СУБФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ПЛАЗМЫ КРОВИ У ЛИЦ С

Вестник Челябинского государственного университета.
2015. № 21 (376). Биология. Вып. 3. С. 142–147.
УДК 612.115.11:616,01
ББК 28.04
СУБФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ПЛАЗМЫ КРОВИ
У ЛИЦ С МЕТАБОЛИЧЕСКИМ СИНДРОМОМ
О. И. Худякова, Г. П. Димов
ФГБУН «Уральский научно-практический центр радиационной медицины», Челябинск, Россия
Методом лазерно-корреляционной спектроскопии (ЛКС) плазмы крови были обследованы лица
с верифицированным метаболическим синдромом (МС) в количестве 133 человек и 194 человек без
него. Выявлено, что лица с метаболическим синдромом имеют отличия в субфракционном составе
плазмы крови. Лица с МС хорошо дифференцируются по исследованиям ЛКС от лиц, не имеющих
МС, по увеличению вклада частиц с размерами от 11–30 нм, увеличению доли лиц с катаболическим
спектральным сдвигом и уменьшению доли лиц с синтетическими направленными лазерно-корреляционными спектрами.
Ключевые слова: метаболический синдром, лазерно-корреляционная спектроскопия, субфракционный состав плазмы крови.
В настоящее время сформулирована концепция метаболического синдрома, согласно которой ожирение, преимущественно андроидного
типа, артериальная гипертензия, дислипидемия,
нарушение толерантности к глюкозе являются
звеньями единой цепи обменных расстройств,
ведущим компонентом в которой является инсулинорезистентность и компенсаторная гиперинсулинемия [9]. Частота метаболического синд­
рома у взрослого населения составляет 15–20 %
[5; 6]. Определение концентраций отдельных веществ не позволяет интерпретировать полученные результаты в плане интегральной оценки гомеостаза. В то же время исследование методом
лазерной корреляционной спектроскопии (JIKC)
нативных биологических жидкостей и, в первую
очередь, плазмы и сыворотки крови, даёт эту возможность, поскольку в этом случае сохраняются
межмолекулярные взаимодействия. Имеющиеся
на сегодняшний день данные литературы [12]
об использовании ЛКС в клинической медицине указывают на то, что многопараметровая диагностика системы гомеостаза методом ЛКС является дифференциально чувствительной и соответствует характеру основного патологического
процесса.
Цель. В настоящей работе была предпринята
попытка выявить особенности субфракционного
состава плазмы крови у лиц, имеющих верифицированный признак МС.
Материалы и методы. Метод ЛКС основан
на изменении спектральных характеристик монохроматического когерентного излучения ге-
лий-неонового лазера (лазер газовый ЛГН-207А)
в результате светорассеяния при прохождении
через дисперсную систему. Исследования проводились на лазерном корреляционном спектрометре ЛКС-03-«Интокс», созданном в лаборатории молекулярной и радиационной биофизики
Санкт-Петербургского института ядерной физики [8].
Подготовка плазмы крови для исследования
производится следующим образом. Забор крови у пациентов осуществляют утром натощак.
Стерильным скарификатором выполняют пункцию мягких тканей дистальной фаланги безымянного пальца левой руки пациента. Отобранную
капиллярную кровь наливают в стерильную одноразовую пробирку (типа «Эппендорф»), куда
предварительно налит физиологический раствор
в объёме 500 мкл. После кратковременной экспозиции (15–20 мин) образец центрифугируют в течение 15 мин при 3 500 об./мин. По окончании
центрифугирования микропипеткой осторожно,
не допуская попадания эритроцитов, отбирают
свободную плазму над форменными элементами
и перемещают в чистую стерильную одноразовую пробирку (типа «Эппендорф») для замораживания или в кювету спектрометра для исследования [10].
Метод ЛКС рекомендован Министерством
здравоохранения РФ (сертификат RU.С. 39.003.А
№ 5381 от 27 января 1998 г.) для клинико-лабораторной практики с целью диагностики субфракционного состава различных биологических
жидкостей [8].
143
Субфракционный состав плазмы крови у лиц с метаболическим синдромом
Лазерный корреляционный спектрометр позволяет осуществлять обработку полученных
спектральных характеристик (рисунок, А). В результате обработки данных функция распределения светорассеивающих частиц представляется
в виде гистограммы (рисунок, Б).
Каждая из гистограмм распределения частиц
состоит из определённого количества столбцов,
ширина которых увеличивается по логарифмической шкале при переходе от наиболее мелких
к более крупным по гидродинамическому диаметру. Высота отражает процентное соотношение
ингредиентов данного субстрата.
