mechanisms of the alimentary lipids proatherogenic action in experimental conditions and in patients with ischemic heart disease.- Manuscript.

Thesis for scientific degree of candidate of biological sciences on the speciality 14. 03. 04.- Pathophysiology.- Bogomoletz Institute of Physiology of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2008.

The thesis is devoted to the exploring of the role of alimentary lipid factor in the development of the most importаnt pathogenic mechanisms of atherosclerosis - disturbances of lipid, lipoprotein, and glucose metabolism, activity of systemic inflammation and oxidative stress, formation of atherogenic and immunogenic plasma potential. The examination had the clinico-experimental nature. There were defined the role and mechanisms of the proatherogenic action of alimentary lipids as a factor of metabolic disturbances development. It was shown that acute lipid loading is the independent factor of atherogenesis. The tolerans to lipid loading was shown to be sharply diminished both in patients with ischemic heart disease and in rabbits in conditions of a chronic high-fat diet.

Key words: atherosclerosis, atherogenesis, alimentary lipids, systemic inflammation, oxidative stress, lipid loading, modifications of lipoproteins.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Результати досліджень останніх років сприяли значному розширенню уявлень про патогенез атеросклерозу. Якщо тривалий час він розглядався тільки як наслідок зростання вмісту ХС в крові, то сьогодні встановлено вже більше 200 факторів, які сприяють розвитку та прогресуванню атеросклеротичного ураження судинної системи. Проте значення цих факторів залишається недостатньо визначеним, і практично ні один з них не є обов'язковим для розвитку атеросклерозу [Аронов, 2000]. Це значно ускладнює проблему діагностики атеросклерозу, особливо на ранніх етапах його розвитку, не дозволяє розробити та своєчасно застосовувати патогенетично обгрунтовані підходи до профілактики та лікування атеросклерозу, прогнозувати характер його клінічного перебігу.

Відсутність чіткої загальновизнаної концепції атеросклерозу робить визначення домінантних факторів його патогенезу та методів впливу на них одним з найбільш приоритетних напрямків наукових досліджень в цій проблемі.

В останні роки в клінічних та експериментальних дослідженнях показана самостійна патогенетична роль ГТЕ в розвитку атеросклерозу, ІХС та її кінцевих точок [J. Yernell et al., 2001; S. Pilz et al., 2005]. Проте природа та фактори розвитку ГТЕ, як і механізми її проатерогенної дії, залишаються ще нез'ясованими.

В багатьох дослідженнях встановлена наявність чіткого зв'язку між характером харчування, ризиком розвитку атеросклерозу та ІХС [C. Giannatassio et al., 2005 ]. Показано, що у людей, які споживають надлишкову кількість ліпідів, відмічається ранній та прискорений розвиток атеросклерозу, тяжкий характер його клінічних проявів та наслідків. Це пояснюється тим, що надмірне споживання харчових ліпідів сприяє посиленій ендогенній продукції ЛПДНЩ гепатоцитами і, як наслідок, розвитку ГТЕ [Климов, 1999].

Проте до теперішнього часу дані погляди ще не є загальновизнаними. В значній мірі це пояснюється тим, що так званий "західний" тип харчування з підвищеним вмістом ліпідів у їжі, супроводжується розвитком не тільки гіперліпідемії, а й супутніх метаболічних та функціональних порушень, кожний з яких може відігравати суттєву роль в ініціації атеросклерозу. Генералізований характер метаболічних порушень при надлишковому споживанні харчових ліпідів не дозволяє детально прослідити характер причинно-наслідкових відносин між окремими факторами атерогенезу, які активуються в цих умовах, і перешкоджає розробці цілеспрямованих профілактичних та терапевтичних втручань.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота В.В. Амброскіної є фрагментом науково-дослідної роботи відділу патофізіології ННЦ "Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска" АМН України за темою "Визначити роль метаболічного синдрому у розвитку кардіальної патології, розробити принципи діагностики порушень чутливості до інсуліну та її врахування у проведенні кардіо- та ангіопротекторної терапії", яка виконувалась в межах Національної програми "Цукровий діабет" (номер державної реєстрації 0104U000012).

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - визначення ролі аліментарного ліпідного фактору у розвитку найважливіших патогенетичних механізмів атеросклерозу: системних порушень метаболізму, активації системного запалення та оксидативного стресу, атерогенної та імуногенної модифікації ліпопротеїнів крові. Для вирішення цієї проблеми були поставлені наступні завдання:

1. визначити наявність, вираженість та характер взаємовідношень між головними загальновизнаними факторами атерогенезу у хворих на ІХС;

2. визначити характер впливу гострого ліпідного навантаження на метаболізм ліпідів, ЛП та глюкози, формування атерогенного потенціалу крові у практично здорових досліджених;

3. дослідити характер впливу гострого ліпідного навантаження на метаболізм ліпідів, ЛП та глюкози, формування атерогенного потенціалу плазми крові у хворих на ІХС, визначити наявність у них змін толерантності до ліпідів;

4. дослідити характер впливу гострого ліпідного навантаження на метаболізм ліпідів, ЛП та глюкози, формування атерогенного потенціалу крові у нормальних кролів;

5. визначити характер впливу хронічного аліментарного перевантаження нормальних кролів ліпідами на метаболізм ліпідів, ЛП та глюкози, формування

атерогенного потенціалу крові;

6. дослідити особливості толерантності до ліпідів та реакції на гостре ліпідне навантаження у кролів, які утримувались на тривалій високожировій дієті.

