Особенности состояния антиоксидантной системы у здоровых лиц основных этнических групп Прибайкалья

РезюмеАнтиоксидантная система крови является важным фактором, характеризующим адаптивные возможности организма. Проведена оценка состояния систем антиоксидантной защиты и липопероксидации у мужчин и женщин 2 этногрупп Прибайкалья. В работе использованы спектрофотометрические и флюорометрические методы исследования. У мужчин бурятской этногруппы в сравнении с русскими при нарастании вторичных продуктов липопероксидации отмечено снижение активности системы антиоксидантной защиты. У женщин бурятской этногруппы в сравнении с русскими при увеличении первичных продуктов перекисного окисления липидов наблюдался адекватный антиоксидантный ответ.

Ключевые слова:антиоксидантная защита, практически здоровые, этногруппы

Вопр. питания. - 2012. - № 3. - С. 46-51.

Ответ организма на постоянно изменяющиеся условия внешней среды основан на его способности активировать мощные системы защиты для поддержания постоянства структуры и функции - гомеостаза и энантиостаза [12]. Возникающее при этом периодическое смещение динамического равновесия индуцирует многокомпонентный ответ, направленный на преодоление возникающего дисбаланса. Среди факторов, ответственных за защиту организма от неблагоприятного воздействия окружающей среды, важное значение имеет система антиоксидантной защиты (АОЗ) [7, 10, 18, 20]. Компоненты данной системы исполняют роль стабилизаторов биологических мембран и инактивируют свободные радикалы, препятствуя развитию цепных свободнорадикальных процессов окисления молекулярным кислородом органических соединений, прежде всего ненасыщенных тканевых липидов [7]. Недостаток антиоксидантов в организме (в плазме крови, клетках, биологических мембранах), действие внешних прооксидантов, а также активация эндогенного производства активных кислородных метаболитов приводят к напряжению механизмов АОЗ и развитию окислительного стресса, проявляющегося на клеточном, тканевом и органном уровнях [12], а это, в свою очередь, сопровождается высоким риском развития различных патологий. Устойчивость к окислительному стрессу может определяться образом жизни, возрастом и - в первую очередь - характером питания [3, 5, 13].

Прибайкалье - территория Восточной Сибири, прилегающая с запада к озеру Байкал в Иркутской области и Бурятии - характеризуется резкоконтинентальным климатом. В настоящее время в республике Бурятия проживает 981 238 человек, из них 665 512 русских и 272 910 бурят. Установлено, что за последние 10-15 лет структура питания коренной этногруппы республики Бурятия претерпела существенные изменения, что выразилось в преобладании углеводистого рациона [3, 11, 15, 18]. Это может повлечь за собой резкое нарушение установившихся механизмов метаболизма и, соответственно, дестабилизацию здоровья популяции. Данный факт нашел отражение, к примеру, в превышении среднероссийского уровня алиментарно-зависимых нозологий среди бурят, а также в степени тяжести репродуктивных нарушений [16]. Так, в Национальном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН было установлено, что частота патозооспермии у представителей бурятской этногруппы значительно больше, чем у русского населения, а риск осложнений во время беременности у представительниц коренной популяции выше, чем у русских женщин [6, 8].

Одним из чутких индикаторов, отражающих влияние окружающей среды и структуры питания на защитно-адаптационные механизмы человека, являются процессы перекисного окисления липидов-антиоксидантной защиты (ПОЛ-АОЗ).

Таким образом, целью настоящего исследования явилось изучение особенностей процессов антиоксидантного статуса и липопероксидации у практически здоровых мужчин и женщин бурятской и русской этногрупп.

Материал и методы

В исследование были включены 40 человек бурятской этногруппы (19 мужчин, средний возраст - 31,9±3,51 лет и 21 женщина, средний возраст - 29,16±2,15 лет) и 41 человек русской этногруппы (21 мужчина, средний возраст - 30,3±3,57 лет и 20 женщин, средний возраст - 27,31±1,51 лет), проживающих в городе Улан-Удэ Республики Бурятия. Все обследуемые на момент исследования были практически здоровы.

В работе соблюдались этические принципы, предъявляемые Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации (World Medical Association Declaration of Helsinki (1964, 2000 ред.)). Интенсивность процессов ПОЛ оценивали по содержанию его субстратов с сопряженными двойными связями (Дв. св.), а также продуктов - диеновых конъюгатов (ДК), кетодиенов и сопряженных триенов (КД и СТ) по методу И.А. Волчегорского (1989). Оценку общей антиокислительной активности (АОА) проводили по методу Г.И. Клебанова с соавт. (1988), определение концентраций -токоферола и ретинола - по методу Р.Ч. Черняускене и соавт. (1984), содержание восстановленного и окисленного глутатиона (GSH и GSSG) определяли по P.Y. Hissin, R. Hilf (1976), активность супероксиддисмутазы (СОД) измеряли методом H.P. Misra, I. Fridovich (1972) на спектрофлюорофотометрах "Shimadzu RF-1501" и "Shimadzu RF-1650" (Япония).

