Артериальная гипертензия (АГ) — один из основных факторов риска развития таких сердечно-сосудистых и цереброваскулярных осложнений, как ишемическая болезнь сердца, гипертрофия левого желудочка, сердечная недостаточность, мозговой инсульт [1]. Гиперлипидемия (ГЛП) признана наиболее важным неблагоприятным прогностическим фактором развития и прогрессирования заболеваний, связанных с АГ. Нарушение липидного обмена является одним из условий формирования повышенного сопротивления тока крови в артериях на начальных стадиях АГ. Тем не менее только у 50% больных АГ сочетается с ГЛП [2]. Можно предположить существование более ранних дефектов, следствием которых являются как АГ, так и ГЛП.
Важную роль в патогенезе АГ может играть модификация жирнокислотного состава липидного матрикса клеточных мембран [3, 4]. Изменение состава жирных кислот (ЖК) в мембранах высокодифференцированных клеток, понижение количества этерифицированных в фосфолипиды эссенциальных полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) приводит к уменьшению отрицательного заряда мембраны, увеличению ее микровязкости, активации синтеза провоспалительных эйкозаноидов и повышению чувствительности гладких мышечных клеток стенки артерий к действию вазоконстрикторов [5]. Гипернатриемия и гиперкальциемия цитозоля, развивающиеся при формировании ЖК новых «ионных каналов» проводимости, способствуют нарушению
функции рыхлой соединительной ткани, повышению синтеза и секреции коллагена, эластина. Это приводит к утолщению, снижению эластичности стенок артерий [3]. Представленные нарушения являются основными патогенетическими условиями стойкого повышения артериального давления (АД).
Известные и предполагаемые механизмы развития АГ, вовлеченность в этот процесс жирных кислот клеточных мембран предопределяют важную роль модификации их состава в патогенезе нарушений сосудистого тонуса и различных сердечно-сосудистых осложнений.
Цель исследования: изучить состав ЖК липидов эритроцитов у больных гипертонической болезнью (ГБ) и установить роль их модификации в патогенезе АГ.
Материал и методы
В исследовании на условиях добровольного информированного согласия были включены 34 пациента с диагностированной ГБ I—II стадии, из них 21 мужчина и 13 женщин (средний возраст 49,21±1,7 года). При диагностике ГБ руководствовались практическими рекомендациями ВНОК [6]. Среди обследованных у 16 больных ГБ отмечен нормальный липидный состав сыворотки крови, у 18 диагностирована ГЛП. Критериями ГЛП служили уровни общего холестерина (ОХС) >5,0 ммоль/л, холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС ЛНП) >3,0 ммоль/л, триглицеридов (ТГ) >1,77 ммоль/л, холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС ЛВП) <1,0 ммоль/л, индекса атерогенности (ИА) >3,5 отн. ед. [7]. С учетом выявленных изменений липидного гомеостаза сформированы 2 группы наблюдения: в 1-ю группу были объединены больные ГБ с нормальным липидным составом сыворотки
крови, во 2-ю группу — больные ГБ с ГЛП. В контрольную группу вошли 11 здоровых человек без АГ и ГЛП.
Липидный состав сыворотки крови оценивали по содержанию ОХС, ТГ, ХС ЛВП в сыворотке крови
(наборы фирмы «Ольвекс», Россия). Концентрацию ХС ЛНП и ХС ЛОНП рассчитывали по формулам
Фридвальда: ХС ЛНП = ОХС – (ХС ЛВП + ХС ЛОНП), ХС ЛОНП = ТГ/2,2, результаты выражали в милли-
молях на литр. ИА рассчитывали по формуле: ИА = (ОХС – ХС ЛВП)/ХС ЛВП [8].
Экстракцию липидов из эритроцитов крови производили методом Блайя и Дайера [9]. Метиловые эфиры ЖК получали по методу Carreau и Duback [10], анализировали на газожидкостном хроматографе Shimadzu GC-17A, снабженном пламенно-ионизационным детектором и капиллярной колонкой (0,25 мм × 30 м) с привитой фазой Supelcowax 10. Расчет площади хроматографических пиков и обработку результатов проводили на станции Z-Chrom. Метиловые эфиры ЖК идентифицировали по времени удерживания с использованием стандартов и по значениям углеродных чисел [11]. Результаты выражали в процентах от общей суммы ЖК.
Статистическую обработку данных проводили с использованием методов описательной статистики.
Статистическую значимость различий средних величин определяли по t-критерию Стьюдента.
Результаты
В табл. 1 представлена липидограмма обследованных лиц. У пациентов 1-й группы уровни липидов в сыворотке крови не выходили за пределы норм, рекомендованных ВНОК [6]. У больных 2-й группы отмечалось повышение концентрации ОХС, ТГ, ХС ЛНП, ХС ЛОНП и ИА на фоне снижения уровня ХС ЛВП.