Об'єкт дослідження - особливості взаємозв'язку між порушеннями метаболізму ліпідів, ЛП та вуглеводів, системним запаленням та атерогенними властивостями плазми у хворих на ІХС та у кролів з експериментальними моделями системних метаболічних порушень.

Предмет дослідження - визначення толерантності до ліпідів як фактору наявності, вираженості та прогресування атеросклеротичного процесу.

Методи дослідження - визначення основних показників обміну ліпідів та ЛП крові: загального вмісту ХС, ТГ, ХС ЛПДНЩ, ХС ЛПНЩ, ХС ЛПВЩ, ВЖК, активності ЛПЛ. Визначення показників обміну глюкози: рівня глюкози та HbА 1с в крові, оцінка системної чутливості та чутливості гепатоцитів до інсуліну за допомогою ПІТ. Оцінка інтенсивності системного запального процесу за рівнем СРП, активністю АПФ та моноцитів крові, рівнем ЦІК в плазмі та вмісту ХС і ТГ в них. Визначення інтенсивності оксидативного стресу за вмістом в плазмі МДА, активністю каталази та інтенсивністю ХЛ плазми. Визначення рівня атерогенності плазми проводили за допомогою методу її біотестування культурою ММ.

Наукова новизна одержаних даних. Проведене дослідження дозволило встановити значимість аліментарного перевантаження нейтральними ліпідами як самостійного фактору атерогенезу, який реалізує свою дію як через традиційні ліпідні фактори: розвиток ГХЕ та ГТЕ, проатерогенну модифікацію ЛП крові, так і через здатність викликати розвиток ІР, порушень обміну глюкози, розвиток системного запалення та системного оксидативного стресу. Встановлене істотне зниження толерантності до ліпідів як наслідку атеросклерозу та ІХС, в результаті чого чутливість до ліпідного навантаження і його патогенетичне значення різко зростають в умовах розвинутого процесу.

Практичне значення результатів проведеного дослідження. Практична значимість отриманих даних та можливість практичного використання зроблених висновків полягають у встановлені доцільності застосування гострого ліпідного навантаження як тесту на толерантність до аліментарних ліпідів та діагностичного критерію ризику розвитку системних проатерогенних порушень обміну ЛП крові. Отримані дані можуть бути застосовані в розробці дієтологічних рекомендацій, як профілактичних, так і тих, які застосовуються в клініці кардіальної патології.

Особистий внесок здобувача. Особистий внесок дисертанта полягає у визначенні актуальності роботи, виборі та формулюванні мети і завдань дослідження. Дисертантом самостійно проведено літературний та патентно-інформаційний пошук. Здобувач приймав участь у розробці та відтворенні експериментальної моделі системних метаболічних порушень. Дисертант самостійно визначав показники системного запалення, оксидативного стресу, системного метаболізму як у хворих на ІХС, так і у кролів. Клінічний фрагмент роботи виконаний на базі відділу гострого ІМ та відновлювального лікування ННЦ "Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска" (завідувач - д.м.н., проф. Шумаков В.О.).

Апробація роботи. Основні положення дисертації доповідалися та обговорювалися на семінарах відділу, конференції молодих вчених, присв'яченій пам'яті академіка В.В. Фролькіса (Київ, 2004); VII Національному конгресі кардіологів України (Дніпропетровськ, 2004); конференції молодих вчених, присв'яченій пам'яті академіка М.Д. Стражеска (Київ, 2004); ІІХ Національному конгресі кардіологів України (Київ, 2007); V Національному Конгресі патофізіологів України (Запоріжжя, 2008); ІХ Національному конгресі кардіологів України (Київ, 2008). Основні результати і висновки роботи були заслухані і обговорені на засіданні апробаційної ради ННЦ "Інститут кардіології імені академіка М.Д. Стражеска" (7 лютого 2008 року) та засіданні сектору вісцеральних систем Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України (3 квітня 2008 року).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 статей в журналах, затверджених ВАК України. Результати роботи представлені у вигляді 5 тез на науково-практичних конференціях та конгресах кардіологів України. Отримано деклараційний патент на корисну модель "Спосіб експериментального моделювання інсулінорезистентності" №14222.-15.05.2006.-Бюл. №5.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 137 сторінках машинописного тексту, проілюстрована 5 таблицями та 15 рисунками. Дисертація складається із вступу, аналізу літературних джерел, опису матеріалів та методів дослідження, результатів власних досліджень, аналізу та узагальнення результатів, висновків та практичних рекомендацій. Список використаних літературних джерел містить 198 найменувань (з них 34 - кирилицею, 164 латиницею).

Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження. Дослідження має клініко-експериментальний характер. Клінічний фрагмент роботи грунтується на дослідженні 89 хворих на ІХС через 12-18 діб після перенесеного ІМ, що розглядалось як верифікація наявності у хворих коронарного атеросклерозу. Наявність ЦД 2 типу розглядалася як протипоказання для включення хворих у дослідження. Контрольну групу складали 15 практично здорових осіб молодого віку (в середньому 24,3±1,6 років). У всіх досліджених вранці натще проводили внутрішньовенний забір крові із ліктьової вени з визначенням показників обміну ліпідів, ЛП та глюкози, системного запалення та активності вільнорадикальних реакцій, оцінювали атерогенний та імуногенний потенціал плазми крові. Визначали чутливість до інсуліну за результатами ПІТ: за змінами рівня глюкози в плазмі крові через 30, 60 та 120 хв. після підшкірного введення Актрапіду (Новартіс, Нідерланди) в дозі 0,1 МО на 1 кг маси визначали системну чутливість, за змінами рівня ТГ - чутливість гепатоцитів до інсуліну.

У хворих і у осіб контрольної групи вивчали характер впливу гострого ліпідного навантаження, і за його результатами оцінювали толерантність до ліпідів. Враховуючи тяжкість стану хворих, навантаження мало помірний характер і становило 1/3 стандартного, яке використовується в клінічних дослідженнях [Аронов, 2000]. Навантаження полягало у споживанні 0,6 г вершкового масла на 1 кг маси тіла вранці натще, через 4 години після чого проводився забір крові і визначення всіх біохімічних параметрів.

Експериментальний фрагмент роботи виконаний на кролях з системними порушеннями метаболізму, модельованими утриманням протягом 8 тижнів на дієті, збагаченій ліпідами. Для цього застосовували щоденне пероральне введення сухих молочних вершків із розрахунку 0,75 г/кг маси. Забір крові для дослідження здійснювали із вушної вени у вихідному стані, в кінці 2-го, 4-го, 6-го та 8-го тижнів. В крові кролів визначались ті ж показники, що і у пацієнтів. На всіх етапах дослідження оцінювалась толерантність до ліпідів за допомогою гострого ліпідного навантаження, яке становило 2, 2 г сухих вершків на 1 кг маси. Характер реакції на навантаження оцінювався через 4 та 24 години після його проведення.

Концентрацію ХС в плазмі визначали естеразно-оксидазним методом, вміст ТГ в плазмі - ліпазо-гліцерол-кіназним методом на напівавтоматичному біохімічному аналізаторі "Cormay plus" (Польща) із застосуванням наборів фірми "BioSystems" (Spain). Рівень ХС ЛПВЩ в плазмі крові визначали за допомогою наборів фірми "BioSystems" (Spain). Рівень ХС ЛПДНЩ обчислювали за формулою: С = ТГ/2,2, де С - концентрація ХС ЛПДНЩ, ТГ - вміст ТГ в плазмі крові. Вміст ХС ЛПНЩ вираховували за формулою: ХС ЛПНЩ = ХС-(ХС ЛПВЩ+ХС ЛПДНЩ).

Активність ЛПЛ в плазмі крові визначали турбодиметричним кінетичним методом на напівавтоматичному біохімічному аналізаторі "Cormay plus" (Польща) із застосуванням наборів фірми "PLIVA - Lachema a. s." (Чехія). Визначали концентрацію ВЖК в плазмі [Меньшиков, 1987]. Для визначення вмісту HbA1с застосовували стандартні набори фірми "PLIVA - Lachema a. s." (Чехія) [Камышников, 2000]. Концентрацію глюкози визначали з використанням глюкозо-оксидазного методу на напівавтоматичному біохімічному аналізаторі "Cormay plus" (Польща) із застосуванням стандартних наборів фірми "BioSystems" (Spain). За допомогою ПІТ проводили визначення системної чутливості та чутливості гепатоцитів до інсуліну [Алишева, 2002].

Інтенсивність системного запального процесу визначали за вмістом в плазмі СРП, який досліджували імунотурбіметричним методом на напівавтоматичному біохімічному аналізаторі "Cormay plus" (Польща) із застосуванням наборів фірми "BioSystems" (Spain). Показником активації моноцитів був внутрішньоклітинний вміст МДА [Камышников, 2000]. Активність АПФ у плазмі крові визначали експрес-методом з використанням в якості субстрату ФАПГГ ("Sigma", США), трис(оксиметил)-амінометан, хлорид натрію, ЕДТА ("Мерк", Німеччина) [Голиков, 1998]. Визначення вмісту ЦІК в плазмі крові проводили із використанням різних концентрацій поліетиленгліколю з молекулярною масою 6000 дальтон за модифікованим холодовим методом [Насонов, 1987]. Проводили визначення вмісту ХС та ТГ в ЦІК [Уразгильдеева, 1997].

Активність вільнорадикальних процесів плазми визначали за допомогою хемілюмінесцентного методу [Л.І. Серкіз, 1988]. Інтенсивність перекисного окислення ліпідів в крові оцінювали за накопиченням його кінцевого продукту МДА [Камышников, 2000]. Визначали активність каталази в крові [Королюк, 1988].

Для визначення рівня атерогенності плазми використовували метод біотестування культурою ММ [Тертов, 1990].

Отриманий цифровий матеріал оброблений за допомогою пакету статистичної обробки Microsoft Excel. Критерієм вірогідності розходжень вважалися значення P<0,05 [Лапач, 2000].

Результати дослідження та їх обговорення.

А. Характер метаболічних порушень, змін активності системного запалення, оксидативного стресу та атерогенності плазми крові у пацієнтів з ІХС.

