Біомаркери окисного стресу при метаболічному синдромі - Синево
Біомаркери окисного стресу при метаболічному синдромі
Метаболічний синдром
Метаболічний синдром об’єднує плеяду взаємопов’язаних фізіологічних, біохімічних, клінічних та біологічних факторів, які визначають людей з високим ризиком розвитку серцево-судинних захворювань та діабету типу 2. Таким чином, наявність метаболічного синдрому забезпечує втричі більший ризик розвитку захворювання. ішемічна хвороба серця та інсульт, подвоюючи смертність від цих причин. Ризик раптової смерті в п’ять разів вищий у хворих на цукровий діабет і в 2-3 рази вищий у пацієнтів з метаболічним синдромом. Якщо цукрового діабету ще немає, метаболічний синдром збільшує ризик розвитку діабету 2 типу в п’ять разів.
Інсулінорезистентність, абдомінальне ожиріння, атерогенна дисліпідемія, дисфункція ендотелію, гіпертонія, стан гіперкоагуляції, генетична схильність і хронічний стрес є основними факторами цього синдрому.
Метаболічний синдром часто характеризується окислювальний стрес, умова наявності дисбалансу між виробництвом та інактивацією активних форм кисню. Збільшення генерації активних форм кисню, зниження активності антиоксидантних систем або обох механізмів можуть брати участь у виникненні окисного стресу.
Існує безліч експериментальних даних, які підтверджують потенційну роль окисного стресу у виробленні проявів, пов'язаних з метаболічним синдромом, відповідно атеросклероз, гіпертонія і діабет 2 типу. Крім того, пацієнти з метаболічним синдромом демонструють, з одного боку, зниження антиоксидантної здатності, про що свідчить низький рівень вітаміну С, α-токоферолу та знижена активність супероксиддисмутази, а з іншого боку - збільшення перекисного окислення ліпідів, що призводить до збільшення плазмові рівні малонового діальдегіду, збільшення карбонільних груп за рахунок окислювальної деградації білків та збільшення активності ксантиноксидази, що призводить до надмірного продукування вільних радикалів.
Окислені ліпопротеїди низької щільності (окислені ЛПНЩ) є визнаним біомаркером окисного стресу. Окислений ЛПНЩ активує циркулюючі моноцити і підвищує їх здатність проникати в судинну стінку - рання стадія в процесі атерогенезу. Довге дослідження показало, що підвищений рівень окисленого ЛПНЩ у плазмі крові пов’язаний із підвищеним ризиком розвитку метаболічного синдрому. З іншого боку, спостерігали кореляцію між компонентами метаболічного синдрому та рівнями циркулюючого окисленого ЛПНЩ. Таким чином, асоціацію LDLoxidate із ожирінням можна пояснити збільшенням маси жирової тканини в результаті прямої стимуляції проліферації адипоцитів або опосередковано збільшенням запального інфільтрату з моноцитами/макрофагами, що, в свою чергу, сприяє адипогенезу. Взаємозв'язок між окисленим ЛПНЩ та гіперглікемією може бути зумовлений зменшенням передачі сигналу інсуліну через його рецептор та поглинанням глюкози, а також руйнуванням β-клітин на острівцях підшлункової залози.
Що стосується зв'язку між Окислений ЛПНЩ та гіпертригліцеридемія, це базується на зміненому зберіганні тригліцеридів. У свою чергу, метаболічний синдром посилює вироблення окисленого ЛПНЩ за допомогою механізму зворотного зв'язку. Важливо зазначити, що підвищені концентрації окисленого ЛПНЩ у плазмі крові були пов’язані з підвищеним ризиком інфаркту міокарда, незалежно від рівня ЛПНЩ-холестерину та інших факторів серцево-судинного ризику, що вказує на те, що окислений ЛПНЩ буде біомаркером прогностичного значення. Ці висновки також мають терапевтичні наслідки, але необхідні подальші дослідження, щоб продемонструвати роль змін у харчуванні та способі життя, а також медикаментозне лікування, яке пригнічує окислення ЛПНЩ у профілактиці метаболічного синдрому. У лабораторії окислений ЛПНЩ визначають за допомогою імуноферментних аналізів з використанням моноклональних антитіл проти специфічних для окислення епітопів на молекулах ЛПНЩ.