Таблица 1. Клинико биохимические показатели больных ГБ (M±m).
Качественный состав ЖК липидов эритроцитов больных ГБ представлен насыщенными, моно- и полиеновыми кислотами с длиной углеродной цепи от С12 до С22 (табл. 2). Анализ количественного состава ЖК липидов эритроцитов позволил выявить, что у лиц с АГ наблюдались существенные изменения в составе ЖК по сравнению с контрольной группой.
У больных ГБ 1-й группы без ГЛП отмечалось перераспределение жирнокислотного состава в эритроцитах в сторону повышения доли насыщенных ЖК — маргариновой (17:0; р<0,001), стеариновой (18:0; р<0,001) и эйкозановой (20:0; р<0,001). Среди моноеновых кислот отмечено увеличение содержания олеиновой (18:1ω9; р<0,05) и эйкозомоноеновой (20:1; р<0,001) ЖК, появление гептадекамоноеновой (17:1ω9). Подобные изменения в составе моноеновых кислот делают мембрану более уязвимой к окислению, поскольку олеиновая кислота, будучи активным эндогенным захватчиком активных форм кислорода, сама становится источником цитотоксичных продуктов липопероксидации, инициирует деструкцию мембран [12].
Установлено снижение доли некоторых полиеновых ЖК семейства ω6 — линолевой (18:2ω6), арахидоновой (20:4ω6), докозатетраеновой (22:4ω6), что закономерно отразилось в уменьшении суммарного показателя ненасыщенных ЖК ω6 (р<0,05). Изменений в количественном составе ПНЖК ω3 не выявлено. Обнаружено увеличение относительного уровня кислоты Мида (20:3ω9), компенсаторный синтез которой происходит при дефиците полиеновых кислот семейств ω6 и ω3. Увеличение доли кис-
лоты Мида и отмеченное повышение уровня олеиновой кислоты свидетельствуют об активном синтезе субстратов для образования простациклинов и тромбоксанов, обладающих вазоконстрикторными свойствами [3, 4].
Таблица 2. Содержание ЖК липидов эритроцитов (% от общей суммы жирных кислот) больных с ГБ (M±m).
Для интегральной характеристики метаболических превращений ЖК рассчитывали индекс ненасыщенности как сумму произведений двойных связей в каждой ЖК на ее относительное процентное содержание [12]. Следствием дефицита полиеновых кислот и повышения доли насыщенных ЖК в мембране эритроцитов больных 1-й подгруппы стало уменьшение индекса ненасыщенности (р<0,01) по сравнению с таковым у контрольной группе.
Изменения в составе ЖК крови являются результатом нарушения их метаболизма в печени. Для анализа метаболических превращений ЖК и оценки активности ферментов, участвующих в метаболизме ЖК, использованы показатели соотношений их отдельных представителей [12]. Снижение отношения 20:4ω6/20:5ω3 и 22:6ω3/22:5ω3, выявленное у пациентов 1-й группы, отражает нарушение синтеза эйкозаноидов различных серий в сторону повышения образования оксилипинов 2-й и 4-й серии, проявляющих вазоконстрикторные, агрегационные свойства и снижение активности ферментов последнего этапа биосинтеза ЖК [3, 12].
У больных 2-й группы, в отличие от 1-й группы, обнаружены более выраженные изменения в количественном составе насыщенных и полиеновых ЖК семейства ω3 в мембране эритроцитов. Выявлено накопление пентадекановой (15:0; р<0,05) и пальмитиновой (16:0; р<0,001) насыщенных ЖК на фоне достоверного снижения доли докозапентаеновой (22:5ω3; р<0,01) и докозагексаеновой ПНЖК (22:6ω3; р<0,01). Дефицит полиеновых ЖК семейства ω3 подтвержден уменьшением суммарного количества ПНЖК ω3 (р<0,05). Сохраняется высокое содержание олеиновой кислоты, отмеченное и у пациентов 1-й группы. Обращает внимание повышение уровня предшественника эйкозаноидов с вазоконстрикторными эффектами — арахидоновой кислоты (20:4ω6; р<0,001), что является признаком недостатка полиеновых кислот семейства ω3. Дисбаланс в составе ПНЖК
семейств ω3 и ω6 отразился в уменьшении отношения ω3/ω6 (р<0,05). Результатами экспериментальных исследований и клинических наблюдений доказано, что при повышенном АД отношение ω3/ω6 снижено в 2 раза [4]. Известно также, что полиеновые кислоты ω3 по химическому строению более ненасыщенные, чем ПНЖК семейства ω6. Выявленное у пациентов 2-й группы накопление в клеточной мембране насыщенных и полиеновых ЖК ω6 при дефиците ПНЖК ω3 свидетельствует об уменьшении текучести липидного бислоя клетки, активности мембрансвязанных ферментов, торможении связывания рецепторов с лигандами [3—5, 12].