Работа выполнена при поддержке Совета по грантам Президента РФ (№ НШ-494.2012.7).

Для анализа полученных данных использовали статистический пакет "Statistica 6.1" Stat-Soft Inc, США (правообладатель лицензии - ФГБУ "НЦ проблем здоровья семьи и репродукции человека", СО РАМН). Статистическую значимость различий количественных признаков регистрировали с помощью критерия Манна-Уитни (M-U-test). Данные представлены в виде медианы и интерквартильного интервала (Me - медиана, 25-75% процентили). Выбранный критический уровень значимости составлял 5% (0,05).

Результаты и обсуждение

Неспецифические биохимические процессы, протекающие в различных структурных компонентах клетки, определяют реактивность организма, его адаптивный потенциал при воздействии на него эндогенных и экзогенных факторов.

Результаты исследования состояния системы АОЗ у мужчин бурятской и русской этногрупп свидетельствуют об относительном снижении адаптационно-компенсаторных процессов у представителей коренного этноса. Так, в данной группе установлены сниженные значения АОА крови в 1,59 раз (p=0,000) (см. таблицу). Кроме того, зарегистрировано статистически значимое уменьшение уровня ретинола - на 27% (p=0,012) и восстановленной формы глутатиона - на 14% (p=0,004) при незначительном повышении активности основного фермента системы АОЗ СОД (см. таблицу). При этом в отношении уровня основного неферментативного антиоксиданта α-токоферола статистически значимых изменений обнаружено не было. Общая АОА крови характеризует суммарную активность ингибиторов свободнорадикального окисления и включает ряд факторов ферментативной и неферментативной природы, к которым относятся и низкомолекулярные соединения (витамины, глутатион) [2, 3, 7]. Ретинол в настоящее время принято считать не только антиоксидантом прямого действия (ответственным совместно с токоферолом за гашение перекисных радикалов), но и фактором, оказывающим антиокислительный опосредованный эффект через гормональную регуляцию системного метаболизма и функционирование многих органов и систем [7]. Вследствие этого снижение данного антиоксиданта может иметь определенные последствия для организма. Известно, что основным низкомолекулярным SH-соединением в организме является глутатион, на долю которого приходится до 90% всех тиоловых соединений. Клеточный пул глутатиона формируется в результате динамичного равновесия процессов его биосинтеза и деградации. Основной антиоксидантный эффект глутатиона реализуется посредством его участия в работе ферментативных антиоксидантов; возможно, в данном случае имеет место снижение активности глутатионредуктазы, назначение которой заключается в поддержании высокого уровня GSH и низкого GSSG. Снижение АОЗ у мужчин бурятской этногруппы может быть неблагоприятным фактором для организма, так как дальнейший окислительный стресс может привести к резкой индукции активных форм кислорода, не компенсированной антиоксидантами.

Баланс между уровнем антиоксидантов и прооксидантов может иметь различное абсолютное значение, поэтому в каждом конкретном случае было бы опрометчиво ограничиваться изучением уровня антиоксидантов без оценки степени выраженности липоперекисных реакций и делать вывод о состоянии метаболических процессов [10]. Нами было установлено снижение значений субстратов с ненасыщенными Дв. св. в 1,21 раз (p=0,017) и повышение уровня вторичных липопероксидных продуктов - КТ и СТ - в 1,6 раз (p=0,017) в группе мужчин бурятской этногруппы по сравнению с мужчинами русской национальности (рис. 1-3). Снижение уровня соединений с ненасыщенными Дв. св. может свидетельствовать об интенсификации липопероксидных процессов. При этом накопление продуктов, образующихся на промежуточных этапах перекисного каскада, может провоцировать многосторонний повреждающий эффект на многие биополимеры и клеточные структуры.

Состояние системы антиоксидантной защиты в группах здоровых лиц бурятской и русской этногрупп

Рис. 1. Уровень субстратов с ненасыщенными двойными связями у практически здоровых мужчин и женщин бурятской (1) и русской (2) этногрупп

Рис. 2. Уровень диеновых конъюгатов у практически здоровых мужчин и женщин бурятской (1) и русской (2) этногрупп

Питание - это важный фактор, формирующий устойчивость к оксидативным процессам. Известно, что для монголоидов характерен пищевой рацион с преобладанием мясных и молочных продуктов, что обусловливает белково-липидный тип обмена [8, 9], для которого характерно снижение энергетической роли углеводов при повышении энергетической роли жиров и белков. При таком типе питания формируются своеобразные ферментативные констелляции на уровне желудочно-кишечного тракта, печени и жировых депо, что приводит к повышению концентраций общего холестерина и атерогенных фракций липопротеидов, служащих субстратами для процесса липопероксидации [17]. Анализ основных нутриентов коренных народов Прибайкалья показал, что содержание белков в данной этногруппе в целом находится в пределах физиологической нормы, содержание углеводов было ниже нормы, а содержание общих жиров превышает рекомендуемые нормы [14, 16]. К тому же следует особо отметить дефицит основных витаминов у представителей бурятской этногруппы как в подростковом, так в старших возрастных периодах [14].