Результати проведеного дослідження підтвердили гіпотезу про те, що патогенез атеросклерозу не може розглядатися тільки як наслідок зростання вмісту в крові загального ХС або ХС ЛПНЩ та розвитку ГХЕ. Так, вміст загального ХС в крові, в середньому становив 4,88±0,14 ммоль/л і був в межах нормальних значень (табл. 1). Виражена ГХЕ з рівнем ХС, вищим за 6,0 ммоль/л, відмічена тільки у 15 хворих (17%). Рівень ХС ЛПНЩ дорівнював 2,70±0,14 ммоль/л і не перевищив рівня, встановленого у контрольних досліджених.

В той же час, у всіх хворих спостерігалось значне зростання вмісту в крові ТГ і ЛПДНЩ. Рівень ТГ був підвищений в середньому на 131% (P<0,001), рівень ХС ЛПДНЩ - на 134% (P<0,001). Крім того, відмічено суттєве зменшення вмісту в крові ХС ЛПВЩ (на 55%, P<0,01) з проатерогенною спрямованістю змін спектру ЛП крові, про що свідчило зростання величини КА практично на 100% (P<0,01). Зміни вмісту і спектру ЛП крові поєднувались із закономірним підвищенням рівня в ній ВЖК (на 39%, P<0,01).

У хворих спостерігали наявність виражених порушень обміну глюкози. Хоча її рівень в крові залишався в межах нормальних значень, вміст HbА 1с був збільшений на 273% (P<0,001). Ці зміни були проявом зниження чутливості до інсуліну з порушенням толерантності до глюкози, що призводило до аліментарної гіперглікемії, тобто значного і тривалого підвищення її рівня в крові після прийому їжі.

Суттєве зниження чутливості до інсуліну у хворих підтверджено результатами ПІТ. Рівень глюкози в крові через 60 хв. після введення інсуліну знизився на 11% (P<0,01), тоді як у контрольних осіб - на 30% (P<0,01). Ці дані означають, що системна чутливість до інсуліну у хворих була зниженою на 63% відносно нормального значення. Зменшення вмісту ТГ в крові через 60 хв. після введення інсуліну, яке було відображенням здатності інсуліну пригнічувати синтез та вивільнення гепатоцитами ЛПДНЩ, було рівним тільки 14% (P<0,05), тоді як у контролі ця реакція досягала 30% (P<0,01). Це означає, що чутливість гепатоцитів до інсуліну у хворих досягала тільки 47% нормальної.

Наявність високої активності системного запалення підтверджувалась різким зростанням вмісту СРП в крові (на 727%, P<0,001). Зростання активності моноцитів проявлялось збільшенням вмісту в них МДА на 372% (P<0,001). Ці зміни супроводжувались розвитком оксидативного стресу та підвищенням інтенсивності ПОЛ крові. Суттєво зросли показники ХЛ крові: рівень СХЛ підвищився на 90% (Р<0,01), рівень ІХЛ - на 750% (P<0,001). Вміст МДА в крові збільшився на 435% (P<0,001), активність каталази знизилась на 44% (P<0,01). Активації вільнорадикальних процесів в крові сприяло зростання активності АПФ, яка досягла рівня 53,96±3,87 мккат/л і перевищила значення, отримане у контрольних досліджених, на 257% (P<0,02). Результатом цих порушень була модифікація ЛП плазми із зростанням їх атерогенних та імуногенних властивостей. Так, вміст ХС в ММ після інкубації з плазмою перевищив нормальне значення на 287% (P<0,001), вміст ТГ - на 960% (P<0,001). Про антигенні властивості модифікованих ЛП та їх здатність викликати розвиток аутоімунної реакції свідчило зростання в 3-4 рази (P<0,001) вмісту в крові кількості ЦІК. Вміст ХС в ЦІК був збільшений в середньому в 3 рази (P<0,001), вміст ТГ - у 6 разів (P<0,001), що свідчило про включення модифікованих ЛПНП та ЛПДНЩ до складу ЦІК в якості аутоантигенів.

Таблиця 1 Зміни досліджених показників у хворих на ІХС та у контрольних осіб

Отримані результати дозволили зробити припущення про те, що первинне порушення обміну ЛП, багатих ТГ, перш за все - ЛПДНЩ, може відігравати найважливішу роль у розвитку як ліпідного компоненту атерогенезу, так і системних метаболічних порушень, активації запальних та вільнорадикальних процесів, і бути, таким чином, провідним фактором розвитку атеросклерозу та ІХС. Для перевірки цього припущення було проведено дослідження впливу гострого ліпідного навантаження на стан обміну ліпідів, ЛП крові, їх атерогенність та імуногенність паралельно із змінами метаболізму глюкози, активністю системного запалення та оксидативного стресу.

Б. Вплив гострого ліпідного навантаження на показники метаболізму, системного запалення та атерогенності плазми у практично здорових осіб.

