Помощь студентам в учебе
Особенности фосфолипидного профиля у жителей Арктики
|
Определения, обозначения и сокращения 6
Введение 7
1 Обзор литературы 10
1.1 Роль фосфолипидов в обмене веществ человека 10
1.2 Адаптационные изменения липидного метаболизма человека на Севере 17
2 Материалы и методы исследования 24
2.1 Материалы исследования 24
2.2 Методы исследования 25
3 Результаты исследования и их обсуждения 28
3.1 Сравнительный анализ показателей фосфолипидного профиля у практически
здоровых жителей арктических и приарктических регионов России 28
3.2 Динамика возрастных изменений фракций сывороточных фосфолипидов у практически здоровых жителей арктических и приарктических территорий
России 35
3.3 Сравнительный анализ фракций сывороточных фосфолипидов у практически
здоровых жителей различных климатогеографических широт на примере арктического региона Севера (поселок Несь) и южного региона Кавказа (город Цхинвал) 45
Заключение 52
Список использованных источников 55
Приложение А Референтные значения фракций сывороточных фосфолипидов 65
Введение 7
1 Обзор литературы 10
1.1 Роль фосфолипидов в обмене веществ человека 10
1.2 Адаптационные изменения липидного метаболизма человека на Севере 17
2 Материалы и методы исследования 24
2.1 Материалы исследования 24
2.2 Методы исследования 25
3 Результаты исследования и их обсуждения 28
3.1 Сравнительный анализ показателей фосфолипидного профиля у практически
здоровых жителей арктических и приарктических регионов России 28
3.2 Динамика возрастных изменений фракций сывороточных фосфолипидов у практически здоровых жителей арктических и приарктических территорий
России 35
3.3 Сравнительный анализ фракций сывороточных фосфолипидов у практически
здоровых жителей различных климатогеографических широт на примере арктического региона Севера (поселок Несь) и южного региона Кавказа (город Цхинвал) 45
Заключение 52
Список использованных источников 55
Приложение А Референтные значения фракций сывороточных фосфолипидов 65
К районам Крайнего Севера и приравненным к ним местностям отнесены полностью 16 и частично 11 субъектов Российской Федерации, которые занимают 11 млн км2, или почти две трети территории России. Здесь постоянно проживают 10,7 млн человек, или 7,4% населения страны, в том числе представители около 30 коренных малочисленных народов [20].
Значение Севера для России определяется его исторической и геополитической ролью, территориальным и природно-ресурсным потенциалом. Здесь сосредоточено почти 80% запасов всех полезных ископаемых страны и расположено около трети экологически чистой территории Земли, что является стратегическим резервом не только России, но и всей планеты [20].
Сложность природно-климатических условий, недостаточная развитость социальной сферы, в том числе и здравоохранения, - все эти факторы прямо или косвенно влияют на состояние здоровья местных жителей, а вопросы его сохранения приобретают особую медико-социальную значимость [20].
Согласно литературным данным одной из главных проблем у лиц, проживающих в высоких широтах, является изменения процессов жирового обмена. Это связано с активацией энергетических трат в основном за счет липидных энергоносителей, так как адаптивные перестройки в организме приводят к существенным физиологическим изменениям главным образом липидного гомеостаза [4, 16, 19, 34, 47].
Одним из важнейших классов липидов организма являются фосфолипиды. Они участвуют в формировании липопротеидных комплексов сыворотки крови, являются основными структурными элементами клеточных мембран, регулируют их проницаемость для жирорастворимых веществ, участвуют в активном межклеточном транспорте сложных веществ и отдельных ионов. В свою очередь, фосфолипиды являются не только структурными компонентами мембран клеток, но и важнейшими участниками функциональной активности. От свойств липидной фазы мембран, таких как вязкость, поверхностный заряд, полярность, зависит работа мембранных ферментов и рецепторов, а также способность клеток к фагоцитозу и адгезии. Вследствие этого фосфолипиды имеют большое значение для обеспечения нормальной сбалансированности работы организма и его отдельных органов [1].
