Биомаркери на оксидативен стрес при метаболитен синдром - Synevo
Биомаркери на оксидативен стрес при метаболитен синдром
Метаболитен синдром
Метаболитният синдром обединява съвкупност от взаимосвързани физиологични, биохимични, клинични и биологични фактори, които идентифицират хората с висок риск от развитие на сърдечно-съдови заболявания и диабет тип 2. По този начин наличието на метаболитен синдром дава три пъти по-висок риск от развитие на болестта. коронарна болест на сърцето и инсулт, удвоявайки смъртността от тези причини. Рискът от внезапна смърт е пет пъти по-висок при пациенти с диабет и 2-3 пъти по-висок при пациенти с метаболитен синдром. Ако диабетът не е налице, метаболитният синдром увеличава пет пъти риска от развитие на диабет тип 2.
Инсулинова резистентност, коремно затлъстяване, атерогенна дислипидемия, ендотелна дисфункция, високо кръвно налягане, състояние на хиперкоагулация, генетично предразположение и хроничен стрес са основните фактори зад този синдром.
Метаболитен синдром често се характеризира с оксидативен стрес, условие, че има дисбаланс между производството и инактивирането на реактивни кислородни видове. Увеличеното генериране на реактивни кислородни форми, намалената активност на антиоксидантните системи или и двата механизма могат да участват в появата на оксидативен стрес.
Съществуват множество експериментални данни, които подкрепят потенциалната роля на оксидативния стрес в производството на прояви, свързани съответно с метаболитен синдром атеросклероза, хипертония и диабет тип 2. В допълнение, пациентите с метаболитен синдром показват, от една страна, намаляване на антиоксидантния капацитет, което се доказва от ниски серумни нива на витамин С, α-токоферол и намалена активност на супероксиддисмутаза, а от друга страна, увеличаване на липидната пероксидация, водеща до повишено плазмени нива на малондиалдехид, увеличаване на карбонилните групи поради окислително разграждане на протеини и увеличаване на ксантиноксидазната активност, водещо до прекомерно производство на свободни радикали.
Окислените липопротеини с ниска плътност (окислени LDL) са признат биомаркер на оксидативен стрес. Окисленият LDL активира циркулиращите моноцити и увеличава способността им да проникват в съдовата стена, ранен етап в процеса на атерогенеза. Едно надлъжно проучване показа, че повишените плазмени нива на окислен LDL са свързани с повишен риск от развитие на метаболитен синдром. От друга страна, бяха наблюдавани корелации между компонентите на метаболитния синдром и нивата на циркулиращия окислен LDL. По този начин, връзката на LDLoxidate със затлъстяването може да се обясни с увеличаване на масата на мастната тъкан, в резултат на пряко стимулиране на пролиферацията на адипоцити, или косвено чрез увеличаване на възпалителния инфилтрат с моноцити/макрофаги, което от своя страна насърчава адипогенезата. Връзката между окисления LDL и хипергликемията може да се дължи на намалена сигнализация на инсулина чрез неговия рецептор и усвояване на глюкоза, както и на разрушаването на β клетки в панкреатичните островчета.
Що се отнася до връзката между Оксидиран LDL и хипертриглицеридемия, това ще се основава на променено съхранение на триглицериди. На свой ред метаболитният синдром изостря производството на окислен LDL чрез механизъм за обратна връзка. Важно е, че повишените плазмени концентрации на окислен LDL са свързани с повишен риск от инфаркт на миокарда, независимо от LDL-холестерола и други сърдечно-съдови рискови фактори, което показва, че окисленият LDL би бил биомаркер с предсказваща стойност. Тези открития също имат терапевтични последици, но са необходими допълнителни проучвания, за да се демонстрира ролята на промените в диетата и начина на живот, както и медикаментозно лечение, което инхибира окисляването на LDL в превенцията на метаболитния синдром. В лабораторията окисленият LDL се определя чрез ензимно-свързани имуносорбентни анализи, използвайки моноклонални антитела, насочени срещу специфични за окислението епитопи върху LDL молекули.
