Международный эндокринологический журнал 4 (44) 2012

Введение

Многочисленные публикации отечественных и зарубежных авторов указывают на то, что при нейроэндокринном ожирении в организме взрослых пациентов происходит стимуляция процессов свободнорадикального окисления [1, 2]. Возникающий в результате этого оксидативный стресс выступает в качестве одного из патогенетических звеньев ожирения, предопределяющих формирование глубоких перестроек со стороны обмена веществ и механизмов его регуляции в тканях внутренних органов [3, 4]. Согласно существующим представлениям, причиной стимуляции свободнорадикальных процессов при ожирении является понижение мощности систем антиоксидантной защиты в организме больных [5, 6]. Однако до настоящего времени все еще отсутствуют четкие представления о механизмах уменьшения эффективности функционирования антиоксидантной системы при нейроэндокринном ожирении. Еще меньше известно о причинах развития оксидативного стресса при ожирении в периоде полового созревания, т.е. на том этапе онтогенеза, который сопровождается глубокими перестройками в системе эндокринной регуляции метаболизма. Вместе с тем изучение особенностей формирования данной патологии в подростковом возрасте представляет особый интерес, т.к. именно среди этого контингента населения в последние годы в Украине отмечается рост заболеваемости нейроэндокринным ожирением [7, 8]. Повышение заболеваемости нейроэндокринным ожирением среди подростков, в свою очередь, ведет к увеличению числа больных с сердечно­сосудистой патологией в зрелом возрасте. Все это диктует необходимость разработки новых эффективных подходов к лечению и профилактике ожирения на этапе полового созревания, чего можно достичь лишь при условии детального выяснения молекулярных механизмов его развития. С учетом вышеизложенного целью работы явилось изучение взаимоотношений между сдвигами в содержании отдельных гормонов в крови и изменением ее общей антиоксидантной активности у подростков с нейроэндокринным ожирением, находящихся на разных стадиях полового созревания.

Материалы и методы

Исследования выполнены у 80 подростков — мальчиков раннего (13–15 лет) и позднего (16–18 лет) пубертатного возраста. Обследуемых каждой возрастной группы, в свою очередь, делили на 3 подгруппы: 1­я — здоровые (без соматической патологии, с нормальной массой тела), 2­я — подростки с нейроэндокринным ожирением без инсулинорезистентности (ИР) и 3­я — подростки с нейроэндокринным ожирением и сопутствующей ему ИР. Подростки 2­й и 3­й групп страдали ожирением I–II степени.

Инсулинорезистентность выявляли путем оценки величины индекса HOMA [9]. Содержание инсулина в крови измеряли радиоиммунологическим методом с помощью наборов Insulin(е) IRMAKIT производства Beckman Coulter. Концентрацию глюкозы в крови определяли глюкозооксидазным методом с использованием наборов Glucocapil производства Германии.

У всех обследуемых измеряли уровень суточной экс­креции с мочой катехоламинов и мелатонина [10].

Для оценки общей антиоксидантной активности крови в сыворотке измеряли скорость индуцированного восстановленным железом перекисного окисления липидов. С этой целью 0,2 мл сыворотки смешивали с 3,8 мл 0,05 М калий­фосфатного буфера рН 7,4 и 0,25 мл 0,001 М раствора КМnO₄. Реакционную смесь интенсивно перемешивали и инкубировали в течение 10 минут при 25 °С. После этого из нее отбирали пробу объемом 0,25 мл, которую переносили в стеклянную центрифужную пробирку, содержащую 0,5 мл 20% трихлоруксусной кислоты (проба 1). В исходную реакционную смесь вносили 0,25 мл 0,01 М FeSO₄, интенсивно перемешивали и инкубировали в течение 10 минут при 25 °С. После этого из нее вновь отбирали пробу объемом 0,25 мл, которую переносили в следующую центрифужную пробирку, содержащую 0,5 мл 20% трихлоруксусной кислоты (проба 2). В обе пробирки, содержащие пробы реакционной смеси и трихлоруксусную кислоту, вносили 0,25 мл 1 М соляной кислоты и 0,5 мл 0,7% 2­тиобарбитуровой кислоты, интенсивно перемешивали и помещали на 10 минут в кипящую водяную баню. После этого их охлаждали и центрифугировали в течение 15 минут при 2500 об/мин. Надосадочную жидкость осторожно декантировали и измеряли ее оптическую плотность на спектрофотометре СФ­46 при 532 нм. Результаты измерений использовали для расчета содержания ТБК­реактивных веществ в пробах с учетом коэффициента молярной экстинкции малонового диальдегида [11]. Скорость индуцированного перекисного окисления липидов рассчитывали по разности содержания ТБК­реактивных веществ во 2­й и 1­й пробах и выражали в нмоль/л × мин.

