Влияние инсулинорезистентности на проявления оксидативного стресса у подростков с нейроэндокринным ожирением Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

14 Wang Y., Gu Y., Zhang Y., Lewis D.F. Evidence of endothelial dysfunction in preeclampsia: decreased endothelial nitric oxide synthase expression is associated with increased cell permeability in endothelial cells from preeclampsia // Am. J. Obstet. Gynecol. - 2004. - V. 190. - P. 817-824.

Рукопись получена: 15 ноября 2017 г. Принята к публикации: 23 ноября 2017 г.

УДК 616.39-053.6:577.15+612.349.8

ВЛИЯНИЕ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ НА ПРОЯВЛЕНИЯ ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА У ПОДРОСТКОВ С НЕЙРОЭНДОКРИННЫМ ОЖИРЕНИЕМ

© 2017 В.В. Давыдов1, Хамдаллах Амжад2

1 Филиал частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз» в г. Москве, Москва

Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, Харьков

Проведенные исследования показали, что развитие ожирения у подростков сопровождается возникновением в организме состояния оксидативного стресса. Сопутствующая инсулинорезистентность способствует увеличению его проявлений в позднем пубертатном возрасте. Одной из причин того может быть понижение мощности общей антиоксидантной системы организма.

Ключевые слова: пубертат, нейроэндокринное ожирение, инсулинорезистентность, оксидативный стресс.

Введение. Данные литературы указывают на то, что развитие нейроэндокринного ожирения у взрослого населения сопровождается формированием оксидативного стресса [4, 7, 9]. За счет этого в организме больных происходят характерные сдвиги со стороны обменных процессов, которые выступают в роли важного звена патогенеза данного заболевания [1, 8]. Меньше известно об особенностях формирования оксидативного стресса у подростков с нейроэндокринным ожирением, протекающим на фоне инсулинорезистентности. В связи с широким распространением инсулинорезистентности при ожирении на этапе полового созревания, выяснение этого вопроса приобретает особую актуальность [2].

Целью настоящей работы было изучение содержания продуктов свободнорадикального окисления в крови подростков разного возраста с нейроэндокринным ожирением, сопровождающимся инсулинорезистентностью и без нее.

Материал и методы. В работе обследовалось 80 мальчиков раннего (13-15 лет) и позднего (16-18 лет) пубертатного возраста. Каждая возрастная группа подростков, в свою очередь, делилась на 3 подгруппы: 1 - здоровые (без соматической патологии, с нормальной массой тела), 2 - подростки с нейроэндокринным ожирением без инсулинорезистентности и

3 - подростки с нейроэндокринным ожирением и сопутствующей инсулинорезистентно-стью. Обследуемые 2 и 3 групп имели I и II степень ожирения.

Инсулинорезистентность выявляли путем оценки величины индекса HOMA. Содержание инсулина в крови измеряли радиоиммунологическим методом с помощью наборов Insulin(e) IRMAKIT, Beckman Coulter, Чехия. Концентрацию глюкозы в крови определяли глюкозоок-сидазным методом с использованием наборов Glucocapil и прибора SuperGL, Германия.

У всех обследуемых в сыворотке крови исследовали концентрацию веществ, дающих положительную реакцию с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК-реактивных веществ), шиффо-вых оснований, диеновых конъюгатов и карбонилированных белков по реакции с 2,4-динитрофенилгидразином. Параллельно с этим в сыворотке крови измеряли скорость индуцированного восстановленным железом свободнорадикального (перекисного) окисления липидов. Для этого 0,2 мл сыворотки смешивали с 3,8 мл 0,05 М калий-фосфатного буфера рН 7,4 и 0,25 мл 0,001 М раствора КМп04. Реакционную смесь перемешивали и инкубировали в течение 10 минут при 25 °С. После этого из нее отбирали пробу объемом 0,25 мл, которую переносили в стеклянную пробирку, содержащую 0,5 мл 20 % трихлорук-сусной кислоты (проба 1). В исходную реакционную смесь вносили 0,25 мл 0,01 М Бе804, интенсивно перемешивали и инкубировали в течение 10 минут при 25 °С. После этого из нее вновь отбирали пробу объемом 0,25 мл, которую переносили в следующую пробирку, содержащую 0,5 мл 20 % трихлоруксусной кислоты (проба 2). В обе пробирки, содержащие пробы реакционной смеси, смешанные с трихлоруксусной кислотой, добавляли 0,25 мл 1М соляной кислоты и 0,5 мл 0,7 % 2-тиобарбитуровой кислоты. После этого их интенсивно перемешивали и помещали на 10 минут в кипящую водяную баню. После кипячения пробы охлаждали и центрифугировали в течение 15 минут при 2500 об/мин. Супернатант декантировали и измеряли его оптическую плотность на спектрофотометре СФ-46 при 532 нм. Результаты измерений использовали для расчета содержания ТБК-реактивных веществ, с учетом коэффициента молярной экстинкции малонового диальдегида. Скорость индуцированного перекисно-го окисления липидов рассчитывали по разности содержания ТБК-реактивных веществ во 2 и 1 пробах и выражали в нмоль малонового диальдегида / л сыворотки крови • мин.