Результаты апробации использования метода
ЛКС на различных моделях и статистический
анализ полученных результатов легли в основу
создания «Биологического алгоритма семиотического классификатора» [1–4; 7; 12].
Весь диапазон спектра делится на 5 дискретных зон (по размерам светорассеивающих час­
тиц): I — 0–10 нм; II — 11–30 нм; III — 31–70 нм;
IV — 71–150 нм; V — 151 и выше.
С помощью него были обозначены соответствующие направления метаболических сдвигов
ЛК-спектров. Так, сдвиги в высокомолекулярные
фракции от 70 до 150 нм обозначаются как аллергоподобные (аллергенные); свыше 150 нм — как
аутоиммунноподобные (аутоиммунные); сдвиги
в сторону фракции 30–75 нм — как интоксикационноподобные (интоксикационные); сдвиги в сторону фракции 10–30 нм — как катаболитическиподобные (катаболитические); наконец, сдвиги
в сторону фракции до 10 нм — как дистрофическиподобные (дегенеративно-дистрофические).
Наконец, сдвиги, которые одновременно проявляются в сторону и низкомолекулярных, и высо-
У. е.
А
комолекулярных биоинградиентов, обозначаются, соответственно, как комбинированные (смешанные): аллерго-интоксикационноподобные,
аутоиммунно-интоксикационноподобные или
аллерго-дистрофическиподобные.
Каждому выделенному симптомокомплексу соответствует несколько градаций, отражающих количественную выраженность перечисленных спектральных сдвигов. Только для 1-го
и 2-го симптомокомлексов таких градаций две:
умеренные и выраженные. Для остальных шести
симптомокомплексов выделяется по 3 градации:
начальные, умеренные и выраженные [8].
Результаты и обсуждение. В настоящей работе были проанализированы полученные ЛКспектры у 327 человек, обследованных в 2013–
2014 гг. в клинике Уральского научно-практического центра радиационной медицины.
Критерием метаболического синдрома (согласно рекомендациям Всероссийского научного общества кардиологов) [11] было наличие
у пациента основного признака — центрального
ожирения (ЦО) и двух дополнительных критериев. В результате клинических и клинико-лабораторных исследований признаки метаболического
синдрома были верифицированы у 133 обследованных (40,6 %). Группа без МС состояла из 194
чел. (59,3 %). По возрасту эти группы не отличаются — средний возраст в обследованной группе
лиц с МС 54,0±0,5 года и в группе без МС 50,1±0,6
года. Половой и национальный состав в группах
с МС и без МС сопоставим, в обеих группах превалировали лица женского пола — 75,2 и 68 %
и тюркской национальности — 69,2 и 74,2 % соответственно. В обследованных группах структура патологий не отличалась.
У. е.
Б
нм
Гц
Субфракционный состав раствора альбумина человека Human Albumin Crystallized
(IX Cohn Crystallized) Low B12/Low Folate:
А — по оси абсцисс — спектральная плотность мощности, по оси ординат — частота колебаний; Б —
по оси абсцисс — процентное содержание частиц в растворе, по оси ординат — гидродинамический
диаметр частиц
144
О. И. Худякова, Г. П. Димов
Полученные в ходе исследования результаты
представлены в таблицах.
В табл. 1 показаны суммарные ЛК-спектры
плазмы крови лиц с МС и без МС. Как видно
из таб­лицы, суммарные ЛК-спектры в 1, 3 и 4-й
спектральных зонах не отличаются друг от друга.
Во 2‑й зоне с размером частиц от 11 до 30 нм у лиц
с МС вклад таких частиц выше — 44,0 % по сравнению с группой лиц без МС — 37,0 % (р = 0,0007).
В 5-й спектральной зоне с самым крупным размером частиц (выше 150 нм) имеется тенденция
к снижению вклада этих частиц для лиц с МС
по сравнению с лицами без МС — 15,8 и 20,1 % соответственно (р = 0,06). В обеих группах суммарный ЛК-спектр характеризовался преимущественным вкладом частиц малого радиуса с размером
меньше 31 нм. Количество частиц малого радиуса
в группе лиц с МС составил 56,5 %, а в группе лиц
без МС чуть ниже — 54,2 %. Соотношение частиц
малого радиуса (до 30 нм) с частицамми крупного
радиуса (выше 31 нм) плазмы крови у лиц с МС составляет 1,31, у лиц без МС — 1,18.
Также представлялось интересным проанализировать распределение лиц по типам семиотических сдвигов в исследуемых группах (табл. 2).