Отримані дані свідчили про здатність ліпідного навантаження призводити до помірно виражених, проте вірогідних змін досліджених показників. Перш за все, відмічено зростання вмісту в крові ТГ (на 16%, P<0,05) та ХС ЛПДНЩ (на 18%, P<0,05). Це обумовило зростання КА на 15% (P<0,05), незважаючи на відсутність вірогідних змін вмісту в крові загального ХС, ХС ЛПНЩ та ХС ЛПВЩ. Паралельно спостерігалось різке зростання кількості ВЖК в крові (на 81%, P<0,001). Наслідком цих змін було поєднання порушень обміну глюкози, активності системного запалення та вільнорадикальних реакцій, зростання атерогенності плазми. Незважаючи на відсутність вірогідних змін вмісту глюкози в крові, рівень в ній HbA1c підвищився на 20% (P<0,01). Про активацію системного запалення свідчило значне зростання концентрації СРП в крові (на 61%, P<0,001) та МДА в циркулюючих моноцитах (на 26%, P<0,01). Виникало також вірогідне зростання проатерогенної модифікації ЛП, яка проявлялася збільшенням вмісту ХС в тестуючих макрофагах на 16% (P<0,05), вмісту ТГ - на 17% (P<0,05).

В. Характер впливу гострого ліпідного навантаження на показники метаболізму, системного запалення та атерогенності плазми у досліджених хворих.

Зміни, які виникали при гострому ліпідному навантаженні у досліджених хворих, також характеризувались системністю, проте мали значно більшу вираженість. У хворих відмічено значне зниження толерантності до ліпідів, і при аналогічній інтенсивності навантаження вміст ТГ та ХС ЛПДНЩ в крові збільшився у 5,8 рази більш значимо, ніж у контрольних осіб (P<0,01) (рис.1). Водночас, зміни вмісту в крові загального ХС, ХС ЛПНЩ та ХС ЛПВЩ були на рівні тенденції і не мали вірогідного характеру. Тим не менш, КА зріс на 55% більш виражено, ніж у контролі. При навантаженні у хворих відмічені також більш виражені зміни в обміні глюкози: вміст HbA1c в крові збільшився в 3,4 рази більше, ніж у контролі (P<0,01), значно більш обстежених хворих через 4 години після проведення ліпідного навантаження.

Рис.1. Зміни показників метаболізму ліпідів, ЛП та глюкози у

Примітки: * - P<0,05

Незважаючи на різке підвищене вихідне значення вмісту СРП в крові, його приріст, як і приріст вмісту МДА в моноцитах був у 6 разів більшим, ніж у осіб групи контролю (P<0,001).

Значно більшою у хворих була активація оксидативного стресу, і вміст МДА в плазмі збільшився у 12 разів більше (P<0,001), а активність каталази знизилась у хворих вдвічі більше, ніж в контролі. Суттєво більшою у хворих була значимість ліпідного навантаження як фактору проатерогенної та імуногенної модифікації ЛП крові. Вміст ХС в ММ збільшився в 10 разів, вміст ТГ - в 32 рази більш виражено, ніж в контролі (P<0,001) (рис.2). Відмічено значне зростання кількості ЦІК в крові у поєднанні із вірогідним збільшенням вмісту ХС (на 29%, P<0,05) та ТГ (на 112%, P<0,001) в ЦІК.

Г. Вплив гострого ліпідного навантаження на досліджені процеси у нормальних кролів.

Отримані дані свідчили про те, що гостре ліпідне навантаження у нормальних кролів приводило до виражених і вірогідних реакцій, які мали системний характер. Приріст вмісту в крові ХС ЛПДНЩ через 4 години після навантаження досяг 21% відносно вихідного рівня (P<0,02). Вміст в крові ТГ збільшився на 23% (P<0,01) у поєднанні із зростанням вмісту в крові ВЖК (на 67%, P<0,01). Зміни вмісту глюкози і HbA1c в цих умовах були лише на рівні тенденції, а рівень в крові загального ХС та ХС ЛПНЩ практично не змінився.

При навантаженні відмічали закономірне зростання активності системного запалення і оксидативного стресу. Рівень СРП через 4 години був підвищений на 41% (P<0,01), вміст МДА в моноцитах крові зріс на 33% (P<0,01), в плазмі - на 66% (P<0,01). Через 4 години була суттєво збільшеною інтенсивність СХЛ (на 26%, P<0,01) на фоні тенденції до зниження активності каталази (на 8%). Відмічено вірогідне зростання атерогенності ЛП плазми крові: вміст ХС в ММ після інкубації з плазмою був збільшений на 19% (P<0,01), вміст ТГ - на 40% (P<0,001). Через 24 години ці зміни зникали практично повністю. Водночас, вплив гострого ліпідного навантаження у контрольних кролів на імуногенні властивості ЛП крові був практично відсутній.

Д. Вплив хронічного ліпідного навантаження у кролів на досліджені процеси.

Утримання кролів на дієті, збагаченій ліпідами, протягом 8 тижнів супроводжувалось значними порушеннями метаболізму ліпідів, ЛП та глюкози, активацією запалення та оксидативного стресу, модифікацію ЛП крові з появою у них проатерогенних та імуногенних властивостей.

Вміст ХС ЛПДНЩ в крові був вірогідно збільшений на 32% вже через 2 тижні (P<0,02), в кінці 8-го - на 120% (P<0,001). Аналогічним чином зростав вміст в крові ТГ. Активність ЛПЛ в кінці 4-го тижня знизилась на 38% (P<0,01), в кінці 8-го - на 60% (P<0,001) (рис. 3). Ці зміни супроводжувались паралельним підвищенням рівня загального ХС, ХС ЛПНЩ та ВЖК. Вміст ХС ЛПНЩ збільшився більше як вдвічі в кінці 2-го (P<0,01) і на 200% (P<0,001) - в кінці 8-го тижнів. Рівень ВЖК підвищився на 255% (P<0,01) в кінці 2-го тижня і на 400% (P<0,001) - в кінці 8-го. Водночас, рівень ХС ЛПВЩ в крові прогресуюче знижувався на 29% (P<0,01), 40% (P<0,01), 53% (P<0,001) та 57% (P<0,001) в кінці відповідно 2-го, 4-го, 6-го та 8-го тижнів.