Друг биомаркер на оксидативния стрес е крайният продукт на липидната пероксидация. Неотдавнашно проучване показа, че възрастните с повишени плазмени нива на MDA имат по-високо разпространение на метаболитен синдром, както и по-високи нива на коремна обиколка, глюкоза, триглицериди и гама-глутамилтрансфераза (GGT). В допълнение, нивата на MDA са пряко свързани с приема на захароза. Бъдещите изследвания ще анализират ефективността на MDA инхибиторите при метаболитен синдром. В лабораторията MDA се определя чрез течна хроматография под високо налягане (HPLC).
Счита се за относително специфичен биомаркер за окислителни промени, медиирани от пероксинитрит - мощен антиоксидант, който индуцира нитрирането на тирозиновите остатъци в структурата на протеините. След като преди това е показало, че NT е независим рисков фактор за сърдечно-съдови заболявания, едно проучване съобщава за прогресивно повишаване на плазмените нива на NT заедно със стойностите на HOMA (оценка на модела на хомеостазата) в зависимост от броя на компонентите на метаболитния синдром пациент. Свободната плазма 3-NT се определя в лаборатория чрез течна хроматография, съчетана с масспектрометрия (LC/MS).
За да се оцени антиоксидантната система, която има ролята на инактивиране на реактивните кислородни видове, е възможно да се използва на практика за определяне на активността на ензимите. глутатион пероксидаза (GPX) и супероксид дисмутаза (SOD). GPX, ензим, съдържащ селен, се намесва в разграждането на органичните хидропероксиди в резултат на нормални метаболитни процеси и осигурява защитата на протеини, липиди и нуклеинови киселини срещу действието на окисляващи молекули. Според група изследователи, GPX активността е била значително намалена при пациенти с метаболитен синдром, което е свързано с повишен оксидативен стрес и провъзпалителен статус. Освен това беше показано, че има обратна връзка между активността на GPX и индекса на телесна маса (ИТМ)/стойността на коремната обиколка. SOD е семейство антиоксидантни металоензими, които предотвратяват натрупването на супероксиден анион, който от своя страна може да реагира с азотен оксид и да генерира пероксинитрит. При метаболитния синдром беше установено, че има намаляване на активността на SOD, обратно пропорционално на броя на компонентите на метаболитния синдром, налични при пациента. В лабораторията активността на GPX и SOD в еритроцитите се определя чрез фотометрични методи.
В заключение, метаболитният синдром е клинична единица със сложни ендокринни, метаболитни и сърдечно-съдови бази и повишеният оксидативен стрес е свързан с компонентите на синдрома, считан за ранно събитие в тяхната патогенеза. Определянето на биомаркери в кръвта може да бъде от значение от една страна, при оценка на степента на оксидативен стрес при пациенти с висок риск или вече имащи метаболитен синдром, и от друга страна, при използването на терапевтични стратегии, насочени към оксидативен стрес, с цел да забави началото или да предотврати прогресирането на клиничните прояви.
Библиография:
1. Chen SJ et al. Връзки между възпаление, адипонектин и оксидативен стрес при метаболитен синдром. PloS One. 2012 (9): e45693.
2. Esposito K et al. Оксидативен стрес в метаболитния синдром. J Endocrinol Invest. 2006 октомври; 29 (9): 791-5.
2. Isogawa A et al. Активността на серумна супероксиддисмутаза корелира с компонентите на метаболитния синдром или дебелината на интима-среда на сънната артерия. Diabetes Res Clin Pract. 2009; 86 (3): 213-8.
4. Moreto L et al. По-високите плазмени концентрации на малондиалдехид се определят от свързаната с метаболитния синдром глюколипотоксичност. Oxid Med Cell Longev. 2014; 2014: 505 368.
5. Робъртс К.К., Синдху К.К. Оксидативен стрес и метаболитен синдром. Life Sci. 2009 г. 22 май; 84 (21-22): 705-12.
6. Yuberro-Serrano EM et al. Оксидативният стрес е свързан с броя на компонентите на метаболитния синдром: проучване LIPGENE. Вижте коментара в PubMed Commons по-долу Exp Mol Med. 2013 юни 21; 45: e28.