У женщин изменения в системе антиоксидантов носили противоположный характер: отмечалось увеличение интегрального показателя системы АОЗ - общей АОА в 1,43 раза (p=0,002) и активности СОД (p=0,000) в бурятской этногруппе (см. таблицу). В системе липопероксидации изменения касались увеличения уровня первичных продуктов ПОЛ - ДК в 1,25 раз (p=0,040) (рис. 2). Учитывая, что у женщин бурятской этногруппы наряду с прооксидантной активностью (обусловленной, вероятно, типом питания) одновременно повышается уровень компонентов АОЗ, можно говорить о сбалансированности у них факторов повреждения и защиты, развитии адаптивной реакции, а значит, о наличии достаточного метаболического ресурса, необходимого для поддержания редокс-баланса крови.

У мужчин бурятской этногруппы также были выявлены статистически значимые различия по сравнению с женщинами: снижение общей АОА на 43,9% (p=0,000) и незначительное уменьшение содержания GSH и СОД. У русских более выраженные изменения были получены у женщин (по сравнению с мужчинами): отмечалось снижение субстратов с ненасыщенными Дв. св. - в 1,32 раза (p=0,007) и нарастание токсичных продуктов - КД и СТ в 1,66 раз (p=0,039) (рис. 1-3). Наши результаты согласуются с данными относительно зависимости процессов липопероксидации и системы антиоксидантов от пола обследуемых [18].

Согласно проведенному исследованию, состояние системы ПОЛ-АОЗ у практически здоровых мужчин и женщин основных этнических групп Прибайкалья имеет определенные особенности. Особого внимания заслуживают изменения системы липопероксидации у мужской части населения бурятской этногруппы. Комплексное исследование состояния антиоксидантного статуса и процессов липопероксидации у практически здоровых лиц расширяет представления об адаптационно-компенсаторных реакциях и может стать основой для эффективного мониторинга здоровья человека.

Рис. 3. Уровень кетодиенов и сопряженных триенов у практически здоровых мужчин и женщин бурятской (1) и русской (2) этногрупп

Литература

1. Бойко Е.Р., Потолицина Н.Н., Бойко С.Г. и др. // Вопр. питания. - 2008. - № 3. - С. 64-68.

2. Вржесинская О.А., Коденцова В.М. // Там же. - 2009. - Т. 78, № 2. - С. 51-57.

3. Гаппаров М.М., Первова Ю.В. // Там же. - 2005. - № 1. - С. 33-36.

4. Гомбоева Н.Г., Цыбекмитова Г.Ц. // Вестн. Бурят. гос. университета. - 2007. - № 3. - С. 65-68.

5. Даренская М.А, Колесникова Л.И., Бардымова Т.П. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2006. - № 1. - С. 119-122.

6. Даржаев З.Ю., Сутурина Л.В., Шипхинеева Т.И. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2009. - № 2 (66), прил. - С. 23-24.

7. Макаров В.Г., Макарова М.Н., Селезнева А.И. // Вопр. питания. - 2005. - Т. 74, № 1. - С. 10-13.

8. Колесникова Л.И., Курашова Н.А., Гребенкина Л.А. и др. // Сибир. мед. журн. - 2011. - № 3. - С. 103-105.

9. Колесникова Л.И., Даренская М.А., Долгих В.В и др. // Изв. Самар. НЦ РАН. - 2010. - Т. 12, № 1 (7). - С. 1687-1691.

10. Колесникова Л.И., Сутурина Л.В., Лабыгина А.В. и др. // Бюл. ВСНЦ СО РАМН. - 2006. - № 6. - С. 42-47.

11. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: Метод. рекомендации МР 2.3.1.2432-08. - М., 2008. - 42 с.

12. Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В. // Пат. физиол. - 2007. - № 3. - С. 2-18.

13. Суплотов С.Н. // Экология человека. - 2003. - № 4. - С. 16-18.

14. Тармаева И.Ю., Савченков М.Ф. // Сибир. мед. журн. - 2009. - № 5. - С. 104-106.

15. Тутельян В.А. // Вопр. питания. - 2009. - № 1. - С. 4-15.

16. Цуканов В.В. Этноэкологические особенности заболеваний органов пищеварения у населения Сибири // Материалы Всерос. гастроэнтерологической конференции. - Абакан, 2002. - С. 3-8.

17. Цыренова О.Г., Тармаева И.Ю, Болошинов А.Б. и др. Состояние питания населения республики Бурятия // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием "Окружающая среда и здоровье населения". - Иркутск, 2011. - С. 189-194.

18. Чанчаева Е.А. // Вопр. питания. - 2009. - Т. 78, № 4. - С. 51-54.

19. Чимитдоржиева Т.Н. // Вестн. Бурят. гос. университета. - 2007. - № 3. - С. 314-317.

20. Antioxidant Status, Diet, Nutrition, and Health / Ed. Andreas M. Papas. - 2010. - 650 p.