Про системний характер виникаючих порушень метаболізму свідчили зміни вмісту в крові показників обміну глюкози. Її рівень мав тенденцію до підвищення в кінці 4-го тижня, вірогідно зріс на 19% (P<0,05) в кінці 6-го та на 23% (P<0,02) в кінці 8-го тижнів. Зміни HbA1c в крові мали значно більш виражений характер, і його вміст збільшився на 51% (P<0,01) вже в кінці 2-го, на 142% (P<0,001) - в кінці 8-го тижнів. Ці зміни були проявом розвитку ІР, і реакція на підшкірне введення інсуліну зменшилась на 26% (P<0,01) в кінці 2-го, на 85% (P<0,001) - в кінці 8-го тижнів.

Порушення чутливості гепатоцитів до інсуліну, яке визначались за змінами вмісту ТГ в крові при ПІТ, було більш вираженим: якщо у вихідному стані реакція становила 35%, то в кінці 2-го тижня вона зменшилась на 40%, а в кінці 8-го тижня - була повністю відсутня. Системність виникаючих змін проявлялася також розвитком запалення та активацією вільнорадикальних реакцій. Рівень СРП в крові підвищився на 98% вже в кінці 2-го тижня (P<0,001), в кінці 8-го тижня він перевищив вихідний у 8 разів (P<0,001) (рис. 4). Вміст МДА в моноцитах збільшився в кінці 2-го тижня в 3,8 рази (P<0,001), в кінці 8-го - в 4,75 рази (P<0,001). Вміст МДА в плазмі також зростав в динаміці дослідження. Його значення було збільшеним на 154% (P<0,001) в кінці 2-го тижня, на 273 % (P<0,001) - в кінці 8-го тижня. Ці зміни супроводжувались зростанням інтенсивності СХЛ плазми та зниженням активності каталази. Її значення зменшилось в кінці 2-го тижня на 21% (P<0,01), в кінці 8-го тижня - на 50% (P<0,001). Активність АПФ зросла на 13% вже в кінці 2-го тижня (P<0,05), в кінці 8-го тижня була підвищена на 144% (P<0,001).

Рис.4. Зміни показників системного запалення, атерогенності та імуногенності плазми у кролів в динаміці хронічного ліпідного навантаження (у відсотках до вихідного значення).

Примітки - * - P<0,05.

Ці зміни призводили до проатерогенної модифікації ЛП крові, при цьому модифікація ЛПДНЩ була також значно більше вираженою, ніж ЛПНЩ. Про це свідчать зростання вмісту ТГ в ММ після інкубації з плазмою у 9,2 рази (P<0,001) в кінці 2-го тижня і в 22,5 рази (P<0,001) - в кінці 8-го тижня. Вміст ХС в ММ був збільшений в 3,5 рази в кінці 2-го тижня і в 5,4 рази (P<0,001) - в кінці 8-го.

Модифікація ЛП супроводжувалась появою у них аутоантигенних властивостей. Про це свідчило зростання загальної кількості ЦІК в плазмі в 3,9 рази (P<0,001), кількості дрібних ЦІК - в 3,2 рази (P<0,001), великих ЦІК - в 4,5 рази (P<0,001). Значимість модифікованих ЛП як аутоантигенів проявлялася зростанням вмісту ХС в ЦІК в 2,9 рази (P<0,001), вмісту ТГ в 4,7 рази (P<0,001).

Є. Вплив гострого ліпідного навантаження на процеси, що досліджуються, у кролів з системними порушеннями, викликаними тривалим утриманням на дієті, збагаченій ліпідами.

Реакція на гостре ліпідне навантаження у кролів, які знаходились протягом 8 тижнів на збагаченій ліпідами дієті, також мала системний характер і включала всі компоненти, які були відмічені при проведенні навантаження у нормальних кролів. Проте вони були значно більше виражені і мали більш довготривалий характер. В значно більшій мірі зростав вміст в крові ТГ та ХС ЛПДНЩ. Якщо в контролі вміст ТГ в крові через 4 години після навантаження зріс на 0,17 ммоль/л, то в умовах хронічного експерименту - в 3,7 рази більше. Аналогічним чином, зростання вмісту ХС ЛПДНЩ в крові кролів з хронічним ліпідним навантаженням було виражено в 4 рази більше, ніж в контролі (рис. 5). Крім того, у контрольних кролів вміст ТГ та ХС ЛПДНЩ в крові через 24 години після навантаження не відрізнявся від вихідного, тоді як у кролів, які знаходились на ліпідній дієті, він продовжував зростати і в результаті перевищив рівень, який був відмічений через 4 години, ще на 11%. Вміст ВЖК в крові у кролів через 4 години після навантаження був підвищений в рівній мірі в обох групах, проте в контрольній він через 24 години повернувся до вихідного, а у кролів з системними порушеннями метаболізму залишався на стабільно підвищеному рівні. Відмічено помірне зростання вмісту в крові загального ХС - на 16% (P<0,05) через 4 години і на 21% (P<0,01) - через 24 години. Це поєднувалось зі зниженням рівня ХС ЛПВЩ, яке досягло вірогідного значення на рівні 35% (P<0,02) лише через 24 години.

