Ожиріння та окислювальний стрес

Від Інституту Лінуса Полінга, Університет штату Орегон, Корвалліс, штат Орегон.

У цьому випуску Атеросклероз, тромбоз та судинна біологія, Кіні та його колеги 1 повідомляють, що куріння, діабет та ожиріння незалежно пов'язані з підвищеним окислювальним стресом у чоловіків та жінок у великій когорті, що базується на громаді. У той час як ряд дослідників досліджували зв'язок між факторами ризику серцево-судинних захворювань (ССЗ) та маркерами окисного стресу в невеликих клінічних зразках, Кіні та його колеги 1 використовували когорту нащадків Framingham для оцінки ризику ССЗ та концентрації F2-ізопростану у сечі 8 -epiPGF2α у понад 2800 чоловіків та жінок у віці від 33 до 88 років. Хоча в ряді досліджень куріння та діабет були пов'язані з підвищеним окислювальним стресом, висновок про те, що ожиріння, виміряне за допомогою індексу маси тіла (ІМТ), незалежно пов'язане з окисним стресом, є відносно новим і підтверджує останні дані набагато менших зразків. 2,3

F2-Ізопростати - це простагландиноподібні продукти перекисного окиснення арахідонової кислоти, що каталізуються вільними радикалами. Вони утворюються in situ, етерифікуючись до фосфоліпідів, і потрапляють у плазму фосфоліпазами. 4 F2-ізопростати плазми та сечі є встановленими біомаркерами перекисного окислення ліпідів in vivo. 5 У людей F2-ізопростани підвищені за наявності діабету, 6 гіперхолестеринемії, 7 ниркової недостатності та гемодіалізу, 8 гіпергомоцистеїнемії, 9 та куріння сигарет. 2 Підвищені концентрації F2-ізопростанов також були виявлені при атеросклеротичних ураженнях людини. 10 На додаток до того, що служать біомаркерами окисного стресу, F2-ізопростани, включаючи 8-епіПГФ2α, мають (пато) фізіологічні ефекти, такі як звуження судин. 11

Ожиріння є епідемією в США. Серед дорослих поширеність ожиріння з урахуванням віку (ІМТ ≥30 кг/м 2) за останні 20 років подвоїлася з приблизно 15% до 31%. 12 У дітей та підлітків поширеність надмірної ваги потроїлась з 5% до 15%. 13 Хоча стверджувалося, що незалежний вплив ожиріння на ризик серцево-судинних захворювань невеликий, ожиріння сприяє скупченню факторів ризику, що значно збільшують ризик серцево-судинних захворювань, і люди з ожирінням відчувають істотно підвищену захворюваність та смертність майже від усіх форм ССЗ. 14,15

Окрім того, що жирова тканина служить сховищем ліпідної енергії, жирова тканина є метаболічно активним ендокринним органом. Запальні цитокіни інтерлейкін-6 (IL-6) та фактор некрозу пухлини-α (TNF-α) експресуються в жировій тканині людини. 15,16 У здорових чоловіків та жінок системні концентрації ІЛ-6 зростають із ожирінням, і було підраховано, що приблизно третина всього циркулюючого ІЛ-6 походить із жирової тканини. 17 Печінковий синтез білка гострої фази С-реактивного білка (СРБ) в значній мірі регулюється IL-6. 18 Підвищена концентрація СРБ у сироватці крові постійно асоціюється із збільшенням випадків ССЗ, що свідчить про важливу роль запалення у серцево-судинній патології. 19 Відповідно до уявлення про те, що ожиріння є хронічним запальним станом, ІМТ та співвідношення талії та стегна суттєво і позитивно пов'язані з рівнем СРБ у сироватці у великих когортах, що базуються на громаді. 20,21

Запалення є джерелом окисного стресу, який також причетний до розвитку атеросклерозу. Відповідно до цього поняття, при ряді запальних захворювань було виявлено підвищений рівень F2-ізопростанов у плазмі та сечі. 22–24 Збільшення продуктивності активних форм кисню може також посилити реакцію запалення шляхом активації окислювально-відновних процесів ядерних факторів транскрипції, таких як AP-1 та NF-κB. Ці фактори транскрипції є важливими для індуцибельної експресії генів, асоційованих з імунною та запальною реакцією, включаючи цитокіни, молекули клітинної адгезії та індуковану синтазу NO. 25 Таким чином, прозапальний та прооксидантний ефекти підвищеного ожиріння представляють потенційний зв’язок між ожирінням та ССЗ.