Полученные данные подвергали статистической обработке с использованием непараметрического метода '^1сохоп-Мапп^Ы1пеу.

Результаты исследования и их обсуждение. Исследования показали, что у подростков 13-15 лет с ожирением в сыворотке крови повышается уровень диеновых конъюгатов и ТБК-реактивных веществ на 330 % и 57 % соответственно по сравнению с таковым у здоровых сверстников (табл. 1). При этом концентрация шиффовых оснований и карбонилированных белков у них остается на уровне здоровых подростков данной возрастной группы.

Таблица 1

Содержание продуктов свободнорадикального окисления в крови подростков разных возрастных групп с ожирением на фоне инсулинорезистентности и без нее (М ± т; п)

Возраст 13-15 лет 16-18 лет

Группа обследуемых 1 2 3 1 2 3

ДК 8,4 ± 3,5 4 36,2 ± 7* 5 40,0 ± 8,2* 5 14,2 ± 3,7 5 37,0 ± 9,4* 6 44,4 ± 6,3* 7

ШО 291 ± 23 4 306 ± 24 7 327± 60 6 333 ± 20 7 306 ± 25 7 388±70* 7**

КБ 9,6 ± 1,4 6 6,6 ± 4,1 11 8,1 ± 3,6 8 9,7 ± 2,7 8 4,6 ± 0,9* 13 5,0 ± 1,3* 12

ТБК+ 0,7 ± 0,2 10 1,1± 0,2* 13 1,0 ± 0,2* 12 0,9 ± 0,3 11 1,0 ± 0,2 13 1,2 ± 0,5 15

Примечание: диеновые конъюгаты - ДК (в мкмоль/л сыворотки); шиффовы основания - ШО (в мкмоль/л сыворотки); карбонилированные белки - КБ (в нмоль/л сыворотки); ТБК+ - реактивные вещества - ТБК+ (нмоль МДА/л сыворотки).

* - Р < 0,05 к 1 группе; ** - Р < 0,05 к 2 группе 16-18 лет.

У подростков 16-18 лет с ожирением повышается уровень диеновых конъюгатов в крови на 151 % по сравнению с таковым у здоровых сверстников. Содержание ТБК-реактивных веществ и шиффовых оснований у них соответствует его величине у здоровых подростков данной возрастной группы, а карбонилированных белков - на 53 % ниже, чем у здоровых сверстников.

Представленные выше данные указывают на то, что в организме подростков с ожирением возникает оксидативный стресс. Его проявления носят зависимый от возраста характер. В большей мере он проявляется в раннем, чем в позднем пубертате. Обнаруженные сдвиги в содержании отдельных продуктов свободнорадикального окисления у подростков обеих исследованных возрастных групп не сопровождаются изменением скорости индуцированного восстановленным железом ПОЛ в крови (рис. 1), что указывает на поддержание у них в организме эффективного функционирования системы антиоксидантной защиты.

Принимая во внимание все вышеизложенное, можно предположить, что развитие окси-дативного стресса в организме подростков с ожирением связано с увеличением в нем скорости процессов свободнорадикального окисления. Причинами того могут быть увеличение концентрации в крови свободных жирных кислот [3] и катехоламинов [6].

Рис. 1. Скорость индуцированного восстановленным железом ПОЛ в сыворотке в крови у подростков разного возраста с нейроэндокринным ожирением на фоне инсулинорезистентности: светлые столбики - 13-15 лет; темные столбики - 15-18 лет; * Р < 0,05 к 2 группе 16-18 лет.

Как следует из результатов, представленных в таблице, у обследуемых подростков 13-15-летнего возраста с ожирением на фоне инсулинорезистентности повышается уровень диеновых конъюгатов и ТБК-реактивных веществ в крови соответственно на 375 % и 57 %, по сравнению с их величиной у здоровых подростков этой возрастной группы. Однако величина данных показателей не отличается у них от таковой у сверстников с неосложненным ожирением.