Також помірно підвищився рівень HbA1c в крові через 24 години після навантаження на 17% (P<0,05). Значно більш вираженою, ніж в контролі, була активація системного запалення і оксидативного стресу. Рівень СРП в крові підвищився через 4 години в 2,5 рази більш виражено, ніж в контролі (P<0,02), і ще майже вдвічі - до кінця 24-ї години. Вміст МДА в моноцитах збільшився у тварин в хронічному експерименті в кінці 4-ї години в 4,5 рази більш виражено, ніж в контролі, і залишився на підвищеному рівні до 24 години, тоді як в контролі рівень як СРП в крові, так і МДА в моноцитах через 24 години повернувся до вихідного значення. Приріст вмісту МДА в плазмі був на рівні тенденції в перші 4 години, а в кінці 24-ї досяг 45% (P<0,001). Активність каталази після навантаження суттєво знизилась (на 20%, P<0,02).

Значно більшим був вплив гострого ліпідного навантаження у цих кролів на атерогенні властивості ЛП. Вміст ТГ в ММ після інкубації з плазмою збільшився через 4 і 24 години відповідно на 36 та 43% відносно вихідного рівня (P<0,001).

Вміст ХС в ММ зріс на 10% (P>0,05) через 4 та на 20% (P<0,001) - через 24 години. У контрольних тварин ця реакція була значно менше вираженою і відмічалась тільки через 4 години.

Таким чином, отримані результати свідчать про значне зниження толерантності до ліпідів і підвищення реактивності до гострого ліпідного навантаження після хронічного утримання кролів на збагаченій ліпідами дієті (рис.6). Це проявлялось значно більшим і тривалим зростанням вмісту в крові ТГ, загального ХС, ХС ЛПДНЩ, HbA1c, більшою активацією системного запалення та оксидативного стресу, більш вираженою проатерогенною модифікацією ЛП крові, особливо ЛПДНЩ. Значно зростала вираженість і тривалість дії головних факторів атерогенезу: вмісту ТГ в крові (А), активності системного запалення і вмісту СРП в крові (С), порушень обміну вуглеводів із зростанням вмісту в крові HbA1c (D) та зростання атерогенності ЛПДНЩ (В).

Висновки

В дисертаційній роботі в проведеному експериментально-клінічному дослідженні встановлені роль та механізми дії аліментарних ліпідів як фактору розвитку системних порушень, які мають проатерогенну спрямованість та обумовлюють ініціацію та розвиток атеросклерозу. Показано, що у хворих на ІХС на фоні ГТЕ різко знижується толерантність до екзогенних ліпідів, що обумовлює зростання патогенетичної значимості надлишкового їх споживання як фактору прогресування атеросклерозу та розвитку його клінічних проявів.

1. ГТЕ є одним із найважливіших ліпідних факторів атерогенезу, більш значимим та розповсюдженим, ніж ГХЕ.

2. ГТЕ у хворих на ІХС поєднується в системному комплексі з іншими порушеннями обміну ліпідів та проатерогенними факторами типу системного запалення, оксидативного стресу, ІР.

3. Гостре ліпідне навантаження має самостійне значення у формуванні комплексу змін з вираженою проатерогенною спрямованістю.

4. Проатерогенні зміни, викликані гострим ліпідним навантаженням як у нормальних кролів, так і у практично здорових осіб, мають вірогідний, проте помірний та транзиторний характер.

5. В основі проатерогенної дії навантаження аліментарними ліпідами лежить активація системного запалення та оксидативного стресу з розвитком ІР та модифікацією ЛП, головним чином - ЛПДНЩ.

6. Хронічне ліпідне навантаження у кролів супроводжується розвитком системних порушень у вигляді змін метаболізму ліпідів, ЛП та глюкози, розвитком ІР, системного запалення та вільнорадикальних реакцій, що призводить до атерогенної модифікації ЛП крові.

7. Розвиток ІХС та хронічне ліпідне навантаження у кролів супроводжується зниженням толерантності до ліпідів, що лежить в основі різкого зростання значимості проатерогенних системних порушень з інтенсивною модифікацією ЛП крові та розвитком аутоіммунної реакції на них.

8. Встановлено патогенетичну значимість ліпідного навантаження як тесту для визначення толерантності до аліментарних ліпідів ти ризику виникнення системних проатерогенних порушень обміну ЛП крові, розвитку та прогресування атеросклерозу.

Список опублікованих робіт за темою дисертації

1. Талаева Т.В., Третяк И.В., Янус О.В., Амброскина В.В., Шумаков В.А., Братусь В.В. Алиментарная перегрузка липидами и нарушение толерантности к ним как факторы атерогенеза, развития и прогрессирования ишемической болезни сердца // Укр. кардіол. журнал.- 2004.- №1.- С. 72-79. (Особисто проведено частину експерименту, визначено показники системного запалення та оксидативного стресу).