Полученные данные подвергали статистической обработке с использованием непараметрического метода Wilcoxon — Mann — Whitney.

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенные исследования показали, что содержание инсулина у подростков контрольной группы в возрасте раннего и позднего пубертата находится на одинаковом уровне (рис. 1).

У 16–18­летних пациентов c нейроэндокринным ожирением без ИР концентрация инсулина в крови повышается на 37 % по сравнению с ее уровнем у подростков контрольной группы того же возраста. При ожирении и сопутствующей ему ИР у подростков позднего пубертатного возраста содержание инсулина в крови оказывается на 128 % выше, чем у обследуемых соответствующей контрольной группы.

У подростков раннего пубертатного возраста с ожирением без ИР не выявляется достоверного увеличения уровня инсулина в крови (Р > 0,05). В то же время у пациентов 13–15 лет с нейроэндокринным ожирением и сопутствующей ему инсулинорезистентностью содержание данного гормона в крови повышается на 147 % по сравнению с таковым у обследуемых соответствующей контрольной группы.

Факт появления гиперинсулинемии при нейроэндокринном ожирении хорошо известен из литературы [12]. Однако, как показали наши исследования, на этапе полового созревания появляются некоторые возрастные особенности в ее возникновении. Так, появление гиперинсулинемии при нейроэндокринном ожирении имеет место только в позднем пубертатном возрасте. Можно предположить, что это связано с продолжительностью манифестации заболевания.

В случае сопутствующей нейроэндокринному ожирению ИР повышение концентрации данного гормона в крови имеет компенсаторный характер и, по всей вероятности, уже в меньшей мере отражает участие инсулина в регуляции синтеза триацилглицеролов в жировой ткани. Можно предположить, что возникновение ИР является своеобразной защитной реакцией со стороны эндокринной системы, направленной на торможение стимулирующего действия инсулина на синтез триацилглицеролов, а значит, и на ограничение увеличения массы жировой ткани при ожирении.

Параллельно с повышением секреции инсулина в организме подростков с нейроэндокринным ожирением возрастает продукция катехоламинов. На это, в частности, указывает увеличение у них уровня экскреции адреналина и норадреналина с мочой (табл. 1).

Из данных, представленных в табл. 1, следует, что направленность изменения уровня суточной экскреции норадреналина у подростков с осложненным и неосложненным ИР ожирением аналогична характеру сдвигов в содержании инсулина в крови. У 13–15­летних пациентов с нейроэндокринным ожирением, сопровождающимся ИР, одновременно с повышением экскреции норадреналина на 61 % возрастает уровень экскреции адреналина по сравнению с таковым у подростков контрольной группы этого возраста. В то же время у подростков 16–18 лет с нейроэндокринным ожирением на фоне ИР и без нее подобного сдвига в уровне экскреции адреналина не возникает.

Увеличение секреции и, соответственно, экскреции катехоламинов при ожирении, очевидно, имеет характер компенсаторного сдвига со стороны гормональной регуляции обмена триацилглицеролов в адипоцитах. Это связано с тем, что они стимулируют гидролиз триацилглицеролов в жировой ткани. Причем, как показали наши исследования, в большей мере это характерно для норадреналина, чем для адреналина.

Принимая во внимание позитивный факт липолитического действия катехоламинов, следует заметить, что они в то же время подвержены спонтанному неферментативному окислению кислородом с образованием свободнорадикальных продуктов окисления, которые инициируют в организме цепные свободнорадикальные процессы [13, 14]. По этой причине катехоламины выступают в роли прооксидантных факторов, способствующих возникновению оксидативного стресса. Очевидно, что при увеличении их секреции в организме срабатывают регуляторные механизмы, направленные на повышение эффективности функционирования системы антиоксидантной защиты. Особое значение при этом может иметь усиление продукции мелатонина — гормона, обладающего выраженными антиоксидантными свойствами [15, 16]. К тому же известно, что гиперинсулинемия способствует повышению секреции данного гормона. Реализация подобного эффекта может быть связана со стимуляцией синтеза соматомедина инсулином [17]. С учетом вышеизложенного далее было проведено изучение уровня суточной экскреции мелатонина с мочой у подростков всех исследованных групп. Полученные результаты представлены на рис. 2.

Как видно из данных, представленных на рис. 2, у 13–15­летних пациентов с ожирением, сопровождающимся ИР, происходит повышение уровня экскреции мелатонина на 41 % по сравнению с таковой у здоровых сверстников. Однако у подростков этой же возрастной группы с нейроэндокринным ожирением без ИР подобного сдвига не возникает. Аналогичный сдвиг, связанный с увеличением экскреции мелатонина, выявляется и у подростков 16–18 лет с ожирением на фоне ИР. В то же время у пациентов позднего пубертатного возраста с ожирением, сопровождающимся ИР, повышение экскреции данного гормона имеет всего лишь характер выраженной тенденции (P > 0,05).

