АМИНОКИСЛОТНЫЙ ПРОФИЛЬ ПЛАЗМЫ И ЭРИТРОЦИТОВ КРОВИ ПАЦИЕНТОВ С ИШЕМИЧЕСКОЙ БОЛЕЗНЬЮ СЕРДЦА

Введение. Сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) по сей день остаются первой причиной смертности во всем мире, несмотря на огромные успехи, достигнутые в их лечении (примерно 30% всех смертей в мире в год).

Основной патогенетической причиной ССЗ, таких как ишемический инсульт и ишемическая болезнь сердца (ИБС), является атеросклероз.

На развитие ССЗ оказывает влияние комплекс факторов, среди которых и генетическая предрасположенность, и поведенческие факторы, а также факторы окружающей среды. Хорошо изучено влияние таких факторов сердечно-сосудистого риска, как неправильное питание, гиподинамия, табакокурение, артериальная гипертония, ожирение и сахарный диабет [2, с.7].

На данный момент не существует маркеров нарушений обмена аминокислот (АК) и других низкомолекулярных метаболитов, которые бы отражали изменения метаболизма во время развития ССЗ.

В настоящее время понимание метаболических изменений, происходящих в органах и тканях на фоне развития ССЗ, находится на достаточно высоком уровне. Поэтому изучение дисбаланса циркулирующих АК представляется перспективным направлением для наилучшего понимания патогенеза конкретного заболевания, а также поиска новых эффективных биомаркеров и терапевтических мишеней [1].

Цель исследования. Исследовать изменение в аминокислотном профиле плазмы и эритроцитах крови пациентов с диагностированной ишемической болезнью сердца.

Материалы и методы. Объектом исследования являлись протеиногенные и непротеиногенные свободные АК и их метаболиты, определяемые в плазме и эритроцитах крови пациентов с диагностированной ИБС в сравнении с контролем.

В исследование были включены 527 пациентов с диагностированной ишемической болезнью сердца, проходивших стационарное лечение в учреждении здравоохранения «Гродненская университетская клиника», а также 44 человека из группы клинического контроля.

Количественная и качественная идентификация низкомолекулярных эндогенных биорегуляторов – свободных АК и их метаболитов проводилась методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) в депротеинизированных хлорнокислых экстрактах образцов плазмы крови человека на аналитической колонке, заполненной обращенно-фазовым сорбентом Zorbax Eclipse XDB-C₈ (с размером частиц – 3,5 мкм).

Все полученные результаты исследований обрабатывались с помощью программного пакета Microsoft Excel 2016 и Statistica 7.0.

Результаты исследований. Сравнительный анализ содержания свободных АК и их метаболитов в плазме крови пациентов с ИБС показал разнонаправленный характер изменений концентраций большинства исследуемых соединений по сравнению со здоровым контролем.

Более высокие значения концентрации в группе пациентов с  ИБС по сравнению с контролем имеют: аспарагиновая и глутаминовая кислоты, 3-метилгистидин, 1-метилгистидин, α-аминомасляная кислота, О-фосфоэтаноламин, изолейцин, лейцин и пролин (табл.1). Низкие уровни концентраций АК и их метаболитов в группе больных с ИБС в сопоставлении с контролем наблюдаются у аспарагина, глутамина, серина, α-аминоадипиновой кислоты, треонина, цитруллина, аргинина, аланина, лизина, орнитина и  цистеиновой кислоты (табл.1). Остальные АК и их метаболиты при обработке данных не показали достоверных различий.

Таблица 1

Концентрации свободных аминокислот и их метаболитов в плазме крови пациентов с ишемической болезнью сердца и контроля, мкмоль/л (результаты представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение)

Резкое повышение концентрации можно заметить у 3-метилгистидина и α-аминомасляной кислоты, разница с контролем составляет в 6 раз, а резкое  снижение отмечается лишь у α-аминоадипиновой кислоты, разница с контролем ­– в 13,5 раз.