Из таблицы видно, что в группе лиц с МС повышена доля лиц с катаболитически подобным семиотическим сдвигом по сравнению с группой
лиц без МС — 34,65 и 23,2 % соответственно. Что
подтверждает наше первое отличие групп по повышению доли лиц с вкладом в ЛК-спектр частиц
со средним гидродинамическим радиусом от 11
до 30 нм. И наоборот, число лиц с дистрофически подобным семиотическим сдвигом снижено
в группе лиц с МС (5,3 %) по сравнению с лицами
из группы без МС (16,5 %).
При сравнении в исследуемых группах (табл. 3)
направленности метаболических процессов
Таблица 1
Распределение (%) частиц плазмы крови лиц с метаболическим синдромом
и без метаболического синдрома по 5 спектральным зонам ЛК-спектров
0–10 нм
Группа
11–30 нм
31–70 нм
71–150 нм
>150 нм
M±m
σ
M±m
σ
M±m
σ
M±m
σ
M±m
σ
Лица с МС,
n = 133
12,5±0,7
(0–34)
8,3
44,0±1,6
p = 0,0007
(0–79)
18,1
16,4±1,6
(0–81)
19,0
10,9±1,6
(0–93)
18,1
15,8±1,6
р = 0,06
(0–81)
18,6
Лица без МС,
n = 194
17,2±0,9
(0–51)
12,2
37,0±1,3
(0–75)
18,4
14,6±1,3
(0–84)
17,6
11,2±1,3
(0–93)
18,0
20,0±1,6
(0–89)
21,9
Примечание: р — достоверное отличие лиц с МС от группы лиц без МС.
Таблица 2
Типы семиотических сдвигов в обследуемых группах
Типы семиотических сдвигов
Группа лиц с МС
Группа лиц без МС
N
%
0. Нормологические
9
6,8
8
4,1
1. Аллергоподобные
6
4,5
11
5,7
18
13,5
26
13,4
46
34,6*
45
23,2
1
0,7
12
6,2
7
5,3*
32
16,7
2. Интоксикационноподобные
3. Катаболитическиподобные
4. Аутоимунные
5. Дистрофическиподобные
N
%
6. Аллерго-интоксикационноподобные
15
11,3
13
6,7
7. Аутоиммуно-интаксикационноподобные
31
23,3
45
23,2
8. Аллерго-дистрофическиподобные
–
–
2
1,0
133
100,0
194
100,0
Все обследованные
* Достоверное
отличие лиц с МС от группы лиц без МС по критерию Пирсона.
145
Субфракционный состав плазмы крови у лиц с метаболическим синдромом
Таблица 3
Распределение по направленности сдвигов в обследуемых группах
Группа лиц с МС Группа лиц без МС
Направление сдвигов
N
%
N
%
71
53,9
103
53,1
Синтетически направленные (1 и 4-й типы семиотических сдвигов)
7
5,3*
23
11,9
Смешанные (6, 7 и 8-й типы семиотических сдвигов)
46
34,6
60
30,9
Гидролитически направленные (2, 3, 5-й типы семиотических сдвигов)
* Достоверное
отличие лиц с МС от группы лиц без МС по критерию Пирсона.
было получено, что в группе лиц с МС меньше
лиц с синтетически направленными спектрами
по сравнению с группой лиц без МС.
Выводы. Таким образом, полученные результаты показывают, что у лиц с верифицированным метаболическим синдромом имеются особенности в субфракционном составе плазмы крови, а именно: наблюдается повышение вклада ча-
стиц размером 11–30 нм в сравнении с лицами без
МС и обнаружена тенденция к снижению вклада
частиц с размерами более 150 нм. Также в группе лиц с МС увеличена доля лиц с катаболически подобным спектральным сдвигом и снижено
количество лиц с синтетически направленным
ЛК-спектром по сравнению с лицами, не имеющими МС.
Список литературы
1. Аклеев, А. В. Лазерная корреляционная спектроскопия плазмы крови в системе скрининга отдалённых последствий радиационного воздействия / А. В. Аклеев, Л. А. Носкин, А. Д. Лебедев // Мед.
радиология и радиац. безопасность. – 1996. – Т. 1. – С. 20–28.
2. Аклеев, А. В. Дифференциальные возможности метода ЛКС при диагностике различных патологических процессов, встречаемых среди населения уральского радиационного следа / А. В. Аклеев,
И. А. Пашков // Радиац. биология. Радиоэкология. – 1995. – Т. 35, вып. 6. – С. 829–835.