Анализ результатов проведенных исследований позволяет прийти к заключению о том, что в условиях повышения секреции норадреналина при ожирении одновременно возрастает и секреция мелатонина. Можно предположить адаптивный характер подобного сдвига ввиду того, что он направлен на ограничение прооксидантных эффектов норадреналина. Однако, как показали результаты проведенных нами исследований, у подростков позднего пубертатного возраста с нейроэндокринным ожирением и сопутствующей ему ИР подобного сдвига не возникает. Это, по всей вероятности, предопределяет понижение у них антиоксидантной активности крови.

Высказанное предположение в полной мере согласуется с результатами исследований, связанных с изучением скорости индуцированного ПОЛ крови, величина которой во многом определяется ее общей антиоксидантной активностью (рис. 3).

Как видно из рис. 3, скорость индуцированного ПОЛ у подростков позднего пубертатного возраста с ожирением на фоне ИР возрастает на 71 % по сравнению с таковой у сверстников с неосложненным ожирением. Это указывает на понижение у них антиоксидантной активности крови и подтверждает ранее высказанное предположение.

Резюмируя вышеизложенное, можно прийти к заключению о том, что у подростков раннего пубертатного возраста при нейроэндокринном ожирении I–II степени без ИР не происходит существенного увеличения секреции инсулина, катехоламинов и мелатонина. На исходном уровне у них остается и величина антиоксидантной активности крови. В то же время в позднем пубертатном возрасте ситуация с состоянием гормональной секреции в организме подростков с ожирением без ИР существенно изменяется. На этом этапе полового созревания у них возникает целый комплекс сдвигов со стороны продукции гормонов. Он проявляется в повышении секреции инсулина, в ответ на которую усиливается продукция норадреналина. Это, в свою очередь, приводит к стимуляции секреции мелатонина. Обладая мощным антиоксидантным действием [15, 16], мелатонин тормозит реализацию негативных эффектов катехоламинов в отношении формирования оксидативного стресса. В результате возникновения подобных изменений при нейроэндокринном ожирении без ИР формируются условия для предупреждения глубоких сдвигов со стороны метаболизма в тканях внутренних органов.

Один из возможных путей ограничения действия инсулина на липогенез при ожирении связан с возникновением ИР. Следует заметить, что при ее формировании в раннем пубертатном возрасте у подростков возникает комплекс сдвигов со стороны секреции изученных гормонов, аналогичный таковому у подростков позднего пубертатного возраста с ожирением без ИР. Как следствие этого, у них на исходном уровне поддерживается величина антиоксидантной активности крови. В то же время у 16–18­летних подростков с сопутствующей ожирению ИР увеличение секреции инсулина и норадреналина не сопровождается компенсаторным повышением продукции мелатонина. В результате этого у них понижается общая антиоксидантная активность крови, усиливаются проявления прооксидантных эффектов норадреналина, а значит, формируются предпосылки для возникновения оксидативного стресса и проявления его негативных эффектов на метаболизм. Все это указывает на то, что при нейроэндокринном ожирении на фоне ИР у подростков позднего пубертатного возраста тормозится реализация адаптивных механизмов гормональной регуляции антиоксидантных систем в организме, в результате чего у них возникают условия для повышения тяжести течения заболевания.

Причины ограничения реализации адаптивных механизмов со стороны гормональной регуляции систем защиты организма от оксидативного стресса в позднем пубертатном возрасте при нейроэндокринном ожирении не ясны. Их изучению будут посвящены наши дальнейшие исследования.

Выводы

1. У подростков раннего пубертатного возраста с нейроэндокринным ожирением I–II степени на фоне инсулинорезистентности возникает комплекс сдвигов со стороны эндокринологических показателей (гиперинсулинемия, увеличение экскреции катехоламинов и мелатонина), который обеспечивает поддержание стабильного уровня антиоксидантной активности крови и предупреждения формирования оксидативного стресса в организме.

2. Формирование нейроэндокринного ожирения без сопутствующей ИР в позднем пубертатном возрасте сопровождается появлением комплекса сдвигов в продукции гормонов, которые предупреждают понижение антиоксидантной активности крови. При развитии ожирения на фоне инсулинорезистентности у подростков 16–18 лет нарушаются механизмы регуляции продукции гормонов в организме, что приводит к уменьшению антиоксидантной активности крови, формированию оксидативного стресса и проявления его негативных эффектов на метаболизм.

3. Возникновение инсулинорезистентности создает метаболические предпосылки для отягощения течения нейроэндокринного ожирения в позднем пубертатном возрасте.