У подростков 16-18 летнего возраста с ожирением на фоне инсулинорезистентности повышается уровень диеновых конъюгатов и шиффовых оснований в сыворотке крови на 213 % и 22 % соответственно по сравнению с их величиной у здоровых подростков данной возрастной группы. В то же время содержание карбонилированных белков у них понижается на 49 %, по сравнению с таковым у здоровых сверстников. При этом уровень диеновых конъюгатов, ТБК-реактивных веществ и карбонилированных белков в крови обследуемых

16-18 летнего возраста с ожирением на фоне инсулинорезистентности не отличается от такового у сверстников с неосложненным нейроэндокринным ожирением, а содержание шиф-фовых оснований у них в крови оказывается на 33 % выше, чем у 16-18-летних сверстников с ожирением без инсулинорезистентности.

Обнаруженные сдвиги со стороны изученных показателей у обеих возрастных групп подростков c нейроэндокринным ожирением на фоне инсулинорезистентности не сопровождаются появлением изменений со стороны скорости индуцированного восстановленным железом свободнорадикального окисления липидов в крови, по сравнению с его величиной у здоровых сверстников (рис. 1). Однако при этом скорость индуцированного ПОЛ у 16-18-летних подростков с ожирением на фоне инсулинорезистентности становится на 71 % выше, чем у сверстников с ожирением без инсулинорезистентности.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что инсулинорезистентность не вносит существенных изменений в проявление оксидативного стресса при ожирении у подростков 13-15-летнего возраста. Однако у подростков 16-18-лет на фоне инсулинорезистентности происходит усиление проявлений оксидативного стресса. Это формирует у них предпосылки для нарушения обменных процессов, а значит, и для ухудшения прогноза заболевания.

Повышение уровня оксидативного стресса при ожирении на фоне инсулинорезистентно-сти у подростков позднего пубертатного возраста может быть связано с понижением мощности антиоксидантной системы организма. Подтверждением того может служить увеличение у них скорости индуцированного ПОЛ. Одной из причин уменьшения антиоксидантной активности крови у подростков позднего пубертатного возраста при осложненном инсулиноре-зистентностью нейроэндокринном ожирении, является торможение продукции гормонов, принимающих участие в регуляции скорости процессов свободнорадикального окисления, к числу которых относится мелатонин [5]. Однако это предположение требует детальной проверки. Детальному выяснению данного вопроса будут посвящены наши дальнейшие исследования.

Выводы:

1. В организме подростков с ожирением возникает оксидативный стресс.

2. У подростков 13-15-летнего возраста инсулинорезистентность не вносит существенных корректив в проявление оксидативного стресса при ожирении, а у подростков 16-18-летнего возраста она способствует увеличению проявлений оксидативного стресса.

3. Увеличение проявлений оксидативного стресса при ожирении в позднем пубертатном возрасте способствует усугублению нарушений со стороны обменных процессов в организме, а значит, и для ухудшения прогноза заболевания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Давыдов В.В., Божков А.И., Кульчицкий О.К. Физиологическая и патофизиологическая роль эндогенных альдегидов. - Saarbrucken: Palmarium Academic Publishing, 2012. - 240 c.

2 Сенаторова А. С., Чайченко Т.В. Ремоделирование сердца как результирующая метаболических и гемодина-мических влияний у подростков с избыточной массой тела и ожирением // Здоровье ребенка. - 2011. - Т. 31, № 4. - С. 21-25.

3 Boden G. Free fatty acid - the link between obesity and insulin resistance // Endocr. Pract. - 2001. - Vol. 1. - P. 44-51.

4 Bondia-Pons I., Ryan L., Martinez J.A. Oxidative stress and inflammation interactions in human obesity // J. Physiol. Biochem. - 2012. - Vol. 68, № 1.-P. 130-139.

5 Geins M.A., Vargas M.A., Gomez T.F. Effect of melatonin in the antioxidant defense system in locomotor muscles of the estuarine crab // Gen. and Compar. End. - 2010. - Vol. 166. - P. 72-82.

6 Joshi A.A., Prabhakar V.K.B., White H.D. Obesity, hypertension and elevated catecholamines // Endocrine Abstraes. - 2006. - Vol. 11. - P. 118.

7 Li J., Romestaing C., Han X. Cardiolipin remodeling by ALCAT1 links oxidative stress and mitochondrial dysfunction to obesity // Cell. Metab. - 2010. - Vol. 12, № 2. - P. 154-165.

8 Uchida K. Role of reactive aldehydes in cardiovascular diseases // Free Radical. Biol. Med. - 2000. - Vol. 28, № 1. - P. 1685-1696.

9 Xu X.J., Gauthier M.S., Hess D.T. Isuline sensitive and resistant obesity in humans: AMPK activity, oxidative stress, and depot specific changes in gene expression in adipose tissue // J. Lipid. Res. - 2012. - Vol. 4. - P. 792-801.

Рукопись получена: 1 декабря 2017 г. Принята к публикации: 8 декабря 2017 г.