Активность свободнорадикальных окислительных реакций и состояние липидного обмена при гипертонической болезни.

В настоящее время активация свободнорадикальных окислительных процессов и развитие оксидантного стресса признается одним из важнейших патогенетических механизмов различных сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе гипертонической болезни (ГБ) [2, 4, 7]. Повышенная продукция свободных радикалов способствует развитию эндотелиальной дисфункции с нарушением соотношения влияния вазоактивных веществ и факторов с преобладанием вазоконстрикторных эффектов [8–10]. Вместе с тем, эндотелиальная дисфункция является одним из наиболее ранних этапов в патогенезе ГБ [12]. Гораздо менее исследованным остается вопрос о роли оксидантного стресса на более поздних стадиях заболевания [5]. Отсутствуют четкие представления о соотношении свободнорадикальных окислительных процессов с другими возможными факторами прогрессирования ГБ, в частности с нарушениями липидного обмена, представляющими важнейший механизм усугубления атеросклеротического поражения сосудов [6]. Эти вопросы приобретают особый интерес в связи с тем, что ГБ, особенно при длительном ее течении, и атеросклероз чаще всего являются сопутствующими заболеваниями, обладающими взаимомодулирующими эффектами их основных патогенетических составляющих [11].

Цель работы – исследование особенностей активации свободнорадикальных окислительных процессов и их соотношения с состоянием липидного обмена при длительном течении гипертонической болезни.

Материал и методы

Для выполнения основных задач работы была исследована кровь 110 больных с ГБ ІІ–ІІІ стадии, находившихся под наблюдением сотрудников отдела гипертонической болезни (руководитель – профессор Е.П. Свищенко) ННЦ «Институт кардиологии им. акад. Н.Д. Стражеско».

Активность свободнорадикальных окислительных процессов оценивали по содержанию в сыворотке крови промежуточных и конечных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) – диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида, по изменениям уровня конечных продуктов свободнорадикального окисления белков – 1,4-динитрофенилгидразонов в сыворотке крови и в атерогенных липопротеинах [1, 3]. Эффективность антиоксидантной защиты исследовали по изменениям активности одного из основных антиоксидантных ферментов – каталазы.

У всех пациентов одновременно были изучены особенности липидного обмена: содержание в сыворотке крови холестерина (ХС), триацилглицеридов (ТГ), ХС липопротеинов высокой плотности (ХС ЛПВП), низкой плотности (ХС ЛПНП) и очень низкой плотности (ХС ЛПОНП). Исследования проводили на биохимическом анализаторе «А-25» (Biosystems, Испания). Для оценки атерогенного потенциала крови, наряду с общепринятым расчетным коэффициентом атерогенности, прямым методом определяли содержание ДК в атерогенных липопротеинах, так называемый индекс перекисной модификации атерогенных липопротеинов (ИПМАЛП, патент Украины № 30972, 2000 г.).

Обследованные нами больные имели диагноз ГБ на протяжении в среднем не менее 15 лет. Следует отметить, что у данного контингента больных трудно было исключить и наличие атеросклеротических сосудистых изменений. Однако в данной работе мы не оценивали этот фактор, так как только отдельные пациенты были исследованы на предмет верификации коронарного атеросклероза (коронарографическое исследование). Кроме того, наша задача состояла не в оценке наличия атеросклероза у больных, а в исследовании механизмов и предпосылок прогрессирования атеросклероза и ГБ.

Для индивидуальной оценки степени оксидантного стресса у всех обследованных мы проанализировали и сопоставили выраженность каждого из трех его основных компонентов: а) интенсификации процессов ПОЛ, б) активации свободнорадикального окисления белков, в) изменений активности антиоксидантных ферментов. На основании этих критериев были выделены четыре подгруппы пациентов.

Статистический анализ полученных результатов был проведен с применением метода сравнения средних величин с использованием пакета программ компьютерной статобработки.

Результаты и их обсуждение

Проведенные исследования показали, что в условиях длительного течения ГБ только в одной пятой части наблюдений мы не смогли зарегистрировать признаков активации свободнорадикальных окислительных реакций. У большинства же больных (80,0 %) имели место выраженные в различной степени признаки оксидантного стресса.

На основании количественных характеристик реакций свободнорадикального окисления липидов, белков и активности антиоксидантной защиты были сформированы три подгруппы больных с различной выраженностью оксидантного стресса.

В первую подгруппу вошли больные с отчетливым проявлением всех компонентов оксидантного стресса: практически двукратной активацией перекисного окисления липидов, отчетливым нарастанием продуктов свободнорадикального окисления белков в атерогенных липопротеинах (на 73,3 %) на фоне достоверного снижения активности антиоксидантной защиты (снижение активности каталазы на 37,5 %). Описанные изменения наблюдали у 30,0 % пациентов.

Вторую подгруппу составили больные, у которых имели место более умеренные изменения исследуемых показателей. Наиболее отчетливым у них оказалось свидетельствующее об активации процессов ПОЛ увеличение на 41,5 % уровня ДК в сыворотке крови. Несколько более умеренно были выражены два остальных компонента оксидантного стресса – активация свободнорадикального окисления белков (на 30 %) и снижение активности каталазы (на 33 %). Описанная подгруппа составила 30,9 % общего количества наблюдений.

В третью подгруппу мы отнесли пациентов, у которых наиболее отчетливым и единственно достоверным изменением явилось снижение активности антиоксидантного фермента каталазы (практически на одну треть), что сочеталось с тенденцией к умеренному нарастанию интенсивности свободнорадикальных окислительных реакций (изменения не превышали 10–15 %). Больные с такими изменениями, условно названными «начальными» проявлениями оксидантного стресса, составили 19,1 % всех обследованных. Четвертую подгруппу составили 22 пациента без признаков оксидантного стресса.

Учитывая причинно-следственные взаимоотношениях между оксидантным стрессом, нарушениями обмена липидов с ростом атерогенного потенциала крови, мы сопоставили данные о состоянии активации свободнорадикальных процессов с характеристиками липидного обмена обследованных пациентов. По группе в целом в условиях длительного течения ГБ было определено достоверное увеличение на 38,6 % содержания общего ХС крови одновременно с увеличением в полтора раза уровня ТГ. Выявлена лишь умеренная тенденция к снижению ХС антиатерогенных липопротеинов (ЛПВП) – на 22,0 %. При этом наблюдали достоверное нарастание на 93,9 % содержания ХС ЛПНП, сочетавшееся с тенденцией к увеличению на одну треть уровня ХС ЛПОНП. Таким образом, по группе в целом в условиях длительного течения ГБ были отмечены неблагоприятные изменения обмена липидов, обусловливающие отчетливое и достоверное увеличение атерогенного потенциала крови практически в два раза. Центральное место среди указанных изменений принадлежало увеличению содержания ХС ЛПНП.

Особенности нарушения обмена липидов были проанализированы отдельно в подгруппах больных с различной выраженностью оксидантного стресса. Наиболее отчетливые изменения липидного обмена наблюдали в І подгруппе пациентов – с отчетливыми признаками оксидантного стресса. Прежде всего, это проявилось значительно и достоверно повышенным содержанием в крови общего ХС (на 49,9 %) и ТГ (на 75,8 %).

Наряду с этим наиболее значительными были изменения во фракции ЛПНП – содержание ХС в них возросло практически в 2 раза (на 107,3 %). Снижение уровня антиатерогенных липопротеинов было умеренным и проявлялось в виде тенденции. Такие неблагоприятные изменения сопровождались отчетливым увеличением атерогенного потенциала крови и ИПМАЛП – эти показатели увеличивались почти в два раза.

У больных с умеренными признаками оксидантного стресса (II подгруппа) также выявлены отчетливые проатерогенные сдвиги липидного обмена. Вместе с тем у этих больных обнаружена тенденция к более умеренному проявлению неблагоприятных изменений по сравнению с пациентами I подгруппы, что проявилось менее отчетливым увеличением содержания общего ХС (на 37,0 %) и ТГ (на 52,5 %), менее существенным увеличением уровня ХС ЛПНП (на 97,8 %), коэффициента атерогенности (на 86, 9 %) и ИПМАЛП (на 67,2 %).

У пациентов с «начальными» признаками оксидантного стресса (IIІ подгруппа) также наблюдали изменения липидного обмена, однако менее выраженные, чем у больных II подгруппы: достоверное увеличение на 36,5 % содержания в крови общего ХС, все еще достаточно выраженное (на 87,8 %) повышение уровня ХС атерогенных липопротеинов и отчетливое увеличение коэффициента атерогенности и ИПМАЛП.

Наиболее умеренные сдвиги липидного обмена обнаружены у больных без признаков оксидантного стресса (IV подгруппа). Увеличение содержания общего ХС крови было меньше практически в 2 раза по сравнению с I подгруппой, хотя уровень ХС оставался на 25 % выше контрольного. Значительно меньшим было увеличение уровня ХС ЛПНП (67,4 % по сравнению с 107,3 %), гораздо более умеренным оказался и прирост коэффициента атерогенности, который достигал 38,1 %. Увеличение ИПМАЛП было достаточно значимым, хотя и менее выраженным, чем в предыдущих подгруппах (на 60,8 %).

Сопоставление данных, полученных в четырех подгруппах, показало, что отчетливые признаки оксидантного стресса сопровождались наиболее выраженными проатерогенными сдвигами липидного обмена, а в последующих подгруппах параллельно ослаблению признаков стресса мы наблюдали уменьшение выраженности липидных нарушений. При сравнении результатов, полученных в І–ІІІ подгруппах (с признаками оксидантного стресса различной выраженности) зависимость между степенью оксидантного стресса и выраженностью сдвигов липидного обмена проявлялась в виде четкой тенденции для следующих показателей: содержание общего ХС, уровень ХС ЛПНП, коэффициент атерогенности крови. Вместе с тем в результате статистического сопоставления данных показателей в трех подгруппах не выявили достоверных различий между ними.

У пациентов IV подгруппы (без проявлений оксидантного стресса) сдвиги липидного обмена оказались наименее выраженными. При статистическом сопоставлении нам удалось подтвердить достоверность различий выраженности изменений липидного обмена между пациентами с отчетливыми признаками оксидантного стресса и больными без таковых. Различия были статистически достоверными для таких показателей, как содержание общего ХС в крови, уровень ХС ЛПНП, коэффициент атерогенности и ИПМАЛП.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что большинство больных с ГБ с длительным течением заболевания имели нарушения липидного обмена, в определенной степени связанные с развитием оксидантного стресса. Отчетливые признаки оксидантного стресса сопровождались наиболее выраженными проатерогенными нарушениями липидного обмена, тогда как при отсутствии признаков активации свободнорадикальных окислительных процессов храктеристики липидного обмена оказались наиболее благоприятными.

Вместе с тем сочетание оксидантного стресса и нарушений липидного обмена оказалось характерным не для всех обследованных нами больных. Так, у пациентов IV подгруппы, несмотря на отсутствие признаков активации свободнорадикальных процессов отмечены умеренные, но достоверные проявления проатерогенных липидных нарушений – нарастание содержания ХС ЛПНП, повышение коэффициента атерогенности. Полученные данные, с нашей точки зрения, свидетельствовали о многокомпонентной природе проатерогенных нарушений липидного обмена в условиях длительного течения ГБ.

Таким образом, при длительном течении ГБ прослеживается зависимость между выраженностью признаков оксидантного стресса и степенью нарушений липидного обмена. Однако наблюдаемые в части случаев проатерогенные изменения липопротеинов при отсутствии признаков активации свободнорадикальных процессов свидетельствовали о том, что связь между выраженностью оксидантного стресса и проатерогенными изменениями липидного обмена может включать дополнительные факторы, определяющие ее опосредованный и многокомпонентный характер.

Выводы

У больных с гипертонической болезнью II–III стадии при длительном течении заболевания в 80 % наблюдений проявляются признаки активации свободнорадикальных окислительных процессов различной интенсивности: от слабо выраженных до отчетливых.

При длительном течении гипертонической болезни обнаружена зависимость между выраженностью признаков оксидантного стресса и проатерогенными липидными изменениями – накоплением холестерина липопротеинов низкой плотности, повышением атерогенности сыворотки крови, увеличением содержания общего холестерина крови, то есть факторами дальнейшего прогрессирования атеросклеротических изменений.

Литература

1. Дубинина Е.Е., Бурмистров С.О., Ходов Д.А., Поротов И.Г. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод ее определения // Вопросы мед. химии. – 1995 – Т. 41 – С. 24-26.
2. Свищенко Е.П., Коваленко В.Н. Гипертоническая болезнь. Вторичные гипертензии. – К., 2002. – 204 с.
3. Стальная И.Д. Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирных кислот // Сб. Современные методы в биохимии / Под ред. В.Н. Ореховича. – М.: Медицина, 1977. – С. 64-67.
4. Топчий И.И., Горбач Т.В., Бондарь Т.Н. Взаимосвязь изменений антиоксидантной системы и метаболизма оксида азота у больных хронической болезнью почек с артериальной гипертензией // Серце і судини. – 2006. – № 1. – С. 89-94.
5. Bongalore S., Meserli F.N. Hypertension in the erderly: a compelling contraindication for beta-bloker? // J. Hum. Hypertension. – 2007. – Vol. 21. – № 4. – P. 259-260.
6. Cathcart M.K. Regulation of superoxide anion production by NADPH oxidase in monocytes-macrophages: contribution to atherosclerosis // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. – 2004. – Vol. 24. – P. 23-28.
7. Ding Y., Li Y.M., Zimmerman M. Role of CuZn superoxide dismutase on carotid body function in heart failure rabbits // Сardiovasc. Res. – 2009. – Vol. 81. – P. 678-685.
8. Hamilton C.A., Brosnan M.J., McIntire M. et al. Superoxide excess in hypertension and aging : a common cause of endothelial dysfunction // Hypertension. – 2001. – Vol. 37. – P. 529-534.
9. Hirata K., Wachopoulas C., Adjui A., Rour M.F. Benefits from angiotensin-converting enzyme inhibitor «beyond blood pressure lowering»: beyong blood pressure or beyond the brachial artery? // J. Hypertension. – 2005. – Vol. 23. – P. 551-556.
10. Jalil J.E., Perez A., Ocaransa M.P. et al. Increased aortic NADRH oxidase activity in rats with genetically high angiotensin-converting enzyme levels // Hypertension. – 2005. – Vol. 46. – P. 1362-1367.
11. Opie L.N. Controversies in cardiology // Lancet. – 2006. – Vol. 367. – P. 13-14.
12. Sun Y., Carretero O.A., Xu J. et al. Lack of inducible NO synthase reduced oxidative stress and enhances cardiac response to isoprotereno in mice with deoxycorticosterone acetate-salt hypertension // Hypertension. – 2005. – Vol. 46. – P. 1355-136.

Н.Н. Орлова, И.Н. Евстратова, Н.Н. Василинчук, Л.С. Мхитарян.

Национальный научный центр «Институт кардиологии им. акад. Н.Д. Стражеско» АМН Украины, г. Киев.