Іншим біомаркером окисного стресу є кінцевий продукт перекисного окислення ліпідів. Недавнє дослідження показало, що у дорослих із підвищеним рівнем MDA у плазмі крові спостерігається вища поширеність метаболічного синдрому, а також вищий рівень окружності живота, глюкози, тригліцеридів та гамма-глутамілтрансферази (GGT). Крім того, рівні MDA безпосередньо корелювали із споживанням сахарози. У майбутніх дослідженнях буде проаналізована ефективність інгібіторів MDA при метаболічному синдромі. У лабораторії MDA визначають за допомогою рідинної хроматографії високого тиску (ВЕРХ).
Вважається відносно специфічним біомаркером для окисних змін, опосередкованих пероксинітритом - потужним антиоксидантом, який індукує нітрування залишків тирозину в структурі білків. Попередньо показавши, що NT є незалежним фактором ризику серцево-судинних захворювань, одне дослідження повідомило про прогресивне підвищення рівня NT у плазмі разом із значеннями HOMA (оцінка моделі гомеостазу) на основі кількості компонентів метаболічного синдрому, наявних у пацієнта. Вільна плазма 3-NT визначається в лабораторії методом рідинної хроматографії в поєднанні з мас-спектрометрією (LC/MS).
Для того, щоб оцінити антиоксидантну систему, яка виконує роль інактивації активних форм кисню, на практиці можна визначити активність ферментів. глутатіонпероксидаза (GPX) та супероксиддисмутаза (SOD). GPX, фермент, що містить селен, втручається в деградацію органічних гідропероксидів в результаті нормальних метаболічних процесів і забезпечує захист білків, ліпідів та нуклеїнових кислот від дії окислювальних молекул. За даними групи дослідників, активність GPX була значно нижчою у пацієнтів з метаболічним синдромом, що було пов’язано з підвищеним окислювальним стресом та прозапальним статусом. Крім того, було показано, що існує зворотна кореляція між активністю GPX та індексом маси тіла (ІМТ)/величиною окружності живота. SOD - це сімейство антиоксидантних металоферментів, що запобігає накопиченню супероксидного аніона, який, у свою чергу, може вступати в реакцію з оксидом азоту та утворювати пероксинітрит. При метаболічному синдромі було встановлено, що спостерігається зниження активності СОД, обернено пропорційне кількості компонентів метаболічного синдрому, наявних у пацієнта. У лабораторії активність GPX і SOD в еритроцитах визначають фотометричними методами.
На закінчення слід сказати, що метаболічний синдром є клінічним об’єктом із складною ендокринною, метаболічною та серцево-судинною базами, а підвищений окислювальний стрес пов’язаний із компонентами синдрому, що вважається ранньою подією в їх патогенезі. Визначення біомаркерів у крові може бути важливим, з одного боку, при оцінці ступеня окисного стресу у пацієнтів з високим ризиком або вже мають метаболічний синдром, а з іншого боку, при використанні терапевтичних стратегій, спрямованих на оксидативний стрес, з метою для затримки початку або запобігання прогресуванню клінічних проявів.
Бібліографія:
1. Chen SJ та співавт. Взаємозв’язки між запаленням, адипонектином та окислювальним стресом при метаболічному синдромі. PloS One. 2012 (9): e45693.
2. Еспозіто К та ін. Окислювальний стрес при метаболічному синдромі. J Ендокринол Інвест. 2006 жовтня; 29 (9): 791-5.
2. Ісогава А та ін. Активність супероксиддисмутазної сироватки корелює з компонентами метаболічного синдрому або товщиною інтима-середовища сонної артерії. Діабет Res Clin Pract. 2009; 86 (3): 213-8.
4. Moreto L et al. Більш високі концентрації малонового діальдегіду у плазмі визначаються метаболічною синдромом, пов'язаною з глюколіпотоксичністю. Oxid Med Cell Longev. 2014; 2014: 505 368.
5. Робертс К.К., Сіндху К.К. Оксидативний стрес та метаболічний синдром. Life Sci. 2009 22 травня; 84 (21-22): 705-12.
6. Юберро-Серрано Е.М. та ін. Оксидативний стрес пов'язаний з кількістю компонентів метаболічного синдрому: дослідження ЛІПГЕН. Див. Коментар у PubMed Commons нижче Exp Mol Med. 2013, 21 червня; 45: e28.