Назад
Липидный обмен играет важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний и диабета 2 типа.
Однако о молекулярных взаимосвязях известно мало. Используя липидомику, современный аналитический метод, команда под руководством Фабиана Айхельмана определила те липиды, которые статистически связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями и диабетом 2 типа. Кроме того, ученые обнаружили, что диета с повышенной долей ненасыщенных жирных кислот приводит к снижению уровня липидов, связанных с риском, и повышению уровня липидов с низким риском. Результаты исследования были опубликованы в журнале Circulation.
Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти во всем мире, на долю которых приходится около 18 миллионов смертей в год. У людей с диабетом 2 типа в два-три раза повышен риск сердечного приступа или инсульта. Число людей, страдающих этим заболеванием, неуклонно растет на протяжении десятилетий. Соответственно, существует большая необходимость в выявлении биомаркеров, которые могут указывать на развитие заболевания на ранней стадии, чтобы предотвратить или хотя бы смягчить его начало.
Предыдущие исследования показали, что сердечно-сосудистые заболевания и диабет 2 типа тесно связаны с липидным обменом. Чтобы расшифровать эти взаимосвязи на молекулярном уровне, ученые уже несколько лет используют липидомику. Это современный аналитический метод, который позволяет получить очень подробное представление о профиле жирных кислот в плазме крови. Жирные кислоты встречаются в организме человека в основном в составе сложных молекул - липидов. На основании своей молекулярной структуры они подразделяются на множество различных классов и типов липидов. Совокупность всех липидов в организме называется липидомом.
Фабиан Айхельманн, научный сотрудник отдела молекулярной эпидемиологии Немецкого центра исследований диабета, и его сотрудники оценили профили жирных кислот в 2414 образцах крови из исследования EPIC-Potsdam. Образцы были собраны еще в 1990-х годах и частично получены от участников, у которых в последующие годы развились сердечно-сосудистые заболевания или диабет 2 типа. Используя высокопроизводительную липидомику, исследователи выявили в общей сложности 282 различных липида, 69 из которых были ассоциированы как минимум с одним из двух заболеваний.
"Статистическая связь с сердечно-сосудистыми заболеваниями была обнаружена для 49 липидов, которые в основном относились к эфирам холестерина и сфинголипидам", - сказал Айхельман.
"Двенадцать липидов были ассоциированы с диабетом 2 типа, большинство из которых относились к глицерину и фосфолипидам. Связь с обоими заболеваниями наблюдалась для 8 липидов, среди которых выделялись несколько моноацилглицеридов". На молекулярном уровне исследователи обнаружили, что липиды повышенного риска, как правило, содержат в основном насыщенные жирные кислоты, особенно пальмитиновую кислоту.
Во второй части своего исследования ученые хотели выяснить, можно ли повлиять на связанные с риском липиды, изменив жирнокислотный состав рациона. Ответы на эти вопросы должно было дать 16-недельное интервенционное исследование, проведенное партнерами по сотрудничеству из Университета Рединга в Англии. Группа Джули Лавгроув набрала 113 здоровых женщин и мужчин в возрасте от 21 до 60 лет и случайным образом разделила их на три группы. Первая группа получала диету с повышенным содержанием насыщенных жирных кислот. Вторая группа придерживалась диеты с высоким содержанием мононенасыщенных жирных кислот. А третья группа получала диету с высоким содержанием мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот.
Диеты были составлены таким образом, что общее потребление энергии было одинаковым во всех трех группах, так что участники не набирали и не теряли вес. В начале исследования и через четыре месяца были взяты образцы крови, чтобы исследователи могли определить и сравнить профили жирных кислот в плазме крови участников. "Мы обнаружили, что диета с повышенной долей ненасыщенных жирных кислот обеспечивала снижение уровня липидов, ассоциированных с риском, и в то же время повышение уровня липидов с низким риском по сравнению с диетой с повышенной долей насыщенных жирных кислот", - отметила Лавгроув, подводя итоги.
Полученные результаты подтверждают распространенную рекомендацию о том, что замена насыщенных жирных кислот ненасыщенными жирными кислотами в рационе питания является потенциальным средством профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и диабета 2 типа. "Выявленные липиды могут служить биомаркерами повышенного риска. Будущие модели прогнозирования риска могут быть основаны на них", - сказал Айхельман.
На следующем этапе исследователи хотят выявить липидометрический профиль в крови, отражающий последствия тестовой диеты, и проверить, связан ли он с долгосрочным риском сердечно-сосудистых заболеваний.
Fabian Eichelmann et al. Глубокая липидомика в плазме крови человека - риск кардиометаболических заболеваний и влияние диетической модуляции жиров (аннотация).
В крови и тканях диетические и эндогенно образующиеся жирные кислоты (FA) встречаются в свободной форме или в составе сложных липидных молекул, которые в совокупности представляют собой липидом соответствующей ткани. Мы оценили связь липидов плазмы, полученных с помощью липидомики высокого разрешения, с возникновением кардиометаболических заболеваний, а затем проверили, чувствительны ли выявленные липиды, ассоциированные с риском, к модификации жиров в рационе питания.
Методы: Когортное исследование European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition (EPIC) Potsdam включало 27 548 участников, набранных в возрастном диапазоне 35-65 лет из общей популяции в окрестностях Потсдама, Германия. Мы сформировали две когорты по конкретным заболеваниям на основе фиксированной случайной подвыборки (n=1 262) и всех соответствующих когорт, выявленных в рамках всего исследования, первичных случаев сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ, включающих фатальный и нефатальный инфаркт миокарда и инсульт) (n=551) и диабета 2 типа (СД2) (n=775).
Мы оценили ассоциации исходных концентраций в плазме крови 282 специфических для каждого класса липидов количеств жирных кислот (FA) (рассчитанных на основе 940 различных молекулярных видов 15 классов липидов) с исходами в моделях Кокса с поправкой на множественные переменные. Мы проверили влияние изоэнергетической диетической жировой модификации на связанные с риском липиды в рандомизированном контролируемом исследовании "Диетическое вмешательство и васкулярная функция" (DIVAS) (n=113). Участники в течение 16 недель принимали либо диету, богатую насыщенными FA (контроль), либо мононенасыщенные FA, либо смесь мононенасыщенных и n-6 полиненасыщенных FA.
Результаты: 69 липидов связаны (коэффициент ложного обнаружения (КЛО) <0,05) по крайней мере с одним исходом (оба=8, только ССЗ=49, только Т2Д=12). Вкратце, несколько моноацилглицеринов и FA16:0 и FA18:0 в диацилглицеринах были связаны с обоими исходами, холестериловые эфиры, свободные жирные кислоты и сфинголипиды были в основном специфичны для ССЗ, а несколько (глицеро)фосфолипидов - для Т2Д. Кроме того, девятнадцать липидов, связанных с риском, были подвержены влиянию (FDR<0,05) диеты с высоким содержанием ненасыщенных FA по сравнению с диетой с насыщенными жирами (17 в направлении, соответствующем потенциальному благоприятному влиянию на долгосрочный кардиометаболический риск). Например, диета, богатая мононенасыщенными FА, снизила DG(FA16:0) на 0,4 (95%-CI:0,5,0,3) SD-единиц и увеличила TG(FA22:1) на 0,5 (95%-CI:0,4,0,7) SD-единиц.
Выводы: Мы выявили несколько липидов, связанных с риском развития кардиометаболических заболеваний. Подгруппа липидов была благоприятно изменена в результате вмешательства в рацион питания, что поддерживает замену насыщенных FA на ненасыщенные FA в качестве потенциального инструмента для первичной профилактики заболеваний.
