Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.


Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

Archive Of Ukrainian Ophthalmology Том 7, №3, 2019

Back to issue

Influence of L-FABP expression and fatty-acid composition of food on the lipid metabolism in patients with different degree of diabetic retinopathy and diabetes mellitus type 2

Authors: Риков С.О.(1), Биховець М.Ю.(1), Натрус Л.В.(2)
(1) — Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, м. Київ, Україна
(2) — Національний медичний університет імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

Categories: Ophthalmology

Sections: Clinical researches

print version


Summary

Актуальність. Надмірний рівень жирних кислот (ЖК) є токсичним для клітин, тому експресію протеїну FABP розглядають як захисний механізм, що зв’язує ЖК, а потім направляє їх до відповідних сайтів внутрішньоклітинного видалення й окиснення або накопичення. Підвищення у плазмі вмісту вільних ЖК відіграє ключову роль у розвитку цукрового діабету та його ускладнень, а також инсулінорезистентності. Мета роботи: вивчення впливу експресії L-FABP та жирнокислотного складу їжі на стан ліпідного метаболізму хворих із різним ступенем діабетичної ретинопатії (ДР) та цукрового діабету 2-го типу (ЦД2). Матеріали та методи. Дослідження охоплювало 76 хворих (76 очей) із ЦД2, у яких за результатами офтальмологічного обстеження було виявлено різний ступінь ДР. Контрольна група (КГ) включала 23 осіб без ЦД, які порівнянні з пацієнтами за статтю, віком, індексом маси тіла. Прогресування ДР визначали за шкалою ETDRS, визначили 3 групи: ДР-1 група (18 хворих, 18 очей) — пацієнти із початковою, помірною та тяжкою непроліферативною ДР; ДР-2 група (27 хворих, 27 очей) — пацієнти із початковою, помірною та тяжкою проліферативною ДР; ДР-3 група (31 хворий, 31 око) — пацієнти із прогресуючою проліферативною ДР. Вивчення спектра ЖК у мембранах еритроцитів проводили методом газорідинної хроматографії. Вміст L-FABP визначали у сироватці крові методом ELISA. Для вивчення особливостей харчування була розроблена анкета, на питання якої пропонували відповісти всім досліджуваним особам. Результати. Стан ліпідного метаболізму у пацієнтів з ДР і ЦД2 характеризувався суттєвою різницею вмісту ЖК у мембранах еритроцитів порівняно із групою здорових осіб із вірогідним підвищенням ступеня «насиченості». У групах ДР-1 та ДР-3 спостерігалося підвищення в 1,5–2 рази (Р < 0,05) вмісту насичених жирних кислот (НЖК) і зниження ненасичених жирних кислот (ННЖК) за рахунок полінасичених жирних кислот, а в групі ДР-2 — практично рівний вміст НЖК і ННЖК. Із прогресуванням ДР виявлена тенденція до зниження вмісту міристинової і арахідонової ЖК та підвищення стеаринової і олеїнової ЖК. Вживання у їжу продуктів — джерел різних типів ЖК за розрахованим показником «раціональність споживання продуктів», що був отриманий на підставі аналізу анкет харчування, не відрізнялося у групах здорових осіб і пацієнтів із різним ступенем ДР. У пацієнтів із ДР і тривалим ЦД2 ми виявили вірогідне підвищення сироваткового рівня L-FABP. У групі ДР-1 L-FABP був в 1,5 раза (Р < 0,05) вище від КГ. У групі ДР-2 спостерігали незначне зменшення показника, але він залишався в 1,3 раза більше за КГ, а у групі ДР-3 знову виявили підвищення відносно КГ в 1,7 раза. Можна припустити, що зменшення експресії L-FABP у групі ДР-2 відображає адаптацію організму до високого рівня ЖК плазми і має стримуючий вплив на розвиток і прогресування ДР. Висновки. Проведене дослідження відображає регуляторну роль L-FABP як важливого чинника ендогенної регуляції ліпідного гомеостазу на тлі відсутності суттєвих екзогенних впливів харчового навантаження на метаболізм ліпідів організму у хворих з ДР і ЦД2.