Ідея про те, що ожиріння є станом хронічного окисного стресу та запалення, навіть за відсутності інших факторів ризику ССЗ, збільшує важливість розробки ефективних стратегій профілактики та лікування ожиріння. Встановлено, що навіть помірне зниження ваги призводить до зниження рівня циркуляції TNF-α, IL-6 та CRP. 26 Більше того, два останні дослідження показали значне зниження рівня сечі 8-epiPGF2α у чоловіків та жінок із ожирінням лише після 3 - 4 тижнів у програмах схуднення з модифікацією дієти та підвищеною фізичною активністю. 3,27 Незважаючи на те, що ці висновки обнадійливі, на додаток до інших факторів ризику ССЗ необхідні довготривалі контрольовані дослідження, що документують сприятливий вплив втрати ваги на запалення та окислювальний стрес.

Оскільки модифікація звичок у харчуванні та фізичній активності була відносно невдалою у зменшенні поширеності ожиріння з точки зору охорони здоров’я, необхідно розглянути додаткові стратегії для профілактики ССЗ, пов’язаних із ожирінням. Якщо ожиріння є умовою підвищеного окисного стресу, люди з ожирінням можуть отримати користь від прийому антиоксидантів. Випробування вторинної профілактики прийому вітаміну Е у осіб із ССЗ були досить успішними у зниженні ризику, але їх також критикували за відсутність біомаркерів окисного стресу. 28 Без таких біомаркерів неможливо визначити тих осіб, які можуть отримати найбільшу користь від антиоксидантної терапії, та визначити, чи мала антиоксидантна терапія передбачуваний ефект зниження окислювальної шкоди і, отже, потенційно ризику ССЗ.

У ряді інтервенційних досліджень було вивчено вплив добавок антиоксидантів на F2-ізопростати плазми та сечі. У здорових дорослих людей без підвищених рівнів F2-ізопростану добавки вітаміну E 29,30 або вітаміну C 31, як правило, не призводили до значного зниження рівня F2-ізопростану. Навпаки, добавка вітаміну Е у пацієнтів з гіперхолестеринемією та діабетом, які мають підвищений рівень F2-ізопростану в плазмі та сечі на початковому рівні, значно знижує ці рівні. 6,7,32,33 знижуюча холестерин терапія інгібітором HMG-CoA-редуктази симвастатином також знижувала концентрацію 8-епі-PGF2α у сечі у дорослих з гіперхолестеринемією. 34 Однак комбінація симвастатину та 600 мг/добу вітаміну Е не призвела до подальшого зменшення 8-epiPGF2α в сечі.

Дані, що показують, що курці сигарет мають нижчий рівень аскорбату в плазмі 35 і вищий рівень F2-ізопростану 2,36, ніж некурці, вказують на те, що куріння викликає окислювальний стрес in vivo. Обмежені дані свідчать про те, що добавки вітаміну С, 36,37, але не вітаміну Е, 38,39, знижують рівень F2-ізопростану у курців. Цікаво, що нещодавно Дітріх та його колеги 37 виявили, що добавки 500 мг/добу вітаміну С знижують рівень F2-ізопростану в плазмі лише у тих курців, у яких ІМТ перевищує медіану зразка 26,6 кг/м 2. Як і в дослідженні Кіні та його колег, 1 із вищим ІМТ мав вищий рівень F2-ізопростану на початковому рівні, 37 припускаючи, що підвищений рівень окисного стресу необхідний для демонстрації ефекту антиоксидантного лікування.