Цистатионин у больных с ИБС отсутствовал, а у контроля составил 3,74±2,02 мкмоль/л, а концентрация β-аланина у больных составила 3,17±0,86, однако у контроля данный метаболит отсутствовал.  

В частности, ИБС сопровождается значительно более высокими, чем у контроля, уровнями глутаминовой и аспарагиновой кислот, при одновременно низком уровне их основных метаболитов – глутамина и аспарагина в плазме крови исследуемых пациентов (табл.1).

Полученные данные свидетельствуют о возможном ингибировании реакции синтеза указанных амидов из соответствующих предшественников и одновременной активации реакции, катализируемых глутаминазой и аспарагиназой, в организме больных с ИБС.

В литературном источнике указывают, что уровень аспарагиновой кислоты в плазме крови пациентов с ИБС имеет повышенные значения по сравнению с контролем и обращают внимание на то, что повышенные уровни могут быть связаны с участием данной АК в антитромбоцитарной агрегации во время острого ИМ [5].

Глутаминовая кислота является заменимой АК, почти все живые существа используют ее в биосинтезе белка.  Повышенный уровень гуламиновой кислоты  в плазме может быть компенсаторной реакцией на ИМ и может способствовать образованию анаэробного АТФ (аденозинтрифосфат), повышая устойчивость организма к тяжелой гипоксии [5].

При изучении научных публикаций по данной теме все авторы указывают в своих трудах о том, что АК  с разветвленной цепью, такие как валин, лейцин, изолейцин, а также ароматические – тирозин и фенилаланин имеют более повышенные концентрации в плазме крови пациентов с ИБС в отличие от контроля. Однако, при их сравнении в этом исследовании, стоит отметить, что данные АК, за исключением  лейцина и изолейцина, достоверных различий не показали.

Сопоставляя данные по концентрации АК и их метаболитов в эритроцитах крови, стоит отметить, что все АК в группе больных ИБС имеют пониженный уровень по сравнению с контролем (табл. 2).

Таблица 2

 Концентрации свободных аминокислот и их метаболитов в эритроцитах крови пациентов с ишемической болезнью сердца и контроля, мкмоль/л (результаты представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение)

Концентрация цистатионина у пациентов с ИБС  ниже, чем значение в контроле. Данное соединение является промежуточным продуктом транссульфурирования, снижение его содержания может быть метаболической предпосылкой развития гипергомоцистеинемии [4, с. 553].

Как известно при ИБС идет нарушение образования метионина, которое приводит к накоплению в крови и моче его предшественника гомоцистеина. Накопление его в организме приводит к повреждению сосудистых стенок с образованием атеросклеротических бляшек, что приводит к тромбозу или разрыву сосуда. Таким образом, метионин сильно связан с метаболизмом гомоцистеина. Но в случае отсутствия данных о содержании гомоцистеина, что часто встречается в литературе, затруднительна интерпретация сдвигов уровня метионина в крови и более точное определение его роли в патогенезе и диагностике ССЗ [3, с. 124].

Можно предположить, что низкий уровень аргинина при более высоком – цитруллине – будет предпосылкой к снижению продукции NO эндотелием у пациентов с ИБС [4, с. 554].

Вместе с тем, биологическое значение установленных изменений требует дальнейшего изучения.

Выводы. ИБС сопровождается разнонаправленным изменением содержания свободных АК и их метаболитов в плазме и форменных элементах крови больных.

Аминокислотный профиль плазмы крови больных с ИБС характеризуется повышенным уровнем большинства исследуемых соединений по сравнению с группой контроля. Внутриклеточный аминокислотный профиль эритроцитов крови больных характеризуется пониженным содержанием большинства протеиногенных АК.

Маркерными изменениями при ишемической болезни сердца являются высокие уровни 3-метилгистидина, α-аминомасляной кислоты и низкое содержание α-аминоадипиновой кислоты, что в комплексе может иметь существенную диагностическую ценность для прогноза характера и метаболических последствий развития данного заболевания для организма человека.