3. Аклеев, А. В. Характер изменений в системе гомеостаза, устанавливаемый с помощью лазерной
корреляционной спектроскопии, при отдалённых последствиях радиационных воздействий / А. В. Аклеев, И. А. Пашков, Н. Б. Клопов // Бюл. эксперимент. биологии и медицины. – 1995. – № 5. – С. 556–560.
4. Аклеев, А. В. Экспериментальное обоснование метода лазерной корреляционной спектроскопии для прогнозирования отдалённых последствий хронического гамма-облучения / А. В. Аклеев,
И. А. Пашков, В. Л. Шведов // Хроническое радиационное воздействие: возможности биологической индикации : тез. докл. межд. симп., 14–16 марта 2000 г. – Челябинск, 2000. – С. 154.
5. Бутрова, С. А. Применение сибутрамина (меридиа) в терапии больных сахарным диабетом типа 2
/ С. А. Бутрова // Сахар. диабет. – 2002. – № 2. – С. 44–46.
6. Дедов, И. И. Сахарный диабет : рук. для врачей / И. И. Дедов, М. В. Шестакова. – М. : Универсум
Паблишинг, 2003. – 456 с.
7. Киселёв, М. Ф. Лазерная корреляционная спектроскопия плазмы крови для диагностики пострадиационных последствий / М. Ф. Киселёв, А. Б. Аклеев, И. А. Пашков // Радиац. биология. Радиоэкология. – 1999. – Т. 39, № 1. – С. 64–78.
8. Комаров, Г. Д. Полисистемный саногенетический мониторинг / Г. Д. Комаров, В. Р. Кучма, Л. А. Носкин. – М. : МИПКРО, 2001. – 343 с.
9. Метаболический синдром / под ред. Г. Е. Ройтберга. – М. : Мед-пресс-информ, 2007. – 224 с.
10. Применение метода лазерной корреляционной спектроскопии плазмы крови для формирования
групп повышенного риска среди населения, подвергшегося радиационному воздействию : утв. зам. рук.
Федерал. упр. «Медбиоэкстрем» при Мин-ве здравоохранения РФ 19 марта 2003 г.
11. Рекомендации по ведению больных метаболическим синдромом [Электронный ресурс]. – М.,
2013. – 42 с. – URL: www.gipertonik.ru/files/…/Recommendations_metabolic_syndrome.doc
146
О. И. Худякова, Г. П. Димов
12. Терновой, К. С. Сравнительный анализ семиотических сдвигов, установленных методом исследования ЛКС плазмы крови случайных выборок обследованных из зон чернобыльской аварии, «уральского радиационного следа» и сотрудников Санкт-Петербургского института ядерной физики РАН /
К. С. Терновой, Т. Н. Селезнёва, А. В. Аклеев // Укр. биохим. журн. – 1998. – Т. 70, № 3. – С. 81–85.
Сведения об авторах
Худякова Оксана Ивановна — научный сотрудник Уральского научно-практического центра радиационной медицины, Челябинск, Россия. [email protected]
Димов Георгий Павлович — кандидат медицинских наук, врач-гематолог клинического отделения
Уральского научно-практического центра радиационной медицины, Челябинск, Россия. [email protected]
Bulletin of Chelyabinsk State University.
2015. No. 21 (376). Biology. Issue 3. Рp. 142–147.
SUBFRACTIONAL BLOOD PLASMA COMPOSITION
OF PERSONS WITH METABOLIC SYNDROME
O. I. Khudyakova
The Urals Research Center for Radiation Medicine, Chelyabinsk, Russia. [email protected]
G. P. Dimov
The Urals Research Center for Radiation Medicine, Chelyabinsk, Russia. [email protected]
The 133 persons with verified metabolic syndrome (MS) and 194 persons without it have been examined
with the method of laser correlation spectroscopy (LCS). It was found that people with metabolic syndrome
have differences in the subfractional composition of blood plasma. They have an increased amount of particles
with the size from 11–30 nm, an increased proportion of persons with a catabolic spectral shift and a decreased
proportion of persons with synthetically directed laser correlation spectra.
Keywords: metabolic syndrome, laser correlation spectroscopy, subfractional blood plasma composition.
References
1. Akleyev A.V., Noskin L.A., Lebedev A.D. Lazernaya korrelyatsionnaya spektroskopiya plazmy krovi v
sisteme skrininga otdalyonnyh posledstviy radiatsionnogo vozdeystviya [The laser correlation spectroscopy
in the plasma screening long-term effects of radiation exposure]. Meditsinskaya radiologiya i radiatsionnaya
bezopasnost’ [Medical Radiology and Radiation Safety], 1996, no. 1, pp. 20–28. (In Russ.).