Актуальность. Чрезмерный уровень жирных кислот (ЖК) является токсичным для клеток, поэтому экспрессию протеина FABP рассматривают как защитный механизм, связывающий ЖК и направляющий их в соответствующие сайты внутриклеточной утилизации и окисления или накопления. Повышение в плазме содержания свободных ЖК играет ключевую роль в развитии сахарного диабета и его осложнений, а также инсулинорезистентности. Цель работы: изучение влияния экспрессии L-FABP и жирнокислотного состава пищи на состояние липидного метаболизма у пациентов с разной степенью диабетической ретинопатии (ДР) и сахарного диабета 2-го типа (СД2). Материалы и методы. Исследование включало 76 больных (76 глаз) с СД2, у которых по результатам офтальмологического обследования выявлена разная степень ДР. Контрольную группу (КГ) составили 23 лица без СД, сопоставимые с пациентами по полу, возрасту, индексу массы тела. Прогрессирование ДР определяли по шкале ETDRS, выделили 3 группы: ДР-1 группа (18 больных, 18 глаз) — пациенты с легкой, умеренной и тяжелой непролиферативной ДР; ДР-2 группа (27 больных, 27 глаз) — пациенты с легкой, умеренной и высокого риска пролиферативной ДР; ДР-3 группа (31 больной, 31 глаз) — пациенты с прогрессирующей пролиферативной ДР. Изучение спектра ЖК в мембранах эритроцитов проводили методом газожидкостной хроматографии. Содержание L-FABP определяли в сыворотке крови методом ELISA. Для изучения особенностей питания была разработана анкета, на вопросы которой предлагалось ответить всем исследуемым. Результаты. Состояние липидного метаболизма у пациентов с ДР и СД2 характеризовалось существенной разницей содержания ЖК в мембранах эритроцитов по сравнению с группой здоровых лиц с достоверным повышением степени «насыщенности». В группах ДР-1 и ДР-3 наблюдалось повышение в 1,5–2 раза (Р < 0,05) содержания насыщенных жирных кислот (НЖК) и снижение ненасыщенных жирных кислот (ННЖК) за счет полиненасыщенных жирных кислот, а в группе ДР-2 — практически равное содержание НЖК и ННЖК. С прогрессированием ДР выявлена тенденция к снижению содержания миристиновой и арахидоновой ЖК и повышение стеариновой и олеиновой ЖК. Употребление в пищу продуктов-источников различных типов ЖК по рассчитанному показателю «рациональность потребления продуктов», полученному на основании анализа анкет питания, не отличалось в группах здоровых лиц и у пациентов с разной степенью ДР. У пациентов с ДР и длительным СД2 мы обнаружили достоверное повышение сывороточного уровня L-FABP. В группе ДР-1 L-FABP был в 1,5 раза (Р < 0,05) выше, чем в КГ. В группе ДР-2 наблюдали незначительное уменьшение показателя, но он оставался в 1,3 раза больше КГ, а в группе ДР-3 снова обнаружили повышение относительно КГ в 1,7 раза. Можно предположить, что уменьшение экспрессии L-FABP в группе ДР-2 отображает адаптацию организма к высокому уровню ЖК плазмы и имеет сдерживающее влияние на развитие и прогрессирование ДР. Выводы. Проведенное исследование отображает регуляторную роль L-FABP как важного фактора эндогенной регуляции липидного гомеостаза на фоне отсутствия существенных экзогенных воздействий пищевой нагрузки на метаболизм липидов организма у больных с ДР и СД2.

Background. Excessive levels of fatty acids are toxic to cells, therefore, the expression of fatty acid-binding protein is considered to be a protective mechanism that binds fatty acids and directs them to the corresponding sites of intracellular utilization/oxidation or accumulation. An increase in plasma content of fatty acids plays a key role in the development of insulin resistance, diabetes and its complications. The aim of the work was to study the expression of liver fatty acid-binding protein (L-FABP) and fatty acid composition of food as endogenous and exogenous influence factors regulating the state of lipid metabolism in patients with varying degrees of diabetic retinopathy (DR). Materials and methods. The study included 76 patients with type 2 diabetes who, according to the results of an ophthalmologic examination, had a different degree of DR. The control group (n = 23) consisted of individuals without diabetes, comparable to the patients with DR by sex, age, body mass index. DR group 1 (18 patients, 18 eyes) included the individuals with mild, moderate and severe non-proliferative DR, DR group 2 (27 patients, 27 eyes) — persons with mild, moderate and high risk of proliferative DR, and DR group 3 (31 patients, 31 eyes) consisted of patients with advanced proliferative DR. The study of the spectrum of fatty acids in erythrocyte membranes was performed by gas-liquid chromatography. Serum content of L-FABP was determined by enzyme-linked immunosorbent assay. For studying nutrition, a questionnaire was developed, the questions of which were proposed to be answered by all the subjects. Results. The state of lipid metabolism in patients with diabetes mellitus complicated by DR was characterized by a significant difference in the content of fatty acids in erythrocyte membranes compared to the group of healthy individuals with a significant increase in the degree of saturation. In DR groups 1 and 3, there was 1.5–2-fold increase (P < 0.05) in the content of saturated fatty acids and a decrease — in unsaturated fatty acids due to polyunsaturated fatty acids, and in the DR group 2, the content of saturated and unsaturated fatty acids was almost equal. With the progression of DR, there is a tendency to a decrease in the content of myristic and arachidonic fatty acids and an increase in stearic and oleic fatty acids. The consumption of foods — sources of various types of fatty acids according to the calculated indicator of the rationality of food consumption obtained from the analysis of nutritional questionnaires did not differ in the groups of healthy individuals and patients with varying degrees of DR. In patients with prolonged diabetes mellitus type 2 complicated by DR, we found a significant increase in the serum level of L-FABP. In DR group 1, L-FABP was 1.5 times (P < 0.05) higher than in the control group. In DR group 2, a slight decrease was observed, but it remained 1.3 times higher than that of the control group, and in DR group 3, 1.7-fold increase was observed compared to control group. It can be assumed that a decrease in L-FABP expression in DR group 2 reflects the adaptation of the organism to a high fatty acid plasma level and has a restraining effect on the development and progression of DR. Conclusions. The study reflects the role of L-FABP as an important factor in the endogenous regulation of lipid homeostasis and the absence of significant exogenous effects of the nutritional load on the body lipid metabolism.