Анализ показателей, характеризующих активность ферментов метаболизма ЖК, позволил выявить снижение активности Δ5-десатуразы ω6 ЖК, отразившееся в уменьшении отношения 20:4ω6/20:3ω6. Обнаруженное уменьшение отношения 20:4ω6/20:5ω3 характеризует нарушение в эйкозаноидном цикле и увеличение синтеза оксилипинов с выраженными вазоконстрикторными (тромбоксан А2) и провоспалительными (лейкотриен В4) свойствами [5, 12].
Полученные результаты свидетельствуют о нарушении состава ЖК липидов эритроцитов у лиц с АГ
независимо от наличия ГЛП. Характерной особенностью модификации жирнокислотного состава липидов эритроцитов у больных с нормолипидемией является увеличение доли маргариновой, стеариновой, эйкозановой насыщенных ЖК, кислоты Мида при аномально низких значениях для полиеновых кислот семейства ω6 — линолевой и арахидоновой.
Известно, что гиперхолестеринемии в крови предшествуют нарушение лиганд-рецепторного взаимодействия и блокада активного поглощения клетками эссенциальных ПНЖК и их дефицит [3, 4, 13]. Существенный показатель патологии транспорта ЖК и недостатка физиологически важных ПНЖК — активация эндогенного синтеза клетками кислоты Мида. Увеличение субстрата для образования эйкозаноидов с выраженными ваконстрикторными и провоспалительными свойствами инициирует становление АГ и развитие сердечно-сосудистых осложнений. Дефицит полиеновых ЖК изменяет жидкостность аннулярных фосфолипидов в плазматической мембране клеток, способствует нарушению функции интегральных белков бислоя («ионные насосы», рецепторы, транспортные и сигнальные системы), которые, оказавшись в безводном окружении, меняют свою конформацию и функцию. Одновременно с развившейся блокадой поступления в клетку полиеновых кислот и изменением структуры рецепторного аппарата нарушается активный транспорт в клетку насыщенных ЖК в составе ЛОНП путем эндоцитоза апоЕ/В-100. Следствием этого процесса становятся компенсаторная активация гидролиза ТГ адипоцитами и повышенная элиминация в кровоток насыщенных ЖК. Таким способом формируются условия для увеличения в крови уровня ТГ и развития гипертриглицеридемии. Следовательно, патологические изменения в составе мембранных липидов, возникающие по причине нарушения активного транспорта ЖК и приводящие к формированию АГ, также становятся неизбежными самостоятельными факторами развития ГЛП, что и было подтверждено нашими исследованиями [12, 13].
У пациентов с АГ на фоне гиперхолестеринемии и гипертриглицеридемии выявлены более глубокие
перестройки липидного матрикса мембраны эритроцитов. Отмечено повышение доли насыщенных пентадекановой и пальмитиновой, полиеновой арахидоновой кислот. Отличительной особенностью модификации ЖК липидов эритроцитов у больных с АГ при ГЛП стал дефицит ПНЖК ω3. Обнаруженное превалирование доли насыщенных ЖК в эритроцитах при одновременном недостатке полиеновых кислот может свидетельствовать о патологии их транспорта с преобладанием пассивного поглощения клетками ЖК. Интегральными показателями нарушенного поглощения клетками как
насыщенных ЖК, так и ПНЖК являются низкий уровень ХС ЛВП и высокое содержание ТГ и ОХС в сыворотке крови [3, 4, 13]. Эндогенный недостаток в клетках ПНЖК ω3 приводит к изменению физико-химических свойств плазматических мембран, нарушению функционирования рецепторов к инсулину и транспортных систем поступления в клетку глюкозы, развитию внутриклеточной гипогликемии и компенсаторной гиперинсулинемии, активации синтеза эйкозаноидов с провоспалительной и вазоконстрикторной активностью, формированию синдрома системного воспаления и условий для атерогенеза [13].
Заключение
Структурно-функциональные изменения эритроцитарных мембран при гипертонической болезни развиваются как часть общих системных нарушений липидного обмена. Дефекты рецепторпосредованного механизма захвата ЖК индуцируют формирование артериальной
гипертензии. Увеличение дезорганизации липидной компоненты клеточной мембраны обусловливает развитие гиперлипидемии и прогрессирование гипертонической болезни. Модификация состава эритроцитарных жирных кислот является достаточно тонким показателем патологии липидного обмена, проявляющимся значительно раньше, чем изменения в липопротеидах плазмы крови. Полученные результаты убедительно свидетельствуют о важной роли жирных кислот в патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний.