2. Akleyev A.V., Pashkov I.A. Differentsial’nye vozmozhnosti metoda LKS pri diagnostike razlichnykh patologicheskikh protsessov, vstrechaemykh sredi naseleniya ural’skogo radiatsionnogo sleda [Differential opportunities LKS method for the diagnosis of various pathological processes that occur among the population of the
Ural radioactive trace]. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya [Radiation Biology. Radioecology], 1995,
no. 35 (6), pp. 829–835. (In Russ.).
3. Akleyev A.V., Pashkov I.A., Klopov N.B. Harakter izmeneniy v sisteme gomeostaza, ustanavlivaemyy
s pomoshh’yu lazernoy korrelyatsionnoy spektroskopii, pri otdalennykh posledstviyakh radiatsionnykh vozdeystviy [The character of changes in the hemostatic system, installed by laser correlation spectroscopy, with
the long-term consequences of radiation effects]. Byulleten’ eksperimental’noy biologii i meditsiny [Bulletin of
Experimental Biology and Medicine], 1995, no. 5, pp. 556–560. (In Russ.).
4. Akleyev A.V., Pashkov I.A., Shvedov V.L. Eksperimental’noye obosnovaniye metoda lazernoy korrelya­
tsionnoy spektroskopii dlya prognozirovaniya otdalyonnykh posledstviy khronicheskogo gamma-oblucheniya
[Experimental study of laser correlation spectroscopy to predict the long-term effects of chronic gamma — irradiation]. Khronicheskoye radiatsionnoye vozdeystviye: vozmozhnosti biologicheskoy indikatsii, 14–16 marta
2000 g. [Chronic Radiation Exposure: the possibility of biological indication, March 14–16, 2000]. Chelyabinsk,
2000. Pp. 154. (In Russ.).
Субфракционный состав плазмы крови у лиц с метаболическим синдромом
147
5. Butrova S.A. Primeneniye sibutramina (meridia) v terapii bol’nykh sakharnym diabetom tipa 2 [The use
of sibutramine (Meridia) therapy in patients with type 2 diabetes]. Saharnyy diabet [Diabetes mellitus], 2002,
no. 2, pp. 44–46. (In Russ.).
6. Dedov I.I., Shestakova M.V. Sakharnyy diabet [Diabetes Mellitus]. Moscow, Universum Pablishing, 2003.
456 p. (In Russ.).
7. Kiselyov M.F., Akleyev A.B., Pashkov I.A. Lazernaya korrelyatsionnaya spektroskopiya plazmy krovi
dlya diagnostiki postradiatsionnykh posledstviy [The laser correlation spectroscopy plasma for the diagnosis
of post radiation effects]. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya [Radiation Biology. Radioecology], 1999,
no. 39 (1), pp. 64–78. (In Russ.).
8. Komarov G.D., Kuchma V.R., Noskin L.A. Polisistemnyy sanogeneticheskiy monitoring [Polysystemic
sanogenetic monitoring]. Moscow, MIPKRO Publ., 2001. 343 p. (In Russ.).
9. Rojtberg G.E. (ed.) Metabolicheskiy sindrom [Metabolic syndrome]. Moscow, MED-press inform Publ.,
2007. 224 p. (In Russ.).
10. Primeneniye metoda lazernoy korrelyacionnoy spektroskopii plazmy krovi dlya formirovaniya grupp povyshennogo riska sredi naseleniya, podvergshegosya radiatsionnomu vozdeystviyu, March 19, 2003. (In Russ.).
11. Rekomendatsii po vedeniyu bol’nykh metabolicheskim sindromom [Recommendations for the management of patients with the metabolic syndrome]. 2013. 42 p. Available at: www.gipertonik.ru/files/…/Recommendations_metabolic_syndrome.doc, accessed 20.10.2015 (In Russ.).
12. Ternovoy K.S., Seleznyova T.N., Akleyev A.V. Sravnitel’nyy analiz semioticheskikh sdvigov, ustanovlennykh metodom issledovaniya LKS plazmy krovi sluchaynykh vyborok obsledovannykh iz zon chernobol’skoy avarii, «ural’skogo radiatsionnogo sleda» i sotrudnikov S.-Peterburgskogo instituta yadernoy fiziki
RAN [Comparative analysis of the semantic shifts established method of research LKS plasma random samples
of the surveyed areas of the Chernobyl accident, “Ural radioactive trace” and the staff of the St. Petersburg
Institute of Nuclear Physics]. Ukrainskiy biokhimicheskiy zhurnal [Ukrainian Biochemical Journal], 1998, no.
70 (3), pp. 81–85. (In Russ.).