Keywords

діабетична ретинопатія; цукровий діабет 2-го типу; ендогенна регуляція гомеостазу; мембрани еритроцитів; харчування

диабетическая ретинопатия; сахарный диабет 2-го типа; эндогенная регуляция гомеостаза; мембраны эритроцитов, питание

diabetic retinopathy; diabetes mellitus type 2; endogenous regulation of homeostasis; erythrocyte membranes; nutrition


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

1. King H., Aubert R.E., Herman W.H. Global burden of diabetes, 1995–2025: prevalence, numerical estimates, and projections. Diabetes Care. 1998. Vol. 21(9). Р. 1414-31.

2. Hammer S.S., Busik J.V. The Role of Dyslipidemia in Diabetic Retinopathy. Vision Res. 2017. Vol. 139. Р. 228-236.

3. Tikhonenko M., Lydic T.A., Opreanu M. et al. N-3 polyunsaturated Fatty acids prevent diabetic retinopathy by inhibition of retinal vascular damage and enhanced endothelial progenitor cellreparative function. PLoS One. 2013. Vol. 8, № 1.

4. Rema M., Srivastava B.K., Anitha B. et al. Association of serum lipids with diabetic retinopathy in urban South Indians — the Chennai Urban Rural Epidemiology Study (CURES) Eye Study-2. Diabet Med. 2006. Vol. 23(9). Р. 1029-36.

5. Persistent Effects of Intensive Glycemic Control on Retinopathy in Type 2 Diabetes in the Action to Control Cardiovascular Risk in Diabetes (ACCORD) Follow-On Study. Action to Control Cardiovascular Risk in Diabetes Follow-On (ACCORDION) Eye Study Group and the Action to Control Cardiovascular Risk in Diabetes Follow-On (ACCORDION) Study Group. Diabetes Care. 2016. Vol. 39(7). Р. 1089-100.

6. Boden G., Laakso M. Lipids and Glucose in Type 2 Diabetes. What is the cause and effect? Diabetes Care. 2004. Vol. 27(9). Р. 2253-2259.

7. Choromańska B., Myśliwiec P., Dadan J., Hady H.R., Chabowski A. The clinical significance of fatty acid binding proteins. Postepy Hig. Med. Dosw. (Online). 2011. Vol. 24(65). Р. 759-63.

8. Atshaves B.P., GMartin G., Hostetler H.A. et al. Liver Fatty Acid Binding Protein and Obesity. J. Nutr. Biochem. 2010. Vol. 21(11). Р. 1015-1032.

9. Mann J.I. Nutrition recommendations for the treatment and prevention of type 2 diabetes and the metabolic syndrome: an evidenced-based review. Nutr. Rev. 2006. Vol. 64(9). Р. 422-427.

10. Kamat S.G., Roy R. Evaluation of fish oils in amelioration of diabetes–induced tissue damages in mice (Mus musculus). South Asian J. Exp. Biol. 2015. Vol. 5(1). Р. 32-40.

11. Hodson L., Skeaff C.M., Fielding B.A. Fatty acid composition of adipose tissue and blood in humans and its use as a biomarker of dietary intake. Prog. Lipid Res. 2008. Vol. 47, № 5. P. 348-380.

12. Sala-Vila A., Díaz-López A., Valls-Pedret C. Dietary Marine ω-3 Fatty Acids and Incident Sight — Threatening Retinopathy in Middle-Aged and Older Individuals With Type 2 Diabetes: Prospective Investigation From the PREDIMED Trial. JAMA. Ophthalmol. 2016. Vol. 1; 134(10). Р. 1142-1149.

13. Биховець М.Ю., Риков С.О., Натрус Л.В. Особливості способу життя як фактор ризику розвитку і прогресування діабетичної ретинопатії у хворих на ЦД 2 типу. Архів офтальмології України. 2019. Т. 5, № 3. С. 54-61.

14. Koehrer P., Saab S., Berdeaux O. Erythrocyte Phospholipid and Polyunsaturated Fatty Acid Composition in Diabetic Retinopathy. 2014 journal.pone 0106912.

15. Sacks F.M., Hermans M.P., Fioretto P. et al. Association between plasma triglycerides and high-density lipoprotein cholesterol and microvascular kidney disease and retinopathy in type 2 diabetes mellitus: a global case-control study in 13 countries. Circulation. 2014. Vol. 4; 129(9). Р. 999-1008.

16. Benarous R., Sasongko M.B., Qureshi S. et al. Differential association of serum lipids with diabetic retinopathy and diabetic macular edema. Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 2011. Vol. 27; 52(10). Р. 7464-7469.

17. Cetin E.N., Bulgu Y., Ozdemir S. et al. Association of serum lipid levels with diabetic retinopathy. Int. J. Ophthalmol. 2013. Vol. 6(3). Р. 346-349.

18. Петренко О.В., Натрус Л.В., Таварткиладзе К. Особливості вмісту жирних кислот в клітинах крові у хворих на діабетичну ретинопатію. Архів офтальмології України. 2017. Т. 5, № 2.

19. Weijers Rob N.M. Lipid Composition of Cell Membranes and Its Relevance in Type 2 Diabetes Mellitus. Curr. Diabetes Rev. 2012. Vol. 8(5). Р. 390-400.

20. Lee AG. How lipids affect the activities of integral membrane proteins. Biochim. Biophys. Acta. 2004. Vol. 1666(1–2). Р. 62-87.

21. Shin S., Ku Y., Babu N., Singh M. Erythrocyte deformability and its variation in diabetes mellitus. Indian. J. Exp. Biol. 2007. Vol. 45(1). Р. 121-128.

22. Cho Y.I., Mooney M.P., Cho D.J. Hemorheological disorders in diabetes mellitus. J. Diabetes Sci. Technol. 2008. Vol. 2(6). Р. 1130-1138.

23. Frota K. de M.G., Matias A.C.G., Arêas J.A.G. Influence of food components on lipid metabolism: scenarios and perspective on the control and prevention of dyslipidemias. Food Science and Technology. 2010. 30(1).

24. Shi J., Zhang Y., Gu W., Cui B., Xu M., Yan Q. et al. Serum liver fatty acid binding protein levels correlate positively with obesity and insulin resistance in Chinese young adults. PLoS ONE. 2012. Vol. 7(11).

25. Wang Gu Qi, Bonkovsky H.L., de Lemos A., Burczynski F.J. Recent insights into the biological functions of liver fatty acid binding protein 1. The Journal of Lipid Research. 2015. Vol. 56. Р. 2238-2247.

Similar articles

Gastrointestinal symptoms in children with acute neuroinfections
Authors: Марков А.І., Крамарьов С.О.
Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

"Child`s Health" Том 13, №1, 2018
Date: 2018.04.12
Categories: Pediatrics/Neonatology
Sections: Specialist manual
Clinical and Pathogenetic Features of Nonalcoholic Fatty Liver Disease in Patients with Bronchial Asthma and Obesity
Authors: Pasiieshvili L.M., Zhelezniakova N.M., Pasiieshvili Т.M. - Kharkiv National Medical University, Kharkiv, Ukraine
"Gastroenterology" 4 (58) 2015
Date: 2016.02.16
Categories: Gastroenterology
Sections: Clinical researches
Визначення ефективності та безпечності  довготривалого застосування внутрішньовенно  препарату жирової емульсії деривату маслинової олії в пацієнтів педіатричного профілю
Authors: Olivier Goulet, Sophie de Potter, Helena Antebi, Fathi Driss, Virginie Colomb, Gilbert Bereziat, Louis-Gerald Alcindor, Odile Corriol, Alexia Le Brun, Guy Dutot, Dominique Forget, Veronique Perennec and Claude Ricour Hopital des Enfants Malades, Paris; Faculte de Medecine Paris Ouest; Hopital Saint Antoine, Paris; and Clintec Baxter, Maurepas, France
"Child`s Health" 7 (34) 2011
Date: 2013.01.03
Categories: Pediatrics/Neonatology
The role of metabolic disorders and genotype in the diabetic retinopathy development (literature review)
Authors: Биховець М.Ю.(1), Риков С.О.(1), Натрус Л.В.(2)
(1) — Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика МОЗ України, м. Київ, Україна
(2) — Науково-дослідний інститут експериментальної та клінічної медицини Національного медичного університету імені О.О. Богомольця, м. Київ, Україна

Archive Of Ukrainian Ophthalmology Том 6, №3, 2018
Date: 2019.04.24
Categories: Ophthalmology
Sections: Specialist manual

Back to issue