2. Талаева Т.В., Братусь В.В., Амброскина В.В., Крячок Т.А., Янус О.В., Третяк И.В. Нарушения липидного обмена и толерантности к липидам у пациентов с ишемической болезнью сердца; возможности розиглитазона в их коррекции // Кровообіг та гомеостаз.-2004.- №2-3.-С.83-89. (Самостійно проведено статистичну обробку результатів, підготовлено матеріали до друку).

3. Талаева Т.В., Малиновская И.Э., Третяк И.В., Амброскина В.В., Янус О.В., Шумаков В.А., Братусь В.В. Сочетанное развитие проатерогенных нарушений обмена липидов, липопротеинов и углеводов, обусловленное системным воспалением и оксидантным стрессом // Укр. кардіол. журнал.-2003.- №6.-С. 98-107. (Здобувачем особисто проведено частину експерименту, визначено показники системного запалення та оксидативного стресу).

4. Талаєва Т.В., Ларіонов О.П., Амброскіна В.В., Крячок Т.А., Третяк І.В., Корнієнко О.В., Братусь В.В. Проблема патогенетического единства компонентов метаболического синдрома // Укр. кардіол. журнал: матеріали Міжнародного форуму "Кардіологія вчора, сьогодні, завтра".- спец. випуск, 2006.- С. 199-203. (Особисто проведено частину експерименту, визначено показники системного запалення та оксидативного стресу).

5. Талаєва Т.В., Крячок Т.А., Амброскіна В.В., Братусь В.В. Системний характер порушень обміну ліпопротеїнів крові як основа патогенезу атеросклерозу // Журнал АМН України.-2007.-т.13.-№1.-С.45-64. (Здобувачем підготовлено статтю до друку).

6. Амброскина В.В., Крячок Т.А. Инсулинорезистентность и системное воспаление как эффекторные механизмы проатерогенного действия алиментарных липидов // Український кардіологічний журнал.- 2007.- № 6.- С.82 -89. (Здобувачем особисто проведено частину експерименту, визначено показники системного запалення та оксидативного стресу, проведено статистистичну обробку даних).

7. Амброскіна В.В., Крячок Т.А., Ларіонов О.П., Талаєва Т.В., Братусь В.В. Гіперліпідемія та зниження толерантності до ліпідів як фактори атерогенезу // Фізіологічний журнал.-2007.-т.53.-№6.- С.19-28. (Самостійно проведено частину експерименту, визначено показники системного запалення та оксидативного стресу, проведено статистистичну обробку данних).

8. В.В. Амброскіна, Т.А. Крячок, О.П. Ларіонов, В.В. Братусь, Т.В. Талаєва. Гіпертригліцеридемія як чинник атерогенезу: значимість і механізми дії // Фізіологічний журнал.-2008.-т.54.-№5.-С.61-70. (Особисто визначено показники системного запалення та оксидативного стресу, проведено статистистичну обробку данних).

9. В.В. Амброскіна, Т.А. Крячок, О.П. Ларіонов, В.В. Братусь, Т.В. Талаєва. Наявність і характер взаємозв'язку порушень метаболізму ліпідів крові та системного запалення // Фізіологічний журнал.-2008.-т.54.-№3.-С.36-46. (Здобувачем самостійно проведено частину експерименту, визначено показники системного запалення та оксидативного стресу).

10. Третяк І.В., Амброскіна В.В., Крячок Т.А., Талаєва Т.В., Ларіонов О.П. Деклараційний патент на корисну модель "Спосіб експериментального моделювання інсулінорезистентності".-15.05.2006.-Бюл. № 5.

11. Талаєва Т.В., Братусь В.В., Амброскина В.В., Крячок Т.А., Ларіонов О.П. Системне запалення та оксидантний стрес як патогенетичні фактори сполучених проатерогенних порушень обміну ліпідів, липипротеїнів та розвитку інсулінорезистентності // Матеріали VII національного конгресу кардіологів України.- Сб.тез.- Дніпропетровськ.-2004.- С.285.

12. Братусь В.В., Талаева Т.В., Третяк І.В., Амброскина В.В. Роль липидов в патогенезе атеросклероза и ишемической болезни сердца // Матеріали VII національного конгресу кардіологів України- Сб. тез.-Дніпропетровськ.-2004.- С.151.

13. Амброскіна В.В. Хронічне ліпідне навантаження як чинник атерогенезу // Матеріали конференції молодих вчених, присвяченій пам'яті академіка В.В. Фролькіса.-Сб.тез.-Київ.- 2004.-С.4.

14. Т.В. Талаева, В.В. Амброскина, Т.А. Крячок, А.П. Ларионов, В.В. Братусь. Атеросклероз: многофакторность и системность патогенеза // Матеріали V національного конгресу патофізіологів України "Сучасні проблеми патофізіології: від молекулярно-генетичних до інтегративних аспектів".-Запоріжжя, 2008.- Патологія.-2008.-т.5.-№3.- С. 28.

15. Т.В. Талаева, В.В. Братусь, В.В. Амброскина, Т.А. Крячок. Механизмы инициации ОКС: роль модифицированных липопротеинов как аутоантигенного фактора // Матеріали ІХ Національного конгресу кардіологів України- Київ, 2008.- Український кардіологічний журнал.- 2007.- додаток 2.- С.182.

Размещено на Allbest.ru