Различные стороны изучаемого вопроса освещены в исследованиях российских и зарубежных авторов [3, 4, 12, 18, 21, 26, 39, 51, 52, 63, 67]. В тоже время, в доступных источниках ограничены сведения, касающиеся комплексной оценки процентного содержания фракций сывороточных фосфолипидов, а именно ФС, СФМ, ФХ, КЛ у жителей арктических территорий России, что и определило актуальность данного исследования.
Цель исследования: выявить особенности фосфолипидного профиля (фосфатидилсерина, фосфатидилхолина, сфингомиелина, кардиолипина) у практически здоровых лиц, проживающих в климатогеографических условиях арктических территорий России.
Задачи исследования:
1. Провести сравнительный анализ отдельных фракций сывороточных фосфолипидов (фосфатидилсерина, фосфатидилхолина, сфингомиелина, кардиолипина) у практически здоровых жителей арктических и приарктических регионов России.
2. Дать характеристику возрастных изменений параметров фосфолипидного профиля в крови практически здоровых лиц, проживающих в арктическом и приарктическом регионах России.
3. Выявить отличительные признаки в фосфолипидном статусе у лиц, проживающих в климатогеографических условиях северного региона и южного региона Кавказа.
Научная новизна исследования. Впервые дана сравнительная оценка содержания фосфатидилсерина, сфингомиелина, фосфатидилхолина, кардиолипина в периферической крови у жителей Севера в зависимости от возраста и региона проживания.
Установлено, что у лиц арктического региона статистически значимо ниже содержание легкоокисляемых фосфолипидов (фосфатидилсерин) и выше трудноокисляемых (фосфатидилхолин, сфингомиелин) по сравнению с жителями Приарктического региона, что сопровождается снижением величины окисляемости липидов в АР, особенно в 22-35 и 36-45 лет.
Выявлено, что фосфолипидный профиль у жителей арктического региона характеризуется увеличением уровня фосфатидилсерина и снижением кардиолипина и фосфатидилхолина, при сравнении с фосфолипидным профилем жителей южного региона Кавказа.
Научно-практическая значимость. Получены новые сведения о метаболизме фосфолипидов у различных групп населения Севера России и южного региона Кавказа.
Соотношение уровней отдельных фракций фосфолипидов может служить критерием вариантов адаптационных реакций взрослого населения к различным климатогеографическим условиям, и могут быть использованы как маркеры риска развития различных метаболически обусловленных заболеваний.
Методология и методы исследования. Методология исследования включала определение уровня отдельных фракций фосфолипидов в периферической крови у практически здоровых жителей 16-74 лет в зависимости от возраста и климатогеографических условий проживания.
Структура и объем магистерской диссертации. Магистерская диссертация изложена на 66 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, содержащего 57 отечественных источника и 45 - на иностранных языках. Работа иллюстрирована 27 рисунками.
Значение Севера для России определяется его исторической и геополитической ролью, территориальным и природно-ресурсным потенциалом. Здесь сосредоточено почти 80% запасов всех полезных ископаемых страны и расположено около трети экологически чистой территории Земли, что является стратегическим резервом не только России, но и всей планеты [20].
Сложность природно-климатических условий, недостаточная развитость социальной сферы, в том числе и здравоохранения, - все эти факторы прямо или косвенно влияют на состояние здоровья местных жителей, а вопросы его сохранения приобретают особую медико-социальную значимость [20].
Согласно литературным данным одной из главных проблем у лиц, проживающих в высоких широтах, является изменения процессов жирового обмена. Это связано с активацией энергетических трат в основном за счет липидных энергоносителей, так как адаптивные перестройки в организме приводят к существенным физиологическим изменениям главным образом липидного гомеостаза [4, 16, 19, 34, 47].
Одним из важнейших классов липидов организма являются фосфолипиды. Они участвуют в формировании липопротеидных комплексов сыворотки крови, являются основными структурными элементами клеточных мембран, регулируют их проницаемость для жирорастворимых веществ, участвуют в активном межклеточном транспорте сложных веществ и отдельных ионов. В свою очередь, фосфолипиды являются не только структурными компонентами мембран клеток, но и важнейшими участниками функциональной активности. От свойств липидной фазы мембран, таких как вязкость, поверхностный заряд, полярность, зависит работа мембранных ферментов и рецепторов, а также способность клеток к фагоцитозу и адгезии. Вследствие этого фосфолипиды имеют большое значение для обеспечения нормальной сбалансированности работы организма и его отдельных органов [1].
Различные стороны изучаемого вопроса освещены в исследованиях российских и зарубежных авторов [3, 4, 12, 18, 21, 26, 39, 51, 52, 63, 67]. В тоже время, в доступных источниках ограничены сведения, касающиеся комплексной оценки процентного содержания фракций сывороточных фосфолипидов, а именно ФС, СФМ, ФХ, КЛ у жителей арктических территорий России, что и определило актуальность данного исследования.
Цель исследования: выявить особенности фосфолипидного профиля (фосфатидилсерина, фосфатидилхолина, сфингомиелина, кардиолипина) у практически здоровых лиц, проживающих в климатогеографических условиях арктических территорий России.
Задачи исследования:
1. Провести сравнительный анализ отдельных фракций сывороточных фосфолипидов (фосфатидилсерина, фосфатидилхолина, сфингомиелина, кардиолипина) у практически здоровых жителей арктических и приарктических регионов России.
2. Дать характеристику возрастных изменений параметров фосфолипидного профиля в крови практически здоровых лиц, проживающих в арктическом и приарктическом регионах России.
3. Выявить отличительные признаки в фосфолипидном статусе у лиц, проживающих в климатогеографических условиях северного региона и южного региона Кавказа.
Научная новизна исследования. Впервые дана сравнительная оценка содержания фосфатидилсерина, сфингомиелина, фосфатидилхолина, кардиолипина в периферической крови у жителей Севера в зависимости от возраста и региона проживания.
Установлено, что у лиц арктического региона статистически значимо ниже содержание легкоокисляемых фосфолипидов (фосфатидилсерин) и выше трудноокисляемых (фосфатидилхолин, сфингомиелин) по сравнению с жителями Приарктического региона, что сопровождается снижением величины окисляемости липидов в АР, особенно в 22-35 и 36-45 лет.
Выявлено, что фосфолипидный профиль у жителей арктического региона характеризуется увеличением уровня фосфатидилсерина и снижением кардиолипина и фосфатидилхолина, при сравнении с фосфолипидным профилем жителей южного региона Кавказа.
Научно-практическая значимость. Получены новые сведения о метаболизме фосфолипидов у различных групп населения Севера России и южного региона Кавказа.
Соотношение уровней отдельных фракций фосфолипидов может служить критерием вариантов адаптационных реакций взрослого населения к различным климатогеографическим условиям, и могут быть использованы как маркеры риска развития различных метаболически обусловленных заболеваний.
Методология и методы исследования. Методология исследования включала определение уровня отдельных фракций фосфолипидов в периферической крови у практически здоровых жителей 16-74 лет в зависимости от возраста и климатогеографических условий проживания.
Структура и объем магистерской диссертации. Магистерская диссертация изложена на 66 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, содержащего 57 отечественных источника и 45 - на иностранных языках. Работа иллюстрирована 27 рисунками.
В результате исследования было установлено, что функции фосфолипидов в организме многообразны и до конца еще не выяснены. Вместе с тем, фосфолипиды или их отдельные представители играют важную роль в структуре и функции клеточных мембран, в активации мембранных и лизосомальных энзимов, в проведении нервных импульсов, в свертывании крови, в иммунологических реакциях в процессах клеточной пролиферации и регенерации тканей, в переносе электронов в реакциях дыхательной цепи, во всасывании продуктов расщепления жиров. Кроме того, особая роль принадлежит фосфолипидам в формировании липопротеидных комплексов.
Большое значение в повышении устойчивости организма человека к действию экстремальных климатогеографических факторов Севера придается адаптивным метаболическим перестройкам мембран клеток. С накоплением липидов в мембранах клеток связывают высокий уровень окислительно- восстановительных процессов липопротеинов у жителей Севера. Высокий уровень перекисного окисления липидов и низкий уровень антиокислительных процессов являются патогномоничным явлением для коренных народов Севера.
Таким образом, фосфолипиды играют важную регуляторную роль в адаптации к низким температурам окружающей среды путем изменения вязкости мембран клеток.
В целом, анализ литературных данных позволяет сделать заключение о том, что воздействие экстремальным факторов среды на организм человека на Севере вызывает физиологические изменения на уровне фракций фосфолипидов в сторону их уменьшения. Гомеовязкостная адаптация мембран к холоду и гипоксии сопровождается накоплением в них липидов и перестройкой фосфолипидов, делающих мембрану более стабильной.
Первоначальной задачей настоящей работы было проведение сравнительного анализа показателей отдельных фракций сывороточных фосфолипидов у жителей арктических и приарктических территорий России. На основании полученных данных установлено, что у жителей АР происходит снижение уровня ФС по сравнению с обследованными группами ПР. При этом содержание остальных фракций фосфолипидов в периферической крови лиц обследованных групп АР и ПР в целом находилось в сходных лимитах варьирования.
Анализ результатов изменения уровней исследуемых фракций сывороточных фосфолипидов в различные возрастные периоды показал, что у жителей АР в 16-21 лет фосфолипидный спектр периферической крови характеризовался наибольшим процентным содержанием ФС и снижением ФХ по сравнению с другими возрастными группами при одинаковом содержании СФМ. При этом в содержании КЛ у лиц обоих регионов не выявил статистически значимых различий, но у 22-35 летних жителей АР его уровень был значимо ниже, чему 16-21летних.
Изучение общих фосфолипидов и их фракций представляет особый интерес для лиц, проживающих в различных климатогеографических условиях, в частности у лиц арктического региона (п.Несь) и южного региона Кавказа (г.Цхинвал).
Результаты нашего исследования показали, что в фосфолипидном профиле наиболее выраженные флуктуации установлены у лиц ПР, затем АР и ЮРК, что свидетельствует о меньшей сбалансированности липидного обмена и снижении синтетических резервов печени у жителей северных территорий. Всё это, вероятно, сказывается на интенсивности процессов этерификации и элиминации холестерина из просвета и стенок кровеносных сосудов с увеличением риска развития метаболически обусловленных заболевания, особенно в ПР.
В тоже время у представителей АР, относительно ЮРК, выявлено снижение уровня СФМ, ФХ и КЛ, что связано с влиянием экстремальных природно- климатических факторов Севера. Кроме того, повышение доли ФС у лиц АР по сравнению с жителями ЮРК, вероятно, имеет компенсаторный характер, что связано с поддержанием уровня ФХ. Известно, что важнейшим источником холина в организме человека является экзогенный холин пищи и холин, синтезируемый эндогенно из ФС. Можно предполагать, что эндогенный синтез холина у лиц АР оказывается недостаточным для покрытия его возросших потребностей с использованием ФХ, в первую очередь, для этерификации холестерина.
Таким образом, результаты нашего исследования показали, что в условиях Севра синтез ФЛ и ее фракций в организме изменяется, что вероятно обусловлено недостаточным поступлением в организм незаменимых факторов питания, таких как полиненасыщенные жирные кислоты, антиоксиданты (токоферола, ретинола, селена и др.), незаменимые аминокислоты, например, метионин (для образования холина), а также экстремальные условия Севера могут привести к расстройству механизмов синтеза собственных фосфолипидов. Следовательно, изменение показателей фосфолипидного состава в сыворотке крови жителей Северных территорий, по нашему мнению, является одним из предикторов нарушений липидного обмена и требует дополнительных исследований.
В данном исследовании поставленные задачи были выполнены, цель - достигнута.
Большое значение в повышении устойчивости организма человека к действию экстремальных климатогеографических факторов Севера придается адаптивным метаболическим перестройкам мембран клеток. С накоплением липидов в мембранах клеток связывают высокий уровень окислительно- восстановительных процессов липопротеинов у жителей Севера. Высокий уровень перекисного окисления липидов и низкий уровень антиокислительных процессов являются патогномоничным явлением для коренных народов Севера.
Таким образом, фосфолипиды играют важную регуляторную роль в адаптации к низким температурам окружающей среды путем изменения вязкости мембран клеток.
В целом, анализ литературных данных позволяет сделать заключение о том, что воздействие экстремальным факторов среды на организм человека на Севере вызывает физиологические изменения на уровне фракций фосфолипидов в сторону их уменьшения. Гомеовязкостная адаптация мембран к холоду и гипоксии сопровождается накоплением в них липидов и перестройкой фосфолипидов, делающих мембрану более стабильной.
Первоначальной задачей настоящей работы было проведение сравнительного анализа показателей отдельных фракций сывороточных фосфолипидов у жителей арктических и приарктических территорий России. На основании полученных данных установлено, что у жителей АР происходит снижение уровня ФС по сравнению с обследованными группами ПР. При этом содержание остальных фракций фосфолипидов в периферической крови лиц обследованных групп АР и ПР в целом находилось в сходных лимитах варьирования.
Анализ результатов изменения уровней исследуемых фракций сывороточных фосфолипидов в различные возрастные периоды показал, что у жителей АР в 16-21 лет фосфолипидный спектр периферической крови характеризовался наибольшим процентным содержанием ФС и снижением ФХ по сравнению с другими возрастными группами при одинаковом содержании СФМ. При этом в содержании КЛ у лиц обоих регионов не выявил статистически значимых различий, но у 22-35 летних жителей АР его уровень был значимо ниже, чему 16-21летних.
Изучение общих фосфолипидов и их фракций представляет особый интерес для лиц, проживающих в различных климатогеографических условиях, в частности у лиц арктического региона (п.Несь) и южного региона Кавказа (г.Цхинвал).
Результаты нашего исследования показали, что в фосфолипидном профиле наиболее выраженные флуктуации установлены у лиц ПР, затем АР и ЮРК, что свидетельствует о меньшей сбалансированности липидного обмена и снижении синтетических резервов печени у жителей северных территорий. Всё это, вероятно, сказывается на интенсивности процессов этерификации и элиминации холестерина из просвета и стенок кровеносных сосудов с увеличением риска развития метаболически обусловленных заболевания, особенно в ПР.
В тоже время у представителей АР, относительно ЮРК, выявлено снижение уровня СФМ, ФХ и КЛ, что связано с влиянием экстремальных природно- климатических факторов Севера. Кроме того, повышение доли ФС у лиц АР по сравнению с жителями ЮРК, вероятно, имеет компенсаторный характер, что связано с поддержанием уровня ФХ. Известно, что важнейшим источником холина в организме человека является экзогенный холин пищи и холин, синтезируемый эндогенно из ФС. Можно предполагать, что эндогенный синтез холина у лиц АР оказывается недостаточным для покрытия его возросших потребностей с использованием ФХ, в первую очередь, для этерификации холестерина.
Таким образом, результаты нашего исследования показали, что в условиях Севра синтез ФЛ и ее фракций в организме изменяется, что вероятно обусловлено недостаточным поступлением в организм незаменимых факторов питания, таких как полиненасыщенные жирные кислоты, антиоксиданты (токоферола, ретинола, селена и др.), незаменимые аминокислоты, например, метионин (для образования холина), а также экстремальные условия Севера могут привести к расстройству механизмов синтеза собственных фосфолипидов. Следовательно, изменение показателей фосфолипидного состава в сыворотке крови жителей Северных территорий, по нашему мнению, является одним из предикторов нарушений липидного обмена и требует дополнительных исследований.
В данном исследовании поставленные задачи были выполнены